전력시스템은 탈원전, 미세먼지 저감 등 사회적 요구에 따라 태양광 발전, 풍력발전, 연료전지 등과 같은 신재생에너지에 의한 분산형 전원 비중이 점진적으로 증가되고 있다. 특히, 다른 발전원에 비해 비교적 경제적이고 설치 및 유지보수가 용이한 태양광 발전 및 풍력 발전이 지속적으로 증가하고 있다. 그러나 자연에너지에 의해 발전되는 분산형 전원은 계획 발전이 불가능한 형태로서 전력시스템의 안정도 및 신뢰성을 저하시키게 된다.
본 논문은 분산형 전원인 태양광 발전시스템이 전력시스템에 미치는 영향을 분석하는데 연구목적이 있다. 태양광 발전시스템이 전력시스템에 미치는 영향을 확인하기 위하여 Matlab Simulink를 이용하여 계통 연계형 태양광 발전시스템을 모델링 하였다. 태양광 발전시스템의 모델링을 통해 제어특성을 확인한 후 등가모델을 개발하였으며 기본모델 특성과 비교하여 타당성을 입증하였다. 개발한 등가모델은 분산형 전원모델로서 전력시스템의 다양한 모선에 연계하여 전력조류 및 고장에 대한 시스템 해석이 가능하다.
또한, IEEE 9모선 시스템을 이용하여 3상 모의계통을 모델링하였다. PSS/E 프로그램을 이용하여 모델링한 모의계통의 신뢰성을 확인하였으며, 모의계통을 이용하여 정상상태, 고장상태 조건에 서 태양광 발전 시스템이 전력시스템에 미치는 영향을 분석하였다.
태양광 발전시스템의 발전용량에 의해 모의계통 Swing 발전기의 유효전력량이 감소하여 발전력 확보가 가능하다. 그러나 고장시 단락전류가 커지게 되며, 고장제거 후 발전기의 정상출력을 위한 회복기간 동안에 위상 및 전압의 외란적 요소로 영향이 있음을 확인하였다.
본 논문의 결과들은 태양광 발전시스템과 같은 분산형 전원들이 일방적인 출력에 의한 역송전만 하는 시스템이 아닌 전력시스템의 수급 균형과 안정적인 운영을 위해 전력시스템의 상황에 따라 주파수 및 전압제어를 위한 유·무효전력제어를 해야한다는 기준자료가 될 것이다.