신재생에너지의 전력변환장치에서 효율적인 고조파 발생 억제 및 장치 선정에 관한 연구

Abstract

국내의 에너지 변환 정책에 따라 신재생에너지 발전 설비는 2017년부터 2020년 현재까지 지속적으로 증가하였다. 신재생에너지 설비 증가로 전력변환장치 사용이 증가하고, 전력변환장치에서 직류를 교류로 변환하는 과정에서 전력전자소자의 스위칭 작용에 의해 고조파가 발생한다. 계통연계형 태양광발전의 경우 상용계통으로 고조파가 유입되면 계통에 악영향을 미칠수 있으므로 한전의 배전계통 고조파관리기준에 의해 배전계통으로의 고조파 유입을 제한하고 있다. 이 고조파 관리기준을 충족하기 위해 고조파 필터등의 억제장치를 사용하여 한전의 기준인 종합 전압고조파 왜형율 5%를 초과하지 않도록 한다. 그리고 전류의 경우 각 고조파 차수별로 IEEE1547 및 IEEE519에 규정된 값을 만족해야 한다. 그러므로, 이 고조파를 억제하는 장치가 매우 중요하다. 그 종류는 기존에 사용하던 고조파 필터인 수동필터와 능동필터가 있는데 수동필터는 동조필터,고차필터,3차형필터(C type-pass)가 있다. 그리고 영상분 고조파전류를 억제하는 ZED(Zero Harmonics Eliminating Device)와 신형 변압기인 하이브리드 변압기가 있다. 본 논문에서는 에너지 정책변화에 따라 신재생에너지 설비 증가로 전력변환장치 사용이 증가하여 고조파발생을 억제하는 기존기술과 신기술을 조사, 분석한다. 분석한 결과를 토대로 고조파 억제원리와 적용을 구체적으로 명시하여 가능하면 LCC관점에서 공사원가를 절감할 수 있는 효율적이고 경제적인 고조파 억제장치를 선정 하고자한다. 향후 전력변환장치의 고조파발생량이 현 시대보다 줄었으면 하는 바램에서 이 논문을 작성한다.