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PV-디젤 독립전력시스템의 새로운 제어방법

전문가 제언: ○ 기존 발전소는 대부분 화석연료를 이용하여 발전하고 있고 이로 인한 온실가스의 증가는 지구온난화의 주범이 되고 있다. 또한 선진국을 중심으로 한 각국은 교토의정서에 따라 온실가스를 감축해야 한다. 우리나라도 2012년부터는 실행이 예상되어 온실가스 감축에 대한 대책이 절실한 실정이다. 따라서 각국은 국가안보 차원에서 에너지 정책을 수립하여 화석연료에 대체할 에너지원을 개발하는 데 주력하고 있다.

○ 이러한 대체에너지에는 원자력과 같은 대규모의 에너지원도 고려되지만 도서나 산간벽지와 같은 고립지 또는 원격지에 대한 전력 공급은 기존 발전에 의한 송전에는 많은 비용이 들기 때문에 연료가 소모되지 않는 재생에너지 즉, 태양광발전이나 풍력발전 등이 고려되고 있다.

○ 태양광발전의 경우 일조량만 충분하면 독립발전원으로서 사용이 가능하기 때문에 발전 단가를 낮추기 위해 태양전지의 효율을 높이기 위한 연구가 선진국을 중심으로 활발한 실정이다. 그러나 태양광발전의 경우 일조량의 변화 및 밤에는 발전을 못하는 단점 때문에 백업시스템으로 기존 디젤발전기와 통합한 하이브리드 발전시스템이 많이 사용되고 있다. 또한 양질의 전력 공급을 위해서는 일정한 전압과 주파수로 부하에 전력을 공급하기 위한 제어시스템이 요구된다.

○ 이러한 태양광/디젤발전의 하이브리드 발전시스템은 PVA(Photovoltaic Array)에서 최대전력을 추출하여 발전효율을 높이고, 변동이 심한 PV 전압을 안정화하고, 부하에 공급되는 전압을 일정하게 유지하기 위해 DDG(Diesel Driven Generator)의 속도(주파수)를 일정으로 유지해야 한다. 일반적으로 기존 시스템에서는 DDG의 속도는 AVR(Automatic Voltage Regulator)로 제어하여 정전압을 유지하지만 이로 인한 계자전류에 의한 전력 손실로 효율이 떨어진다.

○ 이 글에서 기술한 하이브리드 시스템의 제어방법은 기존의 AVR 대신 전압조정을 VSI(Voltage Source Inverter)로 제어하고 DDG의 속도제어는 FLC(Fuzzy Logic Controller)로 수행하여 전체 계통의 동적 특성을 높이고 효율을 향상시키고 있다.

저자: Mohamed Rashed, A. Elmitwally, Sahar Kaddah
자료유형: 학술정보