์ค์น์ฐฌ
(Seungchan Oh)
1iD
์ก์ง์
(Jiyoung Song)
1iD
์ด์ฌ๊ฑธ
(Jaegul Lee)
1iD
์ ์์
(Solyoung Jung)
1iD
๊ตฌํ๊ทผ
(Hyunkeun Ku)
1iD
์ ์ ํ
(Jeonghoon Shin)
โ iD
-
(Korea Electric Power Corporation Research Institute, Korea.)
Copyright ยฉ The Korean Institute of Electrical Engineers(KIEE)
Key words
AC-DC integrated analysis, Dynamic Performance Test, LP-HILS, Replica controller, Real Time Digital Simulation
1. ์ ๋ก
์ง์์ ์ธ ๋ถํ ์ฆ๊ฐ์ ์ฌ์ ์๋์ง์ ์์ฉ์ฑ ๊ทน๋ํ ๋ฑ์ ์ด์๋ก ์ธํด, ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ก์ ๋ฅ๋ ฅ ํ๋ณด์ ์ค์์ฑ์ด ๋์์ง๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ผ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ์ ๊ท AC
์ก์ ์ ์ ์ถ๊ฐ ๊ฑด์ค์ ์ด๋ ค์์ ์ฆ๋๋๊ณ ์๋ค. ์ด๋ก ์ธํด ๊ธฐ์กด ์ก๋ณ์ ์ค๋น์ ํ์ฉ์ฑ ๊ทน๋ํ ๋ฐ ์ ๊ท ์ก์ ๋ฃจํธ์ ์ฉ์ดํ ํ๋ณด๋ฅผ ์ํด HVDC/ FACTS
์ค๋น์ ํ์ฉ์ด ์ง์์ ์ผ๋ก ํ๋๋๊ณ ์๋ค(1-3). ์ด๋ค ์ค๋น๋ ์ ๋ ฅ์ ์ ์์๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ด ๊ธฐ์กด ๋๊ธฐ๋ฐ์ ๊ธฐ ๋ฐ ์ก๋ณ์ ์ค๋น๋ค์ ๋นํด ๊ทธ ๋ํน์ฑ์ด ๋น ๋ฅด๊ณ ๋ฏผ๊ฐํ ํน์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ์ด๋ก ์ธํด
๊ธฐ์กด ์ ๋ ฅ๊ณํต ์ค๋น์ ์ ๋ ฅ์ ์ ์ค๋น์์ ์ํธ ์ํฅ, ์ ๋ ฅ์ ์ ์ค๋น ์ฌ์ด์ ์ํธ ์ํฅ ๋ฑ๊ณผ ๊ฐ์ ์๋ก์ด ๋ฌธ์ ๋ค์ ๋ํ ์ฐ๋ ค ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์๋ค(3,4). ์ด์ ๊ฐ์ ๊ฒฝํฅ์ ์ฌ์์๋์ง ์ ์์ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ๋ ์ฌํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์์๋๋ค(1,2).
์ ๋ ฅ๊ณํต์์ HVDC, FACTS ๋ฐ ์ฌ์์๋์ง ์ ์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ๋ ฅ์ ์๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ ์ค๋น์ ๊ท๋ชจ๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ, ์ ๋ฐํ ๊ณํตํด์ ๋ฐ ๋ชจ๋ธ๋ง ๋ฐฉ๋ฒ์ด
์ค์ํด ์ง๊ณ ์๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ๋ฌธ์ ๋ค์ ํด๊ฒฐํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก, ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ ๋ฐํด์์ ๋ํ ๊ฐ๋
์ด ์ง์์ ์ผ๋ก ์ ์๋์๋ค(5-7). ํนํ ๊ธฐ์กด ์คํจ์น ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํด์์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ ์ค๋น๋ค ์ฌ์ด์ ์ํธ์ํฅ์ ๊ฒํ ํ์์ฑ์ด ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ(8-10) ์ ๋ ฅ๊ณํต ๋ฐ ์ ๋ ฅ์ ์ ์ค๋น์ ํตํฉ ์ ๋ฐ ํด์์ ์ํ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ ์ธํ๋ผ ๊ตฌ์ถ์ด ์ ์ธ๊ณ์ ์ผ๋ก ์งํ๋์๋ค(4,12). ์ค๊ตญ, ๋๋ง ๋ฐ ์ผ๋๋ค ๋ฑ ๊ตญ๊ฐ์์๋ ์๊ตญ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ๋ชจ๋ธ๋ง ํ ์ ์๋ ๊ท๋ชจ์ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ์ฌ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ๋ํ ์ ๋ฐ ํด์์ ์ํ์ค์ด๋ค.
ํ์ ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์ ์ธํ๋ผ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๊ณ , ์ด๋ฅผ ์ง์์ ์ผ๋ก ์
๊ทธ๋ ์ด๋ ํ์ฌ 154kV ์ด์ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ถ์ฝ ์์ด ํด์ํ ์ ์๋ ์ธํ๋ผ๋ฅผ
ํ๋ณดํ์๋ค(4,11-13). ์ผ๋ถ ๊ตญ๊ฐ๋ค์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ๋ ฅ์ ์ ์ค๋น๋ค์ ๋ํน์ฑ์ ์ ํํ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ํด, ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฅ ๋๋ ๋ ํ๋ฆฌ์นด ์ ์ด๊ธฐ ๋ฑ ์ค์ ์ ์ด๊ธฐ ํ๋์จ์ด์
์ฐ๊ณํ์ฌ ๊ณํต ํด์์ ์ํํ๊ณ ์๋ค(13-16).
์ด ๋
ผ๋ฌธ์์๋ ํ์ ์ ๋ ฅ์ฐ๊ตฌ์์ด ๊ฐ๋ฐํ AC-DC ๋ณตํฉ ํด์์ ์ํ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ธฐ์ ๊ณผ ํ์ฉ ์ฌ๋ก ์๊ฐํ๋ค. ๋๊ท๋ชจ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ
์ด์ ๊ธฐ์ , ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ์ ๊ตฌํํ๊ธฐ ์ํ ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ ๊ธฐ์ ๋ฐ ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ธฐ์ , ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ ๋ฐ ์ธ๋ถ ์ ์ด๊ธฐ ์ฐ๊ณ ๊ธฐ์ , ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ
์ํ ์ ์ฐจ, ๊ณํต ์ํธ์ํฅ ๋ถ์ ๊ธฐ์ ๋ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ํ๊ณ ๋ถ์ํ ์ ์๋ ์์คํ
๋ฑ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ธฐ์ ์ ๊ตฌ์ฑํ๋ ์์
๊ธฐ์ ๋ค์ ์ ์ํ๋ค. ๋ํ ํ๊ตญ ์ ๋ ฅ๊ณํต์์์ ์ค์ ์ ์ฉ์ฌ๋ก๋ฅผ ํตํด ํด๋น ๊ธฐ์ ์ ์ ์ฉ์ฑ์ ์ ์ํ๋ค.
2. ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์ค์๊ฐ ํด์ ๊ธฐ์
์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ค์๊ฐ ํด์์ ์ํด์๋ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง ์์ ๊ธฐ์ ๋ค์ ํ๋ณดํ์ฌ์ผ ํ๋ฉฐ, ๊ฐ ๊ธฐ์ ๋ค์ด ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ณ๋์ด ์ด์๋์ด์ผ ํ๋ค. ์ค์๊ฐ ํด์์ ์ํ
์์๊ธฐ์ ์ ํฌ๊ฒ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ธฐ์ , ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ธํ๋ผ, ์ ๋ ฅ์ ์ ์ค๋น ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ธฐ์ , ํ๋์จ์ด ์ฐ๊ณ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
(Hardware In the
Loop Simulation) ๊ธฐ์ ๋ฐ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ฐ์ ๋ฐ ํด์ ๊ธฐ์ ๋ฑ์ด ์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 1. ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์ ๊ธฐ์ ๊ฐ์
Fig. 1. Overview of real-time power system analysis technology
๊ทธ๋ฆผ 1์ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ํ ์์ ๊ธฐ์ ๋ค์ด ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์์ ์ด๋ค ํํ๋ก ๋ฐ์๋๋์ง๋ฅผ ํํํ ๊ทธ๋ฆผ์ด๋ค. ๊ฐ์ฅ ํฐ ๋น์ค์ ์ฐจ์งํ๋ ๋ถ๋ถ์
๊ณํต ๋ชจ๋ธ๋ง ๋ถ๋ถ์ด๋ค. ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต ๋ชจ๋ธ๋ง์ ์ํ ๊ธฐ์ด ๋ฐ์ดํฐ๋ ๊ธฐ์กด ์คํจ์น ๊ธฐ๋ฐ ํด์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ๋ค. ๊ณํต ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ฒ๋ฆฌ ๊ณผ์ ์์๋ ์ ๋ฐ
ํด์์ ๋ถ์์ ์ ์ผ๊ธฐํ ์ ์๋ ํ๋ผ๋ฏธํฐ ์ ์ ๋ฐ ๊ณํต์ ์ ์ ๋ถํ ์ ์ํํ๋ค. ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ฐ๊ณ๋ ์ ๋ ฅ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ๋๊ท๋ชจ ํน์์ค๋น๋ค์ ๊ฒฝ์ฐ, ํน์ํ
๋ชฉ์ ์ ๋ฐ๋ผ ์ค๊ณํ๋ฏ๋ก ๊ฐ๊ฐ ๊ฐ๋ณ ๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์ฑํ์ฌ์ผ ํ๋ค. ์ด ๊ณผ์ ์์ ์ค์ ๋๋ ๋ ํ๋ฆฌ์นด ์ ์ด๊ธฐ๊ฐ ์๋ค๋ฉด ์ด์ ์ฐ๊ณํ ์ ์๋ ๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์ฑํ์ฌ์ผ
ํ๋ค. ์ ๋ฐํด์ ๋์์ด ๋๋ ๋ฐ์ ๊ธฐ๋ค์ ๊ฒฝ์ฐ, ๊ทธ ํน์ฑ์ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ณ๋ ๋ชจ๋ธ๋ง ๋์ด์ผ ํ๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ๊ณผ์ ์ด ์๋ฃ ๋๋ฉด ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์
์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ์ฌ ๊ณํต ํด์์ ์ํํ๊ณ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ์ํ๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 2๋ ์ด ์ ์ฐจ๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ทธ๋ฆผ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 2๋ ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ํ ์ ์ฐจ์ด๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 2. ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์ ์ ์ฐจ
Fig. 2. Real-time power system analysis procedure
2.1 ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต ๋ชจ๋ธ๋ง
๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ์ฌ ๋ชจ์ํ๊ธฐ ์ํด์๋ ํฌ๊ฒ ๋ ๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ํ๋๋ ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ง์ ๋ชจ๋ธ๋ง ํ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ๊ณํต์ ๊ตฌ์ฑํ ๊ฒฝ์ฐ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ ์ด์์๊ฐ ๊ณํต ๋ชจ๋ธ ๊ตฌ์ฑ ์ค ํ๋ผ๋ฏธํฐ์ ์ ์ ์ฑ ๋ฑ์ ํ์
ํ๊ธฐ ์ฉ์ดํ์ฌ ๊ตฌ์ฑ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์๊ฒฐ์ฑ์ด ๋ฐ์ด๋๋ค.
ํ์ง๋ง ๊ณํต์ ์ด์ ์กฐ๊ฑด ๋ฐ ์ํ๊ฐ ํฌ๊ฒ ๋ณ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ, ์ด๋ฅผ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ํด ๊ธด ์๊ฐ์ด ํ์ํ์ฌ ํ์ ์ด์์ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๋์ํ๊ธฐ๋ ์ด๋ ต๋ค๋ ๋จ์ ์ด ์๋ค.
๋ค๋ฅธ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ธฐ์กด ๊ณํตํด์์ ํ์ฉ๋๋ ์คํจ์น ๊ธฐ๋ฐ ๊ณํต ๋ชจ๋ธ์ ๋ณํํ์ฌ ์ ๋ ฅ๊ณํต ๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ์๋ค. ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ณํต์ ์ํ๊ฐ ํฌ๊ฒ
๋ณํํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์ ๋ ฅ๊ณํต ๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์ฑํ ์ ์์ด, ํ์ ์ด์์ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๋์ํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ณํ ๋ฐ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฒ์ฆ ๊ธฐ์ ์ด ๋ฏธํกํ ๊ฒฝ์ฐ, ๋ณํ
๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์ค์ ๊ณํต ์ํ์ ์์ดํ๊ฑฐ๋ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ ์ ๋๋ก ๋ถ์์ ํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ํจ์จ์ ์ผ๋ก ์ํํ๊ธฐ
์ํด์๋ ๊ธฐ์กด ์ ๋ ฅ๊ณํต ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ณํํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด ํ๋นํ๋ฉฐ, ๋ณํ์ ์ํ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด์ํ๊ธฐ ์ํ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ฒ๋ฆฌ ๊ธฐ์ ์ ๊ฐ๋ฐํด์ผ ํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 3. ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ํ ์ ๋ ฅ๊ณํต ๋ชจ๋ธ๋ง ์ ์ฐจ
Fig. 3. Power system modeling procedure for real-time simulation
๊ทธ๋ฆผ. 4. ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ํ ๊ณํต ๋ถํ ๋ฐ ๋ณ๋ ฌ์ฐ์ฐ
Fig. 4. System division and parallel processing for real-time simulation
๊ทธ๋ฆผ 3์ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ํ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ๋ชจ๋ธ๋ง ์ ์ฐจ์ด๋ค. ๋ณํ ์ ์ฐจ๋ ๊ณํต ๋ฐ์ดํฐ์ ํ๋, ๋ณ๋ ฌ์ฐ์ฐ์ ์ํ ๊ณํต ๋ถํ , DB ์์ ํ ๊ฒ์ฆ ์์ผ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค.
์ ์ /๋์ ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ ๋จ๊ณ์์๋ ์คํจ์น ๊ธฐ๋ฐ ํด์์ ์ํํ ๋ ์ค์๋๊ฐ ๋ฎ๊ฑฐ๋ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ์ผ๊ธฐํ์ง ์์ผ๋ ์์์น ๊ธฐ๋ฐ ํด์์์๋ ์ค๋ฅ์ ์์ธ์ด ๋ ์
์๋ ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ค์ ์ ์ ํ์ฌ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์์ ์ฑ์ ํด์ ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ํฅ์์ํจ๋ค. ์ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก ๋ถํ ๋ฐ ์ค๋น๊ฐ ์ฐ๊ณ๋์ด ์์ง ์์ 3๊ถ์ ๋ณ์๊ธฐ 3์ฐจ์ธก ๋ชจ์ ์
์๋ต ๋ฑ ์ฐ์ฐ์์์ ์ ์ฝํ๊ธฐ ์ํ ๋ถ๊ฐ์ ์ธ ๊ณํต ํ๋๋ ์ด ๋จ๊ณ์์ ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค.
๋ณ๋ ฌ์ฐ์ฐ ์๋ ํ ๋น ๋จ๊ณ์์๋ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์์ ์ํด ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ๋ถํ ํ๋ ์์
์ ์ํํ๋ค. ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๋ค์ ๊ฒฝ์ฐ, ๋ชจ์์ ์ค์๊ฐ์ฑ ์ ์ง๋ฅผ
์ํด ๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ์ ํ ๋น๋ ์ฐ์ฐ ๊ท๋ชจ๋ฅผ ์ผ์ ํฌ๊ธฐ ์ด๋ด๋ก ์ ํํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ํด์๋, ์ ์ฒด ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ ์ ํ
๊ท๋ชจ๋ฅผ ๊ฐ์ง ๋ค์์ ์๋ธ์์คํ
์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑํ์ฌ์ผ ํ๋ค. ์ด๋, ๊ฐ ์๋ธ์์คํ
์ ์ฐ๊ณํ๋ ์ก์ ์ ์ Travelling time์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
time step๋ณด๋ค
์ปค์ผํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ถ๊ฐํผํ๊ฒ ์ฐ๊ณ ์ก์ ์ ์ Travelling time์ด time step๋ณด๋ค ์์ ๊ฒฝ์ฐ, ํด์๊ฒฐ๊ณผ์ ์๊ณก์ ์ต์ํํ๊ธฐ ์ํ ๋จ๊ฑฐ๋ฆฌ
์ ๋ก ๋ณด์์ ์ํํ์ฌ์ผ ํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 5. AC ์ ๋ ฅ๊ณํต ๋ณํ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฒ์ฆ ์ฌ๋ก
Fig. 5. Verification of the AC power system conversion result
๋ง์ง๋ง์ผ๋ก DB ์์ ํ ๋จ๊ณ์์๋ ๊ตฌ์ฑ๋ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๋ชจ๋ธ์ ์ ์ ์ฑ์ ํ๊ฐํ๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ ์์ํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๊ธฐ์กด
๊ณํต ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ์์ํ์ ์ ์, ์์๊ฐ ๋ฐ ๋ฐ์ ๊ธฐ์ ์ด์ ์ํ๋ฅผ ๋น๊ตํ์ฌ ๊ฒ์ฆํ๋ฉฐ, ํ์์ ์ธ๋์ ์ํ ๋ํน์ฑ์ ํจ๊ป ๊ฒํ ํ๋ค.
2.2 ํน์ํ ๋ํน์ฑ์ ๊ฐ์ง๋ ์ค๋น์ ๋ชจ๋ธ๋ง
์ก์ ์ , ๋ณ์๊ธฐ ๋ฐ ๋ฐ์ ๊ธฐ๋ค์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ์ ์ด ๊ธฐ๋ฒ ๋ฐ ๋ชจ๋ธ๋ค์ด ์ ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฏ๋ก ํด๋น ์ค๋น๋ค์ ๋ณํํ ๋๋ ์ ์ ํ ์ผ๋ฐ
๋ชจ๋ธ์ ์ ์ ํ๊ณ , ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ฅผ ๋งตํํ์ฌ ๋ณํํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ ๋ ฅ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ํน์์ค๋น์ ๊ฐ์ด ์ค์ ์ค๋น์ ํน์ฑ์ด generic model์ ํน์ฑ๊ณผ
์์ดํ๊ฑฐ๋, ๋ฐ์ ๊ธฐ ๋ค์ถ ๋ชจ๋ธ๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ๋ฐ ๋ชจ๋ธ์ ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ฅผ ์๊ณ ์๋ ์ค๋น๊ฐ ๊ทน์ํ๊ฑฐ๋, ์ก์ ์ ๋ณดํธ ๋ก์ง๊ณผ ๊ฐ์ด ์ฐ์ฐ ์ต์ํ๋ฅผ ์ํด ๊ฒํ ๋์์ด
๋๋ ์์น์๋ง ํน์ ํ์ฌ ๊ตฌ์ฑํ๊ฑฐ๋, ์ธ๋ถ ํ๋์จ์ด๋ฅผ ์ฐ๊ณํ์ฌ ์ํํ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ๋ชจ๋ธ๋ง์ด ์๋ฃ๋ ํ ๋ณ๋๋ก ๋ฐ์ํด ์ฃผ์ด์ผ ํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 6. ํน์์ค๋น ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ฉ
Fig. 6. Application of special devices model
์ด์ ๊ฐ์ ํน์์ค๋น ๋ชจ๋ธ์ ์ค๋น์ ๋์
๋จ๊ณ์ ๋ฐ๋ผ ์์ฐจ์ ์ผ๋ก ์
๋ฐ์ดํธ ํ๊ฒ ๋๋ค. ๊ฐ์ฅ ๋จผ์ ๊ตฌ์ถ/ํ์ฉ๋๋ ๋ชจ๋ธ์ ์ปจ์
ํ ๋ชจ๋ธ์ด๋ค. ์ด ๋จ๊ณ์ ๋ชจ๋ธ์
์ค๋น์ ์ค์น ๋ชฉ์ ์ ๊ทน๋ํํ๊ธฐ ์ํ ์ ์ด์ ๋ต ๋ฐ ๊ธฐ๋ณธ ์ฌ์์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ถ๋๋ค. ๋๋ถ๋ถ์ ์ ์ด ํน์ฑ๊ณผ ๊ธฐ๋ฅ์ด ์ค์ ์ค๋น์๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์ด ์ฌ์ ๊ฒํ
์์ค์ ์ ๋ขฐ์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค.
๊ธฐ์ ๊ท๊ฒฉ ๊ธฐ๋ฐ ๋ชจ๋ธ์ ํ๋น์ฑ ๊ฒํ ๋ฑ์ ํตํด ๋์ถ๋ ๊ธฐ๊ธฐ์ ์ผ๋ฐ ์ฌ์ ๋ฐ ์ ์ด ํน์ฑ์ด ๋ฐ์๋ ๋ชจ๋ธ์ด๋ค. ๊ธฐ์ ๊ท๊ฒฉ์์ ๋ช
์๋ ๋ณดํธ ๋ฐ ์ ์ด ํน์ฑ์ ๋ฐ์ํ๊ณ
์์ผ๋, ์ค์ ์ค๋น์๋ ์์ง ํฐ ๊ดด๋ฆฌ๊ฐ ์๋ค.
์ค๊ณ์ ๊ธฐ๋ฐ ๋ชจ๋ธ์ ์ ์กฐ์ฌ๊ฐ ์ ์ถํ ์ค๊ณ์๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ถํ ๋ชจ๋ธ์ด๋ค. ์ด ๋จ๊ณ์ ๋ชจ๋ธ์ ์ค์ ๊ธฐ๊ธฐ์ ์ ์ด ํน์ฑ ๋ฐ ๊ธฐ๋ฅ์ด ๋๋ถ๋ถ ๊ตฌํ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ,
Low-level ์ ์ด ๋ฐ ์ผ๋ถ ์ ์กฐ์ฌ ๋
ธํ์ฐ๋ฅผ ์ ์ธํ๋ฉด ์ค์ ๊ธฐ๊ธฐ์ ๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ ํน์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ์ด ๋ชจ๋ธ์ ์ ์์ฌ ๋ชจ๋ธ์ด ๋์
๋๊ธฐ ์ ๊น์ง,
์ค๋น์ ์ ์ด ์ฑ๋ฅ ๊ฒ์ฆ ๋ฐ ๊ณํต์ํฅ์ ํ์ฉ๋๋ค.
๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ์ ์กฐ์ฌ๊ฐ ์ค๊ณ๋ฅผ ์๋ฃํ๊ณ ์ค์ ์ ์ด๊ธฐ๋ฅผ ๋ฉํํ๋ ๋จ๊ณ์์ ์ ๊ณต๋๋ ์ ์์ฌ ๋ชจ๋ธ์ด ์๋ค. ํด๋น ๋ชจ๋ธ์ ์ ์์ฌ๊ฐ ํน์์ค๋น์ ํน์ฑ์ ๋ชจ์ฌํ๊ธฐ
์ํด ๊ตฌ์ฑํ ๋ชจ๋ธ๋ก ์ด๋ก ์ ์ผ๋ก๋ ์ค์ ์ ์ด๊ธฐ์ ๋๋ฑํ ์ ์ด์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ์ง๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 7. ์ค๋น ์ค๊ณต ๋จ๊ณ ๋ณ SW ๋ชจ๋ธ ์
๋ฐ์ดํธ
Fig. 7. SW model update by facility completion stage
๊ทธ๋ฆผ 7์ ์ค๋น์ ๋์
๋จ๊ณ์ ๋ฐ๋ผ ํน์์ค๋น๋ฅผ ๋ชจ๋ธ๋ง ํ๋ ๋จ๊ณ๋ฅผ ๋์ํ ํ ๊ฒ์ด๋ค. ๋จ๊ณ์ ์ค๊ฐ ๊ณผ์ ์์๋ ๋ชจ๋ธ์ ์ค๋น์ ์์ธ ์ ์ด ์ ๋ต, ๋ณดํธ ํน์ฑ ๋ฐ
ํ๋ผ๋ฏธํฐ์ ๋ณ๊ฒฝ/์ ์ ์ ๋ฐ๋ผ ์ง์์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ ๋์ด์ผ ํ๋ค.
2.3 ๋๊ท๋ชจ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ฐ์ ๋ฐ ๋ถ์
์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๋ค์ ๋๋ถ๋ถ ์์์น ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ๋ฐํด์์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํน์ ์ค๋น ๋ฐ ์ง์ญ์ ๋ํ ๊ฐ์ ๊ธฐ๋ฅ์ด ์ ๊ตฌํ๋์ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋
๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์ ๊ด์ ์์๋ ๋ค์ํ ์ค๋น ๋ฐ ์ง์ญ๋ค์ ๋ณํ๋ฅผ ํ ๋ฒ์ ๊ด์ฐฐํ๊ณ ๋ถ์ํ๋ ๊ธฐ๋ฅ์ด ํ์ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ์ํด์๋ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ณํต์ SCADA/EMS์ ๊ฐ์ด ๊ฐ์ํ๋ ์์คํ
์ด ํ์ํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 8. ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ฐ์/๋ถ์ ์์คํ
๊ฐ์
Fig. 8. RMAS(Real-time digital simulation Monitoring abd Analysis System) overview
๊ทธ๋ฆผ 8์ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ฐ์ ๋ฐ ๋ถ์์ ์ํ ์์คํ
์ ๊ตฌ์กฐ๋์ด๋ค. ๊ฐ๋ณ ๋ชจ์ ์์ ์ ์, ์ ๋ฅ ๋ฐ ์ /๋ฌดํจ์ ๋ ฅ์ ์ทจ๋ํ์ฌ SCADA/EMS๋ก
์ ์กํ๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด, ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๋ก๋ถํฐ ์ถ๋ ฅ๋ ์ ์, ์ ๋ฅ ๋ฐ ์ /๋ฌดํจ์ ๋ ฅ์ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ ๊ฐ์/๋ถ์ ์์คํ
(RMAS, Real-time
digigtal simulator Monitoring and Analysis System)์ผ๋ก ์ ์ก, ํด๋น ์์คํ
์ด ๊ฐ๋ณ ํด๋ผ์ด์ธํธ์๊ฒ ๊ฐ์ ๋ฐ ๋ถ์๊ธฐ๋ฅ์
์ ๊ณตํ ์ ์๋๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค.
์ด ๊ฐ์/๋ถ์ ์์คํ
์ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ๋ณํ๋ฅผ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ๊ฐ์ ํ ์ ์๋๋ก ์ง๋์์ ๊ฐ๋ณ ๋ชจ์ ์ ์ ๋ณด๋ค์ ํ์ถํ๋ฉฐ, ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ปจํฌ์ด, ๋ฒ๋ธ/๋ฐ ์ฐจํธ
๋ฑ ๋ค์ํ ์๊ฐํ ๋๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ํํํ ์ ์์ด, ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ํด์ ๋ณ๊ฒฝ๋๋ ๊ณํต์ ๋ณํ๋ฅผ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ํ์ธํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 9๋ ์ ์ฒด ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ๊ฐ์๊ธฐ๋ฅ ์์์ด๋ค.
์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ผ๋ก๋ถํฐ ์ทจ๋๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ค์ ์๋ฒ์ ๊ณ์ ์ ์ฅ๋๋ฉฐ, ์ด ๋ฐ์ดํฐ๋ค์ ํ์ฉํ์ฌ ํน์ ์๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ค์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. ๋ํ ๋ฐ์ดํฐ๋ค์
๋จ์ ํฉ, ์ฐจ, ํ๊ท ๋ฑ๋ฑ ๋จ์ ์ฐ์ฐ์ ํตํด ์๋ก์ด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ฐ์ดํฐ์ ์๊ด๊ด๊ณ ๋ถ์๊ณผ ๊ฐ์ ๋ถ๊ฐ ๋ถ์๊ธฐ๋ฅ์ ํจ๊ป ์ ๊ณตํ๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 10์ ์ฌํ ๋ถ์์ ๋ํ์ฌ ์๊ณ์ด ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ์ ๋ฐ ํน์ ์์ ์ ๋ํ ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ์ ์ฌ๋ก์ด๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 9. ์ค์๊ฐ ์ ๋ณด ํ์ถ ๊ธฐ๋ฅ ์์
Fig. 9. Real-time information display function example
๊ทธ๋ฆผ. 10. ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ์๊ธฐ๋ฅ ์์
Fig. 10. Example of data analysis function
2.4 ์ ์ด๊ธฐ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ ์ ์ฐจ ์ ๋ฆฝ
์ ๋ ฅ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ํน์์ค๋น๋ค์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ค๋น์ ์ ์ด๊ธฐ๊ฐ ๊ณํต์ ๋ค์ํ ์ํฉ์ ๋ํ ๋ํน์ฑ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ต๊ทผ ๊ตญ๋ด ๊ณํต์ ํน์์ค๋น๋ค์ ๊ฒฝ์ฐ ์์ ๊ณํต ์์ ํ๋ฅผ
์ํด์ ์ค๋น์ ์์์ ์ ๊ณตํ๊ธฐ ๋ณด๋ค๋ ํน์ ํ ์์ ๊ณ ์ฅ์ ๋์ํ์ฌ ๊ณํต ์์ ๋์ ๊ธฐ์ฌํ๋ ํน์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ด์ ๊ฐ์ ํน์ํ ์ ์ด ๋ชฉ์ ์
๋ง๊ฒ ์ ์ด๊ธฐ๊ฐ ๋์ํ๋์ง ํ์ธํ๋ ์ ์ฐจ๊ฐ ๋งค์ฐ ์ค์ํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 11. ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ฉํ ์ ์ด๊ธฐ HILS ์ํ ๊ฐ์
Fig. 11. Controller HILS test overview using real-time simulator
๊ทธ๋ฆผ 11์ ํ๋์จ์ด ์ ์ด๊ธฐ๋ฅผ ํ์ฉํ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ์ ๊ฐ๋
์ ํํํ ๊ฒ์ด๋ค. ์ค์ ํ์ฅ์์ ์ ์ด๊ธฐ๋ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ผ๋ก๋ถํฐ ์ ์, ์ ๋ฅ ๋ฑ ๊ฐ์์์๋ฅผ ์
๋ ฅ๋ฐ์ ์ค๋น์
๋์์ ์ ์ด๋ฅผ ์ํํ๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ณํต์ ์ด์ ์ํ๊ฐ ๋ณ๊ฒฝ๋๋ฉฐ, ์ด ๊ฐ์ ๋ค์ ๊ฐ์ํ์ฌ ์ ์ด๋ฅผ ์ํํ๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ์์๋ ์ ๋ ฅ๊ณํต
๋ฐ ์ ๋ ฅ์ ์ ์ค๋น๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๊ฐ ๋ชจ์ฌํ๊ฒ ๋๋ค. ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๋ก๋ถํฐ ๊ณํต ํด์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์ ์ด๊ธฐ๋ก ์ก์ ๋๋ฉฐ, ์ ์ด๊ธฐ์ ์ ์ด ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ์
๋ชจ์ฌ๋ ์ ๋ ฅ์ ์ ์ค๋น๋ฅผ ์ ์ดํ๊ฒ ๋๋ค. ์ค์๊ฐ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ ๋ด๋ถ์ ํน์์ค๋น ๋์์ ๊ณํต ์ด์ ์ ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ฉฐ, ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ์ํ์ฌ ์ ์ด๊ธฐ๊ฐ ์ถ๋ ฅ์ ๋ด๋
๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ ์ด๊ธฐ๋ ํ์ฅ๊ณผ ๋์ผํ ์
์ถ๋ ฅ์ ๊ฐ์ง๊ฒ ๋๋ฉฐ, ์ค์ ํ์ฅ๊ณผ ์์ ํ ๋์ผํ ์ ์ด ํน์ฑ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค.
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ์ ์ ์กฐ์ฌ์์ ์ํํ์ง๋ง, ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ํน์์ค๋น ์ฆ๊ฐ์ ์ธ๊ทผ ๊ณํต๊ณผ์ ์ํธ์ํฅ ๋ถ์์ ์ํด ์ ๋ ฅ์ฌ๋ค์ ๋์
๋ ํ๋๋๊ณ ์๋ค. ์ ์กฐ์ฌ๊ฐ
์ํํ๋ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ์๋ ํฌ๊ฒ ์ธ ๊ฐ์ง์ ํ๊ณ๊ฐ ์๋ค.
์ฒซ ๋ฒ์งธ๋ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ๋ํน์ฑ์ ์์ ํ๊ฒ ๋ฐ์ํ์ง ๋ชปํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๋น์ฉ ํ๊ณ๋ก ์ธํด ์ ์กฐ์ฌ๊ฐ ๊ตฌํํ ์ ์๋ ๊ณํต ๋ชจ๋ธ์ ๊ท๋ชจ์๋ ํ๊ณ๊ฐ ์์ผ๋ฉฐ, ์ถ์ฝ๊ณํต์ผ๋ก
์ ์ฒด ๊ณํต์ ๋ชจ์ฌํ ์๋ฐ์ ์๋ค. ๋ ๋ฒ์งธ๋ ์ธ๊ทผ ๊ณํต ์ค๋น์ ํน์ฑ์ ์ ํํ๊ฒ ๋ฐ์ํ์ง ๋ชปํ๋ค๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ ์กฐ์ฌ์ ์ํ์์ ๋ค๋ฅธ ์ค๋น์ ๋ชจ๋ธ์ ํ์ ์ด
๋ณด์ ํ๊ณ ์๋ SW๋ชจ๋ธ์ ํ์ฉํ ์๋ฐ์ ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ ๋ ํ๋ฆฌ์นด ์ ์ด๊ธฐ์ ๊ฐ์ ์ค์ ์ ์ด๊ธฐ์๋ ์ผ๋ถ ๋ํน์ฑ์ด ๋ค๋ฅผ ์ ์๋ค. ํนํ ์ธ๊ทผ ์ค๋น ์ญ์
์ค๊ณต์ด ์๋ฃ๋์ง ์์ SW ๋ชจ๋ธ์ด ์
์๋์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ค์ ์ ์ดํน์ฑ๊ณผ ๋ค๋ฅธ ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ฉํ์ฌ ์ฑ๋ฅ์ํ์ ์ํํ๊ฒ ๋๋ฏ๋ก ์ ํ๋๊ฐ ๋จ์ด์ง ์ ์๋ค.
์ธ ๋ฒ์งธ๋ ์๋๋ฆฌ์ค์ ํ๊ณ์ด๋ค. ์ ๋ ฅํ์ฌ ์
์ฅ์์ ์ ์ด๊ธฐ์ ์ฑ๋ฅ์ํ์ ์ค์ ์ด์๋จ๊ณ์ ๊ณํต ์ํ ๋๋ ๋ฏธ๋ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ๊ฐ์ ํ์ฌ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ํ ํ์ฌ์ผ
ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ ์กฐ์ฌ์ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ ๋จ๊ณ์์๋ ์์ ๋ก์ด ์๋๋ฆฌ์ค์ ๋ณ๊ฒฝ์ด ์ด๋ ต๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 12. ์ค์๊ฐ ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ด๊ธฐ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ ์ ์ฐจ
Fig. 12. Controller dynamic performance test procedure based on real-time large- scale
power system analysis
๊ทธ๋ฆผ 12๋ ์ค์๊ฐ ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ์ ์ ์ฐจ์ด๋ค. ์ฒซ ๋ฒ์งธ ๋จ๊ณ๋ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ์ ์ํํ ๋๊ท๋ชจ ๊ณํต์ ๊ตฌ์ฑ์ด๋ค. ์ด ๋จ๊ณ๋
์ค์๊ฐ ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ํ ์ ์ฐจ์ ๋์ผํ๋ค. ๋ค์ ๋จ๊ณ๋ ์ ์ด๊ธฐ์ ๊ธฐ๋ฅ์ํ ๋ฐ step test์ด๋ค. ์ด ๋จ๊ณ์์๋ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ์ ์ด๊ธฐ์
๋์ ํน์ฑ์ ์ฌ๊ฒ์ฆ ํ๋ค. ๋ค์ ๋จ๊ณ๋ ์์ ๊ณ ์ฅ ๋ฐ ์ํธ์ํฅ ์ํ์ด๋ค. ์ด ๋จ๊ณ์์๋ ๊ณํต์ ์์ ๊ณ ์ฅ ์ ์ค๋น์ ๋์ ํน์ฑ์ด ๊ธฐ์กด ์ค๊ณ๋ชฉ์ ์ ๋ถํฉํ๋์ง
ํ์ธํ๋ฉฐ, ์ธ๊ทผ ๊ณํต ์ค๋น์์ ์ํธ์ํฅ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ๊ฒ์ฆํ๋ค. ์ดํ ์ ์ด๊ธฐ ์ ์ ์ ์ํํ๊ณ ํ์์ ๋ฐ๋ผ ์ค์ ์ด์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐ์ํ์ฌ ์ํ์ ๋ฐ๋ณตํ๋ค.
3. ์ฌ๋ก์ฐ๊ตฌ
ํ๊ตญ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ๋ํด์ ๋ฐ ์ํด์์ ๋๊ท๋ชจ ๊ธฐ์ ๋ฐ์ ๋จ์ง๊ฐ ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ ํน์ง์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ์ด ์ง์ญ์ ์ ๋ ฅ์ ์์์ง์ญ์ธ ์๋๊ถ์ผ๋ก ์ก์ ํ๊ธฐ ์ํด
์ง/๋ณ๋ ฌ FACTS ๋ฐ HVDC๊ฐ ์ค์น ๋ฐ ๊ณํ๋์ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 13์ ๋ํด์ ๋ฐ ์ํด์ ์ง์ญ์ ์ค์น ๋ฐ ๊ณํ ์ค์ธ ํน์์ค๋น๋ค์ ์ ๋ฆฌํ ๊ฒ์ด๋ค. ํนํ ๋ํด์ ์ง์ญ์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ด๋ฏธ ์ง/๋ณ๋ ฌ FACTS๊ฐ ๋์ ์ด์ ์ค์ด๋ฉฐ,
ํฅํ HVDC ๊น์ง ์ธ์ ๊ณํต ๋ด์ ๋์์ ์ด์๋ ๊ณํ์ด๋ค.
์ด ๋
ผ๋ฌธ์์๋ ๋ํด์ ์ง์ญ์ ์ง/๋ณ๋ ฌ FACTS๋ค์ ๋ํ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ ์ฌ๋ก๋ฅผ ์๊ฐํ๋ค. ๋ํด์ ์ง์ญ์๋ ํ์ฌ STATCOM 3๊ธฐ, SVC 1๊ธฐ, TCSC
4๊ธฐ๊ฐ ์ด์ ์ค์ด๋ค. STATCOM๊ณผ SVC๋ ์ค์ ์ ์ด๊ธฐ๋ฅผ ์ฐ๊ณํ์ฌ ์ํํ์์ผ๋ฉฐ, TCSC์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ ํ๋ฆฌ์นด ์ ์ด๊ธฐ๋ฅผ ์ฐ๊ณํ์ฌ ์ํํ์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 13. ์ก์ ๊ธ FACTS/HVDC ์ด์ ํํฉ
Fig. 13. Current State of the FACTS/HVDC operation
3.1 STATCOM ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ
STATCOM์ 345kV ๋ํด, ์ ์์ฃผ, ์ ์ถฉ์ฃผ ๋ณ์ ์์ ์ค์น๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ ์ค๋น์ ์ฉ๋์ ยฑ400 Mvar์ด๋ค. ํด๋น ์ค๋น์ ์ค์น ๋ชฉ์ ์ 765kV
์ด์ค๊ณ ์ฅ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฐํ๋ฃจํธ์ ์ ์๊ฐํ๋ฅผ ์๋ฐฉํ์ฌ ๊ณํต์ ๊ณผ๋ ์์ ๋๋ฅผ ํ๋ณดํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ ์ด ์ ๋ต์ ์์ ์ด์ ์ ์๋ฒ์ ๋ด์์๋ ์ฌ์ ์ ์ค์ ๋ ๋ฌดํจ์ ๋ ฅ
์ถ๋ ฅ์ ์ ์งํ๋ค๊ฐ, ์ ์์ด ์ด์ ๋ฒ์๋ฅผ ๋ฒ์ด๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ ์ ๋ฒ์ ์ ์ง๋ฅผ ์ํด ๋ฌดํจ์ ๋ ฅ์ ์ถ๋ ฅํ๊ฒ ๋๋ dead band ์ ์ด๋ฅผ ์ํํ๊ฒ ๋๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 14๋ STATCOM์ ์ ์/๋ฌดํจ์ ๋ ฅ ํน์ฑ์ ๋ํ๋ธ ๊ทธ๋ํ์ด๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 14. ๋ํด์ STATCOM ์ ์/์ ๋ฅ ํน์ฑ
Fig. 14. East Coast STATCOM V/I characteristics
์ด ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ์ ์ค์ ์ ์ด๊ธฐ์ ํ์ฅ ์ค์น ์ ์ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์ ์คํ์ค์ ํด๋น ์ ์ด๊ธฐ๋ฅผ ์ค์นํ์ฌ ์ํํ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 15๋ 765kV ๊ณ ์ฅ ์ STATCOM์ ๋์ ๊ฒฐ๊ณผ ํํ์ด๋ค. ์์ญ โ ์์ STATCOM ์ฐ๊ณ๋ชจ์ ์ ์ ์์ dead band ๋ด์ ์์นํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ,
์ ๋์ฑ ๋ฌดํจ์ ๋ ฅ 200Mvar๋ฅผ ์ถ๋ ฅํ๊ณ ์๋ค. ์์ญ โก์์ ์์ ๊ณ ์ฅ์ ์ํด ๋ชจ์ ์ ์์ด 0.7p.u.๊น์ง ๋จ์ด์ง๊ฒ ๋๋ฉฐ, STATCOM์ ์ฉ๋์ฑ
๋ฌดํจ์ ๋ ฅ์ ์ต๋ํ ๊ณต๊ธํ๋๋ก ๋์ํ๋ค. ์์ญ โข์ ๊ณ ์ฅ ์ ๊ฑฐ ํ ์ ์์ด dead band ์๋๋ก ์ ์ง๋จ์ ๋ฐ๋ผ STATCOM์ด ์ฉ๋์ฑ ๋ฌดํจ์ ๋ ฅ์ ์ต๋๋ก
์ถ๋ ฅํ๋ ์ํ์ด๋ค. ์์ญ โฃ์์๋ ๊ณ ์ฅ ์ ๊ฑฐ ํ ์ ์์ด dead band ๋ด๋ก ํ๋ณต๋จ์ ๋ฐ๋ผ ์ ๋์ฑ ๋ฌดํจ์ ๋ ฅ 200Mvar๋ฅผ ์ถ๋ ฅํ๊ฒ ๋๋ค. ์์ญ
โค๋ ๊ณํต ๋์ ์์ ํ ๋ฐ ์ ์ ์์ ์ํด STATCOM์ด ์ ๋์ฑ ๋ฌดํจ์ ๋ ฅ ์ถ๋ ฅ์ ๋ฎ์ถฐ์ ์ด์ ํ๋ ์ํ์ด๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 15. 765kV ์ด์ค๊ณ ์ฅ ์ STATCOM ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ
Fig. 15. STATCOM dynamic performance test results in case of 765kV double contingency
๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ์ ํตํด์ STATCOM์ด dead band ์ ์ด ์์ญ ๋ด์์๋ ์ฌ์ ์ ์ค์ ๋ ๋ฌดํจ์ ๋ ฅ ์ถ๋ ฅ์ ์ ์งํจ์ ํ์ธํ์๋ค. 765kV ๊ณ ์ฅ ์์๋
์์ ๊ณ ์ฅ์ ์ํ ์ ์ ์ ์ํฉ์์๋ ์ ์ด๋ฅผ ์์คํ์ง ์์์ ํ์ธํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ณํต ์ ์ ๋ณ๋์ ๋ง์ถฐ ์ฌ์ ์ ๊ณํ๋ ๋๋ก ๋ฌดํจ์ ๋ ฅ ์ถ๋ ฅ์ ์ ์งํจ์ ํ์ธํ์๋ค.
3.2 SVC ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ
SVC๋ 345kV ์ ์ ์ฒ ๋ณ์ ์์ ์ค์น๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ์ค๋น์ ์ฉ๋์ +675/-225 Mvar์ด๋ค. ํด๋น ์ค๋น์ ์ค์น ๋ชฉ์ ์ 765kV ์ด์ค๊ณ ์ฅ์
๋ฐ๋ฅธ ์ฐํ๋ฃจํธ์ ์ ์๊ฐํ๋ฅผ ์๋ฐฉํ์ฌ ๊ณํต์ ๊ณผ๋ ์์ ๋๋ฅผ ํ๋ณดํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ ์ด ์ ๋ต์ ์์ ์ด์ ์ ์๋ฒ์ ๋ด์์๋ ์ฌ์ ์ ์ค์ ๋ ๋ฌดํจ์ ๋ ฅ ์ถ๋ ฅ์
์ ์งํ๋ค๊ฐ, ์ ์์ด ์ด์ ๋ฒ์๋ฅผ ๋ฒ์ด๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ ์ ๋ฒ์ ์ ์ง๋ฅผ ์ํด ๋ฌดํจ์ ๋ ฅ์ ์ถ๋ ฅํ๊ฒ ๋๋ dead band ์ ์ด๋ฅผ ์ํํ๊ฒ ๋๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 16์ STATCOM์ ์ ์/๋ฌดํจ์ ๋ ฅ ํน์ฑ์ ๋ํ๋ธ ๊ทธ๋ํ์ด๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 16. ๋ํด์ SVC ์ ์/์ ๋ฅ ํน์ฑ
Fig. 16. East Coast SVC V/I characteristics
๊ทธ๋ฆผ. 17. ํ๋ผ๋ฏธํฐ ์ ์ ์ ํ ์ ํ์ธ 1๊ธฐ ํ๋ฝ์ ๋ํ SVC ์ ์ดํน์ฑ ๋ณํ
Fig. 17. Control performance comparison between before/after parameter modifi- cation
for the Shinhanul #1 generator trip
์ด ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ์ ์ค์ ์ ์ด๊ธฐ์ ํ์ฅ ์ค์น ์ ์ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์ ์คํ์ค์ ํด๋น ์ ์ด๊ธฐ๋ฅผ ์ค์นํ์ฌ ์ํํ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 17์ ํด๋น ์ค๋น์ ์ํํญ๋ชฉ ์ค ์ธ๊ทผ ์ ํ์ธ ๋ฐ์ ๊ธฐ 1๊ธฐ(1500MW) ํ๋ฝ ์ ์ ์ด ํน์ฑ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ์ต์ด ์ ์ด๊ธฐ๋ฅผ ์ ์ฉํ ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ณํต ์ ์๋ณํ์
๋ฐ๋ผ SVC์ TSC๊ฐ ํฌ์
/์ฐจ๋จ์ ๋ฐ๋ณตํ๋ฉฐ ๊ณต๊ธ ๋ฌดํจ์ ๋ ฅ์ ๊ธ๊ฒฉํ ๋ณ๋์ด ๋ฐ์ํ๋ฉฐ ๊ณํต ์ ์์ ์ธ๋์ ๋ฐ์์ํค๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. ์ด์๊ฐ์
๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๊ธฐ ์ํด ์ ์ด๊ธฐ ํ๋ผ๋ฏธํฐ ํ๋์ ์ํํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ๋ณต์ ์ธ TSC ํฌ์
/์ฐจ๋จ ํ์์ ํด์ ๋ฐ ๊ณํต ์ ์ ์ํฅ์ด ํด์๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๋ค.
3.3 TCSC ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ
TCSC๋ 345kV ๋ํด-์ ์ ์ฒ, ํ์ธNP-์ ์์ฃผ ์ก์ ์ ์ 1๊ธฐ์ฉ, ์ด 4๊ธฐ๊ฐ ์ค์น๋์ด ์๋ค. ํด๋น TCSC๋ ์ก์ ์ ์ค๊ฐ์ ํฌ์
๋๋ ๊ฒ์ด ์๋๋ผ,
๊ฐ๊ฐ ์ ์ ์ฒ, ์ ์์ฃผ ๋ณ์ ์ ๋ด์ ์ค์น๋์ด ์๋ค. ํด๋น ์ค๋น๋ ์์ ์ฐ๊ณ ์ก์ ์ ์ํผ๋์ค์ 50%๋ฅผ ๋ณด์ํ๋ฉฐ 765kV ๊ณ ์ฅ ์ SPS ์ ํธ๋ฅผ ๋ฐ์
๋ณด์๋์ 70%๊น์ง ์์น์์ผ ๊ณผ๋์์ ๋ ์ ์ง์ ๊ธฐ์ฌํ๊ฒ ์ค๊ณ๋์๋ค. ํด๋น ์ค๋น๋ ์ง๋ ฌ ์ค๋น์ด๋ฉฐ, ์ธ๊ทผ ์์๋ ฅ ๋ฐ์ ๊ธฐ์ SSTI(Sub-Synchronous
Torsional Interaction) ํ์์ผ๋ก ์ธํ ์ถ ํ์์ ์ผ๊ธฐํ ์ ์์ด ์ด์ ๋ํ ๊ฒํ ๊ฐ ๋ฐ๋์ ํ์ํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 18. 765kV ์ด์ค๊ณ ์ฅ ์ TCSC ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ถ์
Fig. 18. Analysis of TCSC dynamic performance test results in case of 765kV double
contingency
์ด ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ์ ์ค์ ์ ์ด๊ธฐ์ ํ๋์จ์ด ๋ฐ ์ํ๋ฅด์จ์ด๊ฐ ๋์ผํ ๋ ํ๋ฆฌ์นด ์ ์ด๊ธฐ๋ฅผ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์ ์คํ์ค์ ๋์
ํ์ฌ ์ํํ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 18์ 765kV ๊ณ ์ฅ ์ TCSC์ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ 765kV ๊ณ ์ฅ ์์๋ TCSC๋ Bypass ๋ณดํธ๊ฐ ๋ฐ์ํ์ง ์์ผ๋ฉฐ SPS ์ ํธ
์์ ํ 83ms ์ด๋ด์ 70% ๋ณด์์ด์ ์ ์ํํ๋ ๋ฑ ์ ์ด์ฑ๋ฅ ์ด์์ด ์์์ ํ์ธํ์๋ค.
์ด๊ธฐ ์ ์ด๊ธฐ์ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ ์๋ฃ ์ดํ, ํด๋น ์ ์ด๊ธฐ๋ ๋ ๊ฐ์ง ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์ ์ ์ ์ํํ์๋ค. ๊ทธ ์ค ํ๋๋ TCSC ์ฐ๊ณ ์ก์ ์ ๋ด๋ถ ๊ณ ์ฅ์ด ๋ฐ์ํ
๊ฒฝ์ฐ, ๊ณ ์ฅ์ ๊ฑฐ๋ฅผ ์ํ ์ก์ ์ ์ฐจ๋จ ํ ์ฌํ๋ก ๊ณผ์ ์์ PLL ๋๊ธฐ ๊ฒ์ ์ ์ํ ์ง์ฐ์๊ฐ์ ์ ๊ฑฐํ ๊ฒ์ด๋ค. ์ด ์ง์ฐ์๊ฐ์ ์ฝ 1.3์ด๊ฐ ์ง์๋์๋ค.
ํด๋น ์ง์ฐ์ ์ ๊ฑฐํ ๋ฐฉ๋ฒ์, ์๋ก์ด ๋๊ธฐ ๊ฒ์ ์ด ์๋ฃ๋ ๋ ๊น์ง, ๊ณ ์ฅ์ ์ PLL ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํ์ฉํ์ฌ ์ ์ด์ ์ ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ, ๊ธฐ์กด 1.3์ด
์ง์ฐ์๊ฐ๋์ TCSC๊ฐ ์ค์ ๊ณํต ๋๊ธฐ์ ์์ดํ PLL ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์ ์ด๋ฅผ ์ํํ๋ฏ๋ก ๊ณํต์ ๋ถ์์ ๋ฐ ์ํธ์ํฅ์ ์ผ๊ธฐํ ์ฐ๋ ค๊ฐ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์
ํด๋น ์ ์ด ์ ๋ต์ ์ค์ ์ ์ด๊ธฐ์ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ ์ ๋ ํ๋ฆฌ์นด ์ ์ด๊ธฐ์ ์ ์ฉ ๋ฐ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ ์ํํจ์ผ๋ก์จ, ์ ์ด ์ฑ๋ฅ ๋ฐ ๊ณํต ์ํฅ์ ์ํํ์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 19. ์ฌํ๋ก ์ ํฌ์
์ง์ฐ์๊ฐ ์ ๊ฑฐ๋ฅผ ์ํ ์ ์ด์ ๋ต ๋ฐ์ ์ /ํ ๋น๊ต
Fig. 19. Comparison before/after reflecting control strategy to eliminate reinsertion
delay time when reclosing
๊ทธ๋ฆผ 19๋ ์ ์ด์ ๋ต ๋ฐ์ ํ ์ฌํ๋ก ์ง์ฐ์๊ฐ ์ ๊ฑฐ ๋ฐ ์ ์ด ์ฑ๋ฅ ํ์ธ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ์๊ธฐ ์ ๋ต์ ๋ฐ์ํ์์ ๋, ์ฌํ๋ก ์ ๊ด์ฐฐ๋๋ ๋๊ธฐ์ง์ฐ์๊ฐ์ด
์ ๊ฑฐ๋จ์ ํ์ธํ์๋ค. ๋จ, ๊ธฐ์กด์ PLL์ ํ์ฉํ ์์๊ฐ์ด ์ค์ ๊ณํต ์์๊ฐ๊ณผ ๋ค์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ฝ๊ฐ์ ๋ฆฌํ์ด ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๋ค.
ํ์ง๋ง ์ด์ ๊ฐ์ ๋
ธ์ด์ฆ๊ฐ ์ ๋ก์ ๋ฅ, ๋ฒจ๋ธ์ ๋ฅ, ์ปคํ์ํฐ ์ ์ ๋ฐ Boost factor ๋ฑ TCSC์ ์ฃผ์ ์ ์ด ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น์ง ์์์ ํ์ธํ
์ ์๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ๋
ธ์ด์ฆ๋ PLL ๋๊ธฐ ๊ฒ์ ์ด ์๋ฃ๋๋ฉด ๋ค์ ์ ์๋์์ผ๋ก ๋ณต๊ทํจ์ ํ์ธํ ์ ์๋ค.
๋ ๋ค๋ฅธ ์ ์ ์ ์ก์ ์ ์ ์กฐ๋ฅ๊ฐ ๋ฎ์ ์ํฉ์์ ๋ณํ TCSC์ ์ํธ์ํฅ์ ์ํ ์ง๋์ ํด์ํ๊ธฐ ์ํด ์งํ๋์๋ค. ๊ฒํ ๊ฒฐ๊ณผ PLL ์ ์ด๊ธฐ์ gain์ด
์ ๋ ฅ๊ณํต ํ๊ฒฝ์ ๋นํด ๋ฏผ๊ฐํ๊ฒ ์ค์ ๋์ด ์์ด ์ ์ ๋ฅ ์ํฉ์์ ๋ณํ TCSC๊ฐ ์ ์ด๊ฐ์ญ์ ์ผ์ผํค๋ ๊ฒ์ด ํ์ธ๋์๋ค. ์ด๋ฅผ ํด์ํ๊ธฐ ์ํด ์ ์ด๊ธฐ gain์
๋ฎ์ถ๋ ์์
์ ์ํํ์์ผ๋ฉฐ, PLL ํ๋ผ๋ฏธํฐ ์ ์ ์ ์ํ ๊ณํต์ํฅ ๊ฒ์ฆ์ ์ํด ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ์ ๋ค์ ์ํํ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 20์ ํ๋ผ๋ฏธํฐ ์ ์ ์ ๋ณํ TCSC์ ์ ์ด ๊ฐ์ญํ์(ํ๋์)๊ณผ ์ ์ ํ ๊ฐ์ญํ์ ํด์๋ฅผ ํ์ธ(์ด๋ก์)ํ ๊ฒ์ด๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 20. ๋ณํ TCSC ์ํธ ๊ฐ์ญํ์ ์ฌํ ๋ฐ ํ๋ผ๋ฏธํฐ ์ ์ ๊ฒฐ๊ณผ
Fig. 20. Reproduction of the parallel TCSC interaction and parameter modification
results
๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ํด๋น ์ค๋น์ ํ์ธ ๋ฐ์ ๊ธฐ ์ฌ์ด์ SSTI ํ์์ ๋ฐ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๊ฒํ ํ์๋ค. ํด๋น ํด์์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๊ณํต์ ์ฃผํ์๋ณ ์ ๊ธฐ์ ๋ํ์
์ฐ์ ํ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก, ์ ์ฃผํ์ ์์ญ์์ ์ ๊ธฐ์ ๋ํ์ด ์์๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ค๋ฉด ์ฐจ๊ณผ๋ ์ง๋ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ฐ์ํ์ง ์๋๋ค. ๋ง์ฝ ์ ๊ธฐ์ ๋ํ์ด ์์๊ฐ์ด๋ผ ํ ์ง๋ผ๋
๋ฐ์ ๊ธฐ ์ถ์ ๊ธฐ๊ณ์ ๋ํ๋ณด๋ค ์์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ฐจ๊ณผ๋ ๊ณต์ง ๋ฌธ์ ๋ ๋ฐ์ํ์ง ์๋๋ค. ๋ง์ฝ ์ ๊ธฐ์ ๋ํ์ด ์์์ด๋ฉฐ ๊ธฐ๊ณ์ ๋ํ๋ณด๋ค ๊ทธ ์ ๋๊ฐ์ด ํด ๊ฒฝ์ฐ์๋
์ค์ ์ฐจ๊ณผ๋ ๊ณต์ง ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋์ง๋ฅผ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํด ์๋ชจ์๋ฅผ ํตํด ํ์ธํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 21. SSTI ๊ฒํ ๋ฅผ ์ํ ๊ณํต ๊ตฌ์ฑ
Fig. 21. System topology for SSTI review
๊ทธ๋ฆผ 21์ SSTI์ ๊ฐ์ฅ ์ทจ์ฝํ ๊ณํต ๊ตฌ์กฐ์ด๋ค. ๋ค๋ฅธ ๊ตฌ์กฐ์ ๊ฒฝ์ฐ TCSC์ ๋ฐ์ ๊ธฐ๊ฐ ์ง๊ฒฐ๋๋ ์ํฉ์์๋ SSTI ๋ฐ์์กฐ๊ฑด์ด ์ถฉ์กฑ๋์ง ์๋๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 22์ ๊ทธ๋ฆผ 21์ ๊ณํต ์ํ์์ ํ์ธ 3, 4๋ฐ์ ๊ธฐ์ ์ ๊ธฐ์ ๋ํ๊ณผ ๊ธฐ๊ณ์ ๋ํ์ ๋น๊ตํ ๊ฒ์ด๋ค. ์ฝ 12Hz ์ธ๊ทผ์์ ๊ธฐ๊ณ์ ๋ํ๊ณผ ์ ๊ธฐ์ ๋ํ์ด ๋งค์ฐ ์ ์ฌํ
์ง์ ์ด ์์์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 23์ ํด๋น ์ง๋์ด ์ค์ ๊ณํต์ ์กด์ฌํ๋์ง ํ์ธํ๊ธฐ ์ํด์ ์ ๋ฐ ์๋ชจ์๋ฅผ ์ํํ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ์์ ๊ณ ์ฅ์ 3์ ์ง๋ฝ๊ณ ์ฅ์ ์ธ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ง์ฝ ํน์ ์ง๋์
๋ํ์ด ์์๋ผ๋ฉด ํน์ ์ฃผํ์์ ์ง๋์ด ์ง์์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ ์์์ด ๋ํ๋๊ฒ ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ฒํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ์ ๊ธฐ์ ์ถ๋ ฅ์ด ์์ ํ ๋๋ฉฐ, ๋ชจ๋ ์ง๋์ด ์์ ํ๋จ์
ํ์ธํ์๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ํด๋น ๊ณํต ์ํฉ์์๋ SSTI ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ฐ์ํ์ง ์์์ ํ์ธํ์๋ค. ํนํ ํด๋น ์์ธ ๋ชจ์๋ ๋ฐ์ ๊ธฐ์ ์ถ๋ ฅ์ด ์ ์ผ ๋ฎ์ ๊ธฐ๊ณ์
๋ํ์ด ์ ์ผ ๋ฎ์ ์ํ์ ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ์์๋ ฅ ๋ฐ์ ๊ธฐ๊ฐ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ต๋ ์ถ๋ ฅ์ผ๋ก ์ด์ ํ๋ ์ ์ ๊ฐ์ํ ๊ฒฝ์ฐ, ๊ทธ๋ฆผ 23์ ๊ฒํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋งค์ฐ ๋ณด์์ ์ธ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ํ ๊ณํต์ด์ ์ํฉ์์ SSTI ๋ฐ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์์์ ํ์ธํ ์ ์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 22. ๊ณํต ์ ๊ธฐ์ ๋ํ ๋ฐ ๋ฐ์ ๊ธฐ ๊ธฐ๊ณ์ ๋ํ ๋น๊ต
Fig. 22. Comparison of system electrical damping and generator mechanical damping
๊ทธ๋ฆผ. 23. SSTI ๋ฐ์์ฌ๋ถ ํ์ธ์ ์ํ ์์ธ ์๋ชจ์ ๊ฒฐ๊ณผ
Fig. 23. Results of perturbation simulation to confirm the SSTI occurrence
4. ๊ฒฐ ๋ก
ํฅํ ์ก์ ๋ง ํ์ถฉ์ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด์ ์ ๋ ฅ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ํน์์ค๋น๋ ๊ณ์ ๋์
/ํ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์์๋๋ค. ๋ํ ์ฌ์์๋์ง ์ ์์ ์ฐ๊ณ๋ฅผ ์ํ ์ธ๋ฒํฐ์
ํ์ฉ ์ญ์ ์ง์์ ์ผ๋ก ์ฆ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์์๋๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ์ ๋ ฅ์ฐ์
์ ํ๊ฒฝ ๋ณํ๋ก ์ธํด ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ํน์์ค๋น ๋น์ค์ ์ง์์ ์ผ๋ก ํ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์์๋๋ค.
์ ๋ ฅ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ํน์์ค๋น๋ค์ ๋น ๋ฅธ ์ ์ดํน์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ผ๋ฉฐ ๋ฅ๋์ ์ผ๋ก ์ค๋น์ ์ถ๋ ฅ์ ์ ์ดํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ด๋ฅผ ์ ํ์ฉํ๋ค๋ฉด ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์์ ํ์ ๊ธฐ์ฌํ
์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ด์ ๊ฐ์ ์ ์ด๋ค๋ก ์ธํด ๊ธฐ์กด AC์ ๋ ฅ์ค๋น ๋๋ ์ ๊ท ์ ๋ ฅ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ์ค๋น๋ค ์ฌ์ด์ ์ํธ ์ํฅ์ด ๋ฐ์ํ ๊ฒฝ์ฐ, ๊ณํต ๋ถ์์ ์ ์์ธ์ด
๋ ์ํ๋ ์กด์ฌํ๋ค. ํ ์์ค์์, ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ํน์ฑ์ ๋ฐ์ํ๋ฉด์ ์ ๋ ฅ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ ์ค๋น์ ์ํธ์ํฅ ๋ถ์์ ์ํํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์์์น ๊ธฐ๋ฐ ๋๊ท๋ชจ ์ ๋ ฅ๊ณํต
์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ด์ธ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์๋ค. ๋ํ ์ค์ ์ ์ด๊ธฐ ๋ฐ ๋ ํ๋ฆฌ์นด ์ ์ด๊ธฐ๋ฅผ ํ์ฉํ ํ๋์จ์ด ์ฐ๊ณ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ํด์๋ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ธฐ์ ์
ํ๋ณด๊ฐ ๋งค์ฐ ์ค์ํ๋ค. ์ด ๋
ผ๋ฌธ์์๋ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ํด์์ ์ํ ์์๊ธฐ์ ๋ค ๋ฐ ํด๋น ๊ธฐ์ ๋ค์ ์ ์ฉ์ฌ๋ก๋ค์ ์๊ฐํ์๋ค. ์์๊ธฐ์ ์์๋ ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต
๋ชจ๋ธ๋ง ๊ธฐ์ ๋ฐ ์ค์๊ฐ ๊ฐ์/๋ถ์ ๊ธฐ์ ์ ์๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ, ์ฌ๋ก์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ด๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ ์ค์ ์ค๋น๋ค์ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด ๋ณธ ๊ธฐ์ ์ ์ ์ฉ์ฑ์
์ ์ํ์๋ค. ํฅํ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ์ค์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณํต ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ธฐ์ , ์ํธ์ํฅ ๋ถ์๊ธฐ์ ๋ฐ ๋ค๊ธฐ ๋ ํ๋ฆฌ์นด ์ฐ๊ณ์ํ ๊ธฐ์ ์ ํ๋ณด๊ฐ ํ์ํ๋ค.
References
Heejin Kim, Jun. 2019, Smart and Green Substation: Shaping the Electric Power Grid
of Korea, IEEE power and energy magazine, Vol. 17, No. 4, pp. 24-34
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
Sehyun Kim, Apr 2019, Expanding Power Systems in the Republic of Korea: Feasibility
Studies and Future Chal- lenges, IEEE Power and Energy Magazine, Vol. 17, No. 3, pp.
61-72
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
K. Hur, 2018, Advanced Real Time Power System Simulator for Korea Electric Power Systems:
Challenges and Opportunities., IEEE PES
![Google Search](../../Resources/images/icon_google.png)
H. Saad, S. Dennetiere, B. Clerc, 2017, Interactions investigations between power
electronics devices embedded in HVAC network., 13th IET International Conference on
AC and DC Power Transmission (ACDC 2017)
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
Xavier Guillaud, Sep 2015, Applications of real-time simulation technologies in power
and energy systems, IEEE Power and Energy Technology Systems Journal, Vol. 2, No.
3, pp. 103-115
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
MD Omar Faruque, Jun 2015, Real-time simulation technologies for power systems design,
testing, and analysis, IEEE Power and Energy Technology Systems Journal, Vol. 2, No.
2, pp. 63-73
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
Isao Iyoda, Belanger Jean, Aug 2017, History of power system simulators to analyze
and test of power electronics equip- ment, 2017 IEEE HISTory of ELectrotechnolgy CONference
(HISTELCON)
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
Yunwen Guo, Oct 2013, Analysis on the effects of STATCOM on CSG based on RTDS, IEEE
PES ISGT Europe 2013
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
L. Shen, Aug 2014, Potential interactions between VSC HVDC and STATCOM., 2014 Power
Systems Computation Conference
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
Collados Rodriguez Carlos, Aug 2018, Interaction analysis in islanded power systems
with HVDC interconnections, Papers & presentations of the 3rd International Hybrid
Power Systems Workshop
![Google Search](../../Resources/images/icon_google.png)
RTDS Technologies Inc. Large-scale-simulators. Available online:, https://legacy.rtds.com/wp-content/uploads/2015/12/Large-scale-simulators.pdf
(accessed on 12 October 2020).
![Google Search](../../Resources/images/icon_google.png)
In-Kwon Park, 2017, Large-scale AC/DC EMT Level System Simulations by a Real Time
Digital Simulator (RTDS) in KEPRI-KEPCO, KEPCO Journal on Electric Power and Energy,
Vol. 3, No. 1, pp. 17-21
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
Jiyoung Song, Jan 2020, Application of the First Replica Controller in Korean Power
Systems, Energies, Vol. 13, No. 13, pp. 3343
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
I. L. Cowan, S. C. M. Marshall, 2019, Installation and interfacing HVDC control replicas
at the national HVDC centre., 15th IET International Conference on AC and DC Power
Transmission (ACDC 2019)
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
Y. Vernay, Jun 2017, New HVDC LCC replica platform to improve the study and maintenance
of the IFA2000 link, Proceedings of the International conference on Power System Transients
(IPST2017).
![Google Search](../../Resources/images/icon_google.png)
Jiyoung Song, Jan. 2020, Hardware-in-the-Loop Simulation Using Real-Time Hybrid-Simulator
for Dynamic Performance Test of Power Electronics Equipment in Large Power System,
Energies, Vol. 13, No. 15, pp. 3955
![DOI](../../Resources/images/icon_crossref.png)
์ ์์๊ฐ
He recived his B.S and Ph.D degrees in Electrical Engineering from Korea Univ, Incheon,
Korea in 2011 and 2018.
At present, he is a senior researcher in Power Grid Group of KEPCO Research Institute.
His research interests include power system analysis, HVDC operation strategy.
Tel: 042-865-5828, Fax: 042-865-5828
E-mail : seungchan.oh@kepco.co.kr
He received his B.S and M.S in Electrical Engineering from Hanyang University and
Korea University Seoul, Korea in 2008 and 2010.
At present he is senior researcher in Power Grid Group of KEPCO research Institute.
His research interests are power system analy- sis, impact study, and HVDC/FACTS dynamic
performance testing.
Tel: 042-865-5825, Fax: 042-865-5825
E-mail : jy.song@kepco.co.kr
He recived his B.S and M.S. degrees in Electrical Engineering from Incheon National
Univ, Incheon, Korea in 2002 and 2004.
At present, he is a principal researcher in Power Grid Group of KEPCO Research Institute.
His research interests include power system analysis, HVDC and FACTS planning.
Tel: 042-865-5822, Fax: 042-865-5829
E-mail : jaegul.lee@kepco.co.kr
She recived her B.S and M.S. degrees in Electrical Engineering from SangMyung Univ,
Seoul, Korea in 2015 and 2017.
At present, she is a researcher in Power Grid Group of KEPCO Research Institute.
Her research interests include power system analysis, renewable energy integration
study and FACTS planning.
Tel: 042-865-5824, Fax: 042-865-5829
E-mail : solyoung.jung@kepco.co.kr
He received his B.S and Ph.D. degrees in Electrical and Computer Engineering from
Pusan National Univ, Busan, Korea in 2009 and 2016, respectively.
He is currently a researcher in Power Grid Group of KEPCO Research Institute.
His research interests generally include HVDC/ FACTS, controls, and power electronics
in power system.
Tel: 042-865-5836, Fax: 042-865-5825
E-mail : hyunkeun.ku@kepco.co.kr
He received the B.S., M.S., and Ph.D. degrees in electrical engineering from Kyungpook
National University, Daegu, Korea, in 1993, 1995, and 2006, respectively.
Since 1995, he has been with Korea Electric Power Corporation Research Institute(KEPRI),
the research institute of Korea Electric Power Corporation.
He is currently a Chief Researcher and leads the Power System Group in power system
laboratory, KEPRI.
From March 2003 to February 2004, he was a Visiting Scholar with Electric Power Research
Institute, Palo Alto, CA, USA,.
His research interests include wide area monitoring, protection and control systems
based on synchro-phasor data, hierarchical voltage controls, real-time digital simulations,
and transient/ dynamic stability studies.
Tel: 042-865-5810, Fax: 042-865-5829
E-mail : jeonghoon.shin@kepco.co.kr