V2G 시스템 24시간 시뮬레이션

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이 예제에서는 이벤트가 하루 종일을 기준으로 발생하는 경우에 마이크로그리드의 주파수를 조절하는 데 사용되는 V2G(Vehicle-to-Grid) 시스템을 보여줍니다. Specialized Power Systems의 페이저 모드를 통해 24시간 시나리오를 빠르게 시뮬레이션할 수 있습니다.

설명

마이크로그리드는 4개의 주요 부분으로 나뉩니다. 즉, 기저 전력 발전기 역할을 하는 디젤 발전기, 재생 에너지의 생산을 위해 풍력 발전소와 결합된 PV 발전소, 그리고 시스템의 마지막 부분(그리드의 부하)과 그 옆에 설치된 V2G 시스템입니다. 이 마이크로그리드의 규모는 전력 사용량이 적은 봄철이나 가을철 하루 동안의 약 1,000가구로 구성된 마을을 대표합니다. 이 기본 모델에는 100대의 전기차가 있으며, 따라서 자동차와 가구 수의 비는 1:10입니다. 이는 가까운 미래에 실현 가능한 시나리오입니다.

디젤 발전기

디젤 발전기는 소비되는 전력과 생산되는 전력의 균형을 유지합니다. 동기기의 회전자 속도를 살펴봄으로써 그리드의 주파수 편차를 확인할 수 있습니다.

재생 에너지

이 마이크로그리드에는 두 가지 재생 에너지원이 있습니다. 첫 번째로, PV 발전소는 3개 인자, 즉 PV 발전소의 면적 크기, 태양전지 패널의 효율, 일사량 데이터에 비례하는 에너지를 생산합니다. 두 번째로, 풍력 발전소의 단순 모델은 바람과의 선형적 관계에 따라 전력을 생산합니다. 바람이 공칭 값에 도달하면 풍력 발전소는 공칭 전력을 생산합니다. 풍력 발전소는 풍속이 최대 풍속 값을 초과하면 풍속이 공칭 값으로 돌아갈 때까지 그리드에서 트립(trip)됩니다.

V2G

V2G(Vehicle-to-Grid)에는 두 가지 기능이 있습니다. 즉, V2G에 연결된 배터리의 충전을 제어하고 낮 동안에 이벤트가 발생하면 가용 전력을 사용하여 그리드를 조절합니다. 이 블록은 다음과 같이 다섯 가지 서로 다른 자동차 이용자 프로파일을 구현합니다.

프로파일 #1: 직장에서 자동차를 충전할 가능성이 있는 출근자
프로파일 #2: 직장에서 자동차를 충전할 가능성이 있고 더 먼 거리를 주행하는 출근자
프로파일 #3: 직장에서 자동차를 충전할 가능성이 없는 출근자
프로파일 #4: 집에 있는 사람
프로파일 #5: 야간 교대 근무자

불러오기

부하는 주거용 부하와 마이크로그리드에 미치는 산업용 유도성 부하의 영향을 표현하기 위해 사용된 비동기기(환기 시스템과 유사)로 구성됩니다. 주거용 부하는 주어진 역률을 갖는 소비 프로파일을 따릅니다. 비동기기는 회전자 속도와 기계 토크 간의 제곱 관계에 의해 제어됩니다.

시나리오

시뮬레이션은 24시간 동안 지속됩니다. 태양 강도는 정규분포를 따르며, 정오에 강도가 가장 높습니다. 바람은 낮 동안 크게 변하며 다수의 피크점과 저점을 가집니다. 주거용 부하는 일반적인 가정의 소비 패턴과 유사한 전형적인 패턴을 따릅니다. 전력 소비는 낮에는 낮고 저녁에는 피크까지 증가하며 밤에는 서서히 감소합니다. 다음과 같은 세 가지 이벤트는 낮 동안 그리드 주파수에 영향을 미칩니다.

비동기기가 오전 9시에 일찍 기동
정오에 생기는 부분적인 그늘이 태양광 발전 생산에 영향을 미침
바람이 허용된 최대 풍력을 초과할 경우 22h에 풍력 발전소가 트립됨

시뮬레이션

예제 모델을 실행하여 하루 종일의 전력 프로파일(발전과 소비)을 관측합니다. 각 발전 시스템의 기여도와 V2G 시스템이 피크 조절에 미치는 영향을 확인할 수 있습니다.