가상(嘉尙)한 발전소, 가상발전소(VPP) 등장

가상(嘉尙)한 발전소, 가상발전소(VPP) 등장

한때 전세계를 뒤흔들었던 가상(Virtual)의 세계. 첫번째는 특정 환경이나 상황을 체험할 수 있는 만들어진 세계인 가상 현실(Virtual Reality, VR), 두번째는 많은 사람들을 눈물과 웃음을 선사했던 가상 화폐(Virtual Currency 혹은 Virtual Money)가 있다. 또 가상을 이용한 시장이 있다. 바로 가상 발전소(Virtual power plant, VPP)이다. 이제는 전력 시장까지 ‘가상’이 출현했다. 발전소가 가상이 적용 될 것인지 의문이 들 것이고 생소할 것이다.

 

 가상발전소(VPP)란, 계량기 뒤에 숨어 있는 시장으로 불리는 가상발전소는 소규모 분산전원을 소프트웨어로 모아 지역적 제한없이 마치 하나의 발전소처럼 운전하고 제어하는 발전소이다. 이는 소규모 신재생에너지 발전설비와 ESS 등을 클라우드 기반으로한 소프트웨어를 이용한다.

 

[그림 1. 가상발전소 개념도]

출처: 중앙일보

 

신재생에너지는 환경영향을 많이 받기 때문에 전력 공급 안정에 대해 재고되어왔다. 하지만 가상발전소가 상용화 된다면, 소규모 발전설비에서 생산•소비 후 남은 잉여전력을 가상발전소의 ESS에 송전해 누구나 전력이 필요할 때 거래할 수 있어 공급의 안정성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

 

가상발전소, 마이크로그리드와 스마트그리드의 차이는?

한번쯤은 들어봤을 마이크로그리드, 스마트그리드 가상발전소와는 무슨 차이가 있을까.

마이크로그리드는 가상발전소와 마찬가지로 독립된 분산 전원을 중심으로 한 일부 영역 내의 전력 공급 시스템이다. 하지만 주로 섬과 같은 특정 지역이나 특정건물과 같은 소규모 지역으로 한정해 자체적으로 전기를 생산하는 자급자족 체계로 볼 수있다. 에너지저장시스템(ESS)을 필수로하며 이를 관리 할수 있는 에너지관리시스템(Energy Management System, EMS)을 도입한다.

소규모 지역  전력망인만큼 발전원과 수용가의 위치가 가까워 송전 설비가 필요로 하지 않으며 송변전 과정에서 손실이 거의 발생하지 않아 발전효율이 높다.

 

[그림 2. 마이크로그리드 개념도]

출처: 아시아경제

 

스마트그리드는 마이크로그리드보다 더 포괄적인 개념이다. ‘발전 → 송전•배전 → 판매 혹은 소비’ 단계로 이루어져 있던 단방향 전력망에 정보기술(IT)를 접목해 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환 가능하게 해준다. 다시 말해 전력회사와 사용자간의 전기사용정보를 주고 받을 수 있는 것이다. 소비자는 전력이 저렴한 시간에 전자제품을 가동하여 전기요금을 절약할 수 있고, 전력회사는 전력사용현황을 파악할 수 있어 전력수급에 대비할 수 있다. 이처럼 스마트그리드는 에너지 효율을 최적화하고 전력 시스템을 전체를 효율적으로 작동하게 해준다

 

[그림 3. 스마트그리드 개념도]

출처: 제주 테크노파크

 

가상발전소의 미래는?

현재 신재생에너지 강대국인 독일은 물론 미국, 북유럽과 2016년부터 시험 사업을 시작한 일본 등이 가상발전소에 투자하고 있다. 특히 남호주는 2022년까지 총 태양광 250MW와 배터리 650MWh를 설치를 목표로 세계 최대 규모의 가상발전소를 구축할 계획이라고 발표했다.

 지역제한없이 소규모 신재생에너지 발전설비의 잉여전력을 모은다는 것에 실현이 가능할 것인지에 의문이 들 것이다. 그렇지만 수용응답거래시장(DR) 제도와 연계한다면 가상발전소는 그리 어려운 말은 아니다. 수용응답거래시장제도는 전력 사용량이 최고조에 달했을 때 전력 수요를 인위적으로 줄여줌로써 실제로는 공급을 늘리는 것과 동일한 효과를 내도록 만드는 것이다. 쉽게 말하면 전력사용량이 많은 시간대나 계절에 에너지 절약운동 등을 통해 에너지 소비량을 한시적으로 줄이는 것과 같은 원리이다. 가상발전소는 멀리 있는 것이 아니다.

가상발전소는 전력을 효육적으로 재편성하여 신재생에너지의 간헐성과 공급의 안정성등을 해결하고 사용 효율을 높일 수 있다. 티끌모아 태산이라는 속담이 있듯이 소규모의 전력을 모아 산업에 사용할 수 있을 만큼의 전력이 모인다면 석탄발전소, 원자력 등의 에너지원 비중을 감소시킬 수 있으며 나아가 추가 발전소 건설은 필요 없게 될 것이다.

 

 

 

 

[참고문헌]

1.    한국전기연구원 블로그

2.    사이언스타임즈 - 에너지 모아 전력 제공, ‘가상발전소’

3.    한국에너지공단 블로그 – 남호주, 세계 최대 가상발전소 구축