• 제목/요약/키워드: Microgrid System

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마이크로그리드 환경에서 부하차단을 위한 다중 에이전트 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Multi-Agent System for Load Shedding in Microgrid)

  • 임유진;김학만
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제1권3호
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    • pp.125-132
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    • 2012
  • 마이크로그리드(microgrid)의 독립적 운용방식(islanded operation mode)에서는 전력 공급량과 전력 수요량 사이의 균형을 맞추기 위하여 부하차단(load shedding) 기법이 사용된다. 기존의 부하차단 기법들은 부하의 요구량이 연속적인 값의 범위를 갖는다고 가정하였다. 그러나 일부 부하는 이산적인 정수 값을 사용하여 자신의 요구량을 나타낸다. 따라서 본 논문에서는 독립형 운용방식 환경에서 부하 요구량의 이산적인 특성을 고려한 부하차단 기법을 다중 에이전트 시스템을 이용하여 설계한다. 또한 시스템 구조, 에이전트 기능, 그리고 에이전트 간 통신 프로토콜을 추가로 정의 및 확장함으로써 시스템을 구현하였으며, 구현된 시스템을 기반으로 다양한 시나리오 환경에서의 실험을 통하여 그 성능을 증명하였다.

BESS 기반 마이크로그리드 운영전략 (Operational Strategy for a BESS-based Microgrid)

  • 이하림;전영환
    • 전기학회논문지
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    • 제64권12호
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    • pp.1666-1672
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    • 2015
  • Small islands are quite adequate places where microgrid system with renewable sources can replace diesel engines as operation costs of diesel engine in most small islands are very high. To get the large amount of renewable energy, the microgrid system has very large capacity of renewable sources. The system with large capacity of renewable sources can meet the case when supplied energy is greater than the load and the fluctuation of source output is very large. The battery energy storage system can be a solution to stabilize the system with large capacity of renewable sources. In this case, BESS can be utilized as a master source for the synchronous operation of all sources including diesel engine, wind turbine and PV. The diesel generators can be used as a backup in case the BESS SOC goes below a certain level. In this paper, we suggest a novel unit commitment of diesel generators and operation schedule of pump for water supply service with the information of wind forecast, PV forecast, and load forecast. The proposed methods has been implemented and tested at the test bed in Gasa-Island.

Operation Planning of Reserve in Microgrid Considering Market Participation and Energy Storage System

  • Lee, Si Young;Jin, Young Gyu;Kim, Sun Kyo;Yoon, Yong Tae
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제9권3호
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    • pp.1089-1095
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    • 2014
  • Innumerable microgrids would be operated independently by individual operators in a future smart grid. This kind of decentralized power system requires entirely different operation scheme in the actual power system and electricity market operation. Especially, frequency regulation is very important for successive energy trade in this multi-microgrid circumstance. This paper presents an optimal energy and reserve market participation strategy and operation strategy of energy storage system (ESS) by a microgrid operator (MGO). For definite evaluation of the proposed strategy, we postulate that the MGO should participate in the Power Exchange for Frequency Control (PXFC) market, which was devised by Maria Ilic and her coworkers and is suitable to the decentralized operation circumstances. In particular, optimal reserve capacity of the frequency control market and optimal market participation ratio of ESS between frequency control market and energy market are derived theoretically and evaluated by simulations utilizing Nordic Pool Elspot price data.

전력망 연계형 마이크로그리드 최적운영을 위한 분산에너지자원 에너지관리시스템 (DER Energy Management System for Optimal Management of Grid-Connected Microgrids)

  • 최종우;신영미;이일우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제42권4호
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    • pp.932-938
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    • 2017
  • 본 논문에서는 전력망 연계형 마이크로그리드의 분산에너지자원을 위한 에너지관리시스템의 구조에 대해 서술한다. 전력망 연계형 마이크로그리드의 분산에너지자원 에너지관리시스템은 분산에너지자원들의 상태나 시간대별 차등요금제와 같은 마이크로그리드 내외의 각종 정보들을 다양한 프로토콜들을 통해 수집한다. 에너지관리시스템은 수집한 정보들을 바탕으로 예측과 최적화 계산을 수행하고, 전기요금 절감이라는 마이크로그리드 최적운영 목표를 달성할 수 있도록 분산에너지자원들의 운전 스케줄을 도출한다. 최적운영 달성을 위하여 에너지관리시스템은 내부적으로 효과적 스케줄 도출을 위한 알고리즘을 포함하고 있어야하며, 도출한 스케줄을 외부의 분산에너지자원에 전달할 수 있는 프로토콜을 갖추어야 한다. 예측 과정에서 발생하는 실제와의 오차를 줄이기 위하여 에너지관리시스템은 rolling horizon controller로 작동한다. 도출된 운전 스케줄은 국제표준프로토콜을 통하여 실시간으로 분산에너지자원에 전달되어 마이크로그리드 최적운영을 가능하도록 한다.

그린에너지 자립섬을 위한 계통 독립형 마이크로그리드 모니터링 시스템 설계 및 구현 (Design and Implementation of Stand-alone Microgrid Monitoring System for Green Energy Independence Island)

  • 송화정;박경욱;김응곤
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.527-532
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    • 2015
  • 국내 섬지역의 전력 수급은 계통 연계가 어려워 일반적으로 디젤 발전기에 의존하고 있어 관리 비용이 매우 높다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 계통 독립형 마이크로그리드 기술에 대한 연구 및 실증이 활발히 진행 중이다. 본 논문은 에너지 자립섬을 위한 계통 독립형 마이크로그리드 통합 모니터링 시스템을 제안한다. 먼저 태양광, 풍력, 디젤 발전설비, 송 배전망의 상태 및 부하, 그리고 에너지 저장 시스템의 모니터링을 위한 소프트웨어 시스템 아키텍처를 설계한 후 관리자가 쉽게 파악할 수 있는 모니터링 소프트웨어를 구현한다. 구현된 모니터링 소프트웨어는 발전설비의 상태 및 오류를 실시간으로 시각화함으로써 관리자의 신속한 의사 결정이 가능하다.

Improved Decoupled Control and Islanding Detection of Inverter-Based Distribution in Multibus Microgrid Systems

  • Pinto, Smitha Joyce;Panda, Gayadhar
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권4호
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    • pp.1526-1540
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    • 2016
  • This work mainly discusses an accurate and fast islanding detection based on fractional wavelet packet transform (FRWPT)for multibus microgrid systems. The proposed protection scheme uses combined desirable features retrieved from discrete fractional Fourier transform (FRFT) and wavelet packet transform (WPT) techniques, which provides precise time-frequency information on minute perturbation signals introduced in the system. Moreover, this study focuses on the design of decoupling control with a distributed controller based on state feedback for the efficient operation of microgrid systems that are transitioning from the grid-connected mode to the islanded mode. An IEEE 9-bus test system with inverter based distributed generation (DG) units is considered for islanding assessment and smooth operation. Finally, tracking errors are greatly reduced with stability improvement based on the proposed controller. FRWPT based islanding detection is demonstrated via a time domain simulation of the system. Simulated results show an improvement in system stability with the application of the proposed controller and accurate islanding detection based on the FRWPT technique in comparison with the results obtained by applying the wavelet transform (WT) and WPT.

풍력-디젤-BESS 독립형 마이크로그리드 모델링 및 운전제어 알고리즘에 관한 연구 (Modeling & Operating Algorithm of Islanding Microgrid with Wind Turbine, Diesel Generator and BESS)

  • 김재언
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.5893-5898
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    • 2014
  • 본 논문은 연료비를 최소화 할 수 있는 2차전지 전력저장장치(BESS: Battery Energy Storage System)와 풍력-디젤 복합발전시스템으로 구성되는 독립형 마이크로그리드을 모델링하는 방법과 그 운전제어 알고리즘을 제안하였다. 먼저, 부하변동 및 풍속변동에 따른 주파수와 전압을 일정하게 제어할 수 있는 양방향 DC/AC 컨버터의 BESS를 모델링하고, 디젤발전기는 공급전력의 부족 및 BESS의 충전시에만 가동하도록 하는 운전제어알고리즘을 제안한다. 그리고, 제안된 모델링 방법과 운전제어알고리즘을 독립형 마이크로그리드에 적용한 결과, 풍속 및 부하변화에 대하여 주파수와 전압변동이 적정범위내로 유지할 수 있음을 증명할 수 있었다.

디젤발전기의 출력비에 따른 효율을 고려한 마이크로그리드에서의 BESS와 디젤발전기의 최적 운영 기법에 관한 연구 (A Study on Methodology of Optimal Operation of BESS and Diesel Generators in a Microgrid Considering Efficiency Characteristics According to the Power Ratios of Diesel Generators)

  • 이병하
    • 전기학회논문지
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    • 제65권4호
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    • pp.539-546
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    • 2016
  • With the growing interest of microgrid systems all over the world, many studies on microgrid operation are being carried out. The battery energy storage system(BESS) and the diesel generator are key equipments in the microgrid. In this paper, we analyze the characteristics of fuel consumption according to the power ratio of the diesel generator. Then, the formula to represent the unit cost of generation according to the power ratio of the diesel generator is derived. A new modeling of battery operation is presented considering the lifetime reduction according to increasing the cycles of charge/discharge operation of the battery. The methodology of determining the optimal operation of the battery and the diesel generator is presented by the use of the formula of fuel consumption of the diesel generator and the new modeling of battery operation. It is shown that this optimization methodology can be applied effectively for economical operation of the BESS and the diesel generator of a microgrid by case studies.

신재생에너지와 부하의 불확실성을 고려한 마이크로그리드의 단순화된 강인최적운영 기법에 관한 연구 (A Study on Simplified Robust Optimal Operation of Microgrids Considering the Uncertainty of Renewable Generation and Loads)

  • 이병하
    • 전기학회논문지
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    • 제66권3호
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    • pp.513-521
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    • 2017
  • Robust optimal operation of a microgrid is required since the increase of the penetration level of renewable generators in the microgrid raises uncertainty due to their intermittent power output. In this paper, an application of probabilistic optimization method to economical operation of a microgrid is studied. To simplify the treatment of the uncertainties of renewable generations and load, the new 'band of virtual equivalent load variation' is introduced considering their uncertainties. A simplified robust optimization methodology to generate the scenarios within the band of virtual equivalent load variation and to obtain the optimal solution for the worst scenario is presented based on Monte Carlo method. The microgrid to be studied here is composed of distributed generation system(DGs), battery systems and loads. The distributed generation systems include combined heat and power(CHP) and small generators such as diesel generators and the renewable energy generators such as photovoltaic(PV) systems and wind power systems. The modeling of the objective function for considering interruption cost by the penalty function is presented. Through the case study for a microgrid with uncertainties, the validity of proposed robust optimization methodology is evaluated.

컨버터와 DC 마이크로그리드 사고 상황의 상호작용을 검증하기 위한 실시간 전력 시뮬레이션 테스트 베드 (Power Hardware-in-the-Loop (PHIL) Simulation Testbed for Testing Electrical Interactions Between Power Converter and Fault Conditions of DC Microgrid)

  • 허경욱;정지훈
    • 전력전자학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.150-157
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    • 2021
  • Nowadays, a DC microgrid that can link various distributed power sources is gaining much attention. Accordingly, research on fault situations, such as line-to-line and line-to-ground faults of the DC microgrid, has been conducted to improve grid reliability. However, the blackout of an AC system and the oscillation of a DC bus voltage have not been reported or have not been sufficiently verified by previous research. In this study, a 20 kW DC microgrid testbed using a power HIL simulation technique is proposed. This testbed can simulate various fault conditions without any additional grid facilities and dangerous experiments. It includes the blackout of the DC microgrid caused by the AC utility grid's blackout, a drastic load increment, and the DC bus voltage oscillation caused by the LCL filter of the voltage source converter. The effectiveness of the proposed testbed is verified by using Opal-RT's OP5707 real-time simulator with a 3 kW prototype three-port dual-active-bridge converter.