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수력발전소의 모델 및 제어

전문가 제언: ○ 제어계통의 설계자가 제어변수의 시간응답을 파악할 수 있으면 시방서의 요구조건을 충족시키는 설계를 할 수 있다. 시스템 모델은 대상이 되는 시스템의 동적 거동을 모사하는 미분방정식을 유도하고, 이 미분방정식의 해를 시간 및 공간적인 경계조건에 따라 구하기 위한 것이며 제어계통의 최적설계에 필수적이다.

○ 제어계통의 설계에서 항공기, 자동차, 로켓, 미사일, 정밀화학공업, 정밀기계공업 등과 같이 자동화가 필수적인 분야에서는 인공지능을 활용한 연구들이 많이 수행되어 이미 실용화 단계에 이르고 있지만, 거대장치 산업인 수력발전 분야에서는 아직까지 연구단계에 머무르고 있다.

○ 수력발전소의 대부분은 수압-기계식 또는 PID 제어기가 부착된 조속기를 사용하여 정격출력 부근에서 가장 효과적인 제어가 가능하도록 하고 있으나, 수력발전은 그 특성상 전력수요가 갑자기 증가할 때의 부하변동에 빠르게 대처할 수 있는 능력이 필요하다. 현재에도 그러한 능력은 갖추고 있으나 비용 효과적인 개선은 필요하다.

○ 우리나라의 경우 대규모 수력발전소의 개발은 이미 한계에 도달해 있고 설비용량 3,000kW 이하의 소수력발전을 건설하여 전력망에 공급하는 방안을 강구하고 있다. 우리나라는 농촌에도 이미 전기를 충분히 공급하고 있으므로 전력망에 연결되지 않는 설비용량 250kW 이하의 마이크로 수력발전에 대한 수요는 많지 않을 것으로 판단된다.

○ 그러나 인도나 중국과 같이 국토가 넓지만 외딴 마을이 많은 나라, 네팔과 같이 사회기반시설이 취약한 곳에서는 전력망에 연결되지 않는 독립형의 마이크로 수력발전에 대한 수요가 많을 것으로 판단되므로 이들 국가에서 관련 사업을 개발하기 위해서는 보다 비용 효과적인 제어계통의 개발이 필요하다고 사료된다.

저자: Kishor, N.; Saini, R. P.; Singh, S.P.
자료유형: 학술정보