고온 저류층 열에너지 저장, 계통 안정성 기여
본 연구는 저류층 열에너지 저장(RTES) 시스템의 성능 메커니즘과 전력망 안정성에 대한 기여를 종합적인 수치 해석을 통해 규명했습니다. 열수력 연동 RTES 시뮬레이션과 선형화된 AC 최적 조류 계산(LPAC) 기반의 전력망 모델링을 통합한 프레임워크를 제안했습니다. 이를 활용하여 다양한 유체 주입 조건, 저장 및 생산 일정, 지질 조건, 그리고 유정 구성에 따른 RTES의 계통 안정화 성능을 분석했습니다. 연구 결과, 저장 시 고온 유체 주입 온도를 높이면 생산 온도와 전력 출력이 크게 향상됨을 확인했습니다. 저장과 생산 모두에서 높은 유체 주입률은 가장 높은 실시간 전력을 제공했습니다. 생산 온도와 누적 발전량을 동시에 높이려면 저장 및 생산 기간을 연장하는 균형 잡힌 전략이 효과적입니다. 지열 경사가 25°C/km에서 40°C/km로 증가하면 10년 후 전력이 14.09% 개선됩니다. 저류층 수리적 특성의 영향은 운영 기간에 따라 달라집니다. 장기 운영의 경우, 저류층 투과율이 증가함에 따라 주기 말 전력은 처음에는 상승하다가 감소합니다. 유정 간 거리를 100m에서 400m로 늘리면 10년 후 전력이 143.80% 증가합니다. 다중 유정 RTES는 생산 온도와 발전량을 크게 높이면서 경제적 성능도 개선합니다. 개발된 프레임워크를 ACTIVSg2000 합성 텍사스 전력망에 5% 부하 스트레스 조건으로 적용한 결과, RTES 도입이 전압 안정성 지수(VSI)와 선로 안정성 지수(LSI)를 일관되게 개선함을 보였습니다. 가장 높은 전력을 제공하는 구성이 가장 큰 이점을 제공하며, 8개 유정 RTES 시스템은 연간 부하 차단을 76%(87MWh) 감소시켰습니다.