발전기 병렬 운전, Droop or Isochronous

 

현장에서 배운 경험을 토대로 발전기(Engine or Turbine + Generator) 병렬 운전을 이야기 해보고자 합니다.

 

발전기 2대 혹은 그 이상이 전력망과 연결 안 된채로 (아일랜드 모드, Island moad) 병렬 운전 중일때, 1개의 발전기는 Isoch 모드로, 나머지 발전기는 Droop 모드로 설정하여야 합니다.

 

만약 2개 이상의 발전기를 Isoch 모드로 병렬운전 한다면, 부하의 변화에 따라 2대의 발전기가 서로 주파수를 맞추기 위해 충돌이 일어날 것 이기 때문입니다.

 

예를 들어 보겠습니다. 

5개의 발전기가 있으며 각각의 정격은 15MW입니다. 즉 가능한 총 출력은 75MW 입니다.

이 때, 25MW의 부하를 60Hz에서 안정적으로 사용하고 있다고 가정합니다.

한개의 발전기는 Isochronous Mode이고, 나머지 4개의 발전기는 Droop Mode 입니다.

각각의 발전기는 5MW 씩의 부하를 담당하고 있습니다. 병렬 운전이 잘 되고 있는 상태입니다.

 

갑자기 시스템 어딘가에서 대형 워터 펌프 모터가 시동됩니다. 모터의 정격은 1.5MW입니다.

이 모터가 기동되면 즉각적으로 아일랜드 전력망의 주파수가 감소하기 시작합니다. 이 때, Isoch Mode 인 발전기 1대가 즉시 주파수 감소를 감지하고 다시 60Hz로 맞추기 위해 엔진 혹은 터빈으로 주입되는 연료를 증가 시킬 것 입니다.

 

이렇게 되면 Isochronous Mode 인 발전기의 부하는 6.5MW로 증가 할 것입니다. Droop Speed Control로 작동하는 다른 기계는 모터 기동 될 때 주파수가 약간 출렁이겠지만 시스템이 안정화되었을 때 모두는 60Hz로 유지 될 것 입니다.