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ESS 설치 위치에 따른 신재생에너지 수용성 비교 분석
유경상(Kyung-Sang Ryu),김호찬(Ho-Chan Kim) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
본 논문에서는 저압배전계통에서 ESS의 설치 위치에 따른 신재생에너지의 수용성을 비교 분석한다. 즉, ESS를 선로의 직하, 중간, 말단에 각각 연계하고 신재생에너지의 용량을 증가시키면서 각 bus에 측정된 전압 및 선로용량을 기록한다. 이 때 전압 및 선로용량은 저압계통의 전압 범위(220±6%)를 만족하고 각 bus에서 측정된 전력은 선로 용량 이하여만 한다. 이를 위해 신재생에너지, ESS가 연계된 저압배전계통을 상용 소프트웨어인 PSCAD/EMTDC로 구성하고 시뮬레이션을 통해 어느 지점에 ESS가 설치할 경우 신재생에너지를 가장 많이 수용할 수 있는지를 분석한다.
무선전력전송 전기충전설비용 전원공급장치의 최적운용방안에 관한 연구
유경상(Kyung-Sang Ryu),김병기(Byungki Kim),김대진(Dae-Jin Kim),장문석(Moon-Seok Jang),노대석(Daeseok Rho),고희상(Hee-Sang Ko) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.9
본 논문에서는 전기자동차 배터리의 충전 방안 중 하나로 여겨지는 무선전력전송을 이용할 경우 발생 가능한 보호협조 문제점을 분석한다. 전기충전을 위한 무선전력전송 시스템을 구축하기 위해서는 전원공급장치 개발이 필수적이나, 전원공급장치의 정확한 설치기준이 없기 때문에 운용 시 보호협조 상에 문제점이 발생 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 PSCAD/EMTDC로 무선전력전송 전기충전설비용 전원공급장치를 모델링하여 가능성 있는 사고를 모의해보고, 이를 해결할 수 있는 대안을 제시하고자 한다. 즉, 사고 발생 시, 전원공급장치의 60Hz 대역에서 정격차단용량(12.5kA) 상회 가능성과 20kHz 대역에서의 임피던스 병렬화로 인한 보호기기의 부동작 가능성을 시뮬레이션을 통해 확인하였고, 이에 대한 해결책으로 대칭좌표법을 이용한 사고해석 알고리즘과 사고전류를 저감시킬 수 있는 NGR 산정 알고리즘을 제안하였다. 이를 통해 60Hz 대역에서는 NGR(Neutral Ground Resister)을 도입하여 사고전류를 정격차단용량 이하로 저감시키고, 20kHz 대역에서는 중선선에 CT 설치 및 이에 대한 보호정정을 통해 보호기기 부동작이 방지됨을 확인하였다. This paper deals with the power supply facility providing wireless power transmission for a type of electric vehicles called the on-line electric vehicle(OLEV) and proposes optimal protection coordination methods which analyze the faultsin the 60Hz and 20kHz bands using PSCAD/EMTDC, which is the typical commercial software for the distribution system. The simulation results show that the proposed methods can reduce the fault current by introducing an NGR (Neutral Ground Resistor) in the 60Hz band and prevent the malfunctioning of the protection device by installing a CT in the neutral wire in the 20kHz band when a ground fault occurs.
Power Control of Energy Storage System in Microgrid considering the Hosting Capacity
Kyung-Sang Ryu(유경상),Chan-Soo Kim(김찬수),Yang-Hyun Nam(남양현),Dae-Jin Kim(김대진),Byungki Kim(김병기) 대한전기학회 2021 전기학회논문지 Vol.70 No.12
Microgrid(MG) pursues its economic power distribution in order to maximize its efficiency and also business expansion. To achieve it, an energy management system(EMS) is key technology. The ultimate pursuit of the MG is to minimize the use of diesel fuel by making the most of renewable energy. This paper proposes a power control algorithm of energy storage system(ESS) in stand-alone MG that considers the hosting capacity as an index to minimize the size of diesel generator(DG) capacity. For this, the ESS is installed at the end of the line of the MG and uses a bi-directional power flow between the DG and the ESS to increase the hosting capacity of the load and renewable energy. In addition, by using ESS, customers and renewable energy exceeding the capacity of DG are stably introduced without adding facilities to the grid. The simulation results using Matlab/Simulk show the effectiveness of the proposed algorithm.
유경상(Kyung-Sang Ryu),김병기(Byungki Kim),김대진(Dae-Jin Kim),장문석(Moon-seok Jang),고희상(Hee-sang Ko),김호찬(Ho-Chan Kim) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.10
본 논문에서는 전기자동차용 배터리의 충방전 상태를 정확하게 추정하고 안정적으로 평가하기 위하여, 비선형성을 가지는 배터리의 출력특성을 단계마다 선형화시켜 상태를 평가하고, 실시간 구현 및 모델의 오차보정과 노이즈에 강인한 특성을 가지고 있는 확장칼만필터 알고리즘을 이용한 SOC 추정 방법을 제안한다. 확장칼만필터를 적용하기 위해 배터리를 1차 Thevenin 모델로 나타내고, SOC 추정을 위한 배터리 성능평가 시뮬레이터를 구현하여, 실험을 통해 확장칼만필터에 적용될 파라미터를 도출한다. 본 논문에 적용된 SOC 상태추정 전략에서는 기존 선행 연구들과 다르게 배터리에 명시되어 있는 정격용량을 최대 충전가능용량으로 대체함으로써, 배터리의 노화에 상관없이 언제나 0%~100%의 SOC를 가질 수 있도록 변경된 수법을 제안한다. 이를 통해, 고정밀 CT를 사용한 Ah counting에 의한 SOC 추정을 기준으로 하여 본 논문에서는 배터리의 비선형 구간에서도 오차를 줄일 수 있는 확장칼만필터 방법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 배터리 전 SOC 영역에서 추정오차를 5% 미만으로 줄일 수 있음을 확인한다. This paper reports a SOC(State-of-Charge) estimation method using the extended Kalman filter(EKF) algorithm, which can allow real-time implementation and reduce the error of the model and be robust against noise, to accurately estimate and evaluate the charging/discharging state of the EV(Electric Vehicle) battery. The battery was modeled as the first order Thevenin model for the EKF algorithm and the parameters werederived through experiments. This paper proposes the changed method, which can have the SOC to 0% ~ 100% regardless of the aging of the battery by replacing the rated capacity specified in the battery with the maximum chargeable capacity. In addition, This paper proposes the EKF algorithm to estimate the non-linearity interval of the battery and simulation result based on Ah-counting shows that the proposed algorithm reduces the estimation error to less than 5% in all intervals of the SOC.