프랙탈그리드
Fractalgrid전력 분배에서 프랙탈그리드(fractal grid)는 분산 에너지 자원 또는 DER의 시스템 아키텍처다. 프랙탈그리드 위상에서는 프랙탈 또는 재귀 패턴을 따르도록 여러 마이크로그리드들이 전략적으로 배치된다. 프랙탈 또는 자기 유사 패턴은 자연에서 볼 수 있다. 구름, 하천망, 번개볼트는 프랙탈적 특징을 보이는 자연현상의 몇 가지 예다.[1] 프랙탈그리드에서는 마이크로그리드(microgrid)가 더 작은 마이크로그리드 또는 "프랙탈 단위"로 구성될 수 있다. 그러한 구성에서, 네트워크는 분산된 변전소를 통한 단순한 전력 흐름과 통신의 하나가 된다.[2]
변형
프랙탈그리드 개념에는 크게 두 가지 변형이 있다. CleanSpark의 프랙탈그리드 아키텍처는 상호 배타적인 것은 아니지만 상향식 구현인 반면 NRECA의 흐름은 하향식부터 유사한 아키텍처 품질 속성에 도달한다.
클린스파크의 프랙탈그리드
이 변형은 분산된 데이터 모니터링 및 제어 시스템에 의해 모니터링되는 현장 생성과 에너지 저장 기술을 통합한 명령 및 제어 플랫폼이다.[3] 프랙탈그리드(fractal grid)의 기본 목표는 전체 비용을 절감하면서 지역의 중요한 시설과 기능에 대한 에너지 보안을 보장하는 것이다.
클린 에너지 스토리지 통합, 기술 불가지론 구현, 부하 관리, 수요 대응, 피크 면도, 실시간 에너지 최적화 등이 특징이다.
프랙탈그리드 내에서 마이크로그리드들은 부모-자녀 관계에 놓이게 되는데, 부모-자녀관계에서 자식 마이크로그리드(microgrid)를 섬길 수 있다.[4] 각 프랙탈 마이크로그리드(microgrid)는 다른 프랙탈 마이크로그리드(microgrid)와 연합국에서는 자원 공유를 허용하지만 유지보수 및 비상사태의 경우 단절을 허용한다. 마이크로그리드(microgrids)가 필요할 때 유틸리티로부터 분리될 수 있는 것과 같은 방법으로, 프랙탈 마이크로그리드(fractal microgrids)는 임계 부하에 대한 전원 공급을 유지하기 위해 서로 분리할 수 있다.[5]
프랙탈그리드(fractal grid)는 2012년 클린스파크의 창립 CTO와 CSO인[6] 아트 빌라누에바가 구상하고 제니퍼 워럴이 설계 및 구현했다. 구현은 O(N)에 대한 반복과 복잡성을 이용한다.
캠프 펜들턴 프랙탈그리드 시연(CPFD)
2014년 7월부터 캘리포니아주 샌디에이고 카운티 군기지 캠프 펜들턴에 있는 능동 프랙탈그리드(fractalgrid[7][8])가 캘리포니아 에너지위원회의 자금 지원을 받아 프랙탈그리드 기술의 사용법을 전시하고 있다.[9] 캠프 펜들턴 프랙탈그리드(Pendleton fractal grid)는 보병 양성소의 여러 건물, 3층 주차 차고, 3개의 셀 타워로 구성된 1.1MW의 시설과 연결되어 있다. 이 프로젝트는 자급자족 프랙탈 마이크로그리드 3종과 마이크로그리드(microgrid)를 구현해 다양한 구성으로 마이크로그리드 간 자원 공유가 가능하도록 사이트를 상호 연결한다. 각 프랙탈 마이크로그리드 작동 상태는 전원 공급의 상태와 중요한 부하에 동력을 공급할 필요성에 따라 달라진다.[5] 이 시스템은 실시간 데이터를 사용하여 에너지 소비 수준을 모니터링하고 분산형 에너지 자원(DERs)에서 수신한 발전량을 평가한다. 이 분석은 로컬 세대에 의해 얼마나 많은 부하가 동력을 공급받을 수 있는지를 결정하는 데 사용된다.[4]
CPFD는 프랙탈그리드 내의 섬화를 보여준다. 각 프랙탈 마이크로그리드(microgrid)는 중요한 부하를 가장 잘 지원하기 위해 부모 마이크로그리드로부터 완전히 분리할 수 있다.[10]
NRECA의 민첩한 프랙탈 그리드
애자일 프랙탈 그리드는 미국농촌전기협동조합(NRCA)의 과학자 크레이그 밀러를 비롯해 모리스 마틴, 데이비드 피니, 조지 워커가 구상한 개념이다. 그들의 보고에 따르면, "탄력적이고 민첩한 그리드 달성"[11] 프랙탈 운영의 이상적인 원칙은 다음과 같다.
- 그리드의 모든 세그먼트가 규모에 관계없이 동일한 정보 및 제어 모델로 작동
- 그리드의 모든 부문에는 의사결정 능력이 있다.
- P2P 정보의 교환 방법은 표준에 명확하게 정의되어 있다.
- 분할 시기 및 결합 시기에 대한 규칙이 명확하게 정의되어 있다.
민첩한 그리드의 필수적인 부분은 분할이다. 이 개념은 넓은 지리적 지역에 에너지를 공급하는 기존의 전력망과는 달리 조정된 방식으로 함께 작동하는 독립적 운영체제의 모음을 요구한다. 단위는 개별 단위의 역할을 하고 전원 공급과 제어의 국소화가 가능한 방식으로 분할된다. 분할에 대한 큰 이점은 개별 단위가 중앙 제어 시스템과 별도로 행동할 수 있는 능력으로서, 전체 시스템에 더 많은 안정성을 창출하고 에너지의 원천을 분산시킬 수 있다.[11]
신속한 변화를 위한 그리드의 기본은 세분화보다는 세분화 가능성이다. 유닛들은 서로 분리하여 운용할 수 있는 능력을 갖추는 것이 중요하지만, 그렇게 하는 것이 실용적일 때만 운용할 수 있다. 시스템이 효율적이 되려면 장치 간 통합도 반드시 이루어져야 한다.[11]
참조
- ^ 프랙탈이란 무엇인가?
- ^ 더 많은 마이크로그리드를 위한 고급 아키텍처 및 제어 개념
- ^ a b 클린스파크 마이크로그리드 기술
- ^ a b 캠프 펜들턴 에너지 보안: 프랙탈 그리드
- ^ a b 캠프 펜들턴의 프랙탈 마이크로그리드 내부를 살펴본다.
- ^ 클린스파크 팀
- ^ 인도 에너지 뉴스: Navajo Nation의 고급 프랙탈그리드 캠프 펜들턴 투어 중 Navajo 코드 토커를 기리는 미국 해병대
- ^ "Microgrids – Benefits, Models, Barriers and Suggested Policy Initiatives for the Commonwealth of Massachusetts" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2015-11-06. Retrieved 2015-12-05.
- ^ 캠프 펜들턴 마이크로그리드 - 에너지 보안 CW6
- ^ "American Public Power Association - Microgrids: Self-Sufficient Energy Islands". www.publicpower.org. Retrieved 2015-10-19.
- ^ a b c 탄력적이고 민첩한 그리드 실현
