초록 ▼

□ 핵심기술
마이크로그리드형 ESS 시스템에 있어 전력변환기를 독립형과 연계형으로 운전할 수 있는 하이브리드 알고리즘 구현과 이에 대한 성능평가 요소기술 및 최적운용기술을 포함함

□ 최종목표
◎ 최종목표 : 마이크로그리드형 스마트 BESS 기술개발
․ 마이크로그리드형 BESS 전력변환시스템 개발 및 운용
․ SGSF 규격 시험을 위한 성능평가 요소기기 개발
․ BESS PCS 제어 알고리즘 검증 및 최적운용 기술개발
- 1차년도 :
․ 10kW급 ESS용 전력변환 시스템 개발

□ 핵심기술
마이크로그리드형 ESS 시스템에 있어 전력변환기를 독립형과 연계형으로 운전할 수 있는 하이브리드 알고리즘 구현과 이에 대한 성능평가 요소기술 및 최적운용기술을 포함함

□ 최종목표
◎ 최종목표 : 마이크로그리드형 스마트 BESS 기술개발
․ 마이크로그리드형 BESS 전력변환시스템 개발 및 운용
․ SGSF 규격 시험을 위한 성능평가 요소기기 개발
․ BESS PCS 제어 알고리즘 검증 및 최적운용 기술개발
- 1차년도 :
․ 10kW급 ESS용 전력변환 시스템 개발
․ 도서지역 부하패턴 모의 및 100kW급 모의 부하 설계/제작
․ 이종 배터리간의 용량 비율 설계 및 고효율 토폴로지 검증
- 2차년도 :
․ 100kW급 ESS용 전력변환 시스템 개발
․ PCS 시험용 100kW급 계통모의 전원장치 개발
․ 고압 SMPS 설계/제작 및 PCS 연계
- 3차년도 :
․ 마이크로 그리드형 BESS 표준모델 개발 및 실증
․ ESS용 인버터 신뢰성 시험 및 실증데이터 분석
․ 마이크로그리드 ESS용 PCS 최적 운용 검증

□ 개발내용 및 결과
- 마이크로드리드형 ESS PCS 기술개발
․ 배터리형 ESS PCS 기술개발을 위해 소용량 10kW급 proto 개발을 완료하고 실증 도서지역에 설치될 100kW급 PCS를 개발함.
․ PCS 제어 알고리즘은 독립형으로 운전 가능한 CVCF와 기존 시스템과 연계할 수 있는 연계형 모들로 운전할 수 있도록 하이브리드 제어 방식 적용
․ 운용 알고리즘은 소용량 인버터를 Test Bed에 적용하여 운전시나리오에 따른 운용 시퀀스에 대해 검증하였으며 실증 도서지역에 설치하여 안정적으로 운용하고 있음
- ESS용 인버터 성능평가 요소기기 개발
․ ESS용 인버터 성능평가를 위해 SGSF 시험규격을 분석하고 출력성능 및 안전성능 시험에 대한 항목을 정의 및 절차를 개발함.
․ 또한 시험을 위한 요소기기인 부하기 및 계통모의 전원장치를 개발하여 시험에 적용하였으며 기 구축된 장비를 이용하여 신뢰성 시험을 수행하고 실증 사이트 내 운전 데이터를 분석함.
- BESS PCS 제어 알고리즘 검증 및 최적운용 기술개발
․ 배터리의 부하 변동에 따른 충/방전 특성을 분석하고 직병렬 조합 구조에 따른 PCS의 고효율 토폴로지 설계에 대한 검증
․ 또한 PCS 제어를 위한 보조 전원의 고압 SMPS를 설계하여 실증 사이트 내 설치되는 PCS에 적용하였으며 발전기/계통연계를 위한 제어 및 시퀀스를 검증함.
․ 실증 사이트 내에 설치된 ESS용 PCS에 대한 운전모드 시나리오와 이에 대한 최적 운용에 대한 평가 및 검증함.

□ 기술개발 배경
○ 마이크로그리드(Microgrid)는 기존의 중앙집중식 전력공급 시스템과는 다르게 신재생에너지전원을 포함한 분산전원으로 구성되는 지역적 전력공급시스템으로 계통연계형과 독립형으로 구분될 수 있음.
○ 특히 상용 전력망이 없는 도서나 원격지에 전력을 최적으로 안정하게 공급할 수 있는 독립형 마이크로그리드는 기존의 디젤발전기로만 전력을 공급하는 대신 신재생에너지를 포함한 분산전원으로 전력을 공급하게 됨.
○ 발전된 전력은 부하상황에 따라 잉여전력이 발생되며 ESS 시스템이 없는 경우 잉여전력은 버리게 되어 이를 위해 반드시 ESS 시스템이 요구됨.
○ 기존의 도서지역 마이크로그리드는 디젤발전가 주 계통을 형성하는 경우가 대부분이나 본 과제에서는 ESS가 주 계통을 형성할 수 있도록 CVCF형태의 고효율 인버터가 요구됨.
○ 또한 1세부에서 구축된 신재생에너지원과 기 구축된 디젤발전기의 연계를 위해 충분한 성능평가 및 검증 기술이 요구됨.

□ 핵심개발 기술의 의의
○ 본 과제에서 개발된 ESS용 인버터는 주관기관의 사업 영역(에너지분야) 확장을 위한 신규 주력 아이템으로서 특히 독립형/연계형의 하이브리드 제어 알고리즘 적용은 타사 제품과 차별성과 도서지역을 겨냥한 모델로 개발함.
○ 또한 개발 제품은 컨소시엄 내부의 기술을 적용한 순수 국산화 기술을 이용하여 개발한 것으로서 시스템에 대한 향후 A/S에 대한 대응기술도 유리함.
○ 특히 본 과제를 수행하면서 마이크로그리드 운용에 대한 기술축적으로 해외 도서지역에 판로를 개척하여 기술 수출을 현재 수행하고 있음.

□ 적용 분야
○ 국내 에너지 자립섬의 마이크로그리드 시스템 구축 및 ESS 시스템 구축 사업/공공기관 ESS 의무 설치화 사업
○ 대용량 전기 추진 선박 등의 그리드 시스템 및 ESS 시스템
○ 해외 도서지역 電化 사업 등

(출처 : 요약서- 3. 개발결과 요약 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 공공기관연계 지역산업육성사업(기술개발) 보고서 요약서 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 9
• 제1장 서론 ... 14
• 제1절 과제의 개요 ... 14
• 제2장 개발 목표 및 개발 내용 ... 28
• 제1절 최종 목표 및 평가 방법 ... 28
• 제2절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 31
• 제3장 결과 및 사업화 계획 ... 35
• 제1절 연구개발 최종 결과 ... 35
• 제2절 연구개발 추진 체계 ... 345
• 제3절 시장 현황 및 사업화 계획 ... 347
• 붙임. 우수성과 사례 (스토리 중심) ... 353
• 끝페이지 ... 353