限界費用을 이용한 高調波 價格 決定에 관한 硏究 = (A) study on determining marmonic cost using marginal cost

국문 초록 (Abstract)

근간에는 시장경쟁체제를 전력시장에 도입하는 전력산업 구조개편이 추진되고 있다. 이는 그 동안 공익성과 국민 경제적인 관점에서 전형적인 규제산업으로 분류되어 온 전력산업이 자유 경쟁체제로의 전환을 의미하는 것이기도 하다.
전력시장의 변화는 기존의 전력계통에 비해서 많은 차이점이 있기 때문에 그에 따라서 많은 규제와 제도의 적용이 필요하다. 이러한 규제와 제도 중 최근 전력품질에 대한 문제가 중요시되고 있는데 이것은 전력·전자 기술의 발전과 통신산업의 발전에 따라서 전력변환 장치나 비선형 부하들의 사용이 증가하였고 이것이 원인이 되어서 전력의 품질을 저하시키고 양질의 전력을 요구하는 수용가의 수가 늘어났기 때문이다.
본 논문에서는 현재 운용하고 있는 광명경륜장의 실 계통의 자료를 근거로 하여 계통모델을 구성하고 본 연구에서는 전력품질 전반에 대한 내용 중에서 한계비용을 이용해 고조파를 비용으로써 처리하는 방법을 제시하고 한계비용을 최소화 할 수 있는 방법으로 최적의 필터적용 위치산정 방법에 대한 연구를 하였다. 그리고 위의 방법으로 결정되어진 필터의 위치가 최적인지 여부를 증명하기 위해서 전력계통 분석프로그램인 EDSA의 고조파분석기능을 이용하여 실 계통에 적용하였다.
본 연구는 전력경쟁시장체제하에서의 전력품질의 문제 중 고조파의 문제를 비용으로써 적용하여 음의 가격을 가지는 상품으로 고조파를 전력시장에서 거래할 수 있는데 이때 계통에서 발생되는 고조파비용을 최소화하는 방법으로 한계비용을 이용한 필터의 최적위치 선정에 대한 방법을 제시하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, Power industry restructuring which adopted a competition in the power economy has been propelled. It means that the power industry that has been classified typical restriction industry changes to a free market competition. because the change in the power market has many different things from existing power system so we need many rules and systems to control it. In this rules and systems, The power quality has been dealt with a important subject. One reason is that as the technology of power and electronic and also communication industry are developed we have increasingly used converter and non-linear loads. Finally it is caused a falling off in quality of power
And demanders that require good quality of power are so increasing that it emphasizes importance of power quality.
In this paper, we made a power system model that are based on information of real system in Kwang-myoung. we show a method to provide the price of Harmonic by using marginal cost which is one of the contents in the power quality. In order to minimization of marginal cost, We also present a method to calculate optimal filter point. To confirm results from that method, we use Harmonic analysis in EDSA program.
In competition of the power market, this paper applies harmonic ,one of problems in power quality, to cost we provide a method to find optimal filter point by using marginal cost so as to minimize a cost of harmonic found in the power system.

목차 (Table of Contents)

• 국문요약 = ⅰ
• 목차 = ⅱ
• 표차례 = ⅵ
• 그림차례 = ⅶ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 고조파 문제 = 4
• 2.1 전력품질 = 4
• 2.2 고조파의 정의 = 10
• 2.3 발생원 및 영향 = 15
• 1) 고조파의 모델링 (전류원) = 15
• 2) 발생원 = 16
• (1) 변압기 포화특성에 의한 고조파 = 17
• (2) 아크로의 고조파 = 19
• 3) 영향 = 20
• (1) 콘덴서 및 직렬 리액터의 고조파 영향 = 20
• (가) 공진현상의 발생 = 20
• (나) 전류 실효치의 증대 = 21
• (다) 단자전압의 상승 = 22
• (라) 콘덴서 실효용량의 증가 = 23
• (마) 고조파 전류로 인한 손실증가 = 23
• (2) 변압기에 대한 영향 = 24
• (가) 손실의 증가 = 24
• (나) 철심의 자화현상 = 26
• (3) 발전기에 대한 영향 = 27
• (4) 유도전동기에 대한 영향 = 27
• (5) 배선용 차단기에 미치는 영향 = 29
• (6) 중성선에 미치는 영향 = 33
• (가) 중성선에 흐르는 과전류 = 33
• (나) 영상분 고조파와 중성선 과전류와의 관계 = 35
• 2.4 고조파 지수 및 규제 기준 = 38
• 1) 고조파 지수 = 38
• (1) THD (Total Harmonic Distortion) = 39
• (2) TDD (Total Demand Distortion) = 39
• (3) 등가 방해전류 (EDC : Equivalent Disturbing Current) = 40
• (4) IT(Interference Telephone)와 TIF(Telephone Interference Factor) = 40
• (5) TIHD, TSHD = 41
• 2) 규제기준 = 42
• (1) 고조파 전압 관리기준 = 42
• (2) 고조파 전류 관리기준 = 44
• 2.5 퓨리에 급수에 의한 고조파 해석 = 47
• 1) Fourier Series = 47
• 2) Fourier Transform = 51
• 3) 고조파 해석 원리 = 52
• 2.6 고조파 저감 대책 = 55
• 1) 위상 변위 변압기의 설치 = 56
• 2) 직렬리액터의 설치 = 56
• 3) 필터설치에 의한 저감 = 58
• 4) 콘덴서의 설치 = 63
• 5) 정류기의 多펄스화 = 65
• (가) 운전시 제어 지연각의 저감 = 67
• (나) 계통단락 용량의 증대 = 68
• (다) 직렬 리액터의 연결 = 69
• 2.7 필터의 설계 = 72
• Ⅲ. 고조파한계비용에 의한 필터의 최적위치 선정 = 79
• 3.1 고조파의 한계비용 = 80
• 3.2 간략화한 한계비용의 계산 = 83
• 3.3 저감장치를 감안한 한계비용의 산정 = 86
• 3.4 전력계통에의 한계비용의 적용 = 89
• 1) 정화비용 = 89
• 2) 오염비용 = 90
• Ⅳ. EDSA = 92
• 4.1 EDSA에 의한 고조파 해석 = 92
• 1) New Project의 생성 및 저장 = 92
• 2) 계통구성 및 파라미터 입력 = 93
• 3) 고조파원의 생성 및 입력 = 95
• 4) Harmonic Scan의 실행 및 결과출력 = 98
• 5) Harmonic Load Flow = 101
• 6) THD/IT 계산의 실행 및 결과출력 = 101
• Ⅴ. 사례연구 = 106
• 5.1 시험계통 분석 = 106
• 5.2 계통의 입력 데이터 = 107
• 5.3 각 모선의 고조파 계산 = 117
• 5.4 한계비용법에 의한 필터설치 = 119
• Ⅵ. 결론 = 121
• 참고문헌 = 122
• Abstract = 124
• 感謝의 글 = 126