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전기자동차 충·방전제어 통합 환경을 고려한 전기차 1차 주파수 회복예비력의 계통연계형 모델링
국경수,이지훈,문종희,최우영,박기준,장동식,Kook, Kyung Soo,Lee, Jihoon,Moon, Jonghee,Choi, Wooyeong,Park, Kijun,Jang, Dongsik 한국전력공사 2021 KEPCO Journal on electric power and energy Vol.7 No.2
As the spreading speed of electric vehicles increases rapidly, those are expected to be able to use them as flexible resources in the power system beyond the concern for the supply of its charging power. Especially when the Renewable Energy sources (RES) which have no intrinsic control capability have replaced the synchronous generators more and more, the power system needs to secure the additional frequency control resources to ensure its stability. However, the feasibility of using electric vehicles as the frequency control resources should be analyzed from the perspective of the power system operation and it requires the existing simulation frameworks for the power system. Therefore, this paper proposes the grid connected modeling of the primary frequency control provided by electric vehicles which can be integrated into the existing power system model. In addition, the proposed model is implemented considering technical performances constrained by the characteristics of the Vehicle-Grid Integration (VGI) system so that the simulation results can be accepted by the power utilities operating the power system conservatively.
광역 전력계통 주파수 감시망 적용을 위한 광역계통주파수의 전파속도에 관한 연구
국경수(Kook, Kyung-Soo),노대석(Rho Dae-Seok) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.8
본 논문은 대규모 전력 송전망에서 발전기가 사고로 인해 순간적으로 전력공급을 중단하게 되었을 때 과도 기간 동안 나타나는 전력계통 주파수의 급강하가 탈락된 발전기의 위치로부터 전력 송전망 전체로 파급되어 가는 전 파속도를 분석한다. 이러한 전력계통 주파수 동요의 전파속도는 전력계통 고유의 특성에 따라 다르게 나타나기 때문 에 광역적 측면에서 전력 수송망의 특성을 이해하는데 중요한 파라미터이며, 최근 미국의 전력 송전망을 대상으로 운 영중인 광역 전력계통 주파수 감시스템(FNET)을 활용한 전력 IT 적용연구에서 중요한 파라미터로 활용되고 있다. 본 논문에서는 방대한 규모를 가진 미 동부의 전력송전 연계계통에 대해 최근의 동적모델을 사용하여 다양한 위치에서 의 발전기 탈락을 모의한 후 이에 따른 전력계통주파수 동요의 전파 특성을 분석하고 그 전파속도를 제시한다. This paper analyzes the propagation speed of the wide-area power system frequency. When a generator supplying the electric power to the grid is accidently tripped due to a disturbance on the systems, power system frequency suddenly drops during the transient period and this propagates from the location of the tripped generator to the other part of the systems like a wave. Since the propagation speed of the power system frequency depends on the own characteristics of power systems, its understanding from the perspective of the wide-area can help us in understanding power systems more correctly. In addition, the propagation speed of the power system frequency is used as a key parameter in the application study of IT based on the internet-based GPS synchronized frequency monitoring network (FENT) which has been recently implemented and operated in U.S. power systems. This paper simulates the generation trip on various locations in U.S. power systems deploying its latest dynamic model and calculates the propagation speed of the power system frequency for the application of FNET.
동적모델을 이용한 대규모 전력계통의 등가 리액턴스와 저항 비율(X/R) 계산
국경수(Kook, Kyung-Soo),노대석(Rho Dae-Seok) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.6
본 논문은 발전기, 변압기, 선로 및 부하로 구성 되는 복합 전력계통의 등가 리액턴스와 저항의 비율인 X/R 값을 더욱 효과적으로 계산하는 방법을 제안하고 이를 통해 실제 전력계통의 X/R 값을 계산하고 그 특성을 분석한 다. 전력계통에서 X/R값은 전력계통의 차단기 정격을 결정하기 위해 사용되는 매우 중요한 값으로 주요 선로의 특징 에 따라 X/R 값이 매우 커 전력계통의 해석에서는 등가저항(R)값을 고려하지 않는 것으로 인식되어 왔으나 이는 복 합 전력계통에서 선로측만을 고려하였을 경우이고 전력계통의 모든 구성요소룰 고려할 경우 등가저항(R)의 값도 무시 해서는 안 될 수준이 된다. 본 논문에서는 전력계통 해석에 널리 사용하고 있는 동적모델을 이용하여 전력계통의 X/R 값을 계산하는 방법을 제안하고 이를 시험계통에 적용하여 그 유용성을 검증 한 후 실제 대규모 복합 전력계통 에서의 X/R 값을 분석한다. 또한 본 논문에서는 전력시장에서 사용되어 온 한계손실계수를 이용하여 X/R값이 계산위 치의 발전기 근접도에 따라 달라지는 특성을 분석한다. This paper proposes the method for more effectively calculating X/R which is the ratio of equivalent reactance(X) and resistance(R) of the bulk power system and analyses the characteristic of X/R values by applying the proposed method to the real bulk power systems. X/R is used to determine the rating of the relay in the bulk power systems and its value has been accepted to be big enough to ignore the equivalent resistance of the bulk power systems. However, X/R is calculated as a big number when only the upper transformer and transmission line are considered. The correct approach to calculating X/R needs to consider all the parameters including generators, transformers, lines and loads. This paper calculates X/R of the bulk power systems using dynamic models which have been used to analyse the power system stability. The effectiveness of the proposed method is verified by applying it to the test system and X/R values of the real bulk power systems are analyzed. In addition, the dependence of X/R on the closeness of its calculating locations to the generator is verified by using the marginal loss factor which has been used in the electricity market.
북미 배전계통에서의 플러그인 전기자동차에 대한 계통영향 평가
국경수(Kook, Kyung-Soo),아린담마이트라(Maitra, Arindam) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.9
본 논문은 최근 북미 지역을 중심으로 상용화에 대한 기대가 높아지고 있는 플러그인 하이브리드 전기자동 차가 배터리의 충전을 위해 전기에너지 배전망에 직접 접속될 때 나타날 수 있는 설비의 과부하 및 전압문제 등에 대한 평가방법을 제안하고 실제 계통에 대한 평가결과를 분석한다. 플러그인 하이브리드 전기자동차가 일반 가정에서 충전되기 시작할 경우 전기에너지 배전계통은 가정에서 사용되어 오던 기존의 전기제품보다 훨씬 많은 전력을 소모 하는 새로운 부하에 전력을 공급하게 되는 만큼 이를 배전계통의 설비계획에 반영하기 위한 모델링과 절차가 요구된 다. 본 논문에서는 미국 전력연구소에서 북미지역의 전력회사들과 함께 수행하고 있는 관련 연구 과제를 소개하며 OpenDSS 프로그램을 통해 배전계통과 플러그인 전기자동차의 충전부하를 모델링하고 충전시각과 전기자동차 배터리 형태에 따른 다양한 시나리오를 적용하여 배전계통에 대한 플러그인 전기자동차 충전부하의 영향을 분석한다. This paper proposes the process for evaluating the impact of charging the PHEV(Plug-In Hybrid Electric Vehicle) on the distribution systems, and analyzes the study results employing the actual systems as the PHEV is highly expected to increase in the automobile industries in North America in the near future. Since the charging load of the PHEV directly connected to the distribution systems would consume electric power much more than any other existing electric product of residential customers, the new modeling and process would be required to consider the PHEV in distribution systems planning. The EPRI(Electric Power Research Institute) is collaboratively conducting the impact study of PHEV on the distribution systems with power utilities in North America. This study models distribution systems and the charging load of the PHEV using OpenDSS software, and analyzes the impact of PHEV on the distribution systems by assuming various scenarios with different charging time and PHEV types.