정부가 재생에너지 중심의 전력망을 안정적으로 운영하기 위해 핵심 기술인 ‘그리드포밍’을 송전용 에너지저장장치에 본격 도입한다.
기후에너지환경부는 24일 송전용 에너지저장장치에 그리드포밍 성능 요건을 마련하고, 2027년 12월부터 상업운전 예정인 중앙계약시장 ‘장주기 배터리 저장장치’부터 적용한다고 밝혔다.
그리드포밍은 에너지저장장치나 태양광 같은 인버터 기반 설비가 전압과 주파수를 스스로 만들어내는 기술이다. 기존 그리드팔로잉 방식이 전력망의 전압과 주파수를 수동적으로 따라가는 것과 달리, 그리드포밍은 자체적으로 전압과 주파수를 형성하고 유지해 계통 안정화에 기여한다.
재생에너지가 확대되면서 인버터 기반 설비가 늘어나 전력망 안정성이 저하되는 상황에서, 그리드포밍은 관성과 강건성 등 계통 안정화 기능을 제공할 수 있어 미래 전력망 운영의 핵심 기술로 주목받고 있다.
기후에너지환경부는 한국전력공사, 한국전력거래소와 함께 학계, 연구기관 전문가, 국내 인버터 제작사 등과 논의를 거쳐 국내 송전계통 환경에 맞는 성능 요건을 마련했다. 이번 성능 요건은 2027년 12월부터 상업운전 예정인 중앙계약시장 장주기 배터리 저장장치 설비부터 적용된다.
송전계통에 그리드포밍 설비를 설치하는 사업자는 ‘송·배전용 전기설비 이용 규정’ 및 ‘전력시장운영규칙’에 따라 성능 요건과 운영 기준을 준수해야 한다. 중앙계약시장 장주기 배터리 저장장치 도입 계획에 따르면 2027년 육지와 제주에 540MW, 2028년 540MW, 2029년 육지에 600MW가 도입될 예정이다.
그리드포밍 성능이 도입되면 송전용 에너지저장장치는 전기를 충전·방전하는 저장소 역할뿐만 아니라 관성과 강건성 확보 등 전력망 안정화에도 기여할 것으로 기대된다. 기후에너지환경부는 국내 인버터 제작사들이 그리드포밍 기술 역량을 바탕으로 해외 시장에서 경쟁력을 강화할 수 있도록 다각도로 지원할 계획이다.
기후에너지환경부 전력망정책관 이재식은 “재생에너지 중심의 에너지 전환이 가속화됨에 따라 전력망의 불안정을 해소하기 위한 방안 마련이 병행되어야 한다”며 “그리드포밍 성능을 갖춘 에너지저장장치 운영을 통해 계통 안정성을 확보하고, 성능 요건을 더욱 강화해 나가겠다”고 밝혔다.
이번에 마련된 그리드포밍 세부 성능 요건을 살펴보면, 계통 변동 발생 시 5ms 이내에 동작할 수 있는 응답시간을 갖춰야 한다. 계통 고장 시에는 전압원 특성을 유지하며 순시 고장전류를 2.0 p.u. 이상 출력하고, 최소 140ms 동안 과전류 상태를 유지할 수 있어야 한다.
또한 계통 전압의 위상각이 최대 ±60도까지 급격히 변동하는 상황에서도 계통 탈락 없이 연계를 유지할 수 있어야 하며, 주파수 변화율이 최대 4Hz/s 변동 시에도 가상관성 전압원으로 동작해야 한다. 낮은 단락비 1.2의 약계통 조건에서도 전압원 특성을 유지해야 하며, 그리드팔로잉과 그리드포밍 간 제어 모드 전환이 연속적으로 가능해야 한다.
다만 2027년 2월 1일 이전에 접수된 송전용 에너지저장장치 이용신청분의 경우 고장전류 1.3 p.u. 이상, 위상각 최대 ±30도가 적용된다.
