가상발전소(VPP)

가상발전소의 정의

가상발전소는 분산된 발전자원과 수요자원을 ICT로 묶어 하나의 발전소처럼 운영하는 통합관리시스템이다.

도매전력시장과 계통운영 참여를 목적으로 하며, 답안 첫 줄에 이 정의를 그대로 쓴다.

핵심 키워드는 분산에너지자원, 자원 집합, 수요반응, 중개사업자다.

쉽게 말해 집집마다 있는 작은 태양광과 전기차 배터리를 한데 묶는 것이다.

4층 구성과 중앙 제어

가상발전소는 분산형 자원, 통신·계량, 중앙 제어, 시장·계통 연계의 네 층으로 구성된다.

이 중 중앙 제어 시스템이 가상발전소를 실제 발전소와 구별하는 핵심이다.

자원의 기술 특성을 조합해 하나의 운영 프로파일을 만들고, 급전지시에 통합 단위로 반응한다.

그래서 제어 가능한 자원이 하나 이상 반드시 포함돼야 한다.

세 가지 유형 비교

가상발전소는 자원의 성격과 참여 시장에 따라 세 가지로 나뉜다.

수요기반 VPP는 수요반응 자원을 모아 수요자원 거래시장에 판매한다.

공급기반 VPP는 신재생, ESS, 전기자동차를 모아 소규모 전력중개시장에서 거래한다.

수요기반은 소비를 줄인 양을, 공급기반은 생산·저장한 양을 판매해 정산 기준이 다르다.

혼합형은 두 방식을 통합한 것으로 궁극적으로 추구하는 유형이다.

소규모 전력중개시장과 계산

소규모 전력중개시장은 2019년 2월 개설되어 분산자원이 전력시장에 참여하는 통로가 됐다.

대상은 신재생에너지와 ESS가 1MW 이하, 전기자동차는 규모 제한이 없다.

예를 들어 3kW짜리 옥상 태양광 1,000개의 설비 용량은 3MW다.

여기에 설비 이용률 15%를 곱하면 평균 출력은 0.45MW가 되어 1MW 이하 기준에 맞는다.

운영 효과와 한계

가상발전소의 운영 효과는 계통과 시장 양쪽에 나타난다.

여러 자원의 합산 예측은 개별 예측보다 오차 변동성을 줄여 예측 정확도를 높인다.

간헐성이 큰 태양광과 풍력의 출력 변동은 ESS와 수요 조정으로 상쇄한다.

다만 자원별 응답 차이와 하루 전 계획 중심의 시장이 한계로 남는다.

직접 풀어 보기

마지막으로 직접 풀어 보자.

수요기반 VPP는 수요반응 자원을 모아 수요자원 거래시장에 판매한다는 점을 떠올린다.

정답은 소비를 줄인 양, 즉 감축량이다.

정리

정리하자. 가상발전소는 분산자원을 하나의 발전소처럼 묶는 통합관리시스템이다.

구성은 제어 가능한 자원, ICT 통신, 중앙 제어 시스템이 기본이다.

종류는 수요기반, 공급기반, 혼합형이며 거래 대상이 서로 다르다.

국내는 실시간 가격 입찰이 없어 보상 체계 개선이 과제다.