마이크로그리드제어란?

마이크로그리드는 국소적인 영역에 포함되어 주요 유틸리티 그리드로부터 독립되거나 연계된 상태로 운용하는 발전 시스템입니다. 마이크로그리드에는 재생 에너지 발전원과 기존의 발전원이 모두 포함될 수 있으며, 재생 에너지 발전원의 변동성을 상쇄할 에너지 저장소가 포함될 수도 있습니다.

마이크로그리드의 전력 안정성은 회전관성 부족과 인버터 기반 자원에 대한 의존성 때문에 부하 변화에 더욱 취약합니다. 또한 분산 발전에 양방향 전력 흐름이 더해지면 마이크로그리드에서 운용의 복잡성을 가중시킵니다.

마이크로그리드는 유틸리티 그리드에 연계된 경우든(전력망 연계형 모드) 그로부터 독립된 경우든(독립형 또는 독립 운전 모드) 운용할 수 있습니다. 독립 운전 모드에서는 마이크로그리드 발전 장치로부터만 계통 부하가 공급됩니다. 이 모드에서 마이크로그리드 제어는 계통 형성 제어를 사용하여 발전 장치의 전압과 주파수를 조절합니다. 전력망 연계형 모드에서는 유틸리티 그리드가 마이크로그리드의 전압과 주파수를 명령하고 마이크로그리드 제어는 계통 추종 제어를 사용하여 발전 장치의 유효 및 무효 전력을 조절합니다.

마이크로그리드 제어에는 안정되고 안전한 운용을 보장하기 위한 여러 모드가 포함됩니다.

1. 계통 동기화: 이 마이크로그리드 제어 방식에서는 마이크로그리드 전압의 크기, 주파수, 상이 유틸리티 전압에 일치된 후에 연계됩니다. 전압이 특정 허용오차 내에서 일치하지 않으면 연계 시 큰 과도가 발생하여 불안정성을 초래하고 위험한 운용과 장비 손상으로 이어질 수 있습니다.
2. 계통 형성: 이 마이크로그리드 제어 방식에서는 특정 발전 장치가 AC 시스템에서는 전압 및 주파수 제어를 받고 DC 시스템에서는 전압 제어를 받습니다. 독립 운전 마이크로그리드는 계통 형성 제어가 없으면 안전하고 안정된 방식으로 운용할 수 없습니다.
3. 계통 추종: 이 마이크로그리드 제어 방식에서는 특정 발전 장치가 AC 시스템에서는 유효 및 무효 전력 제어를 받고 DC 시스템에서는 전력 제어를 받습니다. 계통 추종 장치는 전압 및 주파수 제어에 직접 기여하기보다는 단자의 전압 및 주파수 조건을 “추종”합니다.
4. 출력제한: 이 마이크로그리드 제어 방식에서는 발전 및/또는 부하 전력이 축소됩니다. 발전/부하를 제한하는 주된 이유는 예정에 없던 이벤트가 발생하거나 운전 조건이 계통에 스트레스를 줄 때 안전과 안정성을 유지하기 위해서입니다.

마이크로그리드 제어 모드는 에너지원 모델링, 전력 컨버터, 제어 알고리즘, 전력 보상, 계통 연계, 배터리 관리 시스템, 부하 예측을 포함하여 MATLAB^®, Simulink^® 및 Simscape Electrical™로 설계하고 시뮬레이션할 수 있습니다.

MATLAB 및 Simulink를 사용한 마이크로그리드 제어 설계

MATLAB 및 Simulink를 사용하여 마이크로그리드 제어 시스템을 설계, 분석 및 시뮬레이션할 수 있습니다. 다양한 함수, 알고리즘, 앱의 라이브러리를 사용하여 다음과 같은 작업을 수행할 수 있습니다.

• 기존 발전 설비, 재생 에너지, 에너지 저장소 등의 에너지원으로 마이크로그리드 제어 네트워크 설계
• 인버터 기반 자원 모델링
• 마이크로그리드 제어 알고리즘 및 에너지 관리 시스템 개발
• 유틸리티 그리드와의 상호운용성 평가
• 운전 불확실성의 감소를 위해 부하 분석 및 예측
• 초기 단계 타당성 평가부터 가동 중인 운용에 이르기까지 당면한 공학 문제에 맞게 모델 충실도 수준 맞춤
• 임베디드 타겟, 실시간 시스템, 클라우드 플랫폼에 마이크로그리드 제어 알고리즘 및 모델 구현

MATLAB 및 Simulink로 마이크로그리드 제어 시스템을 설계하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 Simscape Electrical, Control System Toolbox™, 및 Optimization Toolbox™를 참조하십시오.