여행하는 기술사의 잡동사니(P.E.'s Bits and Pieces)

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다, 최근 제가 Python을 활용한 연구를 공부하던 중 가장 기본이 되는 3Bus System에 대한 분석자료를 아래와 같이 공유드립니다.  계통 구성전력 계통 구성 요소 설명  1. Grid Connection (그리드 연결) • Voltage (전압): 1.02 pu (퍼 유닛) • 설명: 전력 계통이 외부 그리드와 연결되는 지점을 의미합니다. 퍼 유닛 시스템에서 1.02 pu는 기준 전압 대비 1.02배임을 나타냅니다. 2. Voltage Level (전압 수준) • 20kV (킬로볼트): 상위 전압 수준을 나타냅니다. • 400V (볼트): 하위 전압 수준을 나타냅니다. 3. Transformer (변압기) • Transformer Ratio (변압기 비율): ..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅의 내용은 Grid-connected vs Isolated 형태의 Microgrid Simulation에 대한 내용입니다.  산업단지의 Net-Zero 목표를 위한 연구를 진행하는 경우, grid-connected 형태의 시뮬레이션과 isolated (독립형) 형태의 시뮬레이션 중 어느 것을 선택해야 하는지는 연구의 목적과 상황에 따라 달라집니다. 각 형태의 시뮬레이션은 서로 다른 장단점을 가지고 있으며, 이를 잘 이해한 후 선택하는 것이 중요합니다.### Grid-Connected 형태의 시뮬레이션#### 장점:1. **안정성**: 전력망에 연결되어 있어 필요할 때 전력을 공급받거나 남는 전력을 전력망에 판매할 수 있습니다.2. **경제성**: 전력망에..

산업단지의 daily load profile (하루 동안의 부하 프로파일) 데이터가 kWh 단위로 제공되는 경우, 이를 활용하여 peak load (최대 부하, kW)와 daily load profile (kW 단위의 일일 부하 프로파일)을 계산할 수 있습니다. 다음은 그 방법입니다.1. **데이터의 이해:**   - daily load profile 데이터가 24시간 동안의 kWh로 주어진 경우, 이는 시간당 에너지 소비량을 나타냅니다.   - 예를 들어, 각 시간대별 kWh 값이 주어진다면, 이는 시간당 소비된 전력량입니다.2. **Daily Load Profile (kW) 계산:**   - 각 시간대의 kWh 값을 kW로 변환하려면, 단순히 시간으로 나눕니다. 시간당 소비된 kWh는 곧 시간당 소비..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 최근 탈탄소/Net-Zero가 강조되면서 Green Hydrogen System에 대한 이슈가 에너지/전력계 에서 붉어지고 있습니다. 이번 포스팅에서는 Green Hydrogen System에 대한 자세한 내용에 대하여 다뤄보고자 합니다. 몇 가지 구체적인 세부 사항을 포함하여 Green Hydrogen System에 대해 자세히 살펴보겠습니다. **전기분해 과정:*** 전기분해는 그린수소 생산의 핵심기술입니다. 이는 전기를 사용하여 물(H2O)을 구성 요소인 수소(H2)와 산소(O2)로 분리합니다.* **전해조 유형:** 녹색 수소 생산에 사용되는 전해조에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. * **양성자 교환막(PEM) 전해조:** 이는 효율성, 소형 크기, 태양..

여러분 안녕하세요 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 Seoctor Coupling 개념이 Decarbonization 그리고 Net-Zero에 미치는 영향에 대한 포스팅을 작성해보고자 합니다.  Sector Coupling은 에너지 시스템 전체를 살펴봄으로써 탈탄소화를 목표로 하는 새로운 개념입니다. 전통적으로 전기, 냉난방, 운송, 산업 공정은 상당히 독립적으로 작동해 왔습니다. Sector Coupling은 이러한 사일로를 해체하고 이러한 섹터를 상호 연결할 것을 제안하는 것이 일반적입니다.Sector Coupling의 핵심 아이디어는 다음과 같습니다.* 우리는 풍력이나 태양광 같은 재생 가능 에너지원에 점점 더 의존하고 있지만 이는 가변적입니다. 필요할 때 항상 전력을 생산하지는 않습니다.* ..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 고조파가 전력계통에 미치는 영향에 대한 이야기를 풀어보고자 합니다. 고조파는 말 그래도 정격보다 높은(우리나라 기준 60Hz) 주파수를 의미합니다.  전력 시스템의 고조파는 교류(AC)의 이상적인 정현파 파형이 왜곡될 때 발생합니다. 이러한 왜곡은 시스템에 비선형 부하가 존재하기 때문에 발생합니다. 이러한 비선형 부하는 원활하지 않고 펄스 단위로 전류를 끌어와 기본 전력 주파수(50 또는 60Hz)의 배수인 추가 주파수를 시스템에 주입합니다.고조파가 문제가 되는 이유는 다음과 같습니다.* **장비 가열 증가:** 고조파 전류는 변압기, 모터 및 케이블에 과도한 가열을 일으킬 수 있습니다. 이는 기본 전류가 동일하더라도 고조파의 존재로 인해 발열을 ..

안녕하세요 여러분, 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 에너지 사용량 기반 전력설비 용량 산출 방법에 대하여 단계적 접근법에 대한 설명을 해보고자 합니다.   삼성전자를 포함한 국내 전력사용량 상위 5대 기업의 2021년 전력량은 총 47.67TWh(테라와트시)로 국내 신재생에너지 발전량 (43.1TWh)을 넘었다. 전력소비량은 삼성전자(18.41TWh), SK하이닉스(9.21TWh), 현대제철(7.04TWh), 삼성디스플레이(6.78TWh), LG디스플레이(6.23TWh) 순이다. 현재 RE100에 가입한 기업이 30개임을 감안하면 재생에너지 공급량은 전력 수요에 한참 못 미친다.  에너지 사용량이 많아짐에 따라 열량과 전력설비 용량의 관계를 다루는데에는 상당한 고민과 연구가 필요합니다. 작은 예시..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 열역학 제2법칙에 대한 간략한 설명 그리고 발전 효율식에 대한 이야기를 해보고자 합니다. 먼저, 열역학 제 1법칙 그리고 제 2법칙에 대한 예시를 잠시 보시죠. 전통적인 화석 연료 발전소(석탄, 천연 가스, 석유)에 사용되는 것과 같은 연소 기반 발전 시스템의 효율성은 근본적으로 열역학 제2법칙에 설명된 열역학 원리에 의해 설명됩니다. 여기서 핵심 개념은 카르노 효율입니다. 이는 모든 열기관이 작동하는 온도에 따라 달성할 수 있는 이론적 최대 효율을 제공합니다. ### 카르노 효율 카르노 효율(\(\eta\))은 엔진이 열을 배출하는 열원(\(T_{hot}\))과 방열판(\(T_{cold}\))의 온도에 따라 결정됩니다. . 이는 다음 공식으로 제..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 무효전력 보상장치에 대한 이야기를 좀 나눠보고자 합니다. 신재생에너지가 계통에 유입되면서 뮤효전력 보상장치의 필요성이 나날히 늘어가고 있습니다. 이 용량을 설정할 때, 어느 정도를 설정해야 하는지는 계통은 연구하는 사람들에게는 큰 일 중 하나이기도 하죠. 개략적이고 간략한 그 해석에 대한 이야기를 여기에 풀어보고자 합나다. 전력 시스템의 FACTS(Flexible AC Transmission Systems) 및 동기식 콘덴서와 같은 무효 전력 보상 장치의 용량은 일반적으로 발전 용량의 직접적인 비율로 정의되지 않습니다. 대신, 전압 지원 요구 사항, 안정성 개선, 전력 흐름 제어, 전송 손실 감소 등 전력 시스템의 특정 요구 사항에 따라 결정됩니다..

안녕하세요 여러분, 이번 포스팅에서는 시스템 공칭 전압, 시스템 최대 전압, 디바이스 최대 전압을 소개하겠습니다. 전기 공학에는 전압과 관련된 세 가지 중요한 용어, 즉 시스템 공칭 전압, 시스템 최대 전압 및 장치 최대 전압이 있습니다. 시스템 공칭 전압은 전력 시스템이 작동하도록 설계된 전압입니다. 전기 장비의 크기와 정격을 계산하는 데 사용되는 전압입니다. 예를 들어, 미국 주거용 전력 시스템의 공칭 전압은 120/240V입니다. 이는 두 위상 사이의 전압이 240V이고 위상과 중성점 사이의 전압이 120V임을 의미합니다. 시스템 최대 전압은 전력 시스템이 견딜 수 있도록 설계된 최고 전압입니다. 일반적으로 공칭 전압보다 5~10% 더 높습니다. 시스템 최대 전압은 전기 장비를 손상으로부터 보호하는..

안녕하세요 여러분, 이번 포스팅에서는 송전선 외부낙뢰 대책에 대해 이야기해보겠습니다. 전송선은 낙뢰에 취약하여 선로 자체, 이에 연결된 장비 및 주변 재산에 손상을 줄 수 있습니다. 외부 낙뢰 보호 조치는 낙뢰 위험과 이로 인한 피해를 줄이기 위해 설계되었습니다. 외부 낙뢰 보호 조치에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 직접 낙뢰 보호는 우선 번개가 전송선에 닿는 것을 방지하도록 설계되었습니다. 이는 번개를 끌어들이고 선로에서 멀어지게 하는 피뢰침 및 기타 장치를 설치하여 수행됩니다. 간접 낙뢰 보호는 발생하는 낙뢰의 영향으로부터 전송선을 보호하도록 설계되었습니다. 이는 번개로 인한 전기 서지로부터 라인을 보호하는 서지 피뢰기 및 기타 장치를 설치하여 수행됩니다. 직접적인 번개 보호 직접 낙뢰 보호는 낙..

변압기 결선 방식 - D-D결선 및 Y-Y결선 변압기는 3상 전압을 단상 전압으로, 단상 전압을 3상 전압으로 변환하는 역할을 하는 중요한 전기기기입니다. 변압기는 결선 방식에 따라 다양한 특성을 가지므로, 설계 및 운전 시 적절한 결선 방식을 선택하는 것이 중요합니다. D-D결선이란? D-D결선은 1차측과 2차측 모두 델타결선으로 연결된 방식입니다. 1차측과 2차측 모두 델타결선으로 연결되어 있으므로, 여자전류의 3고조파 성분이 1차측과 2차측에서 모두 순환하게 됩니다. 따라서 2차측의 전압은 깨끗한 정현파가 됩니다. 또한, 단상 변압기 3대를 병렬로 연결하여 사용할 수 있으므로, 1대의 변압기가 고장나더라도 다른 2대로 계속 운전이 가능합니다. Y-Y결선이란? Y-Y결선은 1차측과 2차측 모두 Y결선..

변압기 결선 방식 - D-Y결선 및 Y-D결선 변압기는 3상 전압을 단상 전압으로, 단상 전압을 3상 전압으로 변환하는 역할을 하는 중요한 전기기기입니다. 변압기는 결선 방식에 따라 다양한 특성을 가지므로, 설계 및 운전 시 적절한 결선 방식을 선택하는 것이 중요합니다. D-Y결선이란? D-Y결선은 1차측이 델타결선, 2차측이 Y결선으로 연결된 방식입니다. 1차측은 델타결선으로 연결되어 있으므로, 여자전류의 3고조파가 흐를 수 있습니다. 따라서 2차측의 전압은 깨끗한 정현파가 됩니다. 또한, 중성점이 접지되어 있으므로 이상전압 발생을 억제하고, 상전압을 안정시킬 수 있습니다. Y-D결선이란? Y-D결선은 1차측이 Y결선, 2차측이 델타결선으로 연결된 방식입니다. 1차측은 Y결선으로 연결되어 있으므로,중성..

안녕하세요 여러분, 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 변압기 결선 방식 중 V결선에 대한 이야기를 해보고자 합니다. 변압기 결선 방식 - V결선 변압기는 3상 전압을 단상 전압으로, 단상 전압을 3상 전압으로 변환하는 역할을 하는 중요한 전기기기입니다. 변압기는 결선 방식에 따라 다양한 특성을 가지므로, 설계 및 운전 시 적절한 결선 방식을 선택하는 것이 중요합니다. V결선이란? V결선은 단상 변압기 2대를 이용하여 3상 전력을 공급하는 방식입니다. 2대의 단상 변압기를 위와 아래로 연결하고, 중성선을 3상 전력선에 연결합니다. V결선의 장점은 다음과 같습니다. 설치 공간이 작습니다. 1대의 변압기가 고장나더라도 다른 1대로 계속 운전할 수 있습니다. V결선의 단점은 다음과 같습니다. 이용률이 낮습..

안녕하세요 여러분, 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 변압기 결선 방식과 결선시 고려해야 하는 사항에 대한 이야기를 나눠보고자 합니다. 흔히 변전소 또는 발전소 내부에서 변압기를 선정 시 고려해야할 사항들이 있습니다. 변압기 선정 시 고려 사항 변압기는 전력계통에서 전압과 전류를 변환하는 역할을 하는 중요한 설비입니다. 변압기를 선정할 때에는 다양한 사항을 고려해야 하는데, 그 중 주요한 사항을 다음과 같이 정리해 보았습니다. 1. 여자전류의 3고조파 성분 변압기의 여자전류에는 3고조파 성분이 포함되어 있습니다. 3고조파 성분은 전압과 전류의 파형이 3배 빠르게 변하는 성분으로, 전력계통의 전압 왜곡을 유발합니다. 따라서 변압기를 선정할 때에는 여자전류의 3고조파 성분을 고려하여야 합니다. 3고조파..

안녕하세요 여러분, 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 주상변압기(Pole Transformer)에 대한 이야기를 나눠보고자 합니다. 발송배전기술사/미국기술사(P.E) 참고자료이니 참고하시기 바랍니다. *주상변압기 공급업체 리스트 i. 제룡전기 ii. 산일전기 iii. 신성이엔티 iv. 이우티이씨 v. 동방전기공업 vi. 파워맥스 vii. KOC전기 viii. 쌍용전기 주상변압기 스펙, 도면, 공급업체, 구조 그리고 결선도 참고자료(계속 업데이트)

Hi everyone, this is Min and I would like to introduce the BESS which is a Battery Energy Storage System in this posting. I hope this will help understand the key components and key functions here. 1. Key component · Battery Cells: These are the fundamental building blocks of the system and store electrical energy through chemical reactions. · Battery Management System (BMS): The BMS monitors an..

Hi, this is Min and I will introduce the Fuel-Cost function today. This function is very useful for calculating the economic results of power system planning. I hope this will help you improve your further research on this matter. The fuel-cost function is a mathematical expression that represents the cost of generating electricity as a function of the amount of electricity generated. It is an e..

Hi Everyone, this is Min and I will introduce the difference between kW and kWh. These serve two very different purposes and understanding the difference can help you better monitor your electricity bill in the future. kW and kWh are units of electrical measurement that are often confused with each other. However, they are quite different. kW (kilowatt) is a unit of power. It measures the rate a..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 전력도매시장과 소매전력시장의 차이에 대한 이야기를 나눠보고자 합니다. 모든 물건에는 도매가도 있고 소매가도 있듯, 전력시장도 동일한 논리와 시장의 형태가 존재합니다. 아래의 내용이 도움이 되시길 바라며 아래와 같이 공유 드립니다. 전력도매시장과 소매전력시장의 차이점 전력도매시장과 소매전력시장은 전력의 거래 방식에 따라 구분되는 시장입니다. 전력도매시장은 발전자와 전력판매자가 전력의 거래를 하는 시장입니다. 발전자는 전력을 생산하여 전력판매자에게 판매하고, 전력판매자는 전력을 소비자에게 판매합니다. 전력도매시장은 전력의 가격을 결정하는 역할을 합니다. 소매전력시장은 전력판매자와 소비자가 전력의 거래를 하는 시장입니다. 전력판매자는 전력도매시장에서 전..