국내외 에너지 전환 정책에 따라 국내 신재생 발전설비의 숫자는 매 분기 15% 이상씩 꾸준히 증가하고 있으며, 특히 이 중 1MW 이하의 소규모 태양광 설비 비율은 전체의 75%로 전체 설비 중 가장 높은 비중을 차지하고 있다. 대부분의 소규모 신재생 자원은 전국에 분산되어 배전계통에 연결되는 있으며, 해당 발전소들은 중앙의 통합 관리 체계에서 벗어나 있어 계통의 안정성을 위협함과 동시에 전체 자원의 효율적 운영에 어려움을 점차 가중시키고 있다.
전력시장은 이러한 소규모 분산전원의 효율적 관리를 위하여 소규모 분산자원을 집합화하여 하나의 가상 발전기(Virtual Power Plant; VPP)로 구성, 전력시장에 참여하도록 유도하고 있다. 소규모 발전자원을 집합화한 가상발전자원을 기존의 전력시스템에 연계함으로써 개별 자원에 대한 원격 모니터링 및 관리 체계를 가상발전소 운영자에게 위임하고, 전력시장은 분산자원의 증가에도 효과적으로 대응할 수 있는 체계를 확보하고자 한다.
최근의 IoT기술, 인공지능 기반 예측 및 최적화 기술은 가상발전기가 전통적 발전기와 동등한 기술적 요구사항을 만족시키기 위한 핵심기술로써 활용되고 있다. 그림 2는 인코어드의 VPP 서비스 플랫폼을 도식화된 것으로 ① IoT 기반 현장 데이터 수집 및 현장 제어, ②X.590 인증서 기반 상호 및 통신 암호화, ③데이터 및 제어명령의 실시간 송수신을 위한 MQTT 기반 실시간 양방향 통신, ④인공지능 기반 발전량 예측이라는 4가지 핵심 기술 요소에 기반하고 있다.
인코어드는 전술한 핵심 기술 기반 위에서 아이덤스(intelligent DERMS; iDERMS) VPP라는 자제 VPP 서비스를 제공하고 있다. 아이덤스 VPP는 개별자원에 대한 계약 관리에서부터, 전력거래소 입찰관리, 전력거래 후 최종 정산금 배분까지 VPP에 대한 모든 프로세스를 하나의 플랫폼에서 해결 가능하도록 서비스하고 있다. 이러한 기술적 우위에 기반하여 국내 대부분의 발전공기업이 본 솔루션을 채택하고 있으며, 최근에는 SaaS 형태의 서비스를 통해 고객 규모를 급격히 확대하고 있다.
그림 3은 아이덤스 VPP 서비스에서 제공하는 VPP 현황 대시보드 예시로써 실시간 예측 정확도 및 정산금, 발전 실적을 시각화하며, VPP 운영 자원에 문제 발생 시 이를 실시간으로 인지하고 처리할 수 있도록 지원하고 있다.
과거 수백~수천 개의 발전기에서 이제 수만~수십만 개의 분산전원으로 전력망의 구성이 급격히 변화해가고 있다. 본 글은 최근 신재생 분산자원의 증가에 따른 전력망의 대응 방안으로써 VPP의 개념과 이를 구현하기 위한 기술에 대해서 살펴보았다. 발전소 가상화를 위해서는 수 많은 발전소 설비 데이터의 실시간 취합은 물론 집합화 된 단일 발전소로 활용하기 위한 예측 및 제어기술이 필요하며, 궁극적으로 이러한 기술을 결합한 VPP 운영 플랫폼이 필요하다. 본 글에서 제안하는 아이덤스 VPP 외에도 다양한 시장 참여자들의 적극적인 기술 개발을 통해 VPP가 향후 신재생 확대에 따른 전력망 안정성 확보에 핵심 역할을 담당할 수 있기를 기원한다.
