한전 전력연구원(원장 김동섭)은 급격한 출력 변동을 갖는 신재생에너지의 연계 운전을 위한 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System) 다기능 운영 모의시스템을 개발했다고 11일 밝혔다.

이번에 개발한 다기능 ESS 운영 모의시스템은 신재생 연계 운전, 부하관리, 주파수제어 등 다양한 운전 알고리즘을 탑재했으며 전력시스템의 상황 및 경제성 분석을 통한 ESS의 최적 운영방안 제시도 가능하다.

ESS는 신재생에너지의 급격한 출력변동을 완화해 전력품질을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 여름과 겨울철에는 잉여전력을 저장했다가 전력수요가 높을 때 저장된 전원을 활용할 수 있다. 이와 같은 장점을 지닌 ESS의 확대 적용과 다양한 용량의 송전망 분산연계를 통해 안정적인 전력공급 시스템으로 활용하기 위해서는 효율적인 ESS 운용체계 및 최적 운용시스템의 개발이 필요하다.

운영 모의시스템은 첨두부하 제어, 주파수 조정, 신재생발전 출력안정화 제어 등 기존 운영시스템에서 개별적으로 운영되는 단점을 개선해 각각의 기능을 통합함으로써 ESS의 충·방전을 통합 제어하고 감시해 시스템의 운영효율성을 획기적으로 증대했다.

ESS의 다양한 목적 및 방식 등 적용분야에 맞게 대응할 수 있도록 수십 ms 이내 제어는 물론, 수 분에서 시간 단위의 출력 변동 제한도 가능하다. 또한 배터리 성능 등을 고려해 주파수 제어 운전, 풍력출력 증감발 제한운전, 부하이전 운전, 수요관리시장 참여운전, 예비력 지원 운전 등을 수행할 수 있어 ESS의 다양한 운용기술의 확보가 가능하다.

전력연구원은 지난해부터 고창전력시험센터내의 5000㎡ 부지에 28㎿급 ESS 실증시험장을 구축 중에 있으며 내년에 시험장 구축이 완료되면 2018년까지 운영 모의시스템의 실증시험을 수행할 계획이다.

28㎿급 ESS 실증시험장은 LS산전, LG전자, 인텍FA, 우진산전, EN테크놀로지, 플라스포 등 국내 6개의 ESS 제작사가 4㎿급 PCS 7개를 제작해 PCS(Power Conditioning System, 전력변환장치) 컨테이너에 구축하는 한편 배터리 컨테이너에는 인셀, 탑전지, 세방전지 등에서 개발한 리튬배터리 시스템 총 17㎿h가 구축될 예정이다.

전력연구원은 이번에 개발된 ESS 운영 모의시스템을 실증시험장의 제어동에 탑재해 28㎿ ESS와 연동해 운영하고 실증시험을 통해 다양한 시나리오 환경에서의 알고리즘 안정성을 확보하고 ESS의 전력변환장치 및 배터리 연계 실증으로 다양한 사업모델 기반 기술을 확보할 예정이다.

향후 ESS 운영시스템은 2.5GW 서남해 해상풍력단지와 연계해 운영할 예정이다. 이를 통해 서남해 해상풍력의 출력변동에 따른 전력공급 신뢰도 저하를 방지하고 주파수 조정을 통한 예비력 확보에 기여할 방침이다.

한편 한전은 주파수조정용 ESS를 서안성, 신용인변전소에 각각 28㎿, 24㎿ 구축을 시작으로 현재까지 236㎿ ESS를 구축·운영 중에 있으며, 2017년까지 500㎿로 확대할 계획으로 있다. 전력연구원은 주파수조정용 ESS에 관한 운영기술을 지속적으로 확보해 한전에서 확대하고 있는 주파수조정용 ESS사업을 지원하는 한편 구축예정인 ESS실증시험장은 산·학·연에 개방하고 공유해 국내 ESS산업계의 동반성장에 앞장 설 방침이다.