최근 배전계통은 정부의 녹색성장 정책으로 태양광, 풍력발전 등과 같은 분산전원의 보급률이 지속적으로 증가되고 있는 실정이다. 이러한 분산전원의 연계로 기존 배전계통의 조류흐름은 단방향(One-direction)에서 양방향(Bi-direction)으로 변화되고, 고장전류의 증 감이 발생하는 등, 다양한 변화가 생겨 배전계통의 운용상에 여러 가지 문제점들이 발생할 가능성이 커지고 있다. 따라서 본 논문에서는 분산전원의 배전계통 연계에 따른 보호기기의 정정 및 양방향 보호협조 검토가 가능한 보호협조 평가알고리즘과 실제의 사고전류 값을 이용한 개선된 T-C곡선 알고리즘을 제안하고, 이 알고리즘을 바탕으로 양방향 보호협조 평가시스템을 개선하였다. 또한 평가시스템을 이용하여 배전계통을 모델링하고, 분산전원 연계 시 보호기기들 간의 보호협조를 검토하여, 분산전원이 연계된 경우 배전계통에 발생할 수 있는 기술적인 문제점들을 분석하여 그 방안을 제시하였다.
본 연구에서는 개별요소해석 프로그램인 $PFC^{3D}$를 이용하여 대입경 조립재료의 특정 입도분포를 구현하는 알고리즘을 개발하였다. 기존의 입자 형상이나 입도를 구현하기 위해 사용되었던 clump logic 또는 cluster logic을 사용하지 않으며 요소의 경계면 이탈 현상과 경계면 파괴 등을 방지할 수 있는 초기 개별요소 모델링 기법을 고안하였다. 최종적으로 대입경 조립재료에 대한 대형 삼축압축시험을 수치 모델링하고 실내시험 결과와 비교하였다. 해석 결과, 실제 시료의 입도분포와 매우 흡사한 분포의 개별요소를 생성할 수 있었고, 적정 미시물성치 산정 과정(calibration)을 통해 다양한 구속응력 조건에 대한 대입경 조립재료의 특정 입도분포하에서의 전체적인 수치 모델링이 가능하였다.
In the current code design, the use of a uniform internal pressure coefficient of cooling towers as internal suction cannot reflect the 3D characteristics of flow field inside the tower body with different ventilation rate of shutters. Moreover, extreme weather such as heavy rain also has a direct impact on aerodynamic force on the internal surface and changes the turbulence effect of pulsating wind. In this study, the world's tallest cooling tower under construction, which stands 210m, is taken as the research object. The algorithm for two-way coupling between wind and rain is adopted. Simulation of wind field and raindrops is performed iteratively using continuous phase and discrete phase models, respectively, under the general principles of computational fluid dynamics (CFD). Firstly, the rule of influence of 9 combinations of wind speed and rainfall intensity on the volume of wind-driven rain, additional action force of raindrops and equivalent internal pressure coefficient of the tower body is analyzed. The combination of wind velocity and rainfall intensity that is most unfavorable to the cooling tower in terms of distribution of internal pressure coefficient is identified. On this basis, the wind/rain loads, distribution of aerodynamic force and working mechanism of internal pressures of the cooling tower under the most unfavorable working condition are compared between the four ventilation rates of shutters (0%, 15%, 30% and 100%). The results show that the amount of raindrops captured by the internal surface of the tower decreases as the wind velocity increases, and increases along with the rainfall intensity and ventilation rate of the shutters. The maximum value of rain-induced pressure coefficient is 0.013. The research findings lay the basis for determining the precise values of internal surface loads of cooling tower under extreme weather conditions.
수치고도모형으로부터 산출된 지형변수는 지표면 프로세스와 관련된 공간모델의 개발에 있어 중요한 요소이다. 이 논문에서는 사면유역지수(upslope contributing area)가 토양성질의 공간적 분포를 예측하는 능력이, 사용한 알고리듬과 격자크기에 따라 어떻게 변하는지를 연구하였다. 상이한 환경조건을 지니는 여덟 군데의 연구지역에서 토양-경관 자료를 획득하여 이중 4개의 토양성질을 분석에 포함시켰다. 다섯 가지의 알고리듬을 통해 사면유역지수를 산출하여 이 지수들이 수치고도모형의 해상도에 얼마나 민감한지를 분석하였다. 다방향유수흐름 알고리듬(multiple flow algorithm)을 통해 계산된 지형변수가 대부분의 토양변수와 높은 상관관계를 보임과 동시에 격자크기의 변화에 낮은 민감도를 보였다. 지형변수와 토양변수 사이의 높은 상관관계는 15-50 m의 해상도에서 유사한 예측능력을보였다. 격자크기를 증가시켰을때 발생하는 미세지형정보의 손실을 감안한다면, 15-30 m 정도의 공간적 스케일이 토양경관 모델링에 적합할 것으로 판단된다.
태양광전원이 설치된 배전선로의 단선 등으로 결상사고가 발생하는 경우, 연계용변압기의 철심형태 및 결선 방법에 따라 여러 가지 문제점이 발생할 가능성이 있다. 즉, 단선사고 발생 시 태양광전원 인버터의 단독운전 방지기능에 따라 결상을 감지하여 발전을 정지해야 하지만, 결상을 인지하지 못하고 계속 발전하는 사례가 보고되고 있으며, 연계용 변압기의 역조류 현상으로 인해 결상된 상으로 전원을 공급하여 계통에 악영향을 주는 문제점이 발생하고 있다. 하지만, 기존의 결상사고 보호계전기(Open Phase Relay, 47)는 태양광전원 연계용변압기의 결선방식과 철심형태에 따라 결상된 상에 전압이 유지될 수 있어서, 결상사고 검출이 어려워, 새로운 결상사고 검출 알고리즘이 요구되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 전류비교방식의 개념을 이용하여, 연계용변압기 1, 2차측의 전류와 위상을 비교하여 결상사고를 검출하는 새로운 개념의 알고리즘을 제안한다. 또한, 전력계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 수배전반, 저압배전선로, 부하, 연계용변압기, 태양광전원으로 구성된 배전계통과 결상사고 검출 보호장치의 모델링을 수행하고, 이를 바탕으로 결상사고 검출 보호장치를 구현한다. 상기의 모델링과 결상사고 검출 알고리즘을 바탕으로 태양광전원 연계용 변압기의 결선방식과 철심구조에 따라 결상사고 검출 보호장치의 특성을 분석한 결과, 결상 시 연계용변압기의 동작 기울기와 1차측 전류 불평형률이 보호장치의 정정 값(30[%])을 초과함에 따라 결상사고가 정확하게 검출되어, 제안한 알고리즘이 결상사고 보호방식에 유용함을 알 수 있었다.
워크스테이션들의 네트워크(NOWs)와 같은 스위치 기반의 비정규적 네트워크는 고속 스위치를 이용하여 프로세서 노드나 네트워크 호스트들을 특정 위상에 구애받지 않고 연결한 것으로 우수한 유연성(flexibility)과 확장성(scalability)의 장점이 있다. 그러나 메쉬와 같은 정규적인 위상에 비해 교착 상태(deadlock)에 빠지지 않는 효율적인 다중 전송을 수행하는 것은 용이하지 않다. 본 논문에서는 전송 트리의 루트 노드에 무리를 주지 않고 할당받은 서비스에 따라서 전송 단계와 적응성에 차별성을 부여하며 스위치의 채널 사용의 불균형을 개선하고 네트워크 부하 분포의 조정이 가능한 단일 단계 차별적 다중 전송(Single Phase Differential Multicast; SPDM) 기법을 제안한다.
배전 독립사업부제 도입 및 분산전원의 출현으로 배전계통은 계획 및 운영에 있어서도 변화가 일어 날 것이다. 예로, 기존의 방사상 구조의 배전 계통은 분산 전원의 출현으로 부분적인 그물망 구조로 변형될 수 있으며, 사업 구역이나 사업 지역으로 나누어진 배전계통에서는 서로 다른 관리 체제 하에서 운영이 필요하기 때문에 각 배전회사간의 정보 공유 문제가 발생할 수도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 분화된 배전 계통의 특성을 고려하여 송전계통과 같이 전체 시스템에 대해 조류 계산하지 않고 배전 계통을 몇 개의 영역으로 나누고 다른 영역과의 경계 정보만을 이용하여 자신의 영역에 대한 조류 계산을 수행하는 알고리즘을 제안하였다. 이런 특성을 최대한 반영한 각 영역의 조류 계산은 분산 전원의 투입으로 인한 양방향 조류가 발생하게 되므로 그물망 구조로 된 구역과 기존의 방사상 구조로 된 영역으로 구분할 수 있다. 본 논문에서는 구역 특성에 맞고 배전 계통에 적용 가능한 알고리즘으로 먼저 분리 구역별 조류 계산을 수행한 후 그 다음 경계치 교환으로 배전 계통 전체의 조류 계산을 수행하는 알고리즘을 제안한다. 즉 방사상 구조 영역에서는 back/forward sweep 방법으로 수행하고 그물망 구조 영역에서는 Full Newton-Raphson 방법으로 구분하여 영역의 특성에 맞게 수행하였다.
본 논문은 Part 2로서 배전계통을 위한 분산형 조류계산의 알고리즘을 제안하고, 결합 조류계산을 수행하기 위하여 경계상의 정보를 이용하고 송전과 배전계통에서 조류계산의 수렴 이후에 교환하는 알고리즘이다. 이는 각각의 조류계산 해법들이 송전과 배전계통에 사용될 수 있기 때문이다. 송전과 배전계통의 조류계산은 네트웍의 토폴로지와 파라메터 값들에서 큰 차이가 있기 때문에 분리하여 수행하여야 한다. 그러나, 두 계통이 물리적으로 연계되어 있거나 정확한 조류계산 해를 동시에 풀 수 있기 때문에 두 계통의 경계모선들에서 전력 오차를 계산하는 데 있어 약간의 오차가 있을 수 있다. 송전과 배전 계통의 경계 모선에서 전력 조류는 송전계통의 조류 계산에 대하여 부하로서 나타낼 수 가 있다. 다중 조류 기법들이 상호 존재하므로 이를 분산처리에 이용하는 이점이 된다. 특히, 분산전원 출현으로 인한 이러한 분산형 조류계산 기법의 필요성이 점점 증가하고 있다. 분산형 조류계산 알고리즘은 비동기 분산형과 동기화 분산 알고리즘으로 분류할 수 있다. 분리 계산 기법이 하나 이상의 배전계통을 가진 계통의 결합 조류계산에 사용된다면, 스칼라 경계 변수들은 상태 변수 벡터로 대체 할 수 있다.
In DC power distribution system for urban rail transits potential relay, 64P, is used to detect the ground faults. The problem with this 64P is that though it detects the ground fault it cannot identify the faulted region. Therefore the faulted region cannot be isolated properly. It could results in power loss of the trains on the healthy regions and the safety of the passengers in the trains could be affected adversely. A new ground fault protective relaying scheme that can identify the faulted region is presented in this paper. The new concept uses the current differential scheme and the permissive scheme to identify the faulted region correctly. A device with similar characteristic to the arrestor is adapted to use the current relay for the ground fault detection. The role of the device is to block the ground leakage current in normal operating condition and enable the ground fault current to flow in ground fault condition. The algorithm of the new relay and the effect of the newly adapted device in the new relaying scheme are discussed.
The study area adjoins with Yangsan fault in Sangbuk-myeon, Samsam-ri, Kyongsang-namdo and consist of the natural steep slope. After drawing data layer which have altitude by using digital topography data, it is converted to lattice DEM of $10m{\times}10m$ size. From this, gradient map of unit lattice, slant direction map and shadow relif map are made. Using flow apportioning algorithm, upper slope contributing area and wetness index by established lattice can be calculated. Area that have high wetness index shows lineament structure of northwest-southeast direction, and this agrees with shear fracture system. The result of electricity specific resistance survey in the study area shows that area of high wetness index has low electricity specific resistance anomaly. That is, wetness index conforms with distribution of fractured zone that accompanied chemical weathering of rock. Therefore, wetness index can be used as the method of detecting fractured zones and judging the stability of the area.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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