배터리 에너지 저장장치 기반 독립형 마이크로그리드 전압 및 주파수 제어전략
저자
발행사항
서울 : 國民大學敎 一般大學院, 2015
학위논문사항
학위논문(석사)-- 國民大學敎 一般大學院 : 電子工學科 2015. 2
발행연도
2015
작성언어
한국어
DDC
621.3 판사항(23)
발행국(도시)
서울
기타서명
Voltage and Frequency Control Strategy of Battery Energy Storage System for a Stand-alone Microgrid
형태사항
ⅳ, 58 p. : 삽화, 도표 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 정일엽
국문 또는 영문 초록 수록
참고문헌: p. 55-56
소장기관
상용전력의 공급이 어려운 도서지역이나 산간지역은 소규모 독립 전력계통을 운용을 통해 전력을 공급하고 있다. 그러나 대부분의 독립 전력계통은 디젤 발전기에 의존하고 있기 때문에 고가 연료 사용으로 인한 전력공급 원가가 높고, 화석연료 연소로 인한 이산화탄소 배출문제로 인해 많은 제약을 받고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 배터리 에너지 저장장치(BESS, Battery Energy Storage System)와 신재생 에너지(태양광 발전, 풍력 발전)를 이용한 전력생산을 통해 발전원가 절감 및 온실가스 감축을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 섬 계통의 전압과 주파수를 제어하기 위해 디젤 발전기를 주 전원으로 이용한다는 점에서 여전히 한계를 드러내고 있다. 현재 전라남도 가사도에서는 앞선 이러한 문제를 해결하기 위하여 KEPCO 주관으로 BESS를 주 전원으로 하는 독립형 마이크로그리드 실증사이트를 구축하고 있다. 실증사이트는 태양광 발전과 풍력 발전을 통해 대부분의 에너지를 공급하는 에너지 자립 섬을 목표로 하고 있다. 실증사이트의 전압 및 주파수는 BESS를 통해 정전압 정주파수로 제어되고 별도의 관리시스템을 통해 운영된다.
현재 BESS를 주 전원으로 하는 독립형 마이크로그리드에 대한 사례가 없기 때문에 전력을 안정적으로 공급하기 위한 용량설계 및 전압 및 주파수 제어기법에 대한 검토가 요구된다. 본 논문에서는 대상 계통의 기후 및 부하량에 적합한 분산전원의 용량을 설계하였다. 또한, 독립형 마이크로그리드의 전압 및 주파수 제어에 대한 신뢰성 확보를 위해 독립형 마이크로그리드 제어전략을 제안하고 시뮬레이션 모델을 개발하고 다양한 운전시나리오에 따른 전압 및 주파수에 대한 검증작업을 수행하였다.
The objective of this paper is to develop a stand-alone microgrid for Gasa Island in South Korea that can be fully energized by renewable energy sources (RESs) such as photovoltaic systems (PVs) and wind turbines (WTs). To mitigate the variations of the output of RESs and supply more reliable electricity to customers, battery energy storage systems (BESSs) are employed in the stand-alone microgrid. Therefore, the voltage and frequency control strategy is important issue to manage the power system of the microgrid more securely. This paper presents voltage and frequency control schemes considering the coordination of BESSs and Disel Generators, Renewable Energy Sources. additionally, BESS PCS fault current are limited by the ratings of the silicon devices to around 2 p.u. rated current. thus relay should able to distinguish between inrush current and fault current. This paper propose relay setting for BESS based on stand-alone microgirds and inrush current mitigation method. The effectiveness for the operating method is validated via simulation studies.
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