MOS 활용 계통운영 내년 4월 시행
전력거래소는 배전분할 중단으로 인해 도매전력시장이 보류되자 수년간 준비해 온 시장운영시스템을 현행 CBP시스템에 활용하는 계획을 수립하고 시장개선작업을 꾸준히 추진해왔다. 전력거래소의 MOS 연계 계획의 목적과 추진과정을 소개하고, 특징 및 향후계획에 대해 전력거래소 김광인 시장개선팀장을 만나 들어봤다.
급전계획 수립시 실시간 한계치 고려 가능
정보공개로 시장·계통 운영 투명성도 증가
전력거래소의 주요 업무인 급전운영은 전기의 수요과 공급을 실시간적으로 균형을 유지하기 위해 모든 발전기 출력을 조절하고, 필요시 송전설비 조작을 시행하는 업무를 말한다.
안정적이고 고품을 전력을 최종 소비자에게 공급하기 위해서는 각 송전선로의 연결상태와 전송되고 있는 전력을 모두 원격으로 파악해, 발전기는 수요과 공급을 일치하도록 초단위로 제어를 하게 된다.
전력거래소의 현 급전운영은 수요예측, 운영발전계획 및 실시간급전으로 구분할 수가 있다. 전력거래소는 하루 전에 시장참여자가 제출한 입찰 자료와 거래소가 예측한 수요를 기반으로 발전기 기동순서와 발전량을 결정해 사업자에게 통보한다. 실시간에는 거래소 급전원이 운영발전계획을 기준으로 발전기 기동하고, 급전자동화시스템이 발전기 출력을 배분하고 발전기에 제어량을 전송한다. 2초마다 발전기 출력을 원격으로 취득하고, 4초마다 다시 발전기 출력을 제어한다.
그러나 시장운영시스템(MOS, Market Operation System)을 활용해 급전체계를 개선할 경우 수요예측과 운영발전계획 수립은 동일하나 실시간 급전체계는 많이 바뀌게 된다. 주요 개선된 사항은 에너지와 예비력을 동시에 최적화 하고, 이때 급전계획 수립시 실시간으로 송전선로 최대 한계치 등을 고려할 수 있게 된다. 또한, 발전소 현장 운전원에게 인터넷을 통해 실시간으로 급전 목표값을 전달해 수동 발전기 출력을 조정할 수 있게 만들고, 모든 계통운영 정보를 실시간으로 사업자에게 공개함으로써 계통 및 시장 운영을 투명성을 증가시킬 수 있다.
MOS는 사실 지난 99년 1월에 수립된 전력산업구조개편기본계획에 따라 제2단계 구조개편에 의해 개설되는 전력시장 운영을 위해 개발된 시스템으로 도매경쟁 전력시장을 효율적으로 운영할 수 있도록 만든 IT시스템이다.
하지만 2004년 6월에 정부가 노사정위원회의 권고에 따라 한전의 배전분할 작업을 중단함으로써 이의 도입 시기가 불투명하게 됐다. 따라서 많은 비용을 들여 제작한 MOS의 효용가치가 상실되게 된 바 차선책으로서 이를 현 전력시장에 활용할 수 있는 방안을 검토하게 됐다.
전력거래소는 MOS의 연계활용을 위해 크게 4가지 단계로 구분해 추진하고 있다.
첫째 단계는 연계활용 방법론 및 시스템 개발이다. 여기에서는 연계운영을 가능하게 하는 입찰변환시스템 및 감시진단시스템 등을 설계하고 이를 제작하는 단계이다. 이는 당초 설계된 MOS의 운영환경과 현 CBP 시장의 차이를 극복하기 위함이다.
둘째 단계는 IT 정확성 향상이다. 여기에서는 상태추정 등과 같은 MOS 내부 프로그램이 적정하게 수행될 수 있도록 전력계통에 대한 모델링을 현실에 맞도록 개선해 반영하고 각종 데이터의 오류 수정 등, 관련 DB를 정상화시키는 작업이다.
셋째 단계는 모의운영 시행이다. 전력계통의 구조는 대단히 복잡할 뿐 아니라 이를 운영하는 데에는 고도의 신뢰성이 요구된다. 따라서 MOS를 실 계통에 연계운전 하기 위해서는 사전에 철저한 계획을 바탕으로 여러 단계의 연계시험 즉 모의운영이 필요하다.
마지막 단계는 전력시장 제도정비이다. 이는 MOS를 활용해 전력시장을 운영할 수 있도록 전력시장운영규칙 개정 등, 각종 제도를 정비하는 작업이다.
전력거래소는 MOS 활용사업을 위해 2004년 9월에 착수해 현재는 셋째 단계인 모의운영을 진행하고 있는데, 전체 공정으로 보면 약 80% 수준을 달성한 상태다. 올해 말까지 제 10단계에 걸친 모의운영을 완료하면, 2006년 3월까지 제도개선을 마무리하고 4월부터는 실제 MOS를 활용한 전력시장 및 계통운영을 시행할 예정이다.
인터뷰 - 전력거래소 김광인 시장개선팀장
운영기술 자동화·선진화 가능
연간 발전비용 280억원 절감 효과
연계 성공 위해 발전사 협조 필요
“현행 EMS는 시장체제 도입 이전에 구축된 것으로 계통운영보조서비스, 송전망제약, 계통안전도 등의 실시간 반영이 곤란하다는 단점이 있습니다. 반면 MOS는 공급자와 구매자의 양방향 가격입찰을 반영해 가격 및 발전량을 결정하고 이를 실시간적으로 계통운영에 반영할 수 있는 선진화된 시스템입니다.”
전력거래소 김광인 시장개선팀장은 MOS의 장점에도 불구하고 한전의 배전부문 분할이 중단되면서 활용 자체가 불확실하게 됐다고 먼저 언급했다. 즉 현재까지 고가의 비용이 투입된 시스템이 자칫하면 무용지물이 될 수 있기에 이를 폐기하지 않고 주요 기능을 다른 방향으로 활용하고자 CBP 시스템과의 연계를 계획하게 됐다고 밝혔다
“MOS를 운영하는 도매경쟁 전력시장의 구조가 현 전력시장과는 근본적으로 달라 현 전력시장에서 이를 활용하기는 쉽지 않지만, 5분 단위의 실시간 최적급전계획 수립 및 각 지점별 한계가격 도출 등, 우수한 기능을 보유하고 있어서 이를 활용할 경우, 전력시장 및 전력계통 운영기술의 자동화·선진화는 물론 연간 약 279억원 이상의 발전비용도 절감할 수 있다고 판단됐습니다.”
또한, 김 팀장은 MOS 활용에 있어서 전력시장 구조의 근본적인 차이를 극복하는 방법으로서 전력거래소는 자체적인 연구를 통하여 입찰변환시스템을 설계했고, 이를 바탕으로 MOS를 현 전력시장에 연계해 활용하는 사업을 추진하게 됐다고 말했다.
이어 김 팀장은 MOS의 특징에 대해 자세히 설명했다.
“MOS의 가장 특징은 급전계획시스템에 있는데, 여기에는 실시간 계통운영 상태를 바탕으로 5분 단위의 최적급전계획을 수립하는 기능이 있습니다. 이에 전력계통 운영에 그대로 적용할 수 있어, 비용절감, 자동화 및 투명화 향상 등, 계통운영 측면에서 많은 장점을 가지고 있습니다.”
MOS 시스템은 단독으로 전력계통을 운영하는 것은 아니고 현재 전력거래소에서 운영하고 있는 급전자동화시스템(EMS)와 연계해 운영되도록 설계돼, 즉 MOS는 5분 단위로 최적의 급전목표를 제시해 주고 EMS에서는 MOS의 급전계획 수립에 필요한 정보를 제공해 줄 뿐 아니라 4초 단위로 MOS의 급전목표를 달성할 수 있도록 전력계통을 제어하는 기능을 갖추고 있다고 덧붙였다.
“MOS를 활용한다는 것은 양방향 입찰방식의 도매경쟁 전력시장에서 작동하도록 되어 있는 MOS를 가격입찰이 이루어지지 않는 현재의 CBP 전력시장에서 실제 발전비용에 근거한 최적의 5분 급전계획을 수립하고 이를 EMS를 통하여 계통운영이 이루어질 수 있도록 하는 것입니다. 즉 MOS-EMS 연계운영의 실현인 셈이죠.”
한편 김 팀장은 MOS 연계운영이 효율적으로 달성되기 위해서는 특히 발전회사들의 협조가 많이 필요하다며 당부의 말도 잊지 않았다. 그 중에서도 우선적으로 발전회사들이 소속 발전기들에 대한 자동발전제어(AGC) 기능을 향상시키는 것이 절실히 요구된다고 강조했다.
“현재 대부분의 발전소는 이러한 자동발전제어 기능이 설치돼 있고 실제로 많은 발전기들이 자동발전제어 모드에서 운전되고 있습니다. 그러나 이의 기능 측면에서는 명목상으로만 자동발전제어 운전을 하고 실제로는 기능이 정상적으로 작동되지 못하는 발전기들이 많습니다. 앞으로는 발전기들의 자동발전제어 기능이 정상적으로 작동하지 않을 경우에는 인터넷을 통해 5분단위로 제공되는 급전목표에 따라 발전소 운전원이 수동으로 발전기 출력을 조절하여야 하는데 이는 매우 번거롭고 많은 노력이 수반됩니다”
이에 김 팀장은 발전기들의 자동발전제어 기능이 정상적으로 작동될 수 있도록 평상시에 이의 유지관리에 최선의 노력을 다해 줄 것을 요구했다.
아울러 김 팀장은 MOS 활용체제 정비를 위한 전력시장 운영규칙 개정에 적극적인 지원과 협조가 필요하다고 덧붙였다. 마지막으로 김 팀장은 MOS 활용을 위해서는 발전소, 변전소 등으로부터 방대한 자료를 실시간 취득해야 하는데 데이터 취득 및 송신 부문에서 항상 오류가 발생할 수 있다며 정확한 전력계통 운영자료 취득에 적극 협조해 주길 바란다고 밝혔다.