전력계통 송전제약 완벽 정리 | 발생 원인과 제약비용(CON, COFF)의 이해

전력계통의 안정적 운영을 위해 경제급전 원칙을 포기하고 값비싼 발전기를 가동해야 하는 경우가 있습니다. 이번 글에서는 계통운영의 핵심인 송전제약의 발생 원인, 유형, 그리고 이로 인한 제약비용(CON, COFF)의 개념과 산출 방법에 대해 알기 쉽게 정리해 보겠습니다.

핵심 요약

• 송전제약 요인: 계통의 안정도, 열용량, 전압 문제로 인해 발생
• 제약운전 및 정지: 전력계통의 불가피한 사유로 저가 발전기를 정지(COFF)하고 고가 발전기를 가동(CON)하는 상황
• 감소 대책: 설비 확충, 무효전력 보상장치 설치 및 휴전 일정 조율 등을 통해 전력구입 제약비용을 최소화

 

발전기 제약정지 및 제약운전이란?

기본적으로 전력계통은 전력수요에 따라 연료비가 저렴한 발전기부터 우선적으로 운전해야 하는 경제급전의 원칙을 따릅니다. 하지만 안정적인 계통운용이나 정책적인 요인 등으로 인해 이 원칙을 지킬 수 없는 상황이 발생합니다.

 

송전제약(AI 이미지)

 

이때 저렴한 발전기의 가동을 정지하고 연료비가 비싼 발전기를 대신 운전하게 되는데, 이를 발전기 제약정지 및 제약운전이라고 합니다. 이러한 제약이 발생하면 당연히 발전비용이 상승하며, 한전 측면에서는 전력구입 비용이 크게 증가하게 됩니다.

 

송전제약의 3대 주요 요인

송변전설비 용량이 충분하지 못하여 발생하는 송전제약은 크게 세 가지 요인에 의해 발생합니다.

 

제약 요인	세부 내용
안정도	전압안정도: 외란 발생 후 규정 전압을 유지하는 능력 및 무효전력 공급능력 Angle Stability: 계통에 연결된 발전기들이 동기를 유지하여 상정고장 시 탈조가 발생하지 않을 것
열용량	전력설비가 정상상태에서 정격을 초과하지 않고, 고장 시 과부하가 발생하지 않거나 단시간 내 해소가 가능할 것
전압	정상 및 고장 시 계통전압유지기준 이내에 있을 것

 

송전제약의 발생 유형

전력계통에서 송전제약이 발생하는 대표적인 유형은 다음과 같습니다.

 

• 적정신뢰도(N-2) 유지를 위한 북상조류 제한 (예: 345kV, 765kV 주요 설비 휴전제한).
• 송변전설비 휴전작업 또는 고장으로 인한 제약.
• 지역별 송변전설비 안정운영을 위한 제약.
• 제주연계선로(HVDC)의 제주계통 안정운영을 위한 제한.
• 대용량 발전단지 인근선로 고장 시 발전기 동기탈조 방지.

 

제약비용 정산: CON과 COFF의 이해

경제급전 원칙에 반하여 계통 여건 때문에 비싼 발전기가 운전되어 발생하는 추가 비용을 계통제약비용이라고 합니다. 이는 크게 CON과 COFF 두 가지로 나뉩니다.

 

• CON (Constrained-On Energy Payment): 전일 가격발전계획에 미포함된(변동비가 높은) 발전기가 계통 여건으로 급전지시를 받아 발전한 정산금입니다.
• COFF (Constrained-Off Energy Payment): 전일 계획에 포함되었으나, 송전제약 등으로 인해 실제 발전을 하지 못한 발전기의 정산금입니다.

즉, 한전 측에서 지불해야 하는 총 제약 비용은 이러한 CON 추가비용과 COFF 비용을 합친 값이 됩니다.

 

송전제약 감소를 위한 실무 대책

엄청난 규모로 발생할 수 있는 제약비용을 최소화하기 위해 실무적으로 다양한 대책이 수립 및 시행되고 있습니다.

 

• 북상선로의 전압안정도 증대를 위한 무효전력 보상장치(Sh.C, FACTS) 및 부하차단장치 설치.
• 북상조류 한계치 증가를 위한 설비 계획 수립.
• 기저발전력 연계선로 휴전 시 발전기 정비(O/H) 계획과 연계하여 검토.
• 제약비용 과다 발생 시 시공방법을 변경하거나, 시공부서와 계통운영부서 간 사전 일정협의 진행.

맺음말: 송전제약은 전력계통의 안정성을 유지하기 위한 필수 불가결한 운영 방식이지만, 막대한 전력구입 비용을 유발합니다. 따라서 전력계통 실무자들은 설비의 확충과 휴전 일정의 치밀한 전략적 조율을 통해 이러한 제약비용을 최소화하는 노력을 지속해 나가야 할 것입니다.