태양광 발전은 에너지원이 무한하고 환경오염 물질을 배출하지 않는 장점을 갖기 때문에 현재 많은 연구가 진행되고 있는 분야이다. 그러나 태양광 발전은 온도와 조사량 등의 기상 조건에 따라 출력이 달라지는 문제점이 존재하며, 특히 독립형 시스템에서 더 큰 출력 변동이 일어나게 된다. 본 논문에서는 EMTP를 이용하여 마이크로그리드를 모델링 한 후 기상 조건의 변화에 따른 태양광 발전 출력 변동에 대한 전압 변동을 분석하였다.
At the moment, with an interest in renewable energy sources (RES) that continue to grow its penetration will be expected to considerably increase in the future power system. However, this penetration of RES leads to new challenges to be solved in electric power systems. In this paper, optimal configuration of renewable energy resources and operation strategy is presented. By using this methodology for allocation of the optimal sizes and types, system operational efficiency and stability of the microgrid will be maximized.
현재 도서지역에 도입되어 운용되고 있는 풍력-디젤 하이브리드 발전시스템에는 풍속과 부하변동에 대하여 적정범위의 전압주파수를 갖는 전력을 공급하기 위하여 고가의 제어가 복잡한 플라이휘일 또는 배터리 에너지저장장치를 설치운영하고 있다. 그러나, 본 논문은 이와 같이 비경제적이고 복잡도가 높은 에너지저장장치를 설치하지 않고, 풍속 및 부하변동에도 안정적인 운전이 가능한 영구자석형(PMSG: Permanent Magnet Synchronous Generator) 풍력-디젤 복합발전시스템으로 구성되는 독립형 마이크로그리드의 운전제어 알고리즘과 모델링 방법을 제안하였다. 먼저, 부하 및 풍속변동에 관계없이 적정범위의 전압주파수를 유지할 수 있는 PMSG 풍력발전기의 운전제어 알고리즘을 제안하고, 이를 바탕으로 한 전가변속 운전이 가능한 PMSG, WT측 컨버터 및 Grid측 컨버터를 모델링하고, 이를 독립형 마이크로그리드에 적용하여 풍속 및 부하변화에 대하여 전압주파수가 적정범위내로 잘 유지됨을 입증하였다.
본 논문은 인버터 독립운전모드에서의 출력 전압 제어 방식을 다루고있다. 본 논문은 계통 연계 모드와 독립 운전 모드간의 모드 절환이 가능한 계통 연계형 인버터 출력단에 비선형 불평형 부하 연결시 발생하는 출력전압 왜곡현상에 대처하기위해 기존에 주로 사용되는 PI 제어를 이용한 방식을 대신해 고정좌 좌표계 또는 abc natural 프레임 하에서 사용되는 PR 제어를 사용하여 고조파 보상을 수행하였으며 추가적으로 계통 연계 모드시 외부 PR 출력 전류 루프와 내부 PR 출력 전압 루프를 가지는 제어기를 제안하였고 이러한 제어 방식이 계통 연계 모드의 출력 전압 THD 성능개선에 효과적임과 동시에 또한 모드 변환시의 동특성을 좀더 개선할 수 있다는 점을 입증하였다.
In recent years, micro-grid has been widely focused on the fields of renewal energy systems. This paper proposes a novel robust power converter control against arbitrary electric load changes for islanded micro-grid topology. First, we provide a state-space representation of our micro-grid model including power converter and electric load circuit. And then a state feedback control method is applied to construct a nominal control framework. Next, we propose a robust adaptive control law to enhance a control performance against unexpected load perturbation. In addition, we analytically investigate a passivity property for the micro-grid model and carry out computer simulation to demonstrate superiority and reliability of the proposed control methodology.
본 논문에서는 신재생에너지원을 포함하는 독립형 마이크로그리드시스템의 멀티에이전트시스템 기반의 분산에너지관리시스템 설계를 위한 통합시뮬레이션 모델을 제안한다. 멀티에이전트기반 분산에너지관리시스템은 일반적인 중앙에너지관리시스템에 비해 여러 장점들을 가지고 있으나 각 상태에 따른 설계가 비교적 복잡하여 기존의 전력시스템 도구를 이용하여 분산 에너지관리시스템을 설계하기에는 많은 어려운 점들이 있었다. 또한 설계된 에너지관리시스템을 실제 시스템에 적용하여 평가하는 것은 비능률적이기 때문에 효과적인 에너지관시스템을 설계하기 위해서는 통합시뮬레이션 모델이 필요하다. 제안된 통합시뮬레이션 모델은 Matlab/Simpowersystem 기반의 마이크로그리드시스템의 시뮬레이션 모델과 이벤트기반의 알고리즘 설계에 많은 장점이 있는 Matlab/StateFlow을 이용하여 설계된 멀티에이전트기반의 분산에너지관리시스템으로 구성되었다. 통합시뮬레이션 모델의 효용성을 보이기 위하여 특정한 동작 조건들에서 제안된 모델의 출력들을 분석하였다.
본 논문은 독립형 마이크로그리드에서 BESS와 디젤발전기 연계운전 시, LCL 필터와 상호간섭에 의해 전류제어에 영향을 미치는 디젤발전기의 동기인덕턴스를 고려한 전류제어 안정도를 해석하고, 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다. BESS-계통 연계, BESS-디젤발전기 연계 및 댐핑기법이 적용된 BESS-디젤발전기 연계에 대한 3가지 운전조건에서 이산시간 영역의 근궤적법을 이용한 전류제어 안정도를 비교하고 해석하였다. 50kW BESS와 디젤발전기로 구성된 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였으며, 실험결과로부터 전류 THD는 2.2%로 안정한 전류제어를 수행하였다.
Microgrid is a small-scale power system composed of distributed generators, energy storage system and loads, and can operate in the grid-connected mode and the islanded mode. This paper presents optimal design procedures for remote microgrid. The design program is based on the economic evaluations including the feasibility study module, optimal combination and allocation of DER, power network design and the reduction of the GHG emmission. This program which is suggested in this paper shows good performance as a tool of remote microgrid design.
Nowadays, in islands where electricity should be provided autonomously, stand-alone microgrid technologies using renewable energy such as sunlight generation and wind power generation come into wide use. The microgrid electricity generation using renewable energy is greatly affected by the natural environment of a site. In order to maintain stable electricity supply for fluctuating electricity generation due to natural environment, the energy management via EMS is positively necessary. In existing stand-alone microgrid EMS, system operation logic is not changeable flexibly because compiled or builded codes are released into the EMS of a site, respectively. In this paper, we designed a flexible operating script-based microgrid EMS Framework for various sites and applied it to some island sites. We could confirm its usability.
친환경 에너지 발전에 대한 관심이 높아지고 고유가 상황이 길어지면서 에너지 자립섬에 대한 많은 연구와 투자가 집중되고 있다. 본 논문에서는 에너지 자립섬 실증을 위한 준비 단계로 서해안에 위치한 Y섬의 실제 데이터 정보를 분석하여 전력 계통을 구성해 보았다. 이를 위하여 신재생에너지원 중 태양광 발전, 풍력 발전, 연료 전지 및 에너지 저장 장치에 대한 특성을 고려하였으며 최근 친환경 에너지 자립섬 조성 사업을 시작한 울릉도 사업 모델을 기초로 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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