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풍력발전의 예비전력에 대한 고려사항

전문가 제언: ○ 풍력발전 시장은 급속하게 성장하고 있으며 2007년도 기준으로 세계의 풍력발전용량은 94GW를 기록하고 있다. 풍력발전 비용은 1980년대 초와 비교하면 1/7 수준이며, 유럽 등지에서는 화력발전과 비교하여 시장경쟁력을 확보해가고 있다. 따라서 일부 전력계통에서는 풍력발전의 전력공급 비율이 빠르게 증가하고 있다.

○ 그러나 기후와 풍황 등에 따라 단속적인 운전을 해야 하고 운전 가변성이 큰 풍력발전은 발전량 예측이 어려워 전력계통의 예비전력과 운영비를 증가시키고 계통 신뢰성을 저하시킬 수 있으며, 따라서 전력계통에 풍력발전용량을 무제한으로 연계할 수는 없다.

○ 풍력발전의 전력계통 연계는 계통 운영비 이외에도 전력 품질, 수급 불균형, 계통 동특성, 송전문제 등을 종합적으로 고려하여 결정해야 한다. 현재 전력계통의 풍력발전 비율은 20%까지 가능하다고 연구되고 있지만, 계통 운영비만을 고려할 경우에는 5%가 한계라는 연구결과도 있다.

○ 이 자료는 장기운전과 단기운전의 관점에서 풍력발전의 계통 연계에 따라 요구되는 예비전력을 예비발전용량과 운전예비력으로 구분하여 다루고 있다. 또한 계통의 예비전력 증가와 비용증가에 초점을 맞추어 풍력발전의 계통 연계에서 고려해야 할 사항들을 요약하고 있다.

○ 벨기에의 발전계통을 대상으로 풍력발전의 예비전력을 위한 2가지 극단적인 경우 즉, 예비전력을 순동예비력으로 100% 준비하는 경우와 TSO가 예비전력을 전적으로 책임지는 경우에 대하여 분석하고, 발전계통에서 풍력발전량과 풍력발전용량의 증가는 예비전력 비용증가와 정(+)의 관계이지만 부하특성은 부(-)의 관계라는 결론을 내리고 있다.

○ 풍력발전의 전력계통 연계와 관련하여 우선적으로 해결해야 하는 기술적 과제는, 1) 풍력발전량의 변동성, 2) 에너지가격의 불균형 문제, 3) 부하와 풍력발전량 예측오차 사이의 상관관계, 4) 전원 구성, 5) 분석모델의 단순화, 6) 풍력발전 비율의 최적화, 7) 송전 혼잡문제 등으로 요약할 수 있다.

저자: Patrick J. Luickx, Erik D. Delarue, William D. Dhaeseleer
자료유형: 학술정보