불규칙한 풍력발전단지 전력생산도 통합 제어한다
청정에너지 및 온실가스 배출저감 이슈대두, RPS 제도도입 등으로 인해 신재생발전, 특히 풍력발전이 화석연료를 사용하는 기존 발전 수단을 대체할 수 있는 대안으로 등장하고 있는 가운데, 국내 연구진이 대용량 풍력발전단지에 적용할 수 있는 운영제어시스템 개발에 성공했다. 풍력발전단지 내 개별 풍력발전기 및 에너지저장장치(ESS)를 이용해 풍력발전단지의 유·무효 출력을 순시적 제어하는 상위 통합제어장치를 개발한 것으로 대용량 신재생전원의 안정적 보급 확대에 크게 기여할 것으로 기대된다.
미래부 국가과학기술연구회(이사장 이상천) 산하 전기전문연구기관인 한국전기연구원(원장 박경엽) 김종율 박사팀(차세대전력망연구본부)은 최근 100MW 이하 규모 풍력발전단지를 통합운영할 수 있는 운영제어시스템을 개발하고, 상용화를 위한 풍력발전단지 실증적용 연구를 본격 추진한다.
이번 풍력발전단지 운영제어시스템 개발은 국내 최초다. 세계적으로도 2010년경에야 해외 선진 풍력발전업체에서 관련 제품이 출시됐다. 최근 점점 진화되는 풍력발전단지 연계·운영 기술조건에 맞춰 세계 선진업체들과의 경쟁을 위한 국산기술을 확보했다는데 의미가 있다.
현재 전 세계 풍력발전 도입 용량은 지속적으로 증가하고 있으며, 기술적으로는 대형화·집중화된 형태로 전력계통에 연계되고 있다. 그러나, 전력계통 운영관점에서 볼 때, 기상상황에 따라 불규칙하게 전력을 생산하는 풍력발전의 증가는 전력계통의 안정성을 저해할 수 있는 하나의 불안요소가 될 수 있다. 따라서, 각 국가별로 풍력발전의 전력계통연계와 관련해 엄격한 계통연계기준(Grid code)를 마련하고 있고, 이 규정 중 풍력발전단지의 유·무효 출력을 기존 대형 발전기처럼 계통운영자의 급전지시에 따라 임의로 제어할 수 있는 능력을 구비하도록 하는 규정이 부각되고 있다.
또한, 에너지저장장치 기술의 비약적 발전에 따라 태생적으로 간헐적 발전특성을 가지는 풍력발전에 에너지저장장치를 연계하여 함께 운영하는 방안에 대한 요구가 높아지고 있다. 즉, 에너지저장장치를 풍력발전에 연계하고, 불규칙한 발전특성을 완화할 수 있도록 에너지저장장치를 충·방전시켜 전력계통에의 악영향을 최소화하는 방안이다. 현재 미국 캘리포니아주와 제주도 등 대단위 풍력발전단지를 추진하는 국내외 지역에서 활발히 논의되고 있다.
