분산 에너지 자원 관리 시스템의 필요성 증가
6/02/2023
OT-IT 융합과 AI가 재생 에너지 시장에 어떻게 긍정적인 영향을 미칠 수 있을까요?
발전과 송전 산업은 큰 도전과 큰 변화의 시작에 있습니다.
전기 자동차로의 이동과 가정용 및 상업용 부동산 모두에서 화석 연료 기반 난방 및 온수 시스템에서 멀어짐에 따라 수요가 기하급수적으로 증가할 것입니다. 전통적인 발전은 가까운 미래에 기본 부하를 제공하는 데 역할을 할 것이지만 예상되는 용량 증가는 더 많은 기존 발전소를 추가함으로써 충족될 수 없으며 충족되어서도 안 된다는 것이 널리 받아들여지고 있습니다.
이에 대한 몇 가지 이유가 있습니다.
- 전통적인 발전소는 건설 비용이 매우 고가이고, 가동에 오랜 시간이 걸리고, 인근 지역 주민들에게 인기가 없습니다.
- 화석 연료를 태우는 것은 지구 온난화를 일으키고 기후 패턴에 심각한 악영향을 미치고 있으며, 2030년까지 CO2 배출량의 55%를 줄이고 2050년까지 탄소 중립을 목표로 하는 유럽 연합의 그린딜과 같은 계획에 의해 입증되어야 합니다.
- 고압 송전망은 현재 예측된 부하를 장거리로 수송하고 분배할 수 있는 능력이 없습니다.
따라서 산업계는 소수의 추가적인 대규모 기존 발전소에 미래 발전을 기반으로 하는 대신 훨씬 더 분산된 지역 발전 및 배전 모델로 전환하고 있습니다. 이는 재생 가능 에너지원으로 구동되는 발전소에 중점을 두고 지리적으로 분산된 다수의 소규모 발전소를 기반으로 합니다.
이 새로운 모델은 업계가 역사적으로 해결해야 했던 몇 가지 새로운 과제를 제시합니다.
- 재생 가능 에너지원은 본질적으로 용량이 고정되어 있지 않거나 완전히 예측할 수 없습니다. 태양광 발전소 출력은 특정 날짜의 햇빛 강도와 계절에 따라 달라지는 일광 시간에 따라 달라집니다. 풍력 용량은 바람의 강도에 따라 달라지며, 이는 다시 매시간이 아니라 매일 달라집니다.
- 고객에게 공급되는 전압과 주파수는 인출된 부하 또는 변경 속도에 관계없이 엄격한 제한 내에서 제어되어야 합니다. 그리드에 공급되는 발전소가 많을수록 공급 전압 및 주파수 관리 문제가 더 복잡해집니다.
- 많은 수의 이질적인 에너지원이 있는 분산형 발전 모델은 발전이 단일 프로세스 및 사이트를 기반으로 하는 경우보다 훨씬 더 정교한 실시간 모니터링 및 제어가 필요합니다.
- 더 작은 규모의 생성 위치는 다양한 소유주에 의해 구축 및 운영되므로 사용되는 장비가 매우 다양하므로 데이터 수신 시스템에서 높은 수준의 다양성이 필요합니다.
이러한 문제 중 처음 두 가지는 대부분 로컬 스토리지 솔루션의 채택으로 해결됩니다. 즉, 수요에 맞게 추가 생성 사이트를 켜거나 끄기보다는 로드 밸런싱을 위해 에너지를 사용할 수 있을 때 스토리지를 유연하게 채우는 데 중점을 둡니다. 이로 인해 고용량 배터리 솔루션에 대한 요구가 증가하고 있으며, 전기 자동차로의 이전으로 인해 이미 발생한 수요가 증가하고 있습니다. 그러나 여기에는 이미 많은 EV 제조업체가 양방향(V2H) 충전 아키텍처를 채택하고 있기 때문에 약간의 시너지 효과가 있습니다. 여기서, 차량은 또한 소유자의 집을 위한 동력원의 역할을 할 수 있으며, 예를 들어 고객이 더 저렴한 하룻밤 또는 유틸리티 전환 가능한 충전 관세를 이용할 수 있도록 하는 동시에 전력 공급 그리드의 전반적인 부하 수요 변동성을 줄여 전력 유틸리티에 이익이 됩니다.
세 번째 및 네 번째 과제는 분산 에너지 자원 관리 시스템 (DERMS)으로 알려진 차세대 제어 소프트웨어로 해결되고 있으며, 다양한 범위의 로컬 장비에 인터페이스 할 수 있는 현장 게이트웨이에 결합되어 복구된 데이터를 통합 및 통합된 형식으로 업스트림 시스템에 제공합니다. 이러한 게이트웨이는 지리적으로 분산된 게이트웨이의 대규모 자산을 관리, 유지 관리 및 운영하는 것과 관련된 복잡성을 처리하고 수집된 데이터의 큐레이팅 되고 검증된 데이터 레이크를 DERMS에 제공하는 중간 계층에 연결됩니다. 이러한 시스템을 결합하면 지리적으로 분산된 발전 및 저장 자산인 수많은 다양한 기술에서 실시간 정보를 가져와 출력을 모니터링, 제어 및 집계하여 본질적으로 유틸리티 회사에 가상 발전소를 제공합니다. 이는 엔드포인트가 이미 지리적으로 널리 퍼져 있어 전기를 고객에게 전달하기 위한 새로운 고전압 백본 전송 시스템의 필요성을 줄인다는 추가적인 이점을 제공합니다.
물론 이러한 새로운 솔루션은 비용 효율적인 운영을 위해 새로운 기술을 도입해야 합니다. 유럽의 스토리지 솔루션용 리튬 이온 배터리 용량은 2021년 62GWH에서 2030년까지 664GWh로 증가할 것으로 예상됨에 따라 생산에 사용되는 기계를 만들고 검사 및 품질 관리 프로세스를 자동화하기 위해 고성능 머신 비전 및 Edge-AI 시스템에 크게 의존하게 될 새로운 기가 공장의 생성을 주도합니다.
또한 Edge-AI는 DERMS 시스템 내에서 사용되는 게이트웨이로 이동하여 사이트에서 송수신되는 트래픽을 줄이고 전반적인 시스템 응답성을 개선하며 성능 저하 또는 장애의 전조가 될 수 있는 조건을 사전에 감지하여 생성 용량에 심각한 영향을 미치기 전에 개입이 가능합니다.
전력 유틸리티가 중요한 변화의 시작에 있다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 다행히도 이는 연결성, OT-IT 융합 및 AI의 기술 발전이 여정에 상당한 긍정적인 영향을 미칠 성숙도와 비용 효율성 수준에 도달한 시기와 일치합니다.
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