(The) PSCAD/EMTDC Modelling of JeJu AC Power Systems = 제주도 교류전력계통에 대한 PSCAD/EMTDC 모델

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

JeJu Island has a total area of about 1,800 kilometers and a population of nearly 540,000. It is located off the coast of the Korean Peninsula and has mild weather and clean environmental conditions. Many tourists from the mainland of Korea and other countries visit the island every year, leading to ever-increasing electricity consumption. It is very important to master JeJu ’s AC power system general conditions.
Though the PSS/E modeling of the JeJu AC power system has already existed, as a result of HVDC and the Jeju electrical power system's connection, as well as the present people widely pay attention to the new energy electricity generation which and will be operational (wind power generation) with electrical network's connection (wind power generation), causes Jeju to need to design and to establish a complete electrical power system model.
So in this paper, the PSCAD/EMTDC modeling of JeJu AC power system will be discussed. And the modelling of the synchronous generator, exciter, governor will also be defined in the JeJu power system by using the PSCAD/EMTDC. At the same time the fault analysis and the power flow analysis in JeJu AC power system are presented to demonstrate the JeJu AC power system can generally simulate the real JeJu power system function. Through the simulation using PSCAD/EMTDC we can gained the same results compared with the results accomplished by the PSS/E, so the validity of the modelling for the JeJu power system by using PSCAD/EMTDC is confirmed. And also by using the real data of the wind power in the simulation(the future work), the modelling of the JeJu power system will take a more important action on the JeJu wind power generation in the further.

국문 초록 (Abstract)

제주도는 면적이 1800킬로미터이고 민구는 54만 명을 기지고 있는 섬이다. 제주도는 한국의 남해안에 위치하고 있으며, 온화한 기후와 청정한 환경자원을 지니고 있다. 수많은 국내인과 세계각지의 관광객들이 찾아오고 있으며, 이는 전력소비양도 많이 증가시키고 있다. 따라서 교류전력계통의 현실상황을 파악하는 것이 아주 중요한 문제가 되고 있다.
제주도의 전력계통에는 PSS/E 모델이 이미 존재하지만, HVDC 계통이 제주도의 전력계통의 연결과 사용, 그리고 미래에 사용가능한 신재생에너지(풍력발전)의 관심으로 인한 ㅈㅔ주도 자체의 새로운 전력계통 모델이 필요하게 된다.
이 논문에서는 이러한 문제들을 위하여 제주도 교류전력계통을 HVDC 모델로 설계하고 검토 하였다. 동시에 발전기, 여자기, 조속기 등 모델도 PSCAD 소프트웨어를 통하여 정의하고 설계할 것이다. 또한 설계한 시스템이 제주도 전력계통에 적합한지를 증명하기 위해 우리는 조류계산과 고장분석을 통하여 평가 할 것이다. 분석 계산 및 PSS/E모델 운행결과의 비교분석을 통하여 시스템의 실행 가능성 및 가치를 증명하였다. 미래에 풍력발전의 실제수치와 설계한 시스템에 연결할 것이며, PSCAD 모델이 제주도 전력계통에서 중요한 작용을 할 것이라 믿는다.

목차 (Table of Contents)

• Abstract = 1
• 1. Introduction = 4
• 2. The Background of JeJu AC Power System = 6
• 2.1. General Situation of JeJu AC Power System = 6
• 2.2. HVDC technology = 7
• 2.3. Software Support = 9
• 2.3.1. PSS/E = 9
• 2.3.2. PSCAD/EMTDC = 10
• 2.4. The Necessity of the PSCAD/EMTDC Modeling = 12
• 3. JeJu AC Power System Modeling by using PSCAD/EMTDC = 13
• 3.1. The step to build PSCAD/EMTDC Modeling = 13
• 3.1.1. Flow Chart = 13
• 3.1.2. Useful Data = 14
• 3.1.3. PSS/E data used for the PSCAD Modeling = 15
• 3.2. User Defined Module = 17
• 3.2.1. Generator Modeling = 17
• 3.2.2. Exciter Modeling = 18
• 3.2.3. Governor Modeling = 20
• 3.3. JeJu AC Power System Modeling by using PSCAD/EMTDC = 22
• 3.3.1. JeJu T/P #2 Generator Modeling = 22
• 3.3.2. JeJu AC Power System Modeling = 24
• 3.3.3. HVDC Modeling = 26
• 3.3.4. Power system Source Equivalence Modeling = 28
• 4. Simulation Results = 29
• 4.1. Power flow and output = 29
• 4.1.1. Power transient analysis = 29
• 4.1.2. Power flow analysis = 31
• 4.2. Fault analysis = 32
• 4.2.1. 130 bus fault and power flow = 34
• 4.2.2. HVDC power flow with 3 phase fault = 32
• 4.2.3. The other bus output with 3 phase fault = 40
• 4.3. Power flow analysis results compared with PSS/E = 42
• 5. Conclusion = 43
• References = 44
• Abstract in Korean = 48