피드-인 관리 2.0: 추가 기능이 있는 전원 제어 장치 피닉스컨택트는 PV 시스템을 위한 인증된 솔루션을 제공합니다.
간단한 요약
그리드 운영자는 그리드의 안정성을 위험에 빠뜨리지 않으면서 재생 가능한 에너지원으로부터 최대한 많은 에너지를 그리드에 공급할 의무가 있습니다. 전원 제어 장치, 즉 발전소용 컨트롤러는 유효 및 무효 전력을 제어하고 조절하는 데 사용됩니다. 그러나 피닉스컨택트의 인증 장치는 기본적으로 PLCnext 기술에 기반하기 때문에 훨씬 더 많은 기능을 제공합니다.
피드-인 관리 기능이 있는 PV 시스템의 시스템 개요
전력 생산 및 그리드 품질: 에너지 혁명을 위한 과제
독일 연방 경제 자원부에 따르면 재생 가능한 에너지는 독일의 가장 중요한 전력원입니다. 에너지 혁명의 중심축으로서, 재생 가능한 에너지가 전력 소비에서 차지하는 비중은 2000년 약 6%에서 2022년 46%로 지속적으로 증가하고 있습니다. 2022년 말 기준, 약 260만 개의 PV 시스템이 재생 가능한 에너지의 일부로 약 66 GW의 전력을 생산했습니다. 그러나 저전압 및 중전압 그리드 모두에서 PV의 꾸준한 설치 증가는 상당한 문제를 야기합니다. 이는 분산형 발전소도 그리드 품질 보장에 기여해야 하기 때문입니다.
주파수와 전압은 평가를 위한 관련 파라미터로 사용됩니다. 주전원 주파수는 그리드의 유효 전력 평형에 따라 달라집니다. 발전기가 부하에 필요한 것보다 더 많은 유효 전력을 그리드에 공급하면 주전원 주파수가 증가합니다. 반면, 주전원 전압은 그리드의 무효 전력 평형에 의해 영향을 받습니다. 여기에서 무효 전력에 대한 수요가 증가하면 주전원 전압이 감소합니다.
기술 및 규제 요구 사항
흔히 분산형 발전소는 전력 품질에 상당히 부정적인 영향을 미친다고 알려져 있습니다. 이는 대부분 시스템 성능을 결정하는 바람, 태양과 같은 외부 조건을 제어할 수 없거나 적절하게 계획할 수 없기 때문입니다. 이러한 시스템이 이미 메인 전원 전압뿐만 아니라 메인 전원 주파수를 안정화하기 위한 기술적 전제 조건을 제공한다는 사실은 간과되고 있습니다. 전력 소비에서 재생 에너지가 차지하는 비중이 중기적으로 크게 증가하기 위해서는 에너지 저장 시스템의 대대적인 확장이 반드시 필요합니다.
전력 생산뿐 아니라 전원 분배 전반의 과제도 해결되어야 합니다. 예를 들면, 전력 시장의 자유화는 국가간 전력 전송을 동반하는 경우가 점점 더 증가하고 있습니다. 그에 따른 필연적인 결과로 소위 "네트워크 코드 - 발전기 요구 사항"에 유럽 사양이 채택되었습니다. 이 네트워크 코드는 유럽에 설치된 전력 생산 시스템에 적용되는 그리드 연결 규칙을 설명합니다. 가능한 최고의 이익을 얻기 위해서는 이 규칙이 개별 국가의 현지 조건에 맞게 조정되어야 합니다.
대부분의 상용 시스템에 대한 유효성
이러한 상황에서 VDE(독일 전기 공학, 전자 및 정보 기술 협회)는 독일 연방 경제 자원부를 대신하여 모든 전압 레벨에 대한 4가지 국가 적용 규칙을 개발했습니다. 지침 중 하나인 VDE-AR-N 4110 "중전압 기술 연결 규칙"은 BDEW(에너지 및 물 관리 연방 협회) 중전압 지침을 대체합니다. 2019년 4월부터 VDE-AR-N 4110은 시스템 출력이 135 kW이고 전압 범위가 1에서 60 kV인 모든 새로 시운전된 발전소의 의무 사항으로 지정되었습니다. 따라서 이 적용 규칙은 대부분의 상업용 PV 시스템에 영향을 미칩니다.
VDE-AR-N 4110/20에서는 의무적으로 인증된 피드-인 관리 컨트롤러만 사용하도록 규정하고 있습니다. 전원 제어 장치는 유효 및 무효 전력에 대한 설정점과 지정된 제어 절차가 그리드 연결 지점에서 준수되는지 확인합니다. 설정점은 원격 제어 기술을 통해 또는 VDE-AR-N 4110/20에 정의된 특성 곡선 프레임워크 내에서 제3자(그리드 운영자 또는 다이렉트 마케팅 담당자)에 의해 결정됩니다.
피닉스컨택트의 인증된 전원 제어 장치가 있는 완전한 스위치기어 및 컨트롤기어 어셈블리
자체 솔루션 콤플렉스의 인증
FGW TR8은 전원 제어 장치의 전기적 속성 인증을 위한 관련 지침으로 사용되어야 합니다. 이러한 전기적 속성의 측정 및 테스트와 관련해서는 FGW TR3을 사용해야 합니다. 마지막으로 전기적 속성의 시뮬레이션 모델 모델링과 검증은 FGW TR4를 따라야 합니다.
PGS 컨트롤러용 컴포넌트 인증서를 획득하기 위해서는 기술적 측면 및 재정적 측면 모두에서 매우 철저한 주의를 기울여야 합니다. 특히 시장이 매우 세분화된 독일의 PV 분야의 경우 특별히 개발된 컨트롤러의 인증은 대부분의 시스템 설치자에게 별다른 가치가 없을 것입니다. 연결 지침을 준수하는 것만큼 중요한 한 가지 측면은 컨트롤러를 유연하게 사용하는 것입니다.
하나의 장치에서 여러 기능 제공
이러한 상황에서, 인증을 받기도 전에, 피닉스컨택트는 솔루션의 기반이 되는 산업용 컨트롤러가 제공하는 다양한 가능성 없이도 표준 준수를 보장하는 방법은 무엇인가라는 문제의 해답을 제시했습니다. 이는 개방형 PLCnext 기술에 기반한 최신 PLC 세대가 하드웨어로 사용되기 때문입니다.
이 기술을 사용하면 하나의 프로젝트에서 IEC 61131, C/C++, C#, Matlab Simulink 등의 다양한 프로그래밍 언어를 사용할 수 있습니다. 다양한 기능을 하나의 장치에 결합할 수도 있습니다. 피닉스컨택트는 사용자에게 올인원 솔루션을 제공하지는 않지만 해당 애플리케이션에 필요한 시스템 및 프로그래밍 지식을 갖춘 사용자의 경우 지원을 제공합니다. 예를 들어 초기 프로젝트에서는 인증된 제어 기능 외에도 동일한 산업용 컨트롤러에 원격 제어 연결이 구현되었습니다. 일반적으로 이 작업에는 두 개의 별도 장치가 사용되기 때문에 이러한 접근 방식은 비용 효율적이고 공간을 절약합니다.
PLCnext Control을 사용하면 다양한 소프트웨어 툴을 사용하여 프로그램 코드를 개발하고 장치에서 병렬로 실행할 수도 있습니다.
간편한 시운전을 위한 애플리케이션 예제
위에 설명된 솔루션 시운전 중에 고객을 지원하기 위해 피닉스컨택트는 전원 제어 장치 구성을 위한 웹 애플리케이션을 포함하여 원격 제어 기술을 결합하기 위한 애플리케이션 예제를 제공합니다. 각 요구 사항별 인터페이스 구현 이외에는 추가의 조정이 필요하지 않습니다. 그러나 필요에 따라 추가의 기능을 추가할 수 있습니다. 제어 모드, 표준 PID 컨트롤러 파라미터 구성, 특성 곡선 보간점 설정, 리플 제어 수신기를 위한 비트 패턴 저장, 초기 시운전 중 모든 필수 네트워크 및 컨트롤러 파라미터 기록이 이 애플리케이션의 일부입니다.
피닉스컨택트는 전원 제어 장치의 요구 사항별 인터페이스를 구현하기 위한 추가의 기능 블록 라이브러리도 제공합니다. 그중에서도 여기에는 원격 제어 기술을 통해 분산 시스템을 통합하는 모듈이 포함됩니다. 또한, PV 관련 기능 모듈은 인버터, 에너지 미터와의 통신 및 제조업체 독립적인 포털에 대한 연결을 단순화합니다.
