이 논문은 캄보디아 전력산업의 현황과 캄보디아 정부를 대상으로 진행하고 있는 장기전원개발계획 수립 자문용역의 주요 결과를 소개한다. 현재 캄보디아는 수도인 Phnom Penh 지역에만 일부 계통망이 구축되어 있을 뿐 전국적인 계통망이 구축되어 있지 않아 매우 제한적인 전력사용이 이루어지고 있다. 하지만, 향후 2012년까지 전국 주요 지역을 연결하는 송전계통망의 구축이 완료되고, 인근국가인 태국, 베트남, 라오스와의 계통망 연계, 대용량 수력발전설비의 건설이 완료되면 규모의 경제가 확보되어 전력 사용에 대한 환경이 크게 개선될 것으로 예상된다. 이러한 전원개발계획을 위하여 WASP전산모형을 사용하여 구한 결과를 제시한다. 캄보디아 계통망에 연결된 전체 설비용량은 '05년말 220MW에서 '24년 2,090MW로 연평균 15%씩 증가할 것으로 예상된다.
본 논문에서는 250W 메탈핼라이드램프와 250W 고압나트륨램프에 대하여 전원전압 변동에 따른 수명측정시험을 수행하였다. 시험 전압은 220V와 220V의 80%인 176V 두 가지 전압을 사용하였다. 시험 방법은 100시간 에이징 후, 일주일마다 광속을 측정하였다. 전원전압을 변경하여 연속점등시 조도측정시험 결과는 메탈핼라이드램프의 경우 정격전압의 80%에서는 정격전압의 경우보다 초기광속의 70%에 도달하는 시간이 약 30% 단축되는 것으로 조사되었다. 그러나 고압나트륨램프의 경우는 전압변동과 수명과의 관계를 파악할 수 없었다.
도시철도 시설물의 경우, 대중교통의 특성상 전력공급이 차단되면 혼란이 발생하므로 통신설비, 방재설비 및 승차장 안전문 등이 안전한 승객의 이동을 위해 전원공급이 유지되어야 한다. 또한, 도시철도 운행노선에는 다수의 전동차가 운행 중이므로 운행 간격과 시설복구 시간을 고려하면 승차장 안전문은 최소 30분 이상, 통신설비 및 방재설비는 1시간 이상의 설비가동이 요구된다. 따라서 도시철도 구간의 역사나 차량화재발생 시 화재로 인한 추가확산을 막기 위해 주요전력이 차단되므로 유도등 및 배연설비의 안정적 동작 유지를 위해 비상 전원공급이 필수적이다. 최근에는 비상시 정전을 방지하는 UPS (uninterruptible power supply, 무정전 전원공급장치) 기능과 가격이 저렴한 야간 시간대에 전기를 저장하였다가 주간 피크시간대에 사용할 수 있도록 하여 전기요금을 절감해주는 ESS 기능을 합친 비상발전용 UPS 기능을 갖춘 복합형 전력저장시스템을 개발하는 추세이다.
본 논문은 연료전지스택을 입력전원으로 하는 TIG-용접기용 전력변환장치를 제안하였다. 일반적으로 TIG-용접기의 전원공급장치는 상용전원을 이용한 다이오드 브리지 정류회로를 사용한다. 이런 회로의 경우 다이오드 정류기와 용량이 큰 캐패시터를 사용하게 되므로 부피가 커지고, 입력전류는 맥동성분과 고조파를 포함하게 된다. 또한, TIG-용접기는 상용전원의 사용이 여의치 않은 도서산간지역이나 특수한 환경에서는 소형 경량의 이동성이 수월한 전원장치 및 전력원을 필요로 하게 된다. 따라서 본 논문의 TIG-용접기용 전력변환장치는 고체고분자형연료전지(PEMFC)를 입력전원으로 사용하고, 부스트 컨버터의 기능과 인버터 용접전원의 기능을 하나의 풀-브리지 컨버터로 구성하였다. 제안한 연료전지를 이용한 TIG-용접기용 전력변환장치는 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 성능을 검증하였다.
본 논문은 전기연구원에서 수행한 1차년도 조사인 수용가별 정전비용 산정에 대한 자료를 바탕으로 각 수용가별 적정 예비전원 설비 구축비용의 산정에 대해 논의하고자 한다. 각 수용가별 적정 예비 전원설비비용을 산정하기 위해 우선적으로 정전 시 수용가가 필요로 하는 예비전력량과 평균 정전시간에 대해 조사될 필요가 있다. 본 논문에서는 1차년도 조사 자료를 바탕으로 수행되었기 때문에 1차년도 자료에서의 사용전력량 전체를 예비전력량으로 계산하도록 하였다. 각 수용가별 예비전력량으로부터 설치될 UPS 용량과 비상발전기 용량을 선정한다. 평균정전시간은 각 수용가별로 조사된 정전시간으로부터 평균값을 구하여 절상하도록 하였다. 선정된 UPS 용량과 비상발전기 용량으로부터 설치비용을 계산한다. 본 과제에서는 2011년 표준품셈과 2011년 시중노임단가를 참고로 설치비용을 계산하였다. 산출된 수용가별 설치비용과 이전에 조사된 정전비용으로부터 회수기간을 구하였고, 이 값을 지표로하여 각 수용가별 예비전원설비에 대한 타당성을 판단하였다.
무정전 전원장치는 불안정한 전원시스템에 양질의 전략과 안정된 전력을 공급하는 장치이며, 정전시에 중요부하 보호를 위해 전기를 공급하는 장치이다. 본 논문은 UPS의 출력 파형 개선을 위해 이산제어 기법을 이용하였다. 이 기법은 부하변동에 대한 진폭제어와 상용전원과 UPS 출력의 상동기를 통한 주파수제어를 완전히 이산치로 변환하여 안정된 출력 전압을 얻을 수 있도록 했다. 또한 신호발생과 동기제어를 위한 아날로그 회로를 제거하여 제품의 소형·경량화가 될 수 있도록 했으며 이를 구현하는 제어 알고리즘을 통해 시뮬레이션 및 실험을 행하여 제안한 시스템의 타당성을 입증하였다.
분산전원 연계선로는 단방향 수지상 공급선로와 다르게 부하와 전원이 혼재된 양방향 전력공급의 형태로 계통이 구성되고 있어 전원계통에서 지락고장이나 불평형 부하발생시 변전소의 OCR계전기, 배전선로의 리크로저 또는 자동화 개폐기에서 잘못된 정보(거짓FI)에 의해 오동작 현상이 간혹 발생된다. 또한 분산전원 연계선로에 연계된 발전고객은 발전설비와 무관하게 한전 전원측 계통에서 지락, 전선단선, 불평형 부하발생시 보호계전기를 오동작 시키게 된다[1]. 본 논문은 양방향 계통에서 보호계전기 설치점 기준으로 전원측 고장인지, 부하측 고장인지 고장의 방향을 판단하는 새로운 알고리즘을 제시하였다.
전력설비의 증설 없이 지속적으로 증가하는 부하는 전력계통의 안정성 및 신뢰성 확보를 어렵게 하며, 송전으로 인한 전력손실을 급격하게 증가시킨다. 비용 및 환경적인 측면에서, 분산전원은 야기되는 문제의 해결책이 될 수 있으며, 분산전원의 연계로 얻어지는 전력계통의 안정도 및 신뢰도 향상과 전력손실 감소는 연계되는 분산전원의 용량에 의해 결정이 된다. 따라서 최적용량 선정문제는 분산전원을 전력계통에 연계하기 위해 필수적으로 선행되어야 할 과제이나, 현재까지 이를 명확하게 해결한 체계적 방법은 개발되지 않았다. 이번 연구는 reduced multivariate polynomial (RMP)모델을 이용한 계통연계 복수 분산전원 시스템의 최적용량 선정 방법을 제안하며, 최적용량 선정을 위해 요구되는 시스템 자원을 획기적으로 감소시킨다.
고전압 펄스파워를 이용한 장치들이 환경설비 및 군용기술 등 여러 분야에서 적용되고 있다. 이들 장치는 고전압전원장치가 필수적이다. 고전압 전원 장치는 소형이면서 높은 반복 율로 재충전이 가능하고 안정성 있는 운전이 요구되어진다. 개발된 전원장치는 펄스발생기의 에너지 저장 캐패시터를 50 kV까지 층전할 수 있고 다수의 병렬운전이 가능한 정전류 전원장치이다. 본 전원장치는 200 nF 캐패시터를 6.48 ms이내에 50 kV까지 충전할 수 있도록 설계되어있다. 본 논문에서는 직렬공진에 의해 35 kW, 50 kV의 고전압을 만드는 전원장치의 동작시험에 대한 결과를 보이고자 한다.
발전사업자허가제의 대폭완화조짐과 구역전 기사업자의 전기판매허용관련법안예고 등으로 소규모 분산전원인 대체에너지전원(태양광)과 소형열병합발전설비가 배전계통에 보급가속화 될 전망이다 이와 같이 150kW이하의 소형분산전원이 저압(380V/220V) 배전선로에 도입될 경우 배전회사 내지 전력회사의 배전사업소에서는 전력품질유지상 전압변동문제 등의 사전도입검토를 수행하여야 하는데, 국내에는 아직 저압배전선에 대한 모델이 제시되어 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 국내최초로 분산전원이 도입된 저압배전계통 전압해석모델을 제시하고 부하가 없는 저압배전계통에서 주상변압기와 소형분산전원사이의 전압변동을 보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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