배전계통에 한류기적용을 고려한 임피던스보정 알고리즘을 활용한 과전류계전기 동작 특성 분석

조유정(Yoo-Jung Cho),박민기(Min-Ki Park),임성훈(Sung-Hun Lim) 대한전기학회 2021 전기학회논문지 Vol.70 No.11

Recently, as the interest in renewable energy has increased and the electric power industry has developed, the distributed power generation has increased and the fault current has increased. This situation can cause the over-current which exceeds the capacity of the circuit breaker, it may lead to accidents in a power system, so it needs to replace in a larger capacity circuit breaker or to reduce the fault current. Installing a superconducting fault current limiter (SFCL) is an effective way to limit the fault current, though the trip delay of the over-current relay(OCR) occurs, also affects the protection coordination between OCRs. The correction method using the voltage component of SFCL was carried out as a previous study on this problem. However, this method is complicated because the correction factor should be changed according to the system condition. In this paper, an impedance compensation method is proposed to effectively exclude the effect of SFCL on the OCR. Unlike the correction method using the voltage component previously studied, the bus voltage was reflected, and the relay elements were calculated as impedance using this to reconstruct the characteristic equation of the OCR to decrease the influence of the SFCL. In addition, for precise correction, the impedance is divided into resistance/reactance components and compared with previous method. The results are analyzed through simulation using PSCAD/EMTDC.

배전계통에 트리거형 한류기 적용시 과전류계전기 보호협조 분석

조유정,박민기,임성훈 대한전기학회 2023 전기학회논문지 Vol.72 No.12

As the requirement of the energy increases because the electric power industry has been growing, the fault current becomes higher. Variable countermeasures have been studied to reduce a fault current, since the fault currents influence other devices in a power distribution system. The superconducting fault current limiter (SFCL) is one of the solutions to limit the fault current with no loss in a normal period because the SFCL impedance only occurs during the fault time. However, the SFCL causes the trip delay of the over-current relays (OCR). The trip delay of OCR causes a negative impact on entire power distribution system and maximizes the power burden. In this paper, new OCR’s algorithm using impedance compensation is suggested to solve the operational delay of the OCRs. Algorithm of the OCR consists of all symmetrical impedance components derived from the voltages and currents of the power distribution system to prepare unsymmetrical and symmetrical ground faults. To prove the effectiveness of suggested method, the protection coordination between OCRs according to the SFCL installation was analyzed in 3 types of ground fault. The fault simulations for a power distribution system were carried out by using PSCAD/ EMTDC.

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.

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.

An Autonomous Optimal Coordination Scheme in a Protection System of a Power Distribution Network by using a Multi-Agent Concept

Hyun, Seung-Ho,Min, Byung-Woon,Jung, Kwang-Ho,Lee, Seung-Jae,Park, Myeon-Song,Kang, Sang-Hee The Korean Institute of Electrical Engineers 2002 KIEE International Transactions on Power Engineeri Vol.a2 No.3

In this paper, a protection system using a Multi-Agent concept for power distribution networks is proposed. Every digital over current relay(OCR) is developed as an agent by adding its own intelligence, self-tuning and communication ability. The main advantage of the Multi-Agent concept is that a group of agents work together to achieve a global goal which is beyond the ability of each individual agent. In order to cope with frequent changes in the network operation condition and faults, an OCR agent, suggested in this paper, is able to detect a fault or a change in the network and find its optimal parameters for protection in an autonomous manner considering information of the whole network obtained by communication between other agents. Through this kind of coordination and information exchanges, not only a local but also a global protective scheme is completed. Simulations in a simple distribution network show the effectiveness of the suggested protection 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.

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.

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.

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