정전 중에 전력망 가장자리 주변에 가본 적이 있다면 상황이 얼마나 지저분해지는지 보았을 것입니다. 조명이 꺼지고, 가전제품이 급등하고, 지역 기업이 큰 피해를 입습니다. 에너지 팀의 경우 최악의 부분은 태양광 또는 풍력 시스템이 계속 작동하는 경우입니다.~ 후에그리드가 다운되는 현상을 아일랜드화(islanding)라고 하며 이는 단순한 문제가 아닙니다. 이는 전력망 장비를 손상시키고, 정전을 해결하려는 라인 작업자에게 부상을 입힐 수 있으며, 심지어 전체 지역 전력망의 안정성을 망칠 수도 있습니다. 이것이 바로 최신 에너지 저장 인버터 통합 기계(정확한 장치는 여기에서 확인할 수 있습니다: /pad-mounted-transformers/energy-storage-inverter-integrated-machine.html)가 등장하는 곳입니다. 이는 단순히 전력을 저장하고 방전하는 것이 아닙니다. 기본적으로 섬에 대한 첫 번째 방어선입니다.
지루한 전문 용어를 사용하지 않고 태양광 발전 매장의 동료 기술자에게 설명하는 것처럼 이 내용을 분석해 보겠습니다. 먼저 같은 내용을 살펴보겠습니다.~이다섬짓기, 정확히는? 단독 운전은 태양광 패널, 풍력 터빈 또는 배터리 저장 장치와 같은 분산 에너지 자원(DER)이 주 전력망이 오프라인인 동안 로컬 전력망 세그먼트에 계속 전력을 공급할 때 발생합니다. 무해한 것처럼 들리지만 그리드 운영자는 전압과 주파수를 매우 엄격한 허용 오차로 동기화합니다(주파수는 ±0.5Hz, 전압은 ±5%). DER이 독립적으로 실행되면 정확한 동기화와 일치할 수 없으므로 백피드가 발생하거나 라인 작업자가 만져도 안전하다고 생각할 때 그리드의 "보이지 않는" 부분에 전원이 공급됩니다. 그것은 큰 아니오입니다.
이제 당사의 에너지 저장 인버터 통합 기계는 충전만 유지하는 것이 아닙니다. 연중무휴 24시간 매처럼 그리드를 감시하는 센서와 스마트 장치로 가득 차 있습니다. 여기서 비밀 소스는 단독 운전 방지 감지입니다. 실제로 두 가지 주요 유형이 함께 작동하여 사각지대가 없습니다. 수동 감지는 시스템이 메인 그리드에 연결되는 PCC(공통 커플링) 지점에서 전압, 주파수 및 위상 각도를 확인하면서 항상 백그라운드에서 실행됩니다. 그리드가 떨어지면 수동 감지는 인간이 깜박일 수 있는 것보다 더 빠르게 이러한 값에서 점프 또는 드롭을 선택합니다. 그러나 수동적 감지는 때때로 작고 점진적인 그리드 변동(예: 다람쥐가 선을 두드리는 작은 중단)을 놓칠 수 있으므로 능동 감지도 사용합니다. 우리 장치는 출력 주파수를 조정합니다아주 조금만(예: 0.05Hz) 이는 일반 부하에 영향을 미치기에는 너무 작지만 그리드가 다운되면 해당 조정을 포함할 "그리드 버퍼"가 없습니다. 장치는 자체 주파수 편이를 확인하고 즉시 종료를 트리거합니다. 지연도 없고 혼란도 없습니다.
잠깐만요, 그런데 만약 당신이원하다섬? 예를 들어, 커피숍이나 식료품점에서 정전 중에 전력이 필요한 경우입니다. 이를 의도적인 단독 운전이라고 하며 당사의 에너지 저장 인버터 통합 기계는 이를 위해 제작되었습니다. 우리는 그것이 실수가 아닌지 확인합니다. 우발적이든 의도적이든 고립을 처리하는 방법에 대한 단계별 플레이는 다음과 같습니다.
첫째, 일반적인 그리드 연결 모드: 우리 장치는 그리드의 주파수 및 전압에 동기화되어 과도한 태양열 전력 또는 저장된 배터리 전력을 유틸리티에 다시 공급하거나 DER이 낮은 경우 그리드에서 전력을 끌어 배터리를 충전할 수 있습니다. 마치 팀 플레이어처럼 그리드의 리듬을 맞춰서 아무도 눈치채지 못하게 합니다. 이제 두 번째로 유틸리티 회로 차단기가 작동하거나 라인에 오류가 발생하면 그리드 신호가 떨어집니다. 패시브 센서는 편차(예: 주파수가 100ms 동안 60Hz에서 58Hz로 증가)를 포착하고 액티브 주파수 조정 시스템은 고정할 그리드가 없음을 확인합니다. 이 시점에서 장치에는 두 가지 선택 사항이 있습니다. 실수로 고립된 경우(아무도 백업 전원이 필요하지 않은 경우) 2초 이내에 인버터를 종료합니다. 의도적인 경우(사용자가 "전력망 중단 모드" 버튼을 눌렀을 경우) 사전 설정된 전압 및 주파수(냉장고나 조명과 같은 로컬 부하에 적합)로 고정되고 원활하게 독립형 모드로 전환됩니다. 깜박임도 없고 조명도 어두워지지 않습니다. 음식은 차갑게 유지되고 컴퓨터는 계속 작동합니다.
저는 이 작업을 실험실 테스트뿐만 아니라 실제 생활에서도 보았습니다. 작년에 텍사스 시골의 한 고객은 에너지 저장 인버터 통합 기계와 모든 것을 지역 그리드에 연결하는 소형 변전소(여기에서 소형 변전소 페이지 확인: /pad-mounted-transformers/compact-substation.html)를 사용하여 풍력-태양광 시스템을 설치했습니다. 여름 폭풍으로 인해 12kV 라인이 3시간 동안 중단되었습니다. 전력망은 다운됐지만 풍력과 태양광 발전은 계속됐고 배터리는 충전됐다. 우리 부대는 섬 현상을 즉시 감지했습니다. 이는 지역 초등학교의 냉각 시스템에 전력이 필요했기 때문에 의도적인 것이었습니다. 1초도 안 되어 오프그리드 모드로 전환되어 로컬 부하를 60Hz 및 480V로 동기화하여 학교는 전력 공급이 중단되는 일이 없었습니다. 그리드가 다시 돌아왔을 때 빠른 동기화 확인을 수행하고 그리드의 매개변수를 일치시킨 다음 수동 개입 없이 그리드 연결 모드로 다시 전환했습니다. 나중에 유틸리티 회사에서 우리에게 전화를 걸어 해당 지역의 다른 DER로 인해 백피드가 발생했다고 말했지만 우리 장치의 단독 운전 방지 프로토콜이 그런 일이 발생하지 않도록 했습니다.
잠깐, 우리 장치가 구식 설정보다 나은 이유에 대해 이야기합시다. 많은 구형 배터리 시스템이나 태양광 인버터는 수동 감지만 사용합니다. 이는 DER의 전력 출력이 로컬 부하와 정확히 일치하여 전압과 주파수가 거의 정상으로 유지되어 수동 센서가 눈을 멀게 하는 "균형" 단독 운전에서 실패할 수 있습니다. 우리의 활성 감지 기능은 작고 의도적인 주파수 조정을 추가하여 이를 수정합니다. 그리드가 있으면 해당 조정이 흡수됩니다. 그렇지 않은 경우 주파수는 종료를 유발할 만큼 충분히 표류합니다. 이는 그리드만이 "들을 수 있는" 비밀 신호와 같습니다.
또한 당사의 에너지 저장 인버터 통합 기계는 패드 장착형 변압기(패드 장착형 변압기 페이지: /pad-mounted-transformers/pad-mounted-transformer.html), 조립식 변전소(/pad-mounted-transformers/prefab-substation.html) 또는 심지어 풍력 태양광 발전 소형 변전소와 같은 다른 그리드 하드웨어와 함께 작동하도록 설계되었습니다. (/pad-mounted-transformers/wind-solar-power-compact-substation.html). 이는 함께 작동하여 단독 운전이 발생하더라도 전체 로컬 그리드 세그먼트가 안전하게 유지되도록 합니다. 예를 들어, 패드 장착 변압기는 그리드 전압을 사용 가능한 수준으로 낮추고, 당사의 인버터는 그리드가 중단된 경우 라인 작업자에게 해를 끼칠 수 있는 역공급 전력을 변압기가 얻지 못하도록 합니다.
이제 극단적인 경우는 어떻습니까? 예를 들어 장치가 그리드 외부 의도적 섬 모드에 있는 동안 그리드가 다시 나타나는 경우입니다. 우리 장치는 다시 전환하기 전에 "그리드 점검"을 수행합니다. 즉, 그리드의 주파수와 전압이 허용 범위 내에 있는지, 진행 중인 오류가 없는지 확인합니다. 모든 것이 양호하면 동기화되고 그리드 타이로 다시 전환됩니다. 여전히 문제가 있는 경우 그리드가 안정될 때까지 오프 그리드 모드로 유지됩니다. 그리드 전력을 갑자기 잘못된 라인으로 다시 밀어넣는 것을 원하지 않기 때문에 이는 중요합니다.
또 다른 점은 DER 그리드 상호 연결의 표준인 IEEE 1547과 같은 모든 북미(및 국제) 표준에 대해 단독 운전 방지 프로토콜을 테스트한다는 것입니다. 따라서 당사 장치를 설치하는 경우 규정 준수를 위해 추가 절차를 거칠 필요가 없습니다. 이는 큰 문제입니다. 오래된 시스템은 고립 감지 기능이 너무 느리거나 부정확하기 때문에 코드 검사에 실패하는 경우가 많았습니다.
다음은 일반적인 질문입니다. "전력망이 다운되면 왜 인버터를 끌 수 없나요?" 글쎄, 당신은~할 수 있었다, 그러나 에너지를 저장했거나 재생 가능 에너지를 생산했다면 이는 낭비입니다. 중요한 부하에 사용할 수 있는 전력을 버리거나 전력망이 다시 복구되면 전력회사에 다시 판매하는 것입니다. 우리 장치를 사용하면 안전을 유지하면서 해당 전력을 유지할 수 있으므로 에너지 시스템에서 최대 가치를 얻을 수 있습니다.
또한 당사의 에너지 저장 인버터 통합 기계는 대규모 상업 또는 공공 시설 설치만을 위한 것이 아니라는 점을 언급하고 싶습니다. 당사는 소규모 기업, 농장, 심지어 주거용으로도 사용할 수 있는 장치를 보유하고 있습니다(태양열 및 집 전체 배터리를 갖춘 주택 소유자인 경우). 정전이 걱정되거나 섬 규정 준수가 걱정되는 경우 이 장치가 모든 추측을 제거합니다.
회의를 마무리하면서 요약하자면, 고립은 실제 위험이지만 최신 에너지 저장 인버터 통합 기계를 사용하면 정전 시 전력과 그리드 안전 중 하나를 선택할 필요가 없습니다. 이 장치는 수동 및 능동 단독 운전 방지 감지 기능을 혼합하여 전력망이 다운된 시점을 파악하고 우발적인지 의도적인지 판단하고 밀리초 단위로 모드를 전환합니다. 패드 장착 변압기 및 소형 변전소와 같은 다른 그리드 장비와 원활하게 작동하고 모든 코드 표준을 충족하며 실제 폭풍 및 정전에서 테스트되었습니다.
당사의 에너지 저장 인버터 통합 기계가 귀하의 설정에 어떻게 작동하는지 자세히 알아볼 준비가 되었거나 당사의 전체 제품 라인(소형 변전소 및 풍력 태양광 발전 소형 변전소 포함)을 확인하고 싶다면 이 게시물 전반에 걸쳐 공유한 링크로 당사 웹사이트를 방문하십시오. 우리는 귀하가 섬 생활을 탐색하고, 에너지 시스템을 보다 안전하게 만들고, 배터리와 재생 가능 발전을 최대한 활용할 수 있도록 돕기 위해 왔습니다.
참조:
- 전기전자공학연구소. (2018). IEEE 1547-2018: 관련 전력 시스템 인터페이스와 분산 에너지 자원의 상호 연결 및 상호 운용성에 대한 표준입니다.
- 샌디아 국립연구소. (2020). 분산에너지자원의 고립탐지 방법: 비교분석.
- 미국 에너지부. (2022). 전력망 현대화: 단독 운전 방지 기술 및 에너지 저장 시스템 모범 사례.
