동기식 콘덴서와 배터리 에너지 저장 장치는 그리드 지원을 위한 강력한 조합을 형성합니다.

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시스템 관성의 감소는 세계 전력망에 큰 과제를 안겨주고 있습니다. 이는 주로 회전 동기식 발전기를 기반으로 하는 전통적인 대규모 중앙집중식 발전소의 해체로 인해 발생합니다. 이러한 감소세는 전력 수요 증가와 풍력, 태양광 등 재생 가능 자원의 인버터 기반 발전 보급으로 인해 가속화되고 있습니다.

시스템 관성이 감소하면 그리드 안정성이 낮아지고 그리드 탄력성이 감소한다는 것은 잘 알려져 있습니다. 그러나 동기식 발전기를 제거하면 사용 가능한 고장 전류가 감소하여 결과적으로 기존 계전기 보호 시스템에 영향을 미친다는 점을 종종 인식하지 못합니다.

재생 가능 에너지의 보급 증가는 잠재적으로 진동과 같은 새로운 현상을 도입하여 그리드 안정성에도 영향을 미칩니다. 또한 전력 품질에 부정적인 영향을 미칠 수도 있습니다.

그리드 안정성 문제를 피하기 위해 새로운 알고리즘과 제어 체계에 초점을 맞춘 상당한 R&D 활동이 있습니다. 그러나 기존의 잘 입증된 기술을 기반으로 하는 하이브리드 접근 방식은 유효 전력 및 주파수 지원을 위한 BESS와 함께 오류 전류 기여 및 실제 관성을 위해 SC를 사용합니다.

그리드 추종 인버터 기술은 오래되고 잘 확립되어 있으며 특히 소규모 규모의 신규 설치에서 일반적입니다. 안정적인 그리드에 의존합니다. 전압 페이저의 변동이 너무 크면 인버터 제어 문제가 발생할 수 있습니다. 가장 큰 단점은 이러한 유형의 인버터가 불안정한 그리드에 연결되거나 블랙 스타트에 사용될 수 없다는 것입니다.

이에 비해 그리드 형성 인버터는 상대적으로 새롭고 덜 일반적이지만 대규모 BESS 설치에 배포되고 있습니다. 이 인버터 유형은 그리드를 안정화하고 블랙 스타트 기능을 제공할 수 있습니다.

인버터 기반 기술의 특별한 과제는 제어 및 측정 시스템의 디지털 특성으로 인해 전력 진동 및 반대 제어와 같은 문제를 일으킬 수 있다는 것입니다.

대조적으로, SC의 작동은 단순한 물리학에 의해 결정됩니다. 이는 SC를 그리드 지원을 위한 안정적이고 신뢰할 수 있는 리소스로 만듭니다.

전력 전자 장치와 SC의 조합은 여러 애플리케이션에 가장 적합한 솔루션입니다.

SC는 물리적 회전 기계로서의 고유한 특성을 통해 높은 과부하 용량을 추가합니다. 이는 오류 발생 시 즉각적인 지원을 제공하여 전압을 높이고 전압 강하의 영향을 줄입니다.

오류를 해결한 후 SC는 여자 전류를 줄이기 위해 신속하게 조치를 취할 수 없기 때문에 약간의 과전압을 생성할 수 있습니다. 이 경우 BESS 또는 STATCOM과 같은 전력 전자 장치에서 무효 전력을 빠르게 흡수하면 이러한 전압 과스윙을 줄일 수 있으므로 시스템 전압이 정상 상태로 더 빨리 복귀합니다.

관성 및 주파수 제어는 SC에 의해 실제 관성으로 제공되며, BESS에 의해 "가상" 관성이라고도 불리는 빠른 주파수 제어로 보완됩니다. 하이브리드 시스템은 더 나은 시스템 성능과 더 낮은 주파수 변화율(ROCOF)을 제공하는 것으로 나타났습니다.

단락 용량(단락 비율 – SCR)은 전력망과 계전기 보호 기능의 중요한 측면입니다. SC는 정격 전류의 몇 배에 달하는 매우 높은 단락 전류를 제공할 수 있습니다. 따라서 SC와 BESS를 결합하면 오류 시나리오에서 발생하는 큰 전류를 처리하기 위해 BESS 인버터의 크기를 과도하게 늘릴 필요 없이 큰 오류 전류 기여를 제공할 수 있습니다.

BESS 그리드 포밍 인버터를 통해 블랙 스타트 기능이 제공됩니다. 이는 먼저 SC가 동기화되는 로컬 그리드를 설정합니다. 그런 다음 SC는 추가 발전 및 부하를 추가하여 더 큰 그리드가 다시 시작되고 구축됨에 따라 고장 전류 용량과 전압 및 주파수 안정성을 추가합니다.

진동 감쇠는 BESS 장치와 함께 SC를 그리드에 연결하거나 SC의 자동 전압 조정기(AVR) 시스템의 일부로 전력 진동 감쇠 기능(POD)을 추가하여 개선할 수 있습니다.