표제지
국문요약
목차
제1장 서론 13
제1절 연구의 배경 및 필요성 13
제2절 본 논문의 구성 15
제2장 분산형전원 연계계통 전압제어 한계 분석 17
제1절 태양광전원이 연계된 배전계통의 운용특성 17
제2절 선로전압조정장치(SVR)에 의한 전압제어 19
1. SVR에 의한 배전계통 전압제어 19
2. SVR 도입에 따른 배전계통 전압제어 한계 20
제3절 소수력발전기의 역률제한운전에 의한 전압제어 21
1. 계통연계 역률조건 21
2. 발전기 운전특성 21
3. 발전기 운전조건에 따른 벡터도 해석 23
4. 역률조건에 따른 발전기 무효전력 공급가능범위 28
5. 발전기 역률제한 운전에 따른 전압제어 한계 29
제3장 소수력발전기의 최적전압제어 알고리즘 구현 31
제1절 전압제어모드 특성 및 최적전압제어모드 31
1. AVR 모드 32
2. Var 모드 32
3. PF 모드 33
4. 최적제어모드 34
제2절 소수력발전기의 최적전압제어 알고리즘 구현 35
1. 기존 전압제어 알고리즘 한계 35
2. 최적전압제어 알고리즘 구현 36
제4장 소수력발전기의 배전계통 수용성 평가 알고리즘 구현 40
제5장 PSCAD/EMTDC을 이용한 소수력발전기 및 배전계통 모델링 46
제1절 소수력발전기 모델링 46
1. 여자기 모델링 46
2. 조속기 모델링 48
3. 전체 소수력발전기 모델링 49
제2절 태양광전원 모델링 50
제3절 부하 모델링 53
제4절 전체 배전계통 모델링 55
제6장 시뮬레이션 및 결과분석 57
제1절 시뮬레이션 조건 57
1. 일부하 및 발전량 57
2. 배전계통 60
3. 소수력발전기의 무효전력제어 범위 61
제2절 PSCAD/EMTDC에 의한 모델링 성능검증 62
1. 소수력발전기 출력 모델링의 성능검증 62
2. 태양광전원 출력 모델링의 성능검증 64
3. 부하 모델링의 성능검증 65
4. 소수력발전기 무효전력 제어량 모델링을 통한 수식 검증 66
제3절 소수력발전기의 최적전압제어 알고리즘 검증 69
1. 최적전압제어 알고리즘의 프로그램 구현 69
2. 여자시스템 시뮬레이터를 통한 검증 71
3. 실 계통 적용을 통한 최적전압제어 알고리즘 검증 73
제4절 소수력발전기의 최적제어 기준전압에 따른 전압특성 75
1. 계통표준전압 설정시의 수용가 전압특성 75
2. 최적전압제어에 의한 수용가 전압특성 76
제5절 소수력발전기에 의한 수용가 전압 민감도 특성 78
1. 소수력발전기의 무효전력 미제어시의 수용가 전압 특성 78
2. 태양광전원 및 소수력발전기의 연계용량에 따른 수용가 전압특성 81
3. 태양광전원 및 소수력발전기의 연계 위치에 따른 수용가 전압특성 84
제7장 결론 87
참고문헌 89
본 논문과 관련된 투고논문 및 학술논문 93
ABSTRACT 98
부록 100
〈표 2-1〉 저압 배전선로 전압 유지 범위 및 전압강하 한도 17
〈표 2-2〉 한전에 의한 발전기별 역률제한 범위 21
〈표 2-3〉 발전기별 역률제한에 의한 운전가능범위 28
〈표 3-1〉 발전소별 전압제어 운전모드 32
〈표 6-1〉 일부하 특성 58
〈표 6-2〉 태양광전원 발전량 59
〈표 6-3〉 배전선로 임피던스 60
〈표 6-4〉 무효전력 계산 조건 66
〈표 6-5〉 수식과 모델링 결과 비교 분석 68
〈표 6-6〉 프로그램 신호 내역 70
〈표 6-7〉 배전계통의 특성 73
〈표 6-8〉 소수력발전기 무효전력 제어시와 미제어시의 전압특성 비교... 80
〈표 6-9〉 연계용량에 따른 수용가 전압특성(무효전력 미제어시) 81
〈표 6-10〉 연계용량에 따른 수용가 전압특성(무효전력 제어시) 82
〈표 6-11〉 소수력발전기 무효전력제어 여부에 따른 수용가 전압차이 84
〈표 6-12〉 연계위치에 따른 수용가 전압특성(소수력발전기 2[MW] 출력시) 85
[그림 1-1] 본 논문의 구성도 16
[그림 2-1] 태양광전원의 연계조건에 따른 수용가전압 특성 18
[그림 2-2] 태양광전원 운용에 따른 수용가전압 특성 19
[그림 2-3] 분산형전원에 의한 SVR 전압제어 한계 20
[그림 2-4] 발전기 출력가능곡선 22
[그림 2-5] 발전기 출력가능곡선 사례 23
[그림 2-6] 동기발전기 등가회로 및 벡터도 23
[그림 2-7] 발전기 운전방식에 따른 벡터도 25
[그림 2-8] 발전기 지상역률 운전시의 벡터도 26
[그림 2-9] 발전기 유무효전력 벡터도 26
[그림 2-10] 발전기 운전범위 및 한계 벡터도 27
[그림 2-11] 전압특징에 따른 발전기 무효전력 제어 28
[그림 2-12] A 발전기 역률제한에 따른 운전범위 29
[그림 2-13] B 발전기 역률제한에 따른 운전범위 29
[그림 2-14] 발전기 역률제한 운전에 따른 계통전압 변화 30
[그림 3-1] 여자시스템 제어 모드 설정 31
[그림 3-2] Var 모드시 무효전력 변화에 따른 전압제어 특성 33
[그림 3-3] PF 모드시 무효전력 변화에 따른 전압제어 특성 33
[그림 3-4] 기존전압제어 개념도 35
[그림 3-5] 최적전압제어 알고리즘 개념도 36
[그림 3-6] 소수력발전기 최적전압제어 알고리즘 38
[그림 3-7] 최적전압제어에 따른 배전계통 전압 39
[그림 4-1] 소수력발전기 배전계통 수용성 평가 알고리즘 45
[그림 5-1] 여자기 모델링 47
[그림 5-2] 일정 무효전력 여자기 모델링 47
[그림 5-3] 조속기 모델링 48
[그림 5-4] 발전기 출력 설정 48
[그림 5-5] 소수력발전기 모델링 49
[그림 5-6] 태양광전원의 전류제어기 모델링 51
[그림 5-7] 태양광전원의 PWM 모델링 52
[그림 5-8] 태양광전원의 계통연계형 인버터 모델링 52
[그림 5-9] 수용가 부하 모델링 53
[그림 5-10] 시간별 부하변화 모델링 54
[그림 5-11] 전체 배전계통 모델링 56
[그림 6-1] 태양광전원 및 소수력발전기의 일일 패턴 57
[그림 6-2] 배전계통 구성 60
[그림 6-3] 소수력발전기 무효전력 제어범위 61
[그림 6-4] 소수력발전기 2[MW] 출력 성능검증 62
[그림 6-5] 소수력발전기 3[MW] 출력 성능검증 62
[그림 6-6] 연계점 전압에 따른 발전기 무효전력제어 성능검증 63
[그림 6-7] 태양광전원 모델링 성능검증 64
[그림 6-8] 부하변동 모델링 성능검증 65
[그림 6-9] 소수력발전기 전압변동(선간전압 기준) 67
[그림 6-10] 소수력발전기 무효전력 제어량 67
[그림 6-11] 최적전압제어 프로그램 69
[그림 6-12] 정격전압보다 계통전압이 높은 경우 전압제어 71
[그림 6-13] 정격전압보다 계통전압이 낮은 경우 전압제어 72
[그림 6-14] 최적전압제어 알고리즘 검증을 위한 배전선로 73
[그림 6-15] 실 계통 시뮬레이션 결과 74
[그림 6-16] 진상 및 지상운전시의 역률벡터도 74
[그림 6-17] 계통표준전압 적용시 수용가 전압특성... 76
[그림 6-18] 주상변압기 Tap 전압 적용시 수용가 전압특성... 77
[그림 6-19] 소수력발전기 무효전력 미제어시의 수용가 전압특성... 78
[그림 6-20] 소수력발전기 무효전력 제어시의 수용가 전압특성... 79
[그림 6-21] 1[MW] 소수력발전기의 연계 여부에 의한 수용가전압 특성 83
[그림 6-22] 소수력발전기 무효전력제어 여부에 따른 용량별 수용가 전압특성 83
[그림 6-23] 연계위치에 따른 소수력발전기 무효전력제어 효과 86