우리나라는 정부의 전력시장 구조개편 계획에 의거 2001년부터 전력시장을 도입하도록 하는 결정에 따라 초기단계 전력시장을 운영하기 위한 "발전경쟁 (CBP Cost Based Pool)시스템"을 국내기술로 개발하여 현재까지 운영중에 있다. 또한 단계적인 시장도입 정책에 따라 2004년 4일부터 운영할 예정이었던 전력시장운영시스템(MOS : Market Operating System)은 정부의 도매전력시장 개설중단이란 정책변경으로 우수한 성능과 기능을 보유하고 있음에도 불구하고 활용이 불투명하기 도 하였으나, 2007년 세계최초로 발전경쟁시장시스템에 접목하여 MOS 상업운전을 개시하여 경제급전 효과를 극대화 할 수 있게 되었다. 경제급전 및 계통안정운영을 위한 MOS 시스템의 기능중 하나인 급전지시시스템(MX : Massage Exchange)은 미국 ABB사에서 개발하였던 초기의 기능은 매우 초보적인 단계로 단순히 5분 에너지 급전지시값만 전달하는 것으로서 국내 급전운영체계의 반영이 미흡하였다. 이에 따라, 2005년 국내기술로 초기 시스템을 개발한 이후 2007년에는 에너지 급전지시값 외에 보조서비스 데이터 제공 등의 성능 개선을 통해 중앙급전소 급전원, 현장 발전운전원 등에게 정확하고 신속한 계통운영관련 DATA를 실시간으로 제공하여, 계통운전에 활용함으로서 전력계통의 안정운영과 효율적인 시장운영에 많은 도움을 주고 있다. 본 논문에서는 이와 같이 완벽한 계통운전의 실현과 효율적 시장운영에 중요한 요소로서 역할을 수행하고 있는 급전지시 시스템의 개요와 주요 내용에 대해 살펴보도록 하겠다.
본 논문에서는 비선형상태피드백을 적용한 무효전력보상기의 제어시스템을 설계하여 시뮬레이션과 축소모형 실험에 의한 성능해석에 관해 기술하였다. 무효전력 보상기의 수리모형을 3상 등가회로와 대표적인 동작점에 대한 상태방정식을 이용하여 도출하였으며, 비선형 상태피드백을 고려한 무효전력 보상기의 동특성을 표현하는 전달함수를 유도하였다. 또한 근궤적을 이용한 시스템 안정도 해석을 실시하여 제어시스템 설계를 실시하였다. 고안된 제어시스템의 성능해석은 EMTP를 이용한 시뮬레이션과 축소모형 실험을 통해 검증하였는데, 검증결과 고안된 제어시스템은 송전계통의 무효전력보상에 우수한 성능을 갖음이 확인되었다.
전력계통의 과도안정도를 향상시키기 위해 종래에는 무효전력 보상장치를 설치하는 방법을 주로 사용하였다. 전통적인 무효전력 보상장치 중 SVC(Static Var Compensator), 변압기의 탭 변환기는 값이 싸고 기계적 스위칭으로 동작하여 속도가 느리다는 단점이 있고, 전력전자기술을 바탕으로 하는 STATCOM(Static Synchronous Compensator)은 고속으로 동작할 수 있는 장점이 있어 최근에 각광을 받고 있지만 고가의 장치라는 단점이 있다. 또한, 무효전력 보상장치에 기반한 전통적인 방법은 무효전력만을 공급하여 과도안정도를 향상시키기에 대형 전동기의 트립에 의한 급격한 전압붕괴를 막을 수 없다. 반면에 에너지 저장시스템은 무효전력과 유효전력을 동시에 공급할 수 있다. 즉, 선로사고로 인하여 부하에 유효전력의 공급이 감소하는 것을 ESS을 통한 유효전력을 공급함과 동시에 적절한 무효전력의 공급을 통하여 과도안정도를 향상시킬 수 있다. 전력계통의 사고 시 유효전력의 빠른 공급은 과도안정도 향상에 매우 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 대형 전동기 부하와 같은 큰 동적부하를 가지는 전력계통에 대하여 에너지저장시스템을 사용한 과도안정도 향상방법을 제시한다. 또한, 유효전력과 무효전력을 보상하는 방법이 기존의 방법보다 더 효과적으로 과도안정도를 향상시킴을 확인하였다.
When assailing some area, it is important to consider targeting power system. This paper describes effective method that power networks are incapacitated based on assessing TSI and VDI. For this, we compose realistic scenario and analyze the simulation results in a view of stability. The simulation results show the destruction effects when occur the contingency in the specified area. To perform this process, the simulation tool PSS/E and DSAT are used.
DC 전력을 AC 전력으로 변환시키는 인버터의 직류단 캐패시터는 직류단의 안정화, 정전시 필요한 에너지의 저장 등의 목적을 가지고 있다. 큰 사이즈의 직류단 캐패시터는 주로 전해 캐패시터를 사용하는데, 전해 캐패시터는 그 부피가 클 뿐 아니라 수명 또한 여타 반도체 소자에 비하여 짧아 전체 전력변환 시스템의 수명을 단축시킨다. 따라서, 직류단 캐패시터의 크기를 줄이기 위하여 많은 연구가 진행되어왔다. 이 논문에서는 직류단의 전압 안정도를 해치지 않는 최소한의 캐패시터의 크기에 대하여 살펴보고, 그 이하 크기의 캐패시터를 사용할 수 있도록 하는 제어 방법을 제안한다.
본 논문에서는 불평형 전원 사고시 풍력발전 시스템의 계통 저전압 보상기법을 제안한다. 계통규정이 강화됨에 따라 풍력발전 시스템은 영전압 및 불평형 사고 시에도 안정적인 운전을 유지할 수 있는 대책이 요구된다. 제안하는 계통 저전압 보상기법은 불평형 전원사고 시에도 안정적으로 운전을 유지하며 요구되는 유, 무효 출력제어가 가능하다. 본 논문은 2MW급 풍력발전 시스템의 시뮬레이션 모델을 통하여 제안하는 보상기법의 타당성 및 강인함을 보인다.
본 논문에서는 LCL 필터를 사용하는 계통연계형 인버터에서 시스템을 안정시키기 위해 피드백 경로에 2차 저역 통과 필터(LPF)를 사용하였을 때 LPF의 감쇠비에 따른 응답특성을 분석한다. 계통연계형 인버터에서 LCL 필터를 사용할 때 필터의 공진 현상으로 인해 시스템은 불안정해지기 때문에 시스템을 안정화 시킬 수 있는 기법이 필요하다. 피드백 경로에 LPF를 사용하면 시스템은 안정해 질 수 있지만. 2차 LPF의 감쇠비와 자연주파수에 따라 응답 특성이 바뀌게 된다. 따라서 감쇠비에 따른 시스템 안정도를 시뮬레이션을 통해 확인한다.
전력선 통신을 이용한 MH(메탈핼라이드) 램프용 조광제어시스템을 구성하기 위하여, 전력선 모뎀 및 MH 램프용 전자식 안정기를 설계하고, 안정기가 전력선 채널에 미치는 영향을 분석하였다. 전력선이 통신채널로써 사용될시 채널의 특성은 부하에 의하여 변화하게 되므로, 부하는 전력선 통신에 적합하도록 설계되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 전력선 통신에 적합한 전자식 안정기를 제안하고, ASK와 FSK 두 종류의 전력선 모뎀을 설계하여 맨체스터 코드와 DS/SS 방식을 각각 적용하였다. 실험결과, DS/SS 방식이 적용된 FSK 전력선 모뎀이 가장 우수한 특성을 갖는 것으로 확인 되었다.
전 세계적으로 온실가스 배출 규제가 강화되고 있고 에너지 절감 및 환경오염 문제가 없는 재생에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 육상 전력을 공급받기 어려움 해양 구조물의 경우에는 배터리와 같은 에너지 저장장치 또는 재생에너지를 활용하여 독립 전원 시스템을 구성하게 된다. 해양에서 활용이 가능한 재생에너지로는 태양광, 풍력, 파력, 조력등이 있으며 이러한 자연 에너지를 활용하는 재생에너지 발전 시스템의 경우 환경의 영향을 많이 받게 되므로 안정적인 전력 생산에 어려움이 있다. 예를 들어 태양광 발전 시스템의 경우 일조량에 따라 발전량이 결정되고, 풍력 발전 시스템의 경우 풍속 및 풍향이 발전량에 영향을 미친다. 따라서 독립전원시스템에서 태양광-풍력-파력의 멀티소스를 갖는 하이브리드 발전 시스템을 구성하여 기상상태에 따른 발전량을 보완가능하게 구성하면 보다 안정적으로 전력을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 항만 및 협수로를 항해하는 선박 안전을 위해 설치된 등부표에 적용하는 해상하이브리드발전시스템을 설계하고 실증을 통해 하이브리드 발전시스템의 발전 특성을 확인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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