전력계동 안정화 대책 5가지 방안(feat. 발송배전기술사 공부)

 

AI 및 전기차 시대의 도래로 인해 전력 수요가 증가하고, 전력 계통의 안정화가 필수적입니다. 전력 계통의 안정도에는 여러 가지 영향 요소가 있으며, 이를 향상하는 방법도 다양합니다. 전력계동 안정화 대책으로 다음의 5가지 방안으로 나누어 살펴보겠습니다. 그리고 발송배전기술사 공부도 함께 할 수 있도록 정리해 보겠습니다.

 

 

 

 

 

<목차> 계통의 직렬리액턴스 감소 전압변동 억제 계통 상 충격 경감 고장 시 전력변동 억제 FACTS 및 HVDC 활용

 

 

 

1. 계통의 직렬리액턴스 감소

상기 공식에서와 같이 동일 출력(P)에서 계통의 리액턴스(X)가 작아지면 sin⁡𝛿가 작아져서 안정도가 향상됩니다.

이를 위해 다음과 같은 방법을 적용합니다.

 

1) 기기의 리액턴스를 감소시킵니다.

발전기의 리액턴스를 줄이면 짧은 비율로 기기 크기가 커지고 가격이 비싸지지만, 관성력이 증가하여 안정도가 향상됩니다. 변압기는 저반사 변압기를 사용하여 리액턴스를 줄입니다.

 

2) 병렬회로를 늘리거나, 복도체를 도입합니다.

 

3) 직렬 커패시터를 설치하여 회선의 리액턴스를 보상합니다.

이때 SSR 발생 가능성이 있으므로, FACTS 장치 중 하나인 TCSC를 사용합니다.

 

2. 전압 변동 억제

1) 속용 여자 방식을 채용합니다.

사고 발생으로 발전기 단자 전압이 저하되면 즉각 응답하여 발전기 전압을 일정 수준까지 올립니다.

 

2) 계통 연계를 강화합니다.

계통을 연계하면 사고 시 전압이나 주파수 변동이 억제됩니다.

 

3) 중간 조상기를 설치합니다.

선로 중간에 조상기를 설치하여 이 지점의 전압을 일정하게 유지하여 안정성을 향상합니다.

 

4) PSS 방식을 채용합니다.

속용 여자 방식에서의 발전기 제동력 저하를 보상하기 위해 PSS 방식을 채용합니다.

 

 

3. 계통 상 충격 경감

1) 고속 차단 후 빠르게 복구합니다.

고장 발생 시 고속도 차단하여 계통에서 고장점을 빨리 분리하고, 고속도 재폐로하여 일시적인 고장을 빠르게 복구합니다.

 

2) 중성점 접지방식을 채용합니다.

적절한 중성점 접지 방식을 채용하여 지락 전류를 감소시킵니다.

 

4. 고장 시 전력변동 억제

1) 조속기 동작을 신속화합니다.

전자 조속기 등을 사용하여 발전기 입력을 신속하게 조절합니다.

 

2) 제동 저항을 적용합니다.

계통 사고 시 발전기 단자에 직렬로 저항을 삽입하여 잉여 에너지를 흡수하여 회전자의 가속을 억제합니다.

 

3) EVA(초고속 터빈 밸브 제어)를 적용합니다.

터빈 고속 밸브 제어를 사용하여 차단이 너무 늦어지지 않도록 합니다.

 

5. FACTS 및 HVDC 활용

1) FACTS(유연송전시스템) 활용

송전용량을 증대시키고, 전압변동을 억제하여 안정도를 향상합니다.

 

2) HVDC(초고압직류송전) 활용

선로의 리액턴스 및 위상각을 고려하지 않으므로 안정도를 향상합니다.

 

 

상기와 같이 전력계동 안정화 대책 5가지 방안으로 포스팅 및 발송배전기술사 공부를 겸하여 작성해 보았습니다.(끝)