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[에너지 지식백과] 전력편 ⑭ 출력제한

​[에너지 지식백과] 전력편 ⑭ 출력제한

출력제한
[Curtailment]
 
 
[한줄 정리] 발전량이 과도하게 많을 때 계통 안전을 위해 발전설비의 출력을 직, 간접적으로 차단하는 것
 
전기를 소비하거나 관리하는 기기는 일정한 전압과 주파수 범위 이내에서만 안정적인 작동을 보장한다. 그런데 전력망에 전력 공급이 늘어나면 전력 주파수와 전압이 높아지므로 전력계통 전반에 악영향을 줄 수 있다. 심할 경우에는 일부 계통의 장비 고장으로 대규모 정전을 초래할 위험도 있다.
 
따라서 전력 공급이 수요보다 과도하게 높아지면 전력계통 안정성을 확보하기 위해 공급을 제한해야 한다. 이를 출력제한이라고 하며, 일반적으로 발전량이 필요 이상으로 많은 경우 발전설비에서 생산된 전기가 전력계통에 유입되지 않도록 연결을 차단하는 방법을 사용한다. 이때 생산된 전기는 사용되지 못하고 소실된다.
 
풍력발전량 증가에 따른 출력제한 과정(풍속증가, 풍력발전증가, 전기주파수 상승, 화력발전출력감소, 전기주파수 (미)복귀, 풍력발전출력제한, 전기주파수 복귀
[그림 1] 풍력발전량 증가에 따른 출력제한 과정 © 전기저널
 
출력제한이 자주 발생하면 그만큼 에너지 낭비가 일어나기에 발전사업의 수익성에 악영향을 준다. 이는 전력 생산 비용의 증가로 이어지며, 전기요금 인상 요인이 되기도 한다. 따라서 전력계통 운영시 출력제한을 최소화해야 한다. 이는 기후위기 대응을 위해 청정에너지 비중을 높이는 과정에서 더 중요한데, 재생에너지는 발전량이 일정하지 않고 예측이 어려워서 필요량보다 훨씬 많은 양의 용량의 발전설비가 필요하기 때문이다.
 
이에 출력제한을 최소화하는 방안이 다양하게 연구되고 있다. 과도하게 생산된 에너지를 에너지저장시스템(ESS) 등에 보관했다가 수요량이 많을 때 공급하는 방식이 대표적이다. 최근에는 초과 생산된 전기를 열에너지로 전환해서 지역난방에 활용하는 ‘P2H(Power to Heat)’ 시스템을 구축하는 ‘섹터 커플링’ 방안이 논의되고 있다. 섹터 커플링이란 지역난방, 전력, 운송연료 등 기존에 분리 운영되던 별개의 에너지 섹터들을 서로 연계함으로써 에너지 활용의 유연성을 높이는 방안이다.
 
이와 함께 발전설비의 생산량을 실시간으로 모니터링하고 제어하는 예측시스템 도입도 활발하다. 한국에서는 재생에너지 통합관제시스템을 개발해서 다양한 재생에너지원을 통합 관리하는 체계를 구축하고 있다.
 
    

출처 한국에너지정보문화재단

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