에기硏, ESS와 신재생 융합 통해 계통안정 확보 및 에너지자립률 향상
[이투뉴스] 국내 연구진이 에너지저장장치(ESS)와 신재생에너지를 충전시스템에 결합한 하이브리드형 분산전원 전기차충전시스템을 개발했다.
한국에너지기술연구원(원장 김종남) 전력시스템연구팀은 전기차의 친환경성을 더하고 에너지자립과 안정적인 전력공급을 유지할 수 있는 ‘분산전원-ESS 융합형 전기차 충전시스템 운영기술’을 개발했다고 8일 밝혔다.
기존 전기차 충전기와 신재생에너지가 결합된 충전시스템은 충전부하 및 발전량 등 전력데이터의 모니터링과 시간에 따라 ESS 충전과 방전을 수행하는 구조다. 하지만 부하 및 발전량에 따른 전압의 불안정성을 대한 능동적인 대응이 어렵고, 전기차 충전부하가 더해질 경우 전력계통 증설을 통해 용량 확보가 필요하다.
에너지기술연구원은 ESS와 신재생에너지를 충전시스템에 결합한 ‘하이브리드형 분산전원 전기차 충전시스템’을 개발해 화석연료에 의한 전기자동차의 충전전력을 신재생에너지로 충당시켰다. 또 전력계통 안정성을 확보하고 부담을 최소화 할 수 있는 운영기술을 개발, 에너지자립률도 높였다.
연구팀은 수학적 모델을 기반으로 한 모델예측제어를 개발 및 적용했다. 불규칙한 전기차 이용과 신재생에너지의 발전에도 배전계통 허용기준인 정격전압의 ±6% 이내로 안정적인 전압을 유지토록 했다.
더불어 인공지능을 이용한 발전량 예측과 에너지저장장치의 운영을 통해 전기차 충전의 단점인 간헐성을 극복했다. 이를 위해 에너지자립률 알고리즘을 개발했으며 현재 실증을 통해 신재생에너지의 발전량 및 전기자동차 충전패턴을 분석해 알고리즘 최적화를 수행하고 있다.
에너지기술연구원은 이번 연구를 통해 전기차충전과 같은 비정형성 부하와 태양광 등 분산전원 발전패턴에 따라 전기차충전량과 실시간 양방향 ESS 통합제어기술을 100% 국산화하는데 성공했다.
연구책임자인 김대진 전력시스템연구팀 선임연구원은 "전기차 충전부하 증대에 따른 안정적인 전력계통 운영에 매우 중요한 역할을 하게 될 것”이라며 "분산전원에 기반한 다양한 스마트에너지 커뮤니티에도 적용이 가능할 것으로 본다"고 말했다.
진경남 기자 jin07@e2news.com