IEEE Std 2800-2022 강의 연재. 표준 본문의 문장을 옮기지 않고 요구사항을 다시 서술하며, 각 요구사항 뒤의 §번호는 IEEE Std 2800-2022의 조항 번호다. 시리즈 목록은 Grid 코너에서 볼 수 있다. 이 글은 12부이다.
1부에서 POC·POM·POI·RPA를 정의로 배웠다. 그러나 실제 접속은 정의의 그림처럼 단순하지 않다. 타이라인이 수십 km일 수도 있고, 여러 소유자의 플랜트가 한 선로에 붙기도 하며, 해상풍력은 직류로 오고, 한 울타리 안에 태양광과 배터리와 가스터빈이 함께 있기도 하다. IEEE 2800-2022 부속서 B는 이런 구성마다 지점 용어가 어디에 놓이는지를 열한 장의 그림으로 보여 준다. 규범이 아닌 정보용 부속서이지만, 표준을 적용하는 첫 단계가 '이 플랜트의 RPA는 어디인가'를 정하는 일이므로 실무에서는 정의보다 이 부속서가 더 자주 쓰인다. 이 글의 논지는 다음과 같다. 소유 구조와 결합 방식이 아무리 복잡해도 표준이 묻는 것은 하나, 즉 '어느 지점에서 어느 설비 묶음이 요구를 만족하는가'이며, 부속서 B의 모든 그림은 그 지점(POM)과 묶음(플랜트)의 경계를 그은 그림이다.
기본형은 Figure B.1이다. 플랜트와 TS 사이에 짧거나 긴 연결계통(타이라인)이 있고, 연결계통의 두 단자를 A와 B라고 부른다. 많은 교류 접속에서 A가 POM, B가 POI다 B.1.
해상 플랜트의 특수한 예가 Figure B.2다. 집전계통 전압을 해상에서 전용 MV/HV 변압기로 승압해 고압 교류 수출 케이블로 보내고, 육상의 주 IBR 변압기에 연결한다. 케이블 양단에 분로 리액터가 붙는다. NOTE는 이 구성의 최소 무효전력 능력에 5.1의 예외가 적용된다고 알린다 B.1. 3부에서 본 대로 긴 해저 케이블의 충전 용량 때문에 교류 연결 해상 플랜트는 전 범위 무효전력 요구가 권고로 낮춰지고 예외를 합의할 수 있다.
Figure B.3은 세 구성을 보여 준다. 첫째, 플랜트와 교류 연결계통을 같은 주체가 소유하는 단일 플랜트. 둘째, 여러 제조사의 유닛으로 이루어진 단일 플랜트가 다른 주체가 소유한 연결계통으로 접속하는 경우. 셋째, 여러 플랜트가 다른 주체 소유의 연결계통으로 접속하는 경우다. 마지막 예는 플랜트들이 연결계통의 여러 위치에 붙어 있는데, 여러 플랜트가 시차를 두고 개발되어 독립된 송전선에 접속할 때 생기는 구성이며 플랜트 간 협조의 어려움을 낳을 수 있다. 소유 관계와 무관하게 각 플랜트의 기본 RPA는 POM, 즉 A점이다 B.1.
셋째 구성이 실무에서 중요한 이유는 5장과 7장에 있다. 한 선로에 붙은 여러 플랜트가 각자 자기 POM에서 전압 제어를 하면 3부에서 본 드룹 협조가 필요하고, 라이드스루 중 전류 주입도 서로 영향을 준다. 표준은 각 플랜트를 자기 POM에서 따로 판정하되, 협조의 필요를 부속서에서 경고한다.
Figure B.4는 직류 연결의 세 구성이다. 격리 IBR 하나, 여러 제조사 유닛의 격리 IBR 하나, 여러 격리 IBR이 각각 VSC-HVDC 선로로 TS에 접속하는 경우다. 격리 IBR과 HVDC 선로는 서로 다른 주체가 소유할 수 있지만, 표준은 전용 VSC-HVDC로 접속된 격리 IBR에 적용된다. A점은 격리 IBR과 HVDC 선로로 이루어진 합쳐진 설비 안의 임의의 점이고, POM은 B점, 곧 DC-AC 변환소(격리 변압기가 있으면 그것 포함)의 교류 측이다. 교류 연결계통이 POM을 TS에 이으면 POI는 TS 근처에 놓인다 B.2.
마지막 예처럼 하나의 HVDC 선로에 세 개의 격리 IBR이 붙어 있어도 표준은 이 합쳐진 설비를 POM과 POI가 변환소의 TS 측에 있는 단일 플랜트로 본다. 기본 RPA는 POM이고 TS 소유자가 POI로 옮길 수 있다. 세 격리 IBR의 소유자와 HVDC 사업자 사이에 지정된 RPA에서 요구를 만족하기 위한 상당한 협조가 필요할 수 있다 B.2. NOTE 2는 선로 전류형(LCC) HVDC 접속에는 적용하지 않는다고 밝히고, NOTE 5·6은 다단자 VSC-HVDC와 비IBR 혼합 설비의 요건을 TS 소유자가 정할 수 있다고 적는다. 6부에서 본 부속서 M의 직류 초퍼 예외가 이 구성에 적용된다.
B.3은 3.1의 정의 세 개를 그림으로 되풀이한다. 하이브리드 IBR 플랜트는 IBR과 저장장치만으로 이루어진 하이브리드 플랜트로, 재생에너지(태양광·풍력)와 저장장치의 조합이 흔하다. 각 인버터에서 교류로 바꾼 뒤 공통 집전 모선에서 합치는 교류 결합과, 직류 모선에서 합친 뒤 하나의 인버터로 계통에 붙는 직류 결합 모두에 표준이 적용된다 B.3.
하이브리드 플랜트(Figure B.7)는 여러 종류의 자원이나 저장장치를 하나의 POI 뒤에서 단일 자원으로 제어·운영하는 설비다. 화력 동기발전기와 수력 같은 재래식 발전과 IBR이 섞일 수 있고, 플랜트에 속하지 않는 동기조상기와 보상 설비가 있을 수도 있다. 표준은 IBR 부분에만 적용되고, 하나의 주변압기와 공통 POM·POI로 단일 자원처럼 운영하더라도 IBR 부분과 재래식 부분의 적합을 따로 재기 위해 별도의 RPA가 필요할 수 있다 B.3.
병설 플랜트(Figure B.8~B.10)는 둘 이상의 발전·저장 자원이 하나의 POI 뒤에 있지만 별개 주체로 운영·제어되는 경우다. 자원마다 별도의 POM이 필요할 수 있고, 표준은 병설된 IBR 플랜트에만 적용되며 재래식 발전과 비IBR 저장장치에는 다른 표준이 적용될 수 있다 B.3. 세 예는 재래식 발전기와 IBR 플랜트가 각자 POM을 갖는 경우, 풍력·태양광·ESS가 각자 인버터와 POM을 갖는 경우, 그리고 그 변형이다. 하이브리드와 병설의 차이는 4부와 6부의 응답 요구에서 실질적으로 나타난다. 단일 자원으로 제어되는 하이브리드는 플랜트 제어기 하나가 PFR과 전압 제어를 맡지만, 병설에서는 각 POM에서 각 주체가 따로 만족해야 한다.
Figure B.11은 동기조상기를 보충 IBR 장치로 둔 플랜트다. 보충 장치는 인버터 기반이든 아니든 표준 적합에만 쓰이는 설비이며, 커패시터 뱅크, STATCOM, 고조파 필터, 보호장치, 플랜트 제어기가 예다. 동기조상기를 보충 장치로 쓰면 1.4의 일반 면제가 적용되고, 보충 장치는 설계 평가가 정하는 바에 따라 설비 표준을 만족하거나 넘을 수 있다 B.3. 1부와 2부에서 본 대로 동기조상기가 라이드스루 같은 요구를 다 만족하지 못할 수 있으므로, 어떤 요구를 면제할지를 설계 평가 전에 정해야 한다.
부속서 B의 열한 그림은 한 가지 질문에 답한다. 어느 지점에서 어느 묶음이 요구를 만족하는가. 교류 접속에서는 타이라인의 길이와 소유자가 무엇이든 각 플랜트의 자기 POM이 기본 RPA다. 직류 접속에서는 여러 소유자의 격리 IBR과 HVDC 선로 전체가 하나의 플랜트가 되고 POM은 육상 변환소의 교류 측이다. 하이브리드 IBR 플랜트는 결합 방식과 무관하게 하나의 POM에서 판정되고, 비IBR이 섞인 하이브리드 플랜트와 병설 플랜트는 IBR 부분에만 표준이 적용되며 별도의 POM이 필요할 수 있다. 보충 장치는 플랜트 경계 안에 있어야 하고 단독 성능은 요구되지 않는다.
부속서가 두 번 경고하는 것은 협조다. 한 선로에 시차를 두고 붙은 여러 플랜트, 한 HVDC에 붙은 여러 소유자의 격리 IBR은 각자의 설계만으로는 RPA의 성능을 보장할 수 없다. 그 협조를 누가 주관하는지는 표준이 정하지 않는다. 13부에서는 부속서 C로 넘어가, 이런 플랜트가 붙는 계통의 강도를 어떻게 재고 인버터의 안정도를 어떻게 보는지, 그리고 그리드포밍 인버터가 무엇인지를 다룬다.