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안정적 전력 수급 대응 ‘스마트그리드’에서 답 찾다
안정적 전력 수급 대응 ‘스마트그리드’에서 답 찾다
  • 김연균 기자
  • 승인 2023.02.20 20:10
  • 댓글 0
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■제3차 지능형전력망 기본계획 확정

양방향 통신 ‘수요-공급’ 최적화
EMS·AMR 등 정보통신공사 연관

한국형 통합발전소 도입도 추진
재생에너지 입찰제도 시범 운영

저압용 AMI 2250만호 구축 계획
차세대 배전망 관리시스템 확대
안정적인 전력수급을 위한 '스마트그리드'의 중요성이 증대되고 있다.  [사진=클립아트코리아]
안정적인 전력수급을 위한 '스마트그리드'의 중요성이 증대되고 있다. [사진=클립아트코리아]

[정보통신신문=김연균기자]

탄소중립에 따른 전기화, 전기차 및 데이터센터 증가 등은 전력수요를 지속적으로 증가시키고 있다. 10차 전력수급기본계획 전력소비량 전망에 따르면 올해 558.3TWh에서 2036년 703.2TWh로 예측되고 있다. 그러나 발전소, 송전설비 등 안정적인 전력 수급 대응을 위해 필요한 공급여력 보강은 쉽지 않은 상황이다.

상황이 이렇다 보니 스마트그리드(지능형전력망)의 역할이 증대되고 있다.

스마트그리드는 실시간 양방향 통신을 기반으로 수요관리 등을 통해 수요-공급을 최적화하고, 재생에너지 변동성으로 인한 불안정성을 완화하는 역할을 한다.

한국무역협회에 따르면 세계 스마트그리드 시장은 2021년 360억 달러에서 연평균 18.2% 성장해 2030년 약 1600억 달러 규모로 성장할 전망이다. 특히 세계적인 탄소중립 정책 추진에 따라 신재생, ESS, 전기차 등 분산자원 시장이 빠르게 성장하고, 통합발전소(VPP), 수요자원거래 등 분산자원 거래 모델 활성화도 점쳐지고 있다.

특히 스마트그리드는 정보통신공사와도 연관성이 깊다.

지능형 에너지관리시스템(EMS)은 에너지효율 향상을 설정하고 이를 달성하기 위해 관리체제를 일정한 절차 및 기법에 따라 체계적이고 지속적으로 추진하는 시스템으로, 정보통신공사업법 시행령 [별표1] 가운데 ‘정보통신전용전기시설설비공사-정보통신전기공급설비’에 해당한다.

이외에도 △자동 원격검침 시스템(AMR) △저전력광역통신망(LPWA) 기반 무선원격검침 시스템 △지능형 축전지관리시스템(BMS) △지능형 에너지저장시스템(ESS) △클라우드 EMS 시스템 △전력선통신(PLC) 설비 등도 포함된다.

■전력 공급 유연성 강화

정보통신기술(ICT)을 접목한 고효율·저소비형 에너지 수요관리 혁신 및 이와 연계된 신산업 시장의 급성장이 예상되는 만큼 전력 수급 환경 변화에 대응하기 위해 분산에너지의 전력시장 참여 확대와 시장·제도의 유연화가 필요한 상황이다.

또한 데이터 공유 등을 통해 소비자가 능동적으로 전력을 소비하고, 전력 수급 안정에 기여할 수 있는 환경 조성이 요구되고 있다.

이러한 요구에 정부는 ‘제3차 지능형전력망 기본계획’을 통해 공급 유연성을 확보하고 소비를 유연화해 2027년 국민수요반응(DR) 고객 2만명, 플러스DR 시장규모 1GW로 수요자원 시장을 확대하겠다는 전략을 발표한 바 있다. 특히 송·배전 부담을 줄이는 분산형 전원 비중 18.6% 달성도 목표로 설정했다.

수요반응(DR)은 현재 전력량의 수급 상황에 맞춰 전기사용자가 사용량을 변화시키는 것을, 분산형 전원은 에너지를 소비하는 곳과 가까운 지역에서 중·소 규모로 전기를 생산하는 개념을 의미한다. 특히 지역 내 송전망 배전 시설의 간편화와 효율성을 높이기 위해 태양광이나 풍력과 같은 신재생에너지 자원을 이용한 소규모 발전 설비를 지칭한다.

‘제3차 지능형전력망 기본계획’은 잉여전력을 열, 수소 등으로 저장하는 섹터커플링 상용화와 충전기를 통해 전력망에 연결된 전기차 배터리를 에너지저장장치로 활용하는 전기차활용(VGI) 제도 마련 등 전력공급 유연성 자원 확보 방안을 포함하고 있다.

또 법적 근거 마련 등을 통해 국내 전력수급 및 시장에 적합한 ‘한국형 통합발전소(VVP)’ 도입도 추진된다. VPP는 태양광, 연료전지 등 분산에너지를 통합해 전력시장에 입찰하는 ICT 기반 가상발전소를 뜻한다.

정부는 ‘분산에너지 활성화 특별법’ 등 관련법 제·개정을 통해 VPP 사업등록 요건 규정 등 제도적 근거를 마련하고, 시장 입찰이 가능한 VPP 사업자 최소용량 및 계통 기여 실효용량 등을 고려한 적정 VPP 용량요금(CP) 산정 등 제도 설계를 추진한다.

VPP 참여시장 운영시스템 구축 및 신속 도입을 위한 실제 계통 기반 실증 사업도 추진한다. 이를 위해 2026년까지 계통유연자원 서비스화 기술개발에 240억원이 투입될 전망이다.

아울러 일정 규모 이상 재생에너지 또는 집합자원을 급전 가능 자원으로 등록해 도매시장 참여를 허용하는 ‘재생에너지 입찰제도’를 올해 연말까지 제주에서 시범 운영하고, 도입 기반 마련 후 2025년 말까지 전국 확대 적용을 추진한다.

제주시범사업은 1㎿를 초과하는 단독형, 1㎿ 초과~500㎿ 이하 집합형 등으로 운영되며, 일반발전기와 같이 용량요금(CP), 부가정산금 등 인센티브 지급을 비롯해 허용오차(8%)를 벗어난 과잉 발전량에 대해 페널티가 부과될 예정이다.

한편 안정적 전력계통 운영에 필요한 주파수제어예비력, 즉 자동발전제어 신호에 따라 5분 이내 동작, 30분 이상 출력을 유지할 수 있는 예비력 확보를 위한 ‘주파수 조정용 집합자원 및 운영시스템’ 개발도 추진된다.

■스마트한 전력소비 체계 구축

소비자 참여 서비스 활성화를 위한 수요자원 시장 확대를 위해 공공시설, 지자체 등을 통해 국민DR 연계 에너지 절약 사업을 확대하고, 플러스DR 당일 시장 도입과 향후 육지계통 잉여전력 발생에 대비한 전남지역 적용을 검토한다.

스마트 전력계량 시스템 구축을 통한 서비스 참여 기반도 마련한다.

공공 중심으로 저압용 지능형 전력계량 시스템(AMI) 2250만호 구축을 2024년까지 완료하고, 민간 소유의 주택용 고압 계약 아파트의 재정지원 등을 통해 AMI 확산을 추진한다.

또 AMI 미구축 수기검침 아파트 614만호에 대해 정부보조비율 상향 등 현 사업 해로사항을 개선한 보급지원 사업이 2025년부터 진행될 계획이다.

통신 연계 시범사업을 확대해 원격검침 가능 아파트(300만호)에 인프라 구축 및 데이터 서비스 플랫폼 활용 지원도 추진된다. 신축아파트와 한전 간 통신을 연결해 한전 파워플래너(APP) 서비스 제공이 핵심 사업이다.

전력 데이터 신뢰도 향상을 위한 AMI 기능 고도화도 추진 대상이다.

펌웨어 업그레이드, 신호보강 등을 통해 통신설비를 안정화하고 데이터 전송 정확성을 ‘2025년 98% 이상’으로 끌어올리겠다는 구상이다.

계량기 검정주기(설치 후 10년 경과시) 등에 맞춰 보안 모듈이 적용돼 원격업데이트를 통한 성능 개선이 가능한 보안 전력량계도 단계적으로 확대된다.

■전력계통 시스템 디지털화

분산에너지 계통수용성 제고를 위한 R&D 지원을 통해 재생에너지 관성 부여를 위한 인버터 기술 개발을 추진하고, 직류-교류 혼용 배전망 상용화를 위한 고압 직류송배전시스템(MVDC) 기술 전주기를 지원한다.

구체적으로 분산에너지 계통접속 확대를 위한 그리드포밍 핵심기술개발 및 실증(280억원), 차세대 AC/DC 하이브리드 배전네트워크기술개발사업(1905억원)이 추진될 전망이다.

실시간 수급 변동성 대응을 위한 전력시스템 디지털화를 추진해 배전망 운영자 제도 도입 등 배전망 단위 분산전원 관리체계를 마련하고, 차세대 배전망 관리시스템(ADMS)의 단계적 확대를 통한 전국 도입을 추진한다.

현재 ADMS는 15개 한전 지역 본부 중 충북, 제주, 전북, 광주전남 등 4개 본부만 도입한 상태다.

재생에너지 확산 대비 차세대 EMS 구축 등 기존 전력시스템을 고도화하고, 기설 154㎸ 변전소 361개의 디지털변전소 전환을 2027년까지 100%(686개) 완료한다는 계획이다.

이밖에도 마이크로그리드 확산을 위해 스마트그린산단을 중심으로 인프라 구축을 지원하고, 제주 등 재생에너지 비중이 높은 지역을 중심으로 분산에너지 특화지역 우선 지정 및 에너지 프로슈머 실증 활성화를 추진한다.

또 지능형전력망 산업 생태계 구축을 위해 올해에 상호운용성 확보를 위한 ‘지능형전력망 인증제도’가 도입된다.

산업부 관계자는 “향후 5년간 지능형전력망 분야에 약 3조 7000억원을 투자해 스마트한 전력소비 체계 구축을 통해 스마트하고 유연한 전력시스템을 구축해갈 것”이라며 “제3차 지능형전력망 기본계획을 차질 없이 추진하기 위해 매년 시행계획을 수립하고 후속 조치 사항을 이행·점검하는 등 각 과제가 적기에 이행될 수 있도록 최선을 다할 것”이라고 밝혔다.


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