배전계통에서 분산전원과 ULTC의 전압제어 방법

Title
배전계통에서 분산전원과 ULTC의 전압제어 방법
Authors
전재근
Keywords
배전계통에서분산전원과ultc의전압제어방법
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
산업이 발달함에 따라 현재의 전력시스템은 많은 분산전원과 전력소비자의 요구로 다양한 송․배전 전압을 갖추고 있다. 현재 많은 송․배전 점을 통하여 전력이 전송되고 있어 전압레벨이 다를 경우 변압을 위해 많은 변압기를 필요로 하게 된다. 일반적으로 배전 변압기들은 권선 비(Turn-ratio)제어를 위해 탭을 갖는데 이러한 변압기를 ULTC(Under Load Tap Changer)라고 한다. 송, 배전선로의 전압에 있어서 가장 큰 영향을 끼치는 것은 변전소의 송출전압 조정이다. 송출전압의 조정이 효과적으로 이루어지지 않으면 다른 전압조정 방법을 사용한다고 하여도 고품질의 전압을 수용가에게 제공하는 것은 불가능 하다고 할 수 있다. 송출전압을 중·경부하 시를 통하여 일정하게 유지하고, 중 부하 시의 도달 전압에 맞추어 주상변압기 탭을 사용하는 경우, 경부하 시에는 말단 측 탭이 상승하게 된다. 따라서 경부하 시에는 송출전압을 내리고, 부하의 변화에 따라 항상 고객의 전압을 규정치 이내로 유지할 수 있도록 송출전압을 조정할 필요가 있다. 이를 위해 현재 우리나라는 배전용 변전소의 송출전압 조절에 ULTC를 사용하고 있으며 LDC(Line Drop Compensation)방식을 채택하고 있다. 하지만 최근에 증가하고 있는 태양광발전이나 풍력발전과 같이 출력이 불안정한 분산전원이 많이 도입되게 되면 전압제어에 어려움을 겪을 수 있다. 이는 배전계통에서는 출력변화에 따라 전압변동이 두드러지게 나타나기 때문이다. 현재 배전계통에서는 배전용 변전소의 송출전압 조정, 주상변압기 및 무효전력 보상장치를 이용한 전압제어를 실시하고 있지만 분산전원의 증가에 대비한 전압제어운용과 협조제어 알고리즘 등의 전압제어 대책이 추가적으로 필요하다. 본 논문에서는 분산전원의 증가에 대비하여 기존의 ULTC 전압조정 방식을 모델링 하여 발생할 수 있는 문제를 살펴보고 이에 대비한 새로운 ULTC 전압조정 방식과 분산전원 스스로 선로의 무효전력 조정을 통해 전압을 제어할 수 있는 방법에 대하여 제안하였다. 배전계통 주요지점의 전압정보를 바탕으로 계산된 전압이 적절한 전압을 추종하게 하여 특정지점에서의 전압이 규정전압을 벗어나는 상황을 예방하고, 인버터기반 분산전원의 선로무효전력 제어를 통해 선로에서의 전압강하에 효율적으로 대처하는 방법에 대하여 다루었다. 전력계통시뮬레이션 소프트웨어인 PSCAD/EMTD를 이용하여 발생할 수 있는 문제점에 대하여 모의실험을 통해 제안한 전압조정 방식의 효과를 검증하였다. 분산전원의 증가로 발생할 수 있는 배전계통 피더(Feeder)간의 전압 불균형문제와 일부 노드에서 규정전압을 벗어나는 상황에 효과적으로 대응이 되고 전압곡선의 평활화에 기여함을 확인할 수 있다. 주요어 : ULTC(Under Load Tap Changer), 분산전원(DG), LDC(Line Drop Compensation), 전압제어(Voltage Control)
Description
목 차 그림 목차 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ⅲ 표 목차 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ⅴ 국문 요약 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ⅵ 영문 요약 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ⅷ 1장 서론 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․1 1.1 연구 배경 및 연구 내용 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․1 1.2 논문의 구성 및 개요 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․2 2장 배전계통의 전압제어 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․3 2.1 배전계통의 전압제어 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․3 2.2 ULTC(Under Load Tap Changer)의 전압조정 ․․․․․․․․․3 2.3 ULTC 모델․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․5 2.4 유·무효전력
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22634
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College of Engineering(공과대학) > Electrical Engineering (전기공학) > Theses(전기공학 석박사 학위논문)
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