해상 변전소 설계 번역(영어 원본)Guidelines for the Design and Construction of AC Offshore Substations for Wind Power Plants
Present developments show a growing interest in renewable and clean energy sources.
Rising temperatures, rising sea level and increasing occurrence of extreme weather conditions have led people to believe we need to change our ways.
European countries have committed themselves to decrease emissions and to invest in renewable energy. By 2020, 20% of the energy in Europe has to be produced by renewable sources and the goal is set for 20% reduction of greenhouse gases. Elsewhere in the world similar goals are being pursued.
A popular renewable energy source is wind. Worldwide hundreds of gigawatts of wind power have been installed successfully on land. Recently the wind energy industry has moved offshore where the winds are stronger and more consistent and more space is available. The North Sea is a particularly attractive area where water depth is limited and wind energy is abundant, but also the Baltic Sea and shallow coastal areas near the US and China are being considered.
These new offshore wind power plant developments have led to the need for offshore high voltage substation platforms. Offshore substations have been previously constructed and installed for the oil and gas industry but there are some major differences between the oil and gas substations and those required for wind power plants both from the technical and economic view points. The wind power plant substations involve much higher power levels, of the order of 500MVA with a number of large power transformers and from the economic view point there is not as much money available to solve the problems as there generally is in the oil and gas sector. Furthermore, because of the intermittency of the energy source a completely new approach is required to the redundancy requirements compared to that which is the norm for onshore substations (N‐1 etc,). This means that before beginning the design process there are some fundamental policy decisions which need to be made by the Developers/Utilities and these involve risk assessment, maintenance policy and certification.
These fundamental considerations are addressed in the first Chapter of the brochure. Arising from these fundamental considerations a policy for the total development of the offshore wind power plant should be established which will provide the framework for the design of the offshore substation.
When this framework is firmly established the design work for the offshore substation can begin. However, with the unusual conditions such as long submarine cables with significant generation of reactive power, necessity to comply with Grid Codes, the development of the single line diagram for the wind power plant will usually involve looking at the overall system. The next Chapter describes the offshore AC substation design issues that involve more than one component or even the complete system. This involves reliability, availability and maintenance issues as well as system properties like total substation power, reactive power management, applied voltages and harmonics. Focus is on the electrical system. The purpose is not to provide standards nor solutions for the design issues, but to provide guidance in the considerations that need to be taken into account when designing an offshore substation. The Chapter concludes by including a list of the studies which will normally be required. The completed studies will lead to the final single line diagram and provide some of the key parameters for the primary plant to be installed on the offshore substation.
Chapter 3 gives guidance on the writing of the technical specifications for the main electrical equipment to be located on the offshore substation. When considering the specification aspects for equipment these can generally be divided into four main sub groups as follows:‐ |
해상 변전소 설계 번역(한국어 번역본)풍력 발전소 AC 해상 변전소 설계 및 건조 지침
오늘날 등장한 새로운 사태들은 재생 가능한 청정 에너지원에 대한 관심이 증대되고 있음을 보여준다. 기온 상승과 해수면 상승, 극한 기상 상태의 출현이 증가함에 따라 사람들은 우리의 방식을 변화시켜야 한다고 믿게 되었다.
유럽 국가들은 자발적으로 배출량을 감소시키고 재생 가능한 에너지에 투자하기로 하였다. 2020년까지 유럽은 에너지의 20%를 재생 가능한 에너지원으로 생산해야 하며, 목표는 온실가스를 20% 감축하는 것이다. 전 세계 각지에서 유사한 목적들이 추구되고 있다.
인기가 높은 재생 가능한 에너지원은 바람이다. 전 세계적으로 몇 백 기가와트의 풍력 발전소들이 육지에 성공적으로 설치되었다. 최근 풍력 에너지 산업은 바람이 더욱 강하고 보다 안정적이며 더 넓은 공간을 이용할 수 있는 해상으로 옮겨가고 있다. 북해는 수심이 제한적이고 풍력 에너지가 풍부해 특히 매력적인 지역이지만, 발틱해와 미국 및 중국 인근의 수심이 얕은 연안 지역 역시 적당한 곳으로 고려되고 있다.
이러한 새로운 해상 풍력 발전소의 개발은 해상 고압 변전소 플랫폼에 대한 요구를 낳았다. 해상 변전소는 이미 원유와 가스 산업용으로 설치, 건설되어 있었지만 원유 및 가스 변전소와 풍력 발전소에 필요한 변전소 사이에는 기술적, 경제적 관점에서 커다란 차이가 존재한다. 풍력 발전소용 변전소는 여러 대의 대형 전력용 변압기로 인해 약 500MVA라는 훨씬 더 높은 전력을 필요로 하며, 경제적인 관점에서 보자면 문제를 해결하는데 이용할 수 있는 자금이 일반적으로 원유와 가스 부문에서만큼 많지 않다. 더욱이 에너지원이 간헐적이기 때문에 육상 변전소의 표준 여유도 요건과 비교해 여유도 요건에 완전히 새롭게 접근해야 한다 (N-1 등). 이는 설계 프로세스를 시작하기 전에 개발자들/공공시설물 사업체들이 기본적인 정책을 결정해야 함을 의미하며, 이러한 것들에는 위험성 평가, 정비 정책, 인증이 포함된다.
이러한 기본적인 고려 사항들은 팸플릿 1장에서 다룬다. 해상 풍력 발전소의 전체적인 개발 정책은 이러한 기본적인 고려 사항들을 바탕으로 수립되어야 하며, 이는 해상 변전소 설계 프레임워크가 될 것이다.
이러한 프레임워크가 확고하게 수립되어야 해상 변전소 설계 작업을 시작할 수 있다. 그러나 그리드 코드를 준수해야 할 필요성, 무효전력이 상당량 발생하는 긴 해저 케이블과 같은 이례적인 조건들로 인해 일반적으로 풍력 발전소의 단선 결선도를 작성할 시에는 전체 시스템을 고찰해야 한다. 하나 이상의 구성품이나 완비 시스템이 필요한 해상 AC 변전소 설계 문제는 다음 장에서 논한다. 이는 변전소 총 전력, 무효전력 관리, 인가 전압, 고조파와 같은 시스템 특성뿐 아니라 신뢰성, 가용성, 유지 보수성 문제와도 관련이 있다. 목적은 설계 문제에 대한 솔루션이나 표준을 제공하는 것이 아니라 해상 변전소를 설계할 때 고려해야 하는 사항들과 관련해 지침을 제시하는 것이다. 이 장은 일반적으로 필요한 연구 목록을 소개하면서 끝을 맺는다. 연구를 완료하면 최종 단선 결선도가 완성될 것이며 해상 변전소에 설치해야 하는 주요 설비들에 대한 일부 핵심 변수들도 제시될 것이다.
3장은 해상 변전소에 설치해야 하는 주요 전기 장비들에 대한 기술 규격 작성에 관한 지침을 다룬다. 장비에 관한 규격은 일반적으로 다음과 같은 4개의 주요 하위 군들로 분류해 고찰할 수 있다. |
