스마트그리드시스템에서 분산전원 연계시 문제점 해결방안

소개글

스마트그리드시스템에서 분산전원 연계시 문제점 해결방안에 대한 보고서 자료입니다.

목차

요약 ⅳ

제 1 장 서 론 1

제 2 장 분산전원의 종류 및 특성 3
2.1 풍력 발전 3
2.2 태양광 발전 7
2.3 연료전지 14
2.4 전기에너지저장 시스템의 기술개요 및 특성 15

제 3 장 분산전원의 운영 20
3.1 분산전원이 가지는 문제점 20
3.2 분산전원의 해결 대책 26

제 4 장 결 론 33

參考文獻 34

본문내용

해야하는데 수소를 여러 가지 연료로 추출하는 것을 개질이라 하며 연료전지에 사용되는 산소는 공기 중에 있는 것을 이용하고 수소는 천연가스 등에서 추출하여 사용한다.
수소와 산소가 가지고 있는 화학 에너지를 전기화학반응에 의하여 직접 전기 에너지로 변환시키는 고효율의 무공해 발전장치로서 공기극(cathode)에는 산소가, 연료극(anode)에는 수소가 공급되어 물의 전기분해 역반응으로 전기화학반응이 진행되어 전기, 열, 물이 발생한다. 즉, 연료전지는 수소와 산소를 연료로 사용한다. 이 둘은 무한히 많은 양의 자원으로 지구에 저장되어 있고, 또 그 결과인 물은 환경에 무해한 물질이다. 이것이 고유가와 환경문제로 대체에너지에 대한 관심이 높아지는 요즘, 연료전지가 주목 받는 이유이다.
2.4 전기에너지저장 시스템의 기술개요 및 특성
2.4.1 전기 화학 저장 에너지
여러 가지 전기에너지 저장 시스템 중에서 양수발전소를 제외하고 가장 실용화 단계에 도달해 있는 시스템이다. 이차전지의 종류로서는 기존의 납축전지를 전기에너지저장용으로서 개량한 형태와 새로 개발하고 있는 신형전지로서 리튬이차전지, Reddos flow전기, NaS전지 등이 있으며 초고용량 커패시터(supercapacitor)도 전기화학 에너지 저장에 속한다.
납축전지는 타 전지에 비해 상당히 안정된 기술로써 산업용으로는 보편적으로 사용되고 있으나 낮은 효율 및 무게 부피가 큰 단점이 있다. 니카드전지는 카드뮴의 독성으로 인하여 소형은 사용이 규제되고 있으며 산업용만이 사용되고 있다. 니켈수소전지는 출력 특성이 뛰어나 고출력용으로 사용되고 있으나 최근 들어 소형을 중심으로 리튬 이차전지에게 그 자리를 내어주고 있다. 리튬이차전지는 에너지 밀도 특성이 우수하여 각종 모바일 전자제품에 채택되고 있으며 출력 특성을 향상시킨 제품의 등장으로 중·대형제품에도 적용 될 전망이다. 초고용량 커패시터는 뛰어난 출력 특성과 효율 및 반영구적인 수명으로 단시간 고출력용으로 각광을 받고 있으며 장시간용으로 사용하기 위해서는 에너지 밀도를 향상시키는 기술개발이 필요하다. 대용량 에너지저장 기술로써는 redox flow전지와 NaS전지가 유력시되어 선진 각국에서 개발하여 설치 운용 중에 있다. Redox flow전지는 용량과 출력을 각기 독립적으로 설계할 수 있는 장점이 있다. NaS 전지의 경우 에너지 효율이 높은 것이 장점이나 300℃ 이상의 고온에서 작동하는 단점이 있다.
전기화학 에너지 저장 장치의 효율은 65~98%정도이며 규모로서는 수~수십[MWh]의 용량이다. 또한 소음이나 진동, 배출물이 적은 등 환경보전성이 우수하고 입지상의 제약도 적기 때문에 도시부의 배전용변전소 등의 부하중심부에 배치되는 분산전원에 적합하다. 적절한 분산배치에 의해 송배전설비의 감소와 억제하고 송전손실의 경감, 공급 신뢰도의 향상 및 수용가 근처 설치로 급격한 부하변동에 대응이 용이하다. 또한, 설치/운용 경제성 확보, 전력품질 향상 등의 효과도 기대되고 있다.
이차전지에 의한 전기에너지저장 시스템의 특징은 다음과 같다.
① 소규모 시스템으로도 효율이 비교적 높고 수요지에 인접해서 설치가 용이하도록 특별한 입지적 제약도 없어 부하율 개선과 송전설비의 절약이 기대된다,
② 부하변동 등에 대응하는 시스템의 운전특성이 우수하고 전력계통 적용시 부하평준화 이외의 주파수 추종, 무효전력보상, 상불평형 보상, 고조파 보상 등의 복합기능도 수행이 가능하다.
③ 운전시 소음 및 진동이 적고 환경보전 측면에서도 유리하여 대도시 근처에 분산배치가 가능하다.
④ 에너지저장 효율은 다른 저장기술에 비해 비교적 우수한 특성을 갖고 있다.
⑤ 전극 및 전해질의 열화에 의한 내구 년수는 짧지만 최근 들어 15년 이상의 수명을 가지는 이차전지가 개발되고 있다.
⑥ 일반적으로 시스템 뱅크에는 다수의 전지 및 모듈이 직병렬 연결로 구성되지만 타 저장 시스템보다는 보수·유지관리가 비교적 용이하다. 초고용량 커패시터의 경우 수명이 반영구적이므로 유지보수 비용이 거의 필요치 않는 시스템도 가능하다.
2.4.2 양수발전
양수발전(Pumping-up Power Generation)은 현재 실용화되어 적용되고 있는 전기에너지 저장 시스템이며 전체의 전력계통 중에서도 중요한 역할을 차지하고 있다. 발전소의 상부와 하부에 저수지를 갖고 있어 물을 상부 저수지로 이동시키는 펌프와 발전할 때의 수차펌프를 구동하는 전동기와 발전기는 각각 동일한 기기를 공유하는 것이 보통이다.
양수발전소에는 상부저수지에 하천의 자연유입이 있고 발전에 사용하는 물을 하부 저수지로부터 양수의 저수지로 하천의 자연유입도 이용하는 혼합양수발전소와 발전에 사용하는 물을 전부 양수에 의해서 얻는 순 양수 발전소가 있다. 양수발전은 그 자체만으로는 발전하기가 어렵고 다른 전원으로부터 전력으로 물을 상부 저수지로 이동시켜 전력 에너지를 위치에너지로서 저장해 놓고 필요할 때에 발전하는 전기에너지저장 기술이다. 야간과 휴일 등의 저부하시에 잉여전력을 이용해서 물을 하부저수지로부터 상부저수지로 이동시키고 필요시에 이 물을 사용해서 발전하는 방식이다.
에너지 저장 효율은 60~70% 정도이고 수[GW]급의 대용량으로 집중배치형의 전원으로서 중요하지만 급격한 부하 변동에 대처하는 능력은 크지 않아 소규모의 신재생에너지 저장에는 적합하지 않는 시스템이다.
2.4.3 초전도 에너지 저장
초전도 에너지저장 시스템(SMES)은 전기저항 0의 초전도 코일에 전류를 통하면 자기에너지 형태로 축적되는 성질을 이용한 에너지 저장 방식으로, 전력변환기 및 저장부의 손실이 극히 적은 것이 특징이다. 에너지 저장 효율은 다른 전기에너지 저장 시스템에 비해서 훨씬 높은 95% 이상이 예상되며, 용량은 수 [MW]의 소용량으로부터 수십 [GW]의 대용량까지 임의의 용량 선택이 가능하므로 규모의 선택이 자유로우나 실제로는 중·대규모가 더욱 더 효율적이다. SMES는 입·출력 응답성은 극히 높아 수~수십 ms의 명령에서 입·출력 반전이 가능하여 전력의 출력 특성 측면에서 높은 성능을 발휘할 수 있다. 그러나 극저온 냉각을 위한 냉동액화기 필요, 초전도 상태가 파괴되는

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