IEEE Std 2800-2022 강의 연재. 표준 본문의 문장을 옮기지 않고 요구사항을 다시 서술하며, 각 요구사항 뒤의 §번호는 IEEE Std 2800-2022의 조항 번호다. 시리즈 목록은 Grid 코너에서 볼 수 있다. 이 글은 13부이다.
1부에서 표준이 범위 밖으로 선언한 항목 가운데 '그리드포밍 등 개발 중인 기술의 채택 제한'과 '관성 감소, 고장전류 감소 같은 IBR 확대의 계통 영향'이 있었다. 5부의 라이드스루와 3부의 전압 제어는 '약계통'에서 응답 시간을 늦출 수 있다고 반복해서 말했고, 9부의 모델링은 EMT 모델이 필요한 첫 상황으로 '낮거나 낮아지는 단락 강도'를 들었다. 그 약계통이 무엇이고 어떻게 재며, 거기서 인버터가 왜 불안정해지고, 그리드포밍이 무엇을 뜻하는지를 정리한 것이 부속서 C다. 스물한 쪽의 정보용 부속서이며 요구는 없다. 이 글의 논지는 다음과 같다. 부속서 C는 계통 강도 지표가 선별 도구일 뿐 판정 기준이 아니고, 인버터 불안정은 제어와 계통의 조합에서 생기므로 EMT 연구와 당사자 협조 없이는 해결되지 않으며, 그리드포밍은 아직 정의가 확정되지 않은 용어라는 세 가지 신중론을 담은 문서다.
송전 접속 플랜트에는 집전망(보통 66 kV 이하)으로 연결된 수백 대의 인버터가 있다. 풍력은 터빈마다 인버터가 있고, 태양광은 인버터 하나가 수백 장의 패널을 모은다. 그래서 플랜트에는 시간 규모가 다른 세 계층의 제어가 있다. 플랜트 안의 제어 가능한 설비(보상 설비 포함)를 조율하는 감독 제어인 플랜트 제어기, 그리고 인버터 제어기 안의 빠른 내부 루프와 느린 외부 루프다. 제어 구조는 대개 비공개이지만 계층과 기능 루프는 거의 바뀌지 않는다 C.1.1.
재래식 인버터(conventional inverter)는 상호연결 계통에서의 운전을 위해 설계된 것으로, 제어 구조를 바꾸지 않으면 오프그리드 운전이 안 될 수 있으며 오늘날 대전력계통의 IBR 대부분이 이 형태다. 대부분 dq0 기준 좌표계를 쓴다. 직류 링크 기준 전압의 출처는 응용에 따라 다르다. 태양광은 외부 전력 루프나 최대전력점 추종기가, IV형 풍력은 설계 상수가 정하고, 설계에 따라 기계측 또는 계통측 변환기가 직류 전압을 유지한다 C.1.1.
플랜트 제어기는 플랜트 전체의 기준 유효·무효전력을 유지할 책임이 있고, POI나 다른 관련 지점의 측정으로 인버터와 지원 설비를 조율하며, POI 전압 지원과 출력 제한 기능을 맡는다. 플랜트 SCADA와 연결된 정보 수집 노드이기도 하고, 커패시터 뱅크나 SVC에도 지령한다. 현대 송전급 플랜트 제어기는 보통 40~100 ms마다 지령을 갱신하는데, 각주 181은 이것이 지령 갱신 주기이지 응답 시간이 아니라고 적는다. 외부 루프의 유효전력 제어는 에너지원의 이용을 최대화하는 최대전력점 추종(태양광)이나 토크 제어(풍력)로 0.5~5초의 가장 느린 루프이고, 무효전력 제어는 플랜트 제어기의 Q 또는 V 기준에서 내부 루프의 무효전류 지령을 만들며 250~1000 ms 수준이다. 유효·무효전력 계산에는 상당한 필터링과 그에 따른 지연이 들어간다. 내부 루프의 직류 전압 조정은 유효전류 크기로 직류 링크 커패시터 전압을 조정하며 1~6사이클, 전류 조정 루프는 d축 유효전류와 q축 무효전류를 수백 Hz에서 kHz 대역으로 조절한다 C.1.1.
III형 풍력(이중여자 발전기)은 특수한 경우다. IV형처럼 고정자가 변환기에 붙는 것과 달리 III형은 정격의 30~35 % 크기의 백투백 변환기가 회전자 회로에만 있다. 기계측 변환기가 회전자 권선에 제어된 주파수의 전압·전류를 걸어 고정자와 회전자의 전기 주파수 사이에 정밀한 슬립을 만들고, 기계 입력은 회전자를 거쳐 고정자로 계통에 전달된다. 회전자 속도가 동기 속도보다 높으면 계통측 변환기도 유효전력을 내고, 낮으면 흡수한다. III형은 인버터 같은 행동과 회전기 같은 행동을 함께 보여 거동이 복잡하다 C.1.1. C.1의 CAUTION은 여러 제어가 안정도에 영향을 주므로 충분히 상세하게 모델링하고, 저강도 조건에서는 플랜트 제어기도 모델에 넣으라고 경고한다.
계통 강도(system strength)는 두 가지를 뜻할 수 있다. 주파수 변화에 저항하는 능력인 계통 관성(df/dP), 그리고 어떤 지점에서 본 계통 전압원까지의 임피던스가 그 지점에 붙는 발전기 크기에 비해 얼마나 높은가인 전원 임피던스 강도다. 부속서는 후자를 뜻한다. 낮은 계통 강도가 IBR 안정도를 해칠 수 있으므로 설계 단계에서 IBR이 보는 계통 강도를 평가하는 것이 중요하며, 지표들은 NERC 지침과 CIGRE TB 671에서 가져왔다. 그러나 인버터와 계통 특성의 복잡한 상호의존 때문에 이 지표들은 신중히 써야 하고, 기껏해야 그 아래에서 추가 연구를 해야 하는 보수적인 문턱을 줄 뿐이며, 문턱값은 계통마다 운전 조건마다 다를 수 있으므로 지표값만으로 완화나 재설계를 결정하는 것은 좋은 관행이 아니다 C.2.1.
단락비(SCR)는 계통 어느 지점의 3상 고장 단락 피상전력(SCMVA)을 그 지점에 붙는 IBR의 정격(MW)으로 나눈 값이다. 분자가 측정 위치에 따라 달라지므로 위치를 함께 적는다. 원래 선로 전류형 HVDC 설계를 돕기 위해 만들어졌고 계통 강도를 정량화하는 데 널리 쓰인다. 유효 단락비(ESCR)는 POI 근처의 분로 커패시터 MVAR만큼 단락 용량을 줄여, 커패시턴스가 구동점 임피던스를 높이는(강도를 낮추는) 효과를 반영한다. 낮은 SCR은 유효·무효전력 주입 변화에 대한 전압 크기와 위상각의 민감도가 높다는 뜻이다. 이 민감도가 그리드팔로잉 인버터의 주입과 단자 전압 사이에 루프를 닫아 불안정을 일으킬 수 있으므로 SCR은 그 위험을 가리킬 수 있다 C.2.2.
그러나 한계가 다섯이다. SCR은 기본파 임피던스에 근거하는데 많은 IBR 불안정은 더 높은 주파수에서 일어난다. 재래식 계통에 단일 IBR이 붙는 경우에는 편리하지만, 인근의 다른 IBR이나 전력전자 설비를 고려하지 않는다. 중전압 모선이나 POI 같은 공통 지점의 강도를 재므로 플랜트 변압기와 집전계통 때문에 개별 인버터가 보는 강도와 크게 다를 수 있다. 잘 조정된 전압원과 단순 직렬 임피던스를 가정해 IBR과 등가 전원 사이의 부하를 무시하며, IBR 전류의 상당 부분이 국지 부하로 흐르면 지나치게 비관적이다. 분로 커패시터가 전원 임피던스를 높이지만 고장 MVA에는 영향하지 않는 것도 반영하지 못한다. 그래서 어떤 '높은' 값 위에서는 불안정이 없을 것으로 볼 수 있고 어떤 '낮은' 값 아래서는 연구가 필요하지만, 그 두 값의 정의는 분명하지도 유일하지도 않으며 그 사이의 넓은 범위에서 SCR은 아무 지침도 주지 못한다 C.2.2. 각주 182는 대부분 플랜트에서 POI와 등가 인버터 POC 사이의 임피던스가 좁은 범위에 있어 POI 기준 최소 SCR 지침이 일관되지만, 긴 타이라인이나 해상풍력처럼 추가 변압 단계가 있으면 오도할 수 있다고 적는다. CAUTION은 SCR을 추가 상세 해석이 필요한지 보는 초기 선별에 주로 쓰고, 인근에 다른 IBR이 있으면 부적절한 경우가 많다고 경고한다.
| 지표 | 정의 | 가정과 한계 |
|---|---|---|
| SCR | SCMVA_POI / MW_IBR | 단일 IBR, 인근 설비 무시 |
| WSCR(가중 단락비) | Σ(SCMVA_i × P_i) / (Σ P_i)². ERCOT가 IBR 총 송전량의 운영 한계 설정에 적용 | 모든 비동기 발전이 가상의 한 POI에 붙어 완전히 상호작용한다고 가정. MW 대신 MVA로도 계산 가능(C.7) |
| CSCR(복합 단락비) | IBR들을 공통 중전압 모선에 묶어 그 모선의 복합 단락 용량을 IBR 정격 합으로 나눔 | 역시 IBR 사이에 임피던스가 없다고 가정 |
| SCRIF(상호작용 계수 단락비) | SCMVA_i / (P_i + Σ IF_ji × P_j), IF_ji = ΔV_i/ΔV_j | IBR 사이의 전압 민감도를 반영. 큰 집단 안의 개별 IBR(집전계통 안 개별 인버터까지)에 합리적으로 정확한 유일한 지표. 선별 도구로는 적용이 어려움 |
표 1. SCR 계열 지표(C.2.2~C.2.3). CIGRE TB 671에서는 SCRIF를 '등가 SCR'이라 부르며 LCC HVDC의 '유효 SCR'과 다르다(각주 185).
| 지표 | 단락 프로그램으로 단순 계산 | 인근 인버터 설비 고려 | 집단 공통 지표 | 집단 안 약한 결합 고려 | 비유효전력 인버터 용량 고려 | 집단 안 개별 부플랜트 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SCR | 예 | 아니오 | 아니오 | 아니오 | 아니오 | 아니오 |
| CSCR | 부분 | 예 | 예 | 아니오 | 아니오 | 아니오 |
| WSCR | 부분 | 예 | 예 | 부분 | 아니오 | 아니오 |
| SCRIF | 아니오 | 예 | 해당 없음 | 예 | 예 | 예 |
표 2. 계통 강도 지표의 비교(IEEE 2800 표 C.1). 비유효전력 인버터 용량이란 출력 제한된 IBR, STATCOM, SVC처럼 유효전력을 내지 않으면서 강한 계통을 필요로 하는 용량이다.
지표의 적용에 관해 부속서는 세 가지를 덧붙인다. 첫째, 극히 약한 계통이면 SCR 식이 완화책을 바로 제시한다. 동기조상기, 낮은 임피던스 변압기, 추가 송전선은 분자를 키우고 IBR 정격 축소나 출력 제한은 분모를 줄인다. 그러나 동기조상기는 새로운 각도 불안정 모드와 보호·정비 과제를 낳을 수 있고, 출력 제한은 정격 그대로의 인버터가 여전히 계통에 붙어 있게 한다. SVC나 FACTS는 이 계산에서 무시되지만 그들도 안정된 전압을 필요로 한다 C.2.4. 둘째, 모든 지표는 기본파 임피던스만 보며 저차·고차 동기 공진을 무시한다. IBR의 여러 제어 계층이 다른 주파수 대역에서 작동하므로 IBR과 망 공진, IBR 간 상호작용은 강도 지표로 예측할 수 없고 넓은 주파수 범위의 주파수 의존 임피던스를 해석해야 한다. 제어 상호작용은 제어와 계통의 조합에서 생기므로 제조사나 개발자가 일반 요건으로 보장할 수 없다 C.2.4. 셋째, 문턱값을 계통 전체에 적용하려면 상당히 보수적이어야 하므로 실제로는 문제가 없을 IBR이 많이 걸러진다. 그래서 SCR 지표는 최소 단락 전류에 근거한 선별 도구로 쓰고, 문제가 보이면 EMT 연구를 해야 한다 C.2.6.
C.2.6.1은 그 EMT 연구의 지침이다. MATLAB/Simulink, EMTP, PSCAD 같은 도구를 쓰고, POI에서 본 계통 특성을 해당 주파수 범위에서 잡을 만큼 상류를 상세히 표현해야 한다. 인근 커패시터와 무효전력원, 모든 종류의 발전과 저장이 있는 모선, 부하 탭, 특히 IBR과 전원 사이 경로의 가장 높은 임피던스 요소까지 포함하며, 계통이 극히 단순하지 않은 한 테브난 등가로 줄이는 것은 불충분하다. 인버터 모델은 PLL, 내·외부 루프, 측정 필터와 지연(샘플링), 제어 코드 실행 주기, 교류·직류 모선의 수동 소자를 모두 담은 제조사 고유 모델이어야 하고 실제 제어 코드를 쓴 모델이 강하게 선호된다. 스위칭 주파수 동특성은 보통 중요하지 않으므로 평균 모델을 쓸 수 있다. 연구 전에 제조사가 특정 X/R에서 불안정이 나타날 것으로 보는 SCR을 확인하고, 시험 회로에서 모델이 실제로 그 거동을 보이는지 검증해야 한다. 집계 모델을 쓰면 적어도 몇 개 핵심 사례에서 비집계 상세 모델과 대조해 검증해야 한다 C.2.6.1.
IBR이 늘면 인버터 안정도를 평가해야 한다. 불안정과 상호작용은 계통 조건, 부적절한 제어 설정, 다른 발전·송전 설비와의 공진 등 여러 원인으로 넓은 주파수 범위에서 생긴다. 부속서는 가장 중요한 것이 송전 계획자, 발전 소유자, 제조사 사이의 협조와 소통이라고 못 박는다 C.3.
전압 불안정은 약계통의 작은 단락 전류가 dV/dP와 dV/dQ 민감도를 키워 생긴다. IBR의 큰 출력 변동성, 성긴 망으로의 접속, 그 제어가 동기 자원에서는 잘 연구되지 않던 저강도 문제를 낳을 수 있다. 평가해야 할 조건은 높은 IBR 출력, 적은 동기발전기, 큰 전력 전송, 계획·비계획 정지다. 완화는 전압 프로파일, IBR의 전압 제어 모드, 전압 지원 능력이며, CAUTION은 정무효전력이나 정역률 모드가 가능하더라도 폐루프 전압 조정 모드로 운전하라고 권고한다 C.3.1.1. 3부에서 본 5장의 기본 모드가 전압 제어인 이유가 여기 있다.
제어 불안정의 첫 모드는 IBR이나 FACTS의 빠르고 이득이 높은 제어기와 큰 연결 임피던스의 상호작용이다. 약계통에서 제어기가 겪는 개루프 이득이 높아져 진동, 트립, 전력품질 문제가 생기며, 보통 정상 또는 작은 외란 조건에서 진동으로 나타난다. Figure C.4는 IV형 풍력 플랜트가 약계통에 붙었을 때 외란 없이 PMU에 기록된 진동이고, 전형적 해법은 제어기 재조정이다. 둘째 모드는 외란 때 작동하는 비선형 제어나 제어 모드 변경에서 생긴다. Figure C.5의 예는 풍력 플랜트가 라이드스루 모드에 들어가 유효전력을 줄이면 전압이 회복되고, 그러면 모드를 벗어나 다시 전압이 떨어지는 순환, 곧 채터링이다. 셋째로 고조파 불안정은 강한 계통(높은 SCR)에서도 IBR 임피던스의 능동적 성격(음저항) 때문에 생길 수 있고, 기본파 아래의 진동도 같은 메커니즘으로 설명되는 경우가 많다. 넷째로 플랜트 제어기끼리 불안정하게 상호작용할 수 있으며, 코드 기반 EMT 시뮬레이션으로 검출하고 한쪽 또는 양쪽의 제어를 재조정해 완화한다 C.3.1.2.
이런 상호작용은 기존 정상분 시뮬레이션 도구로는 대개 검출되지 않는다. 그 도구들은 불안정 모드를 만드는 플랜트 전압 제어, PLL, 내부 전류 제어기를 넣지 않거나 크게 단순화하기 때문이다. 식별할 때는 IBR 용량과 급전, 계통 토폴로지, 단락 전류 수준, 발전기·FACTS의 전압 제어기 같은 계통 조건을 두루 고려해야 하고 보편적 문턱값이나 지표는 없다. 정상분 프로그램은 빠른 제어기를 상수나 단순 대수식으로 두고 기본파 특성만 표현하므로 동기 좌표계에서 수 Hz 위의 상호작용에는 무효한 도구다. 약계통에 붙는 IBR에는 EMT 프로그램을 써야 하고, 빠른 PLL과 내부 루프를 명시적으로 표현하는 개선된 정상분 모델의 활용도 검토하며, 여러 강도 조건에서 정상분 모델과 EMT 모델의 성능을 비교하는 모델 품질 시험을 고려해야 한다 C.3.1.2.
완화책은 넷이다. 계통 보강(새 송전선은 비싸고 오래 걸리며, 직렬 커패시터는 저차 동기 불안정 우려가 있고, 동기조상기는 고장 전류·관성·전압 지원의 다면적 이점 때문에 현재 주된 해법이지만 동기기 안정도를 고려해야 함), 제어기 변경(PLL·내부 전류 루프·플랜트 전압 제어의 셋이 핵심이며 보통 제조사가 바꾸고, 플랜트 전압 제어는 시정수와 이득을 늦추며 전압 드룹으로 플랜트 간 상호작용을 줄이고, PLL과 내부 루프 변경은 복잡한 공학이 필요하며 해결되지 않는 경우도 있음), FACTS 설비(SVC·STATCOM은 동적 무효전력을 주지만 자신도 빠른 제어 루프가 있어 저강도 불안정에 걸릴 수 있음), 그리고 플랜트 용량·출력 축소(바람직하지 않지만 실시간에서 장기 해법까지의 유일한 단기 해법인 경우가 많음)다 C.3.1.2.
송전 설비와 회전기 사이의 저차 동기 상호작용은 두 종류가 문헌에 기록되어 있다. 저차 동기 공진(SSR)과 장치 의존 저차 동기 진동(DDSO)이다. DDSO는 터빈발전기가 계통의 빠른 제어기(IBR 제어 등)와 상호작용할 때 나타나며, 가장 흔한 예가 인버터 제어와 인근 터빈발전기의 비틀림 기계 모드 사이의 상호작용, 곧 저차 동기 비틀림 상호작용(SSTI)이다. 각주 186은 이것이 HVDC에서 처음 관측되었지만 어떤 IBR도 관여할 수 있다고 적는다. SSR은 발전기와 송전선의 직렬 커패시터 사이의 공진이다. 동기발전기에서 흔한 첫째 종류는 직렬 보상 계통과 터빈발전기 비틀림 모드의 공진이고, 둘째 종류인 유도발전기 효과(IGE) 또는 자기여자는 축이나 기계계와 무관한 순수 전기적 공진이다. 직렬 커패시터가 유도발전기의 실효 인덕턴스와 저차 동기 주파수에서 공진 회로를 이루고, 그 주파수에서 회로의 순저항이 음이 될 때(고정자 측에서 본 회전자 저항이 충분히 음이 되어 나머지 양의 저항을 압도할 때) 생긴다 C.3.2.
풍력에서 나타나는 SSR은 이 IGE형이고, 가장 취약한 것은 III형이다. 이유는 둘이다. III형의 유도발전기는 고정자로 계통에 직결되어 직렬 커패시터로 이어지는 방사 구성에서 공진 회로가 쉽게 만들어지고, 고정자와 회전자 사이의 백투백 변환기가 회전자 회로 저항을 실효적으로 키워 고정자 측에서 본 음저항을 키운다. 변환기 제어가 주는 이 상당한 추가 음감쇠가 균형을 깨 공진을 불안정하게 만들므로 문헌에서는 이를 저차 동기 제어 상호작용(SSCI)이라고 부른다. 그러나 주 공진 경로는 직결 유도발전기와 직렬 보상 사이이고 변환기 제어는 음감쇠의 원천임을 이해하는 것이 중요하다. III형 풍력 단지의 실제 현장 기록에서 전류가 0.5초 안에 4 p.u. 이상으로 올랐으며, 이런 현상은 제조사 고유 EMT 모델링으로 상세하고 신중하게 연구해야 한다. IV형 풍력, 배터리, STATCOM, SVC는 큰 손상 사건을 일으킨 기록은 없지만 부적절한 제어 설계·설정이면 취약할 수 있다 C.3.2.
식별에는 주파수 스캔과 고유값 해석 같은 선별법을 쓸 수 있다. 주파수 스캔은 IBR과 계통의 총 임피던스를 보며, 불안정하려면 두 리액턴스가 크기가 같고 부호가 반대여서 고유 주파수(대개 5~55 Hz의 저차 동기 대역)를 만들고 그 주파수에서 IBR이 음저항 특성(계통 저항은 항상 양이므로 불안정의 필요조건)을 가져야 한다. 해석에는 발전 급전 수준, 운전 중 인버터 수, 단위·용량성·유도성 무효전력, 낮음·중간·높음의 섭동 크기, 직렬 보상 수준, 분로와 동기발전기 상태, 송전 정지·개폐·상정사고를 포함해야 한다. 많은 IBR이 있으면 선별법이 무효가 될 수 있고, 계통 조건이 바뀌면 연구를 주기적으로 갱신해야 하며, 주파수 스캔은 근사이므로 최종 판정에는 EMT 같은 상세 평가가 필요하다 C.3.2.1. 완화는 직렬 커패시터 우회(전송 능력과 각도·전압 안정도 영향을 평가하고, 30사이클 안에 불안정할 수 있으므로 우회 속도를 평가), 제조사의 제어기 변경(블랙박스 EMT 모델에 동적 주파수 스캔을 걸어 감쇠를 파악하고, 계통 임피던스 정보를 제조사에 주며, 인근 IBR을 모두 포함해 조정), 저차 동기 불안정 보호(트립 용량이 주파수·전압 문제를 낳는지 평가), FACTS와 송전 보강(재도체화, 신설 회로, SVC·STATCOM·TCSC의 감쇠 설계, 다만 경험이 적고 비쌈)이다 C.3.2.2.
SSTI의 선별에는 EPRI가 1982년 경험적으로 세운 단위 상호작용 계수 UIF_i = (MVA_IBR / MVA_i) × (1 − SC_i / SC_TOT)²를 쓴다. SC_TOT는 i번째 유닛을 포함한 POC 단락 용량, SC_i는 제외한 값이다. 이 선별은 고수준 근사이고 직렬 보상 계통에는 적용되지 않을 수 있으며, 최종 판정에는 EMT 해석이 필요하다. 완화는 IBR 제어 재조정, 별도 감쇠 제어, 높은 UIF의 극한 상정사고에서 IBR이나 터빈발전기를 트립하는 특수 보호, 터빈발전기의 비틀림 보호 계전기다 C.3.2.3.
많은 TS 운영자가 동기발전기가 IBR로 대체된 계통을 안정적으로 운영해야 하는 과제를 인식하고 있다. 현재 인버터 발전 대부분의 제어 구조는 계통에서 볼 때 전력이 조절되는 전류원처럼 행동하는 '그리드팔로잉'이다. 이 제어는 주입 전류 변화에 대한 단자 전압 변화가 작은 강한 계통에서 잘 동작하지만, 약계통에서는 계통 전압 페이저를 추종하려는 PLL과 관련 제어가 불안정해질 수 있다. 약계통이나 IBR이 발전의 대부분인 계통에서 운전하려면 느린 외부 루프를 더하거나 다른 빠른 내부 루프를 쓰는 구조 변경이, 그리고 하드웨어 능력 변경이 필요할 수 있으며, 문헌은 약계통이나 단독 계통에서 안정하게 운전할 수 있는 이런 IBR을 '그리드포밍'이라 부른다. 역사적으로 그리드포밍은 전압과 주파수를 독립적으로 조절해 오프그리드 운전이 가능한 인버터를 뜻했지만, 표준 작성 시점에 정확한 뜻은 아직 유동적이다. CAUTION은 두 용어에 보편적으로 받아들여진 정의가 없으므로, TS 소유자가 접속 요건에 쓰든 제조사가 제품을 설명하든 대전력계통이 IBR에 기대하는 합리적 성능을 설명하는 문맥을 붙이라고 요구한다 C.4.
제어 전략은 셋으로 분류된다. PLL로 계통 페이저에 고정하고 빠른 내부 전류 루프로 유효·무효 전류(전력)를 조절하는 기존의 그리드팔로잉 전략, 조절 변수가 전압과 주파수인 단독 운전용 전략(역사적 그리드포밍), 그리고 PLL 같은 동기화 기구를 여전히 쓰되 약계통 응답을 안정화하는 보조 루프와 기능을 더한 향상된 전략이다. 셋째에서 IBR 제어는 단자량 변화 뒤의 기간 동안 임피던스 뒤의 일정한 전압 각도와 크기를 제공하며, 그 기간은 몇 ms일 수도 사실상 연속일 수도 있고, 이후 동기화 기간의 특성도 방식에 따라 다르다. 이것도 대체로 그리드포밍 범주에 들지만 문맥이 필요하다 C.4. 제조사들은 이들을 조합한 혼합 방식을 쓸 수도 있다. 개념적으로 기대되는 것은 동기기가 거의 없는 전기적·물리적 고립 상태에서 국지 부하를 안정적으로 공급하는 능력과, 상호연결 계통에서 다른 자원과 조화롭게 운전하는 능력이다. 그리드포밍 인버터는 계통 강도에 기여해 접속점의 임피던스를 줄이고 전압을 뻣뻣하게 하므로, 일부 설치가 더 많은 그리드팔로잉 인버터의 통합을 돕는다. 플랜트 안에서 IBR 자체로도, 보충 IBR 장치로도 쓰일 수 있다 C.4.
제어 루프 변경은 하드웨어 영향을 수반한다. 그리드포밍으로 운전하는 동안 내내 충분한 전류와 에너지 여유가 있어야 하고, 인버터는 과전류에서 자신을 보호하므로 전류 한계에 닿으면 그리드포밍으로 운전할 수 없어 다른 모드로 바꿔야 한다. 그런 과전류는 단락 고장 같은 급격한 전압 변화에서 일어나기 쉽다. 계통의 갑작스러운 위상각 급변에 응답하려면 에너지 여유도 항상 있어야 하며, 저장 에너지가 없거나 반대로 흡수할 여지가 없으면 그리드포밍 모드가 제한된다. 그래서 그리드포밍 인버터에는 두 모드, 곧 전류·에너지 여유가 있는 동안의 실제 그리드포밍과 하드웨어 한계에 닿은 뒤의 제한 모드가 있을 가능성이 높고, 모드 전환이 계통 신뢰도에 미치는 영향을 신중히 고려해야 한다. 그리드포밍 제어가 계통 안정 전용 인버터에 구현되든 태양광·풍력·저장의 추가 기능으로 구현되든, 그리드포밍을 '제공할' 용량은 명판이 아니라 그 운전에 배정한 전류·에너지 여유로 정해진다 C.4.
평가할 고려사항으로 부속서는 전력전자 하드웨어 설계와 정격(주파수 지원에 필요한 저장 에너지, 빠른 전류 주입을 위한 인버터·에너지원의 과대 설계), 제어 소프트웨어(고조파, 주파수 응답형 라이드스루, 정상 운전, 안정도), 풍력의 에너지 수율·블레이드·구동계·타워·기초 재검토, 무효전력·전류 증가에 따른 열 관리와 신뢰도, 자본·운영 비용, 시험·검증 로드맵을 든다. TS 운영자의 과제로는 IBR이 지배하는 시나리오에서 기대할 수 있는 계통 지원의 수준과 비용, 기존·신규 IBR의 안정 운전 한계, 여러 그리드포밍 알고리즘이 서로 어떻게 동기화하는가, 그리드포밍과 그리드팔로잉의 협조를 든다. CAUTION은 그리드포밍 IBR의 목표가 동기기의 행동을 그대로 재현하는 것이어서는 안 되고, 진화하는 계통의 필요를 이해해 IBR을 가장 효과적으로 쓰는 데 있다고 적는다. IBR은 동기기가 재현할 수 없는 바람직한 행동을 가질 수 있다 C.4.
계통 관성의 감소는 운영자가 감시하는 여러 물리적 우려 가운데 하나일 뿐이다. 다른 우려로는 단락 전류 감소에 따른 보호 협조 문제, 남은 동기발전기의 감쇠 토크 감소, 망 임피던스 증가에 따른 기존 IBR 제어 루프의 불안정, 풍력·태양광의 주파수 제어와 예비력 유지, 새 자원 지역에서 부하 지역으로의 전송, 다수 소형 발전기의 가시성·제어 부족이 있다. 블랙스타트는 그리드포밍보다 더 까다로울 수 있다. VSC-HVDC처럼 IBR이 블랙스타트에 쓰인 예는 있지만, 이미 운전 중인 계통에 독립 플랜트를 기동해 붙이는 것과 정전된 망을 복구하는 것은 다르다. 지정된 기동 경로에서 냉부하 인입, 변압기 돌입 전류, 유도전동기를 고려한 상세 연구가 필요하고, 급전 가능한 IBR은 적절한 설계 고려가 있으면 블랙스타트 자원이 될 수 있으며 TS 운영자와 협조해 구현해야 한다 C.4.
부속서 C의 세 부분은 한 태도를 공유한다. 계통 강도 지표(SCR·WSCR·CSCR·SCRIF)는 어느 것도 안정이 보장되거나 위협받는 분명한 문턱을 주지 않으므로 보수적 선별 도구로만 쓰고, 문제가 보이면 실제 제어 코드를 담은 EMT 연구로 판정한다. 인버터 불안정은 전압 불안정, 약계통 제어 불안정, 모드 순환, 고조파 불안정, IGE형 SSR(SSCI), SSTI로 종류가 다르고 발생 조건도 다르며, 어느 것도 제어와 계통의 조합에서 생기므로 송전 계획자·발전 소유자·제조사의 협조 없이는 해결되지 않는다. 그리드포밍은 계통 강도에 기여하는 유망한 방향이지만 정의가 확정되지 않았고, 그 용량은 전류·에너지 여유이며, 목표는 동기기 모방이 아니다.
이 태도가 표준 본문에 남긴 흔적이 3부·5부·9부에서 본 '약계통에서는 합의로 늦출 수 있다'와 '낮은 단락 강도 지역에는 EMT 모델을 요구하라'는 조항들이다. 표준은 요구를 쓰고 부속서는 그 요구가 흔들리는 조건을 적었다. 그리드포밍의 성능 요건은 이 표준 뒤의 문서들이 채울 자리로 남았다. 마지막 14부에서는 남은 부속서 J와 K, 곧 III형 풍력의 역상 전류 제어의 어려움과 FFR 변형 FFR2~FFR4를 다루고 연재를 정리한다.