Zero Energy Export
RTU 기반 “단순 병렬운전 태양광발전시스템”에 대한 시스템 레벨 능동형 역전력 제어를 위해 개발된 제품 입니다.
단순 병렬운전 태양광발전 시스템
- 분산전원의 한전 연계 방식의 하나로 태양광의 경우, 주로 공장이나 학교, 공공건물 등에 설치
- 자가발전 자가소비 방식으로 전력 peak 억제 등을 통한 전력요금 경감 목적
- 전력회사 전력계통 측면에서 단순병렬에서 역전력 발생 시 문제점
- 전력품질 이슈: 휴게시간 및 휴일, 태양광이 발전을 시작하는 새벽 시점 등 부하 감소 또는 경부하 시점 초과된 발전 전력으로 인한 역조류 발생으로 계통 전압 상승 이슈, 계통 사고 시 역송전에 대한 복구 비용 청구 등 법적 이슈 가능성
- 단순병렬 태양광발전 시스템의 경우 전력회사 송배전망의 신설없이 이론상 무한히 태양광발전을 증대할 수 있다는 장점에도 불구하고, 역전력 발생 시 오히려 감시/제어되지 못하는 숨은 태양광발전 유해 요소로 송배전망에 악영향을 줄 수 있음. 전력수요예측의 어려움, 전력수급관리의 불확실성 증대와 더불어 발전전력 예측에서도 전력시장 외부에 있어 오히려 역전력의 적절한 차단이 없을 경우 특히 배전망에 잠재적 위험 요소임
- 단순병렬의 경우 역송전력을 허용하지 않기에, 한국전기설비규정 503.2.4 “단순 병렬운전 분산형전원설비의 경우에는 역전력 계전기를 설치한다. …” 반드시 준수. 역전력계전기와 함께 역전력 발생 시 아래 그림과 같이 차단을 위한 분산전원측 차단장치 설치 필수
- 역전력 계전기 설치와 이를 통한 차단기 트립 동작에 따른 문제점
- 매번 차단기가 트립될 때마다 재투입은 반드시 수동으로 복구, 이로 인한 번거로움 및 비전문적 직원 수동 조작에 따른 안전 위험성
- 잦은 차단을 회피하기 위하여, 차단기 트립 로직/선로 제거 등의 안전성을 담보로 한 직원 일탈 행위 발생
- 수동 투입 시점 인지 시간 지연으로 인한 발전량 손실 자주 발생
- 순간적인 차단기 트립으로 인한 계통 전압 하강 발생, 최악의 경우 연쇄 설비부하 OFF 등으로 보호계전기 저전압 트립에 따른 부하측 전체 정전 초래
- 부하측 배전 전압 강하와 순간 저전압에 따른 민감 설비 고장, 설비 품질 저하, 화재 발생 위험성 상승
Zero Energy Export 능동형 역전력 제어
- 기 설치 또는 신규 설치 단순병렬 태양광발전시스템에 RTU 하나만 추가
- 태양광인버터 모니터링 및 제어 + 역전력계전기 모니터링을 통한 계통 역전력 원천 방지
- 계통 측면에서는 배전 운용 안정성 저해 요소 원천 제거, 사용자 측면에서는 수동 조작 제거 편의성 및 사고 위험성 완전 제거
- 기존 차단기 트립 동작은 유지, 불가피한 수준의 부하 급강하 조건에서 인버터 출력제어 지연으로 역조류 발생 시 백업 차단 (해당 조건에서 차단기 트립 여부에 대한 모니터링은 즉각적인 재투입 시점 알림)
- 태양광발전 운용 손실 최소화로 ROI 개선, 부하측 배전 운용 및 설비 안정성 획기적 개선
- 별도의 모니터링 플랫폼 없이도 로컬 제어동작에 따른 시스템 도입 가능, 최소 비용 초기 투자 비용 절감 가능
- 모니터링 플랫폼 서비스 도입 시 실시간 태양광 모니터링 및 유지보수, 실시간 부하측 전력사용량 모니터링으로 LEVEL 1 수준의 경량화된 BEMS(건물) 및 FEMS(공장) 도입 효과
- 기술적 구현 고려점
- 최근 출시된 단순 인버터 개별 기기 수준에서의 인버터사 단일 솔루션 적용을 고려 가능하나, 소형 공장 수준으로 한정 및 인버터사 종속 솔루션 도입으로 확장성에서 심각한 제한
- 향후 다수의 인버터 그룹 또는 이기종 복합 인버터들의 조합에 따른 발전소 수준에서의 역전력제어를 위해서는 RTU 기반 시스템 레벨 솔루션이 적절함
- 추가적인 전력모니터링 도입에 앞서, 기 도입된 발전소별 다양한 브랜드 및 모델의 보호계전기, 전력량계, 에너지미터 등을 활용하기 위해서도 RTU 기반 시스템 레벨 솔루션이 적합
- 고성능 태양광인버터 도입이 반드시 필요함. 급격한 부하변동을 안정적으로 추종하기 위한 고속의 인버터 통신 응답 및 제어 속도를 요구하나, 이에 부합하면서도 경제성을 가진 인버터가 최근 출시됨
-
- 역전력계전기 또는 디지털 에너지미터의 데이터 갱신주기에 따른 시지연 고려 필요. 통신 기능 필수이며 역시 경제성을 가지면서, 시지연 최소화의 고속 데이터 갱신주기를 가진 역전력계전기 및 디지털에너지미터, 전력량계가 출시됨
- 기존에 설정된 역전력계전기의 차단기 트립 마진을 그대로 가져가고, Zero Energy Export 능동제어를 수행할 수 있는 Zero Energy Export 제어 알고리즘 최적화 개발 필수
당사는 항상 고객과의 보안 준수를 최우선 하기에, 제품 관련 문의에 대한 답변은 제한될 수 있음을 미리 알려드립니다.
