주파수 조정용 ESS (Frequency Regulation)

 

 

경산변전소에 위치한 주파수조정용 ESS

 

 

우리나라 전력은 60Hz의 교류로 공급됩니다. 
전력 공급 계통에서 수요와 공급의 불일치로 생기는 주파수 변화를 우리나라 표준 주파수인 60±0.5Hz로 맞춰주는 작업이 필요합니다.
이전에는 이러한 작업에 발전기를 많이 사용했습니다.
주파수 조정에 ESS를 사용하면 발전기보다 주파수 조정을 조금 더 빠르게 해 줄 수 있습니다.


전력계통의 주파수는 발전소에 있는 발전기의 회전수에 의해 결정됩니다.
 *국내 사용 주파수: 60Hz (초당 회전자가 60번 회전)

 

 

 

 

회전자가 회전하면 고정자에 기전력 유도됩니다.
  *부하(전력사용량) 증가 -> 기전력 커짐 (회전자 회전 방해) -> 주파수 떨어짐
  *부하(전력사용량) 감소 -> 기전력 낮아짐 -> 주파수 올라감


이렇게 발전전력과 수요전력의 차이가 생기게 되면 주파수가 떨어지거나 올라가게 되고 
전력 품질에 이상이 생겨서 시스템 또는 제품의 고장 및 이상동작이 발생하고 심하면 대규모 정전사태까지 발생할 수 있습니다.

 

 

 

 

부하량보다 발전량이 부족할 경우 전력을 내보내(방전) 주파수를 낮추고, 
반대의 경우에는 전력을 저장(충전)해서 주파수를 높이는 방식으로 균형을 맞춰줍니다.

* 부하량 > 발전량
  ESS를 방전해서 주파수를 낮아지는 것을 방지
* 부하량 < 발전량 
  ESS를 충전해서 주파수를 증가를 방지

국내 운영기준

주파수 편차가 0.03Hz 이상일 때 ESS 충, 방전 진행합니다.

    1) 운영 시작 주파수 : 주파수 편차 >= 0.03Hz
    2) 운영 정지 주파수 : 주파수 편차 < 0.03Hz
    3) 속도 조정률 : 0.279%
    4) ESS 기준 SOC : 65%
       SOC 운전영역 : 50 ~ 80% (과도시 10~90%)

운전영역을 보면 기준 SOC(65%) 상태에서 +15%(충전) ~ -15%(방전)로 운전하고 과도시(고장등 특정 상황)에 제한된 시간 간격만 10~90%까지 운영을 허용합니다.
SOC 운전영역의 상한치를 80%까지로 제한한 이유는 높은 C-rate 충전으로 인하여 과충전, 과전압 등으로 인한 배터리 화재나 폭발의 위험 방지하기 위함입니다.

 

 

Cf. ESS 궁금하시면 아래 링크 참고하세요.

treasure01.tistory.com/8?category=732587