정부가 재생에너지 확대에 따른 전력망 불안정 문제를 해결하기 위해 핵심 기술을 도입한다.
기후에너지환경부는 송전용 에너지저장장치에 '그리드포밍(Grid-Forming)' 기술을 도입하기로 하고, 국내 송전계통 환경에 맞는 성능 요건을 마련했다고 24일 밝혔다. 그리드포밍은 에너지저장장치나 태양광 등 인버터(직류를 교류로 바꾸는 장치) 기반 설비가 전압과 주파수를 스스로 만들어내는 제어 기술이다. 기존 그리드팔로잉(Grid-Following) 방식이 전력망의 전압과 주파수를 수동적으로 따라가는 것과 달리, 그리드포밍은 자체적으로 전압과 주파를 형성하고 유지해 계통 안정화에 기여한다.
재생에너지 비중이 커질수록 인버터 기반 설비가 늘어나면서 전력망의 안정성이 떨어지고 있다. 이런 상황에서 그리드포밍은 관성(주파수 유지 능력)과 강건성(전압 유지 능력) 같은 계통 안정화 기능을 제공해 미래 전력망 운영의 핵심 기술로 주목받고 있다.
그동안 기후에너지환경부는 한국전력공사, 한국전력거래소와 함께 학계·연구기관 전문가, 국내 인버터 제작사 등의 의견을 모아 성능 요건을 마련했다. 이번 성능 요건은 2027년 12월부터 상업운전을 시작하는 중앙계약시장 '장주기 배터리 에너지저장장치(BESS)' 설비에 가장 먼저 적용된다. 장주기 BESS는 정격출력 기준으로 6시간 이상 연속 방전이 가능한 대용량 저장장치를 말한다.
세부 성능 요건을 보면, 계통 변동 발생 시 5ms(밀리초) 이내에 동작해야 하며, 고장 상황에서는 2.0 p.u.(퍼유닛, 기준값 대비 비율) 이상의 순시 고장전류를 140ms 이상 유지해야 한다. 또 계통 전압 위상각이 최대 ±60도까지 급변해도 탈락 없이 연계를 유지해야 하고, 주파수 변화율이 4Hz/s(헤르츠/초)까지 변동할 때도 가상관성을 제공할 수 있어야 한다. 낮은 단락비(SCR 1.2)의 약한 계통 조건에서도 전압원 특성을 유지해야 하며, 그리드팔로잉과 그리드포밍 간 제어 모드 전환이 연속적으로 가능해야 한다. 다만 2027년 2월 1일 이전에 접수된 이용신청분은 고장전류 1.3 p.u. 이상, 위상각 최대 ±30도를 적용한다.
중앙계약시장 장주기 BESS는 제11차 전력수급기본계획에 따라 2027년 육지와 제주에 540MW, 2028년 540MW, 2029년 육지 600MW가 순차적으로 도입될 예정이다. 송전용 에너지저장장치에 그리드포밍 성능이 적용되면 전기를 저장하고 방전하는 역할 외에도 관성과 강건성을 확보해 전력망 안정화에 기여할 것으로 기대된다.
기후에너지환경부는 송전계통에 그리드포밍 설비를 설치하는 사업자가 '송·배전용 전기설비 이용 규정' 및 '전력시장운영규칙'에 따라 성능 요건과 운영 기준을 준수하도록 할 방침이다. 아울러 국내 인버터 제작사들이 그리드포밍 기술 역량과 국내 산업 성과를 바탕으로 해외 시장에서 경쟁력을 키울 수 있도록 다각도로 지원할 계획이다.
이재식 기후에너지환경부 전력망정책관은 "재생에너지 중심의 에너지 전환이 가속화됨에 따라 전력망 불안정을 해소할 방안이 병행되어야 한다"며 "그리드포밍 성능을 갖춘 에너지저장장치 운영을 통해 계통 안정성을 확보하고, 관련 설비가 전력망 안정화에 기여할 수 있도록 성능 요건을 더욱 강화해 나가겠다"고 말했다.
