한국에너지기술연구원 연구팀이 대용량 풍력발전기의 신뢰성 확보를 위한 사전검증시스템(P-HILS)을 개발하고 풍력발전기의 제어알고리즘 검증체계를 구축했다.
이번 개발로 특정 조건과 시험항목에 대한 사전 반복테스트로 제어알고리즘의 최적화가 가능해져 풍력발전기의 신뢰성 증대와 국산화 및 원가절감이 기대되고 있다.
연구팀이 개발한 P-HILS는 풍속, 풍향 등의 외부 환경조건과 다양한 시나리오에 따른 실제 풍력발전기와 동일한 전기적 출력을 발생시킬 수 있도록 특성 값에 기반한 풍력발전기 시뮬레이션 모델이다.
풍력 등 재생에너지는 출력변동성 때문에 전력계통의 강건성과 복원력을 악화시키는 문제가 발생한다,
당연히 대용량 풍력발전기에는 제어알고리즘의 개발과 고도화를 통한 합성 관성 제어기술과 계통지원기능이 필요하다.
재생에너지의 변동성을 제어해 전력계통에 안정을 취하도록 하는 기술이기 때문이다.
연구팀이 국내 대학 및 민간기업 등과 함께 개발한 사전검증시스템은 풍력발전기 내부의 각종 특성 값과 풍속과 풍향 등 외부환경 조건에서 풍력발전기의 전기적인 출력을 통해 제어알고리즘을 평가할 수 있다.
실시간 기반의 고속연산을 통해 현재 보편적으로 사용하고 있는 10ms(0.01초) 제어주기의 풍력발전기 제어알고리즘의 평가가 가능하다.
합성관성 및 계통지원기능의 다양한 조건에서 검증이 가능해 계통의 유연성을 확보하고 재생에너지 비중 증대에 따른 전력계통의 관성 저하문제에도 대처할 수 있다.
여기에 개방형 플랫폼 형태로 개발돼 주요 구성품의 탈부착이 용이해 다양한 풍력발전기 종류와 내부 부품을 시험할 수 있다.
복수의 풍력발전기로 구성된 풍력발전단지의 제어 및 다중화 통신시스템에 대한 신뢰성 검증도 가능하다.
이번 성과는 반복시험을 통해 제어알고리즘 최적화 및 신뢰성 높은 운전으로 원가절감은 물론 운영비용 감소, 전문인력 양성, 풍력발전기 주요 부품의 국산화를 촉진할 것으로 기대되고 있다.
현재 2개 업체로 기술이전이 완료됐으며 조만간 2개 업체로 추가 기술이전이 예정돼 있어 산업계에 큰 도움이 될 것으로 보인다.
연구팀은 이번 개발을 통해 국내 풍력발전기 제조사의 신뢰성 확보와 제품의 경쟁력 강화에 큰 도움이 될 것으로 전망하고 있다.
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