하지만 신재생에너지는 날씨 편차에 따라 에너지 공급량 변동성이 심하다 보니 전력 계통에 불안정성을 가져온다는 어려움이 있다. 따라서 전력기기 업계에서는 유효 전력을 흡수·공급하는 ‘에너지저장장치(ESS)’, 무효 전력을 흡수·공급하는 ‘스태콤(무효전력보상장치, STATCOM)’을 각각 설치해 계통 전압을 일정하게 유지하고, 전력 시스템의 안정성을 높이고 있다.
KERI의 성과는 이에 더 나아가 기존 개별로 나눠졌던 ESS와 STATCOM을 하나의 장치로 통합하는 일명 ‘에너지저장형 모듈러 멀티레벨 컨버터(이하 EMMC, ESS Modular Multilevel Converter)’ 기술을 국내 최초로 개발한 것이다.
먼저 KERI는 총 42개(1상 14개씩 총 3상으로 구성)의 모듈을 동일하고, 안정적으로 구동시키기 위해 FPGA(Field Programmable Gate Array) 반도체를 활용한 ‘KERI 고성능 제어 플랫폼(Control & Protection)’을 설계해 등시성을 확보했다.
고정형이 아닌 이동형 변전소에 적용하는 것을 목표로 추진했기 때문에 어떠한 장소에서도 EMCC가 동작될 수 있도록 유연성 있는 시스템 설계 기술도 확보했다. 뿐만 아니라 에너지저장은 단순 ESS 기능을 넘어, 빠른 충·방전과 높은 반응 속도(속응성)를 가진 ‘슈퍼 커패시터’ 역할을 수행할 수 있도록 설계했다.
KERI 이종필 전력변환시스템연구센터장은 “신재생에너지를 활용한 고압 배전 전력계통에서 안정성과 유연성을 확보하고, 범국가적 탄소중립 정책에 크게 기여할 것”이라면서 “미래 전력망에서 중요한 역할을 할 HVDC·MVDC 시스템은 물론, e-모빌리티(철도, 선박, 항공), AI용 데이터 센터 등 다양한 분야에서 고압 대용량 전력변환장치의 제어·구동 장치로서 활용될 것”이라고 성과의 파급력과 의의를 밝혔다.
한편 KERI는 과학기술정보통신부 산하 국가과학기술연구회 소속의 정부출연연구기관이다. 이번 연구는 산업부의 ‘신재생에너지 핵심 기술 개발 사업’ 및 ‘재생에너지 전력계통 연계대용량 고압 모듈형 ESS 기술 개발 사업’으로 추진됐다.
정동욱 부산/경남 기자 ilyo33@ilyo.co.kr
