전국 곳곳에 산재한 자가 발전기 등 분산형 발전기를 가상의 발전소에서 통합 관리 운영하는 기술 개발을 올해 착수한다. 현재의 전력 수급 불안정을 타계하는 한 가지 대책으로 분산형 발전기를 최대한 활용하고자 하는 것이다. 수요와 발전이 균형을 이루는 그리드 통합형 가상 발전소를 활용해 전력 수급에 빠르고 유연한 대응이 가능할 것으로 기대된다.
VPP(Virtual Power Plant) 기반 통합 에너지 관리 기술 개발을 3월부터 2016년 2월까지 48개월간 추진한다. VPP, 즉 가상 발전소란 전국 곳곳에 산재해 있는 자가 발전기 등을 스마트그리드 플랫폼을 통해 소프트웨어적으로 가상화해 통합, 하나의 발전소로 보고 제어 역시 소프트웨어로 구현하는 것을 뜻한다. 또 통합 에너지 관리 기술은 기존의 수요 자원(DSM, EE, DR 등)과 분산형 기반의 공급 자원(비상용 발전기, 소형 열병합, 디젤 등)을 통합해 전력 시스템에서 활용토록 하는 것이다. 지난해 사상 최대 전력 수요가 발생해 전력 수급의 어려움을 겪었고 앞으로도 지속적인 전력 수요증가 추세, 공급 자원 확보의 어려움이 예상됨에 따라 전력 당국은 발전과 수요 자원의 효율적 관리가 절실해졌다. 그리고 데이터화 되지 않은 유휴 발전 자원이 많은 것으로 추측되는데 이러한 발전 자원을 통합 운영함으로써 발전 자원의 유지 보수 및 수명 증가, 수요의 데이터베이스화로 효율적인 전력수급이 가능해질 것으로 기대된다. 정부는 올해 스마트그리드 실증사업 종료에 따라 거점 지구를 선정하고 스마트그리드 사업을 차츰 확대할 방침이다. 이에 따라 통합 에너지 관리 기술개발은 필수 과제다. 또한 올해 전기안전공사의 비상용 발전기 활용을 위한 일제 점검, 피크 시 비상용 발전기 투입을 고려하는 등 분산형 발전 비중을 높이려는 정책 흐름에 따라 이를 효율적으로 관리하고 활용하기 위해 통합 솔루션이 요구되고 있다. 정부는 우선 단기적으로 가상 발전 시스템 비즈니스 모델 개발 후 50㎿급 가상 발전 시스템 실증, 장기적으로 1000㎿급 이상 가상 발전 시스템을 구축한다는 청사진을 그려 놓고 있다.
국내외 VPP 산업 동향 에너지기술평가원의 발표 자료에 따르면, 스마트 그리드의 수요반응 서비스 분야 세계 시장은 스마트 미터의 보급과 함께 연평균 성장률 37.2%를 지속적으로 유지하며 2016년에는 62억 달러 규모로 성장할 것으로 전망된다. 자가 발전기를 포함한 VPP에 따른 발전 규모는 2011년 44GW에서 2017년 88.3GW로 성장할 것으로 전망되며, 특히 VPP 분야는 연 평균 성장률 27.3%로 급성장이 예상된다. 다양한 종류의 VPP의 세계 시장은 2017년에 50억 달러 이상 규모로 성장할 것으로 전망된다(<그림 1, 2> 참조).
국외 VPP 개발 실정을 살펴보면, 미국 EPRI는 스마트그리드 실증 프로젝트를 통해 VPP 적용 플랫폼 구성을 위한 배전 제어 센터를 구축, 시장 참여를 위해 ISO(Independent System Operator)와 연계한 구조를 실증하고 있다. 또 미국 Portland General Electric(PGE)사는 고객 소유의 비상 발전기를 통합해 DSG(Dispatchable Standby Generatation)를 이용한 Virtual Peaking Plant를 구성, 피크 저감에 이용하는 프로그램을 실행하고 있다. EU에서는 스마트그리드 프로젝트 중의 하나로 FENIX(Flexible Electricity Network to Integrate the eXpected energy evolution)라는 VPP 프로젝트를 수행했으며 분산 에너지 자원(DER)의 통합으로 EU 배전 계통을 비용 효율적이고 안정적이며 지속 가능하도록 구현하고자 했다. 그동안 요금 체계, 보조금 등을 통한 분산 에너지 자원의 유인에 한계를 느껴 배전망 운영에 변화를 준 통합 에너지관리 기술을 제공함으로써 DER의 용량 제한 및 출력 변동성을 극복하고, 이를 통한 효용을 얻고자 했다. 영국과 스페인에서 실증을 수행했다.
일본의 경우는 2011년 동일본 대지진에 따른 동경전력 후쿠시마 제1원자력 발전소 사고에 따른 전력 부족 대처 방안으로'자가 발전 설비 도입 촉진사업'을 시작했다. 공급 전력 500㎾ 이상 1일 8시간 이상 가동을 조건으로 현재 66개 업체 총 설비용량 700㎿를 확보했다. 한편 우리나라는 한전 전력경제처에서 2011년 6월 한국전기안전공사의 협조로 1000㎾ 이상 상용 및 비상용 자가 발전기 보유 고객을 대상으로 약 15일에 걸쳐 하계 피크 시 자가 발전기 가동 가능여부를 조사했다. 가동이 가능하다고 응답한 고객의 설비 용량은 상용 86㎿, 비상용 494㎿로 조사됐다. 같은 해 9월 1일 비상 발전기 시범 운영을 실시했으며 가동 고객은 12개 고객, 수요 감축량은 52㎿로 목표량 대비 52%, 정량 대비 80%가 가동됐다(<그림 3> 참조).
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VPP 기반 통합 관리 기술을 포함, 에기평은 올해 정부가 신규 지원하는 전력 분야 연구개발 사업(26건) 계획을 최근 발표했다. 에너지 기술 연구개발에 총 6798억 원을 지원하며 이 가운데 전력분야는 총 907억 원, 신규 과제에는 566억 원을 지원한다. 연구개발 과제 주제 선정은, 정부 정책과 연계성, 정부의 전략적 지원이 필요한 핵심 기술, 국내외 시장 · 기술 트렌드에 부합하는 기획 그리고 기술 개발을 통한 수출 연계 및 비즈니스 모델 창출 등 R&D 강화 효과를 노렸다. 또한 동반 성장을 위한 중소 · 중견기업 주관 및 참여가 가능한 과제 기획을 강화한 점이 특징이다. 에너지 기술 개발 사업참여 문의는 에너지기술평가원(02-3469-8400 www.ketep.re.kr)으로 하면 된다.
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