• 전기학회논문지
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• 제66권9호
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• pp.1317-1324
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• 2017

These days, a penetration of distributed generation(DG) has increased in power system. Due to increased penetration of DG, a whole system is forced to install the maximum hosting capacity of DG. Therefore analysis between the maximum hosting capacity of DG at the target bus and the whole system is important. If we know the maximum hosting capacity, it will be able to satisfy the demand of system planner and customer. In this paper, we use a genetic algorithm to calculate the hosting capacity with optimization program using Design Analysis Kit for Optimization and Terascale Applications(DAKOTA). To consider a real system, we establish constraints and use IEEE 34 node test system. In addition, through the correlation coefficient between the target bus and the other buses, when capacity of DG at the target bus increases, we analyze which capacity of DG at the other buses will be decreased.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.657-667
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• 2023

배전계통에 연계되는 분산전원의 수가 증가함에 따라 계통 내 과전압 문제를 일으키지 않고 접속될 수 있는 한계접속용량인 photovoltaic(PV) hosting capacity(HC)를 추정하는 것이 매우 중요해졌다. 이에 본 연구에서는 접속점의 전압을 유지하는 제어를 수행하면서 향상된 hosting capacity를 추정하기 위한 방안을 제안하고 있다. 제안된 방안은 two-stage optimization framework로 구성되며 Stage 1에서 IEEE Std 1547-2018 가이드라인을 이용한 Volt-Var(VV) 및 Volt-Watt(VW) 제어 PV hosting capacity 추정을 수행한다. Stage 2에서는 VV 및 VW의 파라미터를 개선하는 절차를 거쳐 향상된 PV HC 값을 다시 도출해낸다. 제안한 방식의 성능 검증을 위해 IEEE 37-버스 시스템이 OpenDSS를 사용해 테스트되었으며 결과에서 제안된 방식의 적용을 통해 PV hosting capacity가 증가함을 확인하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권4호
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• pp.295-309
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• 2019

본 논문은 신재생을 배전계통에 추가 수용하기 위해 배전계통의 접속허용기준을 상향하여 운전하는 방안을 검토하고 실증한 결과를 분석하는 내용을 다룬다. 대한민국의 배전계통의 경우, 일반적인 공용배전선로는 최대 10 MVA까지 신재생이 접속할 수 있도록 규정하고 있으며 신재생으로 인해 발생하는 역조류에 의해 계통전압이 전기사업법에서 지정한 범위를 초과하지 않아야 한다. 그러나 배전계통에 상시 존재하는 최소부하 및 발전원의 발전 특성에 따라 신재생을 추가 접속할 수 있는 여유용량이 존재할 수 있음을 고려해야 한다. 따라서 배전계통의 접속허용용량 기준 상향 검토를 위해, 신재생이 접속허용한도인 10 MVA만큼 최대한 접속된 상황에서 모든 신재생이 배전계통운영자에 의해 감시되고 있는 배전선로를 선정하여 단계적인 추가 접속을 시행하였다. 신재생으로 인한 배전계통의 전력조류와 전압 프로파일 영향을 분석함으로써 현재의 기준을 초과하여 신재생을 접속 시킬 때 발생 가능한 계통영향 분석과 더불어 향후 고려해야할 요인을 정의한다.

• 한국정보기술학회 영문논문지
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• 제10권2호
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• pp.91-101
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• 2020

Recently, the demand for high penetration of variable renewable energy (VRE) penetration in a power system is increased. In consequence, distribution systems including microgrids confront the increased installation of VRE-based distributed generation. Despite of the high demand of VRE-based distributed generation in a distribution system, the installation of photovoltaic (PV) system in a distribution system has been restricted by various problems. In other words, the hosting capacity for high VRE penetration in a distribution system is limited. This paper analyzes the improvements of hosting capacity VRE penetration of stand-alone microgrid (SAMG) with energy storage system (ESS) by considering virtual-slack (VS) control based on power sensitivity. With the pre-defined power sensitivity, the ESS operates as virtual slack in the SAMG by controlling its bus voltage and phase angle indirectly. Therefore, the ESS enables the increase of VRE penetration in the SAMG. The proposed VS control is realized by analyzing the ESS as a virtual slack in power flow analysis based on power sensitivity. Then its validity is demonstrated with the case study on the SAMG in South Korea with practical data.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권4호
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• pp.311-321
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• 2019

정부의 재생e 3020 이행계획 및 제 8차 전력수급 기본계획과 함께 국내 분산 전원 연계 사업이 활발하게 진행되고 있다. 특히 2016년 10월 시행된 1 MW이하의 분산 전원 접속 보장 제도의 시행 이후, 배전 계통의 분산 전원 연계 신청이 급증함에 따라 송배전 설비부족으로 분산 전원 접속 지연이 일어나는 문제와, 이로 인해 국내 분산 전원의 70 %가 연계되어 있는 배전 계통의 신증설 투자비가 증가하는 문제가 이슈로 부각되고 있다. 현재 배전 계통의 분산 전원 수용력(hosting capacity) 확보 방법은 물리적인 배전 설비 추가 확충 이외에는 대안이 없는 것이 현실인데, 이러한 방식은 아래와 같은 어려움이 따른다. 첫째, 분산 전원의 대다수를 차지하는 태양광은 일조량이 풍부하고 지가가 저렴한 야외, 산악지역에 보급되므로 배전선로 경과지 확보가 점점 어려워지고 있다. 이로 인해 지중 구간이 증가하여 공사비가 증가하며, 태양광 야외 지역 위치로 공사 거리, 기간이 증가하게 된다. 둘째, 지자체의 공사 인허가 비협조 사례가 증가하여 이로 인해 공사가 지연되어 민원이 야기된다. 셋째, 배전선로 공사 자체에 1년 이상의 공사기간이 소요되므로 분산 전원을 적기에 접속시킬 수가 없으며, 넷째, 접속 신청은 지속 증가하므로 이에 따라 배전 설비 확충 비용 또한 지속 증가 할 수 밖에 없다. 이렇게 물리적 설비확충으로 발생하는 문제에 대응하여 접속 대기를 최소화하면서도 공사(투자비)를 최소화 할 수 있는 방안은 설비이용률을 극대화하는 것이며, 본 연구는 이러한 고민에서 시작되었다. 그러므로 본 논문에서는 현재 배전 계통의 분산 전원 연계 현황, 태양광 최대 출력 실적, 최소 부하, 선로 특성의 분석을 통해 배전선로의 분산 전원 상시연계용량 기준을 상향하기 위한 타당성을 검토하였으며, 배전선로의 분산 전원 상시연계용량 기준을 위한 상향(안)을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.20-28
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• 2020

최근, 정부의 재생에너지 3020 정책에 따라 태양광전원 등의 신재생에너지전원을 확대하는 보급 사업이 적극적으로 시행되고 있다. 하지만, 대용량의 태양광전원이 배전계통에 연계되는 경우, 수용가전압이 규정전압 범위를 벗어나게 되는 현상이 발생될 수 있어, 태양광전원의 수용성이 저하되어 보급이 지연될 가능성이 있다. 따라서, 본 논문에서는 대용량의 태양광전원이 배전계통에 연계될 경우, 태양광전원의 수용성을 향상시키기 위하여, 선로전압조정장치(step voltage regulator, SVR)의 LDC(line drop compensation, LDC)방식에 의한 태양광전원의 수용성 향상 평가알고리즘을 제시한다. 또한, 배전계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여, LDC방식의 SVR과 대용량의 태양광 전원 등으로 구성된 복합 배전계통의 모델링을 제시한다. 이를 바탕으로, SVR의 운용방식에 따른 태양광전원의 수용성을 비교·분석한 결과, LDC방식으로 운용하는 경우에는 태양광전원이 6.5[MW]까지 연계되어도 수용가전압이 규정전압 범위 이내로 유지되어, 본 논문에서 제안한 LDC 방식에 의한 태양광전원의 수용성 향상 평가알고리즘의 유용성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.239-249
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• 2019

최근, 정부는 신재생에너지전원을 확대하는 정책을 시행하고 있으며, 이에 따라 다수의 대용량 태양광전원이 배전계통에 활발하게 연계되고 있는 실정이다. 하지만, 이러한 태양광전원이 배전계통에 연계되는 경우, 역조류 현상에 의하여 수용가 전압이 규정전압범위를 벗어날 가능성이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 배전계통에서 태양광전원의 수용성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 선로절체에 의한 태양광전원의 수용성 향상을 위하여, 배전계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여, 3분할 3연계로 구성된 배전계통의 모델링을 제시하고, 태양광전원을 최대한 수용할 수 있는 선로절체 평가알고리즘을 제시한다. 또한, 배전선로 절체 구간 및 태양광전원 연계 용량 등의 다양한 운용 시나리오에 기반하여, 변압기 2차측 직하 수용가전압을 규정전압범위 이내로 유지하는 최대 태양광전원 용량을 산정하기 위하여 최적의 선로절체 구간을 산정한다. 제안한 배전계통의 수용성 평가알고리즘과 모델링을 바탕으로 수용가전압 특성을 분석한 결과, 대용량 태양광전원이 연계된 배전선로를 용량의 여유가 남아있는 선로와 절체하여 재구성하게 되면, 더 많은 용량의 태양광전원의 연계가 가능하여, 본 논문의 유용성을 확인하였다.

• 전기학회논문지
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• 제67권7호
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• pp.809-815
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• 2018

Distributed generations (DGs) using renewable energy resources in power systems have been widely integrated, and many of these DGs have intermittency. DGs can significantly affect the overall voltage profile of the system through the reactive power control for a voltage support. Therefore, in the planning stage of the optimal operation and dispatch of voltage regulation devices, DGs' hosting capacity with the reactive power control scheme should be considered. In this paper, we model the IEEE 34-bus test feeder, including all essential equipment. An optimization method is utilized to determine the optimal siting and operation of the voltage regulation devices in the presence of DGs with reactive power control scheme. Finally, we compare the optimal results of the each case to analyze the relationship among the hosting capacity of the DGs and voltage regulation devices operation.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.653-660
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• 2021

재생에너지 자원은 비용감소, 정부 보조금, 지속가능성 등의 목적에 연계되어 전 세계적으로 전기를 생산하는 설비의 필수적인 영역으로 급속하게 진행되고 있다. 풍력, 태양광 및 부하가 상호작용하여 발생하는 예측오차는 배전계통, 선로 혼잡도, 전압과 무효전력 안정도 여유 등 예기치 않은 심각한 충격을 발생시킬 수가 있다. 이 충격은 전력계통에서 변동성 재생에너지의 보급이 증가함에 따라 더 커질 것이다. 우리나라는 배전선로에 연결될 수 있는 재생에너지의 최대 용량은 송배전용전기설비이용규정에 의해 제한된다. 이 연구는 기존 송전설비의 중대한 설비 개조가 필요하지 않는 배전선로에 대한 연계용량 결정방안을 기술한다. 특히 선로 케이블의 연계용량 기준과 배전선로의 최소부하 계산에 관하여 제안과 검토를 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.1-12
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• 2021

MVDC 배전기술은 현재 급격하게 도입되고 있는 태양광전원의 접속지연 문제를 해결하기 위한 효과적인 대안으로 평가되고 있지만, DC 배전망용 기기들을 개발해야 하므로 DC 배전망의 구축비용은 경제적인 측면에서의 문제점을 가지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 태양광전원의 수용을 위한 MVDC 배전망의 도입 타당성을 평가하기 위하여, 태양광전원 단지를 용량에 따라 규모별로 정의하고, 이를 수용하기 위한 배전망을 건설하는 경우에 대하여 규모별로 수용성 모델을 제시한다. 이 모델은 배전망의 전원공급방식에 따라 AC 및 DC 배전망으로 구분되며, 수용할 태양광전원 단지의 용량에 따라 수백 MW급은 대규모, 수십 MW급은 중규모, 수 MW급은 소규모로 정의된다. 또한, 본 논문에서는 AC 및 DC 배전망의 건설비, 전력변환설비의 교체비, 운용비로 구성된 비용요소와 태양광전원의 발전수익에 따른 전력량 요금 및 REC 요금으로 구성된 편익요소를 고려하여 MVDC 배전망의 경제성평가 모델링을 제시한다. 이를 바탕으로 현재가치 환산법과 원금균등상환 방식을 이용하여 MVDC 배전망의 경제성을 평가한 결과, 태양광전원의 수용 규모에 따라 일정 연계거리 이후에서는 DC 배전망의 구축비용이 기존의 AC 배전망보다 경제적임을 알 수 있어, 본 논문에서 제시한 경제성평가 모델링의 유용성을 확인하였다.