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분석분석
[진단] 한국전력 - 전력계통 보완 대책은…미래 전력망 변화, 선제적 대응 만전 기한다
'신재생 3020' 비전… 간헐성·불확실성 등 대책 마련
주파수조정·과도안정도 등 총칭 'KG-ESS' 로드맵도 수립
송병훈 기자  |  hornet@energydaily.co.kr
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승인 2018.01.02  10:13:05
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[에너지데일리 송병훈 기자] 전세계적으로 신재생에너지 확산은 커다란 명제이자 거대한 물결이 되고 있다. 인류가 사용해오고 있는 기존의 에너지원은 앞으로도 오랜기간 그 역할을 다하겠지만, 신재생의 필요성과 당위에 물음표를 던지는 사람들을 찾기는 힘들다.
물론 논란은 있다. 그중에서도 신재생에너지의 그 특성, 즉 간헐성과 불확실성 및 적은 용량에 의해 전력계통 안정에 역행을 가져와, 기저발전의 책임을 담당할 수 없을 것이라는 지적이 가장 무겁다.
특히 유럽처럼 국가간 장벽을 넘어 망이 연결되지 않은, 이른바 '고립된 에너지 섬'으로 표현되는 우리나라는, 신재생 확대의 이면이라고 할 수 있는 전력계통 불안정성을 해결하기 위해 풀어나가야 할 사안이 한두가지가 아니다. 더구나 그동안 뛰어난 전기품질로 인해 오히려 전기의 필요성을 체험하지 못했던 우리의 경우, 신재생 확대가 자칫 골칫거리로 대두될 수도 있다는 경고도 나온다.
그렇다면 정부와 당국의 대비책은 무엇일까. 이와 관련 한국전력이 최근 발표한 신재생 확대를 위한 대책이 관심을 모으고 있다. 우리나라 최대 공기업이자 안정적 전력공급이라는 역할을 담당하고 있는 한전의 신재생 확대 추진계획을 담았다.

   
 
독립계통… 엄격한 신뢰도 기준

한국전력은 지난해 11월15일 자사 남서울지역본부에서 유관기관 및 발전사 관계자들을 초청한 가운데 '신재생 전원 계통접속 확대를 위한 추진계획'을 발표했다.

이는 신재생 3020 비전과 파리협정 등 신기후체제하의 새정부 에너지전환 정책에 따른 전력인프라를 선제적으로 구축한다는 방침에 따른 것이다. 특히 미래 망(Grid) 구조가 획기적으로 변화할 것으로 예상되는 만큼 안정적인 계통운영을 위한 심도있는 논의가 필요하다는 의식도 내포돼 있었다.

이에 따르면 한전은 '신재생 3020' 추진에 따른 전력계통 어젠다(Agenda)로 ▶신재생 전원의 특정지역·특정변전소 집중에 따른 접속문제 해결 ▶다른 국가와 계통연계가 없는 독립계통임을 감안, 신재생 전원 수용을 위한 다소 엄격한 계통 신뢰도 기준 유지 필요 ▶전력계통 급진적 구조변화에 대응 가능한 정책목표 제시 및 관련제도 개선 등을 꼽았다.

여기서 가장 관심이 가는 단어는 역시 계통 신뢰도라고 할 수 있다. 한전은 신재생 발전 계통 접속 확대 정책에도 전력계통 신뢰도 확보의 대원칙은 최우선적으로 반드시 준수돼야 한다고 밝혔다. 또한 변동성 확대는 전력계통의 유연성 확보가 진생생 수용한계용량 증대의 키워드이며, 주파수 및 전압 유지도 반드시 필요하다고 적시했다.

아울러 향후 신재생 단시간 변동성이 계통운영의 핵심요건으로 등장할 것이 예상되는 만큼 예측기반의 실시간 전력계통운영의 중요성이 확대될 것이며, 신재생 발전의 간헐성과 불확실성은 대응자원과 기술로 극복하고 이를 전력신사업 전환기회로 활용할 것을 주문했다.

   
▲ 지난해 11월15일 진행된 '신재생 전원 계통접속 확대를 위한 추진계획' 설명회
신재생 접속, 계통보강 지속

아울러 한전은 지난해 4월 신재생 계통접속을 위해 기존 154kV 변압기별 신재생전원 접속용량 한도를 2배(25MW→50MW)로 상향하는 등 송배전용전기설비 이용규정을 개정한 바 있으며, 향후 신재생전원 확대에 따라 필요시 변압기 및 변전소 신설 등 계통보강을 지속적으로 시행할 계획이다.

또한 원활하고 효율적인 신재생전원 계통접속을 위해 새로운 전압(70kV)을 도입, 발전고객에게 다양한 접속환경을 조성하고 계통접속 비용 최소화를 실현하기로 했다. 아울러 신재생전원 중심지에 신재생 접속전용 변전소(G-Platform)를 구축, 발전고객의 계통접속 편의성 증대 및 국토의 효율적 사용을 가능하게 한다는 방침이다.

즉, 기존 변전소는 공장, 아파트 등 대규모 수요측 부하 전력공급용으로 지어졌지만, G-Platform 변전소는 신재생 발전소 계통접속용으로 건설될 예정이다.

한전은 이와 함께 단기간에 건설이 가능한 신재생발전소에 비해 전력계통 보강은 상대적으로 장기간 소요되는 점을 감안해 기상데이터, 입지여건 등을 고려한 신재생발전 예측시스템을 구축할 계획이다. 신재생에너지 계획입지제도를 활용, 발전소 입지를 사전에 예측하고 발전소 운전시점과 전력계통 보강시기를 최대한 일치시킬 수 있도록 '선(先) 전력계통 보강'을 시행한다는 방침이다.

하지만 이같은 전력계통 설비계획에도 불구하고 타 국가와 계통접속이 없는 독립계통, 지역간 수급불균형 및 신재생전원 발전량 예측 불확실 등 일부 계통운영상 어려움이 예상되는 만큼, 계통계획 및 운영단계에서는 전력계통 신뢰도 기준을 만족시키고 안정적인 계통운영을 위해 신재생 통합 감시·운영시스템을 구축·운영할 예정이다.

또한 2030년 전체 발전량의 20%를 차지할 신재생전원을 전력계통에 수용하기 위해 신재생전원의 출력변동 대응능력이 우수한 유연송전시스템(FACTS), 새로운 개념의 전력저장장치(KG-ESS) 등 계통안정화 설비를 확대 적용할 계획도 수립중이다.

한전 관계자는 "신재생전원 확대를 위해 안정적인 전력계통 운영을 위한 추진계획을 유관기관 및 발전사들과 수시로 공유하고, 향후 송변전 설비계획 수립에 만전을 기할 예정"이라고 밝혔다.

   
▲ 한전 경산 ESS
KEPCO Grid Energy Storage System

KG-ESS(KEPCO Grid Energy Storage System)는 한전은 추진하고 있는 새로운 개념의 에너지저장시스템이다. 이 역시 출력 변동성이 큰 신재생 전원의 확대와 송전선로 및 변전소 건설이 어려워짐에 따라 안정적 전력계통 운영을 위함이다.

KG-ESS는 전력계통의 안정도를 개선하는 계통안정화용 ESS다. 계통주파수조정을 위해 기존에 설치된 ESS를 포함해 지금 한전에서 세계최초로 개발 중인 과도안정도(송전선로 고장 등이 발생해도 평형상태를 회복해 송전을 계속할 수 있는 능력)와 전압안정도(송전선로 고장 등이 발생해도 기준 전압유지 범위를 계속 유지할 수 있는 능력) 개선용 ESS를 총칭한다.

한전은 현재 KG-ESS를 체계적으로 확대 적용하고, ESS 운영기술의 우위를 선점하기 위해 송변전설비로 활용할 수 있는 ESS의 분야를 기능별로 세부분류하는 한편 과도 및 전압안정도 개선용 ESS에 관련된 지적재산권 확보(국내·외 출원 5건 완료)를 추진하고 있다고 설명했다.

또한 정부의 신재생 3020 비전에 발맞춰 2030년까지의 KG-ESS 중장기 로드맵도 수립중이어서, 어떠한 내용이 담길지 관심이 모아지고 있다.

한전 관계자는 "고가의 ESS의 활용성과 경제성을 높이기 위해 하나의 ESS 설비가 동시에 여러 목적으로 해당 기능을 통합 수행할 수 있도록 기능을 고도화하고, 발전제약 완화용, 신재생 전원 변동성 대응용 등 용도를 다양화, 국내 계통에 ESS 확대적용 계획을 추진하고 있다"고 말했다.
 

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