[계통] 태양광 역률조정이 필요한 이유

태양광 역률조정이 필요한 이유

안녕하세요. 태양광 윤대리입니다.

나라에서 출력제어시스템을 의무화하려고 하는데요.

아직까지는 권장(요청)단계입니다.

 

출력제어 시스템은 역률 제어만 하는 것이 아니라, 일시적인 발전정지를 요청하기도 합니다.

특히, 발전량이 많은 낮시간에 과부하에 의한 정전을 막기 위하여 요청하는 경우가 많습니다.

하지만 요청에 의해 발전정지를 한다고 해서 사업주가 받는 보상은 없기 때문에(보상이 아주 미미하거나)

나라에서는 출력제어 시스템을 요청하는 반면, 전기공기업에서는 껄끄러워하는 실정입니다.

 

 

역률 제어가 필요한 이유

1) 첫번째 이유 : 수용율 감소에 따른 과전압 발생

제가 제주도에 O&M을 하는 태양광발전소가 몇 군데 있는데요.

그 중, 토요일에 과전압으로 인한 트립이 발생하는 사이트가 있습니다.

그 발전소는 항상 토요일에만 트립이 발생합니다. 토요일이 아닌 날은 항상 전압이 정상입니다.

추측컨데, 그 이유는 그 일대 지역 공단에서 토요일에 가동을 쉬기 때문입니다.

주변 부하가 예상했던 양보다 줄어들게 되면, 전원입장에서 전압은 상승하고 전류는 감소합니다.(수용율 감소)

아주 쉽게 생각하면, 부하가 줄어들면 전류가 낮아질터이니, 전압은 상승합니다.

   

전압이 계속해서 상승하면 어떻게 될까요?

아까 말씀드린 발전소처럼, 과전압에 의해 발전이 정지됩니다.

 

DER이라고해서 분산형계통과 한전계통의 균형을 나타낸 프로세스가 있습니다.

└알아보기) DER이란?

[계통] DER Hosting Capacity, 태양광 발전소 전력 불균형

 

계통의 불균형이 발생하면, 최악의 경우에 대규모 정전(블랙아웃)이 발생할 수 있습니다.

따라서, 안정적인 전력공급을 위해 분산형전원에 역률제어를 시행하고 있습니다.

 

2) 두번째 이유 : 분산형 전원의 특성으로 인한 과전압 발생

인버터는 계통전압을 읽고 1%정도 높은 전압으로 전기를 생산합니다.

그 이유는 전력계통의 전기보다 우선적으로 분산형 전원을 사용하게하는 목적이 있기 때문이죠.

태양광 발전소가 병렬로 여러개가 존재하면 어떻게 될까요?

1%, 1%, 1%, 1%가 축적되어 전압이 상승합니다.

(실제로 증가량이 병렬 수에 정확하게 비례하진 않지만, 점점 올라가는 것은 사실입니다.)

 

▽ 아래 그림으로 설명드리겠습니다.

1번 그래프는 분산형전원에 역률제어가 없는 경우입니다.

전압상한선과 전압하한선 사이에서 전압이 존재해야하는데, 분산형전원 근처는 과전압이 발생합니다.

1차적으로 계통전원과 분산형전원의 균형을 맞추는 것이 중요하고, 2차적으로 전압상승으로 인한 과전압 위험이 있는 경우, 역률제어를 통해 전압을 줄이는 방법이 있습니다.

 

2번 그래프는 분산형전원에 역률제어가 있는 경우입니다.

똑같은 상황에서, 역률제어(90%)를 통해, 전압을 낮추어 정상범위에서 전기를 공급합니다.

*역률이 0.9pu로 떨어졌다해서, 발전량이 줄어드는 것은 아닙니다.

무효전력이 증가하여, 전압을 상대적으로 줄이는 대신, 전류를 높입니다.

 

신재생에너지자원은 분명히 우리에게 많은 도움이 될 것입니다.

화석연료 사용을 점차 줄여가면서, 이상기후 문제를 더 이상 확대시키지 않아야 합니다.

하지만, 그만큼 신재생에너지원에 대한 대책이 강구되어야 할 것 같습니다.

 

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이상으로 블로그를 마치겠습니다.

읽어주셔서 감사합니다.