정부가 전력망의 안정성을 높일 수 있는 차세대 기술인 '그리드포밍(Grid-Forming)'을 송전용 에너지저장장치에 본격 도입한다. 기후에너지환경부는 24일 이 같은 내용의 계획을 발표하고, 관련 성능 요건을 마련했다고 밝혔다.
그리드포밍은 에너지저장장치나 태양광 발전 설비 등 인버터 기반 설비가 스스로 전압과 주파수를 형성하고 유지하도록 제어하는 기술이다. 기존의 그리드팔로잉(Grid-Following) 방식이 전력망의 전압과 주파수를 수동적으로 따라가는 것과 달리, 그리드포밍은 독립적인 전압원처럼 동작해 계통 안정화에 직접 기여한다는 점이 특징이다.
재생에너지 비중이 늘어나면서 인버터 기반 설비가 급증하고, 이로 인해 전력망의 안정성이 떨어지는 문제가 발생하고 있다. 그리드포밍은 관성(주파수 유지 능력)과 강건성(전압 유지 능력)을 제공해 이러한 문제를 해결할 핵심 기술로 주목받고 있다. 기후에너지환경부는 한국전력공사, 한국전력거래소, 학계 및 연구기관 전문가, 국내 인버터 제작사 등과 협의를 거쳐 국내 송전계통 환경에 맞는 성능 요건을 마련했다.
이번에 마련된 성능 요건은 2027년 12월부터 상업운전을 시작하는 중앙계약시장의 '장주기 배터리 에너지저장장치(BESS)' 설비에 우선 적용된다. 장주기 BESS는 정격출력 기준으로 6시간 이상 연속 방전이 가능한 대용량 저장장치로, 제11차 전력수급기본계획에 따라 2027년 육지와 제주에 540MW, 2028년 540MW, 2029년 육지에 600MW가 순차 도입될 예정이다.
그리드포밍 성능 요건의 주요 내용을 살펴보면, 계통 변동 발생 시 5ms(밀리초) 이내에 응답해야 하며, 계통 고장 시에도 전압원 특성을 유지하면서 2.0 p.u.(퍼유닛) 이상의 고장전류를 140ms 이상 출력해야 한다. 또한 계통 전압 위상각이 최대 ±60도까지 급변하는 상황에서도 계통 탈락 없이 연계를 유지해야 하고, 주파수 변화율이 초당 4Hz에 달하는 외란 상황에서도 가상관성을 제공할 수 있어야 한다. 낮은 단락비(SCR 1.2)의 약계통 조건에서도 정상 운전이 가능해야 하며, 그리드팔로잉과 그리드포밍 간 제어 모드 전환이 연속적으로 가능해야 한다. 다만 2027년 2월 1일 이전에 접수된 이용신청분에 대해서는 고장전류 1.3 p.u. 이상, 위상각 최대 ±30도 등 완화된 기준이 적용된다.
송전용 에너지저장장치에 그리드포밍 성능이 도입되면 단순히 전기를 충전·방전하는 저장소 역할을 넘어, 관성과 강건성 확보를 통해 전력망 전체의 안정화에 기여할 것으로 기대된다. 기후에너지환경부는 앞으로 국내 인버터 제작사들이 그리드포밍 기술 역량을 바탕으로 해외 시장에서도 경쟁력을 확보할 수 있도록 다각도로 지원할 계획이다.
이재식 기후에너지환경부 전력망정책관은 "재생에너지 중심의 에너지 전환이 가속화됨에 따라 전력망의 불안정을 해소하기 위한 방안 마련이 병행되어야 한다"며 "그리드포밍 성능을 갖춘 에너지저장장치 운영을 통해 계통 안정성을 확보하고, 관련 성능 요건을 지속적으로 강화해 나가겠다"고 밝혔다.
