[공학저널 김하늬 기자] 현재 국내 전력계통의 가장 큰 이슈로는 친환경 에너지원으로써 재생에너지의 확대를 꼽을 수 있다.
하지만 늘어나는 재생에너지원을 효율적으로 사용하고 새롭게 발생되는 문제들을 해결할 수 있는 제도나 기술적 경험은 아직까지 부족한 상황이다.
이를 해결하기 위해 최근 전력계통 상황을 빠르게 파악하고 안정적으로 운영할 수 있는 해석 기법과 지원 시스템 연구가 이뤄지고 있다.
특히 태양광, 풍력, 연료전지 등 재생에너지원은 대규모 에너지원이 아닌 소규모 분산형 에너지원에 속하기 때문에, 전력 공급을 위해서는 분산전력화가 필수적인 과제로 손꼽힌다. 때문에 전력설비를 디지털화하고, 이를 기반으로 신재생에너지와 부하의 변동성을 정확하게 예측·진단해 전력을 저장·공급하기 위한 기술에 대한 요구가 높다.
이에 한국전기연구원 차세대전력망연구센터에서는 전력망을 중심으로 기존 전원에 비해 변동성과 불확실성이 큰 재생에너지원의 출력을 확률적으로 예측하고, 예측된 결과를 바탕으로 선제적으로 전력계통의 상황을 모의해 불안정해지지 않도록 제어하는 기술 연구·개발에 주력하고 있다.
이를 위해 예측값을 적용해 전력계통을 모의할 수 있는 시스템을 구성하고 있으며, 자동으로 계통안정도를 검토하고 제어 방향을 결정할 수 있는 기법들을 함께 개발 중이다.
전기연구원 차세대전력망연구센터 이상호 센터장(사진)은 “전력망은 대표적인 기간산업으로 기술의 혁신이나 변화가 일반 국민들에게는 체감되기 어려운 분야 중 하나”라며 “하지만 연간 50조가 넘는 전력산업의 효율화와 한 번 발생되면 국가적인 재앙이 될 수 있는 대 정전을 막기 위한 관련 종사자들의 사명은 매우 막중하다”고 말했다.
현재 국가전력망은 공공재 형태로 유지되고 있으며 한국전력과 전력거래소가 계획과 운영을 주로 담당하고 있다. 그리고 이를 뒷받침해 당면한 문제를 해결하고 미래를 미리 준비하기 위한 이론적·기술적 해결책을 탐색하는 것이 국내 유일한 전기전문 연구기관인 전기연구원의 주 임무다.
그 중에서도 차세대전력망연구센터는 국가전력망 운영·계획을 위해 필요한 전력계통 해석 기술, 전력계통운영시스템 기술, 대규모 전력계통 엔지니어링 기술 등을 연구 등을 수행하고 있다.
전력계통을 실시간으로 운전하는 EMS(Energy Management System, 계통운영시스템)에 필요한 발전·송전 제어 프로그램을 개발하는 연구, 다양한 고장 상황이나 예측 오차로 인해 전력수급 불균형이 생겼을 때에도 안정적으로 계통을 운영하기 위해 필요한 적정 예비력을 산정하기 위한 연구 등도 수행 중이다.
이 센터장은 “차세대전력망연구센터는 최근 주목받고 있는 친환경 에너지원으로의 전환을 준비해 안정적이고 환경 친화적인 전력계통 구축에 기여하는 것을 목표로 연구에 매진할 계획”이라고 설명했다.
한편, 변화하는 전력계통 관련 활발한 기술 연구를 수행 중이지만, 아직까지 제도적·사회적 측면에서의 지원은 부족한 상황이라는 지적도 있다.
이 센터장은 “발전설비나 송·변전 설비는 건설기간이 길고, 수명도 보통 수십년 이상이므로 타 분야에 비해 변화를 모색하기 쉽지 않은 특성이 있다”며 “이로 인해 개발 기술들이 실제 현장에 투입되기까지 오랜 시간이 필요하다는 어려움도 존재한다”고 전했다.
독립계통으로 운영되는 국내 발전 자체 운영 기술은 오히려 해외보다 뛰어난 경우도 있지만 변화하는 상황에 대처하기 어려운 경직된 전력시장 체제로 효율적인 대처가 어려운 경우도 있다는 것이 그의 설명이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 최근 전력망에 접속하는 발전기나 ESS의 기술특성과 적용기준 적합성 여부를 검토하고, 재생에너지 확대 과정의 계통 관련 운영규정 등을 다룰 거버넌스가 신설돼 본격적인 운영에 들어갔다.
한국전력거래소를 중심으로 전기연구원, 한국전력, 중부발전 등이 참여한 계통분야 전담기구 발족은 2001년 전력시장 개설 이후 처음이다.
거버넌스에 참여하고 있는 이 센터장은 “전력망 연계 설비의 기술특성 적합성 관리와 계통운영 안정성 사안을 다루고, 발전기나 ESS 기술특성 자료와 보조서비스 특성자료, 전력계통 해석용 동특성자료 등을 검토하는 동시에 보조서비스나 급전지시 불이행 사항 등도 심의할 예정”이라고 계획을 밝혔다.
