재생에너지 확대에 따라 전력계통에서는 관성 저하, 전압 제어 한계, 공진 등 다양한 형태의 불안정 문제가 나타나고 있다. 이 보고서는 인버터 기술의 세대별 발전이 계통 안정도에 미치는 영향을 분석하고, 미래 전력망이 갖춰야 할 핵심 과제와 기술적 방향을 제시하고 있다.
핵심 내용
• 재생에너지 확대에 따라 관성 저하, 전압 제어 한계, 공진 등 다양한 형태의 계통 불안정 문제가 나타나고 있으며, 2025 년 스페인-포르투갈 대정전과 남호주(2016), 영국(2019) 사례가 이를 보여준다. 이러한 문제를 극복하고 미래형 전력망으로 나아가기 위해서는 인버터 기술의 발전 과정을 살펴보고, 그 기술이 계통 안정도에 미치는 영향과 향후 해결해야 할 과제를 분석하는 것이 중요하다.
• 인버터의 발전 과정은 전력계통 안정도 기여 수준에 따라 세대를 구분할 수 있다. 1~2.5 세대 인버터는 FRT, Volt-Var, 가상관성 등 기능을 추가하며 점진적으로 발전했으나 약계통과 Black-Start 한계가 남았고, 3 세대는 전압원으로 동작해 이를 극복했지만 고장전류 공급 능력은 여전히 과제로 남아 있다.
• 미래 전력계통의 안정성 확보를 위한 접근은 두 가지로 요약된다. 첫째, IBR 의 안정적 연계를 위해 동기 조상기나 ESTATCOM과 같은 보조 설비를 도입하는 것이고, 둘째, IBR 의 빠른 응동 특성에 대응하기 위해 PMU 기반의 WAMAC 운영체계 등 고속·광역 제어 기술을 고도화하는 것이다.
• 궁극적으로 미래 전력계통은 하드웨어 중심에서 벗어나 소프트웨어가 계통의 안정성과 제어를 정의하는 “Software Defined Grids”로 진화할 것이다.