전력硏, 제주TP와 'IBR 기술' 실증 업무협약 체결
'그리드포밍 기술' 실증 위한 연구협력 기반 조성
[에너지신문] 인버터 기반 재생에너지의 계통 안정성을 높이는 기술 개발이 본격화될 전망이다.
한전 전력연구원이 22일 제주테크노파크와 '재생에너지 수용성 증대를 위한 그리드포밍 인버터 기반 전원기술(IBR, Inverter Based Resource) 실증 협력' 양해각서를 체결했다.
전력연구원에 따르면 '전력계통의 관성'은 계통에서 사고 발생시 주파수의 변화를 정상상태로 회복하려는 힘을 뜻한다. 그러나 인버터 기반의 재생에너지는 무관성 시스템으로, 계통의 관성이 감소할 경우 회복기능 제한으로 계통 안정도가 떨어지게 된다.
따라서 재생에너지의 수용성 증대를 위해서는 관성을 제공할 수 있는 기술이 필요하며 이를 위해 전력연구원에서는 '그리드포밍(GFM, Grid Forming)' 기술을 적용한 계통연계형 인버터를 개발 중이다.
그리드포밍 기술은 인버터를 전압원으로 동작시킴으로써 인버터 기반의 발전원이 동기발전기와 유사한 제어적 성능을 갖게 하는 기술이다. 그리드포밍 기술이 적용된 인버터는 동기발전기의 전기적, 기계적 특성을 모의함으로써 계통 사고시 필요한 전력을 신속하게 계통으로 공급 가능하다는 게 전력연구원의 설명이다.
전력연구원은 연구를 통해 그리드포밍 인버터 기술 적용에 대한 시뮬레이션 기술을 확보했다고 밝혔다. 또한 계통에 발생한 과도상태를 실시간으로 모의하는 장치(HILS, Hardware In the Loop)를 구축, 그리드포밍 제어 알고리즘을 검증완료 했으며 현재 그리드포밍 인버터 시작품의 상세설계를 진행 중이다.
그리드포밍 인버터 기술은 재생에너지의 점유율 증가가 예상되는 제주계통 실증을 목표로 한다. 이를 위해 제주지역 에너지 분야의 R&D를 지원하며 태양광발전 단지를 운영 중인 제주TP와의 연구협력을 추진하게 된 것.
전력연구원은 그리드포밍 인버터 기술을 태양광 및 ESS에 적용, 해당 재생에너지 발전원이 인공 관성을 제공함으로써 계통 주파수 변화 억제에 기여하는 것을 확인한다는 계획이다. 이에 따라 제주TP의 태양광 발전설비를 활용, 성능을 검증하고 향후 확대적용의 기반을 마련할 계획이다.
또 제주TP는 그리드포밍 인버터 기술 실증에 협력하며 신기술 도입을 통해 재생에너지 발전단지를 고도화할 예정이다.
전력연구원은 내년 상반기까지 HILS 기반 시험장치와 축소형 계통 모의설비를 활용해 계통 사고, 주파수 및 전압 변동 등 미래 계통에서 발생 가능한 문제점에 대해 그리드포밍 인버터의 효과를 확인한다는 방침이다. 이후 그리드포밍 기술을 적용한 인버터를 제주TP 생물종다양성연구소 내 태양광발전단지에 구축, 실증한다.
전력연구원 관계자는 “재생에너지 중심의 계통환경 변화를 겪고 있는 제주도를 대상으로 전력연구원이 개발한 그리드포밍 기술을 실증, 미래계통 환경변화에 선제적으로 대응해 관련 연구 생태계를 구축할 것”이라고 밝혔다.