전력 시스템 공학 설계 2차보고서소속전자전기공학부과목명전력시스템공학담당 교수님2분반 12조목 차1. 설계 목표2. 설계 조건3. 1차 보고서 회로 검토4. 설계5. 고찰1. 설계 목표2차 발전기 설계는 1차때 구상한 각 지역의 발전기와 변압기 그리고 지역 사이의 송전선을 가지고 송전선의 DC조류 계산과 KPL을 통해 각 지역 사이의 송전선에서 유효전력이 어느 방향으로 몇만큼 보내지는가를 계산하여 과연 송전선의 용량을 초과하지 않으면서 1차 때의 회로망대로 발전이 원활하게 이루어질 수 있는가, 만약 원활하지 않다면 송전선의 용량은 초과하지 않으면서 지역마다 요구하는 발전량을 맞춰줄 수 있는 회로를 재구상하고 그 회로 송전선에서의 유효전력의 양과 방향을 구하고 발전 연료 비용까지 계산하는 것이 이번 2차 설계의 목표이다.2. 설계 조건- DC 조류계산 이용, 역률은 1.0 가정, 유효 전력만 고려해서- 모든 설비의 리액턴스만 고려(저항성분 무시)- 발전력 결정-> 총발전량=820MW -> 발전비용계산- 송전선에 흐른 전력 [MW] 계산 -> 송전선 용량과 비교- 송전망 전체에 유효전력의 분포 표시(모선별 KPL 만족 확인 필요)3. 1차 보고서 회로 검토D-E 구간 사이의 송전선을 b로 잡았고 사이 거리는 100km이므로 리액턴스 값은 22Ω 이 된다. 설계 기본 조건으로 주어진 역률 1.0 그리고 시스템 베이스가S _{B} =100MVA,`V _{B} =154`kV을 통해 임피던스 베이스 값은 Zb=Vb^2/Sb= 237.16Ω이 된다. 따라서 송전선 B에서의 임피던스 pu값은 22/237.16=0.0928pu이고 용량 pu값은 200/100=2.0pu 이다. 그러나 직관적으로 D에서 필요한 전력량은 70MW이지만 발전은 600MW를 하고 있음을 위 1차 회로에서 볼 수 있다. 따라서 타 지역으로 530MW를 보내주고 이를 pu값으로 환산하면 5.3pu값이 되므로 송전선 b의 용량 2.0pu보다 훨씬 크기 때문에 ‘발전이 원활하게 돌아가지 않겠다’ 라는 것을 예상할 수 있다. 따라서 회로를 재구상할 필요가 있다고 판단하였다,4. 설계ABCDEFGbGbGcGaGcCCCbC조류 계산과 KPL을 해보는데 있어서 시각적인 편의를 위해 각 지역마다 송전선을 한 개씩만 연결하였다. 실제 회로와 비용 계산을 할 때에는 같은 송전선을 옆에 한 개씩 더 설치하여 혹시나의 상황에 대비한 예비 송전선을 고려하였다.1) KPL을 이용한 식 정리(theta _{6} =0으로``가정)먼저 각 지역의 위상각을 A지역부터 차례대로theta _{1} , theta _{2} , theta _{3} , theta _{4} , theta _{5} , theta _{6} 로 놓고theta _{6} =0으로``가정하여 DC조류 식을 만들어 보았다. 송전선 c가 100km연결되었을 때 리액턴스 값은 25Ω이고 이를 임피던스 Base값으로 나누면 25/237.16=0.105pu이다. 송전선b는 300km 연결되었을 때 리액턴스 값은 66Ω 같은 방법으로 66/237.16=0.278pu의 값을 가진다. 이때 전압 베이스를 통해 나눈 각 지역의 전압 pu값이 1.0이 조건이므로 위상만 고려하면 KPL 식은 아래와 같다.A지역: {theta _{1} - theta _{2}} over {0.105} =0.4B지역: {theta _{2} - theta _{1}} over {0.105} + {theta _{2} - theta _{3}} over {0.105} + {theta _{2} - theta _{5}} over {0.278} =-3.4C지역: {theta _{3} - theta _{2}} over {0.105} =1.2D지역: {theta _{4} - theta _{5}} over {0.105} =0.3E지역: {theta _{5} - theta _{4}} over {0.105} + {theta _{5} - theta _{2}} over {0.278} + {theta _{5}} over {0.105} =2.1theta _{1} =-0.395`(rad)````````````````````````` theta _{2} =-0.437(rad)````````````````` theta _{3} =-0.311(rad)````#theta _{4} =0.095(rad)``````````````````````````````` theta _{5} =0.063(rad)``````````````````````` theta _{6} =0`(rad)``각 송전선에 흐르는 전력량과 방향을 구하고 송전선 용량과 비교해보면 아래와 같이 만족한다.P _{AB} ={(-0.395+0.437)/0.105}*100=40MVA
