[인더스트리뉴스 권선형 기자] “한국남부발전은 2019년 10월 발전사 중에서는 처음으로 정부의 VPP(가상발전소) 실증 공동연구사업 수행기관으로 선정됐다. 2023년 9월까지 국책과제를 수행하고 있다. 가상발전소는 발전량 예측을 토대로 하기에 지난해 발전량 예측 기술 개발을 시작하고 현재 고도화하고 있다.”

한국남부발전 ‘VPP 실증 공동연구사업’을 담당한 임준혁 차장(수소융합처)은 “남부발전은 소규모 분산자원을 연계하는 ‘가상발전소 분산자원 연계시스템’을 구축하고, 발전량 예측 기술을 바탕으로 분산자원을 모아 신재생에너지 발전량 예측제도에 2월부터 참여할 예정”이라고 밝혔다.

한국남부발전은 현재 가상발전소 분산자원 연계시스템으로 발전소 내 흩어져 있는 분산자원 데이터를 연동하고 있다. 연계 예정자원은 자체자원의 경우 경남 하동과 신인천, 부산, 강원 영월, 삼척, 경북 안동, 제주 발전소 내에 총 85㎿, 외부자원의 경우 214MW 규모다.

임 차장은 분산자원 연계와 더불어 발전량 예측시스템 구축을 통해 “63MW 자체자원과 SPC자원인 풍력 112MW, 태양광 100MW, 민간자원까지 합해 올해 발전량 예측제도에 총 300MW 규모로 참여할 계획”이라고 밝혔다.

가상발전소 분산자원 연계시스템이란?

열병합 발전 등 중앙집중형 전원과 대비되는 소규모로 흩어진 분산자원 전원의 데이터를 연동하는 시스템이다. 각각의 전원을 무선통신인 P-LTE 방식으로 연계했다. 유선 통신에 비해 비용이 적게 드는 장점이 있고, 보안문제도 해결한다. 각각의 분산전원에는 엣지 리바이스라는 산업용 게이트웨이를 설치했다. 이를 통해 발전소의 일사량과 모듈 온도, 발전량 등의 정보를 받아 분산자원 연계시스템에 연결하고 있다.

현재 발전량 예측시스템의 개발 상황은?

지난해 10월에 발전량 예측 시스템 개발에 착수해서 현재 고도화 중이다. 목표는 태양광 오차율 6% 이내, 풍력은 8% 이내다. 태양광은 오차율 6% 이내 달성에 큰 문제가 없지만, 풍력은 아직 시간이 더 필요하다. 남부발전은 소규모 자원에 대한 전력거래 권한을 부여받은 중개사업자 지위를 이미 획득해 재생에너지 발전량 예측제도에 참여할 수 있는 조건을 갖췄다. 2월부터 참여 예정이고 올해 300MW 규모가 목표다.

발전량 예측시스템에 적용된 기술은?

발전량, 일사량 등의 센서정보, 과거 데이터, 국내외 기상정보 등을 바탕으로 다양한 통계모델과 단지별 최적방식을 적용해 발전량을 예측하고 있다. 기상전문 솔루션 활용 및 단지별 최적화된 통계기법을 적용해 고정밀 예측 정확도 확보가 가능하다.

향후 완성되는 VPP에는 어떤 프로세스가 적용되나?

우선 흩어져 있는 분산자원을 분산자원 연계시스템을 통해 하나로 연결한다. 이 데이터를 바탕으로 기상정보와 데이터 딥러닝을 통한 예측 기술을 적용해 발전량을 예측한다. 이어 계절, 시간 등의 수요패턴에 맞는 다종자원의 최적 운영 기술을 적용한 가상발전소 플랫폼을 운영하는 것이 최종 목표다. 향후 VPP의 핵심은 이렇게 다양하게 모인 자원들을 전력계통 정보와 실시간 연동해 시간대별로 최적운영 하는 능력이다.

수요패턴에 따른 최적 자원운영 기술개발이란?

먼저 구름 이동, 일조량, 풍속 등의 기상정보를 활용해 태양광, 풍력 발전량을 예측한다. 예측된 전력공급 가능 용량을 시간대별로 산정해 최적 입찰량을 산출하고, 신재생에너지 실제 발전량과의 편차는 ESS 수요자원 등을 활용해 입찰량을 준수한다. 나아가 ESS 최적 충·방전 시간을 도출하고 수요자원 활용 시점 등을 분석한다. 재생에너지 발전량 예측 → 분산전원 전력거래 입찰값 산정 → 입찰량과 발전량 비교 편차 확인 → 출력 증발·감발 대상 분산전원 선정 및 시행 프로세스다. 향후 VPP에는 ESS 외에도 열(난방)이나 수소에너지로 에너지를 변환해 저장, 활용하는 기술이 적용될 것으로 예상된다.

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