고속철도에서의 에너지저장시스템 설치효과 예측

초록

2004년 고속철도의 도입으로 장거리 여객운송에 혁신을 가져왔다. 이러한 장거리 운송의 핵심이 되는 KTX고속열차는 15MW 대용량의 부하로 열차의 출발과 제동시 급격한 부하변동을 유발시킨다. KTX 고속열차가 운행하는 구간에 전력을 공급하는 고속철도 전철변전소에서는 열차의 운행상태에 따라서 급격한 부하의 변동이 나타난다. 즉, 급전선로에 열차가 없거나 타행운전일 경우 무부하에 가까운 부하조건에서 고속열차가 출발할 경우 15MW 이상의 견인부하를 공급하여야 하며, 열차가 정지할 경우 10MW이상의 회생부하가 변전소로 유입되기도 한다. 아울러 이러한 출발과 정지가 복합적으로 합성될 경우 부하의 변화는 매우 커지게 된다. 이러한 부하의 변동을 감소시켜 집전전압의 안정화를 꾀하고, 최대부하를 감소시켜 전기요금 산정의 기본이 되는 최대전력량을 감소시킬 목적으로 고속철도변전소에 약 42[MJ]의 에너지저장용량을 갖는 에너지저장시스템이 설치되고 있다. 본 논문에서는 42[MJ] 용량의 에너지저장시스템이 설치될 경우 해당 노선에서의 전기에너지의 변화를 예측하고, 사용 목적에 충분한 에너지 용량을 갖는지의 여부와 최대전력량 감소를 만족시키기 위한 적정용량을 평가하고자 한다.