전력 시장에도 AI 바람…'준중앙급전제도'로 출력제어 줄인다

전력거래소, 3월 준중앙급전제도 도입
하루전 전기 생산 예측해 발전사에 정산
AI 기술 접목 VPP 사업자들 잰걸음

경기 광명시 보건소 옥상에 설치된 96kW 규모 지붕형 태양광 발전소. 에이치에너지

지난 8일 오후 2시 경기 광명 하안동에 있는 광명시 보건소 옥상에 올라가자 96킬로와트(㎾) 용량의 태양광 패널 수십 개가 햇빛을 받으며 전기를 생산하고 있었다. 광명시 보건소 태양광 발전소에서 생산한 전기는 인버터에서 교류로 전환된 뒤 계량기를 거쳐 바로 옆 전신주로 보내진다.

이 발전소에는 다른 태양광 발전소에서 보기 힘든 장치가 하나 더 있다. 바로 가상발전소(VPP) 사업자인 에이치에너지가 설치한 원격 모니터링 장치다. 에이치에너지는 이 장치를 통해 본사에서 태양광 발전소의 전력 데이터를 실시간 분석하고 이를 기반으로 하루 뒤 생산할 전력량도 예측한다.

실제로 에이치에너지가 최근 7일간 예측한 광명시 보건소의 전력량과 실제 생산량 간의 오차율은 2.89%에 불과했다. 오차율이 낮을수록 광명시 보건소는 전력거래소로부터 킬로와트시(kwh)당 최대 4원의 추가 정산금을 받는다.

전력거래소가 2020년부터 도입한 재생에너지 발전량 예측제도 덕분이다. 에이치에너지 관계자는 "자체적으로 개발한 인공지능(AI) 기술을 이용해 기상청 데이터와 발전소 데이터를 기반으로 전력량을 예측하고 있다"고 설명했다.

경기 광명시 보건소에 설치된 에이치에너지의 태양광 발전소 원격 모니터링 장비. 에이치에너지

전력거래소는 기존 재생에너지 예측제도에 더해 오는 3월 호남 지역부터 준중앙급전제도를 도입할 계획이다. 전력거래소 관계자는 "1월 중 구체적인 정산금을 정한 뒤 사업자 모집을 거쳐 3월 준중앙급전제도를 호남부터 도입한다"며 "하반기에는 전국으로 확대할 계획"이라고 밝혔다.

준중앙급전제도에 참여하는 발전소는 하루 전 발전량을 예측해 전력거래소에 제출하고 실시간 출력 제어(급전지시)에 맞춰 발전량을 조정해야 한다. 재생에너지 발전사업자는 예측정산금과 별도로 출력 제어 정산금까지 받을 수 있다.

출력 제어 정산금은 예측 정확도와 제어 이행률에 따라 정해질 것으로 보인다. 출력 제어가 없는 평상시에도 실시간 제어가 가능한 자원으로 인정돼 정산금이 지급된다. 정산금은 kwh당 최대 11원으로 정해질 것으로 예상된다.

준중앙급전제도는 현재 재생에너지 예측제도에 참여하고 있는 발전사업자를 대상으로 한다. 20㎿ 이상 대규모 태양광, 풍력 발전소는 단독으로 참여할 수 있다. 광명시 보건소처럼 규모가 작은 설비는 VPP 등 중개 사업자를 통해 '집합 자원' 형태로 참여하면 된다.

전력거래소는 준중앙급전제도를 도입하면 간헐성과 변동성이 심한 재생에너지의 예측성이 강화돼 안정적인 전력망 운영에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 잦은 출력 제어에 대한 재생에너지 사업자의 불만도 어느 정도 해소할 수 있다.

전력거래소는 준중앙급전제도에 이어 장기적으로는 재생에너지 입찰 제도를 도입할 계획이다. 재생에너지 입찰제도는 제주도가 2024년 6월부터 시범 도입해 운영하고 있다. 제주도의 경우 입찰제도 도입 이후 출력제어가 감소하고 전력망이 안정됐다는 평가를 받고 있다.

재생에너지 준중앙급전제도 및 입찰제도 도입이 예고됨에 따라 VPP 사업자들의 움직임도 분주해지고 있다.

VPP란 태양광, 풍력, 에너지저장장치(ESS), 전기차 등 여러 곳에 흩어져 있는 에너지 자원을 정보통신기술(ICT) 기술로 통합해 하나의 발전소처럼 운영하는 사업자를 말한다.

예측 정확도에 따라 정산금이 달라지는 만큼 VPP 사업자들은 발전사업자 모집을 위해 저마다 AI 기술을 강조하고 있다.

태양광 원격 운영 관리 플랫폼인 '솔라온 케어'를 운영하고 있는 에이치에너지는 누적 4000개소 이상의 태양광 발전소 운영 데이터를 기반으로 발전량 예측 시스템을 갖췄다. 에이치에너지는 "독자 특허 6건 및 국내외 출원 기술 10건을 적용했다"며 "AI 기반 기상 데이터를 정밀 분석해 설치된 태양광 패널 이상 여부를 원격으로 정밀 진단할 수 있다"고 설명했다.

제주도에서 재생에너지 입찰 제도를 운영한 경험이 있는 LG에너지솔루션도 육지의 준중앙급전제도 참여를 준비하고 있다. LG에너지솔루션은 지난해부터 100㎿ 규모 한림해상풍력의 발전량을 예측하고 하루 전이나 실시간으로 재생에너지 입찰 서비스를 제공하고 있다.

에너닷은 예측·제어·데이터 인프라 등 발전소 운영 관리에 필요한 핵심 기술 4건에 대해 특허 출원 및 등록을 마쳤다. 이 회사는 머신러닝 기반 태양광 고지 예지 기술, 에너지 플랫폼 빅데이터 집합정보 저장기술, 자가 소비형 발전 설비를 위한 역전송 방지 시스템 기술 등을 보유하고 있다고 설명했다.

강희종 에너지 스페셜리스트 mindle@asiae.co.kr