축전지 병설형 풍력발전시스템의 기술 요건 | 축전지 병설형 풍력발전의 기술 요건에는 2006년 도호쿠전력(東��電力) 주식회사가 공표한 주파수변동대책에 관한 기술 요건이 있다. 이 기술 요건에는 <그림 6>에 나타난‘출력일정제어형’과 <그림 7>에 나타난‘출력변동완화제어형’의 2종류가 있다.‘ 일정출력형’은 발전계획에 근거한 출력과 풍력발전(1분 평균치)의 편차를 2% 이내로 한 것이다. 이 일정출력형 발전소는 아오모리현 롯카쇼무라에 건설되어 발전소 출력 40㎿(현재 51㎿), 풍력발전기 1.5㎿×34기 합계 51㎿, NAS전지 2㎿×17기합계34㎿로구성되어있으며,‘ 후타마타(二又) 풍력개발㈜’이 사업을 운영하고 있다. 다음으로‘출력변동완화제어형’은 임의의 시각에서 20분간 주파수 변동 대책 후 풍력발전설비합성출력(1분간 평균치)의‘최대치-최소치’를 풍력발전설비정격출력의 10% 이하로 해야 한다.(<그림 7> 참조) ㈜히타치 엔지니어링에서는 이 출력변동완화제어형 풍력발전시스템을 개발하여 아오모리현 고쇼가와라(五所川原)시에 건설했기에 이하 소개하기로 한다. 출력변동완화형 풍력발전시스템에 대해 풍력발전소의 출력변동 | 풍력발전소 출력변동의 실측 자료를 <그림 8>에 나타냈다. 이 풍력발전소는 20㎿ 규모의 윈드팜이지만 이 그림에서 나타난 것처럼 출력은 수 시간 내에 0에서 정격출력까지 변화한다. 이 변동을 기술 요건에서 정한‘20분간의 변동률’로 나타내면, 오른쪽 축과 같이 최대 80% 정도 변동하는 것을 알 수 있다. 이 변동을 축전지로 완화하는 경우에는 허용변동률이 10%이기 때문에 그 차분差分의 70%의 축전지 시스템이 필요하게 된다. 출력변동완화제어의 개요 | 출력변동완화제어의 개요를 <그림 9>에 나타내었다. 이것은 풍력발전출력에서 합성출력 목표치를 산출해 이 목표치가 되도록 축전지 시스템의 충방전제어를 통한 변동완화를 행하는 것이다. <표 1>에 변동완화제어방법의 비교 내용을 나타냈다. <표 1>의 왼쪽 그림에 나타난 것처럼 축전지의 충방전만으로 종합출력 목표치가 되도록 제어하는 경우에는 차분을 보상하기 위해 앞서 언급한 대로 대용량의 축전지 시스템이 필요하게 된다. 이번에 개발한 제어방식은 <표 1>의 오른쪽 그림과 같이 풍력발전의 출력제어기능을 사용하여 상승측의 출력변동을 축전지 시스템의 충전 가능한 변동량으로 억제한 것이다. 또한 상승측의 출력변화를 지연시켜 하강측의 변화폭을 절감시키는 효과도 있기 때문에 변동완화효과가 향상된다. 축전지의 용량은 이 제어방식에 의해 절감되며, 충방전량의 절감을 통해 축전지의 수명이 연장된다.