EMTP-RV를 활용한 복수 풍력발전단지 연계 모델링 = Modeling of linkage of multiple wind farms using EMTP-RV

국문 초록 (Abstract)

최근 화석에너지 고갈과 온실가스 배출에 대한 환경문제에 대한 해결방안으로 신재생에너지를 비롯한 다양한 분산전원이 보급되고 있으며 풍력발전의 수요는 나날이 증가하고 있다.
풍력에너지는 기상 조건과 지형적인 특성에 따라 매 순간 불규칙 하게 변동 하여 연계된 전력 계통에 안 좋은 영향을 끼치게 된다. 따라서 풍력발전기와 더불어 ESS(에너지저장장치)를 연계하여 풍력발전기가 안정적인 출력을 제공할 수 있도록 함으로써 계통을 안정화하는데 도움이 되었으나 최근 다수의 ESS 화재사고들로 인하여 신뢰성의 문제가 대두되고 있다. 이로 인해 본 논문은 풍력발전단지의 ESS연계 외 ESS가 용량 불충분 및 정상동작을 미 수행한다는 가정 하에 EMTP-RV 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 풍력발전단지 사고 시 다른 곳에 위치 한 복수풍력단지의 발전량으로 수용가에게 비상전력 공급 과정을 모의하였고 최소한의 전력을 공급하여 전력 차단 위험에 대비할 수 있는 출력 안정화의 가능성을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As a solution to the recent environmental problems of fossil energy depletion and greenhouse gas emissions, various distributed power sources such as renewable energy have become widespread, and the demand for wind power generation is increasing day by day.
Wind energy will fluctuate irregularly every minute, depending on weather conditions and topographical characteristics, and will have a negative impact on the coordinated power system. Therefore, it helped to stabilize the grid by coordinating the ESS with the wind power generator so that the wind power generator could provide a stable output. Recently, reliability problems have emerged due to numerous ESS fire accidents. As a result, in this paper, in addition to the ESS cooperation of the wind farm, the EMS will use the EMTP-RV simulation program under the assumption that the capacity is insufficient and the normal operation will be performed in the United States. We simulated the process of emergency power supply to accept multiple wind power generations located in, and confirmed the possibility of output stabilization that can supply the minimum amount of power and prepare for the danger of power interruption.

목차 (Table of Contents)

• 목 차 ⅰ
• 표 목 차 ⅲ
• 그 림 목 차 ⅳ
• 제 1장 서론 1
• 1.1 배경 및 필요성 1
• 1.2 연구내용 5
• 1.3 논문구성 6
• 제 2장 풍력발전시스템 7
• 2.1 풍력발전시스템의 원리 8
• 2.2 DFIG 구성 및 동작 원리 10
• 2.2.1 DFIG 구성 12
• 2.2.2 DFIG의 동작 원리 13
• 2.3 DFIG 시스템의 제어 16
• 2.3.1 그리드 측 컨버터(Grid Side Converter) 제어 17
• 2.3.2 회전자 측 컨버터(Rotor Side Converter) 제어 19
• 2.4 풍력발전과 ESS의 연계 24
• 2.4.1 ESS(Energy Storage System) 24
• 2.4.2 ESS 계통접속 25
• 2.4.3 ESS 저장장치 25
• 2.4.4 ESS 운영 27
• 제 3장 풍력발전 단지 모델링 27
• 3.1 DFIG 모델링 29
• 3.2 풍력발전단지 모델링 31
• 3.3 복수 풍력발전단지 모델링 32
• 제 4장 EMTP-RV를 이용한 시뮬레이션 35
• 4.1 풍력발전단지 출력 특성 35
• 4.2 풍력발전단지 사고 시 출력특성 36
• 4.2.1 풍력발전기 20기 고장 시 출력 특성 37
• 4.2.2 풍력발전기 60기(전체) 고장 시 출력 특성 38
• 4.3 복수풍력단지 연계 시 출력특성 39
• 제 5장 결론 40
• 참고 문헌 41
• Abstract 43