주파수 떨어지면 즉시 소비전력 차단...변동성 대응 탁월
신재생E 출력변동 대응할 유연성 자원 필요성 대두
美·獨, 속응성 자원으로 계통 신뢰도 확보
UFR방식 유력...자원구성 및 보상안 마련 중

신재생에너지 변동성 대응을 위해 Fast DR이 도입된다. Fast DR은 수요와 공급이 불안정해 급작스럽게 전력계통에 문제가 발생했을 때 소비전력 차단 등으로 이를 해결하는 수요반응(DR) 자원이다. 정부는 재생에너지 출력변동과 예상치 못한 발전기 정지 등으로 인한 주파수 하락 대응을 위해 Fast DR을 추진하기로 했다.

지난 8일 복수의 업계 관계자에 따르면 정부는 신재생에너지 보급 확대에 따른 속응성 자원 확보를 위해 Fast DR 제도를 마련 중이다. 현재 적용 가능 자원을 파악하고 있으며 보상금 관련해 한국전력과 협의 중인 것으로 알려졌다. 제도는 빠르면 올해 말까지 마련된다.

정부는 지난 3월 28일 발생한 신보령 1호기 석탄발전기 불시 정지로 인한 주파수 하락 사태를 계기로 Fast DR을 도입하기로 했다. 당시 발전기가 정지하자 기존 60Hz를 유지하던 주파수가 59.8Hz로 하락했다가 수초 후 59.67Hz까지 뚝 떨어지는 아찔한 사고가 있었다. 전력망 주파수가 59.8Hz 이하로 내려가면 태양광인버터(전력변환기)가 자동으로 차단되도록 주파수가 설정돼 있었기 때문이다.

주파수가 떨어지면 전력 품질 하락으로 이어지고 나아가 일정 수준 이하로 떨어지면 타 발전기를 정지시키는 등 정전의 원인이 되기도 한다. 재발 방지를 위해서는 45만kW의 태양광 설비에 연결된 8만개가 넘는 인버터 설정 값을 다시 바꿔야 한다.

이에 정부는 미국, 독일 등에서 주파수 하락 대응 목적으로 활용되는 Fast DR에 주목했다. 인버터 설정을 바꾸는 것보다 언젠가 도입할 제도를 조금 빠르게 적용하면 된다는 판단에서다.

선진국들은 신재생에너지 비중 확대에 따라 변동성 대응을 위해 보조서비스로 Fast DR 자원을 적극 활용 중이다. 미국은 2~3GW 규모로 운영하고 있으며 독일은 1GW가량의 0.35초 응동 자원을 확보하고 있다. 우리나라도 재생에너지 보급 확대 정책에 따라 2030년 최대 18GW의 변동성이 예상되기에 유연성 자원 확보가 필요한 상황이다.

현재 한국에너지기술평가원 과제로 Fast DR 실증연구(주관 호디)가 진행 중이다. 출력 변동성을 잡기 위한 속응성 자원으로서 상당한 효과가 있는 것으로 알려졌다.

연구는 ▲거버너프리(G/F)에서 UFR연계 ▲UFR(저주파수 계전기) 미연계 ▲자동발전제어(AGC) ▲대기·대체 예비력 등으로 구분해 진행됐다. 정부는 효과도 크고 기술 면에서 도입이 수월한 UFR 연계 방식을 유력하게 검토하고 있다. UFR 연계는 원자력 등 대규모 발전기 고장으로 계통 주파수가 특정 주파수 이하로 하락하면 자동으로 일정 시간 동안 부하를 차단하는 방식이다.

정부는 내년 개장을 목표로 제도 수립을 올해 안에 마친다는 방침이다. 보조서비스 시장이 없어 미국과 유럽처럼 전력시장에서 활용할 수 없지만 안정된 전력공급(주파수 조절) 목적으로 빠르게 도입할 계획이다.

업계 관계자는 “현재 전력거래소가 적용 가능한 자원을 파악하고 있으며 보상금 관련해 한국전력과 협의 중인 것으로 알고 있다”며 “즉각적인 응동이 가능해야 하므로 자동으로 차단하더라도 공장 운영에 문제가 없는 제철, 양회 등의 자원들이 들어올 것으로 보인다”고 말했다.