대형 풍력발전 이곳 거쳐야 안전합니다
에너지연 제주글로벌연구센터 모의 풍력발전 사전검증 시스템 최적 성능·전력계통 유지 도움 신뢰성 향상·부품 국산화 기여 김대진 오른쪽 선임연구원이 대용량 풍력발전기용 사전검증시스템을 활용해 모의 실험을 하고 있다. 대형 풍력발전기를 짓기 전에 이 곳에서 다양한 외부환경 조건에 따라 관련 장치를 사전 검증할 수 있습니다. 지난달 30일 제주 구좌읍에 위치한 한국에너지기술연구원 제주글로벌연구센터. 김대진 에너지연 전력시스템연구팀 선임연구원이 30㎾급 모의 풍력발전 사전검증 시스템 에 대해 이같이 소개했다. 센터에는 사무용 캐비닛 크기보다 다소 작은 AC 교류 ·DC 직류 전력변환장치 DC 전력변환장치를 비롯해 그리드 시뮬레이터 풍력발전기를 네트워크로 연결한 통신 인터페이스 등 다양한 장비들이 갖춰져 있었다. 이 선임연구원이 배전반처럼 생긴 통신 인터페이스에서 블레이드 1 버튼을 작동시키자 분산전원 시뮬레이터가 이를 인식해 연구실 천장에 달려 있는 화면에 블레이드 풍향과 풍속 등이 수시로 변하면서 풍력발전기의 발전량과 발전기 주요 구성품의 작동 상태가 숫자로 표시됐다. 에너지연이 개발한 풍력발전기 사전검증 시스템을 이용하면 30㎾급부터 최대 5㎿급까지 대용량 풍력발전기의 신뢰성을 다양한 조건에서 사전 모의실험을 통해 검증할 수 있다. 특히 특정 조건과 시험 항목 등에 대한 반복 테스트와 풍속 풍향 등 외부 환경 조건과 다양한 시나리오를 적용해 실제 풍력발전기와 동일한 전기적 출력을 발생시켜 최적화된 성능과 함께 안정적인 전력계통 유지에 도움을 얻을 수 있다. 김 선임연구원은 풍력발전기는 최근 들어 대형화 추세에 맞물려 설치 지역도 육상에서 해상으로 옮겨가고 있어 사전에 운용 신뢰성과 안정성을 확인하는 게 매우 중요하다 며 사전검증시스템을 이용하면 이런 문제를 다양한 외부 환경 조건에 따라 최적화된 성능을 발휘할 수 있도록 제어할 수 있다 고 설명했다. 풍력발전과 같은 재생에너지 특성상 출력 변동성으로 안정적인 전력계통 유지가 쉽지 않은데 이 시스템은 제어 알고리즘과 합성관성 제어 기술 계통 지원 기능 등을 적용해 변동성 제어를 통해 전력계통에 안정을 부여할 수도 있다. 가령 바람이 세게 불다가 갑자기 줄어들 경우 순간 전력이 급격히 낮아지지 않게 출력을 조절해 외부 환경에 따라 전력계통의 유연성 확보도 가능하다. 사전검증 시스템은 개방형 플랫폼 형태로 개발돼 다양한 풍력발전기 종류와 주요 부품에 대한 시험 평가뿐 아니라 여러 개의 풍력발전기로 구성된 대단위 풍력발전단지에 대한 제어와 다중화 통신시스템의 신뢰성 검증도 수행할 수 있다. 에너지연은 이 시스템에 대해 2개 기업에 기술이전을 마쳤으며 하반기에 2개 기업에 추가로 기술이전을 진행하는 등 대규모 풍력발전 플랜트에 적용하기 위한 고도화 연구를 추진할 계획이다. 유경상 에너지연 전력시스템연구팀장은 풍력발전기 사전검증 시스템은 국내 풍력발전기 제조사의 제품 국산화와 신뢰성 확보를 통해 제품 경쟁력 강화에 기여할 것 이라며 앞으로 서남해지역의 대규모 풍력발전단지의 안정적 운영을 위한 유지보수 전문인력을 양성하는 데도 큰 역할을 할 것으로 기대한다 고 말했다.
에너지연이 개발한 30kW급 모의 풍력발전 사전검증 시스템은 특정 조건과 시험 항목 등에 대한 반복 테스트와 풍속 풍향 등 외부 환경 조건과 다양한 시나리오를 적용해 실제 풍력발전기와 동일한 전기적 출력을 발생시켜 최적화된 성능과 함께 안정적인 전력계통 유지에 도움을 얻을 수 있으며 다양한 외부 환경 조건에 따라 최적화된 성능을 발휘할 수 있도록 제어할 수 있다고 설명했다.