IEC 61000-3-6기반 전력계통을 고려한 수용가 고조파 평가기법 연구

Abstract

1990년대 말부터 시작된 고조파에 대한 연구는 현재 거의 모든 전력설비에서 고조파 발생이 되는 것으로 밝혀졌고 신재생에너지를 지속적으로 확대하는 에너지 패러다임이 형성되면서부터 각종 전력변환에서 나오는 고조파 왜곡이 지속적인 문제점으로 대두되고 있다. 정부의 3020 신재생에너지 이행계획에 따르면 탈원전을 추진하면서 전체 발전 비중 중에서 신재생에너지 발전량 비중을 20% 이상 달성하겠다고 하며 이 때 사용되는 태양광(PCS:Power Conversion System), 풍력(DFIG: Double-Fed Induction Generator)그리고 에너지저장장치 (ESS:Energy Storage System) 등 연계 확대됨으로 인한 계통의 고조파레벨 상승을 초래하고 있다. 이에 따른 적정한 고조파 억제 수단도 함께 연구가 진행이 되어 현재는 각종 R-L-C 조합을 통한 수동필터는 물론, 성능이 우수한 Active 필터까지 다양하게 개발되어 적용되고 있는 추세이다. 한국전력공사에서는 국가에서 제시하는 IEC KS 61000-3-6의 기준을 준용하여 한국전력공사에서 제시하는 계획레벨을 2007년도에 결정하고 약관에 반영하여 계통의 고조파 관리를 하고 있으며 신규수용가에 대한 고조파 예측프로그램을 한국전기기술인협회와 공동 개발하여 수용가의 고조파 운영을 지원하고 있다. 하지만 강제규정이 아니다 보니 기준은 있어도 각 수용가별로 원활한 적용이 되어 있지 않고 기준을 알고 있어도 전류고조파에 대한 관리기준을 별도로 계산하여 적용해야 하는 문제 때문에 파급이 잘 안되고 있는 실정이다. 오히려 전류고조파도 전압고조파와 마찬가지로 일정값을 제시하고 있는 IEEE Std. 519의 기준을 현장에서 적용하는 사례가 많은 현실이다. 본 논문은 계통의 고조파를 관리하기 위해서 각 수용가에서 적용하는 고조파 기준에 대해서 알아보고 고조파 관리기준 예측시뮬레이터인 TSHARP을 활용하여 사례분석을 함으로써 전력계통 고조파 관리 방안을 제시하고자 한다.; The study on harmonics, which began in late 1999, has now turned out to be a harmonic occurrence in almost all power facilities, and since the formation of an energy paradigm that continues to expand renewable energy, harmonic distortion from various power transformations has become a constant problem. According to the government`s 3020 Renewable Energy Implementation Plan, the proportion of renewable energy generation to be achieved by more than 20 percent out of the total power generation, and the linkage of the PCS (Power Conversion System), Double-Fed Production Generator (DFIG), and Energy Storage System (ESS: Energy Storage System) is increasing. Accordingly, proper harmonic suppression measures have been studied together, and now various types of manual filters through various R-L-C combinations as well as high-performance active filters have been developed and applied. The Korea Electric Power Corp. determines the planned level presented by the Korea Electric Power Corp. in accordance with the state-proposed IEC KS 61000-3-6 and manages the harmonics of the system by reflecting the terms and conditions, and jointly develops a harmonic prediction program for new inmates with the Korea Electrical Engineers Association to support the operation of the harmonics of the acceptors. However, because it is not a mandatory requirement, the criteria are not applied to each of the acceptors, and because of the problem of separately calculating and applying the control criteria for current harmonics, even if the criteria are known, they are not well-spread. Rather, the reality is that current harmonics, like voltage harmonics, have many field applications of the criteria in IEEE 519, which provide a certain value. In order to manage the harmonics of the system, this paper seeks to present a plan for harmonics management of the power system by examining the harmonics standard applied by each receptor and analyzing the cases using TSHARP, the predictive simulator of harmonics management standards.