전력조류계산은 배전계통관리시스템의 기본적인 기능이다. 객체지향기법은 기존의 절차식 프로그램방식보다 많은 장점이 있다는 것이 증명되었다. 객체지향기법을 적용한 전력조류계산 모델링을 배전계통에 적용한다. 뉴턴-랍손방법에 기초한 객체지향 알고리즘을 구현한다. 뉴턴-랍손법에 기반한 방법은 방사상 배전계통의 전압강하와 전력조류를 계산하기 위하여 배전전력 조류방정식을 사용한다.
본 논문에서는 UPFC(Unified Power Flow Controller)의 전력조류해석을 위해 직병렬컨버터를 두개의 전압원으로 등가화한 직병렬전압원 모델을 제시한다. 이 모델은 추가된 모선의 전압과 직병렬전압원의 전압을 추가하여 전력조류를 계산하므로, 선로에 흐르는 유무효전력조류를 직접 제어할 수 있다. 전력조류 변화에 따른 직병렬전압원의 전압크기 및 위상각이 변화됨을 확인하였고, UPFC 설치모선의 전압을 제어할 수 있음을 보여 직병렬전압원 모델이 실계통에 적용할 수 있음을 보였다.
전력조류문제에 대해서는 일찌기 1947년부터 그 계산수법에 관한 논문이 발표되었고 digital계산기가 출현하면서 부터 이제까지 교류계산반을 사용해서 계산되던 조류가 완전히 digital계산기를 이용하는 방향으로 바뀌어졌다. 실질적으로 digital계산기로 조류계산을 시도한 것은 미국 Purdue대학의 J.B.Ward와 H.W.Hale의 양인이라소 할 수 있다. 1956년 IEEE잡지에 실린 그들의 논문은 오늘날에 이르기까지 수많은 사람들의 연구의 시초를 개척한 것이였으며 이 분야에서는 말하자면 기념비적인 의의를 가지는 것이라고 하겠다. 이후 실로 수많은 논문들이 발표되기도 하였는데 최근에 이들 전력조류계산수법을 총정리해서 요약보고하는 보고서 및 연구논문이 입수되었기에 여기에 그 내용을 간단히 소개하고자 한다.
본 논문에서는 선로 전력조류제약을 고려한 경제급전(SCED : Security-Constrained economic dispatch)에 내점 선형계획법을 이용하여 최적해를 구하는 문제를 다룬다. 최적전력조류(Optimal Power Flow)식으로부터 선로의 유효전력만을 근사화하여 선로 전력조류 제약을 고려할 경제급전(SCED)의 식을 정식화한다. 선형계획법을 적용하여 최적해를 구하기 위해서 발전기출력과 유효전력, 부하, 손실과의 관계를 이용하여 경제급전의 식을 선형화 하는 알고리즘을 제시한다. 선형화 알고리즘은 목적함수로 계통 발전기의 총 연료비를 취하고 전력수급평형식으로 발전기출력증분에 대한 선로의 증분손실계수를 이용하며, 선로의 제약조건은 일반화발전 분배계수(GGDF : Generalized Generation Distribution Factor)를 이용하여 선형화한다. 최적화 기법으로서 내점법(Interior Point Method)을 적용하고자 하며 사례연구를 통하여 선형계획법 중 가장 많이 사용하는 심플렉스(Simplex)법과의 수렴특성을 비교하여 내점 법의 효용성을 확인하고자 한다.
최적전력조류계산 앨고리즘에서 분할최적전력조류계산 앨고리즘을 유도하였고, 주요점은 적정스텝의 결정과 부등식제약조건을 사용치 않은 점이다. 실규모계통에 지용하여 약0.5[%]의 비용절감을 달성하였는바, 이것은 년 약30억[원]에 해당되며, 겸하여 온라인운전의 가능성을 제시하였다.
본 연구에서는 2진수를 사용하여 기억용량의 감소와 테일러 급수의 2차항에 의한 정확하고계산속도가 빠른 전력조류계산방법을 나타낸다. 이 방법은 쟈코비안이 상수이며 2차항의 간단한 계산에 의해 계산속도가 빠르고, 행렬의 비영요소의 위치를 2진수로 나타내어 기억용량을 대폭 감소시킨다. 그리고 정확한 전력조류계산에 의해 신뢰성이 높아 R/X가 큰 송전선의 시스템에도 적절한 방법이다.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.15
no.2
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pp.21-30
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2001
In this paper, in the power system having UPFC(Unified Power Flow Controller) Power flow of certain line is controlled to desired value also power flow analysis algorithm is reposed considering power flow constraints which is capable of analysis power flow of all system. This algorithm is applied to controlling line-overloading problems and the method of is prosed. By applying this algorithm to controlling line-over loading the method of controlling UPFC is proposed and the effectiveness of controlling UPFC is proposed and the effectiveness of controlling UPFC is verified through the research of practical system. Also, the equation to set up an initial value of stories and shunt voltage source of UPFC is proposed for the effective power analysis.
This paper presents a practical methodology that can analysis power flow and marginal factors based on optimal power flow (OPF) of power systems under restructuring environment. First of all, to evaluate useful marginal factors, nonlinear optimization problems of minimum fuel cost and minimum transmission loss are formulated and solved by nonlinear primal-dual interior point method. Here, physical constraints considered in the optimization problems are the limits of bus voltage. line overloading, and real & reactive power generation. Also, an evaluation method of marginal price and marginal transmission loss is presented based on sensitivities calculated by the two OPF problems. Especially, to reflect the cost related to transmission losses in the competitive electricity market, an analysis method of MLF (marginal loss factor) is pro-posed. Numerical results on IEEE RTS 24 show that the proposed algorithm is effective and useful for analysis of power market price.
산업체 전력계통에서 전력설비의 이용 효율과 전력 공급의 신뢰성을 높이기 위해 여러 대의 변압기들을 병렬로 운전하는 것이 일반적으로 바람직하다. 그러나 병렬운전 대상인 변압기의 전기적 특성이 다른 경우 자기용량 대 부하 분담률이 달라 변압기 과부하 및 무효전력의 과도한 순환조류가 우려되어 병렬운전을 꺼리는 경향이 있다.
본 논문에서는 조류발전 시스템의 시험을 위한 시뮬레이터를 구현하였다. 조류발전 시뮬레이터 모델은 회전자 모델, MPPT 알고리즘, 발전기 등을 포함하고 있으며 Matlab Simulink를 이용해 구현했다. 제안한 조류 발전용 시뮬레이터를 이용해 조류발전에서 주속비(Tip Speed Ratio) 제어방식의 출력 특성에 대한 시뮬레이션을 수행하여 그 타당성을 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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