Conservation Voltage Reduction Factor
환경 문제가 중요해지면서 에너지 절감에 대한 관심이 많아지고 있습니다. 전력 분야에서는 에너지 절감을 위해 스마트 그리드와 같은 기술이 지속적으로 연구되고 있습니다. 그 중에 전압 절감을 위한 기술로 Conservation Voltage Reduction(CVR) 이 있습니다. CVR은 전압을 강하시키면 전력 사용량이 절감되는 기술로 1948년 미국 전력회사인 PG&E에서 처음으로 실시됐고, 그 이후로 oil shock로 인해 에너지 절감이 화두가 되면서 본격적으로 미국을 시작으로 전세계에 사용되어 왔습니다. 또한, 한국전력공사도 2012년에 전국 배전용 변압기를 대상으로 CVR 실증을 실시했고, 약 2%의 전력 감축을 검증했습니다. 크로커스의 ACELO GRID는 국내 최초 인공지능 산업용 CVR 솔루션입니다.
CVR 솔루션으로 발생한 전력 절감 효과를 계량화하고 절감된 비용을 산출하기 위해서 필요한 개념이 Conservation Voltage reduction Factor(보존전압강하계수) 입니다. 산업체의 데이터를 기반으로 보존전압강하 계수를 계산하여 ROI를 추정할 수 있습니다. 이제부터는 보존전압강하계수에 대해 자세히 알아보겠습니다.
Conservation Voltage reduction Factor(보존전압강하계수, 이하 CVR factor)는 전압 변동률에 대한 전력 변동률을 의미합니다. 즉 전력 변동률을 전압 변동률로 나눈 값입니다. 예들 들어, 전압이 1% 내려갈 때, 전력이 2% 내려가면 CVR Factor는 2 입니다.
CVR factor는 전압 제어를 통한 전력 절감을 수행할 때, 절감된 전력량을 추정하기 위해 사용됩니다. 엄밀하게 전력의 절감량을 계산하기 위해서는 동일한 조건에서 전력 절감을 수행하지 않을 때의 전력 사용량과 전력 절감을 수행했을 때 사용량의 차이를 계산해야합니다. 하지만 현실에서는 전력 절감을 수행했다면, 전력 절감을 수행하지 않았을 때 사용한 전력을 알 수 없습니다. 따라서, 실제 절감량을 계산할 수 없기때문에 CVR factor를 통해 추정할 수 있습니다.
수식은 아래와 같이 표현할 수 있습니다.
%∆V는 전압 변동률이고, %∆P는 전력 변동률을 나타냅니다.
전압 변동률은 전압 제어가 일어난 직후의 전압(Vt)과 직전의 전압(Vt-1)의 차를 직전 전압으로 나눈 값입니다. 즉, 전압 제어가 일어나기 직전의 전압 대비 전압 제어 직후의 전압이 얼마나 변했는지를 측정한 것입니다.
전력 변동률은 전압 제어가 일어난 직후의 전력(Pt)과 직전의 전력(Pt-1)의 차를 직전 전력으로 나눈 값입니다. 즉, 전압 제어가 일어나기 직전의 전력 대비 전압 제어 직후의 전력이 얼마나 변했는지를 측정한 것입니다.
아래 그림에서 전압제어에 따른 전압과 전력의 변동을 볼 수 있습니다.
지금까지 간략하게 CVR factor에 대해 알아보았습니다.
