태양광전원이 연계된 배전계통 보호협조기기의 부동작패턴 탐색알고리즘에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

최근, 기후변화와 미세먼지 등에 의한 지구규모적인 환경문제를 해결하기 위하여, 정부에서는 RE 3020 정책을 시행하고 있으며, 이에 따라 대용량의 태양광전원이 배전계통에 연계되고 있다. 하지만, 대용량 태양광전원이 배전계통에 연계되는 경우, 태양광전원의 연계위치와 용량, 연계방식 및 고장지점에 따라 사고전류의 크기와 방향이 변하게 되고, 지락사고가 발생하여도 분류효과에 의하여 보호협조기기가 동작하지 않는 부동작 현상이 발생할 가능성이 있다. 따라서, 본 논문에서는 다수의 태양광전원이 배전계통에 연계되어 운용되는 경우, 리클로저(recloser, 이하 R/C)의 설치개소에 따라 보호협조기기가 동작하지 않는 부동작 메커니즘을 제시하고, 이를 바탕으로 다양한 시나리오에 기반한 보호협조기기의 부동작 패턴탐색 알고리즘을 제안한다. 또한, 보호협조 전용 해석 프로그램인 Off-DAS를 이용하여, 다수의 태양광전원이 연계된 배전계통 모델링을 수행하고, 이를 바탕으로 다양한 시나리오에 따른 보호협조기기 부동작 패턴을 분석한다. 제안한 보호협조기기의 부동작패턴 탐색알고리즘 및 모델링을 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, R/C의 설치개소 및 태양광전원의 연계 패턴에 따라 부동작 현상이 발생함을 알 수 있어, 본 논문의 유용성을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, the Korean government developed the RE3020 (renewable energy) policy to overcome environmental problems, such as fine dust, climate change, and large-scale PV systems interconnected with a distribution system. When a large-scale PV system is interconnected in the distribution system, however, a malfunction can occur, and the protection devices may not be operated because of the dividing effect depending on the magnitude and direction of fault current as well as connection types and location of the PV system. Therefore, this paper proposes a search algorithm for the malfunction pattern of protection devices based on various scenarios, when large-scale PV systems are operated and interconnected in a distribution system. This paper presents a malfunction mechanism of protection devices according to the installation locations of recloser (R/C). Furthermore, the modeling of a distribution system with large-scale PV systems was performed using Off-DAS S/W, and the malfunction patterns of protection devices were analyzed based on a range of scenarios. From the simulation results with the proposed model and algorithm for searching for protection devices, it was confirmed that they are useful and effective in identifying a malfunction phenomenon depending on the installation location of the R/C and connection type of PV system.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 보호협조기기 부동작 메커니즘 분석
• 3. 보호협조기기의 부동작패턴 탐색알고리즘
• 4. Off-DAS를 이용한 보호협조기기 모델링
• 5. 시뮬레이션 결과 및 분석
• 6. 결론
• References

참고문헌 (Reference)

• 1 김병기, "태양광전원의 연계에 의한 배전계통 보호기기의 최적 운용방안에 관한 연구" 대한전기학회 60 (60): 1485-1491, 2011
• 2 김찬혁, "태양광발전이 연계된 배전계통의 보호기기 오동작에 대한 최적 운용방안에 관한 연구" 대한전기학회 58 (58): 1512-1518, 2009
• 3 신동열, "분산전원 연계선로에서 보호계전기의상전류 오차보정 알고리즘 개발" 대한전기학회 62 (62): 1604-1609, 2013
• 4 권순환, "대용량 태양광전원이 연계된 배전선로에 있어서보호협조기기의 최적 운용알고리즘" 한국산학기술학회 19 (19): 17-26, 2018
• 5 Hu-Dong Lee, "Optimal Operation Method of Protection Devices in Primary Feeder with Large Scale PV System" 129 : 127-138, 2019
• 6 "IEEE 1547.1 IEEE Standard conformance Test Procedures for Equipment Interconnecting Distributed Resources with Electric Power System" 2005
• 7 "Guideline for Interconnection of Distributed Generation System in Distribution Systems"
• 8 A. Girgis, "Effect of Distributed Generation on Protective Device Coordination in Distribution System" 11 (11): 115-119, 2001
• 9 Dae-seok Rho, "Countermeasures on bi-directional Protective Device Coordination of smart grid connected to new energy generation" 5 (5): 39-43, 2010