IEEE 33의 철공진 억제를 위한 새로운 방법

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 3381(2023) 이 기사 인용

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분산 발전(DG)을 배전 시스템(DS)에 통합하면 여러 가지 이점이 있지만 철공진과 같은 몇 가지 문제가 수반될 수 있습니다. 따라서 다중 DG가 포함된 통합 DS의 철공진 조사는 연구 격차로 확인되었습니다. 이를 위해 본 논문에서는 배전망에서 철공진을 완화하는 새로운 방법을 제시하고, 이후 다중 DG가 통합된 IEEE-33 버스 방사형 DS의 철공진을 조사했습니다. 여기서는 시스템에 맞게 크기를 조정하는 설계 접근 방식을 포함하여 철공진을 완화하는 방법으로 RLC 션트 리미터를 소개합니다. 조사에 따르면 이 션트는 철공진 중에 시스템에 연결하기 위해 음의 시퀀스 검출기에 의존하는 것으로 나타났습니다. 마지막으로, 제안된 방법의 효율성과 우월성은 문헌에서 사용된 기존의 철공진 완화 방법을 사용하여 얻은 결과와 비교하여 입증되었습니다.

화석 연료 사용으로 인한 환경적 영향을 포함하여 화석 연료 고갈에 대한 전 세계적인 우려가 커지면서 분산 발전(DG)의 채택이 이상적인 솔루션으로 묘사되었습니다1. 특히, DG의 확산은 전기 시스템, 환경 및 소비자에게 수많은 이점을 제공했습니다2,3. 게다가, 전기 네트워크의 손실 비용은 소비자의 청구서를 증가시킵니다. 결과적으로, DG는 전기 시스템 손실을 줄여 비용을 절감한다는 점에서 소비자에게 중요한 이점으로 간주됩니다4,5. 또한, 재생 가능한 DG는 배출량을 줄이는 것 외에도 지구 온난화 및 온실가스 문제 완화에 기여합니다6,7. 따라서 2050년에는 재생에너지원에서 생산된 정격에너지가 전 세계 에너지전력의 절반을 차지할 것으로 예상된다8. 또한, DG는 전력 시장의 확대와 전력망에 대한 투자를 지원했으며9, 교통 선로 혼잡에 대한 탁월한 솔루션입니다10. 또한 시스템 전력 손실을 줄이고 전력 품질을 개선하며 시스템 신뢰성을 향상시키는 데에도 사용됩니다11,12. 단, DG 종류에 따라 혜택이 다릅니다. 또한 DG에는 많은 장점이 있지만 사용으로 인해 몇 가지 문제가 발생했습니다. 결과적으로 대부분의 문제를 조사하고 해결하기 위해 상당한 노력이 소요됩니다. 현재 네 가지 유형의 DG가 확인되었습니다. 첫 번째 유형은 유효전력만 주입하고, 두 번째 유형은 유효전력과 무효전력을 모두 주입하며, 세 번째 유형은 무효전력만 주입하며, 네 번째 유형은 무효전력을 소모하지 않는 한 유효전력을 주입한다13. 따라서 이 시스템의 장점으로 인해 DG가 네트워크에 미치는 영향에 대한 여러 연구가 수행되어 그 노력을 입증했습니다.

이러한 연구 중 Ref.1에서는 결함이 있는 조건에서 인버터 기반 DG의 그리드에 대한 동기화 안정성을 향상시키는 컨트롤러 방법을 설명했습니다. 그들의 모델은 최대 고정 주파수 편향의 결정을 기반으로 했습니다. 그러나 Ref.14에서는 발전단가와 CO2 배출을 줄이기 위해 송전부에 풍력형 DG를 통합하는 역할을 도입했다. 그들은 또한 전력 시장 개선에 대한 역할을 포함하여 풍력 에너지에 대한 투자 비용을 보여주었습니다. 이와 대조적으로 Ref.15에서는 DG를 전기 자동차와 배전 시스템(DS)으로 통합하여 시스템 성능 지표를 개선하는 방법을 논의한 반면, Ref.16에서는 중앙 집중식 스테이션과 DG 간의 최적의 전력 균형을 결정하기 위한 방법론적 접근 방식을 고안했습니다. 또한 Ref.17에서는 DG 침투율이 높은 링 그리드의 고장 조건에서 거리 보호 계전기를 기반으로 보호 시스템을 강화하는 알고리즘을 제시했습니다. 또 다른 연구에서는 Ref.7에서는 DG로 인한 양방향 전력 흐름을 제어하기 위해 매트릭스 컨버터 안정기를 사용하는 방법을 설명했지만, Ref.18에서는 DS의 전압 프로파일을 개선하기 위해 DG를 사용했습니다. Ref.19에서는 재생 가능한 DG로 인한 고조파를 완화하기 위한 C형 필터 설계도 제시한 반면, Ref.19,20에서는 가능한 경우 시스템의 동적 응답과 주파수 복구 응답을 지원하는 인버터 기반 DG의 기여를 제시했습니다. 가장 짧은 시간. 그런 다음 Ref.8은 저전압 조건에서 이를 제어하는 ​​절차를 포함하여 DS에서 재생 DG의 구현을 제시했습니다. Ref.22는 시스템 라인 임피던스를 조정하여 인버터 기반 DG와 통합된 DS의 전압 및 주파수 개선을 제시했으며, Ref.23은 과도 현상을 개선하기 위해 인버터 기반 DG와 함께 배터리 에너지 저장 시스템을 사용하는 것에 대해 논의했습니다. 시스템 안정성.