남부발전, 대용량 가스터빈 기반 세계 최초 관성모드 실증운전

전력계통 안전성 제공…기존 발전설비 활용 관성모드 운전기술 확보

한국남부발전(대표 이승우)은 6일 인천 서구 소재 신인천빛드림본부에서 ‘대용량 F급 가스터빈 기반 세계 최초 관성 모드 전환 실증운전’ 시연회 행사를 개최했다고 밝혔다.

이날 행사는 세계 최초 발전용 F급 가스터빈을 활용한 관성 모드 운전 성공을 축하하기 위해 마련됐다.

정부는 최근 국내 전력계통은 태양광 등 인버터 기반 재생에너지의 급속한 확대에 향후 주파수 불안정성이 더욱 심화할 것으로 우려되고 있다고 보고 이용률이 낮아 급전 대기가 장기화하는 LNG 발전기를 개조 및 용도 전환해 2027~2036년까지 9~54GWs의 관성을 확보한다는 계획을 발표했다.

이승우 남부발전 사장(앞줄 왼쪽 세 번째)이 신인천복합 가스터빈 관성모드 실증운전 시연회에서 참석자들과 기념 촬영을 하고 있다.

남부발전 관계자는 “사전적 의미는 현재 운동상태를 유지하려는 속성을 말한다”며 “전력계통에서는 대규모 발전량이 고장 등의 사유로 이탈되면 급격한 주파수 하락이 발생하게 되는데, 주파수의 급격한 하락에 저항해 전력계통의 붕괴를 방지하는 역할을 하게 된다”고 설명했다.

남부발전이 선보인 관성모드 운전기술은 기존 발전설비인 압축기·가스터빈·발전기를 그대로 사용하면서 발전기가 유효전력을 생산하지 않고 전력계통으로부터 전력을 받으면서 주파수 변동에 대한 관성을 제공하는 것이다.

지금까지의 전통적인 관성모드 운전은 발전기와 가스터빈 사이 클러치를 설치해 가스터빈을 분리해 발전기를 단독으로 기동시키는 방식이었다. 남부발전은 신인천본부 가스터빈의 클러치 설치 공간이 부족한 구조적 한계를 극복하고 압축기·가스터빈·발전기가 하나의 축으로 연결해 관성모드로 운전하는 아이디어를 발굴했다.

남부발전은 이를 통해 호기당 1.1.GWs라는 대용량 관성을 계통에 제공하게 됐다. 클러치 없이 F급 대용량 가스터빈을 활용한 관성모드 운전은 세계적으로도 시행한 사례가 없다.

이승우 남부발전 사장은 “변동성이 큰 재생에너지의 증가에 따라 전력계통 안정이 지속해서 저하하는 상황에서 남부발전이 새로운 형태의 관성자원을 선보인 것에 큰 의미가 있다”며 “앞으로도 남부발전은 국민에게 안전하고 질 좋은 전력공급을 위해 노력을 지속하겠다”고 밝혔다.

한편, 이날 행사에는 이승우 사장과 정동희 전력거래소 이사장을 비롯해 전력연구원, 제작사 및 학계 주요 인사가 참석했다.