Transcript 마이크로그리드_시스템의_구축과_운용.

자율적 마이크로그리드 시스템의 구축과 운용
Design and operation method of autonomous
Microgrid system
2011. 7. 7
정태영
[email protected]
목차
2
자율적 마이크로그리드 시스템
3
마이크로전원 제어
4
마이크로전원 제어
Microgrid side
Dispatchable
Microsource
PCC SW
Open/Close
XL
eabc,iabc
Gate switching pulse
Microsource
Controller
eMG _ abc
Load
 MG
+
 Grid
 MG
K p2 
-
P0 +
+
0
+
eGrid _ abc
MGCC
Ki2
s
K
K p1  i1
s
-
+
+ v
P
Q
E
Qmax
-
E0 +
+
Ereq
Utility side
K
Kp  i
s
E
5
V
t o invert er
gat e
Gate
Pulse
Generator
마이크로전원 제어
EMTP 시뮬레이션 결과
전원 출력 유효전력
제안된 제어방식
기존 제어방식
연계스위치 양단 전압 (a)
전원 출력 무효전력
기존 제어방식
제안된 제어방식
연계스위치 양단 전압 (b)
마이크로그리드 PCC 전압
기존 제어방식
제안된 제어방식
6
마이크로그리드 중앙제어
중앙제어 시스템의 전체 구성
Microsource
MCC (Microgrid central control) PC
PEMFC
stack
Database
(SQL server)
Real-time status
and information
HMI
reference (P, V)
Information of microsource
output reference of PEMFC
CAN data link layer and
application layer
CAN physical layer
MODBUS-TCP
I/O server
Ethernet HUB
Protocol converter
Microgrid
protection system
V, I, f, P, Q
CB state, CB open/close command
7
마이크로그리드 중앙제어
중앙제어 시스템의 입출력
8
마이크로그리드 중앙제어
중앙제어 수행 순서도
9
마이크로그리드 중앙제어
마이크로그리드 운용 알고리즘과 순서도
10
마이크로그리드 중앙제어
계통 측 재폐로에 따른 연계 운전 지령 시간
계통 측 작업
재폐로 하는 동안 마이크로그리드가 연계되면 안된다.
재폐로 성공
계통 측 사고
treclosing
사고 복구
t
t
3~4회 (20초)
재폐로 성공 감지
사고 감지와 동시에 독립운전 지령
연계운전
연계운전지령
지령
복구 감지
시간
연계운전 지령
tdelay  treclosing  t
독립운전
연계운전
연계운전
독립운전
마이크로그리드 측 작업
11
연계운전
마이크로그리드 중앙제어
계통 자동 복귀 알고리즘의 수행 순서
t_delay는 외부 변수 : 10초 이상
PCC 스위치의 계통측
V측정
Yes
측정 전압이
정상 전압범위?
No
Yes
Yes
처음 감지했나?
No
정상전압 감지 한적이 없나?
t_0 == 0?
No
감지 시간을 저장
t_0
현재시간 == t_op?
정상 감지 시간을 리셋
t_0 = 0
Yes
t_op = t_0 + t_delay
계통 연계 운전 지령
No
재폐로 중일 경우
12
마이크로그리드 운용 시뮬레이터
운용 시뮬레이터의 구성
13
0
23:20
22:30
실시간 전기요금 데이터
160
140
Charge
120
100
80
60
40
20
14
23:20
22:30
W T_Gen
21:40
20:50
20:00
19:10
18:20
17:30
16:40
15:50
15:00
14:10
13:20
12:30
11:40
10:50
10:00
9:10
8:20
7:30
6:40
5:50
5:00
700
4:10
900
3:20
1100
2:30
1300
1:40
1600
0:50
2kW 풍력 시스템의 일일 발전 데이터
0:00
23:20
22:30
21:40
20:50
20:00
19:10
18:20
17:30
16:40
15:50
15:00
14:10
13:20
12:30
11:40
10:50
10:00
9:10
8:20
7:30
6:40
5:50
5:00
4:10
3:20
2:30
1:40
0:50
0:00
1500
21:40
20:50
20:00
19:10
18:20
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15:50
15:00
14:10
13:20
12:30
11:40
10:50
10:00
9:10
8:20
7:30
6:40
5:50
5:00
4:10
3:20
2:30
1:40
0:50
0:00
마이크로그리드 운용 시뮬레이터
운용 시뮬레이터의 입력 데이터
3kW 태양광 시스템의 일일 발전 데이터
3000
PV _Gen
1400
2500
1200
2000
1000
1500
800
1000
500
600
0
사례 연구
자동 복귀 알고리즘의 검증
계통측에서 사고 발생시
자동으로 독립운전 모드로 전환
계통측 사고 복구 감지 후
자동으로 연계운전 모드로 전환
15
사례 연구
마이크로그리드 운용 알고리즘 검증
마이크로그리드 운용시스템
메인 윈도우
마이크로그리드 운용시스템
발전 ▪ 거래현황 윈도우
16
사례 연구
마이크로그리드 운용 알고리즘 검증
마이크로그리드 운용시스템
이력 그래프 (독립운전 예)
마이크로그리드 운용시스템
이력 그래프 (연계운전 예)
17
결 론
- 계통 연계시 연계 스위치의 스위칭 과도현상이 나타나지
않도록 마이크로전원을 제어
- 계통의 상황에 따라 자율적으로 독립운전 및 연계 운전
- 효율적인 전력관리가 가능한 마이크로그리드
(전체 계통에서 최대 부하의 억제와 이전 효과)
Microgrid 실증 시스템 구축에 적용
18
결 론
실증 시스템 구성도
Emergency power supply
For protection system
Contact & trip signal
Main HMI
UPS 1kW
data signal
Power supply line
Sensitive load
Protocol : MODBUS-TCP
Interface : Ethernet
AC 220V
Cable Joint
Normal
Protection system Panel
MCCB
Synchronizing
load
IED : Digital meter
MOT
AC 220V
BUS
Protpcol
converter
Protocol : MODBUS–RTU
Interface : RS-485 / Multi Drop
IED : Digital relay
PT
CT, ZCT
19
결 론
Microgrid SCADA
20
결 론
운용시스템
현황 화면
운용시스템
주 화면
21