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한전, 제주도 재생에너지 수용성 제고 위해 4년 간 550억 투입
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한전, 제주도 재생에너지 수용성 제고 위해 4년 간 550억 투입
  • 황민승 기자
  • 승인 2021.11.03 14:38
  • 댓글 0
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출력제어 문제 해소 위한 3대 핵심기술 개발 추진

한국전력이 낮 시간대에 전력수요보다 전체 태양광 발전량이 초과하는 제주도의 과잉발전 상황을 해소하기 위한 기술개발에 나선다.

한국전력은 재생에너지 발전의 전력 계통 수용성을 높일 수 있는 기술 개발과 실증에 본격 착수한다고 3일 밝혔다.

이번 기술 개발은 제주도에서 발생하고 있는 고질적 재생에너지 출력제어 문제를 해소하기 위한 것으로, 오는 2022년부터 2025년까지 4년 간 총 550억 원이 투입된다. 특히 출력제어량을 최대 100㎿ 억제할 수 있는 기술 개발을 통해 제주도뿐만 아니라 향후 전국 단위로 재생에너지의 효율적 확대와 탄소중립 실현에 이바지한다는 복안이다.

이번 재생에너지 수용성 증대를 위한 기술 개발의 내용은 △계통 안정성 문제 해소를 위해 전력 계통에 관성(회전력)을 공급하는 기술 △재생에너지 발전량 예측정확도 향상 및 출력제어 기술 △주파수 조정 및 선로 과부하 해소와 같은 에너지저장장치(ESS) 다목적 활용 기술 등 3가지다.

먼저 전력 계통에 관성을 공급하는 기술과 관련해 현재 전력 계통은 주로 터빈발전기의 회전력에 의해 에너지를 생산하고 이를 수송(송배전)하는 ‘교류’ 중심으로 구성돼 있다. 하지만 태양광과 같은 재생에너지 발전설비는 회전력이 아닌 인버터 방식(직류)이라 교류 기반 계통에 확대 적용하기에는 한계가 있다.

즉 재생에너지의 비중이 낮을 때는 문제가 없지만 일정 수준 이상으로 높아지면 관성 부족 등의 계통 안정성 문제로 계통에 접속할 수 없게 된다. 이러한 문제를 해소하기 위해 계통에 별도의 회전력을 공급할 수 있는 플라이휠(FlyWheel) 동기조상기 운영 및 인버터의 주파수응동(Fast Frequency Response) 제어 기술의 개발을 추진한다.

또한 재생에너지 발전량 예측정확도 향상 및 출력제어 기술은 일조량, 풍량 등 날씨에 따라 변동성이 큰 재생에너지 발전의 한계 극복을 위한 것이다. 

짧은 기간의 발전량을 최대한 정확하게 예측할 수 있다면 출력제어량을 최소화할 수 있으며, 동일한 용량의 송배전망에 훨씬 많은 재생에너지 발전설비를 접속하더라도 유연하게 대처할 수 있어 전력망에서의 재생에너지 수용력을 높일 수 있다. 이에 한전은 재생에너지 발전량 예측정확도 향상 및 출력제어 기술을 개발해 출력제어량과 송배전망 건설을 최소화함으로써 경제적으로 재생에너지 보급이 확대될 수 있는 기반을 마련할 계획이다.

마지막은 ESS 다목적 활용 기술로, 제주도 등에는 발전기 고장으로 주파수가 급격히 떨어질 때 발전기와 HVDC 이외에 추가로 즉시 방전해 주파수 급락을 막기 위한 ESS가 설치돼 있다.

이러한 주파수 조정용 ESS를 특정 송전선로에 풍력·태양광 발전이 집중 시 이를 흡수(충전)해 송전선로의 과부하를 해소할 수 있다. ESS 다목적 활용 기술을 개발해 재생에너지의 간헐적 과부하를 해소하기 위한 대규모 설비를 투자하는 대신, ESS를 활용해 비용 효과적으로 재생에너지를 확대할 수 있도록 추진된다.

한전은 오는 2022년 1월까지 공개모집을 통해 공동 연구할 협력 기관을 선정하고, 같은 해 2월부터 기술개발에 본격 착수해 2023년까지 핵심기술을 확보 예정이다. 또한 오는 2024년 서제주·한림 지역에서 현장 실증, 2025년에는 제주 전체 계통으로 확대하고 이후에는 육지계통에도 차례대로 적용할 계획이다.

한전 관계자는 “향후 전국적으로 신재생 전원 비중이 높아질 때 예상되는 문제들을 극복하고 계통 관성 및 안정성 확보와 신재생 전원 활용의 극대화에 이번 기술 개발에 중요한 의미가 있다”며, “앞으로도 재생에너지 발전량의 출력제어를 최소화하기 위해 정부·지자체와 유기적 협조체계를 구축해 다양한 방안을 마련할 방침”이라고 밝혔다.



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