22페이지 내용 : 20 + Journal of the Electrical World Monthly Magazine 칼럼 최근 세계 각국에서 경험하고 있는 대규모 정전은 산업 성장에 따른 전력수요의 증가와다양한종류의기기설비들에따르는계통운용환경의복잡성에기인한다. 특히원유를비롯한원자재가격의급상승으로전력분야에서도경제적인계통운 용문제가더욱중요한이슈가될것으로예상된다. 하지만경제성과안정성은서로 상충되는 특성이 있어 경제적 계통 운영은 다양한 불안정 요소를 내포하게 되며 적절한 제어가 수반되지 않는다면 대정전과 같은 위험이 따를 수 있다. 이에 따라 기존의방식보다계통의안정성을빠르고정확하게판단하기위한실시간계통운영 정보의중요성이강조되고있다. 이와 같은 목적으로 세계 각국은 계통의 안정적 운영을 위한 하나의 수단으로 전력기술과디지털통신기술을 접목한Synchro Phasor 기술을활발하게개발하고 있으며, 더 나아가서 이를 확장한 WAMS Wide Area Monitoring System 을 경쟁적으로연구개발하고있다. Synchro Phasor는 PMU Phasor Measurement Unit 로부터 동일한 시간에 측정된 데이터를 의미한다. 다양한 위치에서의 전압과 전류, 주파수 등과 같은 데이터가 포함되며 특히 모든 데이터에는 GPS를 통한 시간도장 Time-Tag 이 찍혀있다. 이들데이터는시각적 으로완전히동기화되어있기때문에, 다수 데이터의 동기화된 비교를 가능하게 한다. 정확하게 시각 동기화된 이 데이터들은 실시간으로계통감시및해석목적으로계통제어본부로전송되며, 이는계통운용 및계획, 유지∙보수등에활용된다. 이 병 준 고려대학교 공과대학 전기전자전파공학부 교수 Synchro-Phasor 기술을이용한전력망고도화
23페이지 내용 : 2012 January + 21 Synchro-Phasor 기술을 이용한 전력망 고도화 2003년 발생한 북미 대정전 사태는 61,800MW의 공급지장을 초래하여 약 5,000만명의 고객이 피해를 보았으며 정전비용이 약 50억 달러 약 7조 원 에 달하는 것으로 추산된다. 이러한 대규모 정전사태는 국민 생활과 경제산업은 물론 국가 안보와도 직결될 수 있다. 이후, Synchro Phasor 기반의 WAMS의 도입이 전 세계적으로 붐을 일으켰고, NERC 북미 전력 신뢰도 협회 에서는 향후 대정전 방지를 위해 WAMS를 필히 설치해야 한다는 규정을 세웠다. 현재 북미에는 약 200여대의 PMU가 설치, 운영되고 있다. 유럽의 경우 WAMS의 기본 기능으로 전압 위상각과 선로 열용량 감시, 전압안정도 감시 등이 포함된다. 프랑스와 독일, 이탈리아가먼저WAMS를설치운영하고있으며오스트리아, 크로아티아, 그리스, 슬로베니아, 스위스의 계통 운영자들은상호전력계통동적모델의정밀도개선과고장사후분석을위해Synchro Phasor 데이터를교환 하고있다. 국내에서는한국형광역전력계통감시시스템, K-WAMS를지난2004년부터2009년까지5년간추진하여 개발한 바 있고, 현재 동서울, 아산, 청양, 신제천 4개의 변전소에 6기의 PMU가 설치되어 운영 중에 있다. 이로부터취득된Synchro Phasor 데이터 전압, 전류, 주파수, 유효및무효전력 는한전네트워크를통하여 실시간으로 한전 본사에 전송되며, 한전 본사의 상황실에서 모니터링 화면을 통해 표시된다. WAMS 응용 기술인 전압안정도 감시 지수와 저주파수 진동 지수 또한 실시간으로 그래프 형태로 볼 수 있다. 현재 KWAMS과제는 2010년부터 시작된 WAMAC Wide Area Monitoring And Control 과제로 확장되어 감시 영역뿐만이 아닌 제어 영역까지 연구범위를 확장하여 진행 중이며, 2014년까지 100여대의 PMU를 설치, 운영할것으로계획하고있다. 2011년 9월 15일 국내에서도 약 5시간에 걸쳐 지역적으로 순환 정전이 발생하였다. 이는 전력 공급과 소비의 불균형을 해소하기 위한 계획 정전으로서 국외에서 발생한 대규모 정전사태와는 다르지만, 정전의 위험성을 일깨워준 좋은 사례였다. 국내 전력계통은 스마트그리드 Smart Grid 환경 및 녹색성장 등에 따른 에너지 패러다임의 전환기에 직면하여 갈수록 변동성이 심화되고 있다. 이러한 계통 상황에 빠르게 대처 하기위해서는Synchro Phasor 기반의감시제어기술이조속히구축되고많은관심속에지속적인연구가 진행되어야할것이다. 우리나라가세계의중심에서전력선진국으로서의모습을유감없이보여줄수있기를 기대해본다.KEA