[인버터] 인버터 역률제어 방법, 역률 제어가 필요한 이유

인버터 역률제어 방법, 역률 제어가 필요한 이유

안녕하세요. 태양광 윤대리입니다.

오늘은 태양광 발전소에서 역률제어가 왜 필요한지에 대해 알려드리고자 글을 쓰게 되었습니다.

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목차

1. 역률제어가 필요한 이유

2. DER에 대하여(링크)

3. 인버터 역률제어 방법

 

 

 

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1. 역률제어가 필요한 이유

분산형 전원의 인버터는 계통 전압보다 1~2% 높은 전압을 형성합니다. 왜 그럴까요?

전기 특성상, 전압이 더 높은 전기를 우선적으로 사용합니다.

따라서, 계통전압보다 분산형 전원의 전기를 우선적으로 사용할 수 있도록 하기 위함입니다.

아래 사진을 보면, 여러집이 있습니다. 그림에는 3채지만, 실제로 30채가 있다고 가정해 보겠습니다.

30채에 모두 3kW 주택용 태양광 설비가 있다면 계통전압은 어떻게 될까요?

인버터 특성상, 계통전기를 끌어와서 그 전기보다 더 높은 전기를 생산하기 때문에 계통전압은 크게 증가할 것입니다.

결국 계통과전압에 의해 태양광 발전정지를 초래할 것입니다.

* 기본적으로 인버터 설비는 선간전압에 11%를 설정치로하여 트립됩니다.(단상의 경우 242v)

* 3상에 비해 단상이 더 큰 폭으로 전압상승을 야기합니다.

 

우리는 역률을 조정하여 전압을 컨트롤합니다.

*실제로 제가 제주도에서 O&M업무 차 방문하여 확인해 보았을 때,

제주도는 이미 인버터마다 출력조정시스템이 작동되고 있었습니다.

226V를 기준으로 그 이상일 경우 역률 90%로 작동하여 과전압을 사전에 차단하는 것으로 확인되었습니다.

 

Q) 그렇다면 어느 시간대에 과전압이 가장 많이 발생할까요?

A)오전 11시 - 오후 3시 사이입니다.

그 이유는, 일사량이 높기 때문에 발전이 아주 잘되는 시간이면서도, 대부분 출근시간이므로 전기 소비량은 되려 적습니다.

높은 발전량 대비, 낮은 수용률을 나타내기 때문에 과전압은 더 쉽게 발생합니다.

 

 

 

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 2. DER에 대하여(링크)

DER Hosting capacity 는 분산형전원과 계통간에 전력공급 균형을 위해 용량을 표시할 때 사용합니다.

이를 통해 한 전력망 회로에 몇 퍼센트의 전력을 분산형전원으로 충당할 수 있는지를 수치화하여 균형을 맞춥니다.

그렇기 때문에 분산형전원 '발전량 예측제도'가 현재 매우 중요한 사업인 것이죠. 얼마나 정확하게 맞추느냐에 따라 전기 불균형을 최소화 할 수 있고, 고급 에너지원 소비를 최소화 할 수 있습니다.

다음 링크를 통하여 DER에 대해 알아보는 것도 좋을 것 같습니다.

[계통] DER Hosting Capacity, 태양광 발전소 전력 불균형

[계통] DER Hosting Capacity, 태양광 발전소 전력 불균형

 

 

 

 

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3. 인버터 역률제어 방법

'콘덴서'를 통해 제어합니다.

계통전압을 센싱하여 메인보드에 전달한 뒤, 기준치 이상전압이 발생했을 때, 콘덴서를 투입시켜 무효전력을 높입니다.

* 역률 cosθ = 유효전력/피상전력

* 피상전력 = √(유효전력² x 무효전력²)

무효전력을 증가시키므로써, 역률이 감소하고 전압이 줄어듭니다.

* 대개 전압은 역률제어를 통해 조절하고, 전력은 주파수 조정을 통해 조절합니다.

 

 

 

 

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이상으로 역률조정이 필요한 이유, 역률 조정 방법에 대해서 간단하게 블로깅 해보았습니다.

읽어주셔서 감사합니다.

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