TCIM 기법을 이용한 전기철도 급전시스템 해석 및 유․무효 전력보상장치의 최적 운영 방안에 관한 연구 = A study on the Analysis of Electric Railway Power Supply System Using TCIM Technique and Optimal Operation Method of Active and Reactive Power Compensation Device

국문 초록 (Abstract)

고속철도 건설에 따른 고속노선과 건설 후 수십 년 이상 경과한 기존선로가 병존하여 열차가 운행됨에 따라 속도 저하 및 경부․호남고속철도 열차 운행확대에 따른 선로용량 확충이 필요하다.
또한 전기를 공급하는 철도 급전시스템은 일반적으로 길이가 길고 변전소간 연장급전 운용할 때 부하의 증대에 따라 전압강하가 크며 역률 저하 등이 발생됨에 따라 이를 고려한 전력품질의 안정화 대책 수립이 필요하다.
본 논문에서는 전기철도 시스템 운용효율 향상을 위한 전기설비의 최적 시나리오 도출 및 운용기법 분석하여 성능을 검증하고자 총 다섯 가지 알고리즘을 제안하여 분석하였다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 목 차 ⅰ
• 그림목차 ⅲ
• 표 목 차 ⅴ
• 약 어 ⅵ
• 요 약 ⅶ
• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구배경의 필요성 1
• 2. 논문의 구성 및 연구방법 5
• Ⅱ. 전기철도 급전시스템 및 모델링 6
• 1. 전기철도의 급전방식 6
• 2. 전기철도의 급전계통 9
• 3. 전기방식별 급전계통 10
• 4. 전압 강하와 전압 보상 13
• 5. 단권변압기 모델링을 활용한 이동부하 모델링 21
• 6. 스코트 변압기 조류 계산 모델링 25
• Ⅲ. 전기철도 급전시스템 해석 기법 34
• 1. 어드미턴스 행렬을 활용한 전기철도시스템 설비 모델링 34
• 2. 3상 전류주입 방법을 적용한 전기철도시스템 해석 46
• Ⅳ. 유․무효 전력보상장치의 최적 운영 알고리즘 53
• 1. 유․무효 전력보상장치의 최적 운용 알고리즘 53
• 2. 유․무효 전력보상장치의 최적 용량 산정 알고리즘 81
• Ⅴ. 유․무효 전력보상장치의 최적운영 알고리즘 검증 88
• 1. 전기철도시스템의 PSCAD 시뮬레이션 모델 88
• 2. 제안하는 전기철도 설비 모델 정확도 비교 90
• 3. 전기철도시스템에 적용된 TCIM 기법의 정확도 검증 95
• 4. 유․무효 전력보상장치의 최적 운용 알고리즘 검증 102
• 5. 유․무효 전력보상장치의 최적 용량 산정 알고리즘 검증 112
• Ⅵ. 결론 118