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논문명: 풍력 발전 단지의 전압 안정화를 위한 STATCOM 구성 방식 비교 연구: 경제성 분석 중심

게재처: 전기저널 2025년 10월호

저자: 박병주 (주식회사 피큐릭 대표이사)

풍력 발전 단지의 전압 안정화를 위한 STATCOM 구성 방식 비교 연구 : 경제성 분석 중심

풍력 발전 단지 전압 안정화, 가장 경제적이고 효율적인 해법은?

「풍력 발전 단지의 전압 안정화를 위한 STATCOM 구성 방식 비교 연구」 가 전기저널 2025년 10월호에 게재되었습니다.

본 연구는 49.6MW급 풍력 발전 단지의 간헐성 출력으로 인한 전압 변동 문제를 해결하기 위해 STATCOM의 세 가지 구성 방식(22.9kV MMC 직결, 6.6kV MMC+변압기, 440V LV-STATCOM)을 깊이 있게 비교 분석하였습니다. 분석은 기술적 성능뿐만 아니라 초기 투자비와 운영비를 포함한 총 소유 비용 관점에서 진행되어, 실질적인 설계 및 투자 결정에 유용한 지침을 제공합니다.

연구 결과, 22.9kV MMC 직결 방식(Scheme 1) 이 가장 우수한 선택으로 확인되었습니다. 이 방식은 가장 빠른 응답 속도와 뛰어난 출력 품질(고조파왜율 <1%)을 제공하며, 변압기가 없어 약 99%에 달하는 극도로 높은 효율을 자랑합니다. 이로 인해 연간 운영비를 최소화하고, 가장 작은 설치 면적으로 부지 활용도를 극대화할 수 있습니다.

핵심은 경제성 에 있습니다. 최근 MMC 모듈 단가 하락으로 초기 투자비 측면에서도 경쟁력을 확보하였으며, 높은 효율로 인한 낮은 운영비와 결합되어 총 소유 비용 측면에서 다른 방식 대비 압도적인 우위 를 보입니다. 이 결론은 영국, 미국, 호주의 대규모 해외 풍력 단지 사례에서 MMC 기반 STATCOM의 성능과 경제성이 입증되면서 그 타당성을 더욱 확고히 하고 있습니다.

따라서, 신재생에너지의 안정적인 계통 연계와 경쟁력 확보를 위해서는 기술과 경제성을 모두 갖춘 22.9kV MMC 직결 STATCOM 의 도입이 최적의 솔루션으로 강력히 권장됩니다.