재생 에너지가 점점 지배하는 그리드에서, 그리드 형성 기술은 안정성을 유지하고 신뢰할 수 있는 전력 시스템 운영을 보장하기 위한 중요한 도구로 부상하고 있습니다. ESS 뉴스와의 이 인터뷰에서, 송그로우의 그리드 기술 센터 부총장인 Rui Sun은 그리드 형성이 어떻게 작동하는지, 왜 중요한지, 그리고 이 기술이 이미 가치를 증명하고 있는 곳을 설명합니다. 그는 기술적 도전, 규제 격차, 그리고 그리드 형성이 곧 새로운 산업 표준이 될 수 있는 이유에 대해 자세히 설명합니다.

우리가 이 대화를 시작한 이유 중 하나는 선그로우가 그리드 형성 기술에 대해 발표한 논문이었습니다. 왜 발표했는지와 어떤 내용을 다루는지 안내해 주시겠습니까?

물론입니다. 우리는 그리드 형성 기술에서 얻은 통찰력과 기술적 진전을 공유하기 위해 논문을 발표했습니다. 전 세계적으로 인버터 기반 자원이 전력 시스템에 더 많이 연결됨에 따라, 우리는 그리드 형성이 실제로 무엇을 포함하는지 – 단순한 제어 개념이 아니라 하드웨어, 소프트웨어 및 시스템 수준 공학의 다층적 통합으로 – 명확히 개요를 제공할 필요가 있음을 인식했습니다. 논문은 우리가 관성과 감쇠와 같은 동기 발전기의 기본 동작을 복제하면서 전력 전자 장치의 유연성을 유지하는 방법을 강조합니다. 이는 업계 전반의 이해와 협력에 기여하기 위한 노력이기도 합니다.

그리드 형성 기술은 얼마나 오랫동안 개발되어 왔으며, Sungrow의 경로는 어떻게 보였나요?

이 개념은 10~20년 전으로 거슬러 올라갑니다. 업계는 그 구현에 대해 작업해 왔으며, 다른 제조업체들은 약간 다른 접근 방식을 취할 수 있습니다. Sungrow에서 우리의 여정은 전통적인 발전의 물리학을 현대 인버터 시스템의 장점과 융합하는 견고한 기술 기반 구축에 중점을 두어 왔습니다. 그 중에는 주파수 응답 및 단락 지원부터 열 관리 및 다층 제어 아키텍처까지 모든 것이 포함됩니다. 우리의 목표는 항상 복잡한 전력 시스템—온그리드 및 오프그리드—에 안정성, 확장성 및 상호 운용성을 제공하는 것입니다.

오프 그리드에 대해 말하자면, 이 기술이 처음으로 자리잡은 곳이라고 할 수 있나요?

예, 맞습니다. 많은 초기 구현은 오프그리드 또는 독립 시스템에서 이루어졌습니다 – 중앙 전력망 없이 전압과 주파수 안정성을 유지하는 것이 특히 어려운 환경입니다. 그러나 지금은 재생 에너지의 침투가 증가하고 기존 동기 발전기가 퇴출됨에 따라, 전력망 연결 환경에서도 동일한 필요성이 커지고 있습니다.

실제 교란 대응 측면에서 그리드 형성 인버터는 동기 발전기와 어떻게 비교되나요?

기능적으로, 그리드 형성 인버터는 동기 기계의 전압 소스 동작을 복제하는 것을 목표로 합니다. 이들은 관성과 유사한 응답, 주파수 조정, 전압 제어 및 내고장 능력을 제공합니다. 차이는 하드웨어에 있습니다: 동기 발전기는 전기 기계적이지만, 인버터는 소프트웨어 기반 장치입니다. 이는 유사한 응답을 달성하기 위해 제어 전략을 신중하게 설계하고 때로는 하드웨어를 강화해야 함을 의미합니다. 예를 들어, 우리는 그리드 형성에 따른 빈번한 사이클링을 처리하기 위해 더 효율적인 냉각 시스템과 셀 밸런싱 방식을 개발했습니다.

운영 및 유지보수를 고려할 때 특히 동기 발전기와 비교하여 비용은 어떻게 됩니까?

동기식 기계는 움직이는 부품과 원동기로 인해 유지보수가 높습니다. 우리의 인버터 시스템 – 태양광 및 에너지 저장 분야 모두 – 은 모듈식이며, 움직이는 부품이 없으며, 모니터링과 업그레이드가 더 쉽습니다. 펌웨어 업데이트를 통해 기능을 재프로그래밍할 수 있는 능력은 주요 장점입니다. 장기적으로, 그리드 형성 인버터는 특히 요구사항이 변화할 때 더 비용 효율적이고 유연한 솔루션을 제공합니다.

더 넓은 채택을 위한 현재 장벽은 무엇인가요 – 기술적, 규제적, 또는 경제적?

어느 정도 세 가지 모두입니다. 기술적으로, 그리드 형성 시스템을 구현하고 확장하는 것은 더 복잡합니다. 규제 환경은 파편화되어 있지만 개선되고 있습니다. 경제적 측면은 덜 문제입니다. 그리드 형성 인버터는 더 낮은 유지 보수, 더 높은 유연성 및 펌웨어 업그레이드 가능성을 통해 장기적 가치를 제공합니다. 한편 제조사들은 기술이 더 성숙함에 따라 비용을 줄이기 위해 노력하고 있습니다. 가장 큰 도전 중 하나는 운영 경험입니다 - 이는 여전히 상대적으로 새로운 기술이며, 산업 전반에 걸쳐 신뢰를 구축하기 위해 더 많은 시간과 데이터가 필요합니다.

그리드 형성 기술에 대한 규제 요구 사항이 시장 간에 얼마나 다른가요?

그들은 상당히 다릅니다. 예를 들어, 중국은 주파수 응답 및 단락 동작에 관한 규정을 발표했습니다. 독일은 2026년부터 관성 서비스를 요구할 것입니다. 영국의 그리드 코드는 그리드 형성 성능에 대한 특정 조항을 포함합니다. 호주는 많은 면에서 앞서 있으며, 상세한 성능 지침과 테스트 프레임워크를 가지고 있습니다. 북미는 특히 텍사스와 같은 주에서 따라잡고 있습니다. 요구 사항은 다르지만, 공통된 주제 – 주파수 및 전압 안정성, 고조파 제어, 약한 그리드 조건에서 고장을 견딜 수 있는 능력 – 을 볼 수 있습니다. 그래서 우리는 다른 시장에 맞게 조정될 수 있는 유연하지만 견고한 제어 계층으로 시스템을 설계합니다.

대규모로 그리드 형성 기술을 배포할 때 도전이 있나요?

네, 특히 병렬 운영에서 그렇습니다. 각 인버터는 독립적인 전압원으로 작동하므로 불안정성 없이 조정하는 것은 복잡합니다. 우리는 전기적 거리와 부하 분담을 관리하기 위해 고급 가상 임피던스 및 동기화 기술을 사용하여 이를 해결합니다. 또한, 인버터 기반 시스템은 단락 및 과부하 요구 사항을 충족해야 합니다 – 기존 발전기가 기계적 질량 때문에 우위를 점했던 분야입니다. 우리는 이러한 도전을 극복하기 위해 견고한 하드웨어를 개발하고 대규모 설치에서 입증했습니다. 결국, 서로 다른 발전 형식에 대한 공정한 경쟁입니다.

그리드 형성이 그리드 팔로잉 기술을 완전히 대체할 것으로 예상하시나요, 아니면 최적의 조합이 있나요?

그것은 훌륭한 질문입니다. 지금 그리드 포밍은 더 큰 그리드 안정성이 필요하기 때문에 빠르게 성장하고 있습니다. 스페인 정전 사태와 같은 사건에서 보았듯이, 더 많은 그리드 포밍 자원이 온라인 상태라면 영향 완화에 도움이 되었을 것입니다. 일부는 하이브리드 접근법을 주장하지만, 우리는 시스템 운영자가 더 엄격한 요구사항으로 이동함에 따라 그리드 포밍이 새로운 프로젝트의 기본이 될 것이라고 믿습니다. 경제적으로는 여전히 프리미엄이 있지만, 기능성과 미래 대비성이 투자를 정당화합니다. 시간이 지남에 따라 그리드 포밍이 지배적인 방향으로 전환될 수 있습니다.

그리드 형성 기술을 사용한 주요 프로젝트 중 하나를 강조해 주시겠습니까?

절대적으로. 좋은 예는 사우디아라비아의 Amaala 리조트 마이크로그리드입니다. 이는 태양광, 배터리 저장 및 심지어 백업 발전기를 결합한 복잡한 독립 시스템입니다. 우리는 이 프로젝트에 125 MW의 태양광 인버터와 160 MW/760 MWh의 에너지 저장을 공급했습니다. 이는 완전히 오프 그리드로 운영되어 시스템 안정성 요구 사항이 매우 높습니다. 그리드 형성 기술은 다중 소스에서 주파수, 전압 및 전력 공유를 관리합니다. 이는 스마트 제어가 원격 환경에서 신뢰할 수 있고 지속 가능한 전력을 가능하게 하는 방법을 보여줍니다.

추가로 공유하고 싶은 내용이 있나요?

그리드 형성은 더 이상 실험적이지 않습니다—현재 작동 중입니다. 우리는 어려운 환경을 포함하여 여러 대륙에 걸쳐 이를 배포했습니다. 산업은 더 스마트하고 안정적인 시스템으로 나아가고 있으며, 그리드 형성 기술은 이러한 전환의 중요한 부분입니다. 우리는 이 기술을 계속 발전시키기 위해 규제 기관, 개발자, 운영자 및 학계와의 협력을 환영합니다.

출처: pv 매거진 ESS 뉴스