그리드의 장점

2022년 8월 29일

도시바 주식회사에서

도시바(Toshiba Corporation)는 마이크로그리드의 안정성을 보장하기 위해 개발된 그리드 포밍(GFM) 인버터의 효율성을 입증했습니다. 마이크로그리드는 대규모 발전소의 전력 공급에 의존하지 않고 신재생 에너지를 활용해 지역별 전력 자립을 가능하게 하는 분산형 에너지 시스템의 일종이다. 전력의 출력이나 수요가 급격하게 변동할 경우, 평소에는 안정되어 있던 주파수가 급격하게 변동하여 보호 계전기가 작동하여 전원 공급을 차단하여 정전이 발생할 수 있습니다. 특히, 재생에너지 비중이 높아질수록 계통주파수 변동폭도 커진다. 특히, 신재생에너지 비중이 높아짐에 따라 주파수 변동폭도 커지게 되므로, 마이크로그리드의 확산을 위해서는 안정적인 그리드 주파수를 유지하기 위한 기술이 필요할 것이다.

2022년 3월, 도시바는 그리드 주파수가 급격하게 변동할 때 인버터의 전력 출력을 통해 유사 관성을 제공함으로써 배전 시스템의 그리드 주파수를 유지할 수 있는 GFM 인버터를 개발했습니다. 실제 재생에너지 사용 등 실제 환경과 유사한 환경에서 GFM 인버터를 사용한 결과를 검증했으며, 태양광 발전기에 GFM 인버터를 장착하면 그리드 주파수 감소가 약 30% 억제되는 것을 입증했다.

도시바는 2022년 9월 일본 전기공학회 전력에너지학회 연례회의와 2022년 10월 2022 IEEE 에너지 변환 회의 및 박람회(ECCE2022)에서 이러한 결과를 자세히 발표할 계획이다.

Toshiba는 환경부의 2019~2021 회계연도 저탄소 기술 프로젝트의 일환으로 "여러 재생 가능 에너지원의 전력을 활용하기 위해 전력망과의 가상 동기화를 기반으로 하는 스마트 동기식 인버터(SSI) 및 해당 제어 시스템" 하에 이 연구를 의뢰했습니다. 연구, 개발 및 시연 프로그램. 이번 작업은 (주)퍼시픽파워, 에너지환경기술연구소, 국립산업기술원, (주)퍼시픽컨설턴트와 공동으로 수행되었습니다.

일본 정부는 2020년 10월 2050년까지 탄소 중립을 달성하겠다는 목표를 선언하고, 탈탄소 사회 실현을 목표로 태양광, 풍력 등 재생에너지를 주요 전력원으로 활용을 추진하고 있다. 2021년 10월 22일 내각에서 승인된 제6차 에너지전략계획에서는 "신재생에너지, 열병합발전 등 분산에너지자원을 지역사회에서 활용하기 위해 마이크로그리드 등 자립형 분산에너지 창출을 희망한다"고 명시하고 있다. 지역생산을 통해 에너지 효율화에 기여하고 회복력을 강화하는 등 재해로 인한 정전 시 전력 자급자족을 실현할 수 있는 마이크로그리드(그림 1)에 대한 기대가 높아지고 있다.

해외에서는 환경 문제를 해결하는 것 외에도 아시아와 아프리카 국가에서 전력망이 미개발된 지역(오프그리드 지역)에 전기를 공급하는 재생 에너지와 축전지를 활용한 마이크로그리드를 구축하는 프로젝트가 여러 차례 진행되었습니다. 2015년 현재 전 세계 마이크로그리드 용량은 12,000MW를 넘어섰으며 앞으로도 더욱 확장될 것으로 예상됩니다.

기존의 벌크 발전 시스템에서는 수요나 신재생에너지 출력이 변동하는 경우에도 화력발전에 사용되는 터빈 등 회전체의 관성(상태를 유지하려는 성질)으로 인해 계통 주파수의 급격한 변화를 억제하고, 따라서 안정적인 전원 공급을 유지합니다. 그러나 향후 신재생에너지가 주요 동력원이 되고 화력발전 등 대형 터빈을 사용하는 동력원의 비율이 감소하게 되면 회전체에 의한 관성력이 적어져 전기의 안정성에 영향을 줄 수 있다. 전원 공급 장치. 이러한 관성 부족을 해결하기 위한 조치에 대한 추정 비용은 벌크 전력 시스템에서 재생 에너지 비율이 50%~60%가 될 경우 연간 51억~129억엔에 이릅니다.