전력수급 안정성

정의

전력수급 안정성은 수요와 공급의 균형을 유지해 정전 없이 전력을 공급하는 능력이다.

전력은 저장이 어려워 생산과 소비가 매 순간 같아야 한다. 이 균형이 깨지면 주파수가 떨어진다.

정식으로는 계통 충족도와 운용 안정성을 합친 개념이다.

구성 요소

계통 충족도는 발전·송전 설비의 용량이 장기 수요를 감당할 만큼 충분한지 본다.

운용 안정성은 발전기 탈락이나 선로 고장 같은 사고를 실시간으로 견디는지 본다.

용량이 충분해도 운용이 나쁘면 정전이 생긴다. 두 요소는 서로 의존한다.

예비율 계산

예비율은 최대전력 대비 여유 공급 능력의 비율이다. 공식으로 구한다.

최대전력 9,000MW, 공급능력 10,200MW이면 예비율은 13.3%다.

수요관리로 최대전력을 3% 줄이면 8,730MW가 되어 예비율은 16.8%가 된다.

최대전력이 줄면 예비율이 올라간다. 수요관리가 공급 증설과 같은 효과를 낸다.

정답은 오른다. 표의 DR 열에서 예비율이 16.8%로 올라간 것을 확인한다.

원인 유형

전력수급 불안의 원인은 세 유형으로 나눠 볼 수 있다.

자원 부족형은 발전기나 연료 공급이 한파에서 함께 줄어드는 경우다.

계통 고립형은 연계선이 없어 잉여 전력을 들여올 수 없는 경우다.

제도·투자형은 혹한 대비 설비 투자를 미루는 경우다. 평상시에는 드러나지 않는다.

사례 텍사스

텍사스 ERCOT 계통은 다른 주 계통과 직접 연계되지 않은 독립 계통이다.

2021년 2월 한파로 발전 설비와 가스 처리 시설이 동결되어 대규모 정전이 났다.

외부에서 긴급 전력을 들여오기 어려워 피해가 더 커졌다.

고립형 계통은 타 지역 긴급 전력 융통이 어려워 공급 여유가 작다.

정답은 어렵다. 연계선이 없어 외부 전력을 긴급히 들여오기 어렵다.

정리

정리하면 전력수급 안정성은 충분도와 운용 안정성으로 나눠 본다.

피크 대응은 예비율 확보와 수요관리를 함께 설계한다.

시험에서는 원인을 설비·연료·계통 구조로 나눠 쓰는 것이 핵심이다.