본 논문에서는 두 개의 서브 발전 시스템 (풍력과 태양광 발전 시스템)으로 구성된 하이브리드 발전 시스템의 구현을 위한 디지털 퍼지 제어기를 개발한다. 풍력과 광전자 발전기에서 V-I 특성은 비선형 관계를 보여주기 때문에, 비선형 시스템 제어에 많은 장점을 가진 퍼지 모델 기반 제어기를 사용한다. 그리고 마이크로프로세서 기반 제어 시스템 구현하기 위해서 본 과제에서는 디지털 재설계 기법을 통해 디지털 퍼지 제어기를 설계하게 된다. 마지막으로, 하이브리드 발전 시스템에서 최대 전력 추종과 배터리 상태를 일정하게 유지하기 위해서 세 가지 모드 상태에서 제어 목적이 변화하도록 시스템을 구성하게 된다.
A Buoyant Hybrid Power Generation System (BHPGS) described in this paper, is a conceptual approach to a hybrid solar-wind power generation in the near sea. The primary purpose of the BHPGS is given to improve utilization of solar cell modules. Main components of the BHPGS include a solar cell module, buoyant object, power generator, and support assembly including weight. Components such a generator controller, DC/AC converter, etc., are not configured in the current BHPGS because they can easily be purchased as a commercial-off-the-shelf product. In addition, some of the BHPGS applications are discussed.
본 논문에서는 태양광-풍력 복합발전시스템의 발전용량 예측을 통한 시스템 시설투자비 및 발전단가와 경제성에 대하여 분석한다. 도시지역의 일사량 및 풍속 데이터를 기초로 하여 복합발전시스템의 일일 발전량을 구하고, 수용가의 일일부하패턴과 수요부하를 고려하여 태양전지 어레이와 풍력발전기의 용량을 산정한다. 그리고 용량 산정에 따른 복합발전시스템의 초기투자비용과 연간 발전량, 연간 소요경비 등의 요소를 고려하여 총 수명가 분석법(Total Life-Cycle Cost Analysis)에 기초한 발전단가를 계산하고 잉여전력을 계통에 판매할 경우의 경제성을 평가한다.
신재생 에너지는 발전 시 연료가 들지 않는다는 특징과 친환경적인 이유로 각광 받고 있다. 이러한 특징으로 인해 에너지 독립 계통을 구성하는 데 주요 역할을 한다. 풍력, 태양광, 에너지 저장 장치 등이 분산 전원으로서 계통을 구성하게 되는데, 낮은 효율과 높은 초기 설치비용으로 인해 디젤 발전기나 마이크로 터빈 등 소형 발전기를 예비 전력으로서 부착하는 경우가 대부분이다. 이러한 분산 전원들은 가격이 제각각이며 기존의 화석연료 발전기처럼 비용 함수 모델링이 어려워 경제적 분석이 어려웠다. 이 논문은 이러한 신재생 에너지를 사용한 독립 마이크로그리드를 경제적 관점에서 분석하는 것이 목적이다. 따라서 계통을 분석하는 가장 보편적인 방법인 최적 조류 계산(OPF, Optimal Power Flow)방법과 가격을 최소화하는 점을 찾는 경제급전(ED, Economic Dispatch)방법을 사용하였다. 두 가지 방법의 결과를 비교하여 발전 비용을 줄일 수 있는지에 대해 조사하였다. 7-Bus 가상 계통을 만들어 사용하였고, OPF와 ED의 발전 비용은 PowerFactory$^{(R)}$ 프로그램을 통해 시뮬레이션 하여 데이터를 얻었다.
본 논문은 디젤발전기, 태양광, 에너지 저장장치로 구성 된 마이크로 그리드 시스템에서의 효율적인 운전 제어 전략을 제안한다. BSFC(Brake Specific Fuel Consumption)맵을 기반으로 디젤발전기의 운전을 최적지점에서 일정하게 운전을 하고 부하의 변화는 에너지 저장장치의 충/방전으로 보상한다. 또한 에너지 저장장치의 안정적인 운전을 위해 에너지 저장장치의 SOC(State Of Charge)를 고려한 제어전략을 사용한다. SOC가 일정 범위를 벗어나게 되면 에너지 저장장치가 부하의 변동에 충분히 보상해주지 못하는 경우가 발생하기 때문에 이를 고려해 운전함으로써 부하에 신뢰성 있는 안정적인 전원을 공급할 수 있게 한다. 제안된 마이크로 그리드 운전 제어 전략은 PSiM 시뮬레이션을 통해 검증되었다.
신재생에너지 발전기는 출력가변성이 크기 때문에 장기 전력수급계획 수립시 발전용량을 얼마로 할 것인가에 대한 불확실성을 내포하고 있다. 본 논문에서는 확률론적 신뢰도 기법에 기반하여 신재생 발전기가 공급신뢰도에 기여하는 용량산정 방법을 제안하고 우리나라 전력수급기본계획에 적용하는 방안을 살펴보았다. 국내 발전설비계획 수립에 사용하는 공급지장확률(LOLP)을 이용하여 신재생 발전기의 공급 신뢰도 기여용량을 산정하고 그 결과를 현재까지 사용해 온 신재생발전기 이용률에 기반한 기여용량 산정결과와 비교하였다. 특히 신재생발전원 중 우리나라에서 많은 부분을 차지하는 풍력 및 태양광에 대하여 용량가치를 산정하였다. 확률적 신뢰도기반 용량가치 산정법은 제5차 전력 수급기본계획 수립시 적용된 바 있으며, 좀 더 정밀한 산정절차를 수립하여 수급계획에 적용할 필요가 있다. 본 연구의 결과는 향후 수급계획 수립에 신재생 발전원의 정확한 용량가치를 산정하는 방식을 선정하는 데 참고자료로 활용될 수 있다.
본 논문에서는 하이브리드 발전 시스템에서의 최대 전력 추종을 위한 디지털 퍼지 제어기 설계를 목표로 한다. 하이브리드 발전 시스템은 풍력과 태양광, 두 개의 발전 시스템으로 구성된다. 각 발전기에서 전압과 전류는 일반적으로 비선형 관계에 있기 때문에, 퍼지 모델 기반 제어기를 사용하여 비선형성을 효율적으로 제어하게 된다. 그리고 마이크로프로세서 기반 제어 시스템의 구축을 위하여 최신 디지털 재설계 기법을 사용, 디지털 퍼지 제어기를 설계하게 된다. 마지막으로 제안된 플랜트를 통한 실험으로써 본 논문의 우수성을 입증하고자 한다.
미래의 전력 시스템은 환경과 기술적인 이유로 인해 더욱더 많은 분산전원을 이용하게 될 것이다. 분산전원은 서로 다른 특징을 가지고 있고 또한 배전계통에서 기존의 계통운영과는 다른 형태로 운전될 것이다. 이런 관점에서 다수의 분산전원을 모아 하나의 가상의 발전소로 운영하는 개념이 등장하게 되었는데, 이를 Virtual Power Plant(VPP)라고 한다. VPP는 매니지먼트 시스템이 관리하는 여러 클러스터들로 이루어져 있으며 이들 클러스터들은 각각 여러 종류의 분산전원으로 구성되어 있다. 본 논문에서는 클러스터를 이루는 분산전원을 어떻게 운영하는 것이 최적의 경제적 효율을 지닐 수 있을 지에 대해 논의하게 될 것이다. 디젤 발전기의 출력의 경우 그 소유자에 의해 제어가 가능하지만, 태양광 발전 시스템의 경우 기상 상태에 따라 그 출력이 결정된다. 따라서 이러한 각각의 특성을 고려하여 본 논문에서는 디젤, CHP(Combined Heat and Power), 보일러, 태양광발전으로 구성된 복합 시스템에서 각 시간별로 수용가의 전력 및 열 수요와 분산전원의 에너지 생산을 비교하여 VPP 최적 운영 계획을 구성하였다.
풍력발전은 신재생에너지 분야에서 태양광 발전과 함께 중요한 에너지원으로서 최대 전력 생산과 전력계통에 대한 적용 문제를 다루기 위해 상당한 노력들이 기울여지고 있는 분야인데, 발전기가 풍속에 따라 최대전력을 생산할 수 있는 속도를 추적해야 하는 어려움이 따른다. 본 논문에서는 풍력발전기의 출력방식을 조사하고 최대출력을 얻기 위한 MPPT출력제어방식에 대하여 조사하고, 풍력발전시스템의 전력계통에서의 적용성을 높이기 위한 기술요소를 제시한다.
신 재생에너지원은 수력 태양광 풍력등 여러 가지가 있으나 보호계전기 정정은 신 재생에너지원의 특성과 관계없이 시행되고 있다. 본 논문에서는 풍력발전기에 대해 기존 시행한 과전류 계전기(50/51)의 Pick-Up, 한시, 순시에 대하여 정정 값을 검토하고 신재생에너지원과 상관없이 동일하게 적용하고 있는 과전류 계전기에 대해 문제가 없는지 분석하고 그 대안을 제안하고자 한다. 본 논문에서 사용된 정정은 송전회사인 한국전력공사의 기준으로 하였으며 실제 설치된 보호계전기의 제작자 특성 곡선을 적용하였다.
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.