태양광 늘자 흔들리는 전력망…'에너지 저장장치'에 '그리드포밍' 기술 도입한다

[뉴스에디션] 정부가 태양광 등 재생에너지 급증으로 발생해 온 전력망 불안정 문제를 해결하기 위해 고도화된 계통 안정화 기술을 도입한다. 기후에너지환경부는 인버터 기반 설비가 스스로 전압과 주파수를 생성·유지할 수 있도록 하는 '그리드포밍' 기술을 본격적으로 제도화한다고 발표했다. 국내 송전계통 여건을 반영해 수립된 이번 성능 요건은 향후 전력망 운영 방식의 근본적인 패러다임을 바꿀 것으로 전망된다.

수동적 추종에서 능동적 제어로… 전력망 패러다임의 전환

기존 전력망 시스템에서는 태양광 발전 인버터나 대형 에너지 저장장치 설비들이 전력 계통이 미리 구축해 놓은 전압과 주파수를 단순히 따라가는 '그리드팔로잉' 방식을 주로 사용해 왔다. 그러나 기상 조건에 따라 출력이 수시로 변하는 재생에너지가 급격히 유입되면서, 전력망의 관성과 강건성이 약화되는 문제가 지속적으로 부각되어 왔다.

이번에 마련된 그리드포밍 기술은 이러한 한계를 보완할 핵심 대안으로 평가받는다. 기존의 수동적 추종 방식에서 벗어나, 변환 장치 스스로가 독립적인 전압원으로 동작하여 주파수와 전압을 능동적으로 형성하고 유지하기 때문이다. 이에 따라 계통 외란이나 긴급 상황이 발생하더라도 전력망 붕괴를 막는 방어벽 역할을 할 것으로 기대된다.

2027년부터 대용량 에너지 저장장치 대상 성능 의무화

정부가 확정한 그리드포밍의 세부 성능 요건은 신속성과 회복력 확보에 중점을 두고 있다. 전력 계통에 변동이 발생한 시점을 기준으로 5ms 이내에 즉각적으로 동작 상태를 전환해야 하며, 고장 발생 시에도 최소 140ms 동안 순시 고장전류를 2.0 p.u. 이상 출력하며 전압원 특성을 유지해야 한다.

이 기준은 제11차 전력수급기본계획상의 중앙계약시장을 거쳐 2027년 12월부터 상업운전에 돌입하는 '장주기 에너지 저장장치(BESS)' 설비부터 순차적으로 의무 적용된다. 연도별 보급 계획은 다음과 같다.

◾ 2027년: 육지 및 제주 지역 내 540MW 규모 에너지 저장장치 도입

◾ 2028년: 육지 및 제주 지역 내 540MW 규모 추가 확충

◾ 2029년: 육지 지역 중심의 600MW 규모 도입

앞으로 송전 계통에 새롭게 진입하는 사업자들은 관련 '송·배전용 전기설비 이용규정' 및 '전력시장운영규칙'에 명시된 기술 기준과 운영 가이드를 준수해야 한다. 정부는 이번 제도화를 발판 삼아 국내 인버터 제조사들이 그리드포밍 원천 기술력을 확보하고 해외 시장에서도 경쟁력을 갖출 수 있도록 산업 지원책을 마련할 방침이다.

[단평(短評)] 민간 태양광 연계 유인책과 정교한 보상 체계 뒤따라야

태양광을 비롯한 재생에너지의 지속 가능한 성장을 위해서는 전력망 인프라의 질적 고도화가 필수적인 선결 과제다. 이러한 관점에서 에너지 저장장치에 그리드포밍 기술 의무를 부과해 계통 안정성을 끌어올리겠다는 정책 기조는 타당한 선택으로 보인다.

다만 높아진 기술 규격을 민간 사업자에게 요구하는 만큼, 초기 인버터 설비 교체 비용과 기술 투자 부담을 덜어줄 합리적인 인센티브 구조와 유인책이 정밀하게 보완되어야 정책의 실효성을 확보할 수 있을 것이다.

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