태양광 발전소의 그리드포밍(계통 형성) 배터리 에너지 저장 시스템의 성능 평가하기

R2023b 이후
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이 예제에서는 태양광 발전(PV) 비중이 높은 전력 시스템의 안정성을 유지하는 데 있어 그리드포밍(GFM: grid-forming) 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)의 성능을 평가하는 방법을 보여줍니다. 정상 작동 시 또는 비상 상황 시(예: PV 전력의 급감, 상당한 부하 변화, 그리드 정전, 고장 등)의 두 경우 모두에서 전력 시스템을 평가할 수 있습니다. 이 모델은 MATLAB®에서 다운로드하거나 MATLAB Central File Exchange와 GitHub®에서 액세스할 수 있습니다.

예제 개요

이 예제에서는 다음을 수행하는 방법을 배웁니다.

  • 태양광 발전소와 BESS 유닛을 일반 전원을 사용하는 송전 시스템에 통합하기.

  • 태양광 전력 변동, 큰 부하 변화, 그리드 정전, 일시적 고장, 영구적 고장을 포함한 다양한 작동 시나리오 시뮬레이션하기.

  • 설계된 태양광 발전소, BESS 유닛 및 제어기가 IEEE 2800 표준의 성능 요구 사항을 준수하는지 확인하기.

  • 연계점(POI: point of interconnection)에서의 그리드 강도 변화에 따라, GFM 제어기와 그리드팔로잉(GFL: grid-following) 제어기를 사용하는 BESS의 응답 평가하기.

자세한 내용은 다음 단계를 따라 웹 브라우저에서 열리는 개요를 살펴보거나 Renewable Energy Integration Design with Simscape(MATLAB Central File Exchange) 항목을 참조하십시오.

파일 다운로드하기

gitclone 함수를 사용하여 현재 폴더의 최신 리포지토리를 복제합니다.

gitclone("https://github.com/simscape/Renewable-Energy-Integration-Simscape");

또는 다음 옵션을 사용하여 최신 파일을 다운로드할 수 있습니다.

프로젝트 열기

gitclone 함수를 사용한 후에는 MATLAB이 현재 폴더에 새 폴더를 만듭니다. 이 예제에서는 프로젝트를 사용하여 지원 파일을 관리합니다. RenewableEnergyIntegrationSimscape 프로젝트 파일을 엽니다. 열려 있는 프로젝트가 있는 경우 MATLAB은 이 프로젝트를 불러오기 전에 열린 프로젝트를 닫습니다. 모델에는 수백 개의 지원 파일이 있으므로 프로젝트 환경을 구성하는 데는 몇 분 정도 걸립니다. 최상위 모델 캔버스에서 자세히 알아보기 하이퍼링크를 클릭하면 서브시스템과 모델 구성을 탐색하는 데 도움이 되는 개요가 열립니다. 개요는 주요 시뮬레이션 결과도 보여줍니다.

openProject("Renewable-Energy-Integration-Simscape");

프로젝트 탐색하기

배전 및 송전 시스템

최상위 모델은 4.16kV/24.9kV 변압기를 통해 중전압(MV) 네트워크에 연결되어 있는 태양광 발전소 및 BESS 유닛을 포함하고 있습니다. 태양광 발전소 인버터는 GFL 제어기를 사용하여 최대 전력점(MPP)에서 작동합니다. BESS 인버터는 가상 동기기 기반 GFM 제어기를 사용하여 GFM 유닛으로 작동합니다.

3상 부하는 4.16kV에서 MV 피더에 연결됩니다. 24.9kV/230kV 변압기는 고전압(HV) 송전선로를 통해 MV 네트워크를 일반 발전 설비에 연결합니다.

태양광 발전 단지 시스템

BESS & PV PARK 서브시스템 내에서, 50MWp PV Park 서브시스템의 마스크 내부를 탐색합니다. 이 서브시스템은 태양광 발전소를 모델링합니다. 태양광 발전소는 두 개의 3상 센트럴 인버터로 구성됩니다. 각 PV 인버터는 25°C의 온도, 1000Watt/m2의 일사량에서 최대 50MW의 전력을 공급할 수 있습니다. 4.16/24.9kV 배전 변압기가 PV 인버터를 중전압 전력 네트워크에 연결합니다. PV 인버터는 최대 전력점(MPP)에서 작동합니다.

BESS 시스템

BESS는 저장 용량이 60MWhr이고 최대 전력이 35MW인 그리드 규모 배터리 유닛으로 구성됩니다. BESS 시스템은 2단계 전력 변환 프로세스를 통해 네트워크에 통합됩니다. 전력 변환 프로세스의 첫 번째 단계는 배터리 DC 링크 전압을 유지하는 양방향 DC-DC 컨버터입니다. 두 번째 단계는 BESS와 그리드 간의 전력 흐름을 제어하는 그리드 측 인버터입니다.

PV 전력의 급격한 변화 후 BESS의 성능

다음 그림은 1.5초에서 PV 전력 출력이 갑작스럽게 50% 감소한 후 BESS 유닛의 성능을 보여줍니다. GFM 제어를 갖춘 BESS는 이러한 외란에 효과적으로 대응합니다. BESS는 필요한 무효 전력과 함께 관성 전력과 1차 응답을 제공하여 안정적인 시스템 운전을 유지합니다.

MathWorks Simscape 팀이 제공하는 최신 예제를 확인하려면 MATLAB Central에서 MathWorks Simscape Team을 참조하십시오.

참고 항목

도움말 항목