Update2024.04.29 (월)
1970년대 오일 쇼크 이후 전 세계는 에너지문제에 대한 심각한 고민을 하게 되었고, 하나밖에 없는 지구를 보호하자는 지구 환경 문제가 동시에 대두되면서 우리의 후손들이 걱정 없이 살아가기 위한 에너지문제 해결사로 신재생에너지의 개발 및 보급의 필요성이 강력하게 요구되었다.
이와 같은 신재생에너지에 대해서 미국, 일본 및 유럽 등 선진국에서는 오래전부터 태양광, 풍력 및 연료전지 등을 중심으로 기술개발 및 보급을 추진해 왔으며, 우리나라도 선진국에 뒤질세라 1990년대에 들어 기술개발 및 보급을 추진하기 시작했다.
신재생에너지의 기술개발 및 보급을 촉진하기 위해서는 기존 전력계통과의 원활한 기술적 연계가 필요하기 때문에 계통연계기술기준의 제정 및 운영이 필요하며, 이는 발전사업자와 계통운영자 양자 간 계통연계시 원활한 협의를 위한 지침의 역할을 하여야 한다. 즉, 기술기준의 구체적 구성요소는 계통연계시 전기안전, 전력품질, 보호, 협조 기타 연락 체계를 규정하여야 한다.
1995년부터 정부는 이러한 신재생에너지의 보급 활성화를 위하여 설치비를 거의 전부 지원해 왔고 지원정책으로 현장에 설치된 시스템의 원활한 운전을 위해서 한국전력공사에서는 2000년대부터 ‘분산형 전원 저압계통 연계기준’ 이라는 지침을 만들어 간이로 운영하다가 정부 지원 하에 에너지관리공단 주관으로 2003년부터 구체적인 기술기준의 제정 작업을 추진, 2005년 1월1일 부터 “분산형 전원 배전계통 연계 기술기준“ 제정하여 현재까지 운영하고 있다.
계통연계 기술기준의 제정 및 운영 이후로 5년이라는 기간이 흐르면서 태양광 및 풍력 등 발전사업자들의 다양한 요구사항이 발생되어 최근 한전본사를 중심으로 일부 개정 작업을 추진하고 있는 실정이다.
그러나 최근 정부를 중심으로 차세대 성장동력으로서 기존 전력망에 정보기술(IT)을 접목하여 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환, 에너지효율을 최적화하고 새로운 부가가치를 창출하는 차세대 전력망 즉, 스마트그리드를 개발 추진하고 있다.
정부에서 추진하는 스마트그리드는 소비자에게 실시간 전기요금 정보제공, 스마트 가전제품과의 자동화된 네트워킹을 통해 전력사용을 최적화하는 소비자 전력관리장치인 AMI(Advanced Smart Meter), 전기차 충전인프라, 신재생에너지를 포함한 분산형전원, 실시간 전기요금제, 전력망의 자기치유 기능, 신재생에너지 제어기능, DC전원공급 및 전력품질 선택 등 다양한 기능을 갖는 것을 주요 구성 요소로 하고 있다.
이러한 스마트그리드가 개발 및 적용되게 되면 상기의 기존 신재생에너지전원의 계통연계 기술기준은 다음과 같은 상당한 변경을 요하게 된다.
신재생에너지전원은 기존 발전시스템에 비해서 자연에너지를 연료로 사용한다는 장점이 있는 반면에 발전 출력을 임의로 제어하기 어려운 단점이 있다. 그래서 태양광이든 풍력이든 발전되는 모든 출력을 전력계통으로 내보내는 형태로 운전되고 있으며, 가능한 역율을 거의 1로 운전하도록 요구하고 있기 때문에 전력계통과 연계되는 지점에서의 전압제어는 한국전력에서만 주로 하고 있다.
그러나 스마트그리드가 개발 및 적용되는 경우에는 정부의 계획대로라면 2030년까지 원자력은 현재의 약 40%에서 전체 발전설비용량의 약 60% 정도로, 현재 폐기물을 제외하면 1%도 안 되는 신재생에너지전원의 비율도 2030년까지 약 20%대로 확대하려 하고 있다.
따라서 많은 신재생에너지원이 주로 단지 형태로 대단위로 도입될 것으로 예상되므로 상기의 스마트그리드에서 주장하는 기능을 발휘하기 위해서는 필요한 경우 신재생에너지원도 지금과 같이 발전되는 모든 출력을 계통으로 내보내는 것이 아니고 필요시에 원격이든 현지에서든 출력 조정도 해야 하는 경우가 발생될 수 있다. 또한 역율 조정을 통해서 연계되는 지점의 전압제어에도 참여하게 될 것으로 예상된다.
이는 다시 말하면 출력적인 측면과 무효전력의 조정측면에서 기존의 신재생에너지전원의 구성 및 운영시스템과는 근본적으로 차이가 있으므로 이를 위한 계통연계 기술기준 또한 스마트그리드에 맞게 조정 및 변경이 필요하다.
이뿐만 아니라 IEC 주도로 개발되고 있는 신재생에너지시스템 내부의 태양전지, 인버터 등 각종 요소기술에 대한 국제기술기준 역시 스마트그리드의 구성 및 운영에 맞도록 기준과 기능을 변경 조정 할 필요가 있다. 이는 현재 스마트그리드의 개발 방향이 어떤 형태로 진행되느냐에 따라서 변경되어야 할 것으로 판단된다.
