정전 시 공공기관 마이크로그리드의 분산전원 최적 운영 기법 연구
A study on the optimal management scheme of distributed power sources in the microgrid of the public institution in case of blackout
1
조회
0
다운로드
1
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 논문은 공공기관 건물의 중요부하의 지속적 운용을 위해 기존 설치된 디젤발전기를 기반으로, 각 건물마다 특정 목적을 위해 설치된 신재생에너지 발전원 및 배터리시스템을 이용하여 마이크로그리드를 구성하고, 정전 시 마이크로그리드를 독립 운전모드에서 연료소모율을 최소화하기 위해, 휴리스틱 알고리즘을 이용하여 각 발전원의 최적 운영방안을 도출한다. 보통 디젤발전기의 출력이 낮을 때는 효율이 급격히 떨어지므로, 디젤발전기를 높은 효율을 갖는 출력에서 운전시키고 남은 전력을 배터리에 저장한 후 필요시에 방전하여 운전하는 것이 바람직하다. 따라서 최적 운전 시의 목적함수는 정전 시부터 중요부하를 가장 오랫동안 가동시킬 수 있도록 디젤발전기의 연료소모량을 최소화하는 것이다. 일반적으로 최적화 알고리즘들은 정확한 해를 찾아낼 수 있지만 아주 소규모의 문제만 해결 가능하고, 본 연구처럼발전원과 시간 구간수가 많은 대규모 문제에는 적용하지 못하는 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 전역해를 빠른 시간에 찾아가는 휴리스틱 알고리즘을 이용하여 최적 운영 방안을 제시하고 이를 최적화 알고리즘의 결과와 비교하였다. 그 결과 중요부하의 변동에 따른 디젤발전기의 출력과 태양광 및 배터리시스템의 최적 운영 방안을 제시하였고, 적용된휴리스틱 알고리즘을 이용하면 대규모 문제의 경우에도 매우 빠른 시간에 최적에 가까운 결과를 얻을 수 있음을 보였다.
Abstract
This paper provides optimal management schemes for distributed generators in the microgrid of public institutions using a heuristic algorithm in order to minimize fuel consumption when supplying non-interruptible load during a blackout. After analyzing the characteristics of fuel consumption according to the power ratio of the diesel generator, we present the new mathematical model of microgrid operation. However, the methodology for determining the optimal operation of the battery, photo-voltaic systems and diesel generator is quite time-consuming, even when the number of input parameters and constraints are increased, the solution is not guaranteed. Therefore, the heuristic algorithm was adopted to find the nearly optimized solution very quickly. It is shown that this optimization methodology can be applied effectively for the economical operation of generators in the microgrid.
참고문헌 (9)
- Energy Storage Systems for Power Supply Demand Balance and Smart Grid (ESS), "D. S. Go", Korea Institute for Industrial Economics & Trade, ~, pp.Issue paper 2012-297 (2012)
- 조성민, "효율 및 수명을 고려한 새로운 모델을 이용한 수용가 BESS 최적 용량 선정", 박사, 전기공학과, pp.2012
- BESS Acquisition Approach Research for Smart Grid Real and Statable Power Supply Balance, "Smart Grid Team", Korea Power Exchange, ~ (2013)
- 여상민, "스마트 그리드에 있어서 저장 장치를 고려한 최적 에너지 소비 스케줄링：게임 이론적 접근", 대한산업공학회지, 41(5), pp.414~424 (2015), 대한산업공학회[DOI]
- C. M. Chu, "A study on battery capacity under steady-state of micro- grid considering reliability", 2009 KIEE Annual Summer Conference, pp.70~71 (2009)
- 이하림, "BESS 기반 마이크로그리드 운영전략", 전기학회논문지, 64(12), pp.1666~1672 (2015), 대한전기학회[DOI]
- 김규호, "평균풍속 및 유가변동에 따른 최적 마이크로그리드 구성", 전기학회논문지, 64(1), pp.35~40 (2015), 대한전기학회[DOI]
- M. Parol, "Optimization of exchange of electrical energy between microgrid and electricity utility distribution network", Modern Electric Power Systems (MEPS) 2010 Proceedings of the International Symposium, pp.1~6 (2010)
- 이병하, "디젤발전기의 출력비에 따른 효율을 고려한 마이크로그리드에서의 BESS와 디젤발전기의 최적 운영 기법에 관한 연구", 전기학회논문지, 65(4), pp.539~546 (2016), 대한전기학회[DOI]