분산형 발전기의 정의
분산형 발전기는 막연히 소규모 발전으로 정의되어 있었다. 하지만 정확히 소규모 발전이란 무엇인가? 몇몇 국가에서는 분산형 발전기를 전압수준에 기반을 두어 정의를 내리고, 다른 국가들은 분산형 발전기가 망에 접속되고 이 망으로부터 전기사용자에게 부하가 직접 공급된다는 원칙에서부터 시작한다. 또 다른 국가들에서는 분산형 발전기를 몇몇 기본적인 특성(신재생 에너지, 열병합 발전, 급전불가능 등)을 가진 것으로 정의를 내리고 있다.
예를 들면 CIGRE(Conseil International des Grands Reseaux Electriques)는 분산형 발전기를 “보통 배전망에 접속되어 중앙에서 계획되지도 않고, 급전되지도 않는, 최대 50 MW에서 100 MW의 설비용량을 가진 모든 발전기”로 정의하고 있다. 이 정의의 이면을 살펴보면, 분산형 발전기는 계통운용자의 통제받지 않는다는 것이다. 위 정의를 적용하면 계통망 확장의 대안으로 계통운용자가 건설한 발전기와 급전을 위해 설치된 발전기는 분산형 발전기가 아니라는 의미가 된다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에서는 분산형 발전기를 중앙급전으로부터의 지시를 받는 발전기보다 설비용량이 작은 것이라고 본다. 전력계통의 어느 모선에 접속해도 계통운용에 큰 영향을 미치지 않는 경우를 뜻한다.
분산형 발전기에 대한 정의를 근거로 하여, 전문가들은 분산형 발전기를 소규모의 발전기 혹은 대규모 중앙급전대상 발전계통의 일부분이 아니고 부하에 근접해 있는, 전형적으로 1 kW에서 수 MW에 이르는 발전기 혹은 전력저장설비라고 정의한다. 다시 말해서 분산형 발전기는 상대적으로 설비가 소규모이어야 한다는 것이며, 저장설비도 분산형 전원으로 인정한다는 것이다.
또한 분산형 발전기를 30 MW 이하의 소규모 발전기라고 정의하기도 한다. 분산형 발전기는 특정 소비자의 수요를 충족시키기 위해서, 배전계통을 경제적으로 운용하기 위해서, 혹은 그 모두를 위해서 소비자 거주 지역에 또는 근접지역에 위치한다.
일반적으로 분산형 발전기는 배전망에 접속된다고 가정한다. 이것은 분산형 발전기를 소비자의 거주지역에서 혹은 지역배전망에서 전기를 생산하여 직접 지역배전계통으로 공급해 주는 발전기로 본다는 의미이다.
현재 분명히 해야 할 것은 분산형 발전기에 대한 여러 가지 정의가 존재하는데 이것은 광범위한 발전설비 유형을 포함하고 있다는 것이다. 일부에서는 송전계통에 접속되는 대규모 열병합 발전기나 풍력단지를 포함하고 있고, 다른 전문가는 배전계통에 접속되는 소규모 발전기라고 말하고 있다. 모든 정의에서 공통적으로 제안하는 것은 적어도 배전계통에 접속되는 소규모 발전기는 분산형 발전기의 일부로서 인식되어야 한다는 것이다. 게다가, 부하에 근접해서 혹은 소비자의의 계량기 측에설치되는 발전기는 분산형 발전기로 본다. 후자에서 말하는 분산형 발전기의 기준은 부분적으로 전자에서 말하는 것과 겹친다. 왜냐하면 소비자 거주 지역에 있는 대부분의 발전기는 또한 배전계통에 접속되기 때문이다. 하지만 소비자 거주 지역에 설치되었으나 송전계통에 연결되는 다소 큰 발전기도 포함한다.
일부 전문가는 발전용량측면에서 보다는 접속과 위치라는 측면에서 분산형 발전기를 정의하고 있다. 이들은 분산형 발전기를 배전계통이나 전기사용자의 계량기에 직접 접속되는 발전기로 본다. 실제로, 잠재적인 분산형 발전기를 이용하기 위한 기술 내지 용량에 대한 제한이 없다. 그러므로 분산형 발전기에 대한 기준을 제시하는 것이 그 의미를 보다 정확하게 하는 데 필요하다. 다음 부분에서는 짤막한 내용과 함께, 몇 가지 기준을 제시하고 있다.
송배전계통에 접속할 경우의 전압수준: 일부 전문가들이 송전계통에 연결된 분산형 발전기도 분산형 발전기라고 정의하여도, 대부분의 전문가는 분산형 발전기는 배전 또는 전기사용자측 계량기를 통해 배전계통에 연결되고 있는 것으로 본다. 모든 경우에 있어서 분산형 발전기가 부하에 근접해 있어야 한다는 생각은 옳다. 문제는 전압 수준을 기준으로 한 송전계통과 배전계통 사이의 구분이 항상 유용한 것은 아니다. 왜냐하면 현재 송배전계통 내의 선로에 대한 전압 수준이 겹치기 때문이다. 게다가 송전과 배전을 구분하는 ‘법적인’ 전압 수준이 지역마다 다르다. 그래서 분산형 발전기에 대한 의미를 정의할 때 전압 수준을 기준으로 삼는 것은 바람직하지 못하다. 대신 이를 고려하고 있는 국가들에서 사용하고 있듯이 ‘배전계통 (보통 방사상 계통) 과 송전계통(보통 망의 형태)이라는 개념을 사용하고 이 계통의 법적 정의에 대해 언급하는 것이 적절하다.
발전용량(MW): 분산형 발전기에 대한 정의를 내리는 데 있어서 가장 명확한 기준 중의 하나는 단위 발전기 용량일 것이다. 하지만 최대 발전용량수준에 대한 합의가 없었고, 결론은 발전용량이 적절한 기준이 되지 않는다는 것이다. 주요 논쟁거리는 배전계통에 접속될 수 있는 분산형 발전기의 최대 용량은 배전계통 그 자체의 용량이라는 것이다. 이러한 용량은 그 차이가 크기 때문에, 발전용량을 분산형 발전기를 정의하는 기준으로 삼을 수는 없다. 하지만 접속된 발전기의 용량이 중요하지 않다는 것을 의미하지는 않는다.
공급되는 서비스: 정의에 따르면, 분산형 발전기로 인식되기 위해서는 발전기가 적어도 유효전력(active power)을 공급해야 한다. 무효전력 및 기타 품질유지 서비스(ancillary service)도 공급할 수 있는데, 이것을 부가가치의 생산이라고 볼 수도 있지만 꼭 필요한 것은 아니다.
발전 기술 : 어떤 경우에는 고려 대상이 되고 있는 발전기술을 요약함으로써 분산형 발전기에 대한 일반적 정의를 분명히 하는 것이 도움이 될 수 있다. 하지만 이런 접근 방식으로 분산형 발전기에 대한 정의를 내리기는 어려울 것이다. 왜냐하면 특히 신재생 에너지 분야에서 기술 및 용량의 이용 가능성이 나라마다 다르기 때문이다. 또한 가스터빈과 같은 재래식 시스템이 광범위하게 몇 kW에서 500 MW까지 이용 가능하다.
어떤 경우에는 분산형 발전기술이 신재생에너지이어야 한다는 주장을 하는 전문가도 있다. 하지만 현재 많은 소규모 발전기술이 신재생에너지를 일차에너지원으로서 이용하지 않는다는 것이다. 반면, ‘청정’ 기술을 사용하는 모든 발전기가 분산형 발전기를 이용하여 전력을 공급하고 있지는 않다. 이것은, 예를 들면, 발전기 용량규모 내지, 송전망에 접속되든 또는 배전망에 접속되든 간에 분산형 발전기가 접속된 계통망에 따라 달라진다. 용량이 100MW인 해안가의 대규모 풍력단지가 분산형 발전기로 판단될 것인가? 그리고 산에 위치해 있는 대규모 수력발전기는 어떠한가?
운전형태: 일반적으로 운전형태(계획운전의 가능성, 시간대별 전력가격에 의한 발전, 급전가능성 등)를 분산형 발전기에 대한 중요한 정의의 기준으로 생각하지 않는다. 하지만 분산형 발전기와 관련된 많은 문제들이 본질적으로 분산형 발전기는 계통운용자의 통제 밖에 있다는 사실과 연결된다는 것을 인식해야 한다. 그래서 운전형태를 분산형 발전기에 대한 정의를 좀 더 구체화하는 기준으로 이용하는 것은 의미가 있는 일이다.
전력공급지역: 어떤 경우에 분산형 발전기는 같은 배전계통에서 생산되고 소비되는 전력으로 설명된다. 협의의 해석으로도 공급지역을 분산형 발전기를 정의하는 기준으로 하기는 어려울 것이다. 왜냐하면 복잡한 전력조류계산 및 해석이 필요하기 때문이다.
소유의 형태: 소유의 형태를 분산형 발전기에 대한 정의의 기준으로 보지 않는다. 그래서 전기사용자, 독립발전사업자 그리고 재래식 발전사업자가 분산형 발전기를 소유할 수 있다.
요약 및 결론
이 장은 소규모 발전에 대한 관심이 새롭게 증가한다는 관점에서 시작되었다. 현재의 소규모 발전기술에 대해 기술하였고 분산형 발전기를 이용함으로써 생기는 주요 편익과 이슈에 관한 설명을 하였다.
소규모 발전은 보통 분산형 발전이라 불리고, 여기에서는 분산형 발전기에 대한 동의를 이끌어 내려고 한다. 다른 환경 속에서 여러 발전기술과 응용기술을 포괄할 수 있는 개념으로서의 분산형 발전기의 정확한 정의에 대한 동의가 이루어져 있지는 않다. 그래서 우리의 관점으로 보면, 일반적으로 적용될 수 있으면서, 분산형 발전기를 가장 잘 정의한 것은 ‘배전계통에 직접 연결되거나 소비자 계량기 주변에 위치한 발전기’인 듯하다. 이러한 기술에 대한 관심이나 배경에 따라 추가적으로 분산형 발전기에 대한 개념이 제시되어야 한다. 향후 이 ‘공통분모’에 대해서 좀 더 정의를 좁히는 작업이 필요할지 모른다. 하지만, 여기서 설명한 것처럼 일반적인 그리고 보다 폭 넓은 개념의 정의를 위해서 더 많은 토론이 필요하다.
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2024.4.26 금 17:27 
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