에너지기술연구원, 2개사에 기술 이전

▲에너지기술연구원이 개발한 대용량 풍력발전기 제어알고리즘 검증을 위한 사전검증시스템.
▲에너지기술연구원이 개발한 대용량 풍력발전기 제어알고리즘 검증을 위한 사전검증시스템.

[이투뉴스] 국내 연구진이 대용량 풍력발전기의 신뢰성을 다양한 조건에서 모의실험한 뒤 검증할 수 있는 시스템을 개발했다. 에너지기술연구원(원장 김종남) 전력시스템연구팀과 풍력연구팀은 사전검증시스템(P-HILS)을 개발하고 풍력발전기 제어알고리즘 검증체계를 마련했다고 5일 밝혔다.

이번 기술개발로 특정 조건과 시험항목에 대한 사전 반복테스트로 제어알고리즘 최적화가 가능해졌다. 풍력발전기의 신뢰성 증대와 원가절감까지 기대된다. 풍력발전기 제어시스템 원가는 설비 자체의 1% 미만이지만 성능에 따라 블레이드, 타워 등을 경량화 해 원가 절감에 크게 기여할 수 있다.

풍력발전기 설비 용량을 늘려도 제어시스템 비용은 증가하지 않아 경쟁력을 강화하는 핵심 기술이다. 대용량 풍력발전기에는 제어알고리즘 개발과 업그레이드를 통한 합성 관성 제어기술과 계통지원 기능이 필요해지고 있다. 합성 관성기술과 계통지원 기능은 재생에너지 변동성을 제어해 전력계통에 안정을 취하도록 하는 기술이다.

연구팀은 풍력발전기 제어알고리즘에 대해 시험 평가할 수 있는 사전검증시스템을 개발했다. 풍력발전기 내부 각종 특성 값과 풍속과 풍향 등 외부환경 조건에서 풍력발전기의 전기출력을 통해 제어알고리즘을 평가할 수 있다. 실시간 기반 고속 연산으로 현재 보편적으로 사용하고 있는 10ms(0.01초) 제어주기의 풍력발전기 제어알고리즘을 평가할 수 있다. 재생에너지 비중증대로 인한 전력계통 관성 저하문제를 대처하기 위한 합성관성 및 계통지원기능의 다양한 조건에서의 검증환경을 제공하고 이를 통해 계통의 유연성 확보가 가능하다.

반복 시험을 통해 제어알고리즘 최적화 및 신뢰성 높은 운전으로 원가 절감은 물론 운영비용도 감소시킬 수 있으며 풍력발전기 주요 구성품 개발에 적용해 국산화 촉진도 기대된다. 또한 풍력발전기의 다양한 운전 조건을 모사하고 이에 대응하는 훈련을 통해 체계적인 풍력발전기 전문 인력 양성에도 활용할 수 있다.

연구책임자인 김대진 에너지기술연구원 선임연구원은 “풍력발전기 사전검증시스템은 국내 풍력발전기 제조사의 신뢰성 확보를 통해 제품의 경쟁력 강화가 가능하다"며 "향후 서남해지역의 대규모 풍력발전단지를 안정적으로 운영하고 유지보수 전문인력을 양성하는 데 중요한 역할을 할 수 있을 것”이라고 말했다. 사전검증시스템은 2개 업체로 이미 기술이전이 완료됐으며, 하반기에도 2개 업체로 추가 기술이전이 예정돼 있다. 

진경남 기자 jin07@e2news.com 
 

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