태양광발전설비 연계장치 설치 및 제어를 통한 배전선로 전압조정 방법에 대한 연구 = study on voltage regulation measures of distribution lines by implementation of a interconnection device for photovoltaic system

국문 초록 (Abstract)

이 논문은 태양광발전설비 연계장치를 이용한 태양광(PV) 시스템 출력 제어를 통해
배전선로의 전압 조절 방법을 설명한다. 제안된 접근 방식은 배전선로의 분산발전 연계
한계를 3㎿에서 14㎿로 증가시키고 연결 후 제어 조치를 제공한다. 배전시스템에 연결된
분산발전 인버터의 특성은 3세대에 걸쳐 개발이 진행되어 왔다. 1세대 인버터는 출력제어
능력이 부족하여 상용운전 중 전압을 조절할수 없다. 배전선로의 분산발전으로 인한
악영향을 해결하기 위해 본 연구는 연결장치를 통해 배전선로로 유입되는 태양광발전의
출력전류를 제어하고 전류를 조정하는데 중점을 두고 있다.
본 논문에서는 연결장치 제어를 통해 효과적인 전력제어를 구현하고 시뮬레이션을 통해
그 타당성을 검증하였다. 결과는 배전선로의 전압조정과 분산발전 시스템의 연결 용량
증가에 대한 이 방법의 타당성을 확인하였다

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 목적 및 필요성 1
• 2. 연구의 방법 및 구성 3
• Ⅱ. 배전계통 연계 태양광설비의 운전 현황 5
• 1. 분산전원이 연계된 배전계통 모델 5
• 1) 배전계통 구성도 5
• 2) 배전선로 특성 6
• 3) 분산전원이 연계된 배전계통에서 분산전원 역율에 따른 전압변동 7
• (1) 동상시 전압변동 7
• (2) 지상시 전압변동 7
• (3) 진상시 전압변동 8
• 2. 배전선로 분산형전원 연계기준 9
• 1) 연계용량 변천 9
• 2) 연계기술기준 10
• 3. 태양광 발전설비의 운전 특성 12
• 1) 분산전원이 전기품질에 미치는 영향 12
• 2) 1세대 인버터 출력 특성 12
• 3) 2세대 인버터 출력 특성 13
• 4) MPPT제어와 전압상승 상호관계 14
• 4. 전압조정을 위한 유효전력 제어의 필요성 16
• Ⅲ. 제안된 연계장치를 이용한 배전선로 전압조정 17
• 1. 배전계통 전압유지 기준 17
• 2. 배전계통 전압유지 필요성 17
• 3. 계통연계장치 19
• 1) 계통연계장치 회로 19
• 2) 싸이리스터 20
• 3) 저항 20
• 4) 전원(전류원) 21
• 4. 계통연계장치 설치구간에 따른 특징 21
• 1) 계량기 기준 부하측 설치 21
• 2) 계량기 기준 전원측 설치 21
• 5. 점호각에 따른 출력제어 원리 및 출력량 변동 22
• Ⅳ. 실제 배전계통 운영 상황별 전압조정 효과분석 25
• 1. 배전선로 운영상황 25
• 1) 평상시 25
• 2) 고장작업시 25
• 2. 태양광 인버터 100% 1세대일 경우 26
• 1) 발전전류 26
• 2) 구간점호각별 전압분석 26
• 3) 전구간 정상전압 운영시 구간별 전압과 전류 27
• (1) 조건 27
• (2) 조건에 따른 점호각과 분산전원 용량의 한계 27
• 3. 태양광 인버터 40% 1세대 인버터, 60% 2세대 인버터 28
• 1) 발전전류 28
• 2) 구간점호각별 전압분석 28
• 3) 전구간 정상전압 운영시 구간별 전압과 전류 28
• (1) 조건 28
• (2) 조건에 따른 점호각과 분산전원 용량의 한계 29
• 4. 시사점 29
• Ⅴ. 결론 30