재생에너지 보급이 빠르게 늘면서 이를 통합 관리해야 한다는 목소리가 커지고 있다.

특히 재생에너지 발전량이 급격히 늘어나 출력제한(Cutailment)를 해야 하는 상황에 닥칠 수 있기 때문에 하루 빨리 이를 대비할 필요가 있다는 주장이 나온다.

이에 따라 한전은 14개 계통운영센터의 RMS(Renewable management system)를 전남지역에 설치, 실증하고 있다.

전력거래소는 전국 단위로 운영되는 통합발전계획 시스템을 개발 중이다. 내년 10월경에 개발을 완료하고 시범운영이 가능하다는 게 관계자의 전언이다.

◆ 신재생E 많은 제주선 이미 출력 제한도

재생에너지 확대 속도가 가파른 제주는 어떨까. 제주에서는 이미 재생에너지의 출력 제한이 이뤄지고 있다. 조성빈 전력거래소 제주본부 기획실장은 “2015년 처음으로 연 2회의 풍력발전 출력제한에 나선 바 있다”며 “이 횟수는 해가 거듭될수록 더 많아지는 추세”라고 밝혔다.

제주에서는 신재생에너지 설비 비중이 빠르게 늘면서 관련 시스템 구축도 덩달아 촉진됐다.

전력거래소에 따르면 2009년 제주의 재생에너지 설비용량(총 발전설비 용량 대비)은 9.4%를 기록했지만, 10여년이 지난 지난해에는 27.4%로 집계됐다. 3배가량 늘어난 수치다.

재생에너지 설비가 늘어났다는 얘기는 곧 전력 발전량을 예측하기 어려워진다는 것과 같다.

이는 재생에너지의 간헐성 때문이다. 간헐성이란 태양광, 풍력 같은 재생에너지가 날씨 등 외부 요인에 따라 발전량이 좌우되는 것을 말한다. 들쑥날쑥한 발전량은 곧 안정적인 전력수급에 위험 요인으로 작용한다.

이 때문에 제주에선 이미 신재생에너지 발전량 예측 등 관련 시스템 구축이 완료된 상태다.

제주 지역의 신재생에너지 발전량 예측 성능에 대해 조 실장은 “현재 풍력발전은 예측 오차율이 10% 이하, 태양광 발전은 5% 이하를 기록하고 있다”며 “머신러닝을 이용한 고도화를 통해 신뢰도를 높이고 오차율을 계속해서 낮춰가고 있다”고 밝혔다.

재새에너지 발전량 예측과 함께 중요한 것은 수요 예측이다. 전력거래소 제주본부는 온라인 전력수요예측 시스템을 개발 중이다. 내년 10~11월경에는 개발을 마친다는 계획이다. 이를 통해 주간-하루 전-당일-실시간 시장에서 수요예측과 발전량 예측을 함께 하는 것을 목표로 한다.

◆ 당일시장과 실시간 시장 예측따른 계통운영이 목표

수요예측과 발전량 예측 데이터를 모아 궁극적으로 실현하려는 것은 실시간 계통운영과 시장운영이다.

이 때 당일 시장(Operating day 또는 Intra-day market)은 하루 전 시장과 실시간 운영 사이 수급이 불일치(Imbalance)하는 위험에 대비하고 예비력을 확보하는데 드는 비용을 감소시키기 위해 운영된다.

해외에서는 이미 이런 시장이 운영되고 있다. 스페인의 경우 풍력발전 사업자는 하루 전 시장에서 풍력발전 예측을 바탕으로 공급입찰(Bidding)을 제출해야 한다. 계통운영자는 이러한 풍력발전 계획과 다양한 계통의 제약조건, 예비력(Primary Reserve와 Secondary Reserve) 수준을 고려해 발전기의 운전계획을 수립하고 수급의 균형을 맞춘다.

조 실장은 “한국에서도 이런 실시간 운영 계통 계획을 세우기 위해 태양광‧풍력 등 설비의 발전량 예측이 필요할 것”이라며 “재생에너지 발전사업자에게 이러한 의무를 지우거나 발전량 제약을 피할 수 없을 것”이라고 말했다.