병원이 폭풍으로 인해 정전이 발생합니다. 곧 배터리와 발전기가 수술실, 데이터실 및 냉각기를 공급하기 시작하며, 주요 공급이 차단되어 손상된 선으로 전력이 돌아오지 않도록 합니다. 유틸리티가 복구되는 순간, 시설은 지연 없이 그리드에 재연결해야 하지만, 이는 배터리나 발전기가 단독으로 작동하기 때문에 발생하지 않습니다. 이는 스위치기어 장비와 장치를 담당하는 제어 시스템의 도움으로 가능해집니다.
~처럼 보일 수 있습니다. 마이크로그리드 스위치기어 특별한 유형의 캐비닛을 의미합니다. 사실, 마이크로그리드 스위치기어는 다중 소스 시설에서 표준 전기 보호 장치의 배치, 정격 및 규제를 나타내며, 그리드 연결 및 섬 모드에서 원활한 작동을 가능하게 합니다.
이 가이드에서는 마이크로그리드 스위치기어에 대해 전기 아키텍처, 섬화 및 연결 순서, 인버터와 작업할 때 전통적인 보호 설정이 실패하는 이유, EPC 건설업체에 대한 요구 사항을 포함하여 자세히 설명합니다.
그렇다면 마이크로그리드 스위치기어란 무엇입니까? 그것은 마이크로그리드 소스와 부하를 연결하는 저전압 또는 중전압 스위치기어입니다. 마이크로그리드 컨트롤러에 연결된 스위치기어는 그리드 실패 시 회로를 열고 지역 에너지원이 독립 모드에서 시설에 전력을 공급할 수 있도록 합니다. 모든 것이 재연결 준비가 되었을 때 동기화 작업 후에만 스위치기어가 그리드에 연결할 수 있도록 허용합니다. 기존 스위치기어와의 차이는 설계가 아니라 다중 소스 시설에서 보호 및 전환 장치의 조정에 있습니다.
마이크로그리드 스위치기어란 무엇입니까?
미국 에너지부에 따르면, 마이크로그리드는 특정 전기 경계 내에 포함된 상호 연결된 부하와 분산 에너지 자원으로 구성되며, 독립적으로 또는 그리드와 함께 하나의 기능적 시스템으로 작동할 수 있으며, 그리드에 연결 및 분리할 수 있습니다 (톤과 스미스, 미국 에너지부의 마이크로그리드 이니셔티브). 스위치기어는 마이크로그리드의 물리적 한계를 설정하는 것입니다.
마이크로그리드 스위치기어가 기존 스위치기어와 다른 점
기존 배급 스위치기어의 경우, 하나의 주요 소스만 존재한다고 가정합니다. 유틸리티는 부하에 전력을 공급하고, 고장 전류도 유틸리티에 의해 공급되며, 이는 그 전제에 따라 설정된 보호 장치의 도움을 받습니다. 마이크로그리드 개념은 앞서 언급한 세 가지 가정을 모두 깨뜨립니다. 따라서 전력은 공급선을 통해 양방향으로 흐를 수 있으며, 고장 전류는 서로 다른 소스에서 동시에 발생할 수 있고, 사이트가 그리드에서 분리될 때 그 값이 변경됩니다.
장비 자체는 여전히 인커머, 버스 섹션, 피더 브레이커 및 릴레이로 구성되어 있기 때문에 비슷하게 보일 수 있지만, 성능 사양은 다릅니다. 각 소스는 자체 브레이커와 계량기를 가져야 하며, 버스바 레이아웃 설계는 소스를 추가하거나 제거할 수 있도록 해야 하고, 보호 시스템은 두 가지 작동 모드 모두에서 작동할 수 있어야 합니다.
회로 차단기, 릴레이 및 마이크로그리드 컨트롤러의 역할
세 가지 계층은 함께 작동하여 원하는 동작을 생성합니다. 회로 차단기는 스위칭 기능을 수행하고 고장 중단을 트리거합니다. 보호 릴레이는 고장을 제거하기 위해 회로 차단기를 트리거해야 하는 특정 상황을 결정합니다. 마이크로그리드 컨트롤러는 그리드 연결 상태에서 섬 상태로 전환할 시기를 결정하고, 어떤 장치를 먼저 시작해야 하는지도 결정합니다. 릴레이는 밀리초 단위로 동작을 수행하는 반면, 컨트롤러는 전체 사이트의 운영을 관리합니다.
LV 대 MV 마이크로그리드 스위치기어
| 기능 | 저전압 마이크로그리드 | 중전압 마이크로그리드 |
| 일반적인 전압 | 400 V (IEC) 또는 480 V (북미) | 10 kV, 11 kV, 13.8 kV, 33 kV 및 유사 |
| 일반적인 사이트 | 상업 건물, 공장, 캠퍼스, 병원 | 대규모 산업 사이트, 유틸리티 피더, 원격 커뮤니티 |
| 주요 스위칭 장치 | 스위치보드의 공기 차단기 및 성형 케이스 차단기 | 금속 밀폐형 스위치기어의 진공 차단기 |
| 보호 | 종종 차단기에 내장된 트립 유닛과 PCC에 별도의 릴레이 | CT 및 VT로 공급되는 별도의 보호 릴레이 |
| 주요 IEC 표준 | IEC 61439-2 | IEC 62271-200 |
일반적으로 상업 시설은 마이크로그리드 스위치보드가 필요합니다. 400 V 전압으로 작동할 수 있는 반면, 산업 사이트에는 11 kV 마이크로그리드 중전압 스위치기어가 필요합니다. 이들은 고장 수준, 차단 기술, 보호 철학 및 비용을 포함한 여러 측면에서 다릅니다. 두 유형의 사이트에 대해 하나의 일반적인 다이어그램으로 이해할 수 없으므로, 사용될 장비를 선택하기 전에 전압 수준을 먼저 설정해야 합니다. 마이크로그리드 시스템의 작동 방식.
일반적인 상업 또는 산업 사이트의 마이크로그리드에 대한 간단한 단선 다이어그램
A 서비스 연결은 수익 계량기가 있는 공통 결합 지점의 전력망에 연결됩니다. 주요 스위치기어 버스는 대부분 버스 커플러 브레이커로 섹션으로 분리됩니다.
태양광 PV 피더: 자체 브레이커를 통해 들어오는 인버터 출력
배터리 에너지 저장 시스템(BESS) 피더: 자체 브레이커를 통해 들어오는 PCS의 출력, 대부분 MV에서 승압 변압기가 있습니다.
인커밍 발전기: 동기화 제어가 있는 브레이커
중요 부하 피더와 비중요(분쇄 가능한) 부하 피더
위에서 언급한 모든 것을 관리하는 마이크로그리드 컨트롤러 및 보호 릴레이.
비판적 부하 공급선과 비비판적(분쇄 가능한) 부하 공급선
위에서 언급한 모든 것을 관리하는 데 도움을 주는 마이크로그리드 컨트롤러 및 보호 릴레이.
이 주소는 마이크로그리드 단선도에 대한 개념적 레이아웃이지만, 실제 단선도는 고려 중인 마이크로그리드 시스템의 전압 및 설계로 인해 필요한 변압기, PCS, 접지, 동기화 지점 및 계측 변압기를 포함해야 한다는 점에 유의해야 한다.
유틸리티 그리드 및 공통 연결 지점(PCC)
공통 연결 지점은 마이크로그리드가 유틸리티와 연결되는 지점이다. 현장의 PCC 차단기는 가장 중요한 스위칭 장치가 된다. 그 열림은 섬을 만들고, 닫힘은 다시 그리드에 연결된다. 일반적으로 유틸리티 회사에서 요구하는 보호, 계량 및 인터록 시스템을 갖추고 있으며, 릴레이의 설정은 유틸리티 승인을 통해 얻어진다.
태양광 PV 및 배터리 에너지 저장 인터페이스
PV 인버터와 BESS 전력 변환 시스템은 전용 피더 차단기를 통해 연결됩니다. 중간 전압에서 각 시스템은 일반적으로 스텝업 변압기를 통해 연결되며, 종종 컴팩트한 변전소에 패키징됩니다. Subian의 가이드는 에너지 저장 컴팩트 변전소 해당 인터페이스를 자세히 다룹니다. 스위치기어의 경우 중요한 점은 인버터 기반 소스가 고장 시 회전 기계와 매우 다르게 작동한다는 것이며, 이는 아래의 보호 섹션에서 다루어집니다.
디젤 발전기 및 백업 소스
전기 발전기는 높은 수준의 고장 전류를 생성하고 전압 및 주파수를 효과적으로 조절하여 섬 보호를 단순화합니다. 자체 인커머 차단기를 갖추는 것 외에도, 다른 소스 또는 전력망과 병렬로 작동하기 위해 발전기 보호 및 동기화 장치가 필요합니다.
마이크로그리드 컨트롤러, 버스바 및 중요 부하
마이크로그리드 섬 형성을 위한 필수 요구 사항은 자율적으로 전압과 주파수를 생성할 수 있는 소스의 존재입니다. 이는 발전기 또는 배터리 인버터가 그리드 형성 장치로 구성되어야 함을 의미합니다. 대부분의 PV 인버터와 많은 BESS 인버터는 그리드 추종 방식으로 작동하며, 이는 이미 존재하는 전압을 추적하고 스스로 섬 형성을 수행할 수 없음을 의미합니다. 더 많은 차단기를 추가해도 상황은 변하지 않습니다. 컨트롤러는 발전 유닛의 배치와 부하 절감을 통해 섬의 수요를 그리드 형성 소스의 능력 한계 내로 유지하기 위해 작동합니다.
다중 소스 스위칭: 그리드 연결 vs 섬 작동
네 가지 운영 단계
| 단계 | 스위치기어 작동 | 제어 우선순위 |
| 정상 그리드 연결 작동 | 운영 전략에 따라 PCC 차단기가 닫힘 | 전력 교환, 보호 및 계량 |
| 그리드 고장 | 그리드 장애가 감지되고 보호 논리에 의해 PCC 차단기가 열림 | 비활성화된 유틸리티 네트워크로의 의도하지 않은 수출 방지 |
| 섬 작동 | 지역 소스 및 부하 피더가 배치되며, 필요 시 비중요 부하가 절감됨 | 주파수, 전압 및 부하 균형 |
| 그리드 복구 | 재연결 조건이 확인된 후 PCC 차단기가 다시 닫힘 | 동기화, 인터록 및 그리드 모드 보호 복원 |
전형적인 그리드 연결 작동
PCC가 닫히면 유틸리티가 전압과 주파수를 유지합니다. PV와 BESS는 그리드 추종 자원으로 작동하며, 컨트롤러는 수입 및 수출을 처리하고, 그리드에서 제공되는 대규모 고장 전류에 대한 보호가 마련되어 있습니다.
유틸리티 그리드 정전 시 예상되는 사항은 무엇인가요?
PCC의 보호 시스템은 비정상적인 전압 및/또는 주파수를 감지하고 PCC에서 차단기를 엽니다. 분산 자원은 주요 공급이 중단된 유틸리티 네트워크를 에너지를 공급해서는 안 됩니다. IEEE 1547은 분산 에너지 자원의 상호 연결 요구 사항을 정의하며, 여기에는 비정상적인 그리드 이벤트 및 섬 형성 프로세스에 대한 반응이 포함됩니다.
섬 형성과 중요 부하 공급
섬이 형성되면, 그리드 형성 자원이 전압과 주파수에 대한 제어를 맡고, 다른 자원들은 이를 따르며, 컨트롤러는 공급이 부족할 경우 부하를 분리합니다. 중요한 부하가 중단되는지는 설계에 따라 다릅니다. 사전 동기화된 그리드 형성 BESS가 있는 시스템은 발전기 시작을 기다리는 시스템보다 더 원활한 작동을 할 수 있습니다. PCS, 제어 방식 및 전환 방법이 테스트되지 않은 한, 어떤 마이크로그리드도 제로 중단 장치로 지정될 수 없습니다.
안전한 동기화 및 재연결
유틸리티가 복귀하면, 컨트롤러는 안정적인 그리드 전압과 주파수를 기다리고, PCC 차단기가 닫히기 전에 섬의 전압, 주파수 및 위상 각도를 그리드와 동기화합니다. 보호 설정은 그리드 연결 모드로 돌아갑니다. 인터록은 PCC가 비동기화 상태로 닫히는 것을 방지하여 발전기와 변압기의 손상을 초래할 수 있습니다.
마이크로그리드 스위치기어 보호: 왜 기존 설정이 실패할 수 있는가
여기서 마이크로그리드 프로젝트가 가장 자주 잘못됩니다.
과전류 및 지락 보호
일반적인 과전류 릴레이 시스템은 결함이 정상 부하보다 훨씬 큰 전류를 생성한다는 아이디어에 의존하며, 이는 그리드 연결 시스템에 적용됩니다. 그러나 오직 인버터만 사용하는 섬 시스템의 경우, 이는 사실이 아닐 수 있습니다. 샌디아 국립 연구소에서 수행된 연구에 따르면, 인버터 기술은 일반적으로 결함 발생 시 정격 전류의 약 1.1배에서 2.5배 사이의 한계를 가지며, 따라서 인버터 기반 발전이 널리 사용되는 마이크로그리드에서는 일반적인 과전류 보호 시스템이 작동하지 않을 수 있습니다 (샌디아, 다중 인버터 마이크로그리드 실험적 결함 테스트). 결함 전류가 부하 전류보다 약간 높은 경우, 결함 전류와 부하 전류를 구별하기 어렵습니다.
다중 전력원에 대한 방향성 보호
여러 피더에 전원이 있는 경우, 결함 전류는 여러 방향에서 도착할 수 있습니다. 비방향성 릴레이는 건강한 피더를 차단할 수 있습니다. 방향성 과전류 보호는 각 릴레이가 자신의 보호 구역 내의 결함에만 반응하도록 하여 선택적인 차단을 유지합니다.
그리드 연결 및 섬 모드에서의 적응형 보호
두 운영 모드에서 결함 수준이 크게 다르기 때문에, 많은 마이크로그리드는 적응형 보호에 의존하며, 각 보호 릴레이는 별도의 설정 그룹을 포함합니다. 활성 그룹의 선택은 컨트롤러 또는 PCC 차단기의 상태에 따라 달라지며, 섬 운영 모드에서는 더 낮은 픽업 값을 사용하는 것이 필요합니다. 적응형 방식에서는 통신이 신뢰할 수 있어야 하며, 커미셔닝 과정에서 확인되어야 합니다.
동기화 검사 및 재연결 인터록
동기화 검사 릴레이는 두 개의 활성 시스템을 연결할 수 있는 모든 차단기를 감독합니다: PCC, 발전기 인커머 및 일부 설계에서 버스 커플러.
| 보호 기능 | ANSI 코드 | 마이크로그리드에서의 주요 목적 |
| 위상 과전류 | 50/51 | 모드 의존 설정이 있는 위상 고장 보호 |
| 지락 | 50N/51N | 각 모드의 접지 배치에 민감한 지락 보호 |
| 방향성 과전류 | 67 | 다중 소스를 통한 고장 방향 구분 |
| 과전압/저전압 | 27/59 | PCC에서의 비정상 전압 감지 포함 |
| 과주파/저주파 | 81U/81O | 비정상 주파수 감지, 섬 상태 감지 지원 |
| 동기 검사 | 25 | 설정된 한도 내에서만 두 개의 활성 시스템을 닫을 수 있도록 허용 |
| 역전력 또는 방향성 전력 | 32 | 수출 한도 및 전력 방향 보호 |
어떤 마이크로그리드 보호 릴레이 필요한 기능, 설정 방법 및 낮은 고장 전류를 감지할 수 있는지 여부는 특정 시스템에 대한 보호 조정 연구에서 나와야 합니다. ANSI 코드 목록은 연구의 출발점이지만 대체물은 아닙니다.
마이크로그리드 스위치기어 대 ATS 대 링 메인 유닛
백업 공급을 위한 자동 전환 스위치
전환 스위치는 정규 소스에서 백업 소스로 전기를 자동으로 전환하며 그 반대도 가능합니다. 하나의 부하 버스를 두 개의 소스에 연결하지만 PV 생성, 저장 또는 전력망으로의 수출을 관리하지 않습니다. 마이크로그리드 전환 스위치 마이크로그리드에 통합하는 것이 가능합니다. 따라서 ATS는 마이크로그리드 자체라고 할 수 없습니다.
중전압 배전을 위한 RMU
링 메인 유닛은 MV 링 피더를 전환하고 격리하며 배전 변압기를 보호합니다. 일반적으로 부하 차단 스위치 및 퓨즈 또는 소형 차단기를 사용합니다. 이 유닛은 자신의 역할을 잘 수행하지만 다중 소스 조정이나 적응형 보호를 위해 설계되지 않았습니다.
다중 소스 조정을 위한 마이크로그리드 스위치기어
| 기능 | ATS | 링 메인 유닛 | 마이크로그리드 스위치기어 |
| 주요 작업 | 두 개의 소스 간에 부하 전환 | MV 링 전환 및 변압기 보호 | 여러 소스와 부하를 연결, 격리 및 보호 |
| 소스 수 | 두 개 | 일반적으로 하나의 상류 네트워크 | 여러 개, 그리드, PV, BESS 및 발전기를 포함 |
| 수출 제어가 있는 섬 상태 | 아니요 | 아니요 | 예, 마이크로그리드 컨트롤러 하에 |
| 보호 | 기본 | 퓨즈 또는 차단기 릴레이 | 조정된, 종종 적응형 및 방향성 |
세 가지는 상호 배타적이지 않습니다. 하나의 프로젝트는 MV 링에 RMU를 사용하고, 소규모 생명 안전 부하에 ATS를 사용하며, 메인 버스에 마이크로그리드 스위치기어를 사용할 수 있습니다.
Siemens, Schneider 및 Eaton: 마이크로그리드 스위칭 아키텍처
다양한 제조업체가 다양한 패키지를 제공합니다. 이 제품에 대한 공개 콘텐츠는 구성에 대한 다양한 선택을 개요합니다.
Siemens 마이크로그리드 통합 스위치보드
2026년 10월 29일, Siemens는 마이크로그리드의 전력, 보호 및 제어 기능이 통합된 마이크로그리드 통합 스위치보드(MIS)를 출시했습니다. 이 시스템은 SICAM A8000 컨트롤러, SIPROTEC 릴레이 보호 및 UL 891 구조를 사용합니다. 이 회사는 유틸리티, 발전기, 태양광 PV 및 배터리 저장 간의 조정을 향상시킨다고 주장하며, 섬 상태, 블랙 스타트 및 수요 반응을 포함합니다. 그는 장비의 설계 과정이 건설 현장에서 공장으로 이동한다고 말합니다.
슈나이더 일렉트릭 에코스트럭처 마이크로그리드 플렉스
슈나이더 일렉트릭 에코스트럭처 마이크로그리드 플렉스는 배터리 저장, 소프트웨어, 분석 및 에너지 제어 센터(ECC)를 결합한 표준화된 솔루션으로 회사에서 판매하고 있습니다. 이는 사양과 커미셔닝 간의 기간을 단축하는 것을 목표로 합니다.
이튼 파워 엑스퍼트 마이크로그리드 솔루션
이튼은 부하 및 소스의 시퀀싱 자동화를 지원하는 파워 엑스퍼트 마이크로그리드 컨트롤러를 제공한다고 주장합니다. 이 회사는 병원에서 마이크로그리드 스위치보드 사용에 대한 사례를 발표했습니다.
하드웨어 통합 대 컨트롤러 기반 아키텍처
| 접근 | 작동 방식 | 강점 | 트레이드오프 |
| 통합 스위치보드 | 컨트롤러, 릴레이 및 배급이 하나의 공장 유닛으로 제작 및 테스트됨 | 현장 통합 감소, 더 빠른 커미셔닝 | 표준 구성에 가장 적합함 |
| 컨트롤러 기반 | 별도의 컨트롤러가 하나 이상의 공급업체로부터 스위치기어를 감독합니다 | 복잡한 MV 또는 레트로핏 사이트에 유연함 | 더 많은 현장 엔지니어링 및 통합 테스트 |
Mitsubishi Electric의 저전압 스위치기어 제품 시스템은 저전압 스위치보드 제품을 위한 다양한 옵션을 제공합니다. Siemens는 IEC 규격에 따라 제작된 스위치기어 구성을 사용하며, 별도의 컨트롤러와 릴레이 메커니즘을 사용합니다. 반면 Subian Electric은 독립 제조업체로 Siemens, Schneider Electric 또는 Eaton과의 제휴가 없습니다.
마이크로그리드의 스위치기어와 관련된 IEC 및 IEEE 규정
첫 번째는 저전압 전력 스위치기어 및 제어 조립체에 대한 표준인 IEC 61439-2입니다. 이 저전압 스위치보드는 현대 마이크로그리드의 대부분에 대해 주요 버스바 역할을 합니다.
두 번째 표준은 1 kV를 초과하고 52 kV까지 도달하는 서비스 전압을 위한 금속 밀폐형 AC 스위치기어에 관한 IEC 62271-200입니다. 이 표준은 중전압 마이크로그리드의 스위치기어를 언급합니다.
IEEE 2030.7-2017 표준은 마이크로그리드 컨트롤러의 작동 특수성에 대해 다루며, 두 가지 주요 기능인 운영 조건 간 전환과 마이크로그리드 자산의 배치에 중점을 둡니다.
마지막 표준인 IEEE 2030.8-2018은 위에서 언급한 기능에 대한 마이크로그리드 컨트롤러의 테스트에 집중합니다.
IEEE 1547-2018은 그리드 연결 분산 에너지 자원의 상호 연결 및 상호 운용성에 관한 것입니다.
이러한 표준은 서로 다른 수준에 해당합니다. IEC 61439-2를 준수하여 제작된 스위치보드가 반드시 마이크로그리드 컨트롤러는 아니며, IEEE 2030.7 표준을 준수하는 마이크로그리드 컨트롤러가 주변에 설치된 스위치기어가 올바르게 평가되었다는 것을 증명하지 않습니다. 완전한 마이크로그리드는 모든 수준의 준수 장비와 시스템 테스트가 필요합니다.
태양광, BESS 및 산업 응용을 위한 마이크로그리드 스위치기어
배터리 에너지 저장 마이크로그리드가 있는 태양광 PV
태양광 PV 및 배터리 에너지 저장 마이크로그리드는 인버터에 크게 의존하며, 이는 섬 모드에서 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)이 그리드의 에너지원 역할을 하며, 오직 고장 전류의 발생만이 보호에 도전 과제가 된다는 것을 의미합니다. BESS에서 사용되는 장비는 공급 회로 차단기를 통해 양방향으로 에너지 흐름을 처리해야 합니다.
산업 환경 및 필수 부하
중장비가 있는 시설은 섬 모드에서 모터 작동 중 부하에 적합한 스위치기어 및 에너지 생성 기준을 갖추어야 합니다. 부하를 차단하면 발생할 수 있는 변화에도 불구하고 부하가 작동할 수 있도록 보장하는 데 도움이 됩니다.
외딴 지역 및 오프 그리드 전력 시스템
지역 유틸리티 그리드와의 연결이 부족하면 시스템은 섬 모드에 머물게 됩니다. 공통 결합점(PCC)이 사라지더라도 보호 장치와 배치 프로그램은 여전히 사용됩니다.
상업 및 캠퍼스 마이크로그리드
병원, IT 시설, 대학 및 대학교는 중단 없는 시스템 운영을 가능하게 하기 위해 지역 재생 가능 에너지 생산 시설, 배터리 에너지 저장 시스템(BESS) 및 발전기의 형태로 자체 에너지 공급 시스템을 가질 수 있습니다.
EPC 프로젝트를 위한 마이크로그리드 스위치기어 사양 지정 방법
전압, 버스바 전류 및 단락 내량 등급
버스바의 등급을 결정할 때는 모든 출처의 최대 결합 출력을 평가해야 하며, 유틸리티의 출력만 고려해서는 안 됩니다.
단락 내량에 대한 등급은 모든 기계가 유틸리티에 연결되어 있을 때의 최악의 시나리오로 간주되는 사항을 알려야 합니다.
입력 출처 수 및 차단기 구성
컨트롤러에 의해 켜지거나 꺼져야 하는 각 전원 출처 및 각 부하 그룹에 대해 차단기 수를 결정해야 합니다. 또한 시스템 설계에서 태양광 또는 기타 저장 시스템의 향후 추가를 위한 여유를 두어야 합니다.
중요한 부하를 분리하기 위해 버스 커플러가 필요한지 여부를 결정하십시오.
보호 릴레이 및 통신 요구 사항
보호 릴레이의 기능, 각 운영 모드에 대한 설정 그룹 및 IEC 61850 또는 Modbus와 같은 보호 릴레이에서 컨트롤러 및 SCADA로의 통신 방법이 프로젝트 제어 설계에서 정의되어야 합니다.
인터록, 테스트 및 커미셔닝
프로젝트 제어 설계는 PCC, 발전기 및 버스 커플러 차단기에서 전기적 및 기계적 인터록을 정의하고 설정해야 합니다. 또한 그리드 연결, 섬 모드 및 블랙 스타트의 각 전이 상태에 대한 공장 수용 테스트 및 현장 테스트를 지정해야 합니다.
마이크로그리드 스위치기어 공급업체를 위한 RFQ 체크리스트
| 항목 | 제공하거나 지정해야 할 사항 |
| 시스템 단선도 | 모든 출처, 부하, 변압기 및 PCC 위치 |
| 전압 및 주파수 | 정격 전압, 장비의 최고 전압, 50 또는 60 Hz |
| 출처 | 각 출처의 유형 및 등급: 유틸리티, PV, BESS, 발전기; 그리드 형성 |
| 정격 | 버스바 전류, 단락 내량, 각 방향에 대한 차단기 등급 |
| 접지 | 그리드 연결 및 섬 모드에서의 시스템 접지 |
| 보호 | 릴레이 기능, 설정 그룹, 조정 연구 결과 |
| 제어 및 통신 | 컨트롤러 범위 및 공급업체, 프로토콜, SCADA 인터페이스 |
| 운영 순서 | 섬 모드, 재연결, 부하 차단 및 블랙 스타트 로직 |
| 표준 및 테스트 | IEC 61439-2 또는 IEC 62271-200, 공장 및 현장 수용 기준 |
| 환경 및 인클로저 | 실내 또는 실외, IP 등급, 주변 온도 범위, 고도 |
수비안 전기의 중전압 및 저전압 스위치기어
수비안 전기는 IEC 기반 마이크로그리드의 중추를 형성하는 스위치기어 하드웨어를 제조합니다: 인커머, 피더, 버스 섹션 및 보호 구획. 각 프로젝트에 대해 시스템 통합자와 함께 컨트롤러 및 보호 방안이 지정됩니다.
MV 피더 및 차단기 응용을 위한 KYN28A-12
방법 KYN28A-12 철거 가능한 금속 밀폐형 스위치기어 12 kV, 50 Hz 금속 클래드 설계로, 철거 가능한 진공 차단기와 다섯 가지 예방 인터록이 있습니다. MV 마이크로그리드에서 PCC 인커머, 발전기 및 BESS 인커머, 그리고 나가는 피더에 적합하며, 각 프로젝트에 맞게 릴레이 방안이 구성됩니다. 수비안의 VS1 실내 진공 차단기. MV 링이 사이트 주변에 전력을 분배하는 경우, HXGN15-12 링 메인 유닛 변압기 피더에 서비스를 제공할 수 있습니다.
LV 배전 시스템을 위한 GCS 및 MNS
저전압 마이크로그리드의 경우, GCS 저압 인출형 스위치기어 (380/660 V, 최대 4000 A) 및 MNS 저전압 철거형 스위치기어 (380/660 V, 최대 6300 A)는 IEC 61439 및 GB 7251에 따라 제작됩니다. 이들의 철거형 기능 유닛은 유틸리티, PV, BESS, 발전기 및 중요 부하 회로에 별도의 경로를 할당하는 데 실용적입니다.
마이크로그리드 통합을 위한 엔지니어링 인터페이스
MV에서 소스가 연결되는 경우, 수비안의 YB 시리즈 조립식 변전소 변압기를 MV 및 LV 장비와 하나의 인클로저에 결합합니다. 각 프로젝트에 대해 수비안은 승인된 단선도에 따라 스위치기어를 제작하며, 차단기 구획, CT 및 VT 조항, 보조 배선 및 시스템 설계자가 지정한 보호 릴레이 및 컨트롤러를 위한 인터록을 준비합니다. 더 넓은 범위는 고전압 및 저전압 스위치기어.
자주 묻는 질문
마이크로그리드 스위치기어란 무엇인가요?
LV 및 MV 유형의 스케일링 및 절연 스위치 및 보호 장치는 마이크로그리드의 전원 소스와 부하 지점을 연결하며, 이는 마이크로그리드 관리자에 의해 제어됩니다.
마이크로그리드 스위치기어는 어떻게 작동하나요?
차단기는 모든 소스와 부하 그룹을 공통 버스에 연결합니다. 결함 조건은 릴레이에 의해 제거되며, 컨트롤러는 그리드 실패 시 PCC 차단기를 열고, 지역 소스를 섬 모드로 작동시키며, 동기화 후 그리드에 다시 연결합니다.
마이크로그리드는 유틸리티 그리드 없이 작동할 수 있나요?
예, 전압과 주파수를 결정할 수 있는 소스가 있다면 가능합니다 – 예를 들어, 발전기나 그리드 형성 배터리 인버터 – 중요 부하를 허용할 수 있는 충분한 전력 수준과 섬 결함 수준을 처리할 수 있는 보호 장치가 필요합니다.
마이크로그리드 스위치기어와 ATS의 차이점은 무엇인가요?
ATS는 두 소스 간에 하나의 부하를 전환합니다. 마이크로그리드 스위치기어는 여러 소스와 부하를 조정하고, 그리드로의 수출을 제어하며, 컨트롤러 하에 섬 모드 및 재연결을 지원합니다.
섬 모드에서 마이크로그리드 보호는 어떻게 변화하나요?
결함 전류는 일반적으로 감소하며, 때로는 인버터 소스에서 정격 전류의 1.1배에서 2.5배로 떨어지므로, 릴레이는 종종 더 민감한 설정 그룹으로 전환하고 방향성, 전압 및 주파수 기능에 더 의존합니다.
마이크로그리드에 그리드 형성 인버터가 필요합니까?
섬으로 작동하기 위해서는 그리드 형성 소스가 필요합니다. 이는 일반적으로 BESS에 있는 그리드 형성 인버터 또는 동기 발전기가 될 수 있습니다. 그리드 추종 PV 인버터는 혼자서 섬을 형성할 수 없습니다.
마이크로그리드에서 공통 결합점(PCC)은 무엇인가요?
마이크로그리드가 유틸리티 네트워크에 연결되는 지점입니다. PCC 차단기는 섬을 형성하기 위해 열리고, 유틸리티 승인 보호 및 동기화 제어 하에 재연결하기 위해 닫힙니다.
마이크로그리드 스위치기어에 적용되는 표준은 무엇인가요?
LV 조립체에 대한 IEC 61439-2, MV 금속 밀폐형 스위치기어에 대한 IEC 62271-200, 마이크로그리드 컨트롤러 및 그 테스트에 대한 IEEE 2030.7 및 2030.8, 분산 에너지 자원 상호 연결에 대한 IEEE 1547.
참고 문헌
- 미국 에너지부: 미국 에너지부의 마이크로그리드 이니셔티브 (Ton and Smith)
- 샌디아 국립 연구소: 다중 인버터 마이크로그리드 실험적 고장 테스트
- NREL: IEEE 표준 1547-2018의 주요 내용
- IEEE 2030.7-2017 마이크로그리드 컨트롤러 사양 표준
- IEEE 2030.8-2018 마이크로그리드 컨트롤러 테스트 표준
- IEC 61439-2:2020 전력 스위치기어 및 제어기어 조립체
- IEC 62271-200:2021 1 kV 이상 및 52 kV까지의 AC 금속 밀폐형 스위치기어
결론
마이크로그리드 스위치기어 물리적 형태가 아니라 기능에 의해 결정됩니다; 다양한 소스에서 전기를 양방향으로 안전하게 전송할 수 있어야 하며, 필요할 때 그리드에서 안전하게 분리되고, 그리드에서 격리될 때 충분히 공급되지 않는 중요한 애플리케이션에 전력을 공급하고, 안전 기준에 따라 다시 연결해야 합니다. 이 작업은 그리드 형성 에너지 소스의 존재, 인버터 한계로 인해 꺼지지 않는 보호 장치, 그리고 컨트롤러에 따라 이루어집니다.
주의해야 할 주요 사항:
PCC 차단기는 섬의 작동을 정의하며, 나머지 모든 것은 그 보호 및 제어 수단에 의존합니다.
섬에는 그리드 형성 에너지 소스가 제공되어야 하며, 차단기만으로는 충분하지 않습니다.
고장 순간의 인버터 전류는 정격 전류의 1.1 – 2.5를 초과하지 않으며; 따라서 마이크로그리드 보호는 작동 모드에 따라 특별한 설정을 가져야 하며, 일부 조정 연구를 통해 검증되어야 합니다.
ATS, RMU 및 마이크로그리드 스위치기어 서로 다른 목적을 가지고 있지만 동일한 프로젝트에서 사용할 수 있습니다.
LV 및 MV 마이크로그리드에 대해 별도로 이야기하며, RFQ에 등급, 운영 절차 및 테스트 기준이 제공되도록 합니다.
Subian Electric는 귀하의 연결 다이어그램에 따라 마이크로그리드 스위치기어 설계에 신뢰할 수 있는 파트너입니다., Subian Electric에 문의하십시오 에너지 소스, 전압 수준 및 보호 요구 사항 목록이 있는 경우. 엔지니어링 부서는 설계를 승인하고 스위치기어에 대한 도면과 견적을 보내드립니다.