±35kV급 MVDC 하이브리드 배전망의 보호협조 운용방안에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

최근, 신재생에너지전원의 급격한 도입으로 인한 계통접속 지연 문제를 해결하기 위한 방안으로, 컨버터스테이션을 통해 22.9kVAC를 ±35kVDC로 변환하여, 기존의 배전망과 연계하여 신재생에너지전원을 수용하는 MVDC 하이브리드 배전망의 실증 연구가 활발하게 진행되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 ±35kV급 MVDC 하이브리드 배전망에 대하여, AC 배전선로 및 MVDC 선로에서 사고가 발생할 경우 하이브리드 배전망의 안정적인 운용을 위한 상정사고 시나리오별 보호협조 운용방안을 제시한다. 또한, PSCAD/EMTDC를 이용하여, 배전용변전소, MVDC 배전선로, 컨버터스테이션, 인버터스테이션, 태양광 발전단지 등으로 구성된 ±35kV급 MVDC 하이브리드 배전망의 모델링을 수행한다. 상기의 운용방안과 모델링을 바탕으로 상정사고 시나리오별 사고특성을 분석한 결과, 1선 지락시의 사고전류 특성은 약 47% 정도 감소하며, 단락 사고전류는 최대 18.5kA까지 급격하게 증가한다, 따라서, MVDC 하이브리드 배전망을 안정적으로 운용하기 위하여, AC 배전선로의 보호기기 정정치를 변압기의 접지와 NGR의 유무에 따라 검토해야 함을 알 수 있으며, 본 논문에서 제안한 보호협조 운용방안과 모델링이 MVDC 하이브리드 배전망의 안정적인 운용에 유용함을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, demonstration projects of hybrid MVDC distribution technology have been actively conducted in connection with existing distribution systems, which convert 22.9kVAC into ±35kVDC through a converter station and accept renewable energy sources. This is done as a counter-measure to solve the hosting capacity problem caused by the rapid introduction of renewable energy sources. This paper proposes a protection coordination operation method for each fault scenario for stable operation of a ±35-kV hybrid MVDC distribution system in fault points on an AC distribution feeder and MVDC distribution feeder. We modeled a ±35-kV hybrid MVDC distribution system using PSCAD/EMTDC, which is composed of a distribution substation, MVDC distribution feeder, converter station, inverter station, and PV system. A simulation of fault analysis in the hybrid MVDC distribution system was done based on the modeling for a fault scenario. The results confirmed that the fault current characteristics of a single ground fault is reduced by about 47% according to the simulation condition, and the short circuit current is rapidly increased up to 18.5kA. The protection device setting values of the AC distribution feeder were determined by considering the grounding of the transformer in a converter and inverter station and the NGR in the main transformer in order to stably operate the hybrid MVDC distribution system.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. ±35kV급 MVDC 하이브리드 배전망의 보호협조 운용방안
• 3. PSCAD/EMTDC에 의한 ±35kV급 MVDC 하이브리드 배전망의 모델링
• 4. 시뮬레이션 결과 및 분석
• 5. 결론
• References