• 제목/요약/키워드: Hydropower Plant

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경제성분석에 의한 소수력 개발의 최적규모 결정 방안 (Framework for Optimum Scale Determination for Small Hydropower Development Using Economic Analysis)

  • 김길호;이충성;이진희;심명필
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제40권12호
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    • pp.995-1005
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    • 2007
  • 본 연구에서는 하천유역에서 소수력 개발 대상지점에서의 최적규모를 결정하는 방안을 제시하였다. 제시된 방안은 지형 및 수문자료의 구축, 발전소 모의운영, 경제성분석, 최적규모 결정과 같은 일련의 절차로 이루어진다. 최적규모 결정을 위해 경제성 평가지표 가운데 하나인 순현가를 이용하였고, 이를 통해 최적 설계유량과 시설물의 최적규모를 도출하였다. 초기비용의 산출을 위하여 기존 소수력발전소의 비용 자료를 검토하여 함수식을 개발하였고, 편익 산정시 현재 공시된 전력 기준단가를 이용하였다. 이러한 일련의 절차를 기존에 조사된 금강수계의 초강유역에 위치한 댐식, 수로식 소수력 지점 2개소에 적용하였으며, 최종적으로 설계유량과 시설물의 규모 변화에 따른 NPV 민감도를 확인하여 최적규모를 결정하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 소수력 개발지점에서의 최적규모 및 경제성 여부를 사업추진 이전에 개략 추정하여 잠재수력 부존량을 확인함으로써 사업시행주체의 의사결정 지원 측면에서 활용도가 높을 것으로 기대된다.

빠른 응답성을 갖는 가변속 DFIM 분석 (Analysis of Doubly Fed Variable-Speed Pumped Storage Hydropower Plant for Fast Response)

  • 손금뢰;서정진;차한주
    • 전력전자학회논문지
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    • 제27권5호
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    • pp.425-430
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    • 2022
  • A pumped storage power station is an important means to solve the problem of peak load regulation and ensures the safety of power grid operation. The doubly fed variable-speed pumped storage (DFVSPS) system adopts a doubly fed induction machine (DFIM) to replace the synchronous machine used in traditional pumped storage. The stator of DFIM is connected to the power grid, and the three-phase excitation windings are symmetrically distributed on the rotor. Excitation current is supplied by the converter. The active and reactive power of the unit can be quickly adjusted by adjusting the amplitude, frequency, and phase of the rotor-side voltage or current through the converter. Compared with a conventional pumped storage hydropower station (C-PSH), DFVSPS power stations have various operating modes and frequent start-up and shutdown. This study introduces the structure and principle of the DFVSPS unit. Mathematical models of the unit, including a model of DFIM, a model of the pump-turbine, and a model of the converter and its control, are established. Fast power control strategies are proposed for the unit model. A 300 MW model of the DFVSPS unit is established in MATLAB/Simulink, and the response characteristics in generating mode are examined.

운전실적자료를 이용한 삼천포 해양소수력 성능평가 (Performance Evaluation of the Samcheonpo Ocean Small Hydropower Plant Using Operation Results Data)

  • 강금석;김지영;조홍연
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.403-406
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    • 2007
  • 발전소 온배수의 원활한 배수를 위한 설계 낙차와 함께 남서해안의 조위변화에 따른 낙차의 이용가능성을 인지하고 소수력 발전 방식과 조력발전 방식의 특정을 동시에 활용하는 해양소수력 발전소를 삼천포 화력발전소 배수로에 최초로 건설하여 운전함으로써 청정 재생에너지 개발 및 $CO_2$ 저감효과 창출에 이바지하고 있다. 본 연구에서는 삼천포 해양소수력 발전소의 운전실적 자료를 토대로 조위 및 방류량의 변화에 따른 해양소수력의 효율 특성을 분석하고자 한다. 해양소수력 발전소의 효율은 방류량과 유효 낙차의 영향을 직접적으로 받기 때문에 관측한 수위 및 방류량, 해양소수력발전소 운전실적 자료를 토대로 효율분석을 실시하였다. 우선, 소수력 가동 이후 배수로에서의 수위 상승이 명확히 나타났으며, 배수로내 위어에서의 흐름구조가 완전월류 상태에서 불완전월류로 바뀌면서 배수로 전체의 수면 불안정성이 크게 증가하였으나, 배수로의 범람이나 순환수 계통에의 큰 영향을 초래할 만한 수준은 아니었다. 성능시험 결과, 최대출력, 평균출력, 최소출력 모든 부분에서 설계 보증치 이내의 값을 보였으며, 효율 또한 설계 보중치를 상회하는 결과를 보였다. CWP 유량 분석결과, 소수력 발전소에서의 유량이 과소 측정되고 있음을 확인하였으며, 최대낙차에서 최대효율을 보이고, 저낙차일 때는 보증치보다 효율이 낮게 나타나는 결과를 보였다. 또한 조위조건을 고려한 유량을 이용하여 산정한 효율 곡선이 보증치와 가장 일치하였으며, 전체 시스템 효율은 비교적 양호한 상태임을 알 수 있었다.

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발전소 해수 방류수를 이용한 소수력 개발 방안 (Development Plan of Small Hydropower Using Discharged Cooling Water of Power Plant)

  • 강금석;이대수;조화경;김지영
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.456-459
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    • 2005
  • 삼천포 보령 당진 등 국내 대형 기력발전단지에서 냉각수로 사용되고 방류되는 해수는 약 150cms로 (100Mwe당 약 5cms) 약 3,000kW 이상의 수력에너지를 보유하고 있으나, 현재 활용되지 못하고 그대로 해양으로 방류되고 있어 이 소수력에너지의 개발 방안을 검토하였다. 발전소 온배수의 원활한 배수를 위한 설계 낙차와 함께 남서해안의 조위변화에 따른 낙차를 이용하는 것으로 소수력 발전 방식과 조력 발전 방식의 특징을 동시에 활용하는 것이다. 국내의 기력발전소 가운데 삼천포, 보령, 하동화력발전소에 대하여 소수력에너지 개발방안을 검토하였으며, 배수로에 댐을 축조하여 방류수 전량을 발전에 이용하는 댐식, 배수로 중간에서 방류수 일부를 취수하는 수로식, 배수로의 빠른 유속을 이용하는 조류식 발전 방안을 중심으로 각 발전소의 구체적 적용여건에 따라 다양한 대안을 검토하여 기술적 가능성 및 경제성이 충분함을 입증하였다.

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소수력발전용 용적형수차의 성능해석과 최적설계법에 관한 연구 (Performance Analysis and Optimum Design Method of Positive Displacement Turbine for Small Hydropower)

  • 최영도
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제31권5호
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    • pp.514-521
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    • 2007
  • There has been considerable interest recently in the topic of renewable energy. This is primarily due to concerns about environmental impacts. Moreover, fluctuating and rising oil prices, increases in demand, supply uncertainties and other factors have led to increased calls for alternative energy sources. Small hydropower, especially using water supply system, attracts high attentions because of relatively lower cost and smaller space requirements to construct the plant. Moreover. newly developed positive displacement turbine has high acceptability for the system. Therefore, the purpose of this study is focused on the examination of the performance characteristics and proposition of a optimum design method of the turbine for the improvement of the performance. The results show that newly proposed optimum design method for the turbine has high accuracy of performance prediction and good applicability for the performance improvement of the turbine.

대용량 태양광전원이 연계된 배전계통의 전압안정화를 위한 소수력발전기의 최적전압제어 알고리즘 (Optimal Voltage Control Algorithm of Small Hydro Generators for Voltage Stabilization in Distribution system with large scaled PV systems)

  • 최홍열;최성식;강민관;노대석
    • 전기학회논문지
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    • 제67권7호
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    • pp.824-832
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    • 2018
  • According to the government's policy to demonstrate and expand the renewable energy sources, distributed generators such as PV and WP are installed and operated in distribution systems. However, there are many issues related to power quality problems including over voltage and under voltage of customers. In order to overcome these problems, the electric power company have installed a step voltage regulator (SVR) in primary feeders interconnected with distributed generators, and also have established the technical guidelines for the distributed generators to stabilize the customer voltages in distribution systems. However, it is difficult to maintain the customer voltages within allowable limit. Therefore, this paper reviews the problems of voltage control by SVR in a distribution systems interconnected with a large amount of PV systems, and proposes characteristics of operating range and voltage control limit of the small hydropower generators. Also, with the estimation of the influence to the power system voltages from the voltage control mode of generators, this paper proposes the optimal voltage control algorithm of the small hydropower generators. By programming the proposed algorithm into control simulator of exciter, it is confirmed that the proposed algorithm can contribute the voltage stabilization in distribution systems interconnected with large scaled PV systems.

삼천포 해양소수력 성능평가 (Performance Evaluation of the Samcheonpo Small-Hydro Power Plant)

  • 조홍연;조범준;강금석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.617-620
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    • 2007
  • The performance evaluation of the Samcheonpo small-hydropower plant constructed on the October 25th,2006, was carried out focused on the turbine and generator efficiency analysis by using the measurement data. The unreasonable and unrealistic efficiency results are occurred in some periods because of the data variability, uncertainty, and measurement errors and mistakes. Whereas, the big mismatch is the tidal elevation predicted in the design processes. The difference between the measured and estimated tidal elevation is obvious during the low water period. It should be considered and checked in depth on the efficiency analysis of the planned and constructing small-hydro power plants in other coastal areas.

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Selection of Optimal Number of Francis Runner Blades for a Sediment Laden Micro Hydropower Plant in Nepal

  • Baidar, Binaya;Chitrakar, Sailesh;Koirala, Ravi;Neopane, Hari Prasad
    • International Journal of Fluid Machinery and Systems
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    • 제8권4호
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    • pp.294-303
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    • 2015
  • The present study is conducted to identify a better design and optimal number of Francis runner blades for sediment laden high head micro hydropower site, Tara Khola in the Baglung district of Nepal. The runner is designed with in-house code and Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis is performed to evaluate the performance with three configurations; 11, 13 and 17 numbers of runner blades. The three sets of runners were also investigated for the sediment erosion tendency. The runner with 13 blades shows better performance at design as well as in variable discharge conditions. 96.2% efficiency is obtained from the runner with 13 blades at the design point, and the runners with 17 and 11 blades have 88.25% and 76.63% efficiencies respectively. Further, the runner with 13 blades has better manufacturability than the runner with 17 blades as it has long and highly curved blade with small gaps between the blades, but it comes with 65% more erosion tendency than in the runner with 17 blades.