[공학저널 김하늬 기자] 미래 기후변화와 환경 위기를 고려한 그린뉴딜 정책과 함께 관련 분야 유망 산업을 양성하려는 정부의 기조가 이어지고 있다. 파리협정과 유엔 지속가능발전목표(SDG) 달성에도 크게 기여할 것으로 기대되는 바 4차 산업혁명을 접목한 발전방향을 통해 관련 산업의 경쟁력을 확보할 전망이다.
이러한 상황에서 스마트그리드(지능형 전력망)에 대한 사회적 관심은 매우 높다. 스마트그리드는 기존의 전력망에 정보통신 기술을 접목해 전력망을 지능화·고도화해 고품질의 전력서비스를 제공하고 에너지 이용 효율을 극대화하는 전력망을 뜻한다.
특히 신재생에너지에 바탕을 둔 분산전원의 활성화를 통해 에너지 해외의존도를 낮추고, 기존의 발전설비에 들어가는 화석연료사용 절감을 통한 온실가스 감소효과까지 모색할 수 있어 더욱 주목받고 있는 상황이다.
이에 최근 재생에너지 발전의 공급자원형 가상발전소(VPP)와 수요자원(DR)형 가상발전소가 통합된 혼합형 가상발전소가 이목을 끌고 있다.
가상발전소는 전력망 내 산재한 여러 유형의 분산에너지자원(DER)을 단일 발전시스템처럼 운영하기 위한 통합관리시스템이다. 전력계통 내에 다양한 분산자원이 연계되고 있지만, 재생에너지의 변동성이 변수로 작용하고 있어 신뢰도 향상을 위한 필수 요소로 혼합형 VPP가 꼽히고 있는 것이다.
현재 국내에서는 분산에너지자원 증가에 따른 배전계통 내 과전압과 배전계통 내 역조류 발생으로 인한 보호계전기 오작동·부작동, 신재생 출력 변동성, 발전량 예측 오차 증가 등의 문제를 해결하기 위한 연구가 활발히 이뤄지고 있다.
반면 국내 VPP 시장은 현재 소규모전력중개래, 수요자원거래 등 부분적으로만 시행되고 있어 사업성은 적은 편이다. 또한 기술개발에 비해 관련 표준이 마련돼 있지 않아 사업 확장에 어려움을 겪고 있는 상황이다.
이에 최근 한국스마트그리드협회는 국내 VPP 표준의 일반 요구사항을 제정했으며 현재 2021년 7월 제정을 목표로 국내외 가상발전소 주요 유스케이스를 정의한 단체표준을 후속 표준으로 개발 중에 있다.
한국스마트그리드협회 고영규 팀장은 “VPP 관련 국제표준에 따라 국내 표준을 개발하고 싶어도, 해외 전력망 구조는 독점적으로 운영되고 있는 국내 전력망 구조와 달라 사례를 참고하기 어려웠다”며 “본격적인 VPP 시장 제도가 시작되기 전 유스케이스들을 통해 먼저 비즈니스 모델을 정의하고, 국내 실정에 맞게 수정해나가는 방법이 최선”이라고 설명했다.
신동일 선임연구원은 “국내 신재생 분산에너지자원은 소규모로 많은 발전소가 운영되고 있어 계통 운영자가 직접 관리·제어하기에는 비효율적인 상황”이라며 “향후 배전계통 운영제약에 대비하기 위한 분산자원 제어권한 및 제어체계 정립이 필요하다”고 덧붙였다.
VPP와 함께 대두되고 있는 수요자원 관련 ‘국민DR’ 또한 사업은 시작했지만 아직까지 사업모델이 마땅치 않아 활성화가 필요한 실정이라는 것이 많은 관계자들의 설명이다.
이에 협회는 향후 다양한 기관과 업무 협력을 통해 아파트 등 공동주택과 수요관리사업자를 대상으로 하는 국민DR 시장과 수요자원거래시장 활성화를 위한 계획을 수립하고 있다.
고 팀장은 “향후 VPP의 방향성은 생산과 소비가 연계된 새로운 전력 자원의 혼합형 비즈니스 모델이 될 것”이라고 말했다.
현재 스마트그리드협회에서는 분산자원 스마트 인버터 관련 표준개발과 더불어 ESS 화재 안정성 확보를 위한 PMS, PCS 등 ESS의 구성요소 및 ESS 전체 시스템 차원의 표준화 작업을 수행하고 있다.
한편, 지난 10년간 스마트그리드협회는 스마트그리드 위원회 운영을 통한 정책 개선 활동, 스마트그리드 기술표준 제정, 교육사업을 통한 전문인력 양성, 데이터 센터를 통한 각종 정보 통계자료 제공, 여러 국제기구와의 제휴를 통한 기술·정보 교류, 각종포럼과 세미나 개최를 통한 업계의견 수렴 등 다양한 활동을 해왔다.
