DC 배전계통에서 사고전류 경사각을 이용한 지능형 사고구간 분리용 보호장치의 제어 알고리즘에 관한 연구 (A Control Algorithm of Intelligent Fault Isolation Device using Slope of Fault Current in DC Distribution System)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 25권 / 11호 / 18 ~ 31페이지
· 저자명 : 한병길, 박재범, 김윤호, 이나경, 최성문, 노대석

초록

DC 배전계통은 에너지 손실 감소, 분산 전원의 수용성 향상 등의 장점이 있어, 부분적으로 상용화되고 있지만, 운용 및 보호협조 방안이 미흡한 실정이다. 이러한 DC 배전계통에서 사고가 발생하는 경우, 메인컨버터가 내부 소자를 보호하기 위하여 보호협조를 이루기 전에 탈락하여 수용가에 정전이 확대될 가능성이 있다. 즉, 기존의 사고전류의 크기만으로는 DC 배전계통의 보호협조에 한계점이 있으므로, 사고전류의 변화분인 경사각을 고려하여 신속하게 사고구간을 분리하는 방안이 요구되는 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 사고전류의 경사각 특성을 바탕으로 신속하고 정확하게 사고를 판별할 수 있는 지능형 사고구간 분리용 보호장치의 제어 알고리즘을 제시한다. 즉, 이 제어 알고리즘은 선로정수와 구간컨버터의 2차측 출력전압과 수용가 부하전류, 구간컨버터의 내부 임피던스의 특성에 따른 사고전류 경사각을 이용한 미분 제어방식을 적용하여 빠른 응답 특성을 가진다. 또한, PSCAD/EMTDC를 이용하여 AC전원부, 메인컨버터부, 구간컨버터부, 선로 임피던스부, 지능형 사고구간 분리용 보호장치부, 수용가 부하, 사고발생 모의장치부로 구성된 DC 모의 배전계통의 모델링을 수행한다. 이를 바탕으로 지능형 사고구간 분리용 보호장치의 운용 특성을 분석한 결과, 단락사고가 발생하는 경우 지능형 사고구간 분리용 보호장치가 사고를 정확하게 판단 및 제한하여, 사고구간을 신속, 정확하게 분리할 수 있음을 알 수 있다.

영어초록

When a fault occurs in a DC distribution system, the fault current can be increased rapidly compared to an AC distribution system. The main converter may be shut down before protection coordination to protect its internal components, and then it may cause a wide-area outage of customer load. This paper proposes a control algorithm of an intelligent fault isolation device (IFID), which can detect fault and limit fault current rapidly and accurately, considering the slope characteristics of the fault current. In particular, the proposed algorithm has rapid response characteristics by adopting a differential control method using slope characteristics of fault current, which is considered by critical parameters such as line constant, output voltage of section converter, customer load current, and self-impedance of section converter. In addition, this study modeled a DC distribution system, which consisted of an AC source, main and section converters, line impedance, IFID, customer load, and fault device section. The simulation results based on the proposed algorithm and modeling confirmed that the IFID can limit the fault current and then isolate the fault section rapidly and accurately.

참고자료

· 없음