Resilience Enhancement Scheme for the Multi-Microgrid System Using Mobile Electric Vehicles
저자
발행사항
인천 : Incheon National University College of Engineering, 2022
학위논문사항
학위논문(석사)-- Incheon National University College of Engineering : 전기공학전공 2022. 2
발행연도
2022
작성언어
영어
주제어
발행국(도시)
인천
형태사항
58 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: Kim Hak-Man
UCI식별코드
I804:23006-200000595938
소장기관
현대에 기술이 발전되어 감에 따라 전력 시스템은 중요한 기반 시설 중 하나로 간주된다. 따라서 전력 시스템의 정전은 사회의 경제적 손실뿐만 아니라 큰 위협이 될 수 있다. 일반적으로 전력계통은 현대사회에서 중요한 요소로 시스템 복원력을 향상시키기 위하여 다양한 연구가 진행되어 왔다. 그러나 현대 전력 시스템은 여전히 다양한 유형의 예상치 못한 사고에 대하여 탄력적으로 대응하지 못하는 문제가 있다. 마이크로그리드의 복원력은 계통연계 모드 및 독립운전 모드로 동작되며, 시스템의 복원력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 또한 에너지 저장 시스템 및 전기 자동차와 같은 분산 전원을 포함하는 마이크로그리드는 시스템의 탄력성을 높이는 이점을 갖는다. 그러나 복원력을 위한 추가적인 에너지 저장 장치의 설치는 경제적인 문제를 발생시킨다.
본 논문에서는 만일의 사태에 대비하여 추가적인 에너지 저장장치 설치 없이 마이크로그리드의 복원력을 향상시키기 위하여 멀티 마이크로그리드 시스템의 전기자동차를 활용하는 방안을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 모바일 전기 자동차를 사용하여 다중 마이크로그리드 시스템의 계통연계형 모드에서 독립운전 모드로 전력을 공급한다. 독립형 마이크로그리드에 전력을 공급하기 위한 전기 자동차의 선택기준은 3 단계 최적화 과정을 통하여 수행된다. 첫 번째 단계에서 마이크로그리드는 현재 전기 자동차에 저장된 전력정보 및 요구되는 전력 정보를 각각 중앙 에너지 관리 시스템(CEMS)에 전달한다. 다음으로 네트워크에 연결된 마이크로그리드 중 독립운전 모드로 동작하는 시스템에 전력을 공급하기 위하여 CEMS는 전력 지령치를 결정하여 전송한다. 마지막으로 선택된 독립운전 모드 마이크로그리드에 공급하는 전력은 현재 전기 자동차 중에서 효율이 가장 좋은 차량을 선택하여 전력 제어가 수행된다. 다중 마이크로그리드 시스템에 대한 시뮬레이션을 위하여 제안된 복원력 향상 기법은 네트워크로 연결된 여러 개의 마이크로그리드 간의 전력 공유를 수행하며, 별도의 전원 소스 연계 없이도 자체적으로 시스템 복원력을 향상시키는 이점이 있다. 제안하는 운영 알고리즘의 효율성을 검증하기 위하여 다양한 시나리오에서 시뮬레이션을 수행하였다.
In this developed era of technology, electric power systems are considered as one of the critical infrastructures. Power outages in the system can be a great threat to socio-economic losses. Due to the importance of power systems to society, various researches have been conducted in the past to improve their resiliency. However, modern systems are still not resilient enough to withstand various types of events known as low probability high impact incidents. Microgrids are considered to be a potential source in enhancing the resilience of the system. Microgrid resiliency is enhanced by its ability to operate in both grid-connected and islanded modes. Moreover, microgrids’ ability to penetrate the local resources such as energy storage systems and electric vehicles helps to boost the resilience of the system. However, the deployment of the additional energy storage system specifically for resilience purposes leads to the additional capital cost of the system.
In this thesis, the existing electric vehicles in the multi microgrid system are used as a solution to enhance the resilience of microgrids in the case of any contingency without the need for additional investment cost is proposed. In the case of any contingency, the proposed algorithm supplies energy to the islanded microgrids from grid-connected microgrids in a multi-microgrid system by using mobile electric vehicles. The criteria for the selection of electric vehicles for supplying energy to the islanded microgrids is carried out in three-step optimization. In the first step, islanded and networked microgrids inform the central energy management system (CEMS) about the required and available energy stored in electric vehicles, respectively. In the second step, the selection of the microgrids among networked microgrids to supply energy to the islanded microgrid is finalized by the CEMS. Finally, the selected microgrids determine the most efficient electric vehicles among the fleet for supplying energy to the islanded microgrid.
The proposed resilience enhancement scheme for the multi-microgrid system simulations has been carried out to show the effectiveness of the proposed algorithm in enhancing the resilience of microgrids even in the absence of power connections among networked microgrids of the system.
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