Modeling and Operation Method of 30kW VPL Device to Improve Hosting Capacity in Renewable Energy Sources

최근, 배전선로에 연계된 신재생에너지의 용량이 급속도로 증가하여, 수용가의 전압이 규정전압 범위(207V~233V)를 벗어날 가능성이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전력설비 인프라의 증설 및 신설이 요구되지만, 막대한 건설비용과 오랜 건설기간이 소요되므로 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 전력설비 인프라를 증설하지 않고, 신재생에너지 전원의 연계지점이나 수용가 말단 등에 ESS를 설치 및 운용하여, 신재생에너지의 수용성을 향상시키는 가상적인 전력선로 운용기술인 VPL(virtual power line) 장치를 제안한다. 여기서, VPL 장치는 VPL용 플랫폼과 VPL용 ESS로 구성되는데, 플랫폼은 배전계통, 신재생에너지, 계통유연자원의 운용정보를 실시간으로 모니터링하며, ESS는 운용 플랫폼의 제어신호에 의하여 충·방전 동작을 수행한다. 또한, 전력계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 모의 배전계통부, 모의 태양광전원부, VPL부 등으로 구성된 30kW급 VPL 시험장치의 모델링을 수행한다. 이를 바탕으로, VPL 장치의 운용특성을 평가한 결과, 신재생에너지의 역조류에 의하여 수용가에 과전압 및 저전압 현상이 발생하는 경우, VPL이 배전계통, 신재생에너지, 계통유연자원의 운용정보를 바탕으로, ESS를 충·방전시켜 신재생에너지의 수용성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.