한전 전력연구원(원장 이중호)은 신재생에너지를 포함한 분산에너지의 안정적 전력계통 연계 운영을 위해『가상발전소(VPP, Virtual Power Plant) 운영기술』과『배전망 운영자(DSO, Distribution System Operator) 관제시스템』을 개발했다.
“가상발전소 운영기술”은 배전계통에 연계된 소규모 분산전원을 모아 지역적인 제한 없이 마치 하나의 발전소처럼 운영하는 방법이다. 그리고 “배전망 운영자(DSO) 관제시스템”은 재생에너지의 발전량 입찰제도와 전력시장 운영기능을 적용한 출력제어와 급전지시 등 배전계통을 감시 감독하며 안정적인 운영을 유지하는 주체를 말한다.
재생에너지의 비중이 점차 높아지면서 간헐성으로 인해 선로과부하, 이상전압 등의 문제가 발생할 수 있어 전력계통의 안정적 운영을 위한 기술 확보가 필수적이다.
전력연구원은 “가상발전소 운영기술”과 “배전망 운영자 관제시스템”의 개발을 통해 전력계통의 안정성을 확보하고 소규모 분산전원들의 전력시장 참여 기반을 마련했다.
“가상발전소 운영기술”로 배전계통에 연계된 소규모 분산전원들은 가상의 단일 발전소로써 전력시장에 참여하게 된다. 이를 통해 중앙급전 발전기와 같은 방법으로 입찰하여 발전량을 낙찰받고 전력을 판매한다. 중개사업자가 낙찰받은 발전 계획대로 소규모 분산전원들을 운영함으로써 전력계통 운영의 불확실성이 해소되고, 계통운영 계획 수립이 가능해진다.
또 “배전망 운영자 관제시스템”이 배전계통 전체를 통합하여 감시하는 역할을 수행함. 개별 가상발전소의 다음날 발전량을 예측하여 전력시장의 발전량 입찰의 사전검증을 수행하고, 전체 발전기의 급전을 지시하며 전력 중개시장을 운영한다. 만약 예측량보다 실제 발전량이 많을 경우, 배전망의 과전압이나 과조류가 발생할 수 있으므로 본 시스템이 출력제어를 수행하여 전일 예측한 계통에 가깝도록 분산전원을 운영함으로써 안정성을 확보하게 된다.
전력연구원은 기술을 전남 광주지역에 적용하여 기술 고도화에 앞장서고 있다.
광주의 배전선로에 VPP 운영기술 실증을 통해 개별 분산전원의 간헐적 발전특성을 보완하여 전체 선로의 분산전원 수용력을 확대하였으며, 안정성의 향상을 검증했다.
또 DSO 관제시스템 실증으로 기존과 같이 개별 분산에너지가 발전하는것에 비해 출력제어를 최소화하여 전체 발전량을 최대화할 수 있음을 검증했다.
개별 분산전원 발전량의 최대화를 통해 배전선로 신설에 예정된 전력인프라 투자비용을 절감할 것으로 기대된다.
전력연구원 관계자는 “VPP 운영기술과 DSO 관제시스템 개발을 기반으로 ’26년 신재생에너지 전력시장 운영을 목표로 하고 있다”라며, “신재생에너지 확대를 위한 ‘분산에너지 활성화 특별법'에 적극적으로 대응하며 전력운영의 효율성과 안정성을 향상시켜 탄소중립 실현에 기여할 것이다”라고 밝혔다.