[VPP (Virtual Power Plant)] 정의 및 기술

VPP (Virtual Power Plant)는 무엇이며 어떤 역할을 할까요? 그리고 구현을 위하여 어떤 기술이 필요할까요?

 

VPP는 말 그대로 가상발전소입니다. 흩어져 있는 여러 분산 전력원, 수요관리 자원을 ICT 기술을 통하여 네트워크로 연결하여 하나의 발전소처럼 관리하고 전력을 거래하는 운영체계입니다. 에너지의 생산-소비-거래가 모두 네트워크로 연결되고 필요한 정보가 공유되는 하나의 플랫폼인 것입니다.

 

VPP의 역할

소규모 발전사업자는 발전량의 편차에 따라 수익이 크게 변동되는 위험이 있습니다. 또한 전력 시장에 참여하려면 적정 규모의 설비를 확보하여야 하는데 소규모 업자에게는 부담이 됩니다. 한편, 정부와 전력거래소 입장에서는 신재생 에너지의 한계점(간헐성, 수동성)으로 인하여 전력 공급이 불안정한 위험을 갖고 있습니다.

 

VPP는 소규모 발전사업자에게 전력시장 진입의 기회를 제공하고 이를 통해 소규모 분산전원의 보급을 확산시킬 수 있습니다. 또한 시장의 필요에 따라 여러 가지 발전원을 섞어 실시간 대응이 가능하여 전력 공급의 안정성을 높일 수 있습니다. 즉, 신재생 에너지의 보급 확대를 통한 수급 균형에 이바지할 수 있습니다.

 

VPP 기술 요소

하드웨어 부문에서는 에너지 저장장치(ESS), 전기차와 분산전원 등과 같은 부하와 공급 자산들이 필요합니다. 또한 스카트 미터와 홈게이트웨이가 필요한데 이들을 통하여 실시간 전력 생산량과 소비량을 모니터링하고 에너지 관리가 가능해집니다.

소프트웨어 부문에서는 각 유닛의 최적 운영을 계산하기 위한 집합(aggregation) 소프트웨어와 이를 운영하는 알고리즘이 필요하며, 중개업자와 하드웨어 시스템 사이의 실시간 통신이 필수적입니다. 또한 급전이 가능한 분산 에너지 자원의 최적화된 스케쥴링을 위한 고도화된 수요와 공급 예측 모델이 필요합니다.

통신 프로토콜도 빼놓을 수 없습니다. 시스템 운영자, 네트워크 관리자, 프로슈머 사이의 협력을 위한 공통의 연계 운영 프로토콜이 필요합니다.

 

VPP 관련 주요 기술

위에서 언급한 VPP 주요 기술 요소를 확보하기 위하여 다음과 같은 주요 기술이 필요합니다.

소비자 측면에서는 스마트 미터링 시스템, AI기반의 빅데이터 솔루션, EMS 연계 자동화 수요 반응, 블록체인 기반 개인 간 직거래 시스템 기술이 필요합니다. 시스템 통합 측면에서는 거래 서비스 프로그램, 주파수 안정화 기술, 분산자원 예측 고도화 기술, 분산자원 집합/최적화 및 개방형 플랫폼, ESS 및 전력 평활화 기술, 대규모 전기차 배터리 통합기술, 도심 지역 다중 마이크로 그리드 기술 등이 필요합니다.

 

상기 기술들을 접목시켜 VPP는 송배전 단계의 문제점인 전력 수급 불균형과 계통 비효율성을 해결할 수 있습니다. 일시적인 전력 부족시 급전 가능한 전원을 통해 빠르게 전력을 공급하고 대신 높은 전력요금을 지불합니다. 전력 공급이 남을 경우에는 합리적인 가격으로 ESS 등을 통하여 전력을 저장하고 전기차 충전 등으로 전력을 소비시킵니다.