최적의 동적 보조 서비스 제공을 위한 지역 전력망 인식 기반 접근법

Core Concepts

본 논문은 지역 전력망 인식을 기반으로 하는 체계적인 폐루프 접근법을 제안하여 변환기 연계 발전 시스템이 최적의 동적 보조 서비스를 제공할 수 있도록 한다.

Abstract

본 논문은 동적 보조 서비스 제공을 위한 최적화 문제를 다룬다. 특히 주파수 및 전압 조절과 같은 동적 보조 서비스를 매개변수화된 전달함수 행렬로 인코딩하고, 이를 최적화하여 안정적이고 최적화된 폐루프 성능을 달성하는 접근법을 제안한다.
이를 위해 "인식-최적화(P&O)" 전략을 사용한다. 첫째, 변환기 시스템의 상호연결 단자에서 전력망 동적 등가 모델을 식별한다. 둘째, 식별된 전력망 등가 모델과 매개변수화된 전달함수 행렬의 폐루프 상호연결을 고려하여, 전력망 코드 및 장치 수준 요구사항을 만족하면서도 안정적이고 최적화된 폐루프 성능을 달성하도록 전달함수 매개변수를 최적화한다.
제안된 접근법의 효과를 수정된 Kundur 두 영역 테스트 시스템을 기반으로 한 다양한 수치 사례 연구를 통해 입증한다.

Stats

주파수 조절 예비력(FCR) 제공을 위한 초기 지연 시간 tfcr
i
은 2초 이하여야 한다.
주파수 조절 예비력(FCR) 제공을 위한 완전 활성화 시간 tfcr
a
은 30초 이하여야 한다.
빠른 주파수 예비력(FFR) 제공을 위한 완전 활성화 시간 tffr
a
은 2초 이하여야 한다.
빠른 주파수 예비력(FFR) 제공을 위한 최소 지원 지속 시간 tffr
d,min
은 8초 + tffr
a
이어야 한다.
빠른 주파수 예비력(FFR) 제공을 위한 최소 복귀-회복 시간 tffr
r,min
은 10초 + tffr
d
이어야 한다.
빠른 주파수 예비력(FFR) 제공 시 최대 과도 전력 배율 xffr
max
은 1.35배 이하여야 한다.
전압 조절을 위한 90% 반응 시간 tvq
90,max
은 5초 이하여야 한다.
전압 조절을 위한 100% 반응 시간 tvq
100,max
은 60초 이하여야 한다.

Quotes

"현재 전력망 코드 사양은 개방루프 응답 특성만을 지정하고 있어, 이는 향후 변환기 기반 발전이 증가함에 따라 전력 시스템의 폐루프 성능 저하 및 불안정 문제를 야기할 수 있다."
"본 논문에서 제안하는 접근법은 지역 전력망 동적 특성을 고려하여 안정적이고 최적화된 폐루프 성능을 달성할 수 있다."

Key Insights Distilled From

Optimal Dynamic Ancillary Services Provision Based on Local Power Grid Perception

by Vere... at arxiv.org 04-30-2024

https://arxiv.org/pdf/2401.17793.pdf

Deeper Inquiries

전력망 코드 사양을 개방루프에서 폐루프 기반으로 전환하는 데 있어 고려해야 할 추가적인 기술적, 규제적 과제는 무엇이 있을까?

전력망 코드 사양을 폐루프 기반으로 전환하는 과정에서 고려해야 할 몇 가지 추가적인 기술적, 규제적 과제가 있습니다. 첫째, 폐루프 시스템에서는 안정성과 신뢰성을 유지하기 위해 실시간 데이터 및 통신 시스템의 정확성과 신뢰성이 매우 중요합니다. 또한, 폐루프 시스템의 복잡성과 다양한 구성 요소 간의 상호작용을 고려하여 안정적인 운영을 보장해야 합니다. 또한, 규제 측면에서는 새로운 시스템이 규제 요구 사항을 준수하고 전력 시스템의 안전성을 보장하는 데 필요한 규정 및 표준을 준수해야 합니다.

전력 시스템에 제안된 접근법을 적용할 때 발생할 수 있는 실용적인 어려움은 무엇이며, 이를 해결하기 위한 방안은 무엇일까?

전력 시스템에 제안된 접근법을 적용할 때 발생할 수 있는 실용적인 어려움 중 하나는 실제 데이터를 기반으로 한 모델의 정확성과 신뢰성을 보장하는 것입니다. 또한, 실제 운영 환경에서의 변동성과 불확실성을 고려하여 모델을 조정하고 최적화해야 합니다. 이를 해결하기 위한 방안으로는 실제 데이터를 사용하여 모델을 지속적으로 업데이트하고 실시간으로 모니터링하여 시스템의 동적 변화에 대응하는 것이 중요합니다. 또한, 모델의 복잡성을 줄이고 간소화하여 구현 및 유지 관리를 용이하게 하는 것이 도움이 될 수 있습니다.

동적 보조 서비스 제공을 위한 최적화 문제를 더 확장하여 전력 시스템 전체의 안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방법은 무엇일까?

동적 보조 서비스 제공을 위한 최적화 문제를 더 확장하여 전력 시스템 전체의 안정성과 신뢰성을 향상시키기 위해서는 다양한 측면을 고려해야 합니다. 첫째, 다양한 보조 서비스 제공 제품을 고려하여 다중 입력 다중 출력 사양을 포함한 전체 시스템 최적화를 고려해야 합니다. 둘째, 실시간 데이터 및 모니터링을 통해 시스템의 상태를 지속적으로 평가하고 최적화해야 합니다. 또한, 다양한 운영 조건과 환경 요인을 고려하여 유연한 제어 전략을 개발하고 적용해야 합니다. 마지막으로, 시스템의 안정성과 신뢰성을 향상시키기 위해 실시간 통신 및 제어 시스템을 강화하고 보안을 강화하는 것이 중요합니다.