마이크로 네트워크라고도 알려진 마이크로 그리드는 분산 전원, 에너지 저장 장치, 에너지 변환 장치, 부하, 모니터링 및 보호 장치 등으로 구성된 소규모 배전 시스템입니다. 이는 부하에 전원을 공급하고 주로 전원 공급 장치의 신뢰성을 해결합니다.
마이크로그리드란 무엇인가?
마이크로그리드는 자기제어, 보호, 관리가 가능한 자율시스템이다.이는 자체 제어 및 관리를 통해 전력 균형 제어, 시스템 운영 최적화, 오류 감지 및 보호, 전력 품질 관리를 달성하는 완전한 전력 시스템으로 기능합니다.
목적 및 이점
마이크로 그리드(Micro-Grids)의 개념은 분산 전원을 유연하고 효율적으로 적용하여 다양한 분산 전원을 그리드에 통합하는 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다. 마이크로 그리드를 개발하고 확장하면 분산 및 재생 가능 에너지원의 대규모 통합을 완전히 촉진하여 다양한 형태의 부하에 안정적인 공급을 보장할 수 있습니다. 이는 기존 전력망을 스마트 그리드로 전환하는 효과적인 방법입니다.
마이크로그리드의 주요 구성요소
마이크로 그리드는 일반적으로 전력 전자 인터페이스를 갖춘 소용량 분산 전원으로 구성됩니다. 여기에는 마이크로 가스 터빈, 연료 전지, 태양광 전지, 소형 풍력 터빈, 그리고 슈퍼커패시터, 플라이휠, 배터리와 같은 에너지 저장 장치가 포함됩니다. 이러한 구성 요소는 사용자 측에서 연결되며 저비용, 저전압 및 최소한의 오염이 특징입니다.
예시 시스템 설정
- **에너지 저장 변환기**:50kW 그리드 연결/오프 그리드 양방향 에너지 저장 컨버터는 0.4KV AC 버스에 연결되어 양방향 에너지 흐름을 가능하게 합니다.
- **리튬 철 인산염 배터리**:110KWh
- **EMS 및 BMS**:에너지 저장 시스템의 충전 및 방전을 제어하고 상위 수준 파견 지시에 따라 배터리 SOC 정보를 모니터링하는 시스템입니다.
시스템 특징
1. **피크 면도 및 백업 전력**:이 시스템은 주로 피크 절감 및 백업 전원으로 사용되어 전력 용량 증가를 방지하고 전력 품질을 향상시킵니다.
2. **포괄적인 기능**:에너지저장시스템은 완벽한 통신, 모니터링, 관리, 제어, 조기경보, 보호 기능을 갖추고 있어 장기적으로 안전한 운영을 보장합니다.
3. **고급 통신 및 모니터링**:BMS 시스템은 EMS 시스템과 통신하고 RS485 버스를 통해 PCS와 직접 통신하여 포괄적인 배터리 모니터링 및 보호를 달성합니다.
운영 전략
- **그리드 상호작용**:에너지 저장 시스템은 그리드 연결 모드에서 작동할 수 있으며 PQ 모드 또는 드루프 모드를 통해 유효 및 무효 전력을 조절하여 충전 및 방전 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
- **피크 관리**:전력 가격이 최고치이거나 부하가 높은 기간에는 에너지 저장 시스템이 부하로 방전하여 피크 절감 및 에너지 보충을 달성합니다.
- **원활한 전환**:에너지 저장 변환기는 그리드 이상 감지 시 그리드 연결 모드에서 아일랜드(오프 그리드) 모드로 전환할 수 있습니다.
- **독립적인 운영**:오프 그리드 모드에서는 에너지 저장 컨버터가 기본 전압 소스 역할을 하여 로컬 부하에 안정적인 전압과 주파수를 제공합니다.
에너지 저장 변환기(PCS)
- **고급 병렬 기술**:여러 시스템의 무제한 병렬 작업을 지원합니다.
- **다중 소스 통합**:디젤 발전기와 직접 네트워크를 구축할 수 있습니다.
- **높은 전력 공유 정확도**:전압 소스 병렬 모드에서 최대 99%의 전력 공유 수준을 달성합니다.
- **원활한 모드 전환**:그리드 연결 모드와 오프 그리드 모드 사이의 온라인 원활한 전환을 지원합니다.
- **고효율**:최대 98.7%의 변환 효율성으로 최적화된 하드웨어 및 소프트웨어 설계.
- **긴 수명**:20년의 수명을 위해 설계되었습니다.
의사소통 방법
1. **이더넷 통신**:에너지 저장 컨버터의 RJ45 포트와 상위 컴퓨터의 RJ45 포트를 직접 연결하여 모니터링합니다.
2. **RS485 통신**:표준 이더넷 MODBUS TCP 통신을 기반으로 하는 선택적 RS485 통신 방식입니다.
3. **BMS 통신**:에너지 저장 변환기는 상태 모니터링 및 보호를 위해 배터리 관리 장치 BMS와 통신합니다.
BMS 시스템
배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리 전압, 전류, 절연 상태, SOC 등을 모니터링합니다. 이는 배터리 작동의 안전성과 신뢰성을 보장하고 잠재적인 결함에 대한 경고 및 긴급 보호 기능을 제공합니다.
EMS 시스템
에너지 관리 시스템(EMS)은 모니터링, 데이터 분석, 실시간 스케줄링에 중점을 둔 에너지 저장 시스템의 최상위 관리 시스템입니다. 안정적인 전원 공급을 보장하고 시스템 경제성을 향상시킵니다.
주요 기능:
- **장치 모니터링**:시스템 장비의 실시간 데이터 모니터링 및 제어.
- **에너지 관리**:에너지 저장 및 부하 조정을 위한 최적화 제어 전략.
- **이벤트 알림**:조정 가능한 임계값과 대응 조치를 갖춘 다단계 경보 시스템입니다.
- **보고서 관리**:포괄적인 데이터 통계, 분석 및 보고 기능.
- **안전 관리**:안전한 운영을 보장하기 위한 시스템 운영권한 구성.
안전 및 모니터링
- **종합 모니터링**:주요 장비 및 운영 공간을 포괄하는 다채널 영상 보안 모니터링으로 영상 데이터의 장기 저장을 지원합니다.
- **화재 및 HVAC 시스템**:효율적이고 안전한 화재 관리를 위해 헵타플루오로프로판과 같은 고급 화재 진압 시스템을 활용하여 장비 및 배터리 구획에 대한 별도의 냉각 및 화재 예방 조치를 취합니다.
요약하면, 마이크로 그리드는 특히 분산 및 재생 가능 에너지원의 통합을 통해 유연하고 효율적이며 안정적인 에너지 공급 솔루션을 달성하는 데 있어 상당한 발전을 나타냅니다. Micro-Grids는 첨단 기술과 포괄적인 관리 시스템을 활용하여 스마트 그리드의 미래를 위한 길을 열어줍니다.
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게시 시간: 2024년 7월 31일
