연구개발과제 제안서(2019년도)
①연구과제명	발전기 축-진동 및 전력계통 저주파동요 검출기법에 관한 연구
② 과제분야	□ 정기과제 ■ 수시과제
③ 연구성격	□ 기초 ■ 응용 □ 개발 □ 실용화
④ 추진방법	□ 위탁과제 ■ 일부위탁 과제 □ 참여과제
⑤ 수행부서	계통운영처 계통기술팀		⑥ 활용부서		중앙전력관제센터, 계통운영처
⑦총연구기간	2019년 4월. ~ 2020년 3월. ( 12개월 )
⑧연구개발비	구분	총 소요예산 (단위:천원)
		현금		현물		합계
	위탁분	123,976		(계상가능)		123,976
⑨ 연구개발 목 적 (제안배경)	○ 발전단지 인근 직렬보상설비 도입에 따른 저주파공진 발생 우려 - 동해안 발전단지(한울NP, 삼척GP 등) 인근 TCSC 신설 및 풍력 증가 - 발전기의 축-진동(SSR) 증폭에 따른 설비손상 및 계통불안정 우려 * 축-진동(SSR)의 경우 5~50Hz 사이에서 발생 ○ 발전기별 축-진동 억제를 위한 발생조건 검출(사전판별) 대책 필요 - 발전기 축-진동 주파수대역의 전기적공진점 검출 - 축-진동 증폭 억제대책(전기적공진점 회피) 및 완화대책 도출 * 정보화과제 “실시간 발전기축-진동(SSR) 감시기능 구축” 기초자료 활용 ○ 신전력설비·신재생 확산에 따른 저주파동요 발생 가능성 증가 - HVDC·풍력과 발전기간, 인근 발전기 또는 지역간 전기적 동요 - 저주파대역의 전기적 동요가 지속될 경우 계통불안정 확산 * 저주파동요의 경우 0.3~3Hz (LFO) 및 5~50Hz (SSO) 사이에서 발생 ○ 저주파동요의 신속하고 정확한 검출을 통해 동요확산 방지 필요 - 실시간 인지가 곤란한 저주파동요 판별 및 원인개소 식별 중요
⑩ 현 황 및 문 제 점	○ 발전기 축-진동 발생조건 검출을 위한 적정 모델 부재 - 발전기 축-진동 데이터 및 직렬보상설비(TCSC), 풍력발전기 등 축-진동 간섭 전력설비 모델 부재로 검출결과의 정확성 저하 ○ 설비제작사·한전의 발전기 축-진동 발생조건 검토결과에 의존적 - 발전기 및 송전선로 신증설, 휴전 대비 발생조건 추가검토 제한적 ○ 지역간, 발전기간, 또는 HVDC와 발전기간 발생 가능한 0.3~3Hz 또는 5~50Hz의 저주파 동요현상은 기존 RTU 스케일의 취득데이터로 판별 불가 - SCADA/RTU는 2초~10초 주기로 데이터 취득 ○ 한전PMU 미연계, 적정감시개소에 PMU 미설치로 동요감시의 적시성 확보 곤란, 동요발생시 원인개소 검출 방법 부재로 감시사각지대 발생

⑪ 연구개발 목 표 및 내 용	<최종목표> ○ 전력계통 저주파동요현상(LFO, SSO)의 감지·판별 및 동요발생 유발개소 검출기법(알고리즘) 도출하여 실시간 적용기반 확보 <주요내용> ○ 전력계통 저주파동요 감시(Control Room활용) 해외사례 조사 - 실시간 계통운영(SO) 적용사례 대상 : ISO-NE, ERCOT 등 - 실시간 감시·안정화(설비, 운영) 대책 조사 및 국내적용방안 도출 ○ 발전기 저주파공진(SSR) 발생조건 검출 및 해소대책 도출 - 저주파공진(SSR) 영향 전력설비 모델링 및 데이터 구축 · 발전기 축-진동 모드 결정을 위한 데이터 구축 및 축 모델링 · 직렬보상설비(TCSC), 풍력발전기(Type3) 등 모델링 - 발전기별 축-진동 발생가능 시나리오(계통구성, 출력수준 등) 검토 · 단계별(계획, 운영) 저주파공진 해석 방법 제시 · 시나리오 구성과 축-진동 영향 상관관계 도출 - 발전기 축-진동 해소대책 도출 ○ 국내계통의 저주파동요 양상 고찰 및 검출기법 도출 - 신전력설비 및 신재생 증가에 따른 저주파동요 발생 양상 고찰 - PMU급의 데이터를 활용한 저주파동요현상 검출기법 적용 · 동요 시나리오별 시계열 진동 검출알고리즘 적용 및 현상 분류 · 저주파동요 감시요소 및 원인개소 검출기법 도출 - 저주파동요현상별 해소대책(설비측면, 운영측면) 제시 ○ 저주파동요 실시간감시를 위한 PMU 적정설치개소 도출
⑫ 기대성과	○ 실시간 감시기반용 발전기 저주파공진 발생조건 검출을 통해 전력설비 보호 및 계통안정운영에 기여 ○ 저주파동요 감시사각지대해소 및 정확한 검출로 대책신뢰성 제고
⑬ 활용방안	○ 발전기별 저주파공진 실시간 감시기능(정보화과제) 기초자료로 활용 ○ 향후 PMU 장비 설치 적용 확대를 위한 기초자료로 활용
제안부서	연락처 : 061-330-8621
	제 안 자		제안부서장
	직 위	성 명	직 위	성 명
	차 장	허 성 일	처 장	한 승 구