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수요관리용 ESS가 설치된 고압 수용기의 보호협조기기 운용알고리즘에 관한 연구
최성문(Sung-Moon Choi),신건(Jian-Shen),정민철(Min-Chul Jung),조성덕(Sung-Duck Cho),김미영(Mi-Young Kim),노대석(Dae-Seok Rho) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
수요관리용 ESS가 설치된 특 고압 수용가는 전력회사 측 리클로저와 보호협조를 통해 사고구간을 분리하기 위하여 ASS를 수용가 수전 인입점에 의무적으로 설치하여 운용하고 있다. 그러나 절연파괴로 인해 ESS의 직류 측에서 단락사고가 발생하는 경우, 수배전용 변압기의 임피던스에 의해 사고전류가 감소하여, 전력용 퓨즈 보다 ASS가 먼저 동작할 가능성이 있다. 따라서, 본 논문에서는 낮은 사고전류에도 퓨즈가 동작할 수 있도록 도식적 수법에 의한 보호협조 운용알고리즘을 제시하며, 이를 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 제안한 도식적 수법에 의해 적정한 퓨즈를 선정하면, 전력용 퓨즈가 먼저 동작하여 사고구간을 신속하게 분리할 수 있음을 알 수 있다.
Sharing용 ESS의 CMV 발생 메커니즘 및 모델링에 관한 연구
조성덕(Sung-Duck Cho),신건(Jian Shen),최성문(Sung-Moon Choi),한병길(Byeong-Gill Han),노대석(Dae-Seok Rho) 한국산학기술학회 2023 한국산학기술학회논문지 Vol.24 No.4
최근, 전기자동차의 폐배터리를 재활용한 Sharing용 ESS 서비스 실증사업이 활발하게 진행되고 있는데, 이러한 Sharing용 ESS는 빈번하게 이동하여 수용가 계통에 연계되므로 CMV를 포함한 전기적 위해요인의 안전성에 대한 대응 방안이 요구되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 Sharing용 ESS를 대상으로 다양한 요소에 의한 CMV 발생 메커니즘을 제시하고, 이를 바탕으로, 배전계통 상용해석 프로그램을 이용하여 Sharing용 ESS의 CMV 모델링을 수행하고, 각 CMV 발생메커니즘에 따른 특성을 평가한다. 상기에서 제시한 메커니즘과 모델링을 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, Sharing용 ESS의 PCS에 설치된 IGBT와 방열판 사이의 기생커패시턴스가 증가할수록 IGBT 스위칭에 의한 CMV의 크기가 증가하고, 배터리측의 보호기기가 동작하면 매우 큰 CMV가 서지 형태로 발생하여 ESS 구성품의 절연을 파괴할 가능성이 있으며, 연계용 변압기 2차측의 결선방식이 Y결선일 경우, CMV의 크기가 전기설비기준의 절연레벨을 초과하여 배터리측의 절연레벨에 악영향을 미칠 수 있음을 알 수 있다. 또한, 연계용 변압기의 결선방식에 대하여 외함접지를 고려할 경우, 외함접지를 고려하지 않은 경우보다 CMV가 약 16배 정도 더 크게 발생함을 알 수 있고, 높은 뇌서지에 장기간 노출될 경우, 배터리측의 절연성능에 악영향을 줄 가능성이 있음을 알 수 있다. Recently, a demonstration project of a shared ESS service using re-used EV(electric vehicle) batteries has been actively promoted. Countermeasures for safety hazards including CMV are required since a shared ESS frequently interconnects with a customer system. Therefore, this paper presents mechanisms of CMV due to diverse factors in a shared ESS. Based on the proposed mechanisms, we performed modeling of CMV in a shared ESS and evaluated the characteristics of CMV. From the simulation result based on the proposed mechanisms and modeling, it was confirmed that the CMV due to IGBT switching increases along with the magnitude of stray capacitance between an IGBT and heatsink in PCS. CMV may also breakdown the insulation of ESS components when protection devices on the battery side are operated. When the wiring method of the secondary side of a grid-connected transformer is a Y connection, the CMV may negatively influence the insulation level of the battery. Furthermore, it was confirmed that the CMV with consideration of enclosure grounding was 16 times more than that without the consideration, and the insulation on the battery side may be negatively influenced when the battery is exposed to the CMV caused by a lightning surge for a long time.
ESS용 연계변압기의 외함접지에 의한 CMV 발생 메커니즘에 관한 연구
조성덕(Sung-Duck Cho),최성문(Seong-Moon Choi),황소연(So-Yeon Hwang),전진택(Jin-Taek Jeon),노대석(Dae-Seok Rho) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
최근, 전력사용량 요금 절감 및 전력계통의 수요 안정화용으로, 전기자동차의 폐배터리를 재활용한 Sharing용 ESS 서비스 실증사업이 활발히 진행되고 있다. 하지만, ESS에서 빈번하게 발생하는 화재사고에 대한 주요 원인 중 하나로 CMV(CMV: common mode voltage)가 지목됨에 따라, 연계변압기의 외함접지에 의해 발생하는 CMV가 Sharing용 ESS의 배터리 측 절연성능에 미칠 수 있는 영향에 대한 정확한 분석이 요구되고 있다. 다라서, 본 논문에서는 Sharing용 ESS 연계변압기의 결선방식 및 외함접지에 따른 CMV 발생 메커니즘을 제시하고, 배전계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/ EMTDC를 이용하여 Sharing용 ESS의 CMV 모델링을 수행한다. 또한, 이를 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 연계변압기의 외함접지에 따라 CMV가 발생하여, Sharing용 ESS의 배터리 측 절연성능에 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다.
부표식 자동유량제어시스템을 이용한 우수토실 내 유량 및 수질의 상관관계 분석
정병길 ( Byung-gil Jung ),윤태경 ( Tae-kyung Yoon ),최영익 ( Young-ik Choi ),장성호 ( Seong-ho Jang ),조용진 ( Yong-jin Cho ),서정범 ( Jung-bum Seo ),최성문 ( Sung-moon Choi ),김남경 ( Nam-kyoung Kim ),조영재 ( Young-jae Cho ) 한국환경기술학회 2017 한국환경기술학회지 Vol.18 No.3
본 연구는 부표식 자동유량제어시스템 구축을 통해 청천시 및 강우시 우수토실 내 유량 및 수질(전기전도도, 탁도, 총용존성고형물 등)의 실시간 모니터링하고, 이를 상관관계 분석을 통해 우수토실의 효율적 관리방안을 모색하는데 그 목적이 있다. 강우시(2016년 5월 24일) 측정시간에 따른 유량, 탁도 및 전기전도도 변화를 측정한 결과 오후 1시 36분경에 유량은 최대 26.8 m<sup>3</sup>/hr으로 측정되었으며, 이때의 전기전도도 및 탁도는 각각 174.6 ㎲/cm 및 69.7 NTU로 나타났다. 강우시 전기전도도 및 탁도 희석율에 대한 유량과의 상관관계 분석결과 결정계수(R<sup>2</sup>)는 각각 0.3680 및 0.4270으로 비교적 낮은 상관성을 나타내었다. 그러나, 현장에서 고비용과 유지관리가 어려운 탁도계를 이용하기 보다는 전기전도도 또는 TDS를 선택적으로 활용하는 것이 우수토실 내 자동유량 제어시스템의 효율적인 운전 및 관리가 가능할 것으로 판단된다. The purpose of this research are to analyze the real-time monitoring data the flow rate and water quality(conductivity, turbidity, total dissolved solids(TDS), etc.) on the dry and rainy weather by using a buoy type automatic flow control system and to evaluate an effective management through the analysis of correlations between them in the discharge chamber. The flow rate on the rainy weather(May 24, 2016) was measured the maximum 26.8 m<sup>3</sup>/hr at 1:36 pm, the conductivity and turbidity concentrations at this time were 174.6 μS/cm and 69.7 NTU, respectively. As a results of the correlation between the flow rate and the conductivity and turbidity dilution ratio on the rainy weather, the correlation coefficients(R<sup>2</sup>) were 0.3680 and 0.4270, respectively. However, the conductivity meter or TDS meter could be considered to enable efficient operation and management of an buoy type automatic flow control system because the turbidimeter is expensive and difficult to maintain in the field application.