분산전원 계통연계 문제

분산전원 계통연계란

분산전원 계통연계는 분산형전원을 계통에 접속해 안전하고 품질 좋게 전력을 주고받게 하는 기술과 기준이다.

태양광과 풍력 같은 설비가 수용가 가까이에 흩어져 있고, 그 전기가 기존 전력망으로 다시 들어오는 상황을 다룬다.

역조류의 발생

기존 배전계통은 변전소에서 수용가로 전기가 한 방향으로만 흐르도록 설계되었다.

분산형전원이 붙으면 남는 전기가 거꾸로 변전소 쪽으로 흐른다. 이를 역조류라 한다.

기존 보호기기와 전압 관리 방식은 이런 방향 전환을 전제로 하지 않는다.

배전과 송전의 문제

분산전원 연계 문제는 배전계통과 송전계통을 나눠서 써야 한다.

배전계통에서는 보호협조 오동작, 단독운전, 전압 상승이 주요 문제다.

송전계통에서는 계통 안정도와 주파수 제어, 예비력 배분이 문제이고 계통 안정화 ESS 등이 대책이다.

두 계통의 문제를 섞어 쓰면 감점이 크다.

단독운전 검출의 어려움

단독운전은 계통이 분리되었는데 분산형전원이 일부 부하에 계속 전력을 공급하는 상태다.

유효전력과 무효전력이 모두 평형을 이루면 전압과 주파수 변화가 작아진다.

그러면 전압·주파수 계전기로는 단독운전을 감지하지 못할 수 있다.

그래서 능동 검출 방식과 전송차단 방식을 병행한다.

연계용량 계산과 직접 풀기

태양광 발전설비 정격출력 합계가 1,200kW이고 연계 변압기 용량이 1,000kVA라고 하자.

역률을 1.0으로 보면 kW와 kVA를 같은 단위로 비교할 수 있다.

연계 가능 용량은 두 값 중 작은 값이므로 1,000kVA로 제한된다.

직접 풀어 보자.

정답은 800kVA다. 작은 값 800kVA가 연계 가능 용량이 된다.

정리

분산전원 연계의 핵심은 역조류로 생기는 문제를 배전과 송전으로 나눠 정리하는 것이다.

배전계통은 보호협조와 단독운전, 전압 상승이 문제이고 대책은 양방향 동작과 검출 차단이다.

시험에서는 연계 시 배전과 송전의 문제점과 각각의 대책을 함께 쓰는 것이 핵심이다.