IEC-61400-21-1 기반 계통연계 시험평가기술도 선봬
국내 연구진이 세계 최대 규모의 풍력발전 시험장치와 평가기술을 선보였다. 풍력발전의 신뢰성을 담보할 수 있는 객관적 평가인증체계가 마련됨에 따라 국내 풍력발전 보급에 탄력이 더해질 전망이다.
한국에너지기술연구원(원장 김종남)은 전력시스템연구팀이 세계 최대 용량의 풍력발전기를 평가할 수 있는 12MVA급 저·고전압 보상기능 시험평가 장치와 국제 표준에 부합하는 IEC-61400-21-1(풍력발전기 특성 측정 국제표준) 기반 계통연계 시험평가 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.
전력계통에 연결된 풍력발전기는 전압이 순간적으로 낮아지거나 높아지면 가동이 중단되고 악화될 경우 전력수급 불균형으로 정전을 초래할 수 있다. 이 때문에 풍력발전기는 순간전압 상승·강하에 의한 계통 탈락을 방지하기 위해 이상 전압을 보상할 수 있는 저·고전압 보상기능을 보유해야 한다.
하지만 국내에서는 저·고전압 보상기능을 동시에 평가할 수 있는 현장평가용 시험장비를 보유하거나 시험평가를 수행할 수 있는 기관이 없었다. 기존 국내 보유 시험장비는 저전압 보상기능 시험만 가능한 5MVA급 장비다.
연구팀이 플라스포와 협업해 개발한 장비는 저·고전압 시험이 동시에 가능하며 용량도 세계 최대 용량인 12MVA로 향후 국내에 도입되는 모든 풍력발전기의 저·고전압 보상기능 시험이 가능하다. 이전 세계 최고 용량은 독일선급(DNV GL)이 보유하고 있는 10MVA 설비다.
시험장비는 단권변압기형태로 개발해 컨테이너 1대로 콤팩트하게 구성했으며, 반영구적으로도 사용이 가능해 기존 시험장비의 단점을 보완했다. 또 풍력발전기 성능시험 국제 표준인 IEC-61400-21-1을 따르는 전력품질 시험 및 계통연계 적합성 시험을 위해 KOLAS 공인시험기관 자격을 인정받아 국내 시험 결과가 국제적으로 통용될 수 있는 대외 기술 신뢰도를 확보했다.
개발 장비와 기술을 통해 올해부터 풍력발전기의 계통연계 적합성 시험을 국내에서도 진행할 수 있게 됨에 따라 국내 풍력발전기 회사들의 해외인증 및 형식시험 시 장기간 소요됐던 기간 단축과 풍력발전 기술 보호에 기여할 것으로 기대된다.
연구책임자인 김병기 박사는 “개발한 장비와 시험평가 기술로 대단위 풍력발전단지 건설에 필요한 대형 풍력발전기를 대상으로 시험을 진행할 계획”이라며 “올해 개발되는 8MW급과 개발예정인 10MW급 이상의 국산 풍력발전기는 물론 대규모 신재생에너지원에 대해서도 현장시험평가를 수행할 예정”이라고 말했다.
이번 연구는 2019년부터 3년간 산업통상자원부 산하 에너지기술평가원 에너지기술개발사업의 지원을 받아 진행됐다. 에너지연이 주관하고 플라스포, 한양대학교, 전기협회가 공동연구기관으로 참여했다. 전기협회는 국내 저·고전압 보상 기능에 대한 요구 사항을 국내 표준 등에 반영할 계획이다.
