HD현대일렉트릭·한전, 송전급 GFM 인버터 공동연구 협약
전기신문 · · 큐픽스 에너지 요약
HD현대일렉트릭은 서울 한전아트센터에서 한국전력과 '송전급 GFM 기술 협력을 위한 공동연구 협약'을 체결했다고 16일 밝혔다. 이번 협약은 지난달 양 기관이 체결한 포괄적 업무협약을 기술 실증 단계로 발전시킨 것으로, 대규모 발전단지 적용 기반 마련에 초점을 맞췄다.
기존 GFL(Grid-Following) 인버터는 외부 전력망 주파수에 의존해 단독 운전이 어렵고 계통 사고 시 취약하다는 한계가 지적된다. GFM 인버터는 인버터가 스스로 전압과 주파수를 형성해 가상 동기기 역할을 수행한다.
재생에너지와 BESS 보급 증가로 계통 관성이 낮아지는 상황에서 관련 기술 수요가 언급되고 있다.
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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