자동차운행현황을 이용한 전기자동차 사용전력량 및 충전설비 예측 = Forecasting Load and Electric Vehicles Charger by using Vehicles Driving Status

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

EV(Electric Vehicles) is very important that soaring oil price, limiting carbon dioxide emissions and distributed power at smart grid. And Load forecasting is very important for power system analysis and planning too. Because electricity is not possible to save. And frequency is fluctuation production and consumption's balance. This is can't using that high-quality electricity.
This paper suggests a annual load forecasting by using trend method with considering peak load. Each yearly peak load is normalized and the average value is calculated. The new hourly peak load is forecasted by using average value and annual peak load.
And then, this paper calculate simultaneous charge rate by using EV's charge pattern. As a result, home charger quantity is 52% degree from the 65% all quantity of EV. And rapid charger's efficient intallation needs 0.65% of all quantuty EV.
As a result, load factor will be better when spread EV more than non-spread EV.

국문 초록 (Abstract)

전기자동차는 유가폭등과 이산화탄소 배출량 제한 및 스마트그리드에서의 분산전원으로써의 역할 등의 이유로 매우 중요시 되고 있다. 또한 수요예측 또한 전기의 특성상 대용량의 전기는 저장을 할 수 없고 수요와 공급이 맞지 않으면 주파수가 변동하게 되어 고품질의 전기를 공급할 수 없게 된다는 이유로 매우 중요하다. 전기자동차가 사용할 전력량이 전체 전력량 중 얼마나 차지하게 될지 예상하는 것 또한 안정적인 전력사용을 위해서 매우 중요하다. 본 논문에서는 전기자동차의 충전패턴을 이용하여 동시충전률을 구하였다. 이를 이용하여 홈 충전기 대수를 예측한 결과 전체 전기자동차 대수의 52~65%정도의 충전기를 설치하면 효율적일 것이다. 홈 충전기 외에 급속충전기는 전체 자동차대수 대비 0.65%정도가 설치되면 효율적일 것이다. 그에 따라 사용되는 전력량을 구하였으며 전력수요예측을 실시하여 연단위로 전기자동차를 사용하였을 때 총 전력사용량을 구한 결과 전기자동차 보급 및 사용시 전기자동차를 사용하지 않을 때와 비교해 보았을 때 피크값이 올라가는 것에 비하여 평균부하의 값이 많이 올라가 부하율이 높아지므로 전기자동차 사용만으로도 효율적인 전력사용이 가능 할 것으로 예상하였다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 전력수요예측 2
• 1. 전력수요예측에 대한 개요 2
• 2. 장기수요예측 방법 2
• 3. 단기수요예측 방법 12
• Ⅲ. 전기자동차의 전력 사용량 예측 17
• 1. 전기자동차에 대한 개요 17
• 2. 전기자동차 수요전망 19
• 3. 전기자동차 사용으로 인한 야간 홈 충전기의 전력사용량 예측 21
• 4. 전기자동차 충전기 29
• Ⅳ. 사례연구 33
• 1. 완전방전에서 완전충전 34
• 2. 매일 4시간 충전 35
• 3. 매일 3시간 충전 36
• 4. 충전기 설치대수 예측 37
• 5. 급속충전기를 이용한 충전량 37
• 6. 전기자동차로 인한 전력사용량 예측 38
• Ⅴ. 결론 42
• 표 목 차
• 표 1 수요예측 알고리즘의 오차율 비교 12
• 표 2 5차 전력수급기본계획에 따른 수급 전망 15
• 표 3 전기자동차의 종류 및 특징 17
• 표 4 충전인프라 유형별 구분 18
• 표 5 각 나라별 전기자동차 보급계획 20
• 표 6 우리나라 연도별 전기자동차 시장 전망 21
• 표 7 차종별 전기자동차 생산물량 예측 21
• 표 8 우리나라 자동차 시간별 평균 사용량 22
• 표 9 완전방전 후 충전시 동시충전율 27
• 표 10 일일충전 3시간동안 충전시 동시충전율 27
• 표 11 일일충전 3시간동안 충전시 동시충전율 28
• 표 12 우리나라 자동차 총 대수와 성장율 28
• 표 13 전국 자동차 보급량 예측 29
• 표 14 전기자종차 충전기별 용도 및 가격 30
• 표 15 캘리포니아주 전기자동차 보급에 따른 충전인프라 필요규모 추정 31
• 표 16 년도별 주유소 수 32
• 표 17 전기자동차 사용시와 미사용시 수요예측 결과 41
• 그 림 목 차
• 그림 1 정규화된 2001년의 시간별 부하 4
• 그림 2 정규화된 2002년의 시간별 부하 4
• 그림 3 정규화된 2003년의 시간별 부하 5
• 그림 4 정규화된 2004년의 시간별 부하 5
• 그림 5 정규화된 2005년의 시간별 부하 6
• 그림 6 정규화된 2006년의 시간별 부하 6
• 그림 7 정규화된 2007년의 시간별 부하 7
• 그림 8 정규화된 2008년의 시간별 부하 7
• 그림 9 정규화된 8개년도 시간별 부하의 평균값 8
• 그림 10 최대값을 1.0으로 조정한 정규화된 시간별 부하 9
• 그림 11 실제 2009년 시간별 부하 11
• 그림 12 제안한 방법으로 수요 예측한 2009년의 시간별 부하 11
• 그림 13 일주일의 요일별 패턴 14
• 그림 14 피크값이 65,000MW일 경우 일주일의 사용전력량 15
• 그림 15 전기자동차의 주요 부품 구성 19
• 그림 16 우리나라 시간별 자동차 사용률 23
• 그림 17 우리나라 시간별 자동차 비사용률 23
• 그림 18 우리나라의 요일별 자동차 사용률 24
• 그림 19 우리나라의 요일별 자동차 비사용률 25
• 그림 20 우리나라의 월별 자동차 사용률 25
• 그림 21 우리나라의 월별 자동차 비사용률 26
• 그림 22 일주일의 전기자동차의 야간 홈충전으로 인한 사용전력량 34
• 그림 23 일주일의 전기자동차의 야간 홈충전으로 인한 사용전력량 35
• 그림 24 일주일의 전기자동차의 야간 홈충전으로 인한 사용전력량 36
• 그림 25 일주일간 전기자동차의 급속충전을 이용한 사용전력 량 38
• 그림 26 급속충전기와 홈충전기를 4시간 사용하였을 때 사용 전력량 39
• 그림 27 2020년 최대전력을 고려한 수요예측 결과 40
• 그림 28 2020년 사용전력량과 수요예측 결과와 전기자동차로 인한 사용량 40