본 연구에서는 독립형 마이크로그리드의 신뢰도를 향상시키기 위한 최적시스템 개념 설계를 제안하고 그 성능과 동작을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 제안하는 시스템의 동작 타당성을 체계적으로 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 모델을 개발하였으며 개발한 시뮬레이션 모델을 이용하여 제안하는 시스템의 동작특성을 다양하게 분석하였다.
기존의 전력망에 정보기술을 융합하여 전력 공급자와 소비지가 양방향 통신을 통하여 에너지 생산과 소비 효율을 최적화 할 수 있는 지능형 전력망이 개발되고 있다. 특히 우리나라는 이 기술의 세계 선도국가로 지정되어 스마트 그리드 구축을 위한 로드맵을 수립할 예정으로 있다. 그러나 전력망이 통신망에 융합되면서 정보통신 인프라에서 발생하고 있는 보안 문제가 전력망에서도 그대로 재현되고 있다. 따라서 전력 인프라에 대한 사이버 공격을 방지하고 대응하기 위하여 정보보호 기술이 개발단계 초기부터 고려될 필요가 있다. 본 논문에서는 스마트 그리드와 같은 국가적인 주요 인프라를 보호하기 위한 정보보호 기술의 필요성과 요구사항 등에 대하여 살펴보고자 한다.
본 논문에선 개방형 모바일 클라우드 서비스를 위한 Home App과 Repository App을 OMC Home App 생성 마법사를 통해 쉽고 효율적이고 사용자 기호에 맞게 개발할 수 있는 Home App Template과 Repository App Template을 제안한다.
마이크로 그리드는 기존의 대규모 전력망이 가진 여러 문제점을 해결할 수 있는 새로운 전력망 개념으로 세계적으로 국가차원에서 연구 및 개발 중이다. 이러한 배경에서 마이크로 그리드 내 장치 및 시스템 간 상호운영기술 및 신규시장 Enabler 확보를 위해 마이크로 그리드용 공통 플랫폼이 개발 중으로 이는 Third-Party 사업자에게 개방형 API 기능을 통해 전력정보를 제공하여 비즈니스 모델을 지원하도록 한다. 마이크로 그리드용 공용 플랫폼에 접속하여 전력 어플리케이션을 개발하고자하는 사업자는 서비스 개발 및 배포를 지원하는 통합 개발 환경이 필요하다. 이에 본 논문은 마이크로그리드용 공통플랫폼의 어플리케이션 개발 및 배포를 위한 PaaS(Platform as a Service) 형태의 서비스 개발도구를 제안한다.
본 논문에서는 파라메트릭 기법을 이용한 최적설계 알고리즘을 사용하여 최근 들어 다양한 형태를 지니고 있는 비정형 초고층 구조물의 최적 다이아그리드 각도를 찾는 것에 대해 연구하였다. 다이아그리드는 비정형 초고층 구조물을 구성하는 대각방향의 부재로 수직하중과 수평하중에 대해 효과적으로 대응할 수 있는 구조 시스템으로써 다이아그리드의 각도를 최적화 하여 비정형 초고층 구조물의 최대강성을 찾는 것에 목적을 두었다. 본 연구에서 검증예제로 비정형 형상인 원통형 구조물과 테이퍼드 원형 구조물에 다이아그리드 최적설계 알고리즘을 적용하여 변위를 효과적으로 제어하는 다이아그리드의 최적각도를 검토하였다.
그리드 시스템에서의 확장성은 점증하고 있는 그리드 이용자를 수용하기 위해 효율적으로 설계되어야 한다. 본 논문은 그리드환경에서 확장성 가상조직(SVO: Scalable Virtual Organization)을 사용하여 VO들 간의 확장형 자원 공유 기법을 제시한다. 제안하는 그리드 구조는 SVO를 관리하기 위한 그리드 시스템의 표준 서비스들로 구성되며, 통합할 VO들을 선택하기 위해, VO들 간의 유사도를 결정하는 데 사용하는 그룹 유사함수를 제시한다. 다른 유사 함수들을 제시한 기법(GSF)과 비교하고, 시뮬레이션을 통해 SVO의 성능을 평가하였다.
본 연구는 분포형 개념에 기초한 USLE(Universal Soil Loss Equation)의 매개변수의 산정방법과 유역에서 발생한 유사전달률을 중심으로 수행되었다. 그리드를 이용한 분포형 개념의 모형은 경사가 가장 급한 방향으로 한 그리드에서 다른 그리드로 유사를 추적할 수 있다. 여기서는 기존에 조사된 경기도 지역에 위치한 10개의 농업용 저수지의 토사유출량과 유역의 물리적인 특성을 수집하여 연구에 이용하였다. 한 그리드의 유사전달률은 그 그리드의 숲이나 토사이동을 방해하는 면적비와 관계가 있다고 정의하고 $C_1$이라는 비례상수를 도입하였다. 8개 저수지에 대하여 모형을 보정하고 나머지 2개 저수지에 대하며 검정을 실시하였으며 유역의 물리적인 특성과 $C_1$과의 회귀분석을 실시하였다. 회귀분석 결과를 2개의 저수지 유역에 검정한 바 적절한 결과를 보였으며 본 연구에서 제안한 모형의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.
AC 방식 마이크로그리드는 다양한 DC/AC 인버터를 AC 네트워크에 연결하여, DC 방식 마이크로그리드의 약점을 극복 하고 있다. 그러나 소규모 마이크로그리드에서 일반적으로 발생하는 심각한 부하 불평형 현상에 의하여, AC 마이크로그리드 시스템의 성능을 약화시킬 수 있다. 이것은 마이크로그리드 내의 불평형 부하로 인하여 상별 에너지 흐름과 전압조정기능이 제한되기 때문이다. 이러한 불평형 전압문제를 해결하기 위하여, 3상 4-Leg 방식의 인버터가 제안되고 있지만, 이를 안정적으로 운용할 수 있는 제어알고리즘이 미비한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 부하 불평형에 의해서 발생하는 인버터의 전압 불평형 문제를 해결하고 안정적으로 제어하기 위하여 d-q제어를 기반으로 3상4선식 인버터의 각상 개별제어 알고리즘을 제안하였다. 또한, 이 알고리즘을 바탕으로 Matlab/Simulink를 이용하여 4-Leg 방식의 전압제어기 모델링을 수행하였다. 이 모델링과 250KW급 시험장치를 바탕으로 인버터의 출력전압 제어특성을 분석한 결과, 정상상태에서는 기존의 방식과 비슷한 특성을 보이지만, 과도상태에서는 제안한 각상 개별제어 방식이 기존의 방식보다 안정적으로 동작하여 제안한 방식의 유용성을 확인할 수 있었다.
마이크로그리드는 소형 분산 에너지원(Micro-Source or Distributed Energy Resources: DER)으로 이루어진 분산전원항의 총칭으로, 다수의 수용가들을 위하여 수요지에서 전력을 생산 및 공급 하는 기술로 기본적으로 여러 수용가의 부하 및 분산발전기들이 하나의 덩어리(Cluster)를 형성하게 되는 새로운 개념의 배전망이다. 마이크로그리드를 간단하게 정의하면 "분산형 전원과 부하를 갖는 소규모 전력계통에서 복수의 전원 및 열원이 IT 관련 기술을 사용하여 일괄제어 및 관리되어 기존 전력계통으로부터 독립되어 운전할 수 있는 온사이트형 전력 공급 시스템"이라 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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