• 제목/요약/키워드: Distributed power generation system

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풍력발전(DFIG)의 고압배전선로의 사고특성 해석에 관한 연구 (A Study on Fault Characteristics of Wind Power in Distribution Feeders)

  • 김소희;김병기;노대석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.1288-1295
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    • 2012
  • 2008년도 지식경제부의 전망에 의하면 신재생에너지전원 중 풍력발전의 보급전망은 2020년 37%, 2030년 42%에 달하고, 2012년부터 시행 예정인 신재생에너지 의무할당제(Renewable Portfolio Standard-RPS)의 도입으로 태양광 및 풍력 등의 신재생에너지가 향후 지속적으로 배전계통에 연계 운용될 것으로 예상된다. 현재 풍력은 배전계통에 전용선로로 연계되어 계통에 미치는 영향은 미미하지만, 3[MW] 이상의 대규모 풍력발전이 일반 배전선로로 확대 운용되면, 풍력발전 연계용 변압기 및 풍력발전기의 %임피던스에 의한 사고전류 변동으로 보호계전기(OCR, OCGR)의 오 부동작을 야기할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 풍력발전기인 이중여자유도발전기(Double-Fed Induction Generator-DFIG)가 고압 배전선로에 연계되어 운전되는 경우, 3상단락, 2선단락 및 1선지락의 사고특성을 분석하기 위하여, 전력계통 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 풍력발전기의 모델링과 시뮬레이션을 수행하고, 대칭좌표법을 통한 이론적인 수치해석의 결과치를 비교/분석하여, 제안한 수법의 유용성을 확인하였다.

가정용 연료전지시스템 계통연계형 전력변환장치의 외부사고 성능평가에 관한 연구 (A Study on the External Fault Performance Evaluation of Grid-Connected Power Conditioning System for Residential Fuel Cell System)

  • 이정운;서원석;김영규
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.131-131
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    • 2009
  • 최근 환경규제가 강화되면서 친환경적인 전력생산 요구 등의 외부환경 변화에 따른 우리나라의 전력구조가 기존의 중압 집중형 발전을 탈피한 분산전원 발전에 대한 관심이 증대되고 있는 실정이다. 특히, 분산전원으로서의 전력생산은 공급의 안전성, 경쟁력 및 에너지의 지속성 등이 요구되어지는데, 재생에너지가 가지고 있는 에너지 지속성의 한계 및 설치의 제약성을 탈피할 수 있는 시스템으로 현재 연료전지시스템이 가장 근접해 있는 실정이다. 즉, 도시가스 인프라가 우수하고 인구조밀 지역이 많은 우리나라의 특성상 각 가정 및 건물에 쉽게 설치하고 공급의 안전성을 갖는 건물용 연료전지는 최근 가장 각광받고 있는 분산전원 시스템 중의 하나이다. 올해부터 모니터링사업의 일환으로 수용가에 설치 될 연료전지 시스템이 얼마나 안정적으로 전기와 열을 각 가정에 공급하고 시스템의 안전성을 확보하는 가는 건물용 연료전지의 분산전원으로서의 가능성 및 국민의 수용성을 증대시키는 중요한 역할을 할 것이다. 연료전지시스템은 상용전력과 연계되어 있기 때문에 시스템의 안정성 뿐만 아니라 상용전력의 변화에 대응하여 안정적인 운전을 하는지에 대한 평가가 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 가정용 연료전지시스템의 성능 및 안전성평가의 일환으로 계통연계형 전력변환장치의 성능 및 안전성을 평가 하고자 한다. 연료전지 검사를 위한 계통연계형 전력변환장치의 시험평가 항목으로는 크게 정상특성성능시험, 보호기능성능시험, 과도응답특성성능시험 및 외부사고성능시험 등으로 나뉘어진다. 본 연구에서는 외부사고 성능시험 항목들인 출력측 단락시험, 계통전압 순간정전?순간강하시험 및 부하차단 시험 등을 통하여 외부사고에 대한 성능 및 안전성을 평가하였다. 외부사고 성능시험의 주 목적은 시스템의 이상 운전이 아니라 외부의 영향에 따른 시스템의 안전성 및 전력품질을 평가한다. 출력측 단락시험을 수행하기 위해서 전력변환장치를 정격 출력 전압, 정격 출력 주파수 및 정격 출력에서 운전한 후, 교류 전원장치는 단락 전류를 검출하여, 사고 발생 후 0.3초 이내에 개방하도록 설정하였다. 여기서, 단락 저항 Rsc를 정격 전류의 10배 이상에 해당하는 부하와 같은 값으로 설정하였다. 스위치 SWSC를 폐로하여 단락 상태를 만들며, 이 때 전력변환장치의 출력전류와 차단 또는 정지 시간을 측정하였다. 실험 결과에 대한 판정기준은 단락전류를 검출하여 0.5초 이내에 개폐기 개방 또는 게이트 블록 기능이 동작하여 시스템을 안정하게 정지시키고 시스템 어떤 부위에도 손상이 없어야 한다. 실험 결과 파워컨디셔너의 출력전류 및 차단 또는 정지된시간이 40ms로 나타났고, 출력전류의 파형도 매우 안정함을 볼 수 있었다. 이와 같이 모든 실험을 수행한 결과 외부사고에 대하여 시스템이 안전하게 정지하는 등 연료전지 시스템의 안전성을 확인하였다.

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Performance evaluation on Fault Current Controller System for the Applications of Smart Grid

  • Jang, Jae-Young;Lee, Woo-Seung;Lee, Ji-Ho;Hwang, Young-Jin;Jo, Hyun-Chul;Ahn, Min-Cheol;Hur, Kyeon;Ko, Tae-Kuk
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.12-15
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    • 2012
  • This paper presents simulation and small-scale experimental tests of a fault current controller. Smart fault controller as proposed and proven conceptually in our previous work is promising technology for the smart power grid where distributed and even stochastic generation sources are prevalent and grid operations are more dynamic. Existing protection schemes simply limiting the fault current to the pre-determined set values may not show best performance and even lead to coordination failures, potentially leading to catastrophic failure. Thus, this paper designs fault current controller with a full bridge thyristor rectifier, embedding a superconducting coil for which the controller is electrically invisible during normal operation because the loss due to the coil is near-zero. When a fault occurs and the resulting current through the superconducting coil exceeds a certain value set intelligently based on the current operating condition of the grid, the magnitude of the fault current is controlled to this desired value by adjusting the firing angles of thyristors such that the overall system integrity is successfully maintained. Detailed time-domain simulations are performed and lab-scale testing circuits are built to demonstrate the desired functionality and efficacy of the proposed fault current controller.

계산 그리드에서 워크플로우 기반의 사용자 환경 설계 및 구현 (Design and Implementation of Workflow-based User Environment on Computational Grid)

  • 황선태;심규호
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.165-171
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    • 2005
  • 고속의 컴퓨터, 대용량 저장장치, 초고속 네트워크는 현재 우리가 쉽게 접근할 수 있는 컴퓨팅 인프라이다. 하지만 분자 시뮬레이션과 같은 자연과학 및 응용과학 분야에의 시뮬레이션에서는 여전히 더 많은 컴퓨팅 파워, 더 커다란 저장장치를 필요로 한다. 이러한 요구는 그리드 컴퓨팅(1)이라는 차세대 분산 컴퓨팅 환경을 우리에게 제시하였다. 하지만 현재까지 제안된 그리드 컴퓨팅 기술은 통신 인터페이스와 프로토콜 등의 글로버스 툴킷(2, 3)과 같은 미들웨어 수준에 대한 연구만이 중심이 되고 있다. 이러한 환경은 응용 플랫폼에 대한 연구의 부족과 어플리케이션의 부족을 가져왔으며, 그 결과 사용자는 그리드 컴퓨팅 기술에 대한 이용을 미비하게 만들었다. 따라서 본 연구에서는 분자 시뮬레이션 그리드 (MGrid: Molecular Simulation Grid System) 에서 적용을 목적으로 고효율(High Throughput)의 시뮬레이션 실험을 위한 사용자 환경(User Environment)을 정의하고, 사용자에게 친근한 추상화된 작업 모델을 제안함으로써 보다 효율적이고 안정적인 그리드 자원 이용을 가능하게 한다.(4, 5)

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한국 전력산업의 탄소고착에 대한 역사적 분석 (An historical analysis on the carbon lock-in of Korean electricity industry)

  • 채영진;노건기;박중구
    • 에너지공학
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    • 제23권2호
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    • pp.125-148
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    • 2014
  • 본 논문은 기술-제도 복합시스템을 활용하여 우리나라의 전력 산업이 현재의 탄소의존 경로에 이르게 된 다양한 원인들을 역사적으로 분석하고, 우리나라 전력산업이 탄소고착에서 벗어나 지속가능한 체제로 전환할 수 있는 가능성에 대해 평가하였다. 분석의 결과 우리나라 전력산업의 탄소고착을 강화시키는 요인들은 시장, 기업, 소비자, 정부측면에 고르게 분포되어 있는 것으로 드러났다. 경제성에 근거한 대규모 발전설비를 선호하는 정부정책과 저렴한 전기요금제도, 요금 인상을 엄격히 억제하는 물가관리 시스템, 여름철과 겨울철 전력수요 급증, 탄력적인 요금제도의 부재, 유연탄과 천연가스 설비의 확대 등이 그것이다. 반면 원자력발전과 스마트 그리드를 제외하면, 탄소고착을 완화시키는 요인들은 주로 환경관련 법률이나 신재생관련 법률이다. 전력산업의 탄소배출이 전원구성에 의해 가장 큰 영향을 받고, 우리 경제가 제조업 기반의 수출 위주이며, 산업과 상업부문의 전력소비가 총 85% 이상이라는 점 등을 고려할 때, 우리나라 전력산업이 이른 시일 내에 탄소고착에서 벗어날 수 있을 가능성은 그리 높아 보이지 않는다. 따라서 우리나라 전력산업이 탄소고착을 탈피하기 위해서는 시장, 기업, 소비자, 정부 차원에서 복합적인 개선 노력이 필요하다. 우선, 시장측면에서는 주요국처럼 독점을 완화하여 적극적인 신재생에너지 확대와 소비자 선택권을 보장하는 조치가 필요하다. 기업측면에서는 적극적인 수요관리와 신재생을 포함하는 분산전원의 확대가 시급한 과제이다. 소비자측면에서는 탄소고착 완화를 위한 다양한 요금제 도입과 소비자의 의식전환 노력 등이 필요하다. 마지막으로, 정부에서는 수급계획 수립 시 중요하게 고려되지 못했던 다양한 외부 비용들, 예를 들어 환경비용, 사회적 갈등비용 등을 포함하는 제도 개선이 시급히 필요하다.

PSCAD/EMTDC를 이용한 풍력발전의 배전계통 사고특성에 관한 연구 (A Study on Fault Characteristics of DFIG in Distribution Systems Based on the PSCAD/EMTDC)

  • 손준호;김병기;전진택;노대석
    • 한국융합학회논문지
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    • 제2권2호
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    • pp.47-56
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    • 2011
  • 2008년도 지식경제부의 전망에 의하면 신재생에너지전원 중 풍력발전의 보급전망은 2020년 37%, 2030년 42%에 달하고, 2012년부터 시행 예정인 신재생에너지 의무할당제(Renewable Portfolio Standard-RPS)의 도입으로 태양광 및 풍력 등의 신재생에너지가 향후 지속적으로 배전계통에 연계 운용될 것으로 예상된다. 현재 풍력은 배전계통에 전용선로로 연계되어 계통에 미치는 영향은 미미하지만, 3[MW] 이상의 대규모 풍력발전이 일반 배전선로로 확대 운용되면, 풍력발전 연계용 변압기 및 풍력발전기의 %임피던스에 의한 사고전류 변동으로 보호계전기(OCR, OCGR)의 오 부동작을 야기할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 풍력발전기인 이중여자유도발전기(Double-Fed Induction Generator-DFIG)가 고압 배전선로에 연계되어 운전되는 경우, 3상단락, 2선단락 및 1선지락의 사고특성을 분석하기 위하여, 전력계통 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 풍력발전기의 모델링과 시뮬레이션을 수행하고, 대칭좌표법을 통한 이론적인 수치해석의 결과치를 비교/분석하여, 제안한 수법의 유용성을 확인하였다.

제주도 차귀도 서북쪽 해역 내 퇴적 환경 및 퇴적물 조사 (Survey of Sedimentary Environment and Sediment at the West-Northern Site of Chagwi-do nearby Jeju Island)

  • 김한수;현종우;김창수;김정록;조일형
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.137-143
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    • 2016
  • 10 MW급 부유식 파력-해상풍력 복합발전 플랫폼의 석션 매립 앵커 시스템 설계를 위하여 제주도 차귀도 서북쪽 인근해역에서 퇴적 환경 및 퇴적물 성분 조사를 수행하였다. Chirp III을 이용하여 획득한 탄성파 단면도를 Chough et al.[2002]의 분류 방법에 따라 음향상 분류를 수행하였다. 그 결과, 조사 해역내의 중앙 및 서북부 지역에서는 주로 편평한 해저면 아래 두께 5~15 m의 내부 반사층이 존재하는 Type I-3으로 확인되었다. 반면 동남부 지역에서는 표층 반사 신호가 상대적으로 큰 Type I-1, I-2 그리고 III-1로 확인되었다. 또한 8개의 대표 정점에서 채취한 시료에 대하여 5종류의 물리적 시험(단위중량, 함수비, 입도분석, 액성 및 소성 한계, 비중)을 수행한 결과 조사 해역 내에는 모래(SP)와 실트가 섞인 모래(SM) 그리고 SP-SM이 혼합된 퇴적물이 존재함을 확인하였다.

RSS와 OLAP 큐브를 이용한 FOAF의 동적 관리 기법 (A Dynamic Management Method for FOAF Using RSS and OLAP cube)

  • 손종수;정인정
    • 지능정보연구
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    • 제17권2호
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    • pp.39-60
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    • 2011
  • 웹 2.0 기술이 소개된 이후 소셜 네트워크 서비스는 미래 정보기술의 기초로서 중요하게 인식되고 있다. 이에, 웹2.0 환경에서 소셜 네트워크를 구축하기 위하여 온톨로지 기반의 사용자 프로필 기술 도구인 FOAF를 활용하기 위한 다양한 연구가 이뤄지고 있다. 그러나 FOAF를 이용하여 소셜 네트워크를 생성 및 관리하는 대부분의 방법은 시간의 흐름에 따라 변화하는 사용자의 소셜 네트워크를 자동적으로 반영하기 어려운 단점이 있으며 다양한 소셜 미디어 서비스가 제공되는 환경에서는 FOAF를 동적으로 관리하기가 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 기존 FOAF를 이용한 소셜 네트워크 추출방법의 한계를 극복하기 위하여 사용자 프로파일 기술 언어인 FOAF와 웹 저작물 출판 매커니즘인 RSS를 OLAP 시스템에 적용시켜 동적으로 FOAF를 갱신하고 관리하기 위한 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 수집한 FOAF와 RSS 파일들을 스타스키마로 설계된 데이터베이스에 넣어 OLAP 큐브를 생성한다. 그리고 OLAP 연산을 이용하여 사용자의 연결관계를 분석하고 FOAF에 그 결과를 반영한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 이기종 분산처리 환경 하에서 데이터의 상호호환성을 보장할 뿐만 아니라 시간의 흐름에 따른 사용자의 관심 및 이슈 등의 변화를 효과적으로 반영한다.

네트워크 게임을 위한 하이브리드 분산 서버 시스템 설계에 관한 연구 (A Design of Hybrid Implementation Server System for Network Game)

  • 배재환
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2003년도 춘계학술발표대회논문집
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    • pp.455-459
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    • 2003
  • 미래의 게임을 발전시킬 가장 큰 원동력의 세 가지 요소는 3차원 그래픽, 네트워크, 가상현실 기술로 집약되는데, 이중 네트워크 기술은 차세대 네트워크 게임의 필수적인 요소기술로서 현재 많이 연구되고 있으며 초고속정보통신망의 확충 및 보급에 따라서 인터넷을 통한 네트워크 게임이 널리 이용되고 있다. 하지만 네트워크 게임의 특성상 다수의 이용자들이 서버에 집중되게 되면 서버의 부하가 걸려 이용자들의 불편함을 초래함은 물론, 서비스 제공자 측면에서도 많은 비용을 들여서 서버를 증설하여야 하는 문제가 발생하게 된다. 이에 본 논문은 클라이언트가 서버에 거의 의존하지 않고 클라이언트간의 정보교류를 통해 네트워크게임을 즐길 수 있는 하이브리드 분산 서버 시스템을 제안하고자 한다 이 시스템은 기존의 서버에 의존하여 메시지를 송·수신하던 방법을 탈피하여 정보갱신 및 저장의 경우에만 서버에 의존하고, 대부분의 메시지 처리는 클라이언트간에서 이루어 질 수 있게 설계하였다. 제안하는 설계 방법은 다음과 같다 첫 번째로 메시지 등급화 처리방법을 제안하여 메시지의 중요성에 따라 서버나 클라이언트가 관리를 할 수 있도록 하였으며, 두 번째로 Client-Server 방식과 Pear-to-Pear 방식을 병행하여 효율성을 꽤하였다. 세 번째로 메시지 등급화에 의한 메시지 큐의 멀티 화 및 보안 부분에서 기타 문제 해결방법을 제안하고자 한다

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키리바시 타라와의 지속가능발전목표 달성 지원을 위한 해수플랜트 기술 활용 (Application of Seawater Plant Technology for supporting the Achievement of SDGs in Tarawa, Kiribati)

  • 최미연;지호;이호생;문덕수;김현주
    • 적정기술학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.136-143
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    • 2021
  • 키리바시를 포함한 태평양 도서국가들은 기후 변화, 지하수 오염 및 식생 변화로 인한 해수면 상승 및 해안 침식으로 인해 생활 공간의 감소 뿐만 아니라 필수 자원 부족으로 고통받고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 글로벌 활동은 SDGs 이행을 위한 UN의 노력으로 진행되고 있다. 태평양 도서 국가들이 풍부한 해양 자원을 이용하여 기후 변화에 대응하고 적응할 수 있도록 모색해 왔다. 즉, 해수 플랜트는 이러한 태평양 도서 국가에서 SDG # 14를 기반으로 SDG #2, #6 및 #7을 달성하는 데 도움을 줄 수 있다. 선박해양플랜트연구소(KRISO)는 2016년에 설립한 지속가능 해수이용 아카데미(SSUA)를 통해 키리바시 SSUA협회를 결성하고, 해양수산부(MOF)의 해양수산 ODA사업으로 키리바시에 해수플랜트를 지원하였다. 키리바시 SSUA협회는 해수 및 태양에너지를 이용하는 해수플랜트를 이용하여, 2018년부터 2020년까지 지역 사회에 식수와 채소를 공급하는 공익사업을 하고 있다. 역량강화 과정을 통해 키리바시 SSUA협회는 기술 이전을 받았고, 지역사회에 수경재배 시스템의 설치, 모종과 비료 보급, 재배관리 기술지도 및 모니터링을 실시하였다. 협회는 3년 동안 140여 가구에 수경재배 시스템(일부는 태양광발전 패널 제공)을 보급하고, 다양한 채소를 재배하여 자가 소비 또는 판매하게 하였다. 또한, 태양광발전 연계 해수담수화 시스템을 설치하여 식수를 공급하도록 하고 있다. 만족도 조사를 통해 대부분의 수혜 가구가 만족하였고, 주변 지역 및 도서로 보급확산을 희망하고 있음을 알 수 있었다. 따라서, 키리바시 SSUA협회는 공동체 이용 및 관리 체계화를 지원하는 자활사업을 추진할 계획이며, 이러한 활동은 태평양 도서국가들의 SDGs 달성을 지원하기 위한 ODA 프로그램으로 확산될 수 있을 것이다.