분산전원 연계 계통에서의 과전류계전기 오동작에 관한 연구

박종일(Jong-Il Park),이계병(Kyebyung Lee),박창현(Chang-Hyun Park) 대한전기학회 2018 전기학회논문지 Vol.67 No.12

This paper deals with an analysis of the causes of over current relay(OCR) misoperation in power system with distributed generations(DG). In general, Y-D and Y-Y-D transformer connections are used for grid interconnection of DG. According to the interconnection guideline, the neutral point on Y side should be grounded. However, these transformer connections can lead to OCR misoperation as well as over current ground relay(OCGR) misoperation. Several researches have addressed the OCGR misoperation due to the interaction between transformer connections and zero-sequence voltage of distribution system. Recently, a misoperation of OCR at the point of DG interconnection to the utility system has been also reported. With increasing the interconnections of DG, such OCR as well as OCGR misoperations are expected to increase. In this paper, PSCAD/EMTDC modeling including DG interconnection transformer was performed and various case studies was carried out for identifying the cause of OCR misoperation.

대용량 태양광전원이 연계된 배전선로에 있어서 보호협조기기의 최적 운용알고리즘

권순환(Soon-hwan Kwon),이후동(Hu-dong Lee),남양현(Yang-hyun Nam),노대석(Dae-seok Rho) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.5

최근, 대용량의 태양광전원이 연계된 배전계통은 기존의 단방향과 달리 양방향의 조류가 발생하고, 태양광전원의 연계위치 및 고장위치에 따라 사고전류의 크기와 방향이 변하여, 보호기기간의 협조시간차가 충분히 확보되지 않는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 태양광전원을 고려하지 않은 기존의 보호기기 정정치를 그대로 적용하고 있어 보호기기간의 협조시간차를 확보하기 어려운 상황이 발생하고 있다. 따라서 본 논문에서는 태양광전원이 연계된 선로에서 고려할 수 있는 3가지 Case의 보호기기 정정치 운용모드를 제시하고, 이를 바탕으로 태양광전원의 용량에 따른 최적의 보호협조 시간을 도출할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 한편, 이를 바탕으로 보호협조 전용소프트웨어인 Off-DAS를 이용하여, 태양광전원이 연계된 배전계통을 모델링하고, 보호기기(변전소 계전기, 리클로저(Recloser), 고객계전기, 태양광전원 고객계전기)간의 협조시간차 특성을 분석한다. 실 계통을 대상으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 본 논문에서 제시한 보호기기의 정정치 운용 모드와 정정치 산정 방식이 태양광 전원이 연계된 배전계통 보호기기간의 협조시간을 안정적으로 확보할 수 있음을 알 수 있었다. If a photovoltaic (PV) system is installed in a primary feeder interconnected with the PV system, bi-directional power flow can occur, and then, the magnitude and direction of the fault current can change, depending on the fault location and point of common coupling (PCC) of the PV system, and the time current curve (TCC) cannot be properly coordinated between protection devices. Also, it is difficult to obtain a proper time interval for protection devices because the conventional setting approach is applied, even though the PV system is installed and operating. Therefore, this paper presents three operation modes considering the operational conditions of the PV system to obtain setting values for protection devices. Based on the mode, this paper proposes an algorithm to calculate the optimal protection coordination time interval according to the introduction capacity of the PV system. In addition, this paper performs modelling of a distribution system with the PV system and protection devices by using Off-DAS S/W, and analyzes the characteristics of the time interval between the protection devices, such as substation relays, reclosers, customer relays, and PV customer relays. The simulation results confirmed that the proposed operational modes and setting-value algorithms are useful and effective for protection coordination in a distribution system for a PV system.

분산전원이 연계된 배전계통에 보호협조기기 평가시스템의 최적운용에 관한 연구

지성호(Ji, Seong-Ho),송방운(Song, Bangwoon),김병기(Kim, Byung-Ki),노대석(Rho Dae-Seok) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.6

최근 배전계통은 정부의 녹색성장 정책으로 태양광, 풍력발전 등과 같은 분산전원의 보급률이 지속적으로 증가되고 있는 실정이다. 이러한 분산전원의 연계로 기존 배전계통의 조류흐름은 단방향(One-direction)에서 양방향 (Bi-direction)으로 변화되고, 고장전류의 증·감이 발생하는 등, 다양한 변화가 생겨 배전계통의 운용상에 여러 가지 문제점들이 발생할 가능성이 커지고 있다. 따라서 본 논문에서는 분산전원의 배전계통 연계에 따른 보호기기의 정정 및 양방향 보호협조 검토가 가능한 보호협조 평가알고리즘과 실제의 사고전류 값을 이용한 개선된 T-C곡선 알고리 즘을 제안하고, 이 알고리즘을 바탕으로 양방향 보호협조 평가시스템을 개선하였다. 또한 평가시스템을 이용하여 배 전계통을 모델링하고, 분산전원 연계 시 보호기기들 간의 보호협조를 검토하여, 분산전원이 연계된 경우 배전계통에 발생할 수 있는 기술적인 문제점들을 분석하여 그 방안을 제시하였다. Recently, with the world-wide issues about global warming and CO₂ reduction, a number of distributed generations(DGs) such as photovoltaic(PV) and wind power(WP), are interconnected with the distribution systems. However, DGs can change the direction of the power flow from one-direction to bi-direction, and also change the direction and amount of fault current of existing distribution systems. Therefore, it may cause the critical problems on the power quality and protection coordination. This paper proposes an operation algorithm for bi-directional protection coordination using and apply it for the evaluation system for protection coordination. From the simulation results It is found that the proposed method is more effective and convenient than existing method.

분산전원이 연계된 배전계통에서 보호협조기기의 운용특성에 관한 연구

김소희,지성호,김선영,노대석 한국융합학회 2011 한국융합학회논문지 Vol.2 No.2

최근 정부의 녹색성장 정책에 의해 배전계통에 태양광, 풍력발전 등과 같은 분산전원의 보급률이 지속적 으로 증가되고 있는 실정이다. 이러한 분산전원의 설치가 급증함에 따라 기존 배전계통의 조류흐름은 단방향(Onedirection) 에서 양방향(Bi-direction)으로 변화되고 고장전류의 증·감이 발생하는 등, 다양한 변화가 생겨 배전계통 의 운용상에 여러 가지 문제점들이 발생할 가능성이 커지고 있다. 따라서 본 논문에서는 분산전원의 배전계통 연계 에 따른 보호기기의 정정 및 양방향 보호협조검토가 가능한 보호협조 평가알고리즘을 제안하고, 그 알고리즘을 바 탕으로 양방향 보호협조 평가시스템을 제작하였다. 또한 평가시스템을 이용하여 배전계통을 모델링하고 분산전원 연계 시 보호기기들 사이의 보호협조를 검토하여, 분산전원이 연계된 경우 배전계통에 발생할 수 있는 기술적인 문제점들을 분석하여 그 방안을 제시하였다.

PSCAD/EMTDC를 이용한 풍력발전의 배전계통 사고특성에 관한 연구

손준호,김병기,전진택,노대석 한국융합학회 2011 한국융합학회논문지 Vol.2 No.2

2008년도 지식경제부의 전망에 의하면 신재생에너지전원 중 풍력발전의 보급전망은 2020년 37%, 2030년 42%에 달하고, 2012년부터 시행 예정인 신재생에너지 의무할당제(Renewable Portfolio Standard-RPS)의 도입으 로 태양광 및 풍력 등의 신재생에너지가 향후 지속적으로 배전계통에 연계·운용될 것으로 예상된다. 현재 풍력은 배전계통에 전용선로로 연계되어 계통에 미치는 영향은 미미하지만, 3[MW] 이상의 대규모 풍력발전이 일반 배전 선로로 확대 운용되면, 풍력발전 연계용 변압기 및 풍력발전기의 %임피던스에 의한 사고전류 변동으로 보호계전기 (OCR, OCGR)의 오․부동작을 야기할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 풍력발전기인 이중여자유도발전기 (Double-Fed Induction Generator-DFIG)가 고압 배전선로에 연계되어 운전되는 경우, 3상단락, 2선단락 및 1선지 락의 사고특성을 분석하기 위하여, 전력계통 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 풍력발전기의 모델링 과 시뮬레이션을 수행하고, 대칭좌표법을 통한 이론적인 수치해석의 결과치를 비교/분석하여, 제안한 수법의 유용 성을 확인하였다.

Development of Evaluation Systems for Bi-Directional Protection Coordination in Distribution System Considering Distributed

Sohee Kim,Seongho Gi,Daeseok Rho 보안공학연구지원센터(IJGDC) 2012 International Journal of Grid and Distributed Comp Vol.5 No.1

태양광전원이 연계된 배전계통 보호협조기기의 부동작패턴 탐색알고리즘에 관한 연구

권순환(Soon-Hwan Kwon),태동현(Dong-Hyun Tae),이후동(Hu-Dong Lee),노대석(Dae-Seok Rho) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.9

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. 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.