자동발전제어(AGC)

자동발전제어란

자동발전제어는 전력 수급이 어긋날 때 그 차이를 중앙에서 바로잡는 제어다.

계통 주파수가 바뀌는 것은 발전과 부하가 어긋났다는 신호다.

AGC는 이 편차를 여러 발전기에 나누어 맡기는 2차 주파수 제어다.

1차 제어와 2차 제어

1차 제어는 발전기 조속기가 속도조정률에 따라 출력을 바꾸는 동작이다.

사람의 개입 없이 즉시 응동하지만, 주파수 편차를 남긴다.

2차 제어인 AGC는 EMS에서 출력기준점을 옮겨 그 편차를 없앤다.

조속기는 주파수를 정격으로 되돌리지 못하므로 AGC가 보충 제어로 필요하다.

지역제어오차 ACE

AGC 판단의 기준은 지역제어오차, 즉 ACE다.

ACE는 연계선 조류의 예정값 대비 편차와 주파수 편차를 합한 값이다.

ACE가 0에 가까워지도록 AGC가 발전기 출력을 배분한다.

주파수가 높으면 발전이 부하보다 많다는 뜻이므로 출력을 줄인다.

정답은 출력을 줄이는 쪽이다. 주파수 편차를 줄이는 방향으로 출력이 조정된다.

속도조정률과 부하분담 계산

속도조정률에 따른 부하분담을 계산해 본다. 정상상태 출력 변화량을 구하는 식이다.

주파수가 0.3 Hz 낮아지고, 속도조정률은 4%인 500 MW 발전기를 가정한다.

대입하면 Δf/f0은 -0.005이고, 출력은 62.5 MW 늘어난다.

500 MW 발전기가 약 62.5 MW를 추가 출력하며, 정격의 약 12.5%다.

1차 제어만으로는 편차가 남으므로, 2차 제어인 AGC가 편차를 제거해야 한다.

발전원별 속도조정률

발전기마다 속도조정률 설정값이 다르다. 대표 값을 표로 본다.

수력과 내연은 3.0~4.0%, 가스터빈은 4.0~5.0%다.

기력발전기는 5.0~6.0%이며, 이 값이 신규 진입 발전기 기준이다.

속도조정률이 작은 발전기일수록 부하분담이 커진다. 값을 발전원과 무관하게 쓰면 감점된다.

정답은 기력발전기의 5.0~6.0%다. 발전원별 범위를 구분해 쓴다.

정리와 시험 포인트

마지막으로 핵심을 정리한다. AGC는 주파수 편차를 중앙에서 제거하는 2차 제어다.

조속기는 편차를 줄이지만 없애지 못하고, AGC는 적분 제어로 0으로 되돌린다.

ACE와 속도조정률 값을 함께 기억하면 계산 문제와 서술형에 모두 대응된다.

재생에너지 확대로 AGC 조정 자원 확보가 핵심 쟁점이다.