실측 데이터 기반 전압강하평가 및 STATCOM의 전압강하보상 효과 분석

Abstract

순간 전압 강하는 중요한 전력 품질 문제 중의 하나이며, 이로 인한 피해를 방지하기 위해 많은 비용이 지불되고 있다. 효과적인 투자를 위해서는 Sag에 대한 정확한 Risk 분석을 수행하고, 그에 상응하는 대응 방안을 마련해야 한다. 순간전압강하 평가는 관심 지역에 예상되는 순간전압 강하 발생 횟수를 추산하는 것으로 Sag에 대한 Risk 분석에 활용된다. 본 논문에서는 실측 Sag Data를 이용하여 사고를 모델링하고, 전국 154kV 이상 모선에서 모델링한 사고를 모의 시험하여 순간전압강하 평가를 수행하였다. 반도체 공장에서는 Super Capacitor를 적용한 off-line UPS를 사용하여 Sag에 대응하고 있다. 새로운 Sag 대응 방안으로 가장 대표적인 FACTS 설비인 STATCOM의 Sag 보상 효과를 PSCAD/EMTDC 시뮬레이터를 이용하여, STATCOM 설치 위치에 따라 분석하였다. 인입 계통인 154kV 모선과 배전 계통인 22.9kV 모선을 설치 위치로 선정하였다. STATCOM은 22.9kV 모선에 설치하는 것이 효율적이었으며, 기흥 지역에 대한 순간전압강하 평가 결과에 따라 STATCOM이 보상해야 할 전압의 크기는 0.7pu였다. 이를 위한 STATCOM 설치 용량은 22.9kV 모선 설치 기준 400MVar이었다.

The instantaneous voltage Sag is one of the important power quality problems, and a lot of money is being paid to prevent the damage. For effective investment, it is necessary to perform an accurate risk analysis for Sag and prepare corresponding countermeasures. The instantaneous voltage Sag assessment is used to analyze the risk of sag by estimating the number of expected instantaneous voltage drop occurrences in the region of interest. In this paper, faults were modeled using actual Sag data, and an instantaneous voltage Sag assessment was performed by simulating an faults modeled on a bus over 154kV nationwide. Semiconductor factories are responding to Sag by using off-line UPS with Super Capacitor applied. As a new Sag countermeasure, the Sag compensation effect of STATCOM, the most representative FACTS facility, was analyzed according to the STATCOM installation location using a PSCAD/EMTDC simulator. The 154kV bus, which is the incoming system, and the 22.9kV bus, the distribution system were selected as the installation locations. It was efficient to install STATCOM on a 22.9kV bus, and according to the result of the instantaneous voltage Sag assessment for the Giheung area, the amount of voltage that STATCOM had to compensate was 0.7pu. The installed capacity of STATCOM for this was 400MVar.