분산전원이 연계된 배전계통의 양방향 구간개폐기의 동작 알고리즘에 관한 연구

Abstract

기존의 배전계통은 전원 측인 배전용변전소에서 부하 측인 수용가로 전력을 단 방향으로 공급하는 것이 일반적이지만, 태양광과 풍력 등과 같은 분산전원이 배전계통에 연계되는 경우에는 분산전원에서 발생하는 전력이 계통으로 공급되는 역 조류가 발생하여 기존의 시스템과 달리 양방향으로 전력이 공급되게 된다. 이러한 양방향 전력공급은 기존의 시스템에 악 영향을 끼칠 수 있는데, 배전선로에 설치되어 있는 보호협조기기에 심각한 문제점을 발생시킬 수 있다. 특히 기존의 구간 개폐기는 주 전원 측의 전력만 감지할 뿐, 분산전원 측의 역 조류 감지 및 보호를 하지 못해 오동작을 일으킬 가능성이 존재한다. 이러한 경우 분산전원의 단독 운전뿐만 아니라 배전계통과 분산전원의 비동기 투입에 의하여 배전계통에 악영향을 끼칠 수도 있다. 따라서 본 논문에서는 이에 대한 대책으로서 역 조류를 감지하는 구간 개폐기의 양방향 동작 알고리즘을 제시하고, 이에 대한 성능을 확인하기 위하여, 배전계통의 대표적인 해석 S/W인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 보호기기 모의시험 장치를 제작하여 하드웨어적인 시험 결과를 분석하여, 본 논문에서 제안한 구간개폐기의 양방향 동작 알고리즘에 대한 효용성과 타당성을 확인하였다. Abstract The typical distribution systems have the power flow from distribution substations (sources) to customers (load) only as one direction. However, in the case where distributed generations (DG) such as PV system and wind power systems are connected to distribution systems, the DG output variations to distribution systems, so called reverse power flow, may cause the bi-directional power flow. So, the reverse power flow has severe impacts on typical power system, for example power quality problems, protection coordination problems, and so on. Especially, protection devices (sectionalizer) in primary feeder of distribution system interconnected with distributed generations may cause problems of malfunction, and then many customers could have problems like an interruption. So, this paper presents the bi-directional operation algorithm of protection devices to overcome the problems like mal-function. And, also this paper shows the effectiveness of proposed method by using both PSCAD/EMTDC software and test facility of protection devices to simulate the field distribution systems.