정부가 재생에너지 확대에 따른 전력망 안정성 저하에 대응하기 위해 송전용 에너지저장장치(ESS)에 '그리드포밍(Grid-Forming)' 기술을 도입한다.
기후에너지환경부는 전력망 안정성을 높일 수 있는 그리드포밍 성능 요건을 마련하고 내년 12월부터 상업운전을 시작하는 중앙계약시장 장주기 배터리에너지저장장치(BESS)부터 적용한다고 24일 밝혔다.
그리드포밍은 ESS와 태양광 등 인버터 기반 설비가 전압과 주파수를 자체적으로 형성·유지하도록 제어하는 기술이다. 기존 그리드팔로잉(Grid-Following) 방식이 전력망의 전압과 주파수를 수동적으로 추종하는 것과 달리 전력계통 안정화 기능을 수행할 수 있다는 점이 특징이다.
최근 재생에너지 비중 확대에 따라 인버터 기반 설비가 증가하면서 계통 관성과 강건성이 약화할 수 있다는 우려가 커지고 있다. 이에 따라 미국, 유럽, 호주 등 주요국은 미래 전력망 핵심 기술로 그리드포밍 기술 확보에 나서고 있다.
기후부는 한국전력, 한국전력거래소와 함께 학계·연구기관 전문가 및 국내 인버터 제조사들과 협의를 거쳐 국내 송전계통 환경에 적합한 성능 기준을 마련했다.
새 기준에 따르면 그리드포밍 설비는 계통 변동 발생 후 5㎳ 이내에 응답해야 하며 계통 고장 시 2.0퍼유닛(p.u.) 이상의 순시 고장전류를 출력할 수 있어야 한다. 또 계통 전압 위상각이 최대 ±60℃까지 급변하는 상황에서도 연계를 유지하고, 낮은 단락비(SCR 1.2)의 약계통 환경에서도 전압원 특성을 유지해야 한다.
정부는 이번 성능 요건을 내년 말부터 도입되는 중앙계약시장 장주기 BESS에 우선 적용할 계획이다. 제11차 전력수급기본계획에 따르면 장주기 BESS는 2027년 540㎿, 2028년 540㎿, 2029년 600㎿ 규모로 순차 도입된다.
그리드포밍 기술이 적용된 ESS는 단순한 전력 저장 기능을 넘어 관성과 강건성 제공 등 계통 안정화 자원으로 활용될 전망이다. 특히 태양광과 풍력 발전 비중이 높아질수록 전력망 안정성 확보 수단으로서 역할이 커질 것으로 예상된다.
정부는 국내 인버터 제조사들이 그리드포밍 기술 역량을 바탕으로 해외 시장 경쟁력을 확보할 수 있도록 지원할 방침이다.
이재식 기후부 전력망정책관은 “재생에너지 중심의 에너지 전환이 가속화됨에 따라 전력망 불안정을 해소하는 방안 마련이 병행되어야 한다”며 “그리드포밍 성능을 갖춘 ESS 운영을 통해 계통 안정성을 확보하고 관련 성능 요건도 강화해 나가겠다”고 말했다.
이준희 기자 jhlee@etnews.com
