하이브리드 송전계통 운전시 직류송전선로가 받는 영향 분석 및 감소방안 수립 :Effectiveness Analysis and Reduction Scheme Establishment against DC Transmission Line in Operation of Hybrid Transmission System

김준

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김준 (원광대학교, 원광대학교 대학원)

지도교수: 이종범

발행연도: 2015

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이용수7

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2015

하이브리드 송전계통 운전시 직류송전선로가 받는 영향 분석 및 감소방안 수립

김준 전기공학과 2015.01 학위논문

2014

하이브리드 가공송전선로 귀로 방식에 따른 직류송전선로 커플링 영향 해석

김준 , 손용대 , 채직병 외 4명 대한전기학회 학술대회 논문집 2014.11 학술대회자료

하이브리드 가공송전선로 운전시 직류송전선로에 미치는 영향 해석

김준 , 이종범 , 신구용 외 1명 대한전기학회 학술대회 논문집 2014.07 학술대회자료

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국내의 전력계통은 수도권 지역과 같은 일부 도시지역에 대부분의 부하가 밀집되어 있으며 발전소는 부하밀도가 적은 지역에 편중되어 있어 계통연계가 특히 중요하다. 또한 신재생 에너지의 보급으로 인하여 주파수 변동 및 전력품질 문제가 대두되어 대용량 전력전송 및 전력계통의 신뢰도를 높일 수 있는 HVDC (High Voltage Direct Current) 송전에 관심이 집중되고 있다.
국내에서는 신규철탑을 만드는데 있어서 지역주민의 반대, 전기환경 문제, 보상 등 많은 문제점을 가지고 있다. 그러나 HVDC 송전방식은 지상고를 낮추고 기존의 AC 송전선로와 병행하여 설치할 수 있는 하이브리드 송전방식이 가능하므로 이에 관심이 증가하고 있다.
하이브리드 송전선로를 설치하면 경제.사회적 비용 절감과 공사 기간 단축, 환경 파괴를 최소할 수 있다는 장점을 가지고 있으나 교번자계를 가지고 있는 AC 송전선로에 의해 DC 선로에 커플링 현상이 발생하는 문제점을 갖고 있다.
따라서 본 연구에서는 하이브리드 병행선로를 구성하였을 경우 AC 선로로부터 DC 선로가 받는 커플링이 어느 정도인지를 해석하고, 이어서 이를 저감 시킬 수 있는 방안에 대해 연구하였다. 연구대상은 AC 345kV 2회선 선로에 HVDC ±250kV를 병행하는 PTB(Point-to-Point) 선로를 대상으로 하였으며, 다양한 선로구성 상태에서 커플링 영향을 평가하기 위하여 하이브리드 선로 길이 및 부하전류 변하에 따른 고조파 차수 분석 및 고조파 왜형률을 계산하여 객관적인 커플링 영향을 비교 평가 하였다. 아울러 커플링 영향을 저감시키기 위하여 AC 선로 도체연가방식을 제안하였고 연가방식 적용 유무에 따른 커플링 저감효과를 분석하여 제시함으로써 도체연가방식 채용시의 저감효과를 제시하였다. 본 연구에서 사용한 모델링 및 해석 방법은 EMTP/ATPDraw를 사용하였다.

The system interconnection is particularly important with South Korean electric power system, for most loads are densely distributed in some urban areas such as the Metropolitan Area and power plants are concentrated in regions of low load density. In addition, the popularization of new & renewable energy raises the problems of frequency shift and electrical power quality, putting under spotlight the HVDC (High Voltage Direct Current) that is capable of raising the reliability of electric power system and the bulk transmission of electrical power.
In Korea, the construction of a new transmission tower entails a number of problems including local residents’ opposition, the problem of electric environment, and compensation. In contrast, the HVDC transmission system lowers ground clearance and enables the hybrid transmission system that may be installed in parallel with the existing AC transmission line, and so there is a growing interest in the HVDC transmission system.
Hybrid transmission lines have the advantages of reduced economic and social expenses and shortened construction period; however, they have the problem of the coupling phenomenon transferred to a DC line from an AC transmission line that has an alternating magnetic field.
Therefore, this study analyzed the extent of coupling transferred to a DC line from an AC line in the case of hybrid parallel lines, and then studied methods for reducing coupling. The subject of the study was the PTP (Point-to-Point) lines of two AC 345-kV lines in parallel with HVDC±250 kV. And under various line configurations, the analysis of harmonic order and the calculation of harmonic distortion were carried out according to hybrid line length and load currency variation in order to evaluate the effects of coupling, and objective coupling effects were compared and evaluated. In addition, conductor transposition was proposed to reduce the effects of coupling, and the reduction effects in case of adopting conductor disposition were suggested by analyzing and suggesting the effects of coupling reduction according to whether disposition is applied or not. As for the methods for modeling and analysis, this study used EMTP/ATPDraw.

제 1 장 하이브리드 송전선로 구성 8
제 1 절 HVDC 기술 8
1.1 AC 송전과 DC 송전의 비교 8
1.2 HVDC의 장점 10
1.3 HVDC 시스템의 설치 가능지역 11
제 2 절 하이브리드 송전선로 14
2.1 하이브리드 송전선로 극배치(전기환경적 관점) 14
2.2 EMTP 모델링 20
제 2 장 커플링 현상 22
제 1 절 커플링 현상 분석 22
1.1 커플링 현상 22
1.2 선로 길이 및 부하전류에 따른 커플링 현상 26
제 2 절 커플링 현상 저감 대책 32
2.1 AC 선로 연가를 통한 저감 방안 32
2.2 선로 길이 및 부하전류에 따른 커플링 현상(AC 선로 연가) 36
결 론 41

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