마이크로그리드 시스템
오늘날의 설비와 지역사회는 성능과 운영의 효율성을 개선하고 비용을 절감해야 하는 극심한 압박을 받고 있습니다. 이러한 목표를 달성하기 위해서는 전기의 지속적인 가용성이 중요합니다.
마이크로그리드는 작은 면적에서 자급자족할 수 있는 독립형 전력망 입니다.
디젤 발전기, 태양광, 풍력 및 에너지 저장 장치와 같은 다양한 에너지 생산 장치와 결합한 전력 시스템으로 대규모 발전설비와 달리 공급지역과의 근접성으로 인해 별도의 송전설비가 필요하지 않습니다.
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주요기능
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별도로 필요없는 송전선로
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신재생 에너지 저장
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독립운전
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주파수 및 전압 조정
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주요장점
Microgrid System
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모듈화 및 컨테이너화 시스템 |
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프로젝트 주기 단축 |
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전반적인 비용 효율성 향상 |
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용이한 문제 해결 |
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장비 재구성 용이 |
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턴키 및 전체 라이프 사이클 지원 |
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단일 책임 창구 |
일관된 전력공급
안정적이고 효율적이며, 고품질의 전력을 지속적으로 공급
적응형 인프라
적응 가능하고, 안전하며 응답성이 뛰어난 인프라
향상된 안전성
사람, 재산 및 환경을 보호하기 위한 향상된 안전성
확장가능한 구성
대대적인 재설계 없이 확장 및 수정이 용이한 아키텍처
통합 솔루션
" 마이크로그리드 시스템을 위한 통합 솔루션 제공 "
사람들의 삶을 개선하고 보다 향상되고 신뢰할 수 있고 효율적이며 안전적인 전력 관리 기술을 제공합니다.
주식회사 언브로는 기존 및 진행 중인 개발기술을 마이크로그리드 시스템에 통합해 왔습니다.
시스템 제어
- 모듈식 시스템 설계 활용
- 표준 디스플레이/보고서
- 반복 가능한 발전기 모듈(템플릿)
- 애플리케이션에 맞게 템플릿 확장
- 사전에 구성된 부하 옵션
- 개방형 표준 기반 구축
- 사전에 설계된 최적화 전략
제어 소프트웨어
자동화된 마이크로그리드 시스템 가동
이 기능은 복잡한 Black start 프로세스의 실행을 크게 단순화합니다. 각 단계의 상태를 확인하고 다음 단계로 이동하는 모든 프로세스를 자동으로 수행합니다. 버튼 조작 하나로 모든 프로세스를 한 번에 수행할 수 있습니다.
자동 스케줄링 및 시스템 운영
이 기능은 지능형 부하 및 발전 예측 알고리즘을 사용합니다. 자동으로 작업 일정을 생성하며, 자동 스케줄링 기능을 사용하여 운영자는 복잡한 스케줄을 작성하는 부담 없이 전체 플랜트를 관리할 수 있습니다.
모듈식 제어 블록
제어 시스템은 모듈화된 알고리즘 블록 아키텍처로 설계 되었습니다. 각 알고리즘 블록은 가장 자주 사용되는 기능으로 구성되었습니다. 대부분의 경우 추가적인 작업이 필요하지 않으며, 단지 운영을 위해 각 블록을 결합하기만 하면 됩니다.
마이크로그리드 EMS 소프트웨어 제품별 기능 사양
| 주요기능 | 기본 | 스탠다드 | 고급 |
|---|---|---|---|
| Grid forming 및 제어 (마이크로그리드 기능) | - |  |
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| Black start (마이크로그리드 시스템 자동 시작 및 종료) | - | - | |
| 수요 예측 (이력 데이터 기반 수요 예측 기능) | - | - | |
| P.Q 제어 (유효 및 무효 전력 제어) | |
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| 주파수 및 전압 제어 | - | |
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| P.F 제어 (역률제어) | - | |
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마이크로그리드 GUI 설계
마이크로그리드 EMS 소프트웨어 GUI
- Black Start 제어
- 운영모드 제어
- 부하예측변수 제어
- 경제적 발전 제어
- 출력 대 주파수
- 전압 및 무효전력 출력
• Black Start 제어
마이크로그리드의 자동화된 Black Start 기능을 통해 운영자는 최소한 인간의 개입으로 마이크로그리드 시스템을 복구할 수 있습니다.
마이크로그리드 제어 시스템에 대한 키 스트로크가 거의 없이 각 개별 장비의 상태를 자동으로 모니터링하여 전체 발전 시스템이 자동화된 Black Start 기능을 실행할 수 있도록 합니다.
자동화된 Black Start 기능은 디젤 발전기, 재생 에너지 및 에너지 저장 시스템과 같은 마이크로 그리드의 발전원을 시작하는 것을 포함합니다. 마이크로그리드의 제어 시스템은 각 발전원의 상태 및 시스템 용량을 모니터링합니다.
마이크로그리드 제어 시스템이 자동 Black Start 기능을 실행하기로 결정하면, 미리 프로그래밍된 시나리오와 시퀀스를 기반으로 마이크로그리드 시스템이 정상적인 마이크로그리드 기능을 수행하기 위해 복구될 때까지 Black Start 절차의 모든 단계를 제어하고 모니터링합니다. 수동 또는 사람의 개입이 필요하지 않습니다. 전반적으로, 자동화된 Black Start 기능은 마이크로그리드 복원력의 중요한 구성 요소로서, 마이크로그리드가 정전으로부터 신속하게 복구되고 중요한 부하에 지속적으로 전력을 공급할 수 있도록 보장합니다.
• 운영모드 제어
발전기, PV 인버터, 배터리 PCS와 같은 마이크로그리드에서 장비의 운영 모드를 제어하는 것은 전력 수요(주파수 및 전압)를 충족시키기 위해 각 장치의 출력 모드를 관리하는 것을 포함합니다. 운영 모드는 이 목표를 달성하기 위해 다양한 운영 모드로 구성됩니다.
발전기 제어 : 마이크로 그리드에서 발전기는 기본 전원 또는 예비 전원으로 사용될 수 있습니다. 발전기는 Droop 컨트롤 또는 PQ 컨트롤을 기반으로 할 수 있습니다.
PV 인버터 제어 : PV 인버터는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 모드와 같은 모드에서 작동할 수 있으며, 출력 전압과 전류를 조정하여 태양 전지판에서 최대 전력을 생성합니다. 또는 인버터가 PF 제어모드로 동작하여 마이크로그리드의 전압을 조절하고 시스템 안정성을 유지할 수도 있습니다.
배터리 PCS 제어 : 배터리 PCS는 배터리의 충전 및 방전을 관리합니다. 또한 배터리 시스템의 PCS 중 하나는 CVCF(정전압 및 일정 주파수) 모드에서 작동하고 다른 것들은 PQ 모드에서 작동합니다.
각 장비의 작동 모드는 마이크로 그리드 제어 소프트웨어에 의해 자동 또는 수동으로 정의됩니다.
• 부하예측변수 제어
부하 예측은 "유사한 날 예측" 예측 기법을 사용하여 수행됩니다. '유사일 예보 기법'은 기온, 바람의 세기, 습도 등 요일, 계절, 시간대와 날씨조건의 영향을 받아 전력 소비량(부하)이 일정한 패턴을 보인다는 이론에 따른 것입니다. 예측을 위해서는 과거의 기상정보가 포함된 과거부하 데이터가 필요하지만, 이용할 수 없는 경우에는 전주 또는 전일의 데이터를 기반으로 예측이 수행됩니다.
과거 기상 데이터와 연계된 이용 데이터가 있을 경우 예측일의 온도, 습도 등의 기상 요인을 먼저 입력하고 시스템은 예측일(토요일,일요일,평범한날,크리스마스,추수감사절,새해 첫날)의 특징적인 조건을 설정합니다. 이를 바탕으로 온도와 습도가 가장 유사한 데이터 30개를 날짜 유형별, 계절별, 온도와 습도별로 추출하고, 각 온도와 습도에 대한 가중치를 할당하여 부하를 예측합니다. 자연스러운 사용량 증가를 고려하여 소프트웨어는 총 수요를 추정합니다.
• 경제적 발전 제어
마이크로그리드 시스템은 일반적으로 태양광(PV) 패널, 배터리 시스템 및 발전기와 같은 여러 분산형 에너지 자원을 포함합니다. 마이크로 그리드의 경제적인 발전과 전기의 공급은 디젤 발전기의 사용을 최적화하는 것을 포함합니다. 마이크로그리드의 경제적 송전은 "발전기를 기반으로한 연료엔진가동을 어떻게 최소화할 수 있는지의 방법"과 "재생 에너지 사용을 어떻게 최대화할 수 있는 방법"에 초점이 맞춰져 있습니다.
이 목표를 달성하기 위해서는 미래 수요 예측, 최적 에너지 저장 수준, 연료 엔진 기반 시스템 작동의 최적 필요 작동을 고려하고 자동 운전에 반영해야 합니다.
• 출력 대 주파수
주파수 제어 기능은 적절한 양의 전기를 제공하고 마이크로 그리드 시스템에 대한 기준 주파수를 유지하기 위해 필요합니다. 전력 시스템의 주파수는 수요 측에 공급하는 전기의 양이 얼마나 충분하거나 부족한지를 측정하는 것입니다. 따라서 전원 공급 장치가 안정적이고 신뢰할 수 있도록 주파수를 일정한 수준으로 유지해야 합니다.
마이크로 그리드에서 마이크로 그리드 시스템의 주파수 제어 기능은 안정적인 주파수를 유지하기 위해 발전원의 출력을 조정하여 전력 시스템의 주파수, 활성 전력의 양 및 수요 변동의 크기를 지속적으로 모니터링 합니다.
주파수가 설정 지점에서 벗어나면 주파수 제어 시스템이 발전원에서 필요한 조정을 트리거하여 주파수를 원하는 수준까지 복원합니다.
• 전압 및 무효전력 출력
마이크로그리드의 전압 제어 기능은 기본적으로 마이크로그리드 시스템에 무효 전력을 추가하거나 빼는 것입니다. 무효 전력 흐름이 너무 많으면 전압이 증가할 수 있습니다. 특히 마이크로그리드 시스템일 경우, 재생 가능한 에너지원에서 마이크로그리드로 잉여 전력 흐름이 발생할 경우 이러한 전압 상승 현상이 발생할 수 있습니다.
마이크로그리드에서 전압 제어 시스템은 전력 시스템의 전압을 지속적으로 모니터링하고 무효발전 출력을 제어하여 목표 전압을 유지합니다.