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  1. (Dept. of Electrical, Electronics and Communication Engineering, Korea University of Technology and Education, Korea.)



PV Systems, Hosting Capacity, SVR, ESS, LDC, LDC Setting Values, Distribution System, Customer Voltage

1. 서 론

제9차 전력수급기본계획에 따르면, 우리나라의 신재생에너지 설비용량은 2020년 20.1[GW]에서 2034년 77.8[GW]로 약 4배 증가하며, 같은 기간동안의 전체 에너지설비 대비 신재생에너지 설비의 비중은 15.8[%]에서 40.3[%]로 약 2.6배 확대될 전망이다(1-3). 이러한 국가정책 기조에 의해서, 태양광전원 등의 신재생에너지 전원을 확대하는 보급사업이 적극적으로 시행되고 있다. 하지만, 배전계통에 연계된 태양광전원의 용량이 증가하면, 연계용량 및 연계구간에 따라 발생하는 역조류에 의해 수용가의 과전압현상이 발생하여, 태양광전원의 수용성이 저하될 가능성이 있다(4-6). 이러한 배경으로 SVR 및 ESS를 배전계통에 도입하여, 태양광전원의 수용성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다(7-10).

따라서, 본 논문에서는 배전계통에 있어서 태양광전원의 수용성을 향상시키기 위한 선로전압조정장치(step voltage regulator, SVR) 및 전기저장장치(energy storage system, ESS)의 운용을 제안한다. 구체적으로, SVR의 LDC(line drop compensation)정정치 산정알고리즘은 태양광전원의 연계에 의해 발생되는 역조류를 고려하여 SVR의 송출전압 상한치 및 하한치를 산정하고, 이에 대한 전체 시간대의 분포도를 바탕으로 최소자승법을 이용한 선형회귀 분석에 의해 최적 LDC정정치를 산정한다. 또한, ESS의 도입용량 산정알고리즘은 수용가전압을 허용전압 범위 이내로 유지시킬 수 있는 각 시간대별 유효전력을 산정하여 ESS의 최소 kW 및 kWh 도입용량을 제시한다. 한편, 태양광전원이 연계된 배전계통의 수용성을 평가하기 위하여, 전력계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여, LDC방식의 SVR, ESS 및 태양광전원으로 구성된 전체 배전계통 모델링을 수행한다. 상기의 알고리즘 및 모델링을 바탕으로, 5.7[MW]의 태양광전원 연계 시, 제안한 SVR의 LDC방식이 SVR을 설치하지 않은 방식보다 태양광전원의 수용성은 2배 정도 증가되며, SVR의 일정전압방식보다 1.7배 정도 증가됨을 알 수 있고, ESS의 최소 도입용량은 각각 약 1/25(0.7/16.7[MWh]), 1/20(0.7/12.5[MWh])로 감소되어, 태양광전원의 수용성을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

2. 배전계통에 있어서 SVR 및 ESS의 운용 특성

2.1 SVR의 운용 특성

SVR은 장거리 배전선로나 부하변동이 심한 고압배전선로의 전압을 안정적으로 조정하기 위한 설비로서, 일정전압방식 및 프로그램조정방식, LDC방식 등으로 운용되고 있다(11-12). 하지만, 현재 우리나라에 설치된 SVR은 부하변동과 상관없이 2차측 전압을 13,200[V]로 고정시켜 송출하는 일정전압방식으로 운용되고 있어, 대용량의 태양광전원이 연계되는 경우, 수용가전압이 허용전압 범위를 벗어나는 문제점이 발생될 가능성이 있다(13). 따라서, 태양광전원의 역조류에 의한 수용가의 과전압현상을 해소하기 위하여, 부하전류의 크기에 따라 송출전압을 조정할 수 있는 LDC방식으로 SVR을 운용해야 할 필요성이 요구되고 있다. 여기서, LDC방식은 그림 1과 같이, 미리 산정된 LDC정정치(부하중심점 전압($V_{ce}$), 등가임피던스($Z_{eq}$))를 이용하여, 부하전류의 증감에 따라 SVR의 송출전압($V_{send}$)을 결정하는 방식이다.

그림. 1. LDC방식의 전압조정 개념

Fig. 1. Concept of voltage regulation by LDC method

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2.2 ESS의 운용 특성

대용량의 태양광전원이 배전계통에 연계되는 경우, 기존의 단방향 조류가 아닌 역조류에 의해 양방향으로 전력의 흐름이 발생하게 된다. 이러한 양방향 조류는 배전계통의 전압상승 및 전압강하와 같은 문제를 발생시키며, 태양광전원의 수용성을 저하시킨다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 배전용 ESS의 운용에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다(14). 여기서, ESS는 양방향으로 전력을 공급할 수 있는 분산자원으로, 충전 및 방전을 제어하여 배전계통의 전압변동성에 신속하게 대응할 수 있다. 따라서, 태양광전원의 수용성 향상을 위한 ESS의 운용방안은 그림 2와 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 그림 2의 (a)는 태양광전원의 역조류에 의해 수용가의 과전압 현상이 발생하는 경우, ESS의 충전 동작에 의하여 수용가전압을 허용전압 범위 이내로 유지시키는 개념도를 나타낸 것이다. 또한, 그림 2의 (b)는 태양광전원의 일시적인 고장, 또는 배전계통의 중부하에 의해 수용가의 저전압현상이 발생하는 경우, ESS의 방전 동작에 의하여 저전압현상을 해결하는 개념도를 나타낸 것이다.

그림. 2. 태양광전원의 수용성 향상을 위한 ESS의 운용 방안

Fig. 2. Operation method of ESS to enhance hosting capacity of PV system

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3. SVR의 LDC정정치 및 ESS의 도입용량 산정알고리즘

3.1 수용성 향상을 위한 SVR의 LDC정정치 산정알고리즘

3.1.1 역조류를 고려한 SVR의 LDC정정치 산정방안

LDC방식에 의한 SVR의 최적 송출전압($V_{send}$)은 전압조정요소인 등가 임피던스($Z_{eq}$)와 부하중심점 전압($V_{ce}$)에 의해 결정되며, 식(1)과 같이 나타낼 수 있다.

(1)
$V_{send}(t)=V_{ce}+Z_{eq}\times I_{load}(t)$

여기서, $V_{send}(t)$ : SVR 송출전압[V], $V_{ce}$ : 부하중심점 전압[V], $Z_{eq}$ : 등가 임피던스[Ω], $I_{load}(t)$ : SVR을 통과하는 총 부하전류[A]

LDC정정치($V_{ce}$, $Z_{eq}$)는 SVR의 송출전압 상한치와 하한치의 분포를 이용하여, 전체 시간대에 대한 편차를 최소화하는 최소자승법에 의하여 정식화될 수 있다. 여기서, SVR의 송출전압 상한치는 허용전압의 상한치인 233[V]에 저압선로의 전압강하분과 수용가 부하율을 반영하여 주상변압기 1차측 탭 전압에 의해 고압측으로 환산된 값과 고압선 전압강하 및 SVR의 불감대폭을 고려하여 식(2)와 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 고압선로 전압강하($V_{hf}(t)$)는 태양광전원의 역조류를 고려하기 위하여, SVR의 설치지점부터 전압이 가장 높은 수용가까지의 고압선로의 전압강하를 나타내고, 저압선로 전압강하($V_{f}$)는 주상변압기 및 인입선 전압강하를 나타낸다. 또한, SVR 송출전압의 하한치는 허용전압의 하한치인 207[V] 이상으로 수용가전압을 유지시키기 위하여, 식(3)과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 고압선로 전압강하($V_{hl}(t)$)는 태양광전원의 역조류를 고려하기 위하여, SVR의 설치지점부터 전압이 가장 낮은 수용가까지의 고압선로의 전압강하를 나타내고, 저압선로 전압강하($V_{l}$)는 주상변압기 및 인입선, 저압선의 전압강하를 포함한다.

(2)
$V_{send(upper)}(t)=(V_{ulimit}+ V_{f}\times f_{c}(t))\times\dfrac{V_{tap}}{V_{S}}+ V_{hf}(t)-\triangle V$

(3)
$V_{send(lower)}(t)=(V_{llimit}+ V_{l}\times f_{c}(t))\times\dfrac{V_{tap}}{V_{S}}+ V_{hl}(t)+\triangle V$

여기서, $V_{send(upper)}(t)$ : SVR 송출전압 상한치[V], $V_{send(lower)}(t)$ : SVR 송출전압 하한치[V], $V_{ulimit}$ : 허용전압 범위의 상한치(233[V]), $V_{llimit}$ : 허용전압 범위의 하한치(207[V]), $f_{c}(t)$ : 수용가 부하율, $V_{tap}$ : 주상변압기의 탭 전압[V], $V_{S}$ : 주상변압기 2차측 탭 전압(230[V]), $\Delta V$ : SVR 불감대폭[V]

또한, 식(2)와 같이, SVR의 송출전압 상한치는 기존의 수식과 달리, 태양광전원의 역조류를 고려하여 SVR 이후 전압이 가장 높은 수용가까지의 전압변동을 반영하여 산정할 수 있으며, 식(3)과 같이, SVR의 송출전압 하한치는 전압이 가장 낮은 수용가까지의 전압변동을 반영하여 산정할 수 있다. 여기서, 태양광전원의 연계에 의해 역조류가 발생하는 경우, 상기에서 제시한 SVR의 송출전압 상한치 및 하한치의 특성을 나타내면 그림 3과 같다. 이 그림에서와 같이, 태양광전원이 연계되지 않은 배전계통에서는 그림 3의 ①과 ④지점의 수용가를 고려하여 송출전압의 상한치 및 하한치가 산정되지만, 태양광전원이 연계된 배전계통에서는 그림 3의 ②와 ③지점의 수용가를 고려하여 송출전압의 상한치 및 하한치가 산정됨을 알 수 있다.

그림. 3. 역조류에 의한 SVR 송출전압의 상한치 및 하한치 특성

Fig. 3. Characteristics of upper and lower limits for sending voltage of SVR by reverse power flow

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한편, 부하전류에 대한 SVR 송출전압 상한치의 분포도는 그림 4와 같이 비선형적인 특성을 가지고 있다. 따라서, SVR의 송출전압 상한치는 선형회귀 분석법에 의하여 식(4)와 같이 1차 직선으로 나타낼 수 있다. 여기서, 직선의 기울기는 등가 임피던스($Z_{eq(upper)}$), Y절편은 부하중심점 전압($V_{ce(upper)}$)을 나타내며, 이는 전체 시간대에 대한 SVR 송출전압 상한치의 편차를 최소화하는 최소자승법을 이용한 식(5)에 의하여 산정된다. 따라서, SVR 송출전압 상한치에 대한 LDC정정치($Z_{eq(upper)}$, $V_{ce(upper)}$)는 식(5)를 최소화($\dfrac{\partial q}{\partial Z_{eq(upper)}}+\dfrac{\partial q}{\partial V_{ce(upper)}}= 0$)하여 식(6), 식(7)과 같이 구할 수 있다.

그림. 4. 최소자승법에 의한 SVR 송출전압 상한치 특성

Fig. 4. Distribution of upper limits for sending voltage in SVR by Least-squares method

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(4)
$V_{send(upper)}(t)=V_{ce(upper)}+ Z_{eq(upper)}\bullet I_{load}(t)$

(5)
$Min \enspace q =\sum_{t=1}^{T}[V_{send(upper)}(t)-(V_{ce(upper)}+ Z_{eq(upper)}\bullet I_{load}(t))]^{2}$

(6)
$Z_{eq(upper)}=\dfrac{\sum_{t=1}^{n}(I_{load}(t)-I_{load(av)})(V_{send(upper)}(t)-V_{send(upper(av))})}{\sum_{t=1}^{n}(I_{load}(t)-I_{load(av)})^{2}}$

(7)
$V_{ce(upper)}=V_{send(upper(av))}+(-Z_{eq(upper)})\times I_{load(av)}$

여기서, $Z_{eq(upper)}$ : SVR 송출전압 상한치의 등가 임피던스[Ω], $V_{ce(upper)}$ : SVR 송출전압 상한치의 부하중심점 전압[V], $I_{load(av)}$ : SVR을 통과하는 부하전류의 평균값[A], $V_{send(upper(av))}$ : SVR 송출전압 상한치의 평균값[V]

한편, SVR의 송출전압 하한치는 선형회귀 분석법에 의하여 식(8)과 같이 1차 직선으로 나타낼 수 있다. 따라서, SVR 송출전압 하한치에 대한 LDC정정치($Z_{eq(lower)}$, $V_{ce(lower)}$)는 상기와 같은 방식으로 최소자승법에 의해 식(9), 식(10)과 같이 산정할 수 있다.

(8)
$V_{send(lower)}(t)=V_{ce(lower)}+ Z_{eq(lower)}\bullet I_{load}(t)$

(9)
$Z_{eq(lower)}=\dfrac{\sum_{t=1}^{n}(I_{load}(t)-I_{load(av)})(V_{send(lower)}(t)-V_{send(lower(av))})}{\sum_{t=1}^{n}(I_{load}(t)-I_{load(av)})^{2}}$

(10)
$V_{ce(lower)}= V_{send(lower(av))}+(-Z_{eq(lower)})\times I_{load(av)}$

여기서, $Z_{eq(lower)}$ : SVR 송출전압 하한치의 등가 임피던스[Ω], $V_{ce(lower)}$ : SVR 송출전압 하한치의 부하중심점 전압[V], $V_{send(lower(av))}$ : SVR 송출전압 하한치의 평균값[V]

따라서, 상기에서 산정된 송출전압 상한치 및 하한치에 대한 LDC정정치의 평균값을 계산하여, 그림 5와 같이 최적의 LDC정정치($V_{ce(optimal)}$, $Z_{eq(optimal)}$)를 산정할 수 있다.

그림. 5. 최적 LDC정정치 산정

Fig. 5. Calculation of optimal LDC setting values

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3.1.2 LDC정정치 산정알고리즘

상기에서 제안한 LDC정정치 산정방안에 대한 상세한 절차는 다음과 같다.

[STEP 1] 기존 단방향 조류 및 태양광전원에 의한 역조류를 고려하여, 전체시간대에 대한 SVR의 송출전압 상한치 및 하한치를 식(2)식(3)을 이용하여 산정한다.

[STEP 2] [STEP 1]에서 산정된 송출전압 상한치의 분포도를 바탕으로, 최소자승법을 이용한 선형회귀 분석에 의하여 1차 직선을 도출한다. 즉, 식(6)식(7)을 바탕으로, SVR 송출전압 상한치에 대한 등가 임피던스 및 부하중심점 전압을 산정한다.

[STEP 3] [STEP 1]에서 산정된 송출전압 하한치의 분포도를 바탕으로, 최소자승법을 이용한 선형회귀 분석에 의하여 1차 직선을 도출한다. 즉, 식(9)식(10)을 바탕으로, SVR 송출전압 하한치에 대한 등가 임피던스 및 부하중심점 전압을 산정한다.

[Step 4] [STEP 2]과 [STEP 3]에서 산정된 송출전압 상한치 및 하한치에 대한 SVR 송출전압 직선의 평균값을 계산하여, 최적의 LDC정정치($V_{ce(optimal)}$, $Z_{eq(optimal)}$)를 산정한다.

3.2 수용성 향상을 위한 ESS의 도입용량 산정알고리즘

3.2.1 수용성 향상을 위한 ESS의 도입용량 산정방안

ESS는 충전 및 방전을 제어하여 양방향으로 전력을 공급할 수 있는 분산자원으로, 태양광전원의 역조류에 의해 발생되는 전압변동성에 신속히 대응할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 태양광전원의 수용성 향상을 위한 ESS의 도입용량 산정방안을 제안한다. 먼저, 주상변압기 2차측의 직하 및 말단 수용가전압은 식(11)식(12)와 같이 산정된다. 여기서, 직하 및 말단 수용가전압은 주상변압기 1차측 전압을 탭 전압에 의해 저압측으로 환산한 값과 저압선로의 전압강하 및 수용가 부하율을 고려하여 산정할 수 있다.

(11)
$V 1(n,\: t)=(V_{pri}(n,\: t)\times\dfrac{V_{s}}{V_{tap}})-V_{f}\times f_{c}(t)$

(12)
$V 2(n,\: t)=(V_{pri}(n,\: t)\times\dfrac{V_{s}}{V_{tap}})-V_{l}\times f_{c}(t)$

여기서, $V 1(n,\: t)$ : n번째 구간에서의 직하 수용가전압[V], $V 2(n,\: t)$ : n번째 구간에서의 말단 수용가전압[V], $V_{pri}(n,\: t)$ : n번째 구간에서의 주상변압기 1차측 전압[V]

상기에서 산정된 직하 및 말단 수용가전압 중에서 전압이 가장 높은 최대 직하 수용가전압 및 전압이 가장 낮은 최소 말단 수용가전압에 대하여, 허용전압(220±13V) 범위를 벗어나는지 판단한다. 여기서, 허용전압 범위를 벗어난 수용가전압에 대하여 저압선로의 전압강하 및 수용가 부하율을 고려하여 고압측으로 환산하면 식(13), 식(14)와 같이 나타낼 수 있다.

(13)
$V_{\max}(t)=(V 1_{\max}(t)+V_{f}\times f_{c}(t))\times\dfrac{V_{tap}}{V_{s}}$

(14)
$V_{\min}(t)=(V 2_{\min}(t)+V_{l}\times f_{c}(t))\times\dfrac{V_{tap}}{V_{s}}$

여기서, $V_{\max}(t)$ : 허용전압 범위를 벗어난 최대 직하 수용가전압을 고압측으로 환산한 값[V], $V_{\min}(t)$ : 허용전압 범위를 벗어난 최소 말단 수용가전압을 고압측으로 환산한 값[V], $V 1_{\max}(t)$ : 최대 직하 수용가전압[V], $V 2_{\min}(t)$ : 최소 말단 수용가전압[V]

한편, ESS의 충전 및 방전을 결정하는 충전 동작전압 및 방전 동작전압은 식(15)식(16)과 같이 나타낼 수 있다. 즉, 식(15)와 같이 ESS의 충전 동작전압은 허용전압의 상한치에 저압선로의 전압강하 및 수용가 부하율을 고려하여, 주상변압기 탭 전압에 의해 고압측으로 환산한 값이다. 또한, 식(16)과 같이 ESS의 방전 동작전압은 허용전압의 하한치를 고려하여 식(15)와 동일한 방식으로 산정된다.

(15)
$V_{ch}(t)=\left\{V_{u\lim}+V_{f}\times f_{c}(t)\right\}\times\dfrac{V_{tap}}{V_{s}}$

(16)
$V_{dis}(t)=\left\{V_{l\lim}+V_{l}\times f_{c}(t)\right\}\times\dfrac{V_{tap}}{V_{s}}$

여기서, $V_{ch}(t)$ : ESS의 충전 동작전압[V], $V_{dis}(t)$ : ESS의 방전 동작전압[V]

또한, ESS의 충전 및 방전 동작 모드는 식(17)의 조건에 따라 결정된다. 즉, 허용전압 범위를 벗어난 최대 직하 수용가전압을 고압측으로 환산한 값이 ESS의 충전 동작전압보다 크면 ESS는 충전 동작($\delta(t)=-1$)을 수행하고, 최소 말단 수용가전압을 고압측으로 환산한 값이 ESS의 방전 동작전압보다 작을 경우에는 방전 동작($\delta(t)=1$)을 수행한다.

(17)
$\delta(t)=\begin{cases} -1 \enspace {if} \enspace V_{\max}(t)> V_{ch}(t) & \\ 1 \enspace {if} \enspace V_{\min}(t)<V_{dis}(t) & \end{cases}$

여기서, $\delta(t)$ : ESS의 충전 및 방전 동작 모드

한편, ESS의 충전 및 방전 동작으로 보상할 수 있는 전압 제어값은 식(18)과 같이 나타낼 수 있다. 즉, 식(13), 식(14)의 허용전압 범위를 벗어난 최대 및 최소 수용가전압을 고압측으로 환산한 값과 식(15), 식(16)에서 계산된 ESS의 충전 및 방전 동작전압을 고려하여 산정할 수 있다.

(18)
$V_{con}(t)=\begin{cases} V_{\max}(t)- V_{ch}(t),\: \enspace {if} \enspace \delta(t)= -1 & \\ \left | V_{\min}(t)- V_{dis}(t)\right | ,\: \enspace {if} \enspace \delta(t)= 1 & \end{cases}$

여기서, $V_{con}(t)$ : ESS의 전압 제어값[V]

또한, 식(19)는 ESS의 충전 및 방전동작에 의하여 공급 또는 소비되는 전류값으로서, 식(18)의 전압 제어값을 송출단에서 ESS의 연계구간까지의 선로 저항으로 나눈 값이다.

(19)
$I_{ESS}(t)=\dfrac{V_{con}(t)}{\sum_{n=1}^{n_{\alpha}}(R(n)·L(n))}$

여기서, $I_{ESS}(t)$ : ESS의 전류[A], $R(n)$ : n번째 구간의 선로 저항[Ω/km], $L(n)$ : n번째 구간의 선로 긍장[km], $n_{\alpha}$ : ESS의 연계구간

또한, ESS의 충전 및 방전동작에 의해 공급 또는 소비되는 유효전력은 허용전압 범위를 벗어난 최대 및 최소 수용가전압을 고압측으로 환산한 값과 ESS의 전류값을 곱하여, 식(20)과 같이 나타낼 수 있다.

(20)
$P(t)=\begin{cases} 3·V_{\max}(t)·I_{ESS}(t),\: \enspace {if} \enspace \delta(t)=-1 & \\ 3·V_{\min}(t)·I_{ESS}(t),\: \enspace {if} \enspace \delta(t)=1 & \end{cases}$

여기서, $P(t)$ : ESS의 유효전력[W]

따라서, ESS의 최소 kW 도입용량($P_{ESS}$)은 ESS의 시간대별 유효전력의 크기 중에서 가장 큰 값을 고려하여, 식(21)과 같이 산정할 수 있으며, ESS의 최소 kWh 도입용량($W_{ESS}$)은 전체 시간대에 대한 ESS의 유효전력을 적산하여, 식(22)와 같이 산정할 수 있다.

(21)
$$ P_{E S S}=\max [|P(t)|]_{t=0}^{t=t_{\max }} $$

(22)
$W_{ESS}=\int_{0}^{t_{\max}}P(t)dt$

여기서, $P_{ESS}$ : ESS의 최소 kW 도입용량[W], $W_{ESS}$ : ESS의 최소 kWh 도입용량[Wh]

3.2.2 ESS의 도입용량 산정알고리즘

상기에서 제안한 ESS의 도입용량 산정방안에 대한 상세한 절차는 다음과 같다.

[Step 1] 선종 및 긍장, 부하량, 태양광전원의 연계용량 및 구간, SVR의 위치 및 운용방식, ESS의 설치 위치, 주상변압기 탭 전압 등의 배전계통 데이터를 입력한다.

[Step 2] 시뮬레이션 시간대(t)에 대하여 초기값을 설정한다.

[Step 3] 모든 수용가 구간(n)에 대하여, 식(11)식(12)에 의해 직하 수용가전압($V 1(n,\: t)$) 및 말단 수용가전압($V 2(n,\: t)$)을 계산하고, 최대 직하 수용가전압($V 1_{\max}(t)$) 및 최소 말단 수용가전압($V 2_{\min}(t)$)을 산정한다.

[Step 4] [Step 3]에서 산정한 최대 직하 수용가전압($V 1_{\max}(t)$)이 허용전압 범위의 상한치보다 크거나, 최소 말단 수용가전압($V 2_{\min}(t)$)이 허용전압 범위의 하한치보다 작으면, [Step 5]로 진행한다. 한편, 허용전압 범위를 벗어나지 않는 경우, [Step 2]로 돌아간다.

[Step 5] 식(15), 식(16)에 의해 ESS의 충전 동작전압($V_{ch}(t)$) 및 방전 동작전압($V_{dis}(t)$)을 산정한다.

[Step 6] [Step 5]에서 산정한 ESS의 충전 및 방전 동작전압($V_{ch}(t)$, $V_{dis}(t)$)을 고려하여, 식(17)과 같이 ESS의 충전 및 방전 모드($\delta(t)$)를 결정하고, 식(18)에 의해 ESS의 충전 및 방전 동작으로 보상할 수 있는 전압 제어값($V_{con}(t)$)을 산정한다.

그림. 6. ESS의 도입용량 산정알고리즘

Fig. 6. Calculation algorithm for introduction capacity of ESS

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig6.png

[Step 7] 식(19)에 의해 ESS의 충전 및 방전동작에 의하여 공급 또는 소비되는 전류값($I_{ESS}(t)$)을 계산하고, 이를 고려하여 식(20)과 같이 ESS의 유효전력($P(t)$)을 산정한다.

[Step 8] 전체 시간대($t_{\max}$)에 대한 ESS의 유효전력($P(t)$)을 계산하여, 식(21)와 같이 ESS의 최소 kW 도입용량을 산정하고, 식(22)에 의해 ESS의 최소 kwh 도입용량을 산정한다.

따라서, 상기의 절차를 플로우차트로 나타내면 그림 6과 같다.

4. PSCAD/EMTDC에 의한 태양광전원이 연계된 배전계통의 수용성 평가 모델링

4.1 LDC방식의 SVR 모델링

3.1절에 제시한 LDC정정치 산정방안을 바탕으로, LDC방식을 PSCAD/EMTDC로 모델링하면 그림 7과 같다(15). 여기서, A부분은 산정된 부하중심점 전압($V_{ce}$)을 입력할 수 있고, B부분은 산정된 등가임피던스($Z_{eq}$)와 실시간으로 측정된 부하전류에 의하여 송출전압($V_{send}$)을 결정한다.

그림. 7. LDC방식의 모델링

Fig. 7. Modeling of LDC method

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또한, LDC방식의 SVR 제어부를 모델링하면 그림 8과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, A부분은 목표로 하는 전압(Vset)과 SVR의 2차측 전압(Vmeans)의 오차를 구하는 것이고, B부분은 오차에 대한 불감대폭(BW)의 범위를 벗어난 값인지 판정하는 것이다. C부분에서는 오차가 시지연동안 지속되면 다음 단계로 수행하고, 지속되지 않으면 초기치로 정정한다.

그림. 8. SVR의 제어부 모델링

Fig. 8. Modeling of control section in SVR

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig8.png

상기에서 구한 오차를 통해, SVR의 탭 동작제어부를 모델링하면 그림 9와 같이 나타낼 수 있다. 여기서, A부분은 오차가 양의 값으로 탭 업 동작을 수행하는 것이고, B부분은 오차가 음의 값으로 탭 다운 동작을 수행하는 것이다. 또한, C부분은 최종적으로 SVR의 탭 위치를 선택하는 것이다.

그림. 9. SVR의 탭 동작 제어 모델링

Fig. 9. Modeling of tap operation control in SVR

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig9.png

4.2 ESS 모델링

ESS의 기준 DC 링크전압과 목표전력에 의한 DC 링크전압을 비교하여 전압차를 구한 후, 이 전압차를 비례적분하면 목표로 하는 d-q축의 기준전류($I_{ref-dq}$)를 식(23)식(24)와 같이 나타낼 수 있다.

(23)
$I_{ref-d}=(Kp+\dfrac{Ki}{s})(V_{DC-d}^{*}-V_{DC-d})$

(24)
$I_{ref-q}=(Kp+\dfrac{Ki}{s})(V_{DC-q}^{*}-V_{DC-q})$

여기서, $I_{ref-d}$: d축 기준전류, $I_{ref-q}$: q축 기준전류, $V_{DC-dq}^{*}$: 기준 DC 링크전압, $V_{DC-dq}$: 목표 DC 링크전압

또한, 기준전류가 음의 값을 가질 때 ESS를 충전시키고, 양의 값을 가질 때 ESS를 방전시키기 위하여, 전류제어 알고리즘에 적용하여 인버터 출력을 위한 d-q축 전압을 구하면, 식(25)식(26)과 같이 나타낼 수 있다.

(25)
$V_{d}=(I_{ref-d}-I_{d})(Kp+\dfrac{Ki}{s})-I_{q}\times\omega L+V_{sq}$

(26)
$V_{q}=(I_{ref-q}-I_{q})(K_{p}+\dfrac{K_{i}}{s})-I_{d}\times\omega L$

그림. 10. ESS의 모델링

Fig. 10. Modeling of ESS

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig10.png

여기서, $V_{d}$, $V_{q}$: d-q축 전압, $I_{ref-dq}$: 인버터 출력의 기준전류, $I_{d}$, $I_{q}$: 계통전류의 d-q축 전류, $V_{sq}$: 계통의 순시전압

따라서, 상기의 식(25)식(26)에 의하여 정전류원으로 충전 및 방전을 수행할 수 있는 ESS를 모델링하면 그림 10과 같다. 여기서, 전류 제어부는 디커플링 회로이기 때문에 유효전력과 무효전력을 서로 독립적으로 제어할 수 있다.

4.3 태양광전원 모델링

태양광전원의 계통연계용 인버터에 대하여 목표로 하는 유효전력과 무효전력을 제어하기 위해, PI제어기를 이용하여 전류제어 알고리즘을 모델링하면 그림 11과 같다. 여기서, 인버터의 전류 제어부는 유효전력과 무효전력을 서로 독립적으로 제어할 수 있다.

그림. 11. 태양광전원의 전류제어 모델링

Fig. 11. Modeling of current control in PV system

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig11.png

상기의 모델링에서 구한 $V_{d}$와 $V_{q}$는 d-q 좌표변환을 통해 3상의 전압으로 변환되며, IGBT를 구동시키기 위한 6개의 신호로 사용되는 PWM을 모델링하면, 그림 12와 같이 나타낼 수 있다.

그림. 12. 태양광전원의 PWM 모델링

Fig. 12. Modeling of PWM in PV system

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig12.png

그림. 13. 계통연계형 인버터 모델링

Fig. 13. Modeling of grid-connected inverter

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig13.png

한편, 계통연계용 인버터를 모델링하면 그림 13과 같고, PWM 으로부터 나온 6개의 스위칭 신호에 의하여 태양광전원에서 생성된 DC 출력을 120°의 위상차를 갖는 3상의 AC출력으로 변환시킨다.

4.4 전체 배전계통 모델링

SVR, ESS 및 태양광전원 등으로 구성된 전체 배전계통을 모델링하면 그림 14와 같다. 여기서, A 부분은 배전용 변전소, B부분은 SVR, C부분은 수용가 부하, D부분은 태양광전원, E부분은 ESS를 나타낸다.

그림. 14. 전체 배전계통 모델링

Fig. 14. Modeling of entire distribution system

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig14.png

5. 시뮬레이션 결과 및 분석

5.1 시뮬레이션 조건

본 논문에서는 SVR의 설치 유·무 및 운용방식, 태양광전원 및 ESS의 연계용량 등의 다양한 운용시나리오에 따라, 태양광전원의 수용성을 비교·분석하기 위하여 표 1과 같은 시뮬레이션 조건을 상정한다. 여기서, 배전선로는 총 10개 구간으로 구성하고, 1번~6번 구간의 선종은 ACSR-160[㎟], 7번~10번 구간의 선종은 ACSR-95[㎟]로 상정한다. 또한, SVR이 설치되지 않은 경우의 주상변압기 1차측 탭은 1~5구간은 13,200탭, 6~10구간은 12,600탭을 적용한다. 한편, SVR이 설치되는 경우, 주상변압기 1차측 탭은 모든 구간에 대하여 13,200탭을 적용하며, 저압측의 전압강하 분담률은 주상변압기 전압강하분(1%), 인입선 전압강하분(1%), 저압 배전선로 전압강하분(2%)으로 상정한다.

표 1. 시뮬레이션 조건

Table 1. Simulation conditions

section

line impedance

[Ω/km]

length

[km]

customer load

[MVA]

PF

primary tap voltage of P.TR

[V]

R

X

peak

load

off peak load

without SVR

with SVR

1

0.18

0.39

2

0.2

0.09

0.95

13,200

13,200

2

0.18

0.39

2

0.8

0.36

0.95

13,200

13,200

3

0.18

0.39

2

2.5

1.13

0.95

13,200

13,200

4

0.18

0.39

1

0.1

0.05

0.95

13,200

13,200

5

0.18

0.39

4

0.4

0.18

0.95

13,200

13,200

6

0.18

0.39

3

4

1.8

0.95

12,600

13,200

7

0.4

0.48

5

1.5

0.68

0.95

12,600

13,200

8

0.4

0.48

7

0.25

0.11

0.95

12,600

13,200

9

0.4

0.48

7

0.15

0.07

0.95

12,600

13,200

10

0.4

0.48

7

0.1

0.05

0.95

12,600

13,200

한편, 태양광전원의 연계용량은 2.5[MW], 3[MW], 5[MW], 5.7[MW]로 상정하며, 여기서 SVR의 역조류를 고려한 태양광전원의 최대 연계용량은 5.7[MW]이다. 또한, SVR의 일정전압방식은 송출단 전압을 13,200[V]로 고정시켜 송출하고, LDC방식은 그림 15와 같이, 일 부하 곡선 및 태양광 발전량을 고려하여 송출전압을 산정한다.

그림. 15. 일부하 곡선 및 태양광 발전량

Fig. 15. Profiles of daily load and output in PV system

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5.2 SVR 운용방식에 의한 태양광전원의 수용성 평가

여기서는 SVR의 설치 유·무 및 운용방식(일정전압방식 및 LDC방식)에 따른 수용가전압의 특성을 분석하여 태양광전원의 수용성을 평가한다. 먼저, 고압배전선로에 SVR이 설치되지 않은 경우, 태양광전원의 연계용량에 따라 선로 말단(10번 구간)의 직하 수용가전압을 나타내면 그림 16과 같다. 여기서, 2.5[MW] 이상의 태양광전원이 배전계통에 연계되는 경우, 선로 말단의 수용가에서 과전압현상이 발생되어 태양광전원의 수용성이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 태양광전원의 연계용량이 증가 될수록, 수용가전압이 허용전압 범위를 크게 벗어남을 알 수 있다.

그림. 16. SVR 미설치 시 수용가전압 특성

Fig. 16. Characteristics of customer voltages without SVR

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig16.png

또한, SVR을 설치하여 일정전압방식으로 운용하는 경우, 태양광전원의 연계용량에 따라 선로 말단(10번 구간)의 직하 수용가전압을 나타내면 그림 17과 같다. 여기서, 2.5[MW]의 태양광전원이 배전계통에 연계되는 경우, 수용가전압을 허용전압 범위 이내로 유지시킬 수 있어 수용성이 향상됨을 알 수 있다. 그러나, 3[MW] 이상의 태양광전원이 연계되는 경우, 수용가의 과전압현상에 의해 수용성이 저하됨을 알 수 있다.

그림. 17. 일정전압방식의 SVR 운용 시 수용가전압 특성

Fig. 17. Characteristics of customer voltages with SVR by fixed voltage method

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig17.png

한편, 제안한 LDC방식으로 SVR을 운용하는 경우, 태양광전원의 연계용량에 따라 선로 말단(10번 구간)의 직하 수용가전압을 나타내면 그림 18과 같다. 여기서, 5[MW] 이하의 태양광전원이 배전계통에 연계되는 경우, 수용가전압을 허용전압 범위 이내로 유지시킬 수 있어 태양광전원의 수용성이 향상됨을 알 수 있다. 그러나, 태양광전원의 연계용량이 5.7[MW]로 증가하는 경우, 수용가전압이 과전압현상에 의해 허용전압 범위를 벗어나게 되어 수용성이 저하됨을 알 수 있다.

그림. 18. LDC방식의 SVR 운용 시 수용가전압 특성

Fig. 18. Characteristics of customer voltages with SVR by LDC method

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig18.png

따라서, 상기의 시뮬레이션 결과를 바탕으로 SVR의 운용방식에 의한 태양광전원의 수용성을 평가하면 표 2와 같다. 이 표에서와 같이, SVR이 설치되지 않은 경우, 2.5[MW] 이상의 태양광전원이 연계되면, 수용가의 과전압현상이 발생되어 태양광전원의 수용성이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 일정전압방식으로 SVR을 운용하는 경우, 3[MW] 이상의 태양광전원이 연계되면, 수용가의 과전압현상이 발생됨을 알 수 있다. 한편, 제안한 LDC방식으로 SVR을 운용하는 경우, 5[MW]까지의 태양광전원이 연계되어도, 수용가전압이 허용전압 범위 이내로 유지되어 배전계통의 수용성이 향상됨을 알 수 있다. 따라서, 제안한 SVR의 LDC방식이 SVR을 설치하지 않은 방식보다 태양광전원의 수용성은 2배 정도 증가되고, SVR의 일정전압방식보다 1.7배 정도 증가됨을 알 수 있다. 하지만, 5.7[MW]의 태양광전원이 연계되는 경우에는 본 논문에서 제안한 LDC방식으로도 태양광전원의 수용성을 향상시킬 수 없으므로 ESS의 도입이 필요함을 알 수 있다.

표 2. SVR의 운용방식에 의한 태양광전원의 수용성 평가

Table 2. Evaluation for hosting capacity of PV systems by SVR operation method

introduction capacity of PV systems[MW]

without SVR

with SVR

fixed voltage method

LDC method

2.5

X

O

O

3

X

X

O

5

X

X

O

5.7

X

X

X

5.3 수용성 향상을 위한 ESS의 운용 특성

여기서는 상기의 시뮬레이션 결과를 바탕으로 수용가의 과전압현상이 발생되는 경우, 3.2절에서 제안한 알고리즘에 따라 ESS의 최소 도입용량을 산정하여, 태양광전원의 수용성을 평가한다. 먼저, 고압배전선로에 SVR이 설치되지 않은 경우, 태양광전원의 수용성 향상을 위한 ESS의 최소 도입용량은 그림 19와 같다. 여기서, 5.7[MW]의 태양광전원이 연계되는 경우, 수용가의 과전압현상이 발생되는 시간은 10시 ~ 17시이며, 제안한 알고리즘에 의하여 ESS의 충전 유효전력은 최소 1.2[MW]에서 최대 3.3[MW]로 산정됨을 알 수 있다. 따라서, ESS의 최소 kW 도입용량은 시간대별 유효전력의 크기 중에서 가장 큰 값인 3.3[MW]로 산정되며, ESS의 최소 kWh 도입용량은 전체 시간대에 대한 ESS의 유효전력을 적산하여 16.7[MWh]로 산정됨을 알 수 있다.

그림. 19. SVR 미설치 시 ESS의 최소 도입용량(PV 5.7[MW])

Fig. 19. Minimum introduction capacity of ESS without SVR(PV 5.7[MW])

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig19.png

또한, SVR을 설치하여 일정전압방식으로 운용하는 경우, 태양광전원의 수용성 향상을 위한 ESS의 운용 특성은 그림 20과 같다. 여기서, 5.7[MW]의 태양광전원이 연계되는 경우, 수용가의 과전압현상이 발생되는 시간은 10시 ~ 17시이며, 제안한 알고리즘에 의하여 ESS의 충전 유효전력은 최소 0.6[MW]에서 최대 3[MW]로 산정됨을 알 수 있다. 따라서, ESS의 최소 kW 도입용량은 시간대별 유효전력 중에서 가장 큰 값인 3[MW]로 산정되며, ESS의 최소 kWh 도입용량은 전체 시간대에 대한 ESS의 유효전력을 적산하여 12.5[MWh]로 산정됨을 알 수 있다.

그림. 20. 일정전압방식의 SVR 설치 시 ESS의 최소 도입용량(PV 5.7[MW])

Fig. 20. Minimum introduction capacity of ESS with SVR by fixed voltage method(PV 5.7[MW])

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig20.png

한편, 제안한 LDC방식으로 SVR을 운용하는 경우, 태양광전원의 수용성 향상을 위한 ESS의 운용 특성은 그림 21과 같다. 여기서, 5.7[MW]의 태양광전원이 연계되는 경우, 수용가의 과전압현상이 발생되는 시간은 12 ~ 13시이며, 제안한 알고리즘에 의하여 ESS의 충전 유효전력은 0.7[MW]로 산정되어, ESS의 최소 도입용량은 0.7[MW]/0.7[MWh]로 산정됨을 알 수 있다. 따라서, 상기에서 산정된 ESS의 최소 도입용량을 연계하였을 경우, ESS의 충전동작에 의해 모든 수용가전압은 허용전압 범위 이내로 유지됨을 알 수 있다.

그림. 21. LDC방식의 SVR 설치 시 ESS의 최소 도입용량(PV 5.7[MW])

Fig. 21. Minimum introduction capacity of ESS with SVR by LDC method(PV 5.7[MW])

../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/fig21.png

상기의 시뮬레이션 결과를 바탕으로 SVR의 운용방식에 따른 ESS의 최소 도입용량을 산정하여 태양광전원의 수용성을 비교하면 표 3과 같다. 이 표에서와 같이, 고압배전선로에 SVR이 설치되지 않은 경우, ESS의 도입용량은 태양광전원의 연계용량이 2.5[MW]에서 5.7[MW]로 증가함에 따라 0.2[MW]/0.3[MWh] 에서 3.3[MW]/16.7[MWh]로 산정됨을 알 수 있다. 또한, SVR을 일정전압방식으로 운용하는 경우, ESS의 도입용량은 태양광전원의 연계용량이 3[MW]에서 5.7[MW]로 증가함에 따라 0.3[MW]/0.4[MWh]에서 3[MW]/12.5[MWh]로 산정된다. 즉, SVR을 설치하지 않은 경우보다 태양광전원의 수용성 향상을 위한 ESS의 도입용량이 감소됨을 알 수 있다. 한편, 제안한 LDC방식으로 SVR을 운용하는 경우, ESS의 도입용량은 태양광전원의 연계용량이 5.7[MW]일 때, 0.7[MW]/0.7[MWh]로 산정됨을 알 수 있다. 따라서, SVR의 LDC방식이 SVR을 설치하지 않은 방식보다 ESS의 최소 도입용량은 약 1/25(0.7/16.7[MWh])로 감소되고, SVR의 일정전압방식보다 약 1/20(0.7/12.5[MWh])로 감소되어, 적은 용량의 ESS 도입으로도 태양광전원의 수용성을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

표 3. 태양광전원의 수용성 향상을 위한 ESS의 최소 도입용량

Table 3. Minimum introduction capacity of ESS to enhance hosting capacity of PV system

introduction capacity of PV systems

[MW]

whithout SVR

with SVR

fixed voltage method

LDC method

ESS kW capacity

[MW]

ESS kWh

capacity

[MWh]

ESS kW capacity

[MW]

ESS kWh

capacity

[MWh]

ESS kW capacity

[MW]

ESS kWh

capacity

[MWh]

2.5

0.2

0.3

-

-

-

-

3

0.7

1.7

0.3

0.4

-

-

5

2.6

12.6

2.3

8.7

-

-

5.7

3.3

16.7

3

12.5

0.7

0.7

6. 결 론

본 논문에서는 태양광전원의 수용성을 향상시키기 위하여, 역조류를 고려한 SVR의 LDC정정치 산정알고리즘과 ESS의 최소 도입용량 산정알고리즘을 제안하고, 태양광전원의 수용성을 평가한다. 이에 대한 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다.

(1) 배전계통에 연계된 태양광전원의 용량이 증가하면, 역조류에 의해 수용가의 과전압현상이 발생하여 태양광전원의 수용성이 제한될 수 있는 가능성을 확인하였으며, ESS의 최소 도입용량을 산정하여 운용할 경우 수용성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

(2) 태양광전원의 역조류를 고려한 LDC정정치를 산정하여 LDC방식의 SVR을 운용하는 경우, 태양광전원의 연계용량에 의해 변화하는 부하전류의 크기에 따라 SVR의 송출전압을 조정할 수 있어 수용가전압을 안정적으로 유지할 수 있음을 알 수 있었다.

(3) SVR의 LDC방식이 SVR을 설치하지 않은 방식보다 태양광전원의 수용성은 2배 정도 증가되고, SVR의 일정전압방식보다 1.7배 정도 증가됨을 알 수 있었다. 하지만, 5.7[MW]의 태양광전원이 연계되는 경우에는 본 논문에서 제안한 LDC방식으로도 태양광전원의 수용성을 향상시킬 수 없으므로 ESS의 도입이 필요함을 확인하였다.

(4) 제안한 SVR의 LDC방식이 SVR을 설치하지 않은 방식보다 ESS의 최소 도입용량은 약 1/25(0.7/16.7[MWh])로 감소되고, SVR의 일정전압방식보다 약 1/20(0.7/12.5[MWh])로 감소되어, 적은 용량의 ESS 도입으로도 태양광전원의 수용성을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

(5) 제안한 SVR 및 ESS의 운용알고리즘을 바탕으로 태양광전원의 수용성을 평가한 결과, 배전계통의 전압을 안정적으로 관리하기 위하여 SVR의 운용방식을 기존 일정전압방식에서 LDC방식으로 변경하고, 태양광전원의 수용성 향상을 위한 관점에서 배전용 ESS의 도입이 필요함을 알 수 있었다.

Acknowledgements

This work was supported by the Power Generation & Electricity Delivery Core Technology Program of the Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning (KETEP) granted financial resource from the Ministry of Trade, Industry & Energy, Republic of Korea(No. 20206910100090 & 20213030160080)

References

1 
Ministry of Trade, Industry and Energy, 2020, The 9th Basic Plan of Electricity Supply and DemandGoogle Search
2 
J. M. Kim, D. H. Tae, I. M. Lee, G. P. Lim, D. S. Rho, 20212, A Study on Modeling of Leakage Current in ESS Using PSCAD/EMTDC, Korea Academy Industrial Cooperꠓation Society, Vol. 22, No. 2, pp. 810-818DOI
3 
J. M. Kim, H. D. Lee, D. H. Tae. M. Ferreira, J. H. Park, D. S. Rho, 2020, Implementation of Battery Management System for Li-ion Battery Considering Self-energy Balancing, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol. 21, No. 3, pp. 585-593DOI
4 
Liu Xiaohu, Aichhorn Andreas, Liu Liming, Li Hui, 2012, Coordinated Control of Distributed Energy Storage System With Tap Changer Transformers for Voltage Rise Mitigation Under High Photovoltaic Penetration, IEEE Transactions on Smart Grid, Vol. 3, No. 2, pp. 897-906DOI
5 
Byung-Ki Kim, Kyung-Sang Ryu, Chan-Hyeok Kim, Dae-Seok Rho, 2013, A Study on the Customer Voltage Characteristic of Distribution System with Large Scale PV, The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, Vol. 62, No. 1, pp. 29-36DOI
6 
L. H. Macedo, J. F. Franco, R. Romero, M. A. Ortega- Vazquez, M. J. Rider, 2017, Increasing the hosting capacity for renewable energy in distribution networks, 2017 IEEE Power & Energy Society Innovative Smart Grid Technologies Conference (ISGT), pp. 1-5DOI
7 
Watanabe Ryo, Imanishi Yusuke, Hida Yusuke, Nakanishi Yosuke, Yokoyama Ryuichi, 2013, Optimal Allocation and Planning of SVR on Distribution Network under Demand Growth, Renewable Energy and Power Quality Journal, Vol. 1, No. 11, pp. 234-238DOI
8 
Yang-Hyun Nam, Sung-Sik Choi, Min-Kwan Kang, Hu-Dong Lee, Ji-Hyun Park, Dae-Seok Rho, 2018, A Study on the Large-scale Adoption Method of Distribution System Interconnected with PV System by Energy Storage System, The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, Vol. 67, No. 8, pp. 1031-1039DOI
9 
P. H. Divshali, L. Söder, 2017, Improvement of RES hosting capacity using a central energy storage system, 2017 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe (ISGT-Europe), Vol. , No. , pp. 1-6DOI
10 
Joon-Ho Son, Sang-Won Heo, Dae-Seok Rho, Eui-Hwan Kim, 2011, Optimal Operation System of Step Voltage Regulator in Primary Feeders with Distributed Generations, The Korea Academy Industrial Cooperation Society, Vol. 12, No. 6, pp. 2698-2706DOI
11 
Eunmi Lee, 2004, A Study on the Optimal Operation of Step Voltage Regulator(SVR) in the Distribution Feeders, Master’s thesis, Vol. korea university of technology and education, No. , pp. 4-13Google Search
12 
Hyun-Ok Lee, Jae-Sun Huh, Byung-Ki Kim, Dae-Seok Rho, Jae-Chul Kim, 2014, Improvement Method of SVR Control in Power Distribution System Interconnected Distributed Generator, The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, Vol. 63, No. 2, pp. 224-229DOI
13 
Mi-Young Kim, 2009, The Maximum Installable DG Capacity According to Operation Methods of Voltage Regulator in Distribution Systems, The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, Vol. 58, No. 7, pp. 1263-269Google Search
14 
Kyung-Sang Ryu, 2020, A Study on the Hosting Capacity of EV in Low Voltage Distribution System using ESS, Ph.D dissertation, Vol. korea university of technology and education, pp. 29-41Google Search
15 
Byungki Kim, Giyoung Kim, Jukwang Lee, Sungsik Choi, Daeseok Rho, 2015, A Study on the Modeling of Step Voltage Regulator and Energy Storage System in Distribution System Using the PSCAD/EMTDC, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol. 16, No. 2, pp. 1355-1363DOI

저자소개

이세연(Se-Yeon Lee)
../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/au1.png

He received M.S. degree in Electrical Engineering from Hanyang University in 2015.

He is currently pursuing the Ph.D. degree at Korea University of Technology and Education.

He is interested in power and distribution system, renewable energy sources, energy storage system and power quality.

김지명(Ji-Myong Kim)
../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/au2.png

He received his B.S. and M.S. degrees in Electrical Engineering from Korea University of Technology and Education in 2020 and 2022, respectively.

He is currently pursuing the Ph.D. degree at Korea University of Technology and Education.

He is interested in power and distribution system, energy storage system and renewable energy sources.

한병길(Byeong-Gill Han)
../../Resources/kiee/KIEE.2022.71.11.1552/au3.png

He received his B.S. in Control and Instrumentation Engineering from Hanbat National University in 2016.

He received his M.S. in Seoul National University of Science and Technology in 2018.

He is currently pursuing the Ph.D. degree at Korea University of Technology and Education.

He is interested in MVDC, AC/DC converter, coordination of protection devices, renewable energy resources and micro-grid.

김기영(Ki-Young Kim)
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He received the M.S. degrees in Electrical Engineering from Korea University of Technology and Education in 2015.

He is currently pursuing the Ph.D. degree at Korea University of Technology and Education.

He has been working as a senior researcher at the Korea Testing & Research Institute since 2020.

He is interested in Distribution system, Power quality, Protection coordination, Renewable energy resources and Micro-grid fields.

노대석(Dae-Seok Rho)
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He received the B.S. degree and M.S. degree in Electrical Engineering from Korea University in 1985 and 1987, respectively.

He earned a Ph.D. degree in Electrical Engineering from Hokkaido University, Sapporo, Japan in 1997.

He has been working as a professor at Korea University of Technology and Education since 1999.

His research interests include operation of power distribution systems, dispersed storage and generation systems and power quality.