표제지
목차
요약 10
I. 서론 13
1. 연구배경 13
2. 연구의 범위 14
II. 국내외 에너지저장시스템의 기술동향 15
1. 에너지저장시스템의 기술개요 15
2. 에너지저장시스템의 매체별 특성 18
가. 저장매체의 종류 18
나. 저장매체의 특징 19
III. 에너지저장시스템 구축사례(계획) 검토 23
1. 대전도시철도의 에너지저장시스템 23
2. 서울메트로의 에너지저장시스템 구축 계획 26
3. 서울메트로 9호선의 회생에너지 활용계획 27
4. 광주도시철도의 회생인버터 구축 사례 29
IV. 녹색성장 정부지원 32
1. 녹색성장의 개요 32
2. 영국의 녹색성장 추진과 규제개혁 33
가. 녹색성장 추진 전략 34
나. 정책적 규제 및 행정비용 규모 35
3. 일본의 녹색성장 추진과 규제개혁 39
가. 녹색성장 추진 전략 39
나. 수요증대를 위한 규제개혁 42
4. 국내의 신재생 에너지 정책 44
가. 개요 44
나. 규제완화 정책 46
다. 철도 회생전력의 활용방안 46
V. 교류용 에너지 저장시스템의 적용 효용성 49
1. 시스템 구성 및 동작 원리 49
가. AC/DC 컨버터 50
나. DC/DC 양방향 컨버터 52
다. 에너지 저장 매체 53
2. 에너지 저장 시스템의 동작 알고리즘 54
가. 차량의 운행 모드 검출 55
나. 초기 모드 시퀀스 56
다. 유효/무효전력 보상 및 역률개선 알고리즘 56
라. 충전 모드 시퀀스 58
마. 방전 모드 시퀀스 60
3. 모니터링 장치 61
가. 메인 화면 61
나. 회생량 통계 화면 62
다. 전력요금 환산화면 63
라. 장비 상태 화면 63
4. 에너지 저장 시스템 시험 결과 64
5. 에너지 저장 시스템의 설치 효과 67
가. 소비 전력 저감 효과 68
나. 가선 전압 안정화 효과 68
다. CO2저감 효과 69
라. 그 외 효과 70
VI. 결론 71
참고문헌 73
ABSTRCAT 75
[표 2-1] 회생에너지 저장매체별 특성 비교 22
[표 3-1] 대동역의 수퍼캐패시터 사양 24
[표 3-2] 대동역 에너지저장시스템의 월별 절감액 25
[표 3-3] 서울메트로 9호선에 설치예정인 회생인버터 사양 29
[표 4-1] 2009-2010년 간 DECC의 규제 강화의 주요 내용과 행정부담 측정 38
[표 4-2] 일본의 미래개척전략 중 저탄소혁명의 주요내용 41
[표 4-3] 일본의 녹색경제와 사회변혁 프로그램의 주요 내용 43
[표 5-1] 슈퍼캐패시터의 전기적 특성 54
[표 5-2] 배터리의 전기적 특성 54
[표 5-3] 저장매체의 동작 레벨 55
[표 5-4] 각 모드에 따른 효과 분석 58
[그림 2-1] 철도 차량의 운전곡선에 따른 전력소비와 전력생산 메커니즘 16
[그림 2-2] 회생실효의 개념도 16
[그림 2-3] 회생에너지 처리 방법 17
[그림 2-4] 저장시스템의 순시용량과 저장용량 19
[그림 2-5] 저장시스템의 순시용량과 방전지속시간 20
[그림 2-6] 저장시스템의 초기설치비용 20
[그림 2-7] 저장시스템 수명과 저장효율 21
[그림 2-8] 저장시스템 용량밀도와 에너지밀도 21
[그림 3-1] 대전도시철도의 에너지저장시스템 주회로 23
[그림 3-2] 서울메트로 2호선의 회생에너지 측정구간 27
[그림 3-3] 서울메트로9호선의 회생에너지 측정 시험장소 28
[그림 3-4] 회생인버터를 이용한 에너지 흐름 30
[그림 3-5] 회생인버터 시스템 구성도 31
[그림 4-1] 녹색성장을 위한 2원적 접근과 구제개혁 모형 32
[그림 4-2] 회생전력 시스템 구축사업의 지원 및 관리절차 48
[그림 5-1] 용정 SP에 설치된 에너지 저장 시스템 블록도 49
[그림 5-2] 에너지 저장 시스템의 회로도 50
[그림 5-3] AC/DC 컨버터 회로도 51
[그림 5-4] Unipolar 스위칭 방식 51
[그림 5-5] Buck 컨버터로 동작할 때의 전류의 흐름 52
[그림 5-6] Boost 컨버터로 동작할 때의 전류의 흐름 52
[그림 5-7] 차량 역/회생 시 가선 전압과 전류 55
[그림 5-8] 역/회생 시 전력 분포 및 역률 56
[그림 5-9] 역행 시 에너지 저장 시스템 동작 (│θ│≤π/2)(이미지참조) 57
[그림 5-10] 회생 시 에너지 저장 시스템 동작 (│θ│≤π/2)(이미지참조) 57
[그림 5-11] 충전 모드 시퀀스 순서도 59
[그림 5-12] 방전 모드 시퀀스 순서도 60
[그림 5-13] GP 화면 전체 구성도 61
[그림 5-14] 충전 모드에서의 메인 화면 62
[그림 5-15] 방전 모드에서의 메인 화면 62
[그림 5-16] 메인화면에서 회생량 통계 화면으로의 전환 62
[그림 5-17] 전력 요금 환산 화면 63
[그림 5-18] 컨버터 부의 장비 상태 화면 64
[그림 5-19] 쵸퍼 부 장비 상태 표시 화면 64
[그림 5-20] 차량 역행 시 가선 전압과 전류 파형(a:가선전압 b:가선전류) 64
[그림 5-21] 차량 회생 시 가선 전압과 전류 파형(a:가선전압, b:가선전류) 65
[그림 5-22] 초기 충전 시 슈퍼캐패시터 전압과 전류(1,2군)(a: 슈퍼캐패시터 1군 전류, b: 슈퍼캐패시터 2군 전류, c: 슈퍼캐패시터 1군 전압, d: 슈퍼캐패시터 2군 전압) 66
[그림 5-23] 충/방전 모드시 슈퍼캐패시터와 전압과 전류, 배터리 전류 a: 배터리 전류, b: 슈퍼캐패시터 전류, c: 슈퍼캐패시터 전압) 67
[그림 5-24] ESS 기동 여부에 따른 유/무효 전력 68
[그림 5-25] 가선전압 변동현황 69
[그림 5-26] ESS 기동 여부에 따른 CO2량 69
[그림 5-27] ESS 기동 및 미기동시 최대 수요 전력 변화 70