10kV 배전 변압기 및 마이크로그리드 협업 운영 제품 솔루션

1. 도전 과제

1.1 양방향 전력 흐름에 대한 적응성 부족

• 전압 변동 및 과부하 위험

양방향 전력 흐름은 전압 불안정과 장비 과부하를 악화시키며, 변압기와 전력망의 무결성을 위협합니다. 강화된 적응 설계가 필수적입니다.

• 단방향 설계의 한계

전통적인 10kV 배전 변압기는 단방향 전력 흐름을 위해 설계되어 있어 마이크로그리드에서 분산 발전 통합을 수용하는 데 어려움을 겪습니다.

• 전력 품질 및 장비 수명

최적화된 변압기 설계는 양방향 전력 흐름 적응성을 개선하여 안정적인 전력 공급과 장비 수명 연장을 보장합니다.

1.2 전력 품질 제어의 도전 과제

• 간헐성 및 고조파 왜곡

마이크로그리드는 간헐적인 재생 에너지 발전과 전력 전자 장치로부터 발생하는 고조파 오염으로 인해 전압/주파수 안정성에 도전을 받습니다.

• 손실 증가 및 절연 저하

복잡한 전력 환경은 변압기 손실과 국소 과열을 가속화하여 절연 노화와 고장 위험을 초래합니다.

• 운영 안전성 향상

고급 전력 품질 완화 기술은 변압기 손실과 고장을 줄여 더 안전한 마이크로그리드 운영을 보장합니다.

1.3 빈약한 통신 및 제어 조정

• 실시간 데이터 교환 제한

기존 10kV 변압기는 마이크로그리드 에너지 관리 시스템(EMS) 통합을 위한 강력한 통신 인터페이스가 부족합니다.

• 스케줄링 및 최적화 장애

유연한 디스패치 및 최적의 마이크로그리드 운영을 방해하는 제한된 상호 운용성이 있습니다.

• 지능형 업그레이드 필요성

IoT 기반 통신 프로토콜(예: IEC 61850)을 사용하는 스마트 변압기 업그레이드는 그리드 엣지의 제어 가능성을 위해 중요합니다.

1.4 부적절한 보호 구성

• 보호 조정 문제

전통적인 보호 체계는 분산 에너지 자원(DERs)에 의해 발생하는 고장 전류 방향성 변화를 해결하지 못합니다.

• 잘못된 트립 위험

양방향 전력 흐름은 과전류/대지 고장 보호 조정을 복잡하게 하여 오작동 위험을 증가시킵니다.

• 적응형 보호 솔루션

방향성 과전류 계전기와 동기화 파저기 기반 알고리즘이 하이브리드 그리드에서 고장 격리를 위해 필요합니다.

2. Vizman 전력 솔루션

2.1 글로벌 핵심 설계 최적화

• 다중 표준 호환성

11~66kV 전압 수준, 듀얼 주파수 작동(50/60 Hz), 3상 4선(TN-C/TN-S)/5선(IT 시스템) 구성을 지원합니다.

• 하이브리드 AC/DC 인터페이스

IEC 61850-7-420 준수 인터페이스와 UL 1741 SA/CE 인증을 통해 글로벌 마이크로그리드 상호 운용성을 보장합니다.

2.2 향상된 환경 적응성

• 극단적 기후 적응

IP65 등급 설계와 -50°C에서 +55°C의 작동 범위, 지진 대역 4(리히터 규모 8)에 대한 IEC 60068-3 검증을 통과했습니다.

• 부식 저항

스테인리스 스틸 케이스와 에폭시 코팅은 ISO 9227 소금 스프레이 표준을 충족하여 해안/산업 응용 분야에 적합합니다.

2.3 지역화된 지능형 제어

• 다중 프로토콜 지원

DNP3, Modbus, IEC 60870-5-104를 통합하여 EMS/SCADA 통합을 원활하게 합니다.

• 클라우드 플랫폼 상호 운용성

AWS/Azure 호환 API 기반 인터페이스를 통해 Schneider EcoStruxure 및 Siemens Spectrum Power와 통합됩니다.

2.4 에너지 저장 및 정책 일치

• 다중 기술 BESS 통합

LFP, 흐름 배터리, 수소 저장을 위한 플러그 앤 플레이 인터페이스, NFPA 855/EU 배터리 규정 준수.

• 동적 요금 응답

AI 기반 에너지 관리 시스템(EMS)은 EU/호주 시장의 ToU/음수 가격 전략을 최적화합니다.

2.5 신뢰성 인증 및 컴플라이언스 중심 설계

• 프로젝트 국제 표준 및 인증

Weitzmann Power Solutions은 국제 표준화 기관이 제정한 기술 표준을 엄격히 준수하며, 다음을 포함합니다:

국제 전기기술위원회(IEC)와 전기전자공학회(IEEE).

• 엔지니어링 서비스 솔루션

무차질 전력 공급을 위한 디젤 발전기 전환 시스템:

IEC 61439 준수 자동 전환 스위치(ATS)와 이중 버스 동기화 컨트롤러를 통합하여 IEEE 1547 Class IV 요구 사항에 따라 16ms 미만의 전환 지연을 달성합니다.

• 탄소 크레딧 측정 플랫폼:

VERRA VCS/Gold Standard 인증 배출 모니터링 모듈을 내장하고 IEC 62305-1 준수 서지 보호를 통해 실시간 탄소 크레딧 생성 및 ISO 14064-2 준수 보고 프로토콜을 통한 블록체인 기반 거래를 가능하게 합니다.

2.6 프로젝트 국제 표준 및 인증

• 전자기적 호환성 및 환경 요구 사항

전자기적 호환성(EMC) 표준 EN 55032(CE) 및 FCC Part 15을 준수하며, RoHS(EU) 및 REACH(PFAS-free 준수) 환경 요구 사항을 충족하여 전자기 간섭과 환경 오염을 효과적으로 줄입니다.

• 전기 안전 표준

Weitzmann Power Solutions은 전기 안전 표준 IEC 60076 및 IEEE C57.12.00을 준수하여 제품 설계 및 제조 과정에서 전기 고장 및 인원 사상 예방을 효과적으로 합니다.

• 난연성 및 에너지 효율 등급

UL 94 V-0(미국) 및 EN 45545(EU) 난연성 표준을 준수하며, DOE 2016(미국) 및 EU Tier 3 에너지 효율 요구 사항을 충족하여 전기 장비의 안전한 작동과 높은 효율 성능을 보장합니다.

3. 달성된 결과

3.1 향상된 전력 공급 신뢰성

• 구조 최적화: 고급 OLTC 및 반응 전력 보상으로 전압 변동이 32% 감소.
• 보호 시스템 업그레이드: 변압기 내부 구조의 정교한 설계와 고급 온로드 탭 체인저 및 반응 전력 보상 장치의 채택을 통해 양방향 전력 흐름으로 인한 전압 변동 및 과부하 문제를 효과적으로 줄입니다.
• 사용자 영향: 변압기의 구조 최적화와 향상된 보호 구성으로 마이크로그리드와 배전망의 전력 공급 신뢰성이 크게 향상되어 사용자의 연평균 정전 시간이 크게 줄었습니다.

3.2 향상된 전력 품질

• THD 제어

통합 전력 품질 관리 기능을 통해 마이크로그리드의 고조파 내용이 국가 표준 한도 내로 엄격하게 제어되며, 고조파로 인한 전기 장비 및 전력 시스템의 손상을 효과적으로 방지합니다.

• 전압 변동 억제

고급 전압 변동 억제 기술은 사용자 끝에서 안정적인 전압을 보장하여 전압 변동으로 인한 장비 고장 및 전력 품질 문제를 줄입니다.

• 장비 손상 최소화

향상된 전력 품질은 전력 품질 문제로 인한 전기 장비에 대한 손상을 크게 줄여 장비 수명을 연장하고 효율성을 향상시키며, 사용자에게 고품질의 전력을 제공합니다.

• 전력 공급 경제적 이익 향상

향상된 전력 품질은 전력 품질 문제로 인한 장비 고장 및 유지보수 비용을 줄여 전력 공급자의 경제적 이익과 서비스 품질을 향상시킵니다.

3.3 운영 효율성 향상

• 협업 제어

지능형 시스템이 탭 체인저 및 반응 전력 보상을 자동 조정

불필요한 전력 흐름 15-20% 감소

• 손실 감소

실시간 전압 조정으로 변압기 손실 감소

에너지 효율 25% 이상 향상

• 비용 최적화

스마트 그리드 협업으로 유지보수 비용 절감

장기적인 마이크로그리드 생존성 확보

• 통합 업그레이드

청정 에너지 통합률 향상

지속 가능한 O&M 모델 달성

3.4 시스템 유연성 향상

• 분산 전력원의 효율적 통합

업그레이드된 10kV 배전 변압기는 마이크로그리드 전력 변동에 신속하게 대응하여 분산 전력원을 효율적으로 수용합니다. 이를 통해 최적의 에너지 활용과 에너지 시너지를 달성할 수 있습니다.

• 유연한 부하 관리

최적화된 변압기 설계를 통해 유연한 부하 조정을 달성하여 마이크로그리드의 공급-수요 관계를 효과적으로 균형 잡아 운영 유연성을 향상시키고 재생 에너지 수용 능력을 향상시킵니다.

• 청정 에너지 채택 촉진

업그레이드된 10kV 배전 변압기는 청정 에너지의 광범위한 적용을 촉진하여 마이크로그리드의 재생 에너지 수용 능력을 크게 향상시킵니다. 이를 통해 미래 에너지 인프라 변화의 기초를 마련합니다.

• 마이크로그리드 운영 유연성 향상

빠른 전력 변동 대응, 효율적인 분산 전력 통합, 유연한 부하 조정 등의 기능을 갖춘 10kV 변압기는 마이크로그리드 운영 유연성을 크게 향상시킵니다.

4. 미래 트렌드

4.1 지능형 및 디지털 융합

• IoT 통합: 내장 센서와 디지털 트윈을 통한 실시간 변압기 진단
• 에너지 절약 및 친환경

변압기 재활용/재사용을 통해 지속 가능성, 폐기물 최소화, 협력적 녹색 생태계 구축을 촉진합니다.

4.2 새로운 유형의 전력 시스템에 높은 적응성

• 협업 시너지
  미래의 10kV 변압기는 재생 에너지, 에너지 저장, 전기 자동차, 스마트 그리드 기술을 원활하게 통합하여 지속 가능하고, 효율적이며, 회복력 있는 전력 시스템을 구축합니다.
• 호환성 및 적응성
  미래의 10kV 변압기는 다양한 그리드 요구 사항을 유연하게 충족하여 안정적인 공급을 보장합니다.

4.3 녹색 및 친환경 제품 개발

• 녹색 재료 제조

미래 변압기는 친환경 절연 재료와 에너지 효율적인 제조를 사용하여 운영 에너지 소비와 생태적 발자국을 줄입니다.

• 에너지 절약 및 친환경
  변압기 재활용/재사용을 통해 지속 가능성, 폐기물 최소화, 협력적 녹색 생태계 구축을 촉진합니다.

4.4 통합 기능 및 모듈식 설계

• 통합 기능

10kV 변압기는 전력 품질 관리, 보호, 통신, 제어 기능을 통합한 다기능 모듈식 유닛으로 발전하여 마이크로그리드 요구 사항을 해결합니다.

• 모듈식 설계

설치, 유지보수, 업그레이드를 간소화하며 제품의 다양성/교환성을 향상시켜 현장에서 빠르게 구성 요소를 교체하여 비용을 절감하고 시스템 효율을 높입니다.