기온 낮은 계절 송전용량 확대…전력망 활용도 높여 계통 효율↑
재생에너지 확대에 따른 전력망 부족 문제에 대응하기 위해 기존 송전선로의 이용 효율을 높이는 ‘계절별 송전용량(SAR·Seasonal Allowable Rating)’ 시범 사업이 본격 시행된다.
기후에너지환경부는 이달 19일부터 1년간 전북 진안과 충남 금산 지역에서 계절별 송전용량 시범 사업을 추진한다고 18일 밝혔다.
이번 사업은 계절에 따른 기온 변화로 송전선로의 열용량이 달라지는 특성을 활용해 송전 가능 용량을 탄력적으로 조정하는 것이 핵심이다. 기온이 상대적으로 낮은 계절에는 송전선로의 열적 여유가 커지는 만큼 송전용량을 확대해 기존 전력망을 보다 효율적으로 활용한다는 구상이다.
현재 국내 전력망은 가장 보수적인 조건을 가정해 송전 가능 용량을 산정하는 정적 송전용량(SLR·Static Line Rating) 방식을 적용하고 있다.
SLR은 온도 40℃, 풍속 0.5m/s 등 최악의 기상 조건을 전제로 송전용량을 산정하는 방식이다. 실제 송전선로 주변의 기온이나 기상 조건이 이보다 유리한 경우에도 동일한 기준으로 운영되는 만큼 전력망에 실제로 존재하는 여유용량을 충분히 활용하지 못할 수 있다는 한계가 있다.
특히 재생에너지 발전설비가 빠르게 확대되면서 기존 전력망의 수용 능력을 최대한 활용하는 것이 중요한 과제로 떠오르고 있다. 신규 송전망 건설에 상당한 시간과 비용이 필요한 상황에서 기존 설비의 송전 여력을 높이는 방식이 보완책으로 주목받는 이유다.
시범 사업 대상지로 선정된 진안과 금산은 올해 봄철 기준 상정 고장 발생 시 송전선로 과부하가 우려되는 지역이다. 상정 고장이란 특정 전력설비가 고장 또는 탈락하는 상황을 가정해 전력계통에 미치는 영향을 분석하는 것으로 전력망 운영 시 안정성을 확보하기 위한 핵심 검토 기준이다.
기후부는 시범사업 기간 동안 대상 송전선로의 송전용량을 계절별 최고기온을 기준으로 조정해 운영할 계획이다. 계절별로 송전용량을 탄력적으로 운용할 경우 증가한 송전 여력만큼 재생에너지 발전량에 대한 출력 제어를 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 재생에너지 발전량이 송전망의 물리적 한계로 인해 제한되는 상황을 완화해 기존 계통을 보다 효율적으로 활용할 수 있다는 의미다.
송전선로 정비를 위한 ‘휴전’도 보다 원활하게 시행할 수 있을 것으로 전망된다. 휴전은 송전선로와 변전설비 등을 정비·점검하기 위해 계통에서 일시적으로 분리하는 작업이다. 휴전 기간에는 다른 송전선로로 전력을 우회해 소비자에게 전력을 공급한다.
그동안 계통 여건 때문에 휴전이 어려웠던 설비도 송전 여력이 충분한 시기에 정비할 수 있어 전력설비의 유지·보수 측면에서도 활용도가 높아질 것으로 예상된다.
이번 사업은 향후 국내 동적 송전용량(DLR·Dynamic Line Rating) 확대를 위한 중간 단계라는 점에서도 의미가 있다. DLR은 기상예보와 현장 센서 등을 통해 확보한 기상정보를 바탕으로 일정 시간 단위로 송전선로의 실제 송전 가능 용량을 산정하는 방식이다. 송전선로 주변의 온도와 풍속 등 실제 환경조건을 반영하기 때문에 고정된 최악 조건을 전제로 하는 SLR보다 전력망의 가용 용량을 보다 세밀하게 활용할 수 있다.
SAR은 DLR의 일종으로 계절별 기온 변화를 반영해 송전용량을 조정하는 방식이다. 이보다 한 단계 나아간 방식으로는 송전선로 주변의 실제 대기 온도를 반영하는 대기 온도 고려 송전용량(AAR·Ambient Adjusted Rating)이 있다.
해외에서도 동적 송전용량 활용이 확대되고 있다. 유럽에서는 독일을 비롯한 27개국에서 SAR과 AAR 등 DLR 중간단계 기술이 적용되고 있으며, 미국에서도 대기 온도 등을 반영한 송전용량 운영 방식이 쓰이고 있다.
국내에서도 최근 재생에너지 확대에 대응하기 위해 DLR 기술 적용을 위한 연구가 본격화하고 있다.
기후부는 시범 사업을 통해 송전용량 탄력 운영에 따른 효과를 검증한 뒤 향후 대기 온도 고려 송전용량(AAR) 시범 사업 추가 운영 등도 검토할 계획이다. 전력망 확충을 단순히 신규 송전선로와 변전설비를 건설하는 방식에만 의존하지 않고 기존 전력망의 실제 이용 가능 용량을 높이는 방향으로 정책 범위를 확대한다는 취지다.
향후 재생에너지 보급 확대와 함께 지역별 발전량과 전력수요 간 불균형이 커지는 상황에서 기존 송전망의 활용도를 높이는 것은 출력 제어 완화와 계통 안정성 확보를 동시에 추진하기 위한 주요 수단으로 부상할 전망이다.
이재식 기후부 전력망정책관은 “시범 사업을 통해 전력망을 보다 효율적으로 활용할 수 있고, 출력 제어도 감소시킬 수 있을 것”이라며 “앞으로도 재생에너지 100GW 확대를 위한 전력망 여건 확보를 다각적으로 추진해 나가겠다”고 말했다.
