마이크로그리드에 적용 가능한 보호협조 알고리즘

국문 초록 (Abstract)

현재 고유가와 환경문제 등으로 인하여 신재생에너지 설치가 증가하고 있는 상황은 마이크로그리드를 보급할 수 있는 배경이 되고 있다. 여기서 마이크로그리드란 다수의 소규모 분산전원과 부하의 집합체로서 기존의 전력망과 연계 혹은 분리 운전될 수 있는 소규모 전력망을 말한다. 전 세계적으로 마이크로그리드와 관련해서 수급균형, 전기품질 그리고 보호협조 등과 같은 문제에 대한 연구가 진행 중이다. 이 중 마이크로그리드 보호협조의 경우, 기존의 배전계통과는 달리 여러 종류의 분산전원이 설치되어 운전하고 있기 때문에 전력이 양방향으로 흐르게 된다. 이와 같은 현상으로 인해 기존의 배전계통의 보호협조 방법을 적용하는데 한계가 있다.
본 논문에서는 기존의 배전계통의 보호협조의 문제점 분석하고 EU 마이크로그리드에서 제안하고 있는 보호협조의 문제점을 분석했다. 그래서 보호기기의 성능 및 경제성을 고려한 마이크로그리드가 설치된 계통에서 사고가 발생했을 경우 사고를 빠른 시간에 제거하고, 마이크로그리드는 독립운전으로 전환되어 운전을 하고 계통연계기준에 부합하면 계통과 재연계를 할 수 있는 보호협조 알고리즘을 제시하였다.
제안한 보호협조 알고리즘을 구현하기 위해서는 마이크로그리드 내의 보호기기는 방향성을 판별할 수 있는 기능을 보유하고 있고 EMS와 보호기기 사이에 통신이 가능하다는 것을 전제로 하고 있다. 그리고 보호기기에 방향성을 판별하기 위해서 전압, 전류의 시퀀스 요소를 이용한 방향판별 계전 방식을 적용하였다. 또한 제안한 보호협조 알고리즘을 PSCAD/EMTDC를 통하여 모델링했고, 사고의 종류는 1선지락사고와 선간단락사고를 선정해서 11가지 시나리오에 맞추어서 시뮬레이션을 실시하였다. 또한 본 논문에서 제안한 보호협조 알고리즘은 현재 전력연구원에서 실증하고 있는 마이크로그리드 실증사이트에 적용하고자 한다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1.1 연구의 목적 및 내용 1
• 1.2 중요 용어 해설 2
• 1.3 논문의 구성 및 개요 5
• 제2장 마이크로그리드 구성 6
• 2.1 마이크로그리드의 Zone A, Zone B의 구성요소 6
• 2.2 제어 가능한 분산전원 제어 7
• 제3장 마이크로그리드 보호협조 알고리즘 8
• 3.1 EU 컨소시엄이 제안한 마이크로그리드 보호협조 8
• 3.2 보호협조 알고리즘 제안 13
• 제4장 시뮬레이션 결과 및 분석 19
• 4.1 보호협조 알고리즘 시뮬레이션 시나리오 19
• 4.2 보호협조 알고리즘 구현 21
• 4.3 Zone B의 보호협조 알고리즘 시뮬레이션 결과 24
• 4.4 Zone A, Zone B의 보호협조 알고리즘 시뮬레이션 결과 28
• 제5장 결론 43
• 참고 문헌 44