재생에너지 접속 75%가 배전망…국감서 인버터 계통안정 대책 쟁점
에너지신문 · · 큐픽스 에너지 요약
10월 19일 국회 기후에너지환경노동위원회의 기후에너지환경부 산하 에너지기관 국정감사에서 김주영 의원(더불어민주당)이 한전을 상대로 배전망 인버터의 성능 점검과 기존 설비 개선을 요구했다. 한전 제출자료에 따르면 재생에너지 접속 용량 41.1GW 중 배전망 연결 용량은 30.7GW로 약 75%, 접속 건수 기준으로는 99%에 이른다.
한전은 배전망 인버터의 고정 역률 운전이 전압 변동을 키운다고 설명하며 지난해 345kV 계통에서 과전압이 약 5만 5000건 발생했고 조상설비 수급 지연으로 해소에 한계가 있다고 밝혔다. 김 의원실이 요구한 저전압·저주파수·과전압 지속운전 기능 보유 현황은 제출되지 않았고, 한전은 개선 실적과 소요 예산을 추후 별도 보고하겠다고 답했다.
한전은 지속운전 성능 확보 대상을 기존 90kW 이상에서 20kW 이상으로 확대하고 관련 기능 보완은 2029년까지, 계통 관성 확보용 동기조상기는 2034년까지 설치할 계획이라고 밝혔다.
이 글에 나온 용어
인버터
inverter
인버터는 태양광 모듈이나 배터리에서 나오는 직류(DC) 전기를 전력계통과 가전기기가 쓰는 교류(AC)로 바꿔 주는 장치입니다. 국내 계통 주파수는 60 Hz이므로, 계통에 연결되는 인버터는 계통의 전압과 60 Hz 주파수에 위상을 맞춰 전류를 내보내야 합니다. 단순 변환뿐 아니라 모듈 어레이가 가장 많은 전력을 낼 수 있는 전압·전류 지점을 계속 찾아가는 최대전력점 추종(MPPT), 계통 이상 시 분리하는 보호 기능, 발전량 계측·통신 기능도 함께 수행합니다. 최근에는 계통 안정화를 위해 무효전력 제어나 주파수 변동 시 출력 조정 같은 기능이 접속 기준으로 요구되기도 합니다. 실무에서는 모듈 용량(kWp)과 인버터 정격출력(kW)의 비율(DC/AC ratio), 최대 입력전압(V), MPPT 채널 수, 변환효율(%)을 보고 기기를 선정합니다.
계통 관성
grid inertia
계통 관성은 발전기의 회전 질량에 저장된 운동에너지가 주파수 변화에 저항하는 성질을 말한다. 화력·원자력·수력 발전기는 계통과 동기화된 상태로 회전하기 때문에, 발전기가 갑자기 탈락해 수급 균형이 깨져도 회전체가 감속하면서 에너지를 내놓아 주파수가 급락하는 속도를 늦춰 준다. 이 시간 여유가 있어야 조속기나 예비력 자원이 반응할 수 있으므로, 관성은 주파수 조정의 전제 조건에 해당한다. 태양광이나 풍력은 인버터를 통해 계통에 연결되어 회전 질량이 직접 결합되지 않으므로 자연적인 관성을 제공하지 않으며, 인버터 기반 전원 비중이 커질수록 계통 전체의 관성은 작아진다. 이를 보완하기 위해 제어 알고리즘으로 관성과 유사한 응답을 만드는 합성관성(가상관성) 기술과 동기조상기 등이 검토되며, 관성 수준은 보통 MW·s(메가와트초) 단위의 운동에너지로 표현된다.
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