한전 전력연구원(원장 이중호)이 제주도에서 재생에너지 수용성 증대를 위한 그리드포밍 인버터 기술 실증에 나선다.
전력연구원은 22일 제주테크노파크와 ‘그리드포밍 인버터 기반 전원기술(IBR, Inverter Based Resource) 실증 협력’ 양해각서를 체결했다.
전력계통의 관성이란 계통에서 사고 발생 시 주파수의 변화를 정상상태로 회복하려는 힘을 말한다. 그러나 인버터 기반인 재생에너지는 무관성 시스템으로 계통의 관성이 감소하게 되면 계통 사고에 대한 회복기능이 제한돼 계통 안정도가 떨어진다.
따라서 재생에너지 수용성 증대를 위해서는 관성을 제공할 수 있는 기술이 필요하며, 이를 위해 전력연구원에서는 그리드포밍(GFM, Grid Forming) 기술을 적용한 계통연계형 인버터를 개발 중이다.
그리드포밍은 인버터를 전압원으로 동작시킴으로써 인버터 기반의 발전원이 동기발전기와 유사한 제어적 성능을 갖게 하는 기술이다. 그리드포밍이 적용된 인버터는 동기발전기의 전기적·기계적 특성을 모의해 계통 사고 시 필요한 전력을 신속하게 계통으로 공급할 수 있다.
앞서 전력연구원은 그리드포밍 인버터 기술 적용에 대한 시뮬레이션 기술을 확보하고 계통에 발생한 과도상태를 실시간으로 모의하는 장치(HILS, Hardware In the Loop)를 구축해 그리드포밍 제어 알고리즘 검증을 완료했다. 현재는 그리드포밍 인버터 시작품의 상세설계를 진행 중이다.
전력연구원은 내년 상반기까지 HILS 기반 시험 장치와 축소형 계통 모의설비를 활용해 계통 사고, 주파수 및 전압 변동 등 미래 계통에서 발생 가능한 문제점에 대해 그리드포밍 인버터의 효과를 확인할 계획이다.
이후 제주테크노파크 생물종다양성연구소에 위치한 태양광발전단지와 에너지저장장치에 적용해 해당 발전원이 인공의 관성을 제공함으로써 계통 주파수 변화 억제에 기여하는지 여부를 실증할 방침이다. 제주테크노파크는 그리드포밍 인버터 기술 실증을 통해 재생에너지 발전단지 고도화를 꾀할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
전력연구원 관계자는 “재생에너지 중심의 계통환경 변화를 겪고 있는 제주도를 대상으로 그리드포밍 기술을 실증함으로써 미래 계통 환경변화에 선제적으로 대응하고 관련 연구 생태계 구축을 위해 노력하겠다”고 말했다.
