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공은경(Eun-Kyoung Gong),박채운(Chaewoon Park),김태현(TaeHyun Kim),채명석(Myeong-Suk Chae),박종배(Jong-Bae Park) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
최근 재생에너지 발전자원(Renewable Energy Source, RES) 보급 증가로 인한 계통 연계점에서의 다양한 문제점이 대두되고 있다. 재생에너지 자원은 분산화된 형태로 배전계통에 접속되며 이러한 분산 에너지자원(Distribution Energy Resources, DER)의 급격한 계통 연계는 접속허용용량의 제한, 연계점 전압 및 주파수 유지 등의 안전화 과제를 안고 있다. 기존에는 연계점 전압 변동과 역률에 대한 문제 해결 방안으로 배전용 변압기의 Tap을 조정하거나 SVR(Step Voltage Regulator), STATCOM, 역률 보상 장치 등을 운용하였다. 본 논문에서는 인버터를 활용하여 재생에너지 발전자원의 연계점에서 발생하는 전압 상승의 문제를 해결하고, IEEE의 13 node test feeder 계통을 모의하여 역률 개선의 효과를 분석하였다.
Octave를 이용한 전기 요금 최소화를 위한 ESS 운전 전략 최적화 방법에 대한 분석
공은경(Eun Kyoung Gong),손진만(Jin-Man Sohn) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.4
수요관리를 통해 전기요금을 절감할 수 있다. 부하의 수요 관리 방법 중 하나로 ESS를 설치해 수요가 높은 시간대의 부하를 수요가 낮은 시간대로 옮기는 peak shifting을 사용함으로써 최대 부하를 낮추고 전력량 요금을 절감할 수 있다. 전기요금은 계약 용량 당 기본요금과 전력량 요금으로 이루어져있다. 전력량 요금을 최소화하기 위한 최적화 수행시 목적함수는 선형식으로 표현할 수 있으며, 기본 요금 최소화를 위한 목적함수는 이차식으로 표현할 수 있다. 선형식으로 표현된 목적함수에서는 ESS PCS(Power Conversion System)의 충, 방전 효율이 다른 경우를 다룰 수 없기 때문에 본 논문에서 충, 방전 효율이 다른 경우의 영향을 반영하고 혼합정수계획법(MILP, Mixed Integer Linear Programming)을 이용할 수 있는 정식을 제시하였다. 혼합정수계획법을 사용한 정식에서는 사전에 정해진 최대 부하 절감율에 대해 전기요금 최소화를 수행하게 되지만 최대 부하 절감과 전기요금 절감을 동시에 고려하기 위해서는 이차 계획법을 사용하는 것이 유용하다. 본 논문에서는 각 최적화 방법에 대한 장, 단점을 도시철도 변전소에 대한 시뮬레이션 결과를 정량적으로 비교분석하여 ESS 설비계획수립에 적합한 최적화 방법을 선택할 수 있는 근거를 제시하였다. Reductions of the electricity charge are achieved by demand management of the load. The demand management method of the load using ESS involves peak shifting, which shifts from a high demand time to low demand time. By shifting the load, the peak load can be lowered and the energy charge can be saved. Electricity charges consist of the energy charge and the basic charge per contracted capacity. The energy charge and peak load are minimized by Linear Programming (LP) and Quadratic Programming (QP), respectively. On the other hand, each optimization method has its advantages and disadvantages. First, the LP cannot separate the efficiency of the ESS. To solve these problems, the charge and discharge efficiency of the ESS was separated by Mixed Integer Linear Programming (MILP). Nevertheless, both methods have the disadvantages that they must assume the reduction ratio of peak load. Therefore, QP was used to solve this problem. The next step was to optimize the formula combination of QP and LP to minimize the electricity charge. On the other hand, these two methods have disadvantages in that the charge and discharge efficiency of the ESS cannot be separated. This paper proposes an optimization method according to the situation by analyzing quantitatively the advantages and disadvantages of each optimization method.
Two Stage Hybrid Optimization을 사용한 ESS 최적 운전 전략에 대한 연구
공은경((Eun-Kyoung Gong),손진만(Jin-Man Sohn) 대한전기학회 2018 전기학회논문지 Vol.67 No.7
This paper presents an analysis and the methodology of optimal operation strategy of the ESS(Energy Storage System) for reduce electricity charges. Electricity charges consist of a basic charge based on the contract capacity and energy charge according to the power usage. In order to use electrical energy at minimal charge, these two factors are required to be reduced at the same time. QP(Quadratic Programming) is appropriate for minimization of the basic charge and LP(Linear Programmin) is adequate to minimize the energy charge. However, the integer variable have to be introduced for modelling of different charge and discharge efficiency of ESS PCS(Power Conversion System), where MILP(Mixed Integer Linear Programming) can be used. In this case, the extent to which the peak load savings is accomplished should be assumed before the energy charge is minimized. So, to minimize the electricity charge exactly, optimization is sequentially performed in this paper, so-called the Two Stage Hybird optimization, where the extent to which the peak load savings is firstly accomplished through optimization of basic charge and then the optimization of energy charge is performed with different charge and discharge efficiency of ESS PCS. Finally, the proposed method is analyzed quantitatively with other optimization methods.
박채운(Chaewoon Park),박종배(Jong-Bae Park),공은경(Eun-Kyoung Gong),조하(ZHAO HE),박대현(Dae-Hyun Park) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.7
최근 화석에너지원의 사용으로 인한 환경오염의 문제가 대두되고 있다. 이에 대응하기 위해 신재생에너지 보급이 빠르게 확산되고 있다. 그러나 재생에너지가 갖는 높은 간헐성은 계통 운영을 악화시키며, 재생에너지의 출력제한을 유발할 수 있다. 이에 대응하기 위한 방안으로 전력을 저장하는 에너지저장기술인 양수, 베터리, 공기를 압축하여 저장하는 CAES 등이 있으며, 최근에는 잉여전력으로 수소, 메탄을 생산하여 저장, 이용하는 P2G가 대두되고 있다. 본 논문에서는 P2G(Power To Gas)의 해외의 연구 방향과 전략을 살펴본다.