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중국 `국가 전력망(國家電網)` 산하 `지베이(冀北) 전력(電力)유한회사` 연구개발팀이 주도하여 완성한 `1,000만kW급 풍력발전 수집 시스템 무효 전력 및 전압 제어 기술 연구 및 응용` 프로젝트가 지난 2월 18일 `중국 전기(電機) 공정학회`에서 조직, 실행한 `기술 평가`에 통과되었다.

`기술 평가`에 참석한 중국 내 관련 과학자, 교수, 전문가들은 "이번 프로젝트 실행을 통해 달성한 연구개발 성과는 1,000만kW급 풍력발전 수집 시스템 무효 전력 및 전압 제어 관련 핵심기술을 해결하고 동적 무효 전력 보상 장치 전체의 작동 상황과 전체 설비 성능 검출, 풍력발전 수집 시스템 무효 전력 및 전압 린(Lean) 분석 및 평가 시스템 개발과 응용 등 분야에서 국내외 기술 공백을 메웠으며 기술 수준은 국제 선행 수준에 도달하였다"고 평가하였다.

중국의 풍력발전 산업이 신속히 성장하고 전력망과의 대규모 집중 연결이 추진됨에 따라 `무효 전력 및 전압` 관련 문제는 풍력발전 흡수 용량 능력에 영향을 끼치는 핵심 요소가 되고 있다. `허베이(河北) 풍력발전 기지(基地)`는 중국 정부가 중점적으로 기획하고 육성하는 `1,000만kW급 풍력발전 기지` 중 하나에 속하고 있다.

`무효 전력 및 전압` 파동이 전력망의 안전하고 안정적인 운행에 영향을 끼치는 문제가 점점 더 뚜렷해지고 있다. `지베이(冀北) 전력 조정 제어 센터` 신에너지처(處) 추이정파이(崔正湃) 담당의 설명에 따르면, 지베이(冀北) 전력망의 풍력발전기가 생산한 전기를 전력망에 공급할 때 발생한 공급 중단 사고에 대한 분석 결과 `무효 전력 및 전압 제어 능력 부족`이 주요 원인 중 하나로 되고 있는 것으로 나타났다고 한다.

이미 발표된 `허베이(河北) 풍력발전 기지 2015년 계획`에 따르면, 오는 2015년 총 발전량은 1,078만kW에 달하는데 그 중 지베이(冀北) 전력망에 공급하는 전력량은 1,013만kW 규모에 달하며, 오는 2020년 총 발전량은 1,643만kW에 달하는데 그 중 지베이 전력망에 공급하는 전력량은 1,553만kW 규모에 달하는 것으로 나타났다.

풍력발전을 통해 생산한 전기를 전력망에 공급할 때 무효 전력 및 전압 제어 기술 수준의 높고 낮은 상황은 전력망 안전 운행에 영향을 끼치는 동시에 신 에너지 산업 성장을 제약하고 있는 상황이다. 중국 `국가 전력망` 산하 지베이(冀北) 전력망은 풍력발전 산업 성장 현황과 미래 전망에 근거하여 연구개발 역량을 집중하여 여러 가지 핵심기술에 대한 연구개발을 실행하였다.

`1,000만kW급 풍력발전 수집 시스템 무효 전력 및 전압 제어 기술 연구 및 응용` 프로젝트 실행을 통해 연구개발팀은 최초로 풍력발전 수집 시스템 전체 과정에 대한 `폐쇄-루프 제어(Closed-loop control)`를 실현하였다. 이번 프로젝트 연구개발에 참여한 중국 `국가 전력망` 산하 지베이(冀北) 전력망 기획부 뤄워이(羅瑋) 담당의 설명에 따르면, 이번 프로젝트는 기획 단계에서 세계 최초로 1,000만kW급 풍력발전 수집 시스템 무효 전력 및 전압 배치 원칙을 제시하였는데 동 원칙은 대형 풍력발전 기지 무효 전력 및 전압 배치에 대해 중요한 가이드적 의미를 보유하고 있다.

중간 단계 전력망 전기 공급 및 검출 과정에서 연구개발팀은 풍력발전소의 운동 상태 무효 전력 및 전압 보상 장치 실험실을 구축하고 현장 종합 측정 테스트 기술을 개발하였다. 동 기술은 국내외 관련 분야 핵심기술 공백을 메웠으며 무효 전력 및 전압 보상 설비의 최적화 성능을 보장하였다.

후(後) 단계 운행에 대한 모니터링 면에서 연구개발팀은 풍력발전 수집 시스템 무효 전력 및 전압 린(Lean) 분석 및 평가 시스템은 데이터에 대한 정밀화를 통해 직관적으로 풍력발전 운행 상태를 관찰할 수 있다는 점을 발견하였다.

이번 `1,000만kW급 풍력발전 수집 시스템 무효 전력 및 전압 제어 기술 연구 및 응용` 프로젝트 실행을 통해 연구개발팀은 독자적인 지적재산권을 보유하였으며 프로젝트 실행 전(前) 단계 기획, 고성능 설비 및 운행 상태에 대한 실시간 모니터링 분석을 통해 1,000만kW급 풍력발전 수집 시스템의 안전하고 안정적인 운행을 보장하였으며 풍력발전을 통해 생산한 전기를 전력망에 공급할 때 전력망 흡수 용량을 대폭 증가시켰으며 전력망의 안전 운행 수준을 향상시킴으로써 뚜렷한 사회, 경제 수익을 창출하였다.

관련 설명에 따르면, 풍력발전 수집 구역 무효 전력 및 전압 `폐쇄-루프 제어(Closed-loop control)`와 저전압 통과 능력은 풍력발전을 통해 생산한 전기를 전력망에 공급할 때 어려움을 조성하는 2대 난제가 되고 있다고 한다. 중국 `국가 전력망` 산하 지베이(冀北) 전력망 연구개발팀은 풍력발전을 통해 생산한 전기를 전력망에 흡수하는 관련 기술에 대한 개발을 실행하였다.

연구개발팀은 무효 전력 및 전압 `폐쇄-루프 제어(Closed-loop control)` 기술에 대한 연구개발을 실행한 외, 지난 2013년도에 풍력발전기의 `낮은 마모 교정(Low wear corrective)`과 현장 검출을 중점적으로 추진하였으며 풍력발전소에 대한 `낮은 마모 교정` 작업을 효율적으로 조직, 실행하였다.

연구개발팀은 지난 2013년도에 구역 내 모든 풍력발전소에 대한 현장 검출 작업을 완성하였으며 풍력발전기가 `낮은 마모 교정` 능력을 보유하지 못하여 풍력발전소에서 생산한 전기를 전력망에 공급할 때 공급이 중단되는 사고를 발생시키는 상황을 대폭 감소시키는데 성공하였다.