안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 무효전력 보상장치에 대한 이야기를 좀 나눠보고자 합니다.
신재생에너지가 계통에 유입되면서 뮤효전력 보상장치의 필요성이 나날히 늘어가고 있습니다. 이 용량을 설정할 때, 어느 정도를 설정해야 하는지는 계통은 연구하는 사람들에게는 큰 일 중 하나이기도 하죠.
개략적이고 간략한 그 해석에 대한 이야기를 여기에 풀어보고자 합나다.
전력 시스템의 FACTS(Flexible AC Transmission Systems) 및 동기식 콘덴서와 같은 무효 전력 보상 장치의 용량은 일반적으로 발전 용량의 직접적인 비율로 정의되지 않습니다. 대신, 전압 지원 요구 사항, 안정성 개선, 전력 흐름 제어, 전송 손실 감소 등 전력 시스템의 특정 요구 사항에 따라 결정됩니다.
이러한 장치의 크기 조정 및 선택은 다음과 같은 다양한 요소를 고려하는 상세한 전력 시스템 연구에 크게 좌우됩니다.
1. **부하 흐름 요구 사항:** 다양한 부하 조건에서 허용 가능한 한도 내에서 전압 수준을 유지하는 데 필요한 무효 전력의 양입니다.
2. **시스템 안정성:** 정상 및 오류 조건에서 시스템 안정성을 지원하기 위한 무효 전력 요구 사항입니다.
3. **전압 규제:** 전력 시스템의 다양한 영역, 특히 전압이 크게 떨어질 수 있는 발전 현장에서 멀리 떨어진 지역에서 전압 제어가 필요합니다.
4. **송전 용량 향상:** FACTS 장치를 사용하여 새로운 라인을 필요로 하지 않고 기존 송전선의 전력 전송 용량을 늘립니다.
5. **재생에너지 통합:** 전압 안정성을 위해 동적 무효 전력 지원이 필요할 수 있는 대량의 가변 재생에너지원을 통합합니다.
이러한 고려 사항을 고려할 때 무효 전력 보상 장치의 용량은 부하 패턴 및 발전 포트폴리오가 변경됨에 따라 시간이 지남에 따라 다양한 전력 시스템에 걸쳐, 심지어 동일한 시스템 내에서도 크게 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 상당량의 재생 에너지 발전량을 갖춘 시스템은 안정적인 기저부하 발전소를 갖춘 시스템에 비해 더 유연한 무효 전력 지원이 필요할 수 있습니다.
고정된 규칙은 없지만 일부 유틸리티에서는 경험과 과거 프로젝트를 기반으로 한 경험 법칙이나 벤치마크를 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 동기식 콘덴서의 무효 전력 용량은 전력 시스템의 크기와 해결하려는 특정 문제에 따라 몇 MVAR(Mega Volt-Amp Reactive)에서 수백 MVAR까지 다양합니다. FACTS 장치는 일반적으로 특정 애플리케이션에 맞게 맞춤 설계되며 해당 용량은 애플리케이션에 따라 크게 달라질 수 있습니다.
구체적으로 예를 들어보자면,
### 예 1: 동기식 콘덴서 설치
- **맥락:** 전력회사는 풍력이나 태양열 발전소와 같이 재생 에너지 보급률이 높은 지역에서 전압 안정성과 무효 전력 지원을 개선하기 위해 동기식 콘덴서를 설치할 수 있습니다.
- **그림:** 총 발전 용량이 약 1000MW(메가와트)인 지역에서는 동기식 응축기의 정격이 100MVAR(Mega Volt-Amps Reactive)일 수 있습니다. 이 경우 무효전력 보상용량은 MVAR 기준으로 전체 발전용량의 약 10% 수준으로, 발전용량과 직접적으로 연관되기보다는 전압 조정 및 안정성을 지원하도록 특별히 설계됐다.
### 예시 2: 전송 용량 향상을 위한 FACTS 장치
- **컨텍스트:** 기존 회랑의 전송 용량을 늘리고 전력 흐름을 보다 효과적으로 관리하기 위해 STATCOM(Static 동기 보상기) 또는 SVC(Static Var Compensator)와 같은 FACTS 장치가 설치됩니다.
- **그림:** 500MW를 전달하는 송전 통로의 경우 +/- 150 MVAR 용량의 STATCOM을 설치할 수 있습니다. 이 용량은 발전량의 백분율이 아니라 전압 레벨 관리 및 송전선의 전력 전달 능력 향상을 위한 요구 사항을 기반으로 결정됩니다.
### 예 3: 풍력 발전 단지에 대한 무효 전력 지원
- **상황:** 풍력 발전 단지, 특히 외딴 지역에 위치한 풍력 발전 단지는 그리드의 작동 한계 내에서 전압 수준을 유지하기 위해 무효 전력 지원이 필요할 수 있습니다.
- **그림:** 300MW 용량의 풍력 발전 단지는 약 50-100MVAR의 무효 전력 지원을 제공하는 SVC 또는 커패시터 뱅크에 의해 지원될 수 있습니다. 이 예는 무효 전력 지원 메커니즘의 용량이 풍력 발전 단지의 발전 용량의 고정된 비율이 아니라 풍력 발전 단지와 주변 네트워크의 특정 전압 지원 요구에 의해 결정된다는 것을 보여줍니다.
일반적인 고려 사항
이러한 예는 무효 전력 보상 장치의 용량과 전력 시스템 또는 특정 발전 자산의 크기 사이에 대략적인 상관 관계가 있을 수 있지만 이러한 장치의 용량 및 유형에 대한 주요 동인은 전압 지원을 위한 기술적 요구 사항임을 보여줍니다. 전력 품질 및 전송 효율. 정확한 수치와 비율은 시스템의 특성, 위치, 해결해야 하는 특정 운영 문제에 따라 크게 달라질 수 있습니다.
즉, 아주 정확한 수치 산정은 불가능하지만 엔지니어링을 통한 시뮬레이션 결과 그리고 보수적인 접근법을 활용한다면 계통을 안정되게 운용할 수 있을 것으로 보입니다.
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