에너지저장시스템을 활용한 교류전기철도 피크전력 저감 검토

초록

경부고속철도 및 호남선을 운행하는 KTX고속열차는 15MW 대용량의 부하로 열차의 출발과 제동시 급격한 부하변동을 유발시킨다. 이러한 KTX 고속열차가 운행하는 선로에 전력을 공급하는 전철변전소에서의 공급전력은 열차의 운행상태에 따라 무부하 상태에서 경우에 따라 변전소 공급능력의 한계까지 급격하게 부하변동이 발생하게 되어 피크전력이 매우 커지게 된다. 피크전력이 커지게 된다는 것은 열차운행에 필요한 에너지 비용이 증가하게 되며, 전차선로를 따라 열차에 필요한 전력을 공급하는데 손실되는 전력이 커지게 된다. 따라서 이러한 피크전력을 최소화 시키는 것이 선로손실을 줄이며 에너지비용을 감소시키게 된다. 본 연구에서는 직류전기철도시스템에서 회생에너지를 활용하기 위하여 개발한 에너지저장시스템을 교류전기철도 시스템에 적용하여 피크전력을 최소화 시키는 방안에 대해 검토하고자 한다. 즉, 전차선로의 말단에 에너지저장시스템을 설치하여 전차선로의 부하가 적을 때 에너지를 충전하고, 전차선로의 부하가 많을 때는 저장시스템으로부터 에너지를 방전하여 전철변전소에서 공급하는 부하의 크기를 감소시키고자 한다. 이러한 피크전력 저감효과를 검토하기 위해 시뮬레이션을 통하여 일정 부하조건에서 에너지 저장장치가 충전할 때와 방전할 때를 기준으로 하여 에너지저장시스템에서의 전력의 변동, 변전소에서의 공급전력의 변화 및 선로손실을 검토하고자 한다.