1단계: 플리커 플리커 문제 분석​1) 플리커 발생 원인 분석:부하 변동 패턴, 전압 변동 범위, 주파수 등을 분석하여 플리커 발생의 근본 원인을 파악한다.주요 원인으로는 아크로, 용접기, 압연기 등 대형 부하의 빈번한 기동 및 정지, 전력 전자 기기의 사용, 단락 사고 등이 있다.​2) 플리커 영향 평가:플리커로 인한 생산성 저하, 작업 환경 악화, 조명 기기의 수명 단축 등 경제적 손실을 평가한다.​3) 관련 규정 검토:IEC 61000-3-7 표준과 같은 전력 품질 관련 규정 및 표준을 검토하여 설계 기준을 설정한다.플리커 기준은 일반적으로 2% 이하일 경우 무방하며, 2.5% 이상일 경우 대책이 필요하다.​​​2단계: SVC 용량 산정​1) 필요 용량 계산:부하 변동량 및 전압 변동 범위를 플리커 고려하여 필요한 SVC 용량을 산정한다.SVC 보상 용량은 -400 ~ +400 Mvar 범위에서 고려될 수 있다.​2) 시뮬레이션:PSCAD, PSS/E 등의 시뮬레이션 툴을 사용하여 SVC 용량의 적정성을 검증한다.​​​3단계: SVC 종류 선정​1) SVC 종류:TCR (Thyristor Controlled Reactor): 지상 무효 전력을 흡수하며, 연속적인 무효전력 제어가 가능하다. 플리커 방지 및 전압 안정에 사용된다. 전력 손실은 중간 정도이다.TSC (Thyristor Switched Capacitor): 진상 무효 전력을 발생시키며, 계단식으로 무효전력을 제어한다. 전압 조정에 사용되며 전력 손실이 적다. 돌입 전류 없이 제어하는 것이 가능하다.FC-TCR: TCR 방식에 고정 콘덴서를 추가한 방식으로, 진상 및 지상 무효 전력 발생이 가능하며 연속적인 조정이 가능하다. 전압 안정, 안정도 향상, 전력 플리커 동요 억제에 사용된다. 전력 손실은 중간 정도이다.TSC-TCR: TSC 방식과 TCR 방식을 혼합한 방식으로, 진상 및 지상 무효 전력 발생이 가능하다. 전압 조정, 안정도 향상, 전력 동요 억제에 사용된다. 전력 손실은 적다.STATCOM (Static Synchronous Compensator) 또는 SVG (Static Var Generator): 전압형 소자를 이용하여 무효 전력을 정밀하게 제어하며, SVC에 비해 크기가 작고 응답 속도가 빠르다. 전압과 전류의 위상 차이를 줄여 무효 전력을 보상한다.​2) 종류별 특징 비교:SVC: 빠른 응답 속도, 비교적 저렴한 비용, 유지보수 용이STATCOM: 더 빠른 응답 속도, 고전압 계통에 적합, 소형화 가능, 유효 전력 제어 가능​3) 시스템 요구사항 고려: 각 종류의 특징과 시스템 요구 사항 플리커 (응답 속도, 용량, 비용 등)을 고려하여 적합한 SVC를 선정한다.SVC(Static Var Compensator : 정지형 무효전력 보상장치)​​​4단계: SVC 위치 선정​1) 플리커 발생 지점 근접 설치: 플리커 발생 지점에 가까운 곳에 설치하여 효과를 극대화한다.2) 계통 안정도 영향 고려: 계통 안정도에 미치는 영향을 고려하여 최적의 위치를 선정한다.변동 부하에 가까운 지점에 설치하는 것이 바람직하다.​정지형 무효전력보상장치(SVC : Static Var Compensator)의 동작원리​​5단계: 보호 계전기 설정SVC 보호를 위한 과전류, 과전압, 과열, 지락 등 다양한 보호 기능을 설정한다.계통 고장 시 SVC가 안전하게 차단될 수 있도록 설정한다.​​6단계: 제어 시스템 설계제어 시스템 설계: SVC 운전을 위한 제어 시스템을 설계한다.측정 및 제어: 전압, 전류, 무효 전력 플리커 등을 측정하여 SVC를 제어한다.통신 시스템 구축: 원격 감시 및 제어가 가능하도록 통신 시스템을 구축한다.​​7단계: 시뮬레이션 및 검증설계된 SVC 시스템을 시뮬레이션하여 성능을 검증한다.플리커 감소 효과, 계통 안정도, 보호 기능 등을 확인한다.​​8단계: 설치 및 시운전설계된 SVC를 설치하고, 시운전을 통해 정상 작동 여부를 확인한다.​​9단계: 경제성 평가 및 비용 고려​1) 초기 투자 비용:SVC 종류 (TCR, TSC, STATCOM 등)에 따라 초기 투자 비용이 크게 달라진다. STATCOM이 일반적으로 초기 투자 비용이 높다.변압기, 싸이리스터 밸브, 콘덴서, 리액터, 고조파 필터 등 주요 장비의 비용을 고려한다.2) 운영 및 유지보수 비용:SVC 종류에 따라 유지보수 빈도 및 비용이 달라진다. TCR 방식은 싸이리스터 소자 교체 비용이 플리커 발생할 수 있다.냉각 시스템 운영 비용, 필터 교체 비용 등을 고려한다.3) 전력 손실:SVC 자체의 전력 손실을 고려한다. TSC 방식은 전력 손실이 적은 반면, TCR 방식은 중간 정도의 전력 손실이 발생한다.무효 전력 보상을 통한 전력 시스템 효율 증가 및 손실 감소 효과를 분석한다.4) 플리커 감소 효과:SVC 설치로 인한 생산성 향상, 제품 품질 향상, 작업 환경 개선 등의 효과를 금액으로 환산한다.플리커로 인한 설비 고장 감소, 보호 장치 오작동 방지 등의 효과를 분석한다.5) 수명 및 교체 주기:SVC 주요 장비의 수명을 고려하여 교체 주기를 설정하고, 교체 비용을 추정한다.장기적인 관점에서 총 소유 비용 (Total Cost of Ownership, TCO)을 분석한다.6) 플리커 경제성 평가 지표:순현재가치 (Net Present Value, NPV), 투자 회수 기간 (Payback Period), 내부 수익률 (Internal Rate of Return, IRR) 등의 지표를 활용하여 경제성을 평가한다.할인율을 적용하여 현재 가치를 산정하고, 투자 가치를 판단한다.7) 비용 절감 방안:초기 투자 비용을 줄이기 위해 적정 용량의 SVC를 선정한다.에너지 효율이 높은 SVC 모델을 선택하여 운영 비용을 절감한다.정기적인 유지보수를 통해 설비 수명을 연장하고, 고장으로 인한 손실을 최소화한다.​​◆ SVC 설계 시 추가 고려 사항​계통 조건: 계통의 전압 레벨, 주파수, 임피던스 등을 고려하여 설계한다.부하 특성: 부하의 종류, 크기, 변동 패턴 등을 고려하여 설계한다.고조파: SVC 설치로 인한 고조파 발생 가능성을 고려하고, 필요한 경우 고조파 필터를 플리커 설치한다.안전성: 과전압, 과전류, 지락 사고 등에 대한 보호 대책을 마련한다.유지보수: 유지보수 용이성을 고려하여 SVC 시스템을 설계하고, 정기적인 점검 및 관리를 수행한다.​​참고: SVC와 STATCOM 비교표비교항목SVCSTATCOM무효전력 제어스위칭을 통한 제어연속적인 제어응답 속도느림 (2~3 cycle)매우 빠름 (1 cycle)고조파 발생저주파 고조파 발생고주파 고조파 발생동작 특성전압에 비례하여 무효전력 보상전압에 무관하게 일정한 무효전력 보상설비 면적큼작음설치비저가고가유지보수용이SVC에 비해 더 전문적인 기술 필요​​결론대용량 수용가의 플리커 문제 해결을 위한 SVC 설계는 복잡한 과정이지만, 체계적인 절차와 경제성 분석을 통해 최적의 솔루션을 도출할 수 있다. 플리커 문제의 정확한 분석, 적절한 SVC 종류 선정, 최적의 위치 선정, 그리고 비용 효율적인 설계를 통해 플리커 문제를 효과적으로 해결하고 전력 품질을 플리커 향상시킬 수 있다.​