전압제어 FACTS 설비 SVC와 STATCOM

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전압제어 FACTS 설비 SVC와 STATCOM는 전력 계통의 전압 안정성을 높이고 송전 용량을 증대시키는 역할을 합니다. 전력 시스템에서 유연 송전 시스템(FACTS)는 전압 제어와 전력 흐름 최적화에 중요한 역할을 합니다. 특히 SVC(Static Var Compensator)와 STATCOM(Static Synchronous Compensator)는 무효 전력 제어를 통해 송전 안정성을 강화하는 데 사용됩니다.

Table of Contents

SVC(Static Var Compensator)의 개요

SVC는 무효 전력 보상을 위한 장치로서, 기계적 스위치를 사용하던 과거의 보상 장치에 비해 반응 속도가 빠르고, 정밀한 제어가 가능합니다. SVC는 사이리스터 기반의 스위치를 사용하여 유도성 혹은 용량성 무효 전력을 제어합니다.

SVC의 구성 요소

SVC는 크게 다음과 같은 주요 부품들로 구성됩니다:

변압기: 전압을 변환하여 시스템에 맞게 조정합니다.
TCR(Thyristor Controlled Reactor): 유도성 전류를 제어하여 무효 전력을 보상합니다.
TSC(Thyristor Switched Capacitor): 커패시터를 사용하여 용량성 무효 전력을 보상합니다.
필터(Filters): 고조파 전류를 제거해 주파수의 안정성을 확보합니다.

SVC의 작동 원리

SVC는 TCR과 TSC의 조합을 통해 유도성 및 용량성 전력을 동시에 제어할 수 있습니다. TCR은 연속적인 제어가 가능하며, TSC는 빠른 응답이 필요한 경우 On/Off 스위칭 제어를 통해 작동합니다.

STATCOM(Static Synchronous Compensator)의 개요

STATCOM은 전력 변환기를 사용하여 송전 계통에서 더욱 빠르고 정밀한 무효 전력 제어를 가능하게 합니다. IGBT나 IGCT와 같은 반도체 소자를 사용하여 교류(AC) 전압을 제어합니다. STATCOM은 SVC와 유사한 기능을 하지만, 더 빠른 응답 속도와 더 큰 전압 제어 범위를 제공합니다.

STATCOM의 주요 구성 요소

변환기(Inverter): DC 전원을 변환하여 계통에 연결된 AC 전원을 제어합니다.
ESS(Energy Storage System): 에너지 저장 장치를 이용해 시스템의 유연성을 높입니다.
제어 장치: STATCOM의 동작을 제어하며, 무효 전력의 공급과 흡수를 담당합니다.

STATCOM의 작동 원리

STATCOM은 전압 조정을 통해 무효 전력을 제어하고, 계통의 전압 안정성을 유지합니다. DC 변환기를 사용해 전압 및 위상 각을 조정하며, 이를 통해 AC 전류를 제어합니다. 이 방식으로 STATCOM은 계통에서 발생하는 전압 불안정을 빠르게 해결합니다.

SVC와 STATCOM의 비교

구분	SVC	STATCOM
반응 속도	비교적 느림	매우 빠름(1~2 사이클)
설치 비용	상대적으로 저렴	상대적으로 고가
전압 제어 범위	제한적	넓음
효율성	일정 전압에서 효율적	전압 범위 전체에서 효율적
설치 위치	변전소 인근	어디서든 설치 가능

적용 효과

전압 안정성: SVC와 STATCOM 모두 전력 계통의 전압을 안정화시키는 데 중요한 역할을 합니다. 특히 STATCOM은 보다 넓은 전압 제어 범위를 제공하여 더욱 효율적인 무효 전력 제어를 가능하게 합니다.
송전 용량 증대: FACTS 설비는 송전 용량을 극대화하고, 계통의 병목 현상을 제거하여 전력 계통의 전송 효율을 향상시킵니다.
경제성: STATCOM은 SVC에 비해 고가의 장비지만, 빠른 응답 속도와 넓은 전압 제어 범위로 인해 장기적으로 경제적인 선택이 될 수 있습니다.