기후에너지환경부가 재생에너지 확대에 따른 전력계통 불안정에 대응하기 위해 송전용 에너지저장장치(BESS)에 ‘그리드포밍(Grid-Forming)’ 기술을 본격 도입한다. 인버터 기반 설비가 전압과 주파수를 자체 형성하도록 하는 차세대 제어 기술을 통해 재생에너지 중심 전력망의 안정성을 강화하겠다는 전략이다.

기후에너지환경부는 24일 그리드포밍 성능 요건을 마련하고, 2027년 12월부터 상업운전에 들어가는 중앙계약시장 ‘장주기 BESS’ 설비부터 적용한다고 밝혔다.

그리드포밍은 에너지저장장치와 태양광 등 인버터 기반 설비가 전력계통의 전압과 주파수를 스스로 형성(Forming)하며 전압원으로 동작하는 제어 기술이다. 기존 그리드팔로잉(Grid-Following) 방식이 계통의 전압·주파수를 추종하는 구조라면, 그리드포밍은 계통 외란 상황에서도 기준 전압과 주파수를 유지하며 계통 안정화에 직접 기여한다는 점에서 차별화된다.

재생에너지 비중 확대에 따라 인버터 기반 설비가 증가하면서 전력계통의 관성 저하와 불안정성이 주요 과제로 부상하는 가운데, 그리드포밍 기술은 관성·강건성 확보 등 계통 안정화 기능을 제공하는 핵심 해법으로 주목받고 있다.

정부는 그동안 한국전력공사, 전력거래소와 함께 학계·연구기관 전문가 및 국내 인버터 제작사와 논의를 거쳐 국내 송전계통 환경에 적합한 성능 기준을 마련했다.

이번에 확정된 그리드포밍 성능 요건은 △응답시간 5ms 이내 동작 △고장 시 2.0 p.u. 이상 순시 고장전류 유지 및 140ms 이상 과전류 유지 △위상각 ±60도 계통 연계 유지 △주파수 변화율 4Hz/s 환경에서 가상관성 제공 △낮은 단락비(SCR 1.2) 조건에서도 전압원 특성 유지 △그리드팔로잉-그리드포밍 간 모드 전환 연속 운전 가능 등으로 구성된다.

이번 기준은 2027년 12월 이후 상업운전 예정인 중앙계약시장 장주기 BESS 설비부터 단계적으로 적용되며, 관련 사업자는 송·배전용 전기설비 이용규정 및 전력시장 운영규칙에 따라 해당 성능 기준을 충족해야 한다.

정부는 이번 제도 도입을 통해 재생에너지 확대에 따른 계통 불안정 문제를 완화하는 동시에, 국내 전력변환기기 및 인버터 산업의 기술 경쟁력 강화도 함께 도모한다는 방침이다.

이재식 기후에너지환경부 전력망정책관은 “재생에너지 중심 전환이 가속화될수록 전력망 안정성을 확보하는 핵심 기술의 중요성은 더욱 커지고 있다”며 “그리드포밍 설비가 미래 전력계통의 안정화 기반으로 자리 잡을 수 있도록 제도적 기반을 지속적으로 강화해 나가겠다”고 밝혔다.