LS일렉트릭·한전 전력연구원, 배전망 그리드포밍 기술 공동개발 MOU

계통연계

grid connection

계통연계는 발전설비나 저장장치, 부하를 전력회사가 운영하는 송·배전망(계통)에 물리적·전기적으로 연결하는 것을 말한다. 단순히 선을 잇는 것이 아니라 전압, 주파수, 위상을 계통과 일치시키고 사고 시 자동으로 분리되는 보호장치를 갖춰야 한다. 태양광이나 풍력 발전소를 지어도 계통연계가 되지 않으면 생산한 전력을 판매할 수 없기 때문에, 발전사업 인허가 절차에서 가장 중요한 관문 중 하나로 취급된다. 실무에서는 사업자가 전력회사에 접속 신청을 하고, 전력회사가 해당 지점의 여유 용량과 보강 필요 여부를 검토해 접속 가능 용량과 공사비 분담을 통보하는 순서로 진행된다. 연계 전압 등급은 설비 용량에 따라 달라지며, 소규모는 저압, 대규모는 특고압·송전 계통에 연결된다.

마이크로그리드

microgrid

마이크로그리드는 일정한 구역 안에서 발전 설비, 저장장치, 부하를 함께 갖추고 자체적으로 전력 수급을 관리할 수 있는 소규모 전력망이다. 평소에는 기존 계통과 연결(계통연계)되어 부족분을 받아오거나 남는 전기를 내보내지만, 계통에 사고가 나면 연결을 끊고 독립적으로 전기를 공급하는 독립운전(islanding)으로 전환할 수 있다는 점이 일반 수용가와 다르다. 대상 구역은 섬, 대학 캠퍼스, 산업단지, 군 시설, 병원 단지처럼 경계가 뚜렷한 곳이 많다. 구성 요소는 태양광·풍력·열병합 같은 발전원, 변동성을 흡수하는 ESS, 그리고 이들을 조율하는 에너지관리시스템(EMS)이다. 독립운전 중에는 주파수와 전압을 스스로 유지해야 하므로, 출력을 즉시 조절할 수 있는 자원과 제어 설계가 필수적이다.

인버터

inverter

인버터는 태양광 모듈이나 배터리에서 나오는 직류(DC) 전기를 전력계통과 가전기기가 쓰는 교류(AC)로 바꿔 주는 장치입니다. 국내 계통 주파수는 60 Hz이므로, 계통에 연결되는 인버터는 계통의 전압과 60 Hz 주파수에 위상을 맞춰 전류를 내보내야 합니다. 단순 변환뿐 아니라 모듈 어레이가 가장 많은 전력을 낼 수 있는 전압·전류 지점을 계속 찾아가는 최대전력점 추종(MPPT), 계통 이상 시 분리하는 보호 기능, 발전량 계측·통신 기능도 함께 수행합니다. 최근에는 계통 안정화를 위해 무효전력 제어나 주파수 변동 시 출력 조정 같은 기능이 접속 기준으로 요구되기도 합니다. 실무에서는 모듈 용량(kWp)과 인버터 정격출력(kW)의 비율(DC/AC ratio), 최대 입력전압(V), MPPT 채널 수, 변환효율(%)을 보고 기기를 선정합니다.