전력거래소·동서발전·생산기술연구원, 그리드포밍 ESS 실증 협약
일렉트릭파워 · · 큐픽스 에너지 요약
전력거래소는 10월 29일 한국동서발전, 한국생산기술연구원과 그리드포밍(Grid-Forming) 기술 실증과 확산을 위한 업무협약을 체결했다. 세 기관은 계통운영·발전설비 운영·기술연구 역량을 연계해 MW급 대용량 설비의 실계통 실증을 추진할 계획이다.
역할 분담에 따라 전력거래소는 실증설비 안정화 성능 확인과 전력망 연계에 따른 계통 영향성을 검토하고, 동서발전은 비즈니스 모델 수립과 MW급 실증설비 구축용 사업부지 활용 방안을 검토하며, 생산기술연구원은 계통접속 기술기준 마련과 제어장치·하드웨어 시험을 담당한다. 파이온일렉트릭은 그리드포밍 인버터 기자재 공급과 엔지니어링 지원으로 참여한다.
그리드포밍 ESS는 기존 ESS의 저장·공급 기능에 더해 자체적으로 전압과 주파수를 형성하는 설비다.
이 글에 나온 용어
인버터
inverter
인버터는 태양광 모듈이나 배터리에서 나오는 직류(DC) 전기를 전력계통과 가전기기가 쓰는 교류(AC)로 바꿔 주는 장치입니다. 국내 계통 주파수는 60 Hz이므로, 계통에 연결되는 인버터는 계통의 전압과 60 Hz 주파수에 위상을 맞춰 전류를 내보내야 합니다. 단순 변환뿐 아니라 모듈 어레이가 가장 많은 전력을 낼 수 있는 전압·전류 지점을 계속 찾아가는 최대전력점 추종(MPPT), 계통 이상 시 분리하는 보호 기능, 발전량 계측·통신 기능도 함께 수행합니다. 최근에는 계통 안정화를 위해 무효전력 제어나 주파수 변동 시 출력 조정 같은 기능이 접속 기준으로 요구되기도 합니다. 실무에서는 모듈 용량(kWp)과 인버터 정격출력(kW)의 비율(DC/AC ratio), 최대 입력전압(V), MPPT 채널 수, 변환효율(%)을 보고 기기를 선정합니다.
계통 관성
grid inertia
계통 관성은 발전기의 회전 질량에 저장된 운동에너지가 주파수 변화에 저항하는 성질을 말한다. 화력·원자력·수력 발전기는 계통과 동기화된 상태로 회전하기 때문에, 발전기가 갑자기 탈락해 수급 균형이 깨져도 회전체가 감속하면서 에너지를 내놓아 주파수가 급락하는 속도를 늦춰 준다. 이 시간 여유가 있어야 조속기나 예비력 자원이 반응할 수 있으므로, 관성은 주파수 조정의 전제 조건에 해당한다. 태양광이나 풍력은 인버터를 통해 계통에 연결되어 회전 질량이 직접 결합되지 않으므로 자연적인 관성을 제공하지 않으며, 인버터 기반 전원 비중이 커질수록 계통 전체의 관성은 작아진다. 이를 보완하기 위해 제어 알고리즘으로 관성과 유사한 응답을 만드는 합성관성(가상관성) 기술과 동기조상기 등이 검토되며, 관성 수준은 보통 MW·s(메가와트초) 단위의 운동에너지로 표현된다.
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