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이차전지를 이용한 전기저장장치(BESS)의 경제성 평가 알고리즘
송석환(Song, Seokhwan),김병기(Kim, Byung-Ki),오승택(Oh, Seung-Teak),이계호(Lee, Kye-Ho),노대석(Rho Dae-Seok) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.6
최근 전기 사용량이 증가하면서 전력수요와 공급능력의 불균형으로 인하여 전력예비율은 점차 감소되고 있으며, 전력 공급의 신뢰성도 떨어지고 있다. 이러한 배경 하에 전기저장장치(Battery Energy Storage System)는 수요관리의 유력 한 수단 가운데 하나로써 중요성이 점차 부각되고 있다. 하지만, 이차전지를 이용한 전기저장장치는 아직 고가이므로 전력계 통에 도입하여 운용하기 위해서는 경제성 평가가 필수적이다. 따라서, 본 논문에서는 전력회사용 BESS의 경제성평가를 위하 여 BESS를 고려한 전원베스트믹스와 축사근사법을 이용하여, BESS의 도입 전 연간 운용비용과 BESS의 도입 후 연간 운용 비용을 비교하여 최적의 BESS 도입용량과 도입비용을 산정하는 알고리즘을 제안하였다. 또한, 수용가용 BESS의 경제성평 가에서는 피크세이빙 및 부하평준화 기능을 통하여 수용가의 기본전기요금과 사용량전기요금을 감소시켜 최대한의 메리트 를 추구하는 경제성평가 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘을 이용하여, 모델 전력계통과 수용가(교육기관)를 대상으 로 BESS의 경제성을 분석하여, 본 논문에서 제시한 알고리즘의 유용성을 확인하였다. Recently, with the increase in electrical consumption and the unbalanced power demand and supply, the power reserve rate is becoming smaller and the reliability of the power supply is deteriorating. Under this circumstance, a Battery Energy Storage System (BESS) is considered to be an essential countermeasure for demand side management. On the other hand, an economic evaluation is a critical issue for the introduction of a power system because the cost of BESS is quite high. Therefore, this paper presents economic evaluation method for utility use by considering the best mix method and successive approximation method, and an economic evaluation method for customer use by considering the peak shaving function based on the real time price. From a case study on a model power system and educational customer, it was confirmed that the proposed method is a practical tool for the economic analysis of BESS.
박재범(Park, Jaebeom),김병기(Kim, Byung-Ki),송석환(Song, Seokhwan),노대석(Rho Dae-Seok) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.1
현재 전기자동차와 신재생에너지전원의 출력안정화에 필수적인 2차전지가 개발되고 있고, 2차전지의 효율적 인 운용을 위하여 상태감시 기술과 수명예측 기술이 요구되고 있다. 기존의 2차전지 상태감시 방법으로는 전압과 비 중에 의한 충전상태평가 방법 등이 있으나, 이 방법은 온도에 따라 변화되는 전압과 비중의 특성을 고려할 수 없는 한계점을 가지고 있다. 즉, 2차전지의 SOC를 평가하기 위해서는 전지 케이스 내부의 전해액 온도에 따라 달라지는 비중 값을 측정해야 하지만, 대부분의 2차전지는 밀폐형으로 보급되고 있어서 전해액의 상태를 파악하기 어려운 실정 이다. 따라서 본 논문에서는 전지내부의 온도를 보정하는 열전달식을 유도함으로 정확한 SOC평가 알고리즘을 제시하 였다. 또한 2차전지의 수명 예측 방법으로는 내부저항 측정 또는 잔존 용량 측정 등의 수명 예측 방법들이 있으나, 충·방전상태와 충전 후 방치시간, 사용 환경 등 여러 가지 요인에 의해 2차전지의 수명을 정확하게 판단하기 어렵 다. 따라서 상기의 문제점을 해결하기 위해 20℃로 환산된 비중 값에 대하여 전지의 충·방전에 대한 비중누적 값을 계산함으로 충·방전 사이클을 판정하는 수명예측 알고리즘을 제시하였다. 상기에서 제시한 알고리즘을 바탕으로 시 험 장치를 제작하여 다양한 시뮬레이션을 수행한 결과, 기존의 방법에 비하여 본 논문에서 제안한 알고리즘이 정확한 연축전지의 상태감시 및 수명예측에 대한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. This paper deals with the state of charge(SOC) and life cycle evaluation algorithm for lead-acid battery, which is essential factor of the electric vehicle(EV) and the stabilization of renewable energy in the smart grid. In order to perform the effective operation of the lead-acid battery, SOC and life cycle evaluation algorithm is required. Specific gravity with the change of electrolyte temperature inside battery case should be obtained to evaluate the SOC of lead-acid battery, however it is difficult to measure the electrolyte temperature of sealed type lead-acid battery. To overcome this problem, this paper proposes the equation of thermal transmission to compensate internal temperature of the lead-acid battery. Also, it is difficult to exactly evaluate the life cycle of battery, depending on the operation conditions of lead-acid battery such as charging and discharging state, self discharging rate and environmental issue. In order to solve the problem, this paper presents the concept for gravity accumulation of charge and discharge cycle, which is the value converted at 2 0℃. By using the proposed algorithm, this paper propose the test device based on the Labview software. The simulation results show that it is a practical tool for the maintenance of lead-acid battery in the field of industry.
PSCAD/EMTDC를 이용한 태양광발전의 정상상태 운용특성 분석
손준호(Joonho Son),지성호(Seongho Ji),박오성(Ohseong Park),송석환(Seokhwan Song),이범태(Beomtae Lee),노대석(Daeseok Rho) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.11
최근 국가정책에 의해서 대규모의 태양광 및 풍력이 배전계통에 도입 운용되고 있다. 그리나 태양광발전이 배전계통에 연계 운전되면서 전압품질/고조파 문제가 발생되고 있다. 이에 본 논문에서는 태양광전원이 배전계통에 연계 운전 시 발생되는 문제를 분석하기 위해서 배전계통의 대표적인 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 모델링을 수행하였다. 그리고 시뮬레이션을 통해 배전선로 위치에 따른 전압변동을 분석하여, 태양광전원이 배전선로에 연계된 경우의 수용가의 전압특성을 제시하고자 한다.