SAE J3072-2024 강의 연재. 표준 본문의 문장을 옮기지 않고 요구사항을 다시 서술하며, 각 요구사항 뒤의 §번호는 SAE J3072 JUN2024의 조항 번호다. 시리즈 목록은 Grid 코너에서 볼 수 있다. 이 글은 4부이다.
3부에서 PEV는 이번 세션의 출력 한도(구성 정보)를 갖췄다. 그러나 한도 안에서 인버터가 전압과 주파수에 어떻게 반응할지는 아직 정해지지 않았다. IEEE 1547-2018은 그 반응을 열 개 남짓의 스마트 인버터 기능으로 정의하고, 각 기능의 파라미터를 관리 정보라고 부른다. 관리 정보는 유틸리티가 특정 EVSE 장소에 맞게 정한 값이므로 접속 시 EVSE에서 PEV로 넘어가야 한다 4.6.6. 이 글의 논지는 다음과 같다. 4.6.6은 IEEE 1547-2018의 기능 목록을 카테고리 B와 III의 기본값으로 채운 조항이며, J3072가 더한 것은 두 규칙이다. 허가 시점에 켤 기능의 정보만 전송하고, 표의 기본값은 EVSE가 만들 정보의 기본이지 EVSE가 정보를 주지 못했을 때 PEV가 써도 되는 값이 아니다.
IEEE 1547-2018 5.3은 전압·무효전력 제어 기능 넷을 정의한다. 정역률, 볼트-VAR, 와트-VAR, 정무효전력이다. IEEE 1547-2018 4.6.3의 '모드 또는 파라미터 변경의 실행' 중을 제외하면 동시에 하나만 활성화되어야 한다 4.6.6.1. 각 기능의 조항은 같은 문장으로 끝난다. 표의 PEV 기본값이 그 EVSE 장소에 쓸 값이 아니면 EVSE가 올바른 값을 PEV에 주어야 하고, 방전 허가 시점에 EVSE가 켜도록 지정하지 않은 기능은 이 단계에서 전송(또는 실행)되지 않으며, 운전 중 EVSE는 그 기능을 켜고 끄고 설정을 바꿀 수 있어야 한다.
| 기능(61850) | IEEE 1547 파라미터 | 범위 | 기본값 | 조항 |
|---|---|---|---|---|
| DFPF 정역률 | FctEna / PFGnTgtSpt / PFGnExtSet | Off·On / 0.0~1.0 / 과여자·부족여자 | On / 1.0 / 과여자 | §4.6.6.1 — EPRI의 고정 역률 기능. 기본 기능이며 역률 1.0 |
| DVVR 볼트-VAR | FctEna / Ident / VVarCrv / OplTmsMax | — / — / 곡선 / — | Off / 1 / 아래 곡선 / 5 s | §4.6.6.2 — 기본은 꺼짐 |
| DWVR 와트-VAR | FctEna / WVArCrv | — / 곡선 | Off / 아래 곡선 | §4.6.6.3 |
| DVAR 정무효전력 | FctEna / VArTgtSpt | Off·On / −AvarMax~IvarMax | Off / 0.0 | §4.6.6.4 |
표 1. 무효전력·전압 제어 네 기능의 파라미터(SAE 표 4~7 재구성).
볼트-VAR 곡선의 네 점 (V1, Q1) = (0.92·VRef, +0.44·VAMax 주입), (V2, Q2) = (0.98·VRef, 0), (V3, Q3) = (1.02·VRef, 0), (V4, Q4) = (1.08·VRef, 0.44·VAMax 흡수)는 IEEE 1547-2018 카테고리 B의 기본 곡선이며, 3부에서 본 44 %의 최소 무효전력 능력이 곡선의 끝점에 그대로 쓰인다. 개루프 응답 시간 5초는 스텝 전압 변화에 대해 무효전력이 목표의 90 %에 이르는 시간이다.
와트-VAR 곡선은 방전 쪽 세 점 (0.2·WMax, 0), (0.5·WMax, 0), (WMax, 0.44·VAMax 흡수)와 충전 쪽 세 점 (−0.2·ChaWMax, 0), (−0.5·ChaWMax, 0), (−ChaWMax, 0.44·ChaVAMax 주입)으로 이루어진다 4.6.6.3. 큰 출력이 선로 전압을 올리므로 그때 무효전력을 흡수해 전압 상승을 누르는 기능이다. 부록 B.3.7은 이 기능이 카테고리 B에 의무이지만 일부 유틸리티의 관심은 적고 장소에서 켤 필요는 없다고 적는다.
전압-유효전력 기능은 IEEE 1547-2018 5.4가 정의하고 EPRI는 볼트-와트라고 부른다. 기본 곡선은 (V1, P1) = (1.06·VRef, WMax), (V2, P2) = (1.1·VRef, ChaWMax)이고 개루프 응답 시간은 10초이며 기본값은 Off다 4.6.6.5.
발전 전용 DER의 볼트-와트는 출력을 0까지 줄이는 것이 한계이지만, 저장장치는 계통에서 전력을 빨아들여 전압을 더 낮출 수 있다. 곡선의 끝점이 ChaWMax인 이유이며, 부록 B.3.7이 이 기능을 저장 DER에 유용하다고 적은 이유다.
IEEE 1547-2018 6.4.1은 필수 고·저전압 트립 요건을 정한다. 과전압 트립 OV1·OV2와 저전압 트립 UV1·UV2가 있고, PEV는 IEEE 1547-2018 표 13과 Figure H.9(개정 1 기준)의 카테고리 III 설정을 만족해야 한다. 6.4.2의 전압 외란 라이드스루 요건은 표 16과 Figure H.9가 정한다. PEV 기본값이 장소에 쓰이지 않으면 EVSE가 고·저전압 트립과 라이드스루 파라미터를 제공해야 한다 4.6.6.6.
| 기능 | 전압(× VRef) 범위 / 기본 | 제거 시간(s) 범위 / 기본 |
|---|---|---|
| OV2 | 1.20 / 1.20 | 0.16 / 0.16 |
| OV1 | 1.10~1.20 / 1.10 | 1.0~13.0 / 13.0 |
| UV1 | 0.0~0.88 / 0.88 | 2.0~50.0 / 21.0 |
| UV2 | 0.0~0.50 / 0.50 | 0.16~21.0 / 2.0 |
표 2. 전압 트립 기능(SAE 표 9). 61850 기능명은 DHVT:TmVCrv, DLVT:TmVCrv.
주파수 트립도 같은 구조다. IEEE 1547-2018 6.5.1이 OF1·OF2·UF1·UF2를 정의하고 PEV는 표 18과 Figure H.10의 설정을 만족해야 하며, 6.5.2의 주파수 외란 라이드스루는 표 19와 Figure H.10이 정한다. 기본값이 장소에 쓰이지 않으면 EVSE가 값을 제공하고, 값은 카테고리 III에 근거한다 4.6.6.7.
| 기능 | 주파수(Hz) 범위 / 기본 | 제거 시간(s) 범위 / 기본 |
|---|---|---|
| OF2 | 61.8~66.0 / 62.0 | 0.16~1000 / 0.16 |
| OF1 | 61.0~66.0 / 61.2 | 180~1000 / 300 |
| UF1 | 50.0~59.0 / 58.5 | 180~1000 / 300 |
| UF2 | 50.0~57.0 / 56.5 | 0.16~1000 / 0.16 |
표 3. 주파수 트립 기능(SAE 표 10). 61850 기능명은 DHFT:TmFCrv, DLFT:TmFCrv.
IEEE 1547-2018 6.5.2.7은 주파수 드룹(주파수-전력) 능력과 운전을 정의하고 EPRI는 주파수-와트 기능이라 부른다. 기본값이 장소에 쓰이지 않으면 EVSE가 값을 제공하며 카테고리 III에 근거한다 4.6.6.8.
| 파라미터 | 61850 | 범위 | 기본값 |
|---|---|---|---|
| 고주파·저주파 드룹 기능 활성 | DHFW.FctEna / DLFW.FctEna | On | On |
| 과주파 데드밴드 dbOF / 저주파 데드밴드 dbUF | DHFW.HzStr / DLFW.HzStr | 0.017~1.0 Hz | 0.036 Hz |
| 과주파 드룹 kOF / 저주파 드룹 kUF | DHFW.WGra / DLFW.WGra | 0.02~0.05 | 0.05 |
| 개루프 응답 시간 HF / LF | DHFW.OplTmsMax / DLFW.OplTmsMax | 0.2~10 s | 5 s |
표 4. 주파수 드룹 파라미터(SAE 표 11).
이 값들은 IEEE 2800 4부에서 본 송전용 PFR의 기본값(데드밴드 0.036 Hz, 드룹 5 %)과 같다. 표 15에서 볼 대로 드룹은 EVSE가 관리하는 기능이지만 범위 열이 'On'뿐이어서 끌 수 없는 유일한 제어 기능이다. IEEE 1547-2018이 카테고리와 무관하게 모든 DER에 주파수 드룹을 요구하기 때문이다.
IEEE 1547-2018 4.10은 진입 파라미터를 정의한다. EVSE는 기본값 외의 값이 필요하면 표 12의 파라미터를 PEV에 제공해야 하고, 아니면 PEV는 기본값을 쓴다. EVSE는 방전을 허가할 준비가 될 때까지 허가 서비스를 Off로 유지해야 한다 4.6.6.9.
IEEE 1547-2018 4.6.2는 유효전력 제한 능력을 정의하고 EPRI는 DER 출력 제한 기능이라 부른다. EVSE는 기본값 외의 값이 필요하면 표 13의 파라미터(DWMX.FctEna Off·On, 기본 Off; DWMX.WLimSpt 0~100 %, 기본 100 %)를 제공하고, 허가 시점에 켜도록 지정하지 않으면 전송되지 않으며, 운전 중 EVSE가 켜고 끄고 한도를 바꿀 수 있어야 한다 4.6.6.10.
표 14는 IEEE 1547-2018 스마트 인버터 기능마다 J3072 조항, 61850 기능명, IEEE 1547 기능명, 접속 시 제공되는 정적 관리 정보를 나열한다. 허가 시점에 켤 것으로 예상되는 기능만 전송·활성화되고, 운전 중에도 관리 정보를 줄 수 있다(4.7) 4.6.6.11.
| J3072 | 61850 | IEEE 1547-2018 기능 | 관리 정보 |
|---|---|---|---|
| 4.6.6.1 | DFPF | 정역률 | (역률 설정·여자) |
| 4.6.6.2 | DVVR | 전압-무효전력 | 볼트-VAR 곡선, OplTmsMax |
| 4.6.6.3 | DWVR | 유효전력-무효전력 | 와트-VAR 곡선 |
| 4.6.6.4 | DVAR | 정무효전력 | (설정값) |
| 4.6.6.5 | DVWC | 전압-유효전력 | 볼트-와트 곡선, OplTmsMax |
| 4.6.6.6 | DHVT / DLVT | 고·저전압 트립 | OV1, OV2 / UV1, UV2 |
| 4.6.6.7 | DHFT / DLFT | 고·저주파수 트립 | OF1, OF2 / UF1, UF2 |
| 4.6.6.8 | DHFW / DLFW | 고·저주파수 드룹 | dbOF, kOF, olrtOF / dbUF, kUF, olrtUF |
| 4.6.6.9 | DCTE | 진입 파라미터 | VHiLim, VLoLim, HzHiLim, HzLoLim, RtnDlTmms, RtnRmpTmms |
| 4.6.6.10 | DWMX | 유효전력 제한 | (한도 설정) |
표 5. 관리 정보 요약(SAE 표 14 재구성). 표 14의 DVWC 행은 '와트-VAR 곡선'으로 적혀 있으나 문맥상 볼트-와트 곡선이다.
4.6.6이 정하는 기본값을 한 줄로 모으면 이렇다. 정역률 1.0이 기본 활성, 볼트-VAR·와트-VAR·정무효전력·볼트-와트·출력 제한은 기본 비활성, 전압 트립은 1.20/0.16 s·1.10/13 s·0.88/21 s·0.50/2 s, 주파수 트립은 62.0/0.16 s·61.2/300 s·58.5/300 s·56.5/0.16 s, 주파수 드룹은 데드밴드 0.036 Hz·기울기 5 %·5초로 상시 활성, 진입은 1.05·0.917·60.1·59.5와 지연·램프 300초다. 모두 IEEE 1547-2018 카테고리 B·III의 값이며 J3072가 새로 정한 수치는 없다.
J3072가 더한 것은 전송의 규칙이다. 허가 시점에 켤 기능만 보내고, 기본값은 EVSE가 정보를 만들 때의 기본이지 EVSE가 정보를 주지 못했을 때 PEV가 그 값으로 운전해도 된다는 허가가 아니며, 허가 서비스는 EVSE가 준비될 때까지 Off다. 이 세 규칙이 3부의 '불일치는 0'과 짝을 이루어, 정보가 오지 않으면 아무것도 켜지지 않고 방전도 시작되지 않게 만든다. 5부에서는 허가 뒤 세션 중의 제어, 협조 충·방전 기능, 동적 보정, 안전 요건과 부록 D·E·H를 다루고 연재를 정리한다.