태양광 발전 출력 불확실성을 고려한 축전지 적용 기술
태양광 발전은 출력이 기상 조건에 따라 크게 변동하기 때문에 안정적, 계획적으로 운영하기가 곤란하다는 문제가 있다. 태양광 발전의 출력 변동에 대한 대책으로는 몇 분 정도 이내의 단주기 변동 성분을 1차 지연 요소나 이동 평균값 등에 의한 축전지 제어로 평활화한 후에 수급 예측에 기초해 작성한 운전 계획에 따라 축전지나 다른 분산 전원을 운용하고 있다. 그러나 예측하기 어려운 태양광 발전 출력 변동 때문에 계획대로 운용하기가 어려운 경우가 있다.
예측 곤란한 변동에 대해서는 운용 과정에서 운전 계획을 수정함으로써 그 영향을 완화하려는 시도가 있다. 일반적으로 태양광 발전의 장주기 변동 성분에 대응하기 위한 운전 계획은 전날의 기상 예측에 의해 작성되지만, 당일 예측이 더 정확도가 높다. 따라서 예측에서 이탈한 상황에서 비교적 정확도가 높은 당일 예측에 의해 운전 계획을 수정하면 운용 효과 개선을 기대할 수 있다.
그러나 축전지 운전 계획 수정으로 예측 이탈에 대응하는 것은 수정 전 계획에 따라서는 수정에 의한 효과 개선을 기대할 수 없는 경우가 있다는 것이 문제다. 즉, 수정 전 운전 계획에 의해 축전지를 운용한 결과, 수정 시점에 축전지 동작을 조정할 여지가 없어져 운전 계획 수정에 의한 효과 개선은 기대할 수 없다. 예를 들면, 축전지가 비어 있는 상태에서는 방전량 조절이 불가능하며, 반대로 만충전 상태에서는 충전량 조정은 불가능하다.
그래서 우리는 태양광 발전과 야간 전력 활용으로 사업장의 피크 전력을 줄이는 축전지 운용 기술을 연구 개발 중이다. 계획 수정을 전제로 축전지 운용 계획을 최적화하는 기술 개발에 나서 후지쓰 가와사키공장 내에 구축한 실증 시스템 운용에 의해 그 효과를 검증하고 있다.
*이 글은 계측자동제어학회 <계측과 제어>지에 게재된 후지전기 仲尾 由雄․谷口 剛씨가 쓴 내용을 요약했습니다.
