전력시장의 보이지 않는 손, VPP

전력시장의 보이지 않는 손, VPP

대학생신재생에너지기자단 28기 김서진

데이터로 짓는 가상의 발전소

에너지 전환의 시대, 우리는 보이지 않는 곳에서 가동되는 새로운 형태의 발전소를 맞이하고 있다. 바로 가상발전소(Virtual Power Plant, VPP)다. VPP는 클라우드 기반의 AI 소프트웨어를 통해 전국 각지에 흩어진 태양광, 풍력, 에너지 저장 장치, 그리고 전기차 배터리 등을 연결하고 제어해 하나의 대형 발전소처럼 운영하는 시스템이다. 이는 물리적으로 특정한 곳에 존재하는 발전소는 아니지만 동일한 효과를 가지며 분산 에너지 자원의 증가로 발생할 수 있는 계통 운영의 기술적 문제를 해결하고 경제적 가치를 창출할 수 있다는 장점이 있다.

[자료 1. VPP는 발전·저장·수요 자원을 통합 제어해, 에너지의 흐름을 최적화한다]

출처 : 국가환경산업기술정보시스템

VPP는 어떻게 진짜 발전소가 될 수 있을까?

재생에너지는 변동성과 간헐성이라는 치명적인 약점이 있다. VPP는 이러한 소규모 발전 사업의 설비 발전량은 증가하는 상황에서 현재 전력시장 운영 체제로는 전력시장 진출이 용이하지 않아 도입된 개념이다. 이때 VPP가 실제 발전소와 같은 일정한 출력을 구현하는 핵심적인 이유는 통합적인 유연성에 있다.

먼저 VPP는 기상 데이터와 과거 발전 패턴을 분석해 매우 높은 정밀도로 내일의 발전량을 예측한다. 이를 통해서 만약 특정 구역의 풍력 발전량이 예상보다 적을 경우, VPP 관제 센터는 인근 지역의 ESS에 저장된 전력을 방출하거나 수요 반응 자원을 가동해 전체 출력값을 일정하게 유지한다.

또한 제주도에서 시범 도입 중인 재생에너지 입찰제도에서도 VPP는 핵심적인 역할을 맡고 있다. 제주도는 그동안 재생에너지 발전 비중이 급격히 늘어나면서 출력 제어가 연간 100회 이상 발생하는 등 어려움을 겪어왔다. 그러나 VPP를 통한 입찰제도 도입 이후 VPP가 개별 자원들을 대신해 입찰하고 낙찰된 자원만이 시장에서 거래된다. 이 과정에서 비용 효율성이 낮은 발전원은 시장 원리에 따라 자연스럽게 조정되며 과거와 같은 무리한 출력 제어로 인한 갈등을 획기적으로 줄일 수 있었다.

이러한 시장 변화에서 VPP는 개인 사업자와 전력시장을 이어주는 역할을 수행하게 된다. 현실적으로 소규모 태양광 발전사업자 등의 개인이 직접 입찰 시장에 참가하기는 어렵기 때문이다. VPP는 이러한 소규모 자원들을 하나로 묶어 집합 자원의 형태로 전력시장에 참여하며 개별 사업자들에게는 시장 수입을 배분하고 계통에는 안정적인 전력 공급을 제공하는 구조를 만들어낸다.

VPP는 시장에 참여해 전력을 거래하고 전력 수급 균형을 맞추기도 하지만 전압·주파수 제어 등 배전계통 안정화에 기여하며 계통 운영을 보조하는 역할도 수행한다. 이처럼 현재의 VPP는 데이터와 제어 기술을 결합해 전력망의 품질을 유지하는 계통 보조의 역할도 수행하며 전통적인 발전소와 대등하게, 실재하는 발전소로서의 위치를 확고히 하고 있다.

국내외 VPP 선두 기업

미국의 대표적인 VPP 기업으로는 전기차로 유명한 테슬라(TESLA)가 있다. 테슬라는 재생에너지 사업, 소프트웨어 기술, 전기차 배터리 등을 기반으로 에너지 플랫폼 기업으로 성장하고 있으며 대규모 실증 사업에도 성공하면서 수익 창출을 해나가고 있다. 

테슬라가 가상발전소 분야에서도 성장이 기대되는 이유는 오토비더(Autobidder)를 중심으로 하는 소프트웨어 기술력 때문이다. 오토비더는 전력 포트폴리오 최적화 솔루션을 제공하며 실시간 거래 및 제어 플랫폼으로 소유자의 비즈니스 목표 및 위험 선호도를 고려해 수익을 극대화하는 운영 전략을 활용한다. 테슬라는 이러한 에너지 저장 장치 및 소프트웨어 기술력을 바탕으로 세계 각국에서 실증 단지 사업을 성공시키며 가상발전소의 수익 모델을 증명해 나가고 있다.

[자료 2. 그리드위즈의 재생에너지 입찰 플랫폼]

출처 : 그리드위즈

국내에서는 그리드위즈가 VPP의 대표적인 사례로 꼽힌다. 그리드위즈는 수요관리 분야의 강자로서 확보된 수요 자원을 기반으로 전기차 충전 및 재생에너지, ESS를 연계해 통합 운영하는 구조를 강화하고 있다.

특히 그리드위즈는 ‘지능형 통합에너지플랫폼 기반 복합에너지 허브 시범 구축 및 기술 실증’ 사업으로 국내 최초로 VPP 플랫폼 개발과 운영 실증 과제를 완수하며 기술력을 인정받았다. 지난 10여 년간 수요 자원 사업자로 매일 실시간 입찰 시장에 참여해 쌓아온 노하우로 새로 열리는 VPP 시대에서도 그리드위즈가 시장의 우위를 점할 수 있는 무기가 될 것으로 기대된다.

유연성 자원으로서의 VPP

재생에너지 비중이 높아질수록 전력망의 변동성을 해결할 수 있는 완충 요소는 필수적이며 VPP는 이를 가장 적은 비용과 높을 효율로 해결할 수 있는 유연성 자원이다. 미래의 에너지 시장은 '얼마나 큰 발전소를 짓는가'가 아닌 '얼마나 똑똑하게 자원을 연결하느냐'에 달려있는 만큼 VPP는 에너지 안보와 탄소 중립을 달성할 수 있는 가장 경제적이고 필수적인 인프라로 자리 잡을 수 있을 것이다.

VPP에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "[대신기와 맞춰보는 전력퍼즐] ④배전편", 23기 김용대, 25기 구윤서, 김승현, https://renewableenergyfollowers.org/series/?bmode=view&idx=169470602

2. "전력 인프라의 미래는?", 24기 박선혜, https://renewableenergyfollowers.tistory.com/4690

참고문헌 

[데이터로 짓는 가상의 발전소]

1) 이선화, “국내 가상발전소(VPP) 제도 및 현황”, KDB미래전략연구소 제767호, 2019.11.11, https://eiec.kdi.re.kr/policy/domesticView.do?ac=0000149918

[어떻게 진짜 발전소가 될 수 있을까?]

1) 윤대원, “재생에너지 입찰제도 육지 계통 도입 본격화 기대감 커져”, 전기신문, 2026.04.21, https://www.electimes.com/news/articleView.html?idxno=367218

2) 전력거래소(KPX), "월간 SG 해외 동향('23년 1월): 해외 주요국 VPP 운영 현황", 2023.01 

3) 한국환경산업기술원, “환경인사이드 VPP(가상발전소)”, 2025.12.23, https://www.konetic.or.kr/user/T/TB/TB003_R01.do?cntnsSn=1150&cntnsId=TB000003

[국내외 VPP 선두 기업]

1) 이창우, "발전기 없는 발전소, 가상발전소(VPP)", KB 지식비타민 산업분석, KB금융지주 경영연구소, 2023.04.14, https://www.kbfg.com/kbresearch/vitamin/reportView.do?vitaminId=2000381

2) 정재원, “(차세대 VPP 그들이 바라는 세상 ) 그리드위즈 ‘DR과 ESS 자원 결합 통해 변동성 대응력 높여야‘”, 전기신문, 2023.12.29, https://www.electimes.com/news/articleView.html?idxno=330832