전력거래소(이사장 남호기)는 기상사업자인 (주)에코브레인(대표 이영미)을 개발 기관으로 실시간 계통운영에 적용 가능한 수준의 정확도와 예측주기를 갖춘 ‘실시간 풍력 및 태양광 출력 예측 시스템’을 개발했다.

이 시스템은 제주 스마트그리드 실증단지내의 통합운영센터(TOC, Total Operating Center)에서 운영하기 위한 목적으로 지난 2010년 5월 개발에 착수했으며, 2010년 11월 G20 정상회담 기간에 맞춰 1차 시스템을 개발한 데 이어 현장 모의운영, 세부 튜닝 등을 거쳐 지난해말 개발 완료했다.

현재 시스템은 스마트그리드 실증단지 통합운영센터에 설치돼 스마트그리드 환경에서의 신재생 에너지 전력계통 및 전력시장 운영에 활용되고 있으며, 출력 예측 정보를 활용한 다양한 콘텐츠와 기술 개발에 적용되고 있다.

이번에 개발된 시스템은 3차원 기상예측모델과 특정 단지의 과거 실적 및 발전설비 특성을 고려한 통계모델을 기반으로 향후 6시간까지의 5분 단위(10분 주기 갱신)의 단기예측과 향후 48시간까지의 1시간 단위(1시간 주기 갱신)의 중기예측 정보를 제공한다. 뿐만 아니라, 출력 예측 정보와 함께 불확실도 등 다양한 추가 정보를 함께 제공해 효율적이고 안정적인 발전 계획 수립이 가능하도록 한다.

이 시스템을 10개월간 테스트한 결과 발전량 예측 오차율(%) 기준으로 6시간 전 예측은 15.7%, 24시간 전 예측은 17%의 성능을 보이고 있다. 이는 현재 유럽 등 선진국 기술 수준이 24시간 전 예측 오차율 10~20%임을 감안하면 충분히 실용화 가능한 수준이다.

이번 기술 개발로 그간 풍력과 태양광의 불확실한 출력특성으로 인한 문제점이 크게 해소돼 향후 입찰, 발전계획 및 예비력 운용 등의 운영비용 절감 효과가 클 것으로 예측되며, 보다 많은 신재생 자원의 안정적인 계통연계와 시장참여가 가능할 것으로 기대된다.

유럽과 미국 등 풍력 선진국의 운영 실적 결과에 의하면 실시간 풍력 예측 정보를 활용할 경우, 그렇지 않은 경우에 비해 전력계통 운영 비용은 약 4~7유로/㎿h, 전력시장에서는 약 5~10유로/㎿h의 경제효과가 있는 것으로 조사됐다.

국내의 경우 이 시스템으로 인한 경제적 효과는 제3차 신재생에너지 기본계획의 신재생에너지 발전량 전망·목표안을 기준으로 2020년에는 약 900억원, 2030년에는 1800억원에 달할 것으로 기대된다.

이 사업에 참여한 전력거래소 한 관계자는 “이 기술은 국내 신재생 에너지 산업의 양적인 뿐만 아니라, 질적인 성장을 한 단계 올릴 수 있는 미래형 정보 서비스 기술이 될 것”이라며, “전력부족을 해결하는데 있어 신재생 에너지의 가치를 올리고 활용할 수 있는 또 하나의 핵심 기술이 될 것”이라고 평가했다.

또한, 기술을 개발한 (주)에코브레인 이영미 대표는 “이번 사업을 통해 ‘한국형 신재생 에너지 출력 예측 기술’에 대한 토대가 마련됐다고 본다”며 “이번 기술로 인한 경제적 효과가 시스템의 성능과 직결되므로 향후 지속적으로 시스템의 정확도를 향상시킬 것”이라고 밝혔다.

전력거래소는 이번 시스템을 기반으로 올 상반기에 제주지역 전체 풍력발전단지의 출력 예측을 위한 시스템 개발에 착수하고 연내에 전력거래소 제주지사의 운영시스템과 연동해 제주 풍력 계통연계에 적용할 예정이다.