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The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers

KIEE Vol. 71, No. 8, p.1047-1053

ISSN (print) :

1975-8359

ISSN (online) :

2287-4364

Received : 29 June 2022Revised : 27 July 2022Accepted : 28 July 2022

DOI :

http://doi.org/10.5370/KIEE.2022.71.8.1047

Coordinated Voltage Control for Reducing OLTC Operation in Distribution Network With High PV Penetration

고밀도 태양광 연계 배전 계통에서의 OLTC 동작 횟수 저감을 위한 협조 전압 제어

임세환 (Saehwan Lim) ^†iD 김경훈 (Gyeong-Hun Kim) ¹iD

(Smart Grid Research Division, Korea Electro-technology Research Institute, Korea.)

^†Corresponding Author : Smart Grid Research Division, Korea Electro-technology Research Institute, Korea.

E-mail : bulls92@keri.re.kr

License :

This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.(www.kiee.or.kr).

Abstract

This paper proposed coordinated voltage control between Photovoltaics (PVs) and on load tap changer (OLTC) for reducing the number of operation of OLTC based on PV and load forecasting. Nowadays, PV compensates the reactive power for improving voltage problems such as voltage violation and voltage fluctuation due to the high PV penetration in distribution system. Therefore, the direction of current of system is different from the conventional direction. Due to this reason, there is a probability that the number of operation of OLTC using line drop compensator method has increased than conventional system. This problem causes the malfunction of OLTC and financial burden for system operator. Also reactive power compensation of PV increases the line loss of the system which can also increase the financial burden of system operator. To solve these problems, proposed coordinated control which is realized by optimization algorithm for line loss reduction with constraints of OLTC for reducing the number of operation of OLTC based on forecasted data is proposed.

Key words

Coordinated control, Line drop compensator method, Line loss, On-load tap changer

1. Introduction

최근 들어 지구온난화 문제와 태양광발전기(PV) 기술의 급속한 발전이라는 관점에서 가장 유명한 재생에너지인 태양광발전기가 급증하고 있다. 그러나 태양광 발전기 보급률이 높아짐에 따라 계통 조건에 관계없이 태양광 발전기가 유효 전력을 생성할 때 배전 전압을 법정 범위(예: IEEE std. 1547⁽¹⁾에 표시된 기준 전압의 ±5%)로 유지하는 것이 어려워진다^(2-⁹⁾. 이 문제는 배전계통에서 기존의 전압제어장치인 OLTC(On Load Tap Changer)의 탭 변환만으로는 해결할 수 없다.

따라서 많은 연구자들이 태양광 발전기의 무효전력 보상을 제안하였다⁽³⁾, ⁽¹⁰⁾, ⁽¹¹⁾, ^(13-¹⁶⁾. 이 논문들의 핵심 차이점은 무효 전력 보상의 적절한 양을 결정하는 방법이다. 일부 논문에서는 PCC(Point of Common Coupling) 또는 PoI(Point of Interconnection) 전압에 따라 무효 전력을 보상하는 Volt/VAr 제어를 제시했다. 다른 논문에서는 적절한 무효 전력량을 보상하기 위해 역률 제어를 제안했다. 그러나 이 논문들에서는 다른 장치나 시스템 조건을 고려하지 않았다. 다른 장치나 시스템 상태를 고려하기 위해 통신을 사용한 방법을 제시한 논문이 제안되었다. 이 방법은 전압 문제가 발생했을 때 태양광 발전기가 무효 전력을 보상하여 전압 문제를 협력적으로 해결하는 것이다. 이 때, 중요한 점은 PV의 적절한 무효 전력 보상양을 결정하는 방법이다. 일부 논문에서는 효율 측면에서 무효 전력의 양을 결정하기 위해 전압 민감도 방법을 제안했다⁽³⁾, ⁽¹⁴⁾, ⁽¹⁵⁾. 다른 논문에서는 인버터의 정격 용량에 비례하는 방법⁽¹³⁾ 또는 무효 전력 변동 최소화⁽¹⁶⁾에 기초한 방법을 제시하였다. 그러나 태양광 발전기의 무효 전력 보상이 이루어지면 계통의 선로 손실이 증가하여 계통 운영자에게 재정적 부담이 된다. 이러한 이유로 일부 논문에서는 손실 최소화를 위한 무효 전력 보상양을 결정하였다⁽¹⁰⁾.

또한 태양광 발전기의 무효전력 보상과 심한 출력변동은 기존 배전시스템에 비해 OLTC의 동작 횟수를 3배 이상 증가시킬 수 있다^(10,^16,^17,²⁰⁾. 그 결과 과도한 운용 및 오작동의 가능성이 높아져 계통 운영자에게 추가적인 재정적 부담을 초래할 수 있다^(18-²⁰⁾. 이 문제를 극복하기 위해 일부 논문에서는 OLTC와 분산전원 사이의 협조 제어를 제시했다⁽¹²⁾, ⁽¹⁷⁾, ⁽²¹⁾, ⁽²²⁾. 일부 논문들에서는 OLTC의 느린 응답 시간과 분산전원의 빠른 응답 특성⁽¹²⁾, 그리고 OLTC의 시간 지연⁽²²⁾이라는 특성을 사용한 협조 제어를 제안했습니다. 다른 선행 논문들도 전압 민감도⁽²¹⁾와 손실 최소화⁽¹⁷⁾를 기반으로 태양광 발전기와 OLTC 사이의 협조 제어를 제안했다.

OLTC 제어 방법으로는 다양하지만 Line Drop Compensator(LDC) 전압제어 방식이 대표적이다. LDC 방식은 부하 전류에 따라 전압을 보상하기 위해 탭 위치를 변경한다. 따라서 태양광 발전기가 다수 연계된 계통이나 태양광 발전기가 무효전력을 보상할 수 있는 계통과 같이 부하전류의 방향과 크기가 자주 변하는 곳에서는 OLTC의 동작횟수가 증가할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 수정된 LDC 전압 제어 방법이 제안되었다. 일부 연구자들은 분산전원 수용율 제고를 위해 LDC 파라미터를 변경한 전압 조정 방법을 제시했다⁽²³⁾. 또한 다른 연구자들은 각 모선의 유효전력을 이용하여 LDC 파라미터를 계산하는 새로운 방법을 제안하였다⁽²⁴⁾. 그러나 이러한 방법은 특정 상황에서 PV의 무효 전력 보상으로 OLTC의 동작 수가 증가하는 것을 방지할 수 없다.

따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 LDC 전압 제어 방식에 기반한 OLTC 동작과 선로 손실이 감소된 PV에 의한 무효 전력 보상의 두 부분으로 구성된 통합 제어를 제안한다. 이 제어의 목적은 어떤 조건에서도 무효 전력 보상이 없을 시의 OLTC의 동작 횟수보다 무효 전력 보상을 수행할 시의 OLTC의 동작 횟수가 작도록 제약조건을 설정하고 시스템 손실을 최소화하는 무효전력 보상양을 결정해 계통 운영자의 재정적 부담을 줄이는 것이다. 전압보상은 하루 앞선 태양광 발전기와 부하예측 데이터로 OLTC 동작 변화 예측을 바탕으로 OLTC의 운전 제약조건을 미리 설정하여 무효전력보상 최적화 알고리즘을 통해 이루어진다.

제안된 협조 전압 제어를 검증하기 위해 논문의 나머지 부분은 다음과 같이 구성된다. 제안된 방법을 구성하는 기본 원리와 개념은 2장에서 설명하고 제안한 협력 제어에 대해서는 3장에서 소개한다. 그 후 4장에서 사례연구를 제시하여 제안된 방법이 OLTC의 동작 횟수를 저감할 수 있는지를 검증한다. 5장에서는 사례연구 결과를 검토하고 향후 가능성을 제시한다.

2. Underlying Concept of Coordinated Control

OLTC의 동작 횟수를 저감해 시스템의 전압 위반을 해결하는 협조 전압 제어는 OLTC 동작과 무효 전력 보상을 위한 최적화 제어의 두 부분으로 구성된다. 첫 번째 부분은 OLTC에 의해 LDC 전압 제어 방식으로 수행된다. 일반적으로 OLTC는 33개의 탭을 갖고 있으며 탭의 위치를 변경하면서 시스템 전압을 유지한다. 두 번째 부분은 최적화 알고리즘의 결과로 무효

그림. 1. OLTC의 LDC 방법

Fig. 1. LDC voltage control of OLTC.

전력 용량 내에서 태양광 발전기의 무효전력 보상이 결정되어 전압을 보상한다. 2장은 두 부분에 대한 설명으로 구성되어 있다.

2.1 LDC Voltage Control

현재 한전 배전계통에서는 계통전압을 허용범위 내로 유지하기 위해 LDC 전압제어를 적용하고 있다. 이러한 이유로 제안된 협력 제어에서는 OLTC의 LDC 전압 제어 방법을 사용한다. OLTC의 동작 과정은 그림 1과 같다. LDC 전압 방식은 OLTC의 탭 위치를 변경하여 배전 계통에서 일정한 전압을 유지하는데 이를 부하 중심 전압이라고 한다. 부하 중심 전압은 전송 전압, 전송 전류 및 임피던스의 선형 함수를 기반으로 계산하여 얻고 수식은 (1)과 같다.

(1)

$V_{sen}=V_{ce}+Z_{eq}\times I_{bank}$

여기서 $V_{sen}$은 송출전압, $V_{ce}$는 부하중심점 전압, $Z_{eq}$ 는 등가 임피던스이며 $I_{bank}$는 측정된 전류이다. 이 과정을 통해 부하중심점 전압을 구한 후 이를 유지하도록 이미 정의된 부하 중심 전압 기준치($V_{ce.ref}$)의 차이를 계산한다. 이때 그 차이는 (2)와 같이 대역폭(BW)보다 작아야 합니다.

(2)

$\vert V_{ce}-V_{ce.ref}\vert < BW$

만약 부하중심점 전압과 지령치의 차이가 대역폭보다 클 경우 (2)를 만족하도록 탭 위치가 바뀐다.

2.2 Optimization Control for Reactive Power Compensation

제안하는 협조 제어의 두 번째 부분은 무효 전력 보상을 위한 최적화 제어다. 이 제어에서 관건은 PV의 무효전력보상양을 어떻게 결정하느냐이다. 제안하는 방법에서는 최적화 방법의 목적 함수를 (3)과 같이 배전계통의 선로 손실 ($P_{Loss}$)을 최소화하는 것으로 정했다.

(3)

$\min . P_{Loss}$

과밀도 태양광 발전기가 연계된 계통에서는 과전압 문제가 많이 발생한다. 그러므로 최적화의 결과는 무효전력 보상을 통해 전압을 낮추게 된다. 하지만 전압을 낮추면 선로 손실이 증가하기 때문에 선로손실 최소화를 목적으로 하는 최적화 알고리즘을 설계했다. 또한 제약조건은 (4)-(6)과 같다.

(4)

$P_{\min}<P_{pv}(x)<P_{\max}$

(5)

$-Q_{\max}<Q_{pv}(x)<Q_{\max}$

(6)

$V_{lower.\lim}<V_{system}<V_{upper.\lim}$

여기서 $P_{\min},\: P_{\max}$와 $Q_{\max}$는 태양광 발전기의 유, 무효전력 출력 제한 값이며 $P_{pv},\: Q_{pv}$는 태양광 발전기의 유, 무효전력 값이다. $V_{system}$은 시스템의 전압이며 $V_{upper.\lim}$과 $V_{lower.\lim}$은 전압 상한선과 하한선을 뜻한다. 또한 $Q_{\max}$는 (7)을 통해 얻는다.

(7)

$Q_{\max}=\sqrt{S^{2}_{pv.rated}-P^{2}_{pv.rated}}$

$S_{pv.rated}$는 인버터 정격 전력이며 $P_{pv.rated}$는 태양광 발전기의 최대 출력이다. (7)의 $Q_{\max}$를 제약조건으로 사용하는 이유는 태양광 발전기의 유효전력 출력양을 보장하기 위해서다. 본 논문에서는 다루지 않는 실시간 제어하는 방법을 적용한다면 태양광 발전기의 무효전력에 의해 태양광 발전기의 유효전력 출력이 감소할 수 있다. 일반적으로 인버터의 정격 용량이 PV의 최대 전력보다 10~20\% 높기 때문에 이 방법을 사용할 수 있다.

3. Proposed Coordinated Voltage Control

제안하는 제어의 목적은 무효 전력 보상이 없는 경우에 비해 OLTC의 동작 횟수를 줄이는 것이다. 이 목표를 달성하기 위해서는 태양광 발전기 및 부하 예측 데이터가 필요하다. 이러한 데이터를 이용하여 무효전력보상이 없는 OLTC 동작을 예측하고, 이 예측된 동작 데이터를 이용하여 OLTC의 동작 횟수를 줄이기 위한 최적화 알고리즘의 제약을 결정한다. 허용 범위 내에서 전압을 유지하기 위한 OLTC 전압 제어 및 무효 전력 제어 방법의 협조 제어는 OLTC 제약을 통해 이루어진다. 3장에서는 OLTC 제약 조건을 결정하고 최적화 알고리즘과 제안된 협조 전압 제어에 적용하는 방법을 설명한다.

3.1 Decision of the OLTC Constrations

OLTC의 제약 조건은 두 부분으로 구성된다. 무효전력보상을

그림. 2. OLTC의 불필요한 동작

Fig. 2. Unnecessary operation of OLTC

하지 않는 경우보다 동작 횟수가 증가하지 않게 막는 것과 불필요한 운전을 방지하는 것이다. 예측 결과를 바탕으로 OLTC의 동작을 예측할 때 그림 2와 같이 OLTC 탭 위치가 증가했다가 짧은 시간(4시간 이내)에 감소하거나 혹은 감소했다가 증가하는 것처럼 불필요한 동작이 발생할 수 있다. 이 짧은 시간에 이루어지는 동작은 태양광 발전기의 무효전력 보상으로 대체한다.

또한 무효전력 보상으로 인해 계통의 전류는 평소와 다른 복잡한 흐름을 띄게 된다. 이에 따라 OLTC가 LDC 방식을 사용하기 때문에 추가 동작 가능성이 생긴다. 불필요한 동작을 방지하기 위해 먼저 무효전력보상이 없는 OLTC의 예측운전횟수($N_{predict.OLTC.t}$)와 지금까지의 OLTC의 운전횟수 ($N_{real.OLTC.t}$)를 비교한다. 그 후 (8)을 만족시키기 위해 OLTC의 동작을 차단하도록 제약조건을 설정한다.

(8)

$N_{real.OLTC.t}$ $\le$ $N_{predict.OLTC.t}$

(8)의 의미는 현재 OLTC의 동작 횟수가 OLTC의 전날 예측 동작 횟수와 같으면 OLTC의 동작이 차단되고 전압 보상은 태양광 발전기의 무효 전력 보상으로 대체한다. 그림 3은 OLTC 제약 조건의 설정 순서도를 의미한다.

그림. 3. OLTC의 제약조건 설정 순서도

Fig. 3. Flow chart of decision of OLTC constraints.

그림. 4. 제안하는 협조 제어의 순서도

Fig. 4. Flow chart of the proposed coordinated control

3.2 OLTC Constraints in Optimization Algorithm

최적화 알고리즘은 이전 장에서 언급했듯이 선로 손실 최소화를 목적함수로 갖는다. 하지만 여기에 3.1절에서 결정한 OLTC의 제약조건을 추가한다. 제안하는 제어에서는 LDC 제어를 통해 OLTC의 동작을 결정하므로 (9)를 고려하여 OLTC 제약조건을 정의한다.

(9)

$V_{ce.optimization}- V_{ce.ref} < |BW|$

여기서 $V_{ce.optimization}$은 최적화의 결과인 무효전력 보상을 적용했을 시의 (1)의 값을 의미한다. 즉, (8)의 결과로 OLTC의 동작을 차단해야 하는 경우가 나오면 최적화 결과는 (9)를 만족해야 한다.

위와 같은 제약을 통해, OLTC는 태양광 발전기의 무효전력 보상으로 인해 과동작하지 않으며, 불필요한 OLTC 동작도 제거되어 효율적인 OLTC 동작이 이루어진다.

3.3 Proposed Coordinated Votlage Control Process

제안하는 방법은 15분을 주기로 그림 4와 같은 순서도를 수행하여 계통 선로 손실을 최소화하는 태양광 발전기의 무효 전력 보상과 OLTC의 동작 여부를 결정하여 적절한 범위 내에서 계통 전압을 유지하는 것이다. 제안하는 제어는 두 가지 가정이 필요하다. ESS(Energy Storage System), FC(Fuel Cell) 등 구성 요소의 출력이 이미 15분/24시간으로 계획되어 있어야 하며 태양광 발전기 및 부하의 데이터도 15분/24시간으로 예측되어야 한다. 이러한 예측 데이터를 기반으로 처음에는 자정 직전에 조류 계산을 수행하여 OLTC의 다음 날 작동을 예측하고 이를 바탕으로 OLTC의 동작 횟수 저감을 위한 OLTC 제약 조건 또한 15분/24시간으로 결정된다. 또한 예측 오차를 대비해서 15분마다 이 제약조건은 새롭게 결정된다. 이 OLTC 제약조건과 다른 제약조건, 그리고 선로손실 최소화라는 목적 함수를 가지는 최적화 알고리즘을 통해 전압관리를 매 15분마다 수행을 한다. 최적화 알고리즘의 결과로 나온 태양광 발전기의 유, 무효전력과 부하를 입력으로 받아 조류계산을 통해 OLTC의 동작과 계통의 전압을 계산한다.이 알고리즘을 통해 시스템은 OLTC의 동작 횟수를 줄이고 PV로 인한 전압 위반을 해결한다.

그림. 5. 시스템 구성도

Fig. 5. System configuration

4. Simulation Result

제안된 제어를 검증하기 위해 그림 5와 같이 한전 배전계통을 기반으로 설계된 배전계통에서 시뮬레이션을 수행했다. 부하, 태양광 발전기의 용량 및 선로 길이 등 시스템 사양은 표 1과 같다. Feeder 1은 ESS와 FC를 연결하는 전용선으로 계통 운영자가 제어하고 Feeder 2는 가공선로가 있는 중부하 특성을 가지고 있다. Feeder 3은 태양광 발전기가 많고 경부하 특성이며 가공선과 지중선이 혼합되도록 설계했다. Feeder 4는 지중선으로 중부하 특성을 갖도록 설계했다. 또한 시스템에는 34개의 부하와 19개의 태양광 발전기가 있으며 출력은 한국전기연구원의 실제 데이터를 사용하였다. 여름과 겨울의 10일 데이터는 주중, 주말 및 계절의 다양성을 고려하여 선정했다.

표 1. 시스템 사양

Table 1. System specification

Type		Parameter
Transformer		60MVA
Transformer		154/22.9 kV
Load		23MW/37EA
PV		17.5MW/19EA
Line	Feeder 1	1.2 km
	Feeder 2	14.19 km
	Feeder 3	16.62 km
	Feeder 4	10.94 km

4.1 Case 1 : Simulation Result of Winter Season

그림 6은 제안된 제어로 한국전기연구원의 동계 10일 데이터(2018.01.08 ~ 01.17)를 사례 연구한 결과이다. 그림 6(a)와 (d)는 제안한 방법을 적용하기 전의 OLTC의 전압과 탭 위치이고, 그림 6(b)와 (e)는 제안한 방법을 적용한 OLTC의 전압과 탭 위치이다. 그림 6(c)는 태양광 발전기들의 무효전력 보상양을 나타낸다. 그림 6(a)와 (b)를 비교하면 전압 위반이 발생하고 제안된 방법을 통해 해결된 것을, 그림 6(d)와 (e)를 비교할 때 불필요한 동작을 제거하여 OLTC의 동작 횟수를 55회에서 47회로 저감한 것을 알 수 있다. 또한 그림 6(f)를 통해서도 OLTC의 동작 횟수가 저감된 것을 알 수 있다.

그림. 6. 겨울 10일 동안의 제안하는 제어 (a) 전 시스템 전압, (b) 후 시스템 전압과 (c) 태양광 발전기의 무효전력 보상양, 제안하는 제어 (e) 전 OLTC 동작, (e) 후 OLTC 동작, (f) 제안하는 전략의 전과 후의 OLTC의 누적 동작 횟수

Fig. 6. (a) System voltage without proposed method, (b) system voltage with proposed method, (c) reactive power compensation of PVs, (d) OLTC tap position without proposed method, (e) OLTC tap position with proposed method, (f) number of operation of OLTC with and without proposed method of winter season.

4.2 Case 2 : Simulation Result of Summer Season

그림 7은 제안된 협조 전압 제어로 한국전기연구원의 하계 데이터(2018.08.13 ~ 08.22)를 사례 연구한 결과이다. 그림 7(a)와 (d)는 제안된 방법을 적용하기 전의 OLTC의 전압과 탭 위치이고, 그림 7(b)와 (e)는 제안된 방법을 적용한 OLTC의 전압과 탭 위치이다. 그림 7(c)는 최적화 알고리즘의 출력인 각 태양광 발전기의 무효전력 보상양을 나타낸다. 그림 7(a)와 (d), 그림 7(b), (e)를 비교하면 전압 위반이 해결되고 무효 전력 보상을 통해 OLTC의 동작 횟수가 72회에서 34회로 현저히 감소한 것을 알 수 있다. 또한 Fig. 7(f)를 통해서도 OLTC 동작 저감이 이루어진 것을 알 수 있다.

그림 8은 최적화 알고리즘에 적용된 OLTC 제약의 결과를 보여준다. 그림 8(c)을 보면 OLTC 탭 위치에 대해 짧은 시간(15분) 동안 증가하였다가 감소하였고 이는 제안하는 방법에서 불필요하다고 판단한다. 그 결과 그림 8(a)와 같이 전압 위반은 없으나 태양광 발전기는 그림 8(b)와 같이 무효전력을 보상하였다. 그러므로 그림 8의 (d)와 같이 OLTC의 동작을 차단한다. 이 과정을 통해 그림 6과 그림 7(c)와 같은 불필요한 동작을 차단하여 OLTC의 동작 횟수를 줄인다.

그림. 7. 여름 10일 동안의 제안하는 제어 (a) 전 시스템 전압, (b) 후 시스템 전압과 (c) 태양광 발전기의 무효전력 보상양, 제안하는 제어 (e) 전 OLTC 동작, (e) 후 OLTC 동작, (f) 제안하는 전략의 전과 후의 OLTC의 누적 동작 횟수

Fig. 7. (a) System voltage without proposed method, (b) system voltage with proposed method, (c) reactive power compensation of PVs, (d) OLTC tap position without proposed method, (e) OLTC tap position with proposed method, (f) number of operation of OLTC with and without proposed method of summer season.

그림. 8. (a) 제안하는 전략이 없을 경우의 전압, (b) 태양광 발전기의 무효전력 보상양, 제안하는 제어 (c) 전의 OLTC의 탭 위치와 (d) 후의 OLTC 탭 위치

Fig. 8. (a) System voltage without proposed method, (b) reactive power compensation of PVs, (c) OLTC tap position without proposed method, (d) OLTC tap position with proposed method.

표 2는 사례 연구의 결과를 종합해 보여준다.

표 2. 사례 연구 결과

Table 2. Simulation result

Type	Case 1 : winter			Case 2 : summer
Type	Before	After	$\|\triangle \|$	Before	After	$\|\triangle \|$
Voltage violation	92	0	92	137	0	137
# of operation of OLTC	55	47	8	72	34	38

사례 연구 1, 2의 경우 전압 위반이 각각 92회, 137회 발생하였으며 제안된 방법으로 완벽하게 해결했다. 또한 제안된 방법을 통해 OLTC 동작 횟수를 사례 연구 1의 경우 55회에서 47회로 8회, 사례 연구 2의 경우 72회에서 34회로 38회 감소시켰다.

5. Conclusion

본 논문에서는 OLTC의 동작 횟수를 줄이기 위한 협조 전압 제어를 제안한다. 제안된 제어는 한국전기연구원의 실제 데이터를 사용하여 검증하였다. OLTC와 태양광 발전기 간의 협조 제어는 OLTC의 동작 횟수를 줄이기 위한 제약 조건을 설정하고 이를 최적화 알고리즘에 적용하여 달성하였다.

제안된 제어를 사용하여 OLTC의 동작 횟수를 일당 2.3외를 감소시켰다. 이를 통해 계통 운영자의 재정적 부담과 OLTC의 오작동 가능성을 줄일 수 있다.

제안하는 방법은 예측 데이터를 기반으로 하기 때문에 과도 전압 위반을 유발할 수 있는 예측 오차 및 순간적인 출력 변동에 대한 대응이 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 향후 연구에서 실시간 제어를 포함한 계층 제어에 대해 연구해야 한다. 또한 배전망에서 고장이 났을 경우와 송전 계통에서의 사고가 났을 경우에 OLTC 제어 방법에 대한 연구 또한 수행할 예정이다.

Acknowledgements

이 연구는 2022년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 국가과학기술연구회의 지원을 받아 수행된 한국전기연구원 기본사업임(No. 22A01057)

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저자소개

임세환(Saehwan Lim)

2017년, 2019년 연세대학교 공학사, 공학석사

2018년∼ 현재 한국전기연구원 선임연구원

※ 관심분야 : 배전망 운영시스템, 분산 자원 제어

E-mail : bulls92@keri.re.kr

김경훈(Gyeong-Hun Kim)

2007년, 2009년, 2013년 창원대학교 공학사, 공학석사, 공학박사

2015년∼현재 한국전기연구원 선임연구원

※ 관심분야 : 마이크로그리드, MVDC 전력변환시스템, 분산 자원 제어

E-mail : kgh1001@keri.re.kr

KIEEThe Transactions of
the Korean Institute of Electrical Engineers

The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers

ISO Journal TitleTrans. Korean. Inst. Elect. Eng.

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고밀도 태양광 연계 배전 계통에서의 OLTC 동작 횟수 저감을 위한 협조 전압 제어

Abstract

Key words

1. Introduction

2. Underlying Concept of Coordinated Control

2.1 LDC Voltage Control

(1)

(2)

2.2 Optimization Control for Reactive Power Compensation

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

3. Proposed Coordinated Voltage Control

3.1 Decision of the OLTC Constrations

(8)

3.2 OLTC Constraints in Optimization Algorithm

(9)

3.3 Proposed Coordinated Votlage Control Process

4. Simulation Result

4.1 Case 1 : Simulation Result of Winter Season

4.2 Case 2 : Simulation Result of Summer Season

5. Conclusion

Acknowledgements

References

저자소개

임세환(Saehwan Lim)

김경훈(Gyeong-Hun Kim)

Article Information (continued)

Key words

KIEEThe Transactions ofthe Korean Institute of Electrical Engineers

The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers

ISO Journal TitleTrans. Korean. Inst. Elect. Eng.

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고밀도 태양광 연계 배전 계통에서의 OLTC 동작 횟수 저감을 위한 협조 전압 제어

Abstract

Key words

1. Introduction

2. Underlying Concept of Coordinated Control

2.1 LDC Voltage Control

(1)

(2)

2.2 Optimization Control for Reactive Power Compensation

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

3. Proposed Coordinated Voltage Control

3.1 Decision of the OLTC Constrations

(8)

3.2 OLTC Constraints in Optimization Algorithm

(9)

3.3 Proposed Coordinated Votlage Control Process

4. Simulation Result

4.1 Case 1 : Simulation Result of Winter Season

4.2 Case 2 : Simulation Result of Summer Season

5. Conclusion

Acknowledgements

References

저자소개

임세환(Saehwan Lim)

김경훈(Gyeong-Hun Kim)

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Key words

KIEEThe Transactions of
the Korean Institute of Electrical Engineers