신재생발전기 계통연계 특성

정의

신재생발전기 계통연계 특성은 출력 변동이 큰 발전기가 송전계통에 접속할 때 갖춰야 하는 성능이다.

접속점에서 연계 유지, 무효전력 공급, 유효·무효전력 제어 능력을 요구받는다.

출력이 기상에 따라 변하고 관성이 작아 계통 안정도와 전력품질에 직접 영향을 준다.

연계 구성과 접속점

신재생발전기는 변압기와 집전선로를 거쳐 접속점에 연결된다.

성능은 발전기 단품이 아니라 접속점을 기준으로 평가한다.

보상설비는 무효전력을 공급해 접속점 전압을 유지하고, 발전소 제어기는 지령을 따른다.

무효전력은 접속점 전압을 떠받치므로 전압 변동을 줄이는 핵심 수단이다.

고장 중 연계 유지

계통에 고장이 나면 접속점 전압이 순간적으로 떨어진다.

이때 발전기가 한꺼번에 탈락하면 발전 손실이 커져 전압과 주파수가 더 떨어진다.

그래서 고장 중에도 연계를 유지하고 무효전류를 주입하도록 요구한다.

전압이 떨어져도 연계를 유지하는 능력을 저전압 연계 유지, LVRT라 한다.

무효전력 계산 예제

정격 10MW 풍력단지가 역률 0.95 지상으로 운전하는 경우를 계산한다.

먼저 tanθ를 구하고, Q = P tanθ 식에 대입한다.

결과는 약 3.29MVAr이다. 정격 10MW의 약 33% 수준이다.

역률 0.9 조건에서는 tanθ가 0.4843이 되어 약 4.84MVAr가 된다.

헷갈리는 기준

시험에서는 기준을 헷갈리지 않도록 구분해서 써야 한다.

무효전력 범위 0.9~0.95는 전력시장 참여 발전기 기준이다.

발전기 단품 성능만 설명하면 감점되므로 접속점 기준으로 쓴다.

계통운영자와의 협조 절차도 빠뜨리지 않는다.

정리

이번 장에서는 신재생발전기 계통연계 특성을 정리했다.

계통연계 유지, 무효전력 공급, 유효전력 제어, 무효전력 제어가 핵심 4요소다.

고장 중 전압 회복을 돕는 기능은 LVRT로 기억한다.