에너지 저장 장치(ESS)를 활용하여 전력망의 주파수와 전압을 안정시키는 원리를 설명해 주세요.

Question

재생 에너지는 전기를 원할 때 만들 수 없고 날씨에 따라 발전량이 널뛰는 치명적인 단점이 있습니다. 에너지 저장 장치(ESS)를 활용하여 전력망의 주파수와 전압을 안정시키는 원리를 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

태양광이나 풍력 같은 재생에너지는 날씨에 따라 출력이 급변하며, 기존 터빈 발전기처럼 물리적으로 회전하는 약점이 있습니다. 전력망은 공급과 수요가 일치해야 하는데, 이 균형이 깨지면 주파수와 전압이 흔들려 대형 정전으로 이어집니다.

에너지 저장 장치(ESS)는 배터리와 전력변환장치를 통해 밀리초 단위의 반응 속도로 유효전력과 무효전력을 정교하게 제어하여 전력망을 안정시키는 역할을 합니다.

전력망의 전압은 무효전력의 균형에 의해 결정됩니다. 무효전력은 실제로 일을 하지는 않지만, 전력망 내에서 전압을 유지하고 전기를 송전하기 위해 반드시 필요한 전력 요소입니다. ESS의 핵심 구성 요소인 전력변환장치는 직류 배터리 전력을 교류로 바꿀 때, 유효전력과 무효전력을 독립적으로 제어할 수 있습니다.

ESS는 알고리즘을 통해 가상 관성을 구현합니다. 주파수의 변화율을 감지하는 순간, 물리적 터빈이 회전 에너지를 뿜어내는 것과 화학적으로 동일한 전력을 밀리초 단위로 쏟아내어 전력망이 단번에 붕괴하는 것을 방지합니다.