초록 ▼

□ 연구개요
화석 연료의 고갈과 환경 문제에 대한 관심이 높아짐에 따라, 풍력 및 태양광 같은 신재생 에너지원의 전력계통 내 통합이 증가하고 있다. 하지만, 인버터 기반의 재생 에너지는 기존의 동기발전기에 비하여 변동서이 크고, 안정적인 계통 제어 능력이 부족하다. 본 연구는 인버터 기반의 재생에너지의 계통 제어 능력을 향상시켜 안정적인 계통 제어 능력을 갖추고, 재생에너지의 계통 투입량을 향상시키기 위하여 Grid-Forming 기반의 제어 능력을 개발하고, 대규모 계통의 계통 안정도 향상 능력을 개발하였다.

□

□ 연구개요
화석 연료의 고갈과 환경 문제에 대한 관심이 높아짐에 따라, 풍력 및 태양광 같은 신재생 에너지원의 전력계통 내 통합이 증가하고 있다. 하지만, 인버터 기반의 재생 에너지는 기존의 동기발전기에 비하여 변동서이 크고, 안정적인 계통 제어 능력이 부족하다. 본 연구는 인버터 기반의 재생에너지의 계통 제어 능력을 향상시켜 안정적인 계통 제어 능력을 갖추고, 재생에너지의 계통 투입량을 향상시키기 위하여 Grid-Forming 기반의 제어 능력을 개발하고, 대규모 계통의 계통 안정도 향상 능력을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
- Grid-Forming 인버터 제어(모델링) 정밀도 : EMTP 기반의 Grid-Fomring 인버터의 Droop 제어 모델 구현함. EMTP 프로그램인 PSCAD와 RTDS를 이용하여 Grid-Forming 인버터의 Droop 제어를 구현하였고, 저관성 계통에서 상정사고 발생시에 주파수 제어 기능을 구현함.
- 테스트 전력망 내 Grid-Forming 인버터 기반의 재생e 한계량 : 테스트 전력망 내, Grid-Forming 인버터로 연계된 재생e 모델이 투입되었을 때 전력망의 관성이 저하됨. 관성제어를 통하여 재생e 한계량을 향상시킴
- 탄소중립전력망 해석능력 확보 : 탄소중립전력망을 구성하기 위하여 Grid-Forming 인버터의 계통 제어 능력을 향상하여, 탄소중립전력망 해석 능력을 확보함. Grid-Forming 인버터의 계통 제어 능력을 검증하기 위하여 RMS 기반의 대규모 계통 데이터의 축약 능력을 확보함. 축약 계통을 EMTP 기반으로 계통 변환을 수행하였고, Grid-Forming 인버터의 계통 제어 능력을 구현함

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구는 Grid-Forming 인버터 제어 기술을 통하여 재생에너지의 전력망 통합을 개선하고, 탄소중립 전력망 구축을 목표로 하고 있다. 본 연구를 통한 기대성과로는 Grid-Forming 인버터 제어 정밀도의 향상, 인버터 기반의 재생에너지 한계량 증대, 그리고 탄소중립전력망 해석능력 확보가 있다. 활용 방안으로는 장기 전력계통의 송변전 설비계획 수립 및 탄소중립 전력망 구축 계획에 반영할 수 있다. 연구 개발을 통하여 재생에너지 보급 극대화, 에너지 자원 수입 비용 절감, 국제적 위상 재고, 그리고 사회적 측면에서 미세먼지 배출 억제 및 기후 변화 대응에 기여할 수 있을 것이다. 성과 관리를 위해 전문가 자문단을 구성하여, 장기적 실증 연구와 지속적인 기술 최적화를 할 계획이다. 이 연구는 탄소중립 전력계통 구축에 중요한 기여를 할것으로 예상된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 최종 목표 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 3) 연구 개발 내용 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 1차년도 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2) 2차년도 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 3) 3차년도 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 22