이경민
(Kyung-Min Lee)
1
박철원
(Chul-Won Park)
†
-
(Dept. of Electrical Engineering, Gangneung-Wonju National University, Korea.)
Copyright © The Korean Institute of Electrical Engineers(KIEE)
Key words
F/R, FRT, PMU, Renewable energy sources, Time-synchro, Substation
1. 서 론
제8차 전력수급기본계획과 재생에너지 3020 이행계획에 따라 재생에너지발전 비중이 급증하고 있다. 불확정성 및 변동성을 가진 신재생에너지원의 전력망
연계 증대에 따라 신재생에너지원의 특성을 고려한 전력계통계획의 수립 및 운영이 요구되고 있다. 한편, 에너지전환 등 에너지 정책 추진에 지자체 역할과
중요성이 점차 커지고 있다(1,2).
GPS 기반 시각동기 페이저(Time-synchro Phasor)는 광역계통을 감시할 수 있는 WAMS(Wide Area Monitoring System),
광역계통의 감시 및 제어를 위한 WAMAC(Wide Area Measurement And Control)을 거쳐 광역계통의 감시, 보호 및 제어를
위한 WAMPAC(Wide Area Measurement Protection And Control)으로 진화되고 있다. 현재 광역시스템의 핵심장치인
PMU(Phasor Measurement Unit)를 이용하여 수집한 실시간 빅 데이터를 재생에너지원의 전력계통 연계분야의 분석을 통해 상태추정 및
안정도 등에 응용하려는 관심이 커지고 있다(3~7).
PMU의 재생에너지원 적용에 관련된 국내 연구 동향으로는, 사고 시 유·무효출력 제어 규정을 고려한 FRT(Fault Ride Through) 기준
수립 방안에 관한 연구(8)가 발표되었고, 지식경제부에서는 송･배전용 전기설비 이용규정(9)을 배포하였으며, 풍력발전기 FRT를 고려한 순간전압강하 취약지역 분석(10)과 PMU 측정 데이터 기반 전압 안정도 평가지수 개발(11)에 관한 논문이 발표되었다. 최근, 분산전원의 FRT를 고려한 방향성 과전류 계전기 최적 정정법에 관한 연구(12)가 제시되었으며, 독립형 마이크로그리드 전력품질 감시를 위한 PMU가 개발되었다(13).
PMU의 재생에너지원 적용에 관련된 해외 연구 동향으로는, 풍력발전소에 대한 PMU 기반 전압 보안 평가(14), 역 전력 흐름 감지를 위한 최적의 PMU 배치(15), 높은 정밀도로 PMU 데이터를 사용하는 새로운 이벤트 감지 방법(16), 스마트 그리드의 PMU 데이터 분석을 사용한 분산전원(Distributed Energy Resources)의 출력 전력의 불규칙성 검출(17) 등의 논문이 제안되었다.
근래, 강원지역 재생에너지원의 계통연계 용량이 급증함에 따라 종래의 SCADA 기반 감시 및 제어시스템보다는 시각동기화 기반 실시간 정밀 데이터에
의한 감시 및 제어시스템의 구축 연구가 진행되고 있다(18). 특히, 외란동안 분산전원 및 재생에너지원의 계통 지원에 대한 중요도에 관심이 커지고 있다. 이에 해외 국가들은 외란동안 재생에너지원의 연계를 일정시간
이상 유지하며 무효전력을 공급하게 하는 계통연계 유지기준(FRT)를 도입하였다(12,19,20).
본 논문은 신재생발전원 실시간 감시/분석/제어 시스템 개발 과제의 일부 결과로서 PMU와 F/R(Fault Recorder) 기반의 데이터를 이용한
재생에너지원의 FRT 영향 평가에 관한 것이다. 먼저, 풍력 연계 횡계변전소와 태양광 연계 영월변전소에 구축한 PMU 및 F/R 기반 감시·분석시스템에
대하여 소개한다. 다음으로 수집한 시각동기화 기반 데이터의 형식을 검토한 후, 국내 FRT 적용 대상과 원리를 간략하게 기술한다. 끝으로 PMU 기반
데이터를 이용한 재생에너지원의 FRT 규정의 충족 여부에 관하여 논하고자 한다.
2. PMU 기반 감시·분석시스템
2.1 PMU 기반 재생에너지원 감시·분석시스템
그림 1은 구축한 PMU 기반 재생에너지원 감시·분석시스템을 나타낸다. 개발한 PMU와 수입한 F/R을 이용하여 그림 1과 같이, 강원지역본부의 송·배전선로에 연계된 재생에너지원의 실시간 감시 및 제어를 위한 동기페이저 기반의 PMU 및 F/R를 설치하고 페이저 데이터
집중장치(PDC : Phasor Data Concentrator)로 수집한 동기페이저 데이터를 분석하여 재생에너지원의 계통연계 상태를 실시간 감시
및 분석하는 시스템이다. 실제로 신재생에너지원 연계 154/22.9kV 횡계변전소에는 PMU 3개소와 F/R을 5개소에, 154/22.9kV 영월변전소에는
PMU를 5개소에 각각 설치하였다(14,21).
그림. 1. PMU 기반 재생에너지원 감시·분석시스템
Fig. 1. PMU based renewable energy sources monitoring and analysis system
2.2 PMU 기반 데이터
그림 2는 PMU를 통해 수집된 데이터의 일부를 나타낸다. PMU 데이터의 형식은 IEEE Std C37.118-2-2011의 Data Transfer를
준수하였다. 그림 2와 같이, 데이터 프레임은 TimeTag, IDCode, Frequency, Dfrequency, Magnitude, Angle 등으로 구성된다.
여기서, TimeTag는 페이저 측정시간, IDcode는 PMU 장치 ID이고, 주파수, 주파수 변화율, 페이저의 크기와 위상각 등이 표시된다.
그림. 2. PMU 기반 데이터의 일부
Fig. 2. A part of PMU based data
3. PMU 기반 데이터에 의한 FRT 영향 평가
3.1 FRT 규정
국내 FRT 적용 대상은 20MW 이상의 신재생에너지원으로서 풍력발전기 무효전력 공급능력 성능 유지는 지상 0.95 ~ 진상 0.95, 전기품질 유지범위는
계통연계 기준점에서 상시 및 순시 전압변동 2% 이하, 계통연계 유지는 풍력 발전기는 계통 사고로 인한 순시전압 강하시 안정적 복구를 위하여 사고시와
사고 발생 후 아래의 기준 이상의 연계 운전을 유지할 수 있는 능력을 갖추어야 한다. 그림 3은 한전의 FRT 규정의 일부를 나타낸다(9).
그림. 3. FRT 규정
Fig. 3. FRT regulation
3.2 동해 S/S 345kV 동해-신양양 송전선로
3.2.1 154kV 강원풍력 T/L (154kV #1 BUS)
2019년 7월 26일 04시 30분 39초에 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 154kV 강원풍력 T/L에서의 전압, 전류, 유효전력을 검토하였다.
그림 4는 송전선로 고장 시 전압과 전류신호를 나타낸다. 그림 4로 부터, C상 전압은 고장 발생 지점에서 감소하였고, A상과 B상의 전압은 조금 상승하였음을 알 수 있다. 표 1은 송전선로 고장 시 전압, 전류, 유효전력을 나타낸다. 표 1로부터, A상 전압은 94,677V까지 상승, B상 전압은 96,016V까지 상승, C상 전압은 76,450V까지 감소하였고, A상 전류는 66.54A까지
상승, B상 전류는 25.95A까지 감소, C상 전류는 109.58A까지 상승하였다. 유효전력은 14 ~ 16MW로 계속 출력되고 있음을 알 수 있다.
또한, 고장 발생시 150ms이내에 전압이 50%까지 회복하는 것을 충족하였고, 500ms이내에 전압이 80%까지 회복하는 것을 충족하였으며, 1,000ms까지
연계운전을 잘 유지하였음을 알 수 있기에 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 FRT의 규정을 충족하였다.
그림. 4. 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 전압과 전류신호(154kV 강원 풍력 T/L)
Fig. 4. Voltage and current signals under 345kV Donghae-SinYangyang T/L fault(154kV
Gangwon WP T/L)
표 1. 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 전압, 전류 및 유효전력(154kV 강원풍력 T/L)
Table 1. Voltage and current signals under 345kV Donghae–SinYangyang T/L fault(154kV
Gangwon WP T/L)
|
Timestamp
|
Va
[V]
|
Vb
[V]
|
Vc
[V]
|
Ia
[A]
|
Ib
[A]
|
Ic
[A]
|
Active P
[kW]
|
|
04:52:02.900
|
93,145.24
|
93,532.96
|
92,849.08
|
322.77
|
316.33
|
316.05
|
-153,156.81
|
|
04:52:02.917
|
93,058.63
|
93,546.71
|
92,825.91
|
317.34
|
315.76
|
319.64
|
-152,522.53
|
|
04:52:02.933
|
60,653.00
|
73,286.70
|
91,299.09
|
383.79
|
200.14
|
249.79
|
-92,578.86
|
|
04:52:02.950
|
65,442.96
|
73,010.53
|
92,067.10
|
143.91
|
32.22
|
113.55
|
-29,182.04
|
|
04:52:02.967
|
65,462.48
|
72,413.50
|
91,780.66
|
85.61
|
31.88
|
62.89
|
-13,563.22
|
|
04:52:02.983
|
93,273.60
|
92,690.52
|
92,102.62
|
24.53
|
28.18
|
37.03
|
-13,891.86
|
|
04:52:03.000
|
92,270.36
|
93,070.64
|
92,506.84
|
31.89
|
37.9
|
32.34
|
-6,338.94
|
|
04:52:03.017
|
92,818.68
|
93,456.74
|
92,557.42
|
26.53
|
34.88
|
30.99
|
-6,760.08
|
3.2.2 23kV 대기리 풍력 #1 (23kV #42 BUS)
2019년 7월 26일 04시 30분 39초에 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 23kV 대기리 풍력 #1에서의 전압, 전류, 유효전력을 검토하였다.
그림 5는 송전선로 고장 시 전압과 전류신호를 나타낸다. 그림 5로 부터, 각 상의 전압은 감소하였다. 표 2는 송전선로 고장 시 전압, 전류, 유효전력을 나타낸다. 표 2로 부타, A상 전압은 12,882V까지 감소, B상 전압은 12,855V까지 감소, C상 전압은 11,750V까지 감소하였고, A상 전류는 28.48A까지
상승, B상 전류는 14.53까지 감소, C상 전류는 37.80A까지 상승하였다. 유효전력은 순간적으로 7MW까지 상승하였다. 고장 발생시 150ms이내에
전압 50%까지 회복하는 것을 충족하였고, 500ms이내에 전압 80%까지 회복하는 것을 충족하였으며, 1,000ms까지 연계운전을 잘 유지하였음을
있기에 FRT의 규정을 충족하였다.
그림. 5. 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 전압과 전류신호(대기리 풍력 #1)
Fig. 5. Voltage and current signals under 345kV Donghae-SinYangyang T/L fault(Daegi-ri
WP #1)
표 2. 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 전압, 전류 및 유효전력(대기리 풍력 #1)
Table 2. Voltage and current signals under 345kV Donghae –SinYangyang T/L fault(Daegi-ri
WP #1)
|
Timestamp
|
Va
[V]
|
Vb
[V]
|
Vc
[V]
|
Ia
[A]
|
Ib
[A]
|
Ic
[A]
|
Active P
[kW]
|
|
04:30:38.850
|
13,200.66
|
13,225.76
|
13,187.51
|
23.74
|
23.38
|
24.69
|
-688.85
|
|
04:30:38.867
|
13,200.43
|
13,224.09
|
13,186.43
|
23.90
|
23.66
|
24.68
|
-676.18
|
|
04:30:38.883
|
13,200.43
|
13,224.09
|
13,186.43
|
23.90
|
23.66
|
24.68
|
-676.18
|
|
04:30:38.900
|
12,882.71
|
12,855.59
|
11,750.79
|
28.30
|
15.36
|
37.80
|
-703.53
|
|
04:30:38.917
|
12,975.39
|
12,979.85
|
11,854.13
|
28.48
|
14.53
|
37.36
|
-691.23
|
|
04:30:38.933
|
12,975.39
|
12,979.85
|
11,854.13
|
28.48
|
14.53
|
37.36
|
-691.23
|
|
04:30:38.950
|
13,065.16
|
13,285.44
|
12,886.58
|
23.00
|
18.96
|
23.55
|
-650.94
|
|
04:30:38.967
|
13,124.62
|
13,182.07
|
12,886.58
|
22.85
|
21.60
|
23.43
|
-629.74
|
|
04:30:38.983
|
13,124.62
|
13,182.07
|
12,886.58
|
22.85
|
21.60
|
23.43
|
-629.74
|
|
04:30:39.000
|
13,107.50
|
13,170.92
|
13,091.63
|
23.40
|
21.94
|
23.80
|
-640.58
|
|
04:30:39.017
|
13,108.66
|
13,170.20
|
13,094.11
|
23.00
|
21.94
|
23.46
|
-635.20
|
3.2.3 23kV 영월 솔라 #1 (23kV #46 BUS)
2019년 7월 26일 04시 30분 39초에 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 23kV 영월 솔라 #1에서의 전압, 전류, 유효전력을 검토하였다.
그림 6은 송전선로 고장 시 전압과 전류신호를 나타낸다. 그림 6으로 부터, 영월 솔라 #1은 발전하지 않고 있기 있다가 고장직후 C상의 전압은 감소하고, 고장전류가 0에서 상승하는 것을 알 수 있다. 표 3은 송전선로 고장 시 전압, 전류, 유효전력을 나타낸다. 표 3으로부터, A상 전압은 13,056V까지 감소, B상 전압은 13,102V까지 감소, C상 전압은 12,326V까지 감소하였고, C상 전류는 5.97A까지,
유효전력은 5.31kW 상승하였다. 영월 솔라 #1은 발전하고 있지 않기 때문에 FRT의 규정을 적용하지 않았다.
그림. 6. 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 전압과 전류신호(영월 솔라 #1)
Fig. 6. Voltage and current signals under 345kV Donghae-SinYangyang T/L fault(Yeongwol
Solar #1)
표 3. 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 전압, 전류 및 유효전력(영월 솔라 #1)
Table 3. Voltage and current signals under 345kV Donghae-SinYangyang T/L fault(Yeongwol
Solar #1)
|
Timestamp
|
Va
[V]
|
Vb
[V]
|
Vc
[V]
|
Ia
[A]
|
Ib
[A]
|
Ic
[A]
|
Active P
[kW]
|
|
04:30:38.850
|
13,267.19
|
13,310.17
|
13,243.31
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:38.867
|
13,266.77
|
13,310.75
|
13,242.79
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:38.883
|
13,237.41
|
13,286.23
|
13,099.32
|
0.00
|
0.00
|
5.97
|
5.31
|
|
04:30:38.900
|
13,056.05
|
13,102.91
|
12,326.12
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:38.917
|
13,216.27
|
13,247.03
|
12,440.81
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:38.933
|
13,138.90
|
13,193.60
|
12,382.81
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:38.950
|
13,237.25
|
13,402.80
|
13,085.54
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
3.2.4 23kV 영월 솔라 #2 (23kV #42 BUS)
2019년 7월 26일 04시 30분 39초에 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 23kV 대기리 풍력 #1에서의 전압, 전류, 유효전력을 검토하였다.
그림 7은 송전선로 고장 시 전압과 전류신호를 나타낸다. 그림 7로 부터, C상의 전압은 감소하고 고장전류가 0에서 상승하는 것을 알 수 있다. 표 4는 송전선로 고장 시 전압, 전류, 유효전력을 나타낸다. 표 4로부터, A상 전압은 13,149V까지 감소, B상 전압은 13,162V까지 감소, C상 전압은 12,416V까지 감소하였고, C상 전류는 6.04A까지,
유효전력은 16.57kW 상승하였다. 영월 솔라 #2는 발전하고 있지 않기 때문에 FRT의 규정을 적용하지 않았다.
그림. 7. 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 전압과 전류신호(영월 솔라 #2)
Fig. 7. Voltage and current signals under 345kV Donghae-SinYangyang T/L fault(Yeongwol
Solar #2)
표 4. 345kV 동해-신양양 송전선로 고장 시 전압, 전류 및 유효전력(영월 솔라 #2)
Table 4. Voltage and current signals under 345kV Donghae-SinYangyang T/L fault(Yeongwol
Solar #2)
|
Timestamp
|
Va
[V]
|
Vb
[V]
|
Vc
[V]
|
Ia
[A]
|
Ib
[A]
|
Ic
[A]
|
Active P
[kW]
|
|
04:30:38.900
|
13,246.52
|
13,238.36
|
13,270.75
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:38.917
|
13,149.76
|
13,162.64
|
13,270.75
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:38.933
|
13,172.64
|
13,250.46
|
12,416.17
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:38.950
|
13,172.64
|
13,250.46
|
12,416.17
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:38.967
|
13,326.20
|
13,423.68
|
13,261.33
|
0.00
|
6.04
|
0.00
|
16.59
|
|
04:30:38.983
|
13,249.23
|
13,291.12
|
13,195.41
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:39.000
|
13,249.23
|
13,291.12
|
13,195.41
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:39.017
|
13,247.94
|
13,288.67
|
13,194.08
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
|
04:30:39.033
|
13,253.38
|
13,289.76
|
13,198.26
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
0.00
|
3.3 재생에너지원의 FRT 분석 결과
표 5는 강원풍력 T/L의 FRT 규정 분석 결과를 나타낸다. 표 5로부터, 여러 가지 고장설비의 경우, FRT 규정에 따라 고장 발생시 150ms 이내에 전압이 50%까지 회복하는 것을 모두 충족하였으며, 500ms이내에
전압이 80%까지 회복하는 것을 모두 충족하였다. 그러나 발전용량이 작을 경우 연계운전을 잘 유지하였고, 발전용량이 100MW 이상인 경우에는 연계운전을
유지하지 못하고 탈락하는 경우가 발생하였다. 이에 따라 강원풍력 T/L은 발전용량이 클 경우 FRT의 규정을 충족하지 못함을 알 수 있었다.
표 5. 강원풍력 T/L의 FRT 분석 결과
Table 5. FRT analysis results for T/L of Gangwon WP
|
고장일시
|
고장설비
|
발전용량
(MW)
|
발전여부
|
전압 50% 회복
|
전압 80% 회복
|
연계운전
유지 여부
|
|
2019. 7. 26.
04:30:39
|
345kV 동해-신양양 송전선로
|
14~16
|
○
|
○
|
○
|
○
|
|
2019. 2. 4.
04:52:06
|
154kV 주진-둔내#1 송전선로
|
150
|
○
|
○
|
○
|
×
|
|
2019. 1. 6.
13:29:39
|
154kV 신제천-영월CC#1
|
0
|
×
|
○
|
○
|
-
|
|
2019. 4. 5.
00:48:56
|
동해강릉 송전선로
동해영동TP 송전선로
|
145
|
○
|
○
|
○
|
×
|
|
2019. 2. 4.
05:04:04
|
154kV 주진-둔내#1 송전선로
|
130
|
○
|
○
|
○
|
×
|
|
2019. 1. 6.
13:29:38
|
신제천 S/S 154kV 66BUS
|
0
|
×
|
○
|
○
|
-
|
|
2019. 6. 10.
22:31:52
|
154kV 속초-간성 #2 송전선로
|
7~10
|
○
|
○
|
○
|
○
|
표 6은 대기리 풍력 #1의 FRT 규정 분석 결과를 나타낸다. 표 6으로 부터, 여러 가지 고장설비의 경우, FRT 규정에 따라 고장 발생시 150ms 이내에 전압이 50%까지 회복하는 것을 모두 충족하였으며, 500ms이내에
전압이 80%까지 회복하는 것을 모두 충족하였다. 발전용량이 0 ~ 700kW인 경우 연계운전을 잘 유지하였다. 이에 따라 대기리 풍력 #1은 FRT의
규정을 모두 충족하였음을 알 수 있었다.
표 6. 대기리 풍력 #1의 FRT 분석 결과
Table 6. FRT analysis results for Daegi-ri WP #1
|
고장일시
|
고장설비
|
발전용량
(MW)
|
발전여부
|
전압 50% 회복
|
전압 80% 회복
|
연계운전
유지 여부
|
|
2019. 7. 26.
04:30:39
|
345kV 동해-신양양 송전선로
|
0.7
|
○
|
○
|
○
|
○
|
|
2019. 1. 6.
13:29:39
|
154kV 신제천-영월CC#1
|
-0.08
|
×
|
○
|
○
|
-
|
|
2019. 1. 6.
13:29:38
|
신제천 S/S 154kV 66BUS
|
-0.08
|
×
|
○
|
○
|
-
|
|
2019. 6. 10.
22:31:52
|
154kV 속초-간성 #2 송전선로
|
0.07
|
○
|
○
|
○
|
○
|
표 7은 대기리 풍력 #2의 FRT 규정 분석 결과를 나타낸다. 표 7로 부터, 여러 가지 고장설비의 경우, FRT 규정에 따라 고장 발생시 150ms 이내에 전압이 50%까지 회복하는 것을 모두 충족하였으며, 500ms이내에
전압이 80%까지 회복하는 것을 모두 충족하였다. 발전용량이 17MW 이상인 경우 연계운전을 유지하지 못하고 탈락하는 경우가 발생하였다. 이에 따라
대기리 풍력 #2는 발전용량이 17MW 이상인 경우, FRT의 규정을 충족하지 못함을 알 수 있었다.
표 7. 대기리 풍력 #2의 FRT 분석 결과
Table 7. FRT analysis results for Daegi-ri WP #2
|
고장일시
|
고장설비
|
발전용량
(MW)
|
발전여부
|
전압 50% 회복
|
전압 80% 회복
|
연계운전
유지 여부
|
|
2019. 2. 4.
04:52:06
|
154kV 주진-둔내#1 송전선로
|
16
|
○
|
○
|
○
|
○
|
|
2019. 1. 6.
13:29:39
|
154kV 신제천-영월CC#1
|
0.3
|
○
|
○
|
○
|
×
|
|
2019. 4. 5.
00:48:56
|
동해강릉 송전선로
동해영동TP 송전선로
|
17
|
○
|
○
|
○
|
×
|
|
2019. 2. 4.
05:04:04
|
154kV 주진-둔내#1 송전선로
|
10
|
○
|
○
|
○
|
○
|
|
2019. 1. 6.
13:29:38
|
신제천 S/S 154kV 66BUS
|
0.3
|
○
|
○
|
○
|
×
|
|
2019. 6. 10.
22:31:52
|
154kV 속초-간성 #2 송전선로
|
0~0.1
|
○
|
○
|
○
|
○
|
표 8은 영월 솔라 #1의 FRT 규정 분석 결과를 나타낸다. 표 8로부터, 여러 가지 고장설비의 경우, FRT 규정에 따라 고장 발생시 150ms 이내에 전압이 50%까지 회복하는 것을 모두 충족하였으며, 500ms이내에
전압이 80%까지 회복하는 것을 모두 충족하였다. 그러나 고장 발생 시 연계운전을 유지하지 못하고 탈락하였다. 이에 따라 영월 솔라 #1은 FRT의
규정을 모두 충족하지 못함을 알 수 있었다.
표 8. 영월 솔라 #1의 FRT 분석 결과
Table 8. FRT analysis results for Yeongwol Solar #1
|
고장일시
|
고장설비
|
발전용량
(MW)
|
발전여부
|
전압 50% 회복
|
전압 80% 회복
|
연계운전
유지 여부
|
|
2019. 2. 4.
04:52:06
|
154kV 주진-둔내#1 송전선로
|
16
|
○
|
○
|
○
|
○
|
|
2019. 1. 6.
13:29:39
|
154kV 신제천-영월CC#1
|
0.3
|
○
|
○
|
○
|
×
|
|
2019. 4. 5.
00:48:56
|
동해강릉 송전선로
동해영동TP 송전선로
|
17
|
○
|
○
|
○
|
×
|
|
2019. 2. 4.
05:04:04
|
154kV 주진-둔내#1 송전선로
|
10
|
○
|
○
|
○
|
○
|
|
2019. 1. 6.
13:29:38
|
신제천 S/S 154kV 66BUS
|
0.3
|
○
|
○
|
○
|
×
|
|
2019. 6. 10.
22:31:52
|
154kV 속초-간성 #2 송전선로
|
0~0.1
|
○
|
○
|
○
|
○
|
표 9는 영월 솔라 #2의 FRT 규정 분석 결과를 나타낸다. 표 9로부터, 여러 가지 고장설비의 경우, FRT 규정에 따라 고장 발생시 150ms 이내에 전압이 50%까지 회복하는 것을 모두 충족하였으며, 500ms이내에
전압이 80%까지 회복하는 것을 모두 충족하였다. 그러나 고장 발생 시 연계운전을 유지하지 못하고 탈락하였다. 이에 따라 영월 솔라 #2는 FRT의
규정을 충족하지 못함을 알 수 있었다.
표 9. 영월 솔라 #2의 FRT 분석 결과
Table 9. FRT analysis results for Yeongwol Solar #2
|
고장일시
|
고장설비
|
발전용량
(MW)
|
발전여부
|
전압 50% 회복
|
전압 80% 회복
|
연계운전
유지 여부
|
|
2019. 7. 26.
04:30:39
|
345kV 동해-신양양 송전선로
|
0
|
○
|
○
|
○
|
-
|
|
2019. 1. 6.
13:29:39
|
154kV 신제천-영월CC#1
|
9.8
|
○
|
○
|
○
|
×
|
|
2019. 1. 6.
13:29:38
|
신제천 S/S 154kV 66BUS
|
9.8
|
○
|
○
|
○
|
×
|
4. 결 론
강원지역 재생에너지원의 계통연계 용량이 급증함에 따라 시각동기화 기반 실시간 정밀 데이터를 이용한 고장발생시 재생에너지원의 연계를 일정시간 이상
유지하며 무효전력을 공급하게 하는 FRT의 규정이 만족되어야 한다.
본 논문에서는 신재생발전원 실시간 감시/분석/제어 시스템 개발 과제의 연구 결과의 일부로서 PMU와 F/R 기반의 데이터를 이용한 재생에너지원의 FRT
영향 평가를 수행하였다. 강원 풍력 T/L의 경우, 발전용량이 100MW 이상인 경우에는 연계운전을 유지하지 못하고 탈락하는 경우가 발생하였다. 대기리
풍력 #1의 경우, FRT의 규정을 모두 충족하였으나, 대기리 풍력 #2의 경우, 발전용량이 17MW 이상인 경우, FRT의 규정을 충족하지 못하였다.
영월 솔라 #1과 #2의 경우, 고장 발생 시 연계운전을 유지하지 못하고 탈락함으로 FRT 규정을 충족하고 있지 못함으로 대책이 요구된다.
Acknowledgements
본 연구는 한국전력공사의 2017년 선정 기초연구개발과제 연구비에 의해 지원되었음 (과제번호 : R17XA05-27)
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Practices and Emerging Solutions, Technical report, nrel/tp-6a20-72102, pp. 1-84
Green Information System Co. Ltd, Nov 2018, Green Information System Catalog, pp.
1-12
저자소개
He received his B.S. and M.S. degrees in Electrical Engineering from Gangneung- Wonju
National University, Wonju, Korea, in 2014 and 2017.
At present, he is working on his Ph.D in the Department of Electrical Engineering
at Gangneung-Wonju National University.
He is a teaching assistant at Gangneung-Wonju National University, since 2018.
His research interests include Power IT, LVDC, Microgrid, RES, PMU, AI application
of power system, power system modeling & control, and power system protection.
He is a member of the KIEE, KIIEE, and IEEE.
Tel : 033-760-8796, Fax : 033-760-8781
E-mail : point2529@naver.com
He received his B.S., M.S. and Ph.D. degrees in Electrical Engineering from Sungkyunkwan
Uni- versity, Seoul, Korea, in 1988, 1990, and 1996, respectively.
From 1989 to 1993 he was an associate researcher at Lucky GoldStar Industrial Systems.
From 1993 to 1996, he was a senior researcher at PROCOM system and lecturer at S.K.K.
University.
At present, he is a professor in the Department of Electrical Engineering at Gangneung-Wonju
National University, since 1997.
His research interests include power IT, IED, LVDC, HVDC, Microgrid, RES, PMU, AI
application to power grid, power system modeling & control, and computer application
in power system.
He is a member of the KIEE, KIIEE, and IEEE.
Dr. Park was awarded the Paper Prize of KIEE in 2010 and the Paper Prize of the KOFST
in 2017.
Tel : 033-760-8786, Lab : 033-760-8796, Fax : 033-760-8781
E-mail : cwpark1@gwnu.ac.kr