마이크로 그리드(마이크로 네트워크라고도 함)는 분산형 전력원, 에너지 저장 장치, 에너지 변환 장치, 부하, 모니터링 및 보호 장치 등으로 구성된 소규모 전력 분배 시스템입니다. 마이크로 그리드는 부하에 전력을 공급하며, 주로 전력 공급의 신뢰성을 확보하는 데 중점을 둡니다.
마이크로 그리드란 무엇인가요?
마이크로 그리드는 자체 제어, 보호 및 관리가 가능한 자율 시스템입니다.이는 자체 제어 및 관리를 통해 전력 균형 제어, 시스템 운영 최적화, 고장 감지 및 보호, 전력 품질 관리를 구현하는 완전한 전력 시스템으로서 기능합니다.
목적 및 이점
마이크로그리드 개념은 분산형 전력원의 유연하고 효율적인 활용을 실현하고, 다양한 분산형 전력원을 전력망에 통합하는 데 따르는 어려움을 해결하는 것을 목표로 합니다. 마이크로그리드의 개발 및 확장은 분산형 및 신재생에너지원의 대규모 통합을 촉진하여 다양한 형태의 부하에 안정적인 전력 공급을 보장할 수 있습니다. 이는 기존 전력망을 스마트 그리드로 전환하는 효과적인 방법입니다.
마이크로 그리드의 주요 구성 요소
마이크로그리드는 일반적으로 전력 전자 인터페이스를 갖춘 소규모 분산형 전력원으로 구성됩니다. 여기에는 마이크로 가스 터빈, 연료 전지, 태양광 전지, 소형 풍력 터빈, 그리고 슈퍼커패시터, 플라이휠, 배터리와 같은 에너지 저장 장치가 포함됩니다. 이러한 구성 요소들은 사용자 측에서 연결되며, 저비용, 저전압, 그리고 최소한의 오염이라는 특징을 가지고 있습니다.
예시 시스템 설정
- **에너지 저장 변환기**:0.4kV AC 버스에 연결되어 양방향 에너지 흐름을 가능하게 하는 50kW 계통연계/독립형 양방향 에너지 저장 변환기.
- **리튬인산철 배터리**:110kWh
- **EMS 및 BMS**:상위 제어 지시에 따라 에너지 저장 시스템의 충전 및 방전을 제어하고 배터리 SOC 정보를 모니터링하는 시스템.
시스템 기능
1. **최대 제모 성능 및 백업 전원**:이 시스템은 주로 피크 부하 감소 및 백업 전원으로 사용되어 전력 용량 증가를 방지하고 전력 품질을 향상시킵니다.
2. **포괄적인 기능**:이 에너지 저장 시스템은 완벽한 통신, 모니터링, 관리, 제어, 조기 경보 및 보호 기능을 자랑하며, 장기적인 안전 운영을 보장합니다.
3. **고급 통신 및 모니터링**:BMS 시스템은 EMS 시스템 및 PCS와 RS485 버스를 통해 직접 통신하여 포괄적인 배터리 모니터링 및 보호 기능을 구현합니다.
운영 전략
- **그리드 상호 작용**:에너지 저장 시스템은 계통 연계 모드로 작동할 수 있으며, PQ 모드 또는 드룹 모드를 통해 유효 전력과 무효 전력을 조절하여 충전 및 방전 요구 사항을 충족합니다.
- **피크 관리**:전기 요금이 최고조에 달하거나 부하가 높은 시간대에는 에너지 저장 시스템이 부하에 에너지를 방출하여 피크 부하를 줄이고 에너지를 보충합니다.
- **매끄러운 전환**:에너지 저장 변환기는 계통 이상이 감지되면 계통 연계 모드에서 독립형(독립형) 모드로 전환할 수 있습니다.
- **독립 운영**:독립형 모드에서 에너지 저장 변환기는 주요 전압 공급원 역할을 하여 지역 부하에 안정적인 전압과 주파수를 제공합니다.
에너지 저장 변환기(PCS)
- **고급 병렬 기술**:여러 대의 기기가 제한 없이 병렬로 작동할 수 있도록 지원합니다.
- **다중 소스 통합**:디젤 발전기와 직접 연결할 수 있습니다.
- **높은 전력 분배 정확도**:전압 소스 병렬 모드에서 최대 99%의 전력 분담률을 달성합니다.
- **매끄러운 모드 전환**:계통연계형과 독립형 모드 간의 온라인 전환을 원활하게 지원합니다.
- **높은 효율성**:최적화된 하드웨어 및 소프트웨어 설계로 최대 98.7%의 변환 효율을 달성했습니다.
- **긴 수명**:20년의 수명을 염두에 두고 설계되었습니다.
의사소통 방법
1. **이더넷 통신**:에너지 저장 변환기의 RJ45 포트와 상위 컴퓨터의 RJ45 포트를 직접 연결하여 모니터링합니다.
2. **RS485 통신**:표준 이더넷 MODBUS TCP 통신을 기반으로 하는 선택적 RS485 통신 방식.
3. **BMS 커뮤니케이션**:에너지 저장 변환기는 상태 모니터링 및 보호를 위해 배터리 관리 장치(BMS)와 통신합니다.
BMS 시스템
배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리 전압, 전류, 절연 상태, SOC(충전 상태) 등을 모니터링합니다. 이를 통해 배터리 작동의 안전성과 신뢰성을 보장하고, 잠재적인 고장에 대한 경고 및 비상 보호 기능을 제공합니다.
응급 의료 시스템
에너지 관리 시스템(EMS)은 에너지 저장 시스템의 최상위 관리 시스템으로, 모니터링, 데이터 분석 및 실시간 스케줄링에 중점을 둡니다. 이를 통해 안정적인 전력 공급을 보장하고 시스템 경제성을 향상시킵니다.
주요 기능:
- **기기 모니터링**:시스템 장비의 실시간 데이터 모니터링 및 제어.
- **에너지 관리**:에너지 저장 및 부하 조정을 위한 최적화 제어 전략.
- **이벤트 알림**:임계값 및 대응 조치를 조정할 수 있는 다단계 경보 시스템.
- **보고서 관리**:포괄적인 데이터 통계, 분석 및 보고 기능.
- **안전 관리**:안전한 운영을 보장하기 위한 시스템 운영 권한 구성.
안전 및 모니터링
- **종합 모니터링**:주요 장비 및 운영 공간을 포괄하는 다채널 비디오 보안 모니터링과 장기 비디오 데이터 저장 기능을 제공합니다.
- **화재 및 냉난방 시스템**:장비 및 배터리 구획에 대해 별도의 냉각 및 방화 조치를 시행하고, 헵타플루오로프로판과 같은 첨단 소화 시스템을 활용하여 효율적이고 안전한 화재 관리를 보장합니다.
요약하자면, 마이크로그리드는 특히 분산형 및 재생에너지원의 통합을 통해 유연하고 효율적이며 신뢰할 수 있는 에너지 공급 솔루션을 구현하는 데 있어 중요한 진전을 의미합니다. 첨단 기술과 포괄적인 관리 시스템을 활용하는 마이크로그리드는 스마트 그리드의 미래를 열어갑니다.
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게시 시간: 2024년 7월 31일
