2022년부터 2036년까지 15년간 전력수요 증가에 따른 송변전설비 신설 및 보강, 원전·재생에너지 등 발전소 계통연계, 탄소중립 달성을 위한 국가 기간망 보강 등의 내용을 담은 제10차 장기 송변전설비계획이 최근 확정됐다.

‘국가 에너지 안보 확립을 위한 안정적 전력계통 구축’을 목표로 한 10차 장기 송변전설비계획은 ▲국가 에너지믹스 적기 이행을 위한 계통 수용능력 확보 ▲미래 불확실성에 대응할 수 있는 유연한 전력망 구축 ▲송변전설비의 적기 건설을 위한 혁신방안 마련 등이 담겨있다.

다음은 10차 장기 송변전설비계획 주요 내용.

◆국가 에너지믹스 적기 이행 위한 계통 수용능력 확보

우선 신규 및 계속운전 원전의 전력계통 수용에 집중한다. 9차 전력수급기본계획(19.4GW, 2034년) 대비 10차 수급계획(31.7GW, 2036년)상 원전은 68% 늘어나게 된다.

영동권은 신규 2기(신한울 3·4호기(2032~2033년), 계속운전 2기(한울 1·2), 신한울 1호 상업운전(2022년 11월), 2023년 신한울 2호기 시운전 예정 등으로 원전, 화력 발전단지 집중에 따른 송전능력이 부족하게 된다.

영남권은 계속운전 6기(고리2~4, 월성2~4), 운전개시 2기(신고리5·6, 2024~2025년) 등으로 광역시, 공업단지 등 지역 내 수요와 수급균형을 고려해야 한다. 호남권은 계속운전 3기(한빛 1~3)로 지역내 재생에너지 발전량도 늘어 수도권으로 발전력 융통이 필요하나 상황이다.

재생에너지 수용 확대를 위한 유연한 계통연계 계획도 수립됐다.

지역특성 고려 소규모 재생에너지 공급물량 산출 및 시장 잠재량 달성을 위한 지역요소 기반 상관관계 분석·예측과 주기적 예측자료 재조사 및 건설 심의위원회 운영을 통해 설비계획 적정성 검토 후 확정할 방침이다.

재생에너지 변동성에 대응하기 위한 ‘계통안정화 전용 플랫폼’도 345kV 신원주 개폐소, 신세종 개폐소에 추진한다.

해상풍력 보급 활성화, 개별접속에 따른 국토의 난개발 방지를 위해 ‘대규모 해상풍력 집적화 단지+공동접속설비’제도기 지난해 1월 마련됨에 따라 재생에너지 집적화단지 등 전력망 최적화를 위한 공동접속설비에 대한 선투자도 이뤄진다. 집적화단지 지정 후 산업부 요청이 있을 경우 송전사업자(한전)는 공동접속설비를 선투자하고 추후 발전사업자로부터 비용을 회수하게 된다.

재생에너지 지속 보급으로 2030년까지 약 4.1GW(발전비중 약 72%) 늘어날 것으로 전망되는 제주지역에 대해서는 △육지-제주간 제3연계선 준공 후 효율적 운전전략 수립 △계통 관성 보강을 위한 동기조상기 도입(100MVar), 고관성 동기조상기 및 폐지발전기 활용 기술개발 추진 중(2022～2025년) △재생에너지 발전량 관측, 예측 및 제어를 위한 관제시스템(LRMS) 구축 등 제주지역 맞춤형 대응 방안이 마련됐다.

특히 건설여건을 고려, 서해안 지역에서 수도권으로 전력을 직접 수송하는 HVDC 방식을 도입할 방침이다.

신안(8.2GW) 및 서남권(2.4GW), 여수·고흥(6.0GW) 등 해상풍력과 2036년 태양광 보급목표 65.7GW의 약 63%가 호남지역에 집중돼 있고 한빛 1~3호기 수명연장(2.9GW)에 따라 원전 설비량 증가(한빛 5.9GW) 등으로 지역 내 전력수요 대비 발전력 과다가 전망된다.

이에 따라 서해·호남지역의 잉여 발전력을 재생에너지가 부족한 수도권으로 송전하기 위해 대규모 지역 간 융통선로가 필요한 상황이다. 이에 따라 건설여건을 고려해 일부는 서해안지역에서 수도권으로 전력을 직접 수송하는 HVDC 방식을 도입할 방침이다. 이를 통해 장기적으로 수도권 발전력(서인천, 영흥화력 등) 감소에도 대비한다는 계획이다.

현재 국내 HVDC 기술은 PtP(Point to Point)방식 위주이나, 향후 신재생에너지 및 국가간 연계 등에 대비해 MTDC(Multi-Terminal DC) 방식의 기술개발이 요구됨에 따라 DC차단기 및 멀티터미널 제어기술 등 개발을 추진한다.

아울러 재생에너지 잠재량, 주민 수용성, 계통 여유도 등을 종합적으로 고려해 속도와 질서를 중시한 공공주도(정부·지자체)의 균형있는 재생에너지 보급제도인 ‘에너지 계획입지 제도’도 도입한다. 정부 주도로 계획지구가 지정되면, 지자체는 지구 내의 계획 단지를 선정한 후 계통접속 가능용량 내에서 발전사업자 공모하는 방식이다.

전력수요의 수도권 집중은 장거리 송전선로 건설과 수도권 내 공급능력 확충이 필요하며, 그에 따른 사회적 갈등과 비용을 유발함에 따라 계통여유지역으로 전력수요의 분산화를 추진한다. 정부 고시·법령 제·개정을 통해 신규 수요 공급 신청 시 ‘계통 신뢰도 유지가 곤란할 경우’ 전기공급을 유예·거부해 전력수요 분산을 유도한다는 계획이다. 사업자가 해당 사업의 인허가를 받기 전 ‘전력계통영향평가’ 제도를 도입해 사업자에게 개선 필요사항을 통보하고, 이행 의무를 부과토록하는 등 적극적인 수요분산도 추진한다.

◆미래 불확실성에 대응할 수 있는 유연한 전력망 구축

기상영향에 따른 출력 변화, 총수요­순수요 간 편차 등 재생에너지 확대에 따른 계통 불확실성에 대응할 수 있도록 시나리오 기반의 계통해석 DB 구축으로 설비계획을 고도화한다.

재생에너지, HVDC 등 인버터 기반 설비 증가에 따른 상호영향 분석과 전국 계통에 대한 EMT(ElectroMagnetic Transient) 해석모델 구축을 통해 특수설비 도입 및 검증, 재생에너지 계통영향 분석 및 계통불안정 시 대책 수립 등에 활용한다.

재생에너지 증가 및 동기발전기 운전 감소로 계통안정도 저하가 전망됨에 따라 동기발전기 운전 감소에 의한 계통 강건도 저하 관성 감소 등에 대응해 동기조상기, ESS 등 계통안정화 설비 보강이 필요한 상황이다. 이에 호남권에 △동기조상기(600Mvar) △한빛NP #2S/Y 500MVar, 신정읍 500MVar, 신남원 500MVar 등 FACTS(1500MVar) △소룡·나주 56MW, 논공·선산 56MW, 신영주 76MW 등 ESS(300MW) 설비 확대로 전압 및 주파수 안정도 문제를 해소할 방침이다.

전력망 보강물량 급증 및 건설 장기화에 따른 계통제약 증가에 대비해 전력망 건설 대안기술(NWAs)의 확대 적용이 필요해 짐에 따라 계통안정도 향상을 위한 그리드 포밍(Grid Forming) 기능 STATCOM, 인버터 기반의 직렬보상장치(SSSC, Static Synchronous Series Compensator, 모바일형 FACTS 등 신기술을 적용한 전력망 건설 대안기술 도입도 검토한다.

재생에너지 확대 및 인버터 기술 급변에 따른 계통연계 기준(그리드코드)의 지속적인 관리체계도 그리드코드 상설연구 워킹그룹 구성 등으로 계통이슈에 대해 선제적으로 대응키로 했다.

◆송변전설비 건설 촉진을 위한 혁신방안 마련

송변전설비 건설 중점 추진사업에 대한 공정회의 주기를 단축(반기→분기)해 집중관리하고 공정관리 체계(마일스톤)를 세분화해 주요 지연사업에 대해 1:1 전담책임제 도입 등 사업관리 거버넌스를 강화한다.

가공송전선로 경과지 선정시 지중송전선로 적용여부를 동시 검토해 가능지역 지중송전선로 건설 확대를 통한 주민 수용성을 확보하고 기설철탑 내부공간을 활용한 지지물 설치 및 전선설치 지상화 공법, 대용량·고효율 설비 건설을 통해 시공기간도 단축할 방침이다.

특히 송전망 혼잡지역 발전제약 완화를 위한 특별대책으로 ESS 적기 확충과 동해안지역 제약발전 완화를 위한 지속적인 FACTS 설비보강도 이뤄진다.

345kV 신제천, 신원주개폐소 STATCOM(1500MVar)과 154kV 단양, 원주, 북충주, 왕암, 홍천 STATCOM(800MV) 등 FACTS 적용을 통한 계통안정도 향상으로 발전제약을 완화한다는 계획이다.

◆전압별·설비별 송변전설비 증가 추이

345kV 변전소는 신달성, 신송도, 신장성 등 지속사업 15개와 신양평, 신판교, 서화성, 신오포, 동용인, 신평택, 고덕#3, 신고양, 관산개폐소, 남양주, 신하남, 신양산#2, 신석문, 북천안, 신경주개폐소, 새만금#2개폐소, 청양#2개폐소, 신세종개폐소, 신대산, 신해남, 신고창, 신임실개폐소, 신익산, 신원주개폐소 등 24개소가 신규반영됐다.

신규 345kV 송전선로는 신원주개폐소~신강원, 동용인~신원주개폐소, 신중부~신영주, 신용인~신중부, 울주~신경주개폐소, 신정읍~새만금#2개폐소, 새만금#2개폐소~신서산, 신계룡분기 증설(1Π→2Π), 신남원~-신옥천(인클로징), 신남원~신장수(인클로징), 신장수~신옥천(인클로징), 신옥천~신세종개폐소(인클로징), 신세종개폐소~남청주(인클로징), 남청주~신청주(인클로징), 신장수~무주영동PPS/Y, 무주영동PPS/Y~신세종개폐소, 신세종개폐소~신진천, 신장수분기 증설(1Π→2Π), 신계룡~북천안, 광양~신장수, 서화성~가정개폐소, 군산~북천안, 신고창~새만금#2개폐소, 새만금#2개폐소~청양#2개폐소, 청양#2개폐소~고덕#3, 북천안~신기흥, 신탕정~신판교, 신고흥~신임실개폐소, 신해남~신장성, 신장성~신정읍, 신광주~신임실개폐소, 신계룡~신임실개폐소, 신해남~신강진, 신광주~신화순(#3,#4), 신강진~광양(인클로징) 등 35개소다.

154kV 변전소는 원효, 광진, 창릉, 왕숙, 양정, 교산, 대장, 임학#2, 고천, 금당, 봉현, 부발, 북리, 북신갈, 서탄, 송산, 온석, 중송산, 지문, 탑동, 팔탄, 노량진#2, 진목, 은남, 수변도시, 구성#1, 구성#2, 흥해#2, 석대, 부산항, 금가, 남오송, 대소원, 성본#2, 은탄, 도고, 직산#2, 풍세#2, 남천안, 수상, 동송, 수한, 황간, 영덕#2, 고옥, 운남#3, 안동#2, 군위#2, 상주#2, 봉화#3, 의성#2, 안동#3, 합천#2, 거창#2, 영광#3, 고창#4, 김제#3, 남원#2, 익산, 임실#3, 정읍#2, 진안#2, 김제#4, 남원#3, 무주#2, 부안#3, 익산#2, 임실#4, 정읍#3, 진안#3, 김제#5, 남원#4, 익산#3, 정읍#4, 남원#5, 무주#3, 익산#4, 임실#5, 정읍#5, 김제#6, 남원#6, 익산#5, 정읍#6, 고창#5, 정읍#7, 정읍#8, 곡성#2, 진도#2, 장흥#2, 해남#3, 고흥#4, 순천#2, 보성#3, 화순#2, 순천#3, 진도#3, 나주#2, 순천#4, 고흥#5, 신안#2, 강진#2 등 101개소가 신설된다.

154kV 송전선로는 구리~상봉, 신김포~장기(증설), 장기~김포(증설), 신김포~양곡(증설), 양촌~계양 등을 포함한 총 45개소가 신규로 반영됐다.

HVDC의 경우 신해남~태안화력, 태안화력~서인천복합, 새만금~태안화력, 태안화력~영흥화력, 당진화력~서화성, 신세종개폐소 BtB 등 6개소가 신규 건설된다. 현재 북당진~고덕, 완도~동제주, 신한울~신가평, 신한울~수도권, 양주BtB, 신부평BtB(1단계,2단계) 등 6개소가 진행중이다.

STATCOM 또는 SVC는 신옥천, 신정읍, 신남원, 신제천, 단양, 신원주개폐소, 북충주, 왕암, 원주, 홍천, 신평택, 신세종개폐 등 12개소가 신규로 이름을 올렸다.

2036년까지 송변전 설비계획이 차질없이 이행되면 2036년 기준 총 송전선로 길이는 5만7681C-km이며, 이는 2021년 대비 약 1.64배 증가(2만2491C-km)될 것으로 전망된다.

36년 기준 총 변전소 수는 1228개소이며, 2021년 대비 약 1.38배 증가(336개)하게 되며, 총 변전설비 용량은 51만7500MVA로 2021년 대비 약 1.48배 증가(16만8920MVA)할 것으로 보인다.

한전은 지역별 택지·산단 개발 추이, 발전사업 개발 현황 등을 반영해 기수립된 설비계획의 적정성을 검토하고 주요 지역 간 융통선로 보강 및 국가첨단전략산업 전력공급 사업은 주민 갈등요인 등 사업 리스크를 선제적으로 검토하고 대책을 마련하는 등 송변전설비계획의 이행체계를 강화할 방침이다.

수요와 공급의 지역 분산을 고려한 지역별 수급 시나리오 도출과 전력망 소요 및 간선망 구축방안(안)을 선제적으로 제시해 계통계획과 발전설비계획 간 연계성 및 정합성을 높이는 등 차기 전력수급기본계획 수립을 위한 전력망 보강 로드맵도 제시할 방침이다.