배터리 에너지 저장장치의 1차 주파수 응답시 Ramp Rate 특성에 의한 과보상 활용전략

차세대 전력망인 마이크로 그리드란 일정 지역 안에서 분산전원, 신재생 에너지원 그리고 에너지 저장장치를 기반으로 소규모 전력망을 구축하고 외부의 대규모 전력계통에 연계되거나 독립적으로 운전할 수 있도록 하는 소규모 전력망이다. 그러나 신재생 에너지원의 불확실한 전력공급으로 전력망에서의 전력불균형이 일어나고 곧 그리드 내의 주파수가 변동하는 상황이 발생한다. 이를 개선하기 위해 1차주파수 응답으로 발전기의 조속기가 동작하여 발전량을 증감시킨다. 그러나 빈번한 조속기의 동작은 발전기에 부담을 주게 되고, 실제로 조속기의 빈번한 동작으로 인해 발전기가 고장이 나거나 고장 전에 차단하는 상황이 발생한다. 조속기의 빈번한 동작을 방지하기 위해서는 대용량의 배터리 에너지 저장장치 (BESS) 연계는 필수적이지만, 경제적인 관점에서 BESS의 대용량화는 불가능한 실정이다. 본 연구에서는 마이크로그리드에서의 발전기와 에너지 저장장치의 보다 원활한 연계를 위하여, 조속기의 Ramp rate 특성을 이해하고, 조속기와 에너지 저장장치의 협조 운영시에 벌어지는 주파수 과보상을 활용하는 전략을 제시한다. 기존의 조속기와 BESS의 협조 운영은 Ramp Rate의 Ramp Down 특성을 고려하지 않았지만, 본 연구에서 이를 고려하여 주파수 보상시 필연적으로 발생되는 과보상 구간을 BESS의 충전구간으로 적용시킨다. 또한, 공급전력이 과잉이 되는 상태에서는 조속기의 동작을 제한하고, 이로 인해 에너지 저장장치의 추가적 충전 싸이클이 추가된 알고리즘을 제시한다. 이로써 조속기의 동작은 감소되고 또한 에너지 저장장치의 유지력을 증진되었음을 확인하였다.