분산형전원 연계기술기준

정의

분산형전원 연계기술기준은 소규모 발전설비를 배전계통에 연계할 때 지켜야 할 기술 요건이다.

목적은 계통의 안전성과 신뢰성, 그리고 전기품질을 유지하는 데 있다.

핵심 키워드는 단독운전, 분리·재병입, 전기품질, 감시·제어, 무효전력 제어다.

연계 구성

분산형전원은 배전계통에 연계되는 발전설비다. 연계점에서 배전계통과 만난다.

연계보호장치는 계통 이상을 계전하고, 감시제어장치는 출력과 상태를 원격으로 본다.

연계변압기는 발전측과 계통측을 절연해 지락 전류와 고조파의 상호 전달을 줄인다.

단독운전

단독운전은 계통에서 떨어진 분산형전원이 섬처럼 일부 부하에 계속 전력을 공급하는 상태다.

작업자 감전과 재폐로 실패를 일으키므로 가장 먼저 막아야 한다.

발전량과 부하가 평형하면 전압과 주파수 변화가 작아 일반 계전기로는 감지하기 어렵다.

그래서 단독운전을 빨리 검출하는 전용 방식과 관련 기준의 분리 시간이 필요하다.

분리와 재병입

계통 이상이 감지되면 단독운전 여부를 검출한다.

단독운전을 검출하면 관련 기준이 정한 시간 이내에 분산형전원을 분리한다.

계통이 정상으로 돌아오면 전압과 주파수가 허용 범위인지 확인한 뒤 재병입한다.

재이상이 생기면 다시 분리한다. 재병입 때는 전압 크기, 위상, 주파수를 맞춰야 한다.

무효전력 범위

신재생발전기의 무효전력 제공 범위는 발전원별로 다르게 정해져 있다.

풍력과 조력은 뒤진 0.95에서 앞선 0.95 범위를 요구한다.

부생가스와 매립지가스는 뒤진 쪽이 0.90으로 완화되어 있다.

이 범위는 정격출력 기준으로 판단하고, 발전기별 특성범위 안에서 운영한다.

계산 예제

가상의 예로, 정격출력 2MW 풍력발전기가 뒤진 위상 0.95로 운전하는 경우를 본다.

무효전력은 Q = P tanθ로 구하며, 역률 0.95에서 tanθ는 약 0.329다.

따라서 무효전력은 약 0.66MVAr이며, 정격의 약 1/3 수준이다.

정리

정리하자. 분산형전원 연계기준은 계통 신뢰도와 전기품질을 함께 지키는 기준이다.

단독운전은 기준 시간 이내에 검출해 분리하고, 재병입은 계통 정상 확인 뒤에만 한다.

무효전력 범위는 발전원별로 구분해서 써야 한다. 한 값으로 뭉뚱그리는 실수가 흔하다.

전압 제어는 국지적이고 주파수 제어는 전계통적이다. 답안에는 정의, 기준 수치, 원리를 모두 쓴다.