신재생에너지원과 BESS가 연계된 DC 배전 시스템에서 전압 제어를 위한 스케줄링 및 실시간 제어

Abstract

기존의 배전 시스템과 달리 미래의 배전 시스템에는 다양한 신재생에너지원, 분산전원, 전기자동차와 에너지 저장시스템 등이 연계될 것으로 예상된다. 하지만 배전망에 연계되는 신재생에너지원, 분산전원 및 에너지 저장시스템의 대부분은 직류전원을 생산하고 전력을 소비하는 부하도 직류인데 반해, 기존의 전력시스템이 교류 전원을 공급함에 따라 불필요한 전력변환과정이 증가하고 있는 실정이다. 이와 같이 증가하는 직류전원과 직류 부하를 직접 연계해 에너지 효율을 향상시키는 DC 배전 시스템에 대한 연구의 중요성이 높아지고 있다. 이에 본 논문에서는 배전계통의 모든 모선의 전압을 규정 범위 내에서 유지하여 시스템의 안정도를 증가시키면서 계통의 손실을 최소화하는 것을 목표로 SLP(Sequential Linear Programming) 알고리즘을 이용하여, 계통 연계 컨버터(Grid Connected Converter)의 출력 전압과 BESS(Battery Energy Storage System)의 충⦁방전을 스케줄링 하는 기법을 제안하였다. 또한 부하 예측 오차나 신재생에너지원 발전량 예측 오차로 인해 전압이 규정 범위 내를 벗어나면 전압민감도 기반 가변 드룹 제어(Variable Droop Based on Voltage Sensitivity)기법을 제안하여 전압을 실시간으로 제어하는 방안도 제안하였다. 아울러 본 논문에서 모의 계통을 구성하고, 제안된 스케줄링 기법 및 실시간 전압 제어 방식을 사례 연구를 통해 검증하였다.