±35kV급 MVDC 실증 배전망의 보호협조기기 운용알고리즘에 관한 연구 (A Study on Operation Algorithm of Protection Devices in ±35kV MVDC Distribution System)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 24권 / 5호 / 209 ~ 217페이지
· 저자명 : 이후동, 한병길, 김지명, 김윤호, 노대석

초록

최근, 기존 AC 배전선로의 선로용량을 증대시키기 위하여 MVDC 배전망에 대한 실증 연구가 활발하게 진행되고있다. 그러나, 전력변환 핵심 설비인 MVDC 배전 스테이션에 대한 구체적인 운용 기준이 마련되어 있지 않아, 보호기기정정 등의 운영방안이 요구되고 있다. 특히, MVDC 배전 스테이션 연계 시 배전계통측 보호기기와의 협조를 고려하지않고 운용하는 경우, 사고발생 시 고장 구간이 파급되어 동일선로의 타 고객에게 악영향을 줄 가능성이 있다. 따라서, 본 논문에서는 ±35kV MVDC 실증 배전망 대상으로 계통측 보호기기와의 원활한 보호협조 수행을 위하여, MVDC 배전 스테이션용 보호협조기기에 대한 사고유형 및 시나리오별 운용알고리즘을 제안한다. 또한, 배전계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여, 배전용변전소, MVDC 스테이션 등으로 구성된 ±35kV MVDC 실증 배전망의모델링을 수행한다. 제안한 보호협조기기 운용알고리즘과 다양한 상정사고를 바탕으로 MVDC 실증 배전망의 보호협조운용특성을 평가한 결과, 리클로저 정정 방식을 이용하여 MVDC 배전 스테이션용 보호협조기기를 운용하면, 최소38.7cycles 이상의 협조시간차가 확보되어 보호협조 기준치인 17 cycles을 만족하므로, 본 논문에서 제안한 보호협조기기의 운용알고리즘이 MVDC 실증 배전망의 보호협조에 유용함을 확인하였다.

영어초록

Recently, demonstration projects on an MVDC distribution network have been actively carried out to increase the capacity of an existing AC distribution system. However, since there are no specific protection guidelines for an MVDC station, which is a key facility for power conversion, operation methods of protection devices are required. In particular, if an MVDC station is operated without considering the coordination of protection devices in a distribution substation, customers in the same distribution line may be adversely affected by a fault section expanding when a fault occurs. Therefore, this paper proposes an operation algorithm for protection coordination of protection devices in an MVDC station by taking into account fault types and scenarios in order to properly operate protection devices in a ±35-kV MVDC distribution system. We also modeled a ±35-kV MVDC demonstration system by using PSCAD/EMTDC S/W. It was composed of a distribution substation, MVDC station, and protection devices. The evaluation results of operation characteristics for protection devices based on the proposed algorithm and various fault scenarios confirmed that the proposed algorithm is a useful method to operate protection devices in an MVDC station because 38.7 cycles of the coordination time interval is satisfied by securing 17 cycles as technical guide.

참고자료

· 없음