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보고서 상세정보

에너지자립형 캠퍼스 구축을 위한 마이크로그리드 기획 연구
A Study on Microgrid for Energy Self-sufficiency Campus

  • 사업명

    한국과학기술원운영경비

  • 과제명

    에너지자립형 캠퍼스 구축을 위한 마이크로그리드 기획 연구

  • 주관연구기관

    한국과학기술원
    Korea Advanced Institute of Science and Technology

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2015-12

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    Ministry of Science, ICT and Future Planning

  • 등록번호

    TRKO201600002390

  • 과제고유번호

    1711032267

  • 키워드

    에너지자립캠퍼스.마이크로그리드.에너지관리시스템.Energy Self-sufficiency Campus.Microgrid.EMS.

  • DB 구축일자

    2016-06-04

  • DOI

    https://doi.org/10.23000/TRKO201600002390

  • 초록 


    ...


    추진목적
    □ 신재생에너지 발전자원과 ESS를 이용한 지속 가능한 캠퍼스 에너지 생태계 구현을 통해 에너지 자립형 캠퍼스 구축
    □ KAIST 문지캠퍼스에서 한국남동발전과 실증 연구 중인 신재생소형 복합시스템 실증연구의 기술...

    추진목적
    □ 신재생에너지 발전자원과 ESS를 이용한 지속 가능한 캠퍼스 에너지 생태계 구현을 통해 에너지 자립형 캠퍼스 구축
    □ KAIST 문지캠퍼스에서 한국남동발전과 실증 연구 중인 신재생소형 복합시스템 실증연구의 기술범위를 확대한 대형 연구과제 기획
    □ 본 RED&B 과제를 통해 KAIST-전기연구원-한국남동발전 간의 에너지자립형 마이크로그리드 분야 협력을 강화하고, 향후 대형 과제 발굴을 공동 추진하고자 본 과제를 제안

    추진내용
    □ (신재생소형 발전 실증 2단계 기획)
    ∘ 2013~2015까지 2년간의 “신재생 소형 복합에너지 200kW PV 인버터 겸용 ESS On-off gird 시스템 실증 연구”의 결과를 바탕으로 2단계 추진 실증과제 기획
    ∘ 1단계 캠퍼스 자립형 마이크로그리드 기본 구성에서 EMS (Energy Management System) 및 Battery 설치 분석
    □ (캠퍼스 마이크로그리드 구축 연계와 확장성 검토)
    ∘ ① 문지캠퍼스 內 독립형 소형 마이크로그리드 운영과 연계하여 ② 도시형 에너지자립마을(100세대 규모)로 실증하고 ③ 지자체의 행정동 (行政洞) 규모로 확대 가능성 검토
    ∘ 문지캠퍼스의 연구결과를 기반한 도시 규모의 마이크로그리드를 확산하기 위한 대형과제 아이템 발굴
    □ (전기연구원 마이크로그리드 플랫폼 공유 협력)
    ∘ 한국전기연구원에서 개발 중인 하이브리드 전원 공급시스템, EMS, 시스템 간의 전압과 주파수의 안정성 유지, 전력관리시스템(PMS, Power Management System) 운전의 효율성 협력
    □ 산업부 스마트그리드 확산사업과의 연계성 확보→대형과제 연결

    주요실적
    □ [대형과제수주 1] 산업부 에너지기술개발사업 “커뮤니티에너지공급(CES) 시설 기반 분산자원 활용 마이크로그리드 BM 개발 및 실증 연구”추진
    ∘ 참여기관: KAIST(주관), ETRI, 한국지역난방공사, 짐코 등 참여 예정
    ∘ 예산 규모: 100억 원/5년 (20억 원/년)
    ∘ 연구수행기간: 2016.6~2021.5
    □ [대형과제수주 2] 한국남동발전 연구개발사업“마이크로그리드와 신재생 에너지를 위한 최적에너지관리시스템 개발 및 운전 실증 연구”추진
    ∘ KAIST, 한국남동발전, 네오피스, 선도전기 등 참여
    ∘ 예산 규모: 7억 원/1년 (16년 2월 3일 과제계약)
    ∘ 연구수행기간: 2016.2~2017.1
    □ [대형과제수주 3] 대전시“연료전지 및 분산전원을 활용한 도시가스 미공급지역 마이크로그리드 단지 실증 연구”추진
    ∘ KAIST, 한국남동발전, 네오피스, 선도전기 등 참여
    ∘ 예산 규모: 7억 원/1년 (16년 2월 3일 과제계약)
    ∘ 연구수행기간: 2016.2~2017.1
    - 신재생소형 발전 실증 2단계 기획
    - 확산사업 연계성 확보
    - 전기연 Microgrid Platform 공유
    - 대전시 에너지자립마을 기획
    - 2단계 과제 수주 (7억 원) 확정
    - 산업부 대형과제 연계 (100억 원) 추진중
    - 문지캠퍼스 기술 적용 운용
    - 대전시와 융복합사업으로 추진중

    성과활용 방안(향후계획)
    - (신재생 소형 발전 실증 2단계) 마이크로그리드와 신재생에너지를 위한 최적 에너지관리시스템 연구 개발 추진
    ∘ 마이크로그리드를 위한 에너지관리시스템(EMS)은 에너지원별 발전설비 (Photo Voltaic, Wind Turbine, Diesel Generator)에서 생산 되는 에너지와 이 에너지를 사용하는 전력 소비 기기들을 상시 모니터링 하고, 사용전력, 온도, 습도, 환기 등 다양한 정보를 수집 및 분석 하며, 기존 전력망에서 공급받은 전력과의 연계 및 연동을 통하여, 최적의 효율과 최저의 비용으로 에너지를 활용 할 수 있도록 하는 에너지관리 지능형 솔루션
    ∘ 본 과제에서 개발되는 마이크로그리드용 EMS는 태양광 , 풍력, 디젤등 발전설비의 운전을 계절, 온도 등의 환경요인을 고려하여 최적화 할 수 있으며 필요에 따라 전력저장 장치(ESS)를 운영하여 대상 마이크로그리드의 피크시프트를 통한 에너지사용효율화를 달성
    ∘ 특히, 전력 계통의 정전 및 전력 수급 불안정에 대응하여 마이크로그리드를 독립 운전할 수 있으며, 전력저장장치(ESS) 충전시에는 전력공급회사의 TOU(Time Of Use) 정보를 활용하여, 저렴한 비용으로 에너지를 축적하며 필요시 안정적으로 계통에 재 연결
    ∘ 전력수요예측 및 관리기능을 제공하여 필요시 발전 설비 및 부하를 조절할 수 있으며, 이를 통해 전력 생산과 수요를 안정적으로 관리할 수 있는 기능을 수행
    - (산업부 에너지기술개발사업) “커뮤니티에너지공급(CES) 시설 기반 분산자원 활용 마이크로그리드 BM 개발 및 실증 연구”추진
    ∘ 커뮤니티에너지시스템(CES) 특성을 고려한 마잌로그리드 운영, 관리 계획, 설계 프로세스 개발, 그리고 이를 통한 분산에너지(DER) 자원 활용 마이크로그리드 기술 및 표준 개발
    ∘ 에너지 생산시설을 활용한 스마트그리드 연계 종합에너지이용 효율과 계통 연계 또는 독립 운영을 통한 Resilience 능력을 확보할 수 있고 수익성을 확보할 수 있는 커뮤니티시설기반의 마이크로그리드 사업화 기술 개발
    ∘ 상업용 분산에너지자원 및 다중 에너지 자원을 소비하고 있는 다중 수용가 대상 부가서비스 개발
    ∘ 커뮤니티 마이크로그리드 통합운영기술 관련 표준 개발


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 요약문 ... 3
    4. 목차 ... 6
    5. 제 1 장 기획연구의 개요 ... 7
    6. 1. 추진배경 및 필요성 ... 7
    7. 제 2 장 기획연구 수행내용 ... 10
    8. 1. 기획 목표 및 내용 ... 10
    9. 2. 세부목표 1 ...
    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 요약문 ... 3
    4. 목차 ... 6
    5. 제 1 장 기획연구의 개요 ... 7
    6. 1. 추진배경 및 필요성 ... 7
    7. 제 2 장 기획연구 수행내용 ... 10
    8. 1. 기획 목표 및 내용 ... 10
    9. 2. 세부목표 1 ... 20
    10. 3. 세부목표 2 ... 21
    11. 4. 세부목표 3 ... 21
    12. 5. 세부목표 4 ... 22
    13. 제 3 장 활용계획 및 기대효과 ... 23
    14. 끝페이지 ... 24
  • 참고문헌

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