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  • 최성문 (한국기술교육대학교)
  • 김지명 (한국기술교육대학교)
  • 김윤호 (한국기술교육대학교)
  • 유현상 (한국기술교육대학교)
  • 유경상 (한국에너지기술연구원)
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최근, 2030 국가 온실가스 감축 기본 로드맵 및 제10차 전력수급 기본계획에 따라 신재생에너지의 보급 속도가 급격하게 증가하고 있지만, 전력공급과 수요의 불균형에 의해 신재생에너지 출력제한이 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 전력설비 인프라의 증설이 요구되지만, 막대한 건설비용과 오랜 건설기간이 소요되므로 이를 극복하기 위한 연구의 필요성이 증가하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 신재생에너지의 연계지점이나 수용가 말단, 등에 ESS를 설치 및 운용하여, 송·배전계통을 관리하는 VPL 운용방안을 제시한다. 여기서, VPL은 VPL 플랫폼과 VPL용 ESS로 구성되는데, VPL 플랫폼은 배전계통 운용 및 계통 유연자원 정보를 수집하며, VPL용 ESS는 VPL 플랫폼 제어 신호에 의하여 충·방전 동작을 수행한다. 또한, VPL용 ESS를 경제적으로 도입하기 위한 VPL용 ESS의 최적용량 산정방안을 제안하고, 이를 기반으로 PSCAD/EMTDC를 이용하여, 배전용 변전소부, VPL부, 태양광전원부, 수용가 부하부, 에너지 프로슈머부, 등으로 구성된 VPL이 연계된 배전계통의 모델링을 수행한다. 이를 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, VPL은 수용가에 과전압 및 저전압 문제가 발생할 경우, VPL 운용특성에 의해 수용가의 전압을 적정하게 유지시킬 수 있어, 전력설비 인프라 증설없이 경제적으로 신재생에너지의 출력제한을 개선시킬 수 있음을 알 수 있다.

The installation of renewable energy sources is rapidly being increased according to the basic roadmap for national greenhouse gas reduction by 2030 and the 10th Basic Plan for Long-Term Electricity. However, power curtailment of renewable energy sources frequently has occurred due to the imbalance between the power supply and the demand. To solve these problems, an investment in power facility infrastructure is required, which has enormous cost and a long period of construction. Therefore, this paper presents the operation characteristics of a VPL to improve the power curtailment of renewable energy sources and avoid investment in the power system infrastructure. We propose a method to calculate the optimal capacity of ESS for a VPL. An estimation method of optimal capacity is the minimum capacities of ESS (kW and kWh) are estimated based on the active power required to maintain voltages within the allowable limits for customers. The modeling of a VPL-connected distribution system was performed, which is composed of distribution substations, a VPL, a PV system, customer loads, and an energy prosumer using PSCAD/EMTDC S/W. The simulation results confirmed that the customer voltages are maintained within the allowable voltage limit according to the operation characteristics of a VPL. Therefore, power curtailment of renewable energy sources can be improved economically without investment in power facility infrastructure.

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 신재생에너지의 출력제한 개선을 위한 VPL의 운용특성
3. VPL용 ESS의 최적용량 산정방안
4. PSCAD/EMTDC를 이용한 VPL 출력제한 개선평가 모델링
5. 시뮬레이션 결과 및 분석
6. 결론
References

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