• 제목/요약/키워드: Combined heat and power (CHP)

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가변 열전비를 갖는 열병합 발전설비가 포함된 마이크로그리드의 최적 운용 (Optimal Microgrid Operation Considering Combined Heat and Power Generation with Variable Heat and Electric Ratio)

  • 이지혜;박재세
    • 전기학회논문지
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    • 제61권10호
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    • pp.1548-1553
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    • 2012
  • The important requirement for microgrid operation is to meet the balance between supply and demand. To meet, Combined Heat and Power (CHP) generation should be considered in microgrid scheduling. CHP generation is economical on the side of a consumer because it products heat and power. Therefore, it is high efficient. This paper presents a mathematical model for optimal microgrid operation including CHP generation using the optimal ratio of heat and power due to demand. The objective function and constraints are modeled by linear program (LP). Through the case study, the validation of the proposed model is shown.

연료전지와 열병합 발전을 고려한 마이크로그리드의 최적 운용 (Optimal Microgrid Operation Considering Fuel Cell and Combined Heat and Power Generation)

  • 이지혜;이병하
    • 전기학회논문지
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    • 제62권5호
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    • pp.596-603
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    • 2013
  • The increase of distributed power generation is closely related to interest in microgird including renuable energy sources such as photovoltaic (PV) systems and fuel cell. By the growing interest of microgrid all over the world, many studies on microgrid operation are being carried out. Especially operation technique which is core technology of microgrid is to supply heat and electricity energy simultaneously. Optimal microgrid scheduling can be established by considering CHP (Combined Heat and Power) generation because it produce both heat and electricity energy and its total efficiency is high. For this reason, CHP generation in microgrid is being spotlighted. In the near future, wide application of microgrid is also anticipated. This paper proposes a mathematical model for optimal operation of microgrid considering both heat and power. To validate the proposed model, the case study is performed and its results are analyzed.

열병합발전과 스마트 그리드 기술과의 연계성 검토 (An Investigation of the Connectivity between Combined Heat and Power and Smart Grid Technologies)

  • 김원기;서훈철;이제원;김철환;김용하;김의경;손학식;김길환
    • 전기의세계
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    • 제60권11호
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    • pp.56-63
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    • 2011
  • In the face of global warming and resource depletion, a smart grid has been suggested as one way of contributing to abating the environment problems and increasing energy efficiency. Smart grids utilize renewable energy which has intermittent and irregular output power depending on weather conditions. In order to maintain stability and reliability of the power system, smart grids need to have complementary measures for the possible unstable system conditions. Cogenerating systems such as Combined Heat and Power(CHP) can be one good solution as it has capability of instantly increasing or decreasing output power. Therefore, this paper investigates the connectivity between Combined Heat and Power systems and smart grid technologies. The smart grid national roadmap formulated by South Korea Ministry of Knowledge and Economy and 'IEC Smart Grid Standardization Roadmap' are analyzed to extract related components of the smart grid for the CHP connection. Also, case studies on demonstration projects for smart grids with CHP systems completed or currently being implementing in the world are presented.

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전력수급기본계획에 열병합발전 설비 반영 방법론의 개발 (The Development of Methodology in order to consider Combined Heat and Power in the Basic Plan of Long Term Electricity Supply & Demand)

  • 김용하;김미예;우성민;조성린;임현성
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제55권12호
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    • pp.570-575
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    • 2006
  • This paper develops methodology in order to consider CHP(Combined Heat and Power) capacity in the Basic Plan of Long Term Electricity Supply & Demand. We develop generating cost of CHP considering electric and heat. Also we develop mixed load duration curve which includes the electric load and heat load and then apply CHP capacity to SCM(Screening Curve Method) considering CHP feature. Accordingly, it decide the optimal CHP capacity in the Basic Plan of Long Term Electricity Supply & Demand. Also, We perform the sensitivity analysis according to cost variation.

소형 가스엔진 열병합발전의 운전거동 예측을 위한 컴퓨터 시뮬레이션 (Computer Simulation to Predict Operating Behavior of a Gas Engine Driven Micro Combined Heat and Power System)

  • 조우진;이관수;김인규
    • 설비공학논문집
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    • 제22권12호
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    • pp.873-880
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    • 2010
  • The present study developed a computer simulation program to determine the optimum strategy and capacity of a micro combined heat and power(CHP) system. This simulation program considered a part-load electrical/thermal efficiency and transient response characteristics of CHP unit. The result obtained from the simulation was compared with the actual operation of 30 kW gas engine driven micro CHP system. It was found that the simulation could reproduce the daily operation behavior, such as operating hours and mean load factor, closely to the actual behavior of the system and could predict the amount of electrical/thermal output and fuel consumption with the error of less than 12%.

CES 발전소의 최적운용 알고리즘 개발 (Development of Optimal Operation Algorithm about CES Power Plant)

  • 김용하;박화용;김의경;우성민;이원구
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.61-70
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    • 2012
  • Recently due to the increasing of the importance on the green energy is getting higher by implementing EERS(Energy Efficiency Resource Standards) and NA(Negotiated Agreement) such as lacks of natural resources and The United Nations Framework Convention on Climate Change. And the most practical solution is CHP(Combined Heat and Power) which performs the best energy efficiency. This paper developed optimal operation mechanism of CES(Community Energy System) for enhancement of energy efficiency using CHP(Combined Heat and Power), PLB(Peak Load Boiler) and ACC(ACCumulator) capacities. This method optimally operated these capacities calculated the maximum profits by Dynamic Programing. Through the case studies, it is verified that the proposed algorithm of can evaluate availability.

연료분석 방법을 적용한 산업단지 열병합발전소 이산화탄소 배출량 및 배출특성분석 (Analysis of the $CO_2$ emission amount and characteristics of combined heat and power plants in industrial complex by using the fuel analysis method)

  • 강석훈;정대헌
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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    • pp.1243-1248
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    • 2008
  • $CO_2$ emission amount and characteristics of combined heat and power (CHP) plant in industrial complex of Korea is evaluated by using the fuel analysis method. Fuel analysis methods of several foreign countries and developed one which is developed considering the operation characteristics of the surveyed CHP plants are used. The operation data is surveyed for all of the CHP plants in industrial complex and is composed of fuel consumption amount, generation, sale and efficiency of heat and electricity, condensed steam enthalpy, and etc of the each CHP.

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가스 열병합발전 최적 시뮬레이션 분석을 통한 집단에너지 사업자에 미치는 8차 전력 수급계획의 영향 분석 (Analysis of the Impact of the 8th Basic Plan for Long-term Electricity Supply and Demand on the District Heating Business Through Optimal Simulation of Gas CHP)

  • 김영국;오광민;김래현
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권5호
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    • pp.655-662
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    • 2018
  • 신 기후체제 출범에 따른 기후변화의 효율적 대응을 위해 정부는 분산형 전원의 확대를 모색하고 있다. 이 중 가스열병합발전(CHP)을 중심으로 하는 집단에너지 시스템이 가장 현실적인 대안으로써 받아들여지고 있다. 한편 최근 발표된 8차 전력수급 기본계획을 통해 정부는 기저 발전 중심에서 친환경 발전 위주로 에너지 패러다임의 변화를 공표하였다. 본 연구에서는 이러한 에너지 패러다임의 변화가 CHP의 열 생산 패턴을 변화시켜 집단에너지 공헌이익에 미칠 수 있는 정량적인 손익 효과를 분석하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 먼저 상용화된 전력시장 종합분석 프로그램을 활용하여 7,8차 수급계획별 전력시장 장기 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 현재 수도권에서 830 MW급 CHP를 운영 중인 사업자의 실적을 활용하여 CHP 운전 Mode별로 전력생산량과 열 생산량을 산정할 수 있는 CHP 운영모델을 구성하였다. 이를 바탕으로 상용화된 집단에너지 최적운영 프로그램을 통해 CHP의 Life-Cycle 동안의 최대의 운영수익을 실현할 수 있는 운전 최적화를 수행하였다. 그 결과 정부의 에너지 패러다임의 변화는 CHP의 급전지시량을 증가시키고 이로 인해 열 생산원가가 하락하여 사업자의 공헌이익이 30년 동안 909억 증가함을 확인할 수 있었다.

배압터빈을 사용하는 열병합발전소의 열 회수 온도에 따른 성능특성 분석 (Performance Analysis on CHP Plant using Back Pressure Turbine according to Return Temperature Variation)

  • 임신영;이종준;전영신;김형택
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.26-33
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    • 2016
  • Combined heat and power (CHP) system is one of the power generation system which can generate both electricity and heat. Generally, mid-size and big-size CHP plant in Korea generate electricity from gas turbine and steam turbine, then supply heat from exhaust gas. Actually, CHP can supply heat using district heater which is located at low pressure turbine exit or inlet. When the district heater locates after low pressure turbine, which called back pressure type turbine, there need neither condenser nor mode change operating control logic. When the district heater locates in front of low pressure turbine or uses low pressure turbine extraction steam flow, which calls condensing type turbine, which kind of turbine requires condenser. In this case, mode change operation methods are used for generating maximum electricity or maximum heat according to demanding the seasonal electricity and heat.

산업단지 내 CHP Hybrid System 최적화 모델에 관한 연구 (Optimization Process Models of Gas Combined Cycle CHP Using Renewable Energy Hybrid System in Industrial Complex)

  • 오광민;김래현
    • 에너지공학
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    • 제28권3호
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    • pp.65-79
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    • 2019
  • 본 연구는 산업단지 내 Gas Combined Cycle CHP와 연계 가능한 신재생에너지원을 조합하여 최적의 설비용량을 산정하고자 하였다. 특히 2013~2016년도 에너지사용계획 협의 대상 산업단지 중 집단에너지 공급대상 지역지정 연료사용량 요건은 연간 3.8만 TOE로 미달되지만, 열밀도가 $92.6Gcal/km^2{\cdot}h$로 높은 세종첨단일반산업단지를 연구 대상으로 하였다. 그리고 신재생에너지 Hybrid System 경제성 분석 프로그램인 HOMER Pro를 이용하여 연료전지와 태양광발전을 연계한 FC-PV Hybrid CHP System의 최적화 운영 모델에 대해 분석하였다. 또 CHP의 주 공급 에너지원인 열에너지에 있어, 열수요량 뿐만 아니라 우점 업종에 대한 열수요 패턴을 분석하여 연구의 신뢰도를 높이고자 하였으며, 경제성 분석을 추가하여 상대적 편익을 비교하고자 하였다. 연구 결과, 신규 조성 중인 세종첨단일반산업단지의 전체 간접열 수요는 연간 378,282 Gcal이며, 이중 제지업종이 연간 293,754 Gcal인 약 77.7%를 우점하고 있었다. 산업단지 전체 간접열 수요에 대해 단일 Combined Cycle CHP의 최적 설비용량은 30,000 kW로, 이때 열생산은 CHP가 275,707 Gcal, 72.8 %를 분담하고, 첨두부하보일러 PLB가 103,240 Gcal, 27.2 %를 분담하는 것으로 분석되었다. 그리고 CHP와 연료전지, 태양광 조합에서는 최적 설비용량이 각 30,000 kW, 5,000 kW, 1,980 kW이며, 이때 열생산은 Combined Cycle CHP가 275,940 Gcal, 72.8%, 연료전지가 12,390 Gcal, 3.3%, PLB가 90,620 Gcal, 23.9%를 분담하였다. 여기서 CHP 용량이 감소하지 않은 것은, CHP 용량 감소에 따른 부족한 열 생산량에 대해 PLB의 과다한 운전이 요구되는 경제적이지 못한 대안이 도출되었기 때문이었다. 한편 우점 업종인 제지업종의 간접열 수요에 대해서는 Combined Cycle CHP, 연료전지, 태양광 조합의 최적 설비용량은 25,000 kW, 5,000 kW, 2,000 kW로, 이때 열생산은 CHP 225,053 Gcal, 76.5%, 연료전지 11,215 Gcal, 3.8%, PLB가 58,012 Gcal, 19.7%를 분담하는 것으로 분석되었다. 그러나, 현행 전력시장 및 가스시장에서의 경제성 분석결과는 모두 투자비 회수가 불가능한 것으로 확인 되었다. 다만, 우점 업종인 제지 업종만을 대상으로 CHP와 연료전지, 태양광을 조합한 CHP Hybrid System이 단일 CHP System에 대해 연간 약 93억원의 경영여건을 개선시킬 수 있음을 확인하였다.