한국산학기술학회논문지 (Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society)

  • 제16권8호
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  • Pages.5550-5558
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  • 2015
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  • 1975-4701(pISSN)
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  • 2288-4688(eISSN)
한국산학기술학회 (The Korea Academia-Industrial cooperation Society)
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대용량 연료전지발전시스템의 계통외란방지알고리즘에 관한 연구

A Study on the Countermeasure Algorithm for Power System Disturbance in Large Scale Fuel Cell Generation System

  • 김기영 (한국기술교육대학교 전기전자통신공학부) ;
  • 오용택 (한국기술교육대학교 전기전자통신공학부) ;
  • 김병기 (한국기술교육대학교 전기전자통신공학부) ;
  • 강민관 (포스코에너지(주)) ;
  • 노대석 (한국기술교육대학교 전기전자통신공학부)
  • Kim, Gi-Young (Division of Electrical, Electronics & Communication, Korea University of Technology and Education) ;
  • Oh, Yong-Taek (Division of Electrical, Electronics & Communication, Korea University of Technology and Education) ;
  • Kim, Byung-Ki (Division of Electrical, Electronics & Communication, Korea University of Technology and Education) ;
  • Kang, Min-Kwan (POSCO Energy Ltd.) ;
  • Rho, Dae-Seok (Division of Electrical, Electronics & Communication, Korea University of Technology and Education)
  • 투고 : 2015.04.28
  • 심사 : 2015.08.06
  • 발행 : 2015.08.31
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초록

최근 환경오염원의 배출이 적고, 에너지 효율이 높은 연료전지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 특히 고온동작 연료전지의 경우 대용량 연료전지발전시스템(FCGS, Fuel Cell Generation System)으로 전력계통에 연계되고 있다. 그러나 대용량 FCGS는 계통의 각종외란(불평형전류, 고조파, 서지 등)에 의하여 보호기기의 오동작, 제어소자의 소손현상 및 제어신호 헌팅현상이 발생하여 이에 대한 대책이 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전력분석장비를 이용하여 대용량 FCGS에서 발생하는 실 계통 문제점을 분석하고, PSCAD/EMTDC, ETAP, P-SIM 소프트웨어를 이용하여, FCGS설비 및 FCGS의 접지계통과 불평형전류, 고조파, 서지와 같은 계통외란현상의 모델링을 수행하였다. 또한, 각 계통외란에 대한 방지대책을 수립하기 위하여, 불평형전류를 줄이기 위한 중성점접지저항기(NGR, Neutral Ground Resister)운용알고리즘, 고조파를 기준 범위 이내로 줄이기 위한 고조파필터 설계알고리즘, 서지로부터 설비를 보호하기 위한 SPD(Surge Protective Device) 운용알고리즘, 적절한 접지계통을 적용하기 위한 접지계통 운용알고리즘을 제안하였다. 이를 검증하기 위하여 상기에서 제시한 모델링을 이용하여, FCGS의 주요 장해요인들을 모의한 결과, 본 논문에서 제안된 대용량 FCGS의 계통외란방지알고리즘의 유용성을 확인하였다.

Recently, fuel cell with high energy efficiency and low CO2 emission is energetically interconnected with power system. Especially, FCGS(Fuel Cell Generation System) which usually operates at high temperature, is being developed and installed in the form of large scale system. However, it is reported that power system disturbances related to surge, harmonic and EMI have caused several problems such as malfunction of protection device and damage of control device in the large scale FCGS. In order to solve these problems, this paper presents a modeling of operation characteristics of FCGS by PSCAD/EMTDC, ETAP, P-SIM software. And also, this paper proposes countermeasure algorithms to prevent power system disturbances. From the simulation results, it is confirmed that the proposed algorithm is useful method for the stable operation of large scale FCGS.

키워드

참고문헌

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피인용 문헌

  1. A Study on the Countermeasure Algorithm for Power System Disturbances in Large Scale Fuel Cell Generation System vol.65, pp.5, 2016, https://doi.org/10.5370/KIEE.2016.65.5.711