非경직성 전원 발굴 전력망 유연성 확보
非경직성 전원 발굴 전력망 유연성 확보
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  • 이상복 기자
  • 승인 2022.03.07 07:05
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태안IGCC 중앙발전기 전환…열공급설비 참여도 명문화
태양광 등 6개 신·재생도 유연성자원 활용 가능성 검토
▲비중앙발전기에서 중앙급전발전기로 변경된 태안IGCC.
▲비중앙발전기에서 중앙급전발전기로 변경된 태안IGCC.

[이투뉴스] 정부와 전력당국이 재생에너지‧원자력 등 경직성 전원(電源) 증가에 대응해 비교적 빠르게 발전기 출력을 조절할 수 있는 비(非)경직성 전원을 발굴해 계통의 유연성을 추가 확보하는 방안을 추진하고 있다.

에너지전환정책으로 변동성이 큰 태양광‧풍력이 크게 늘어나면 발전량이나 전력수요에 맞춰 전력 생산량을 수시로 증감할 전원이 필요한데, 기존 원전은 설비특성상 출력조절이 불가능하고 다른 잠재 자원들 역시 아직 충분한 기술검토가 이뤄지지 않았기 때문이다.

6일 발전업계에 따르면 당국은 작년말부터 서부발전 380MW급 태안IGCC(석탄가스화복합발전)<사진>를 비중앙발전기에서 중앙급전발전기로 선제 전환했다. 전력수요는 적고 재생에너지 발전량은 많은 봄‧가을에 비중앙을 포함한 경직성 전원 비중이 80%를 넘나들고 있어서다.

중앙급전발전기는 자체 조속기(GF, Governor Free 발전기 속도제어기)와 전력거래소 계통운영시스템(EMS)과 연동한 자동발전제어(AGC, Automatic generation control)를 통해 수급균형과 주파수를 일정하게 유지하는 역할을 한다. 보상은 미흡하지만 역할에 따라 보조서비스(Ancillary Service)시장서 일정 정산금도 받는다.

IGCC는 지금까지 신‧재생개발이용촉진법에 의해 비중앙 신재생발전기로 분류해 왔으나 최초 건설 시부터 전력거래소 급전지시에 응동이 가능한 중앙발전기 요건을 충분히 갖추고 있었다. 

태안IGCC의 경우 정격용량 대비 분당 출력변동 가능량은 각각 CC(Combined Cycle) 3.0%, GT(Gas Turbine) 5.0%이며, GF 속도조정률은 4%로 모두 중앙급전발전기 기준을 충족하고 있다.

당국 한 관계자는 “그동안 비중앙발전기는 설령 출력제어가 가능하다해도 각종 제어에 참여하지 않았고, 그러다보니 AS시장 진입기회 자체가 없었다”면서 “올해 태안IGCC의 세부 적용안과 보상비용에 대해서도 구체화 할 것으로 안다”고 말했다.

▲2020년 4월 5일 오후 1시 경부하 때 경직성 전원 비중과 유연성 자원 비중 분포. 원전과 각종 제약으로 출력조절이 어려운 경직 비중이 82%에 달한다. 이런 상황에서 발전량 및 수요가 급변하거나 대형고장사고가 발생하면 전력망 수급균형과 계통주파수 유지가 어려워진다.
▲2020년 4월 5일 오후 1시 경부하 때 경직성 전원 비중과 유연성 자원 비중 분포. 원전과 각종 제약으로 출력조절이 어려운 경직 비중이 82%에 달한다. 이런 상황에서 발전량 및 수요가 급변하거나 대형고장사고가 발생하면 전력망 수급균형과 계통주파수 유지가 어려워진다.

AGC나 GF설비를 갖추고 있음에도 전력시장운영규칙상 주파수조정운전 참여가 제한됐던 열병합발전기(열공급발전설비)도 하한제약이나 열공급 미시행 시 주파수제어에 참여토록 조문을 손질하는 작업도 이미 완료했다.

계통평가위원회 조사에 의하면 전체 열공급용 집단에너지‧복합발전기 99기 가운데 모든 설비가 GF를 구비하고 있고 노원열병합 1기를 제외한 98기가 EMS와 연계한 AGC운전이 가능하다. 전체 응동량은 GF 3만219MW, AGC 3만173MW에 달한다.

열공급발전기는 열과 전기를 동시에 생산하거나 전기만 생산할 때 주파수조정운전이 가능하지만, 지금까지는 설비에 미치는 영향 대비 인센티브가 적고 열제약 운전을 당연 시하는 업계 관행에 의해 AS시장 참여가 제한적이었다. 

정부는 이런 조치를 포함해 태양광, 풍력, 소수력, 조력, 바이오, 연료전지 등 6개 신·재생에너지원과 열병합발전기의 유연성 자원 활용 가능성과 시장제도 개선방안에 대해서도 올해 상반기 외부용역을 의뢰해 중지를 모은다는 방침이다. 

전력거래소가 발주예정인 연구개발과제명은 '재생에너지 확대에 따른 유연성 자원 확보 및 제어전략'이다. 

최홍석 전력거래소 수급운영팀장은 "이번 프로젝트의 목표는 계통운영에 유연하게 응답할 수 있는 자원임에도 제도적으로 경직성 전원으로 분류된 자원들의 잠재능력을 확인하는 것"이라면서 "향후 기술적 검증을 기반으로 적절한 시장보상제도가 갖춰져 보다 안정적인 계통운영이 가능해지길 기대한다"고 말했다.

이상복 기자 lsb@e2news.com  


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