첨단기술로
2030 탄소제로의 꿈에
다가선다!
제주 신재생센터

글 장은경 사진 이원재(Bomb 스튜디오)

천혜의 자연을 품은 제주도는 Carbon Free Island를 표방하며 신재생발전으로의 에너지전환에 드라이브를 걸고 있다.
하지만 신재생발전에도 약점이 있으니, 바로 변동성과 불확실성이다.
즉 신재생 발전량이 증가할수록 전력 계통은 불안정해지는 것. 제주 신재생센터는 첨단 데이터사이언스 기술 등을 활용하여 제주계통을 안정화하라는 특명을 띠고 제주에 문을 열었다.

제주공항에서 차로 20분 정도 달려 도착한 신재생센터는 세련된 외관을 자랑하는 2층 건물이다. 바로 옆에는 대규모 ESS 설비들이 펼쳐져 있다. 1층에 자리한 컨트롤룸에 들어서니 전면에 제주도 전역의 계통도와 태양광, 풍력의 다양한 데이터가 거대한 그래픽으로 펼쳐진다. 이곳이 바로 신재생에너지로 인한 전력 계통의 불안정성에 대응하기 위한 핵심적 역할을 담당하는 곳이다.

데이터사이언스 기술로 신재생발전의 불안정성 해소한다

국내 최초로 신재생에너지를 종합 감시·운영하는 ‘제주 신재생센터’가 지난해 12월 9일 개소식을 하고 본격 운영되고 있다. 제주 신재생센터는 제주를 탄소 없는 섬으로 만든다는 CFI(Carbon Free Island) 정책 추진에 따라 2030년 약 4GW까지 증가할 것으로 예상되는 제주지역의 신재생에너지를 효율적으로 관리하고 안정적인 전력 계통을 운영하기 위해 지상 2층, 204평 규모로 구축된 국내 최초 전용 센터이다.
주요 기능은 신재생에너지 출력을 실시간 모니터링하고 운전 특성을 분석하는 감시분석 기능, 기상 데이터를 기반으로 신재생에너지 출력을 사전에 예측하여 전력 계통 운영에 반영하기 위한 출력예측기능, 신재생에너지 출력이 전력 계통에 미치는 영향을 분석·평가하는 안전도 해석기능 등으로 구성되어 있다.
제주 신재생센터 출력예측 시스템은 풍속, 온도, 습도, 일사량 등의 기상 데이터와 변전소에서 받은 전력 데이터에 데이터사이언스 분석기법을 활용해 신재생 발전량을 예측하며, 태양광 발전량・ 풍력 발전량 별로, 단기・중기・장기로 예측 결과를 도출할 수 있다.
신재생발전의 예측 정확도는 약 90% 수준이며 앞으로 출력예측의 정확도를 95%까지 향상하기 위해 다양한 모색을 하고 있다.
한편, 신재생발전 비중이 높아지면 전력 계통의 안정성이 하락하기에 신재생발전을 수용하는 한계치가 존재한다. 안전도 해석기능은 제주계통의 신재생에너지 안전도를 분석해 수용한계용량을 도출하는 시스템이다. 이를 통해 신재생발전을 수용할 수 있는 한계량을 실시간으로 산정하고 이를 계통 운영에 반영할 수 있다.

협업으로 완성한 국내 최초 신재생 발전량 예측・분석 시스템

기존에도 지역별 태양광발전의 설비 용량과 발전량 정보를 파악하거나 분석하는 시스템은 있었다. 하지만 태양광과 풍력의 발전량을 예측하여 이를 전력 계통 안정성 유지에 활용하는 시스템은 제주 신재생센터가 국내 최초의 사례이다.
이와 같은 출력예측과 안정성 분석을 위해 기상 데이터, 한전의 송변전운영시스템(SCADA), 배전운영시스템(DAS) 등 서로 다른 특성의 시스템을 연계해 통합적인 데이터베이스를 구축해야 했다. 이를 위해 전력연구원뿐 아니라 계통계획처, 송변전운영처, 안전보안처, 제주지역본부 등 다양한 사내부서가 협업을 이루어 이 시스템을 완성할 수 있었다.

계통보강 비용 절감은 물론 계통 안정에도 일조할 전망

“본 시스템은 2020년 1월부터 4월 현재까지 시범운영 중에 있으며 올해 상반기에 제주계통에 적용돼 안정적 운영에 일조할 것으로 전망됩니다. 아울러 시스템 운영으로 신재생에너지 수용 능력이 향상되어 2025년까지 약 250억 원의 계통보강 비용이 절감될 것으로 내다보고 있습니다. 이 시스템 모델이 성공적으로 운영되면 육지계통 신재생발전 지역 관제시스템 구축에도 활용할 계획입니다.” 시스템 개발부터 운영까지 담당해온 전력연구원 융복합프로젝트연구소 신재생연계팀 최순호 선임연구원은 시스템에 대한 전망을 이처럼 덧붙인다.
앞으로 성공적 에너지전환을 든든히 뒷받침할 제주 신재생센터의 활약을 기대해볼 일이다.

※ 사회적 거리두기 방역지침을 준수했고, 사진 촬영 시에만 마스크를 벗었습니다.