최근, 국가적인 차원에서 추진되고 있는 대체에너지 전원은 배전계통에 연계되어 운용되는 특성을 가지고 있다. 태양광과 풍력 풍의 자연에너지를 이용한 신${\cdot}$재생에너지전원은 일정한 출력을 내는 기존의 전원 보다 기후나 온도, 지형적인 영향을 많이 받는 간헐적인 전원이므로, 이들이 도입된 배전계통은 기존의 단 방향 공급형태의 배전계통과는 달리 부하와 전원이 혼재되어 운용되는 형태로 되기 때문에 배전계통의 전압품질에도 좋지 않은 영향을 미치는 것이 사실이다. 따라서 분산전원이 도입된 배전계통은 기존의 부하만이 존재하는 배전계통과는 달리, 부하와 전원이 혼재되어 운용되는 형태로 되기 때문에 분산전원의 연계에 따라 발생이 예상되는 문제점을 검토, 분석할 수 있는 분산전원 배전계통연계용 해석 프로그램이 요구되고 있다. 따라서 본 논문에서는 분산전원이 배전계통에 연계되는 경우, 계통연계 기술요건 가이드라인 및 기술지침에 근거하여, 비전문가라도 쉽게 사용할 수 있는 종합적인 분산전원의 배전계통 연계용 해석 알고리즘을 제시하였다.
최근, 국가적인 차원에서 추진되고 있는 풍력발전, 태양광발전 등과 같은 신 에너지전원(분산전원)은 기존의 전원에 비하여 소규모 전원인 관계로 주로 수용가에 가까운 배전계통에 도입되어지고 있으며, 그 특성상 배전계통과 연계하여 운전함으로써 보다 안정된 전력의 확보 및 전력설비의 효율적인 활용, 자원의 효율적인 이용 등의 이점을 얻을 수 있다. 한편, 태양광과 풍력 등의 자연에너지를 이용한 분산전원은 일정한 출력을 내는 기존의 전원보다 기후나 온도, 지형적인 영향을 많이 받는 간헐적인 전원이의로, 이들이 도입된 배전계통은 기존의 단 방향 공급형태의 배전계통과는 달리 부하와 전원이 혼재되어 운용되는 형태로 된다. 분산전원이 연계된 배전계통의 경우에는 분산전원의 출력 용량 여부에 따라 양방향의 전력조류가 발생할 가능성이 있어, 계통운용상 여러 가지 문제점이 야기될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 분산전원 연계에 따른 보호협조 기본 방안과 부하절체 운전과 변압기결선에 따른 보호협조 방안 등에 대한 알고리즘을 제시하였다. 또한, 이론적인 계산법(대칭좌표법)에 의하여 실 계통에서의 양방향 보호협조에 관련된 문제점을 분석하고, 해결방안을 제시하였다.
분산형전원은 대개의 경우 단독으로 운전되는 것이 아니라 계통과 연계되어 수요전력과 발전전력의 과부족 조정을 위해 사용된다. 현재 일본의 배전계통은 수용가에 대하여 1방향의 조류를 전제로 구성되어 있기 때문에 계통과 연계하는 경우 분산전원측이 계통에 악영향을 미치지 않도록, 역으로 계통측의 사고 등에 의해서 분산형전원과 부하에 악영향을 미치지 않도록 특별한 배려가 필요하게 된다. ''系統運系技術要件가이드라인''은 이 때문에 기술요건을 저압선에서 특별고압선까지 연계되는 계통별로 제시하고 있으며 특히 보호장치에 대하여 규정하고 있다. 계통연계기술요건가이드라인은, 분산형전원을 도입하기 쉽고 사회적 요청과 기술혁신에 맞도록 개정되어 왔으며, 최근 증가된 반도체식 역변환장치를 통하여 분산형전원도 도입하기 쉽도록 개정되어 온 것이다. 다른 한편으로는 계통사고나 순시 전압강하로부터 분산형전원과 부하를 보호한다든지 또한 더욱 적극적으로 분산형전원을 순간전압강하대책으로 활용하기 위하여 계통과의 연계를 고속으로 분리하는 고속해열장치가 많이 사용되게 되었다. 기계식고속차단기와 고속릴레이의 조합으로 중요부하의 순간전압강하를 1사이클 이하로 할 수 있다. 분산형전원을 더욱 활용하여 큰 역조류도 가능하게 하기 위해서는 현재의 배전보호시스템으로는 한계가 있어, 집중감시제어방식을 사용한 새로운 배전보호시스템에 대한 연구가 시작되고 있다.
정부의 신재생에너지 확대 보급 사업에 의해 현재 한전의 배전계통에는 다수의 분산형 전원이 연계되고 있으나 기존의 배전계통은 단방향 전력계통으로 설계되어 있으며 다수의 분산전원이 연계되는 경우 배전계통에 많은 문제점이 나타나고 있다. 따라서 기존의 단방향 고장계산 방식에서 분산전원에서 기여하는 고장전류를 함께 고려하는 양방향 보호체계로의 전환 및 분산형전원 영향을 고려한 보호협조 방안이 필요하다. 본 논문에서는 다수의 분산전원이 연계된 배전계통에서 배전계통 고장시 분산전원에 의한 효과를 고려한 보호기기 정정방안을 제시하였다.
분산전원이 배전계통에 설치되어 운영될 경우 수용가가 경험하는 신뢰도가 증대될 것이라고 예상하는 것이 일반적이나 분산전원이 신뢰도를 높이기 위한 보조전원으로 설치될 경우 배전계통의 신뢰도를 높아질 수 있지만. 피크부하용 전원이나 독립전원으로 운영된 경우 배전계통의 수용가에 대한 전력공급에 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 분산전원이 연계된 배전계통의 신뢰도는 공급지장 횟수와 공급지장 지속시간 등의 지수에 있어서 기존의 배전계통 신뢰도 평가 방법과는 다른 새로운 접근이 필요하다. 이에 본 논문의 목적은, 분산전원의 운영형태에 따라 배전계통 전체의 신뢰도와 각 부하점의 신뢰도를 산출하는 해석적 기법을 제시하고 분산전원으로 인한 배전계통의 신뢰도의 변화를 정량적으로 표현하는데 있다.
분산전원의 등장은 전체 전력계통의 안정도 및 전력품질 등에 영향을 미친다. 이러한 분산전원에 의한 영향은 고장, 전력 공급의 높은 신뢰성, 전압 새그완화 등에 의한 긍정적인 영 과 보호계전기의 정정 변화 및 그에 따른 오동작과 같은 신뢰성 감소의 부정적인 영향으로 구분하여 볼 수 있다. 그러나 분산전원이 존재하는 전력계통의 해석은 다앙한 분산전원의 종류와 특성에 따른 변화에 의해 더욱 어려워진다. 본 논문에서는 동기발전기 모델을 사 하여 분산전원을 모델링하였으며, 전력계통 과도현상 해석 프로그램인 EMTP를 사용하여 전원이 존재하는 배전계통을 모의하였다. 또한, 분산전원의 위치, 용량 등의 차이에 따라 계통에 미치는 영향에 대해 분석하였다.
본 기술보고에서는 전술한 분산형전원의 배전계통연계와 관련하여, 분산형전원의 개발, 도입에 대한 필요성, 배전계통연계, 보급에 따른 제문제, 국내외 보급지원정책의 현황을 살펴보고, 이의 원할한 배전계통에의 도입.보급을 위한 국내의 전략과 해결과제를 분석해본다. 끝으로, 기존의 배전계통에 상기의 분산형전원이 다수 분산적으로 도이된 차세대의 배전계통에 있어서 요구되는 기능과 그 기능에 부합되는 계통구성.운용 방안 및 연구개발분야 등에 대해 기술하기로 한다.
스마트그리드가 출현함에 따라 향후 배전계통에 태양광, 풍력, 연료전지, 전력저장장치, 전기자동차(V2G) 등의 분산전원의 연계는 급속도록 증가할 것이며 더불어 배전계통은 더욱 더 복잡하게 될 것이다. 이로 인해 발생하는 가장 큰 문제는 계통의 전압변동 문제이다. 복잡한 전압변동 문제를 해결하지 못하면 스마트그리드 계통의 전력품질과 안정도에 악영향을 끼칠 것이다. 스마트그리드 계통 하에서 분산전원의 위치는 변전소 근처 전원단부터 부하 말단까지 전원사업자의 필요에 따라 설치하게 될 것으로 지금까지의 전압변동, 조류계산 등의 모델링 방법으로는 해결하지 못하는 문제가 발생하게 될 것이다. 이 논문에서는 분산전원 배전계통 연계 용량 확대를 위해 실 선로의 실시간 전압 측정값을 이용한 분산전원 연계 스마트그리드 계통의 통합 전압관리안정화 방법에 대해 제안하고자 한다.
현재 전력사업 분야에서는 산업화의 발전과 더불어 전력수요의 갑작스러운 증가와 전 세계적인 지구 온난화 문제를 해결하기 위해서 환경 친화적인 분산전원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 분산전원 시스템의 안정성 및 고효율 운전을 위해 계통과 분산전원 상호간의 영향에 대한 연구를 하였다. 계통과 분산전원의 연계시 계통전원의 악영향에 대한 PV 시스템의 응답특성을 과전압 및 부족전압, 순간정전, 전압 써지 등으로 구분하여 각각에 대한 응답특성을 확인하고, 분산전원의 이상 출력이 계통에 미치는 영향을 IEEE 929-2000의 규정을 바탕으로 시뮬레이션 환경을 만들고 각각의 경우에 대한 응답특성을 주파수 허용 변동범위(59.3Hz~60.5Hz)로 확장하여 계통과 PV시스템 상호간의 영향 및 응답특성을 확인 할 수 있었다.
전기철도에서 사용되는 전원은 한전 계통을 통해 유입되고 별도의 전원 계통을 구축하여 운영한다. 따라서 한전 계통과의 인터페이스에 따른 국내외 기준을 만족하여 진기철도 계통전원 시스템을 구축하여야 한다. 본 논문에서는 철도차량 사업소 구축시 중수선, 종합 관리동등의 부하특성에 따른 부하역률 변화 및 전력변환장치를 연계되었을 때 계통전원에 미치는 고조파 영항을 연구하였다. 시뮬레이션을 통해 철도차량 사업소내의 계통전원이 국내외 기준에 적합할 수 있도록 제시하였다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.