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제주지역 풍력발전시스템 분석 및 전력계통 해석

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Alternative Title
Analysis of Wind Generation and Power Grid System in Jeju
Abstract
본 논문에서는 제주지역의 풍력발전이 대규모 증가에 대한 안정적인 계통 운영 방안을 모색하고자 풍력발전시스템의 특성 분석과 풍력발전의 유효용량을 선정하였다. 그리고 풍력설비가 포함된 상황에서의 과도안정도 해석을 통하여 제주계통의 주파수와 전압 특성을 분석하여 계통 안정화 방안을 검토한 결과는 다음과 같다.
풍력발전의 평활 효과는 출력 변동률 면에서는 좋게 나타나고 있었지만, 출력 패턴이 거의 비슷하게 나타났다. 제주지역의 좁은 지역적 환경에 의해서 풍력발전의 평활 효과는 적다. 풍력설비의 유효용량은 계절별로 겨울 8.3MW(27%), 봄 2.1MW(7%), 여름 1.5MW(5%), 가을 2.7MW(9%)으로 선정하였다.
상정사고의 과도안정도 해석 결과 HVDC 연계선 운영 상황에 따라 주파수의 변화가 나타고 있었다. 운전 중인 경우에는 UFR 부하 차단 동작이 발생하지 않았지만 운영 정지기간과 HVDC 연계선 사고인 경우에는 UFR 부하 차단이 동작하였다. 이를 방지하기 위해서는 풍력발전설비에 대한 운전 예비력을 확보하기 위하여 한림복합발전 및 제주내연 그리고 남제주내연까지 항상 운전 대기하여야 할 것이다.
모든 사고에 있어서 전압의 변화가 크게 나타나고 있다. 풍력발전단지 탈락 사고와 HVDC 연계선 탈락 사고에는 무효전력에 의한 전압 상승이 발생하였다. 제주기력발전 2, 3호기 동시 탈락 사고가 발생하면 무효전력의 공급원이 줄어 전압강하가 나타났다. 이를 대비하기 위해서는 풍력발전기 측은 출력을 제어하고, 일반발전기 측에서는 충분한 운전예비력을 갖추어 운영을 해야 할 것이다. 또한, 전압붕괴를 막기 위해서 무효전력 보상 장치인 SVC, FACTS, 그리고 STATCOM 등의 설치가 필요하다. 이러한 설비가 들어오면 풍력발전기와 부하 모선에 대하여 충분하게 무효전력을 공급하여 계통이 안정적으로 운영할 수 있을 것이며, 상정사고들에 대해서도 대규모 정전이나 전압붕괴를 막을 수 있을 것이다.
The large amount of green house gas emissions in the atmosphere has substantially led to global warming since the industrial revolution. To prevent the global warming, developed and developing countries adopted Kyoto protocol in 2005 in Kyoto, Japan. The world advanced countries and the European Union have already started some social activities such as energy saving technologies, environmentally friendly architectures and new renewable energy developments.
In August, 2008, Korea announced green growth policy for the purpose of establishing low energy consumption and low carbon society, developing fossil fuel energy alternatives, powering green energy growth and accomplishing energy independent and welfare. In particular, the new renewable energy activating plans have raised concerns about the construction of wind farm and large scale wind farms are going to be built in Jeju-do.
This paper is aimed to examine the current situation of wind power system in other countries compared with Jeju-do and analyze the wind power output fluctuation characteristics and its smoothing effects. It also evaluates capacity credit suitable for Jeju grid based on some methods of evaluating capacity credit of foreign countries.
With a view to seeking the operating methods of Jeju grid based on the increase in wind power facilities, Jeju wind power grid in 2011 is designed using PSS/E software. This is to implement the simulation of transient stability of wind power system on the peak and off-peak load period in summer, winter and HVDC overhaul period to investigate wind power, HVDC and Jeju thermal power generation out of service. This simulation is carried out to examine effects of out of service cases on Jeju grid frequency and voltage and find out the stable operation of Jeju grid.
Author(s)
강지윤
Issued Date
2010
Awarded Date
2010. 2
Type
Dissertation
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000004953
Alternative Author(s)
Kang, Jee Yoon
Affiliation
제주대학교 대학원
Department
대학원 에너지응용시스템학부 전기공학전공
Advisor
김세호
Table Of Contents
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 풍력발전시스템 분석 3
1. 풍력 시장 현황 3
1) 국내 풍력 시장 3
2) 해외 풍력 시장 4
2. 제주지역 풍력발전시스템 출력 특성 분석 6
1) 풍력설비 현황 7
2) 풍력발전 평활 효과 분석 8
3) 풍력발전 유효용량 14
Ⅲ. 제주 전력계통 해석 18
1. 해석모델 18
1) 부하배분 및 UFR 부하차단 설정 18
2) 발전기배분 19
2. 2011년 제주계통 PSS/E 과도안정도 시뮬레이션 결과 20
1) 풍력발전단지 102MW 탈락 사고 24
2) HVDC 연계선 2회선 탈락 사고 27
3) 제주기력발전 2, 3호기 동시 탈락 사고 30
Ⅳ. 결과 및 고찰 34
Ⅴ. 결론 36
참고문헌 37
Degree
Master
Publisher
제주대학교 대학원
Citation
강지윤. (2010). 제주지역 풍력발전시스템 분석 및 전력계통 해석
Appears in Collections:
Faculty of Applied Energy System > Electrical Engineering
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