재생에너지 발전 현황 및 계통운영에 필요한 출력 제어 기능..실시간 확인

한전이 재생에너지의 발전 상태를 실시간으로 감시 제어 예측할 수 있는 시스템을 구축한다. 재생에너지 용량이 많은 전남지역에 한정해 구축했지만, 실증을 통해 성공적인 운영을 확인하면 이를 전국으로 확대할 계획이다.

한국전력(사장 김종갑)은 실시간 재생에너지 상태감시 및 출력 제어를 통해 전기 품질을 유지하고, 정전예방 등 안정적인 전력계통 운영기반 마련을 위해 지난 5월 전남지역에 재생에너지 감시·제어시스템(xGrids Renewable)을 시범 구축하고 실증 운영에 들어갔다. 한전 관계자는 “현재의 재생에너지 운전 용량은 전국 전력수급에 영향을 미칠 수준은 아니지만 전남북 및 경북 일부 지역에 집중되면서 지역적인 전력설비 과부하 및 과전압 등 전력품질 문제가 발생하고 있다”며 “이런 문제해결을 위해 재생에너지의 운전상황을 실시간으로 감시하고 제어할 수 있는 지역 재생에너지 감시·제어 시스템 구축의 필요성이 요구된다”고 설명했다.

시스템 구축 시범사업은 재생에너지 집중도가 가장 높은 전남지역에 22.9kV 전용선로로 접속(송전접속)된 총 18개 재생에너지 발전소(태양광 12개소, 풍력 6개소, 설비용량 173MW)를 대상으로 했다. 실시간(4초 주기)으로 발전출력 및 운전상태를 모니터링하고 전력설비 고장과 같은 비상상황에 대비해 출력 제어신호를 해당 재생에너지 발전소로 송출할 수 있는 인프라를 구축했다. 시스템 구성을 보면 송변전 계통운영시스템(지능형 SCADA)과 배전 지능화 시스템(DAS) 간 정보공유 연계를 통해 일반 배전선로(부하고객과 발전고객 혼재)에 접속돼 있는 소규모 재생에너지와 전용 배전선로에 접속돼 있는 중소규모 재생에너지의 감시 및 제어정보를 통합할 계획이다. 앞으로 이를 확대해 154kV 이상 재생에너지의 감시 및 제어를 담당하고 있는 전력거래소와 정보공유를 통해 ‘중앙관제센터-계통운영센터-급전분소(배전센터)’ 로 이어지는 현재 전력계통 운영체계를 기반으로 전국 재생에너지의 계층적 운영체계를 구현할 계획이다.

한전은 지역 재생에너지 감시제어 시스템이 전국단위로 확대되면, 재생에너지 관리를 통해 설비 과부하 · 전압 불안정 방지, 수급 밸런스 유지로 재생에너지의 효율적 운용 및 수용 능력을 높일 수 있을 것으로 전망했다. 또 개별 재생에너지의 실시간 운영상황과 발전 · 수요의 분리감시로 전력설비 이용률을 극대화할 수 있게 된다. 설비 운영 측면에선 최적의 설비 보강 및 투자계획 수립이 가능해질 것으로 기대된다.

한전 관계자는 “효율적인 재생에너지 운영체계 구축을 위해서는 산업부, 전력거래소, 한전 등 유관기관 간의 유기적 협력관계 구축과 발전소 감시·제어에 대해 부정적 인식을 갖고 있는 신재생 발전사들이 전력계통에 안정적으로 수용하기 위한 필수적인 시스템이라는 긍정적 인식으로의 전환과 협조가 필요하다”고 말했다.

다만 태양광 풍력 등 재생에너지 발전사의 PCS 설비의 표준화를 통해 한전의 표준 프로토콜 설비와 원격제어가 원활히 될 수 있도록 시스템 구축이 필요하다.

전 세계적으로 재생에너지가 늘면서 유틸리티들의 고민이 안정적인 계통운영이다. 재생에너지의 간헐성 때문에 정확한 예측 및 제어에 대한 투자를 늘리고 있다.

한전 관계자는 “사실 계통운영을 운영하는 과정에서 태양광, 풍력 등 재생에너지들은 변동성과 불확실성이 매우 큰 악성 전원으로 그동안 평가됐다”며 “하지만 효율적이고 체계적인 감시제어 시스템을 구축해 에너지저장장치와 결합해 사용할 경우 전력공급 및 운영 과정에서 효과를 극대화할 수 있다”고 말했다.

현재 스페인, 독일 등 재생에너지 발전분야 선진국들은 전력계통 안정성 유지와 재생에너지 수용 극대화를 위해 재생에너지 모니터링과 컨트롤을 위한 통신 인프라와 시스템을 보유하고 있으며, 이를 효과적으로 운영하기 위한 중앙↔지역↔재생에너지 발전소로 이어지는 계층적 운영체계를 운영 중이다.