4교시 2번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분
태양광, 풍력 등의 인버터 기반 재생에너지가 확대되면서 전력망의 관성은 점차 감소하고 있다. 전력망 관성을 중심으로 다음을 설명하시오.
- 관성의 개념 및 역할
- 인버터 기반 재생에너지의 문제점
- 관성 감소에 따른 영향
- 전력망 보강 방안 (발전, 송전, 배전 단계로 구분 기술)
답안 개요 보기
답안 구조
- 개요
- 전력망 관성의 개념 및 역할
- 인버터 기반 재생에너지의 문제점
- 관성 감소에 따른 전력망 영향
- 관성 감소 전력망 보강 방안
- 결론
용어 정의
- 관성
- 전력계통 내 동기 발전기 등 회전기기의 운동에너지 저장 능력으로, 주파수 변화 발생 시 변화율을 억제하여 주파수 안정화에 기여하는 특성.
- 인버터 기반 재생에너지 (IBRs)
- 태양광, 풍력 발전과 같이 전력 변환 장치(인버터)를 통해 계통에 연계되는 발전원으로, 회전 질량이 없어 자체적인 관성 제공이 어려운 특징.
- 주파수 변화율 (RoCoF)
- 전력 계통 내 발전과 부하 불균형으로 인해 발생하는 주파수의 초당 변화율을 의미하며, 관성 감소 시 증가하는 경향.
- 가상 관성 제어
- 인버터 기반 자원에 관성 특성을 모의하여 주파수 변화에 대응하도록 제어하는 기술로, 계통 관성을 보충하는 역할.
핵심 내용
1)
- 전력계통 관성의 정의
- 회전 질량 및 운동 에너지 저장
- 주파수 변화율(RoCoF) 억제 기능
- 동기 발전기의 관성 기여
- 주파수 안정화 핵심 역할
2)
- 회전 질량 부재에 따른 관성 미제공
- 인버터 기반 발전원의 계통 연계 특성
- 주파수 안정성 유지 난이도 증가
- 순간적인 주파수 변동에 취약
- 전력계통 약화 요인 작용
3)
- 주파수 변화율(RoCoF) 급증
- 주파수 최저점(Frequency Nadir) 하락 심화
- 전력계통 안정도 저하 및 불안정 증대
- 계통 보호 계전기 오동작 가능성 증가
- 광역 정전 발생 위험 증대
4)
- 발전 부문: 동기 조상기 도입 및 확충
- 발전 부문: 가상 관성 제어(Virtual Inertia) 기술 적용
- 발전 부문: 에너지 저장 장치(ESS) 연계 확대
- 송전 부문: 고장전류 제한 장치 설치
- 송전 부문: FACTS 설비 활용 및 계통 강도 보강
- 배전 부문: 마이크로그리드 구축 및 수요 반응(DR) 활용
AI 작성 답안 개요 · 검수 전 · 채점기준과 기준답안은 공개되지 않습니다. 참고용 개요입니다.
출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)