전력계통 시스템의 이해

 전기를 생산하여 수용에 응하기 위해 발전소, 변전소, 부하를 연결하여 발전에서 소비까지를 하나의 시스템으로 전력계통이라 부른다. 또한 전력을 보내는 전송설비는 발전소에서 배전용 변전소까지를 송전계통, 배전용 변전소에서 수용가까지를 배전계통이라 한다.

1. 전력계통의 특징

발전전력에서 소비까지의 일련의 설비들을 통칭하는 전력계통은 다음과 같은 특징을 갖고 있으며 운용 상의 성격도 다르다.

1) 전력의 발생, 수송, 소비의 동질성

전기는 광속과 같은 속도로 수송되며 전력은 소비에 따라 그 시점에서 필요한 만큼의 양을 생산하여야 하며 저장 능력이 없는 것이 다른 에너지 시스템과 다르다.

2) 시스템으로서의 일체성

전압, 주파수 변동이 빠르며 계통에서 고장속도도 빠르다. 또한 전원과 부하가 직결되어 있는 하나의 시스템으로서 일체성을 갖고 있다.

3) 전력계통 특성의 변화성

전력계통의 구성요소인 발전설비, 유통설비, 수요설비 등에서 기기에 따라 각각의 특성을 가지고 있으며 이들은 주파수, 전압 등에 따라 변화한다.

2. 전력계통의 운용

양질의 전력을 공급할 목적으로 전력계통을 구성하고 있는 발전소, 변전소, 송전선 등의 계통설비를 가장 합리적, 경제적으로 운용하는 것을 계통운용이라 하며, 급전지시에 직접 관련된 운용업무와 전력계통을 종합적으로 운용하기 위해 필요한 운용계획 업무를 총괄하여 급전업무라 한다.

이러한 계통운용은 다음과 같이 분류한다.

- 수급운용 : 발전소 조정운용, 경제 운용

- 계통운용 : 주파수, 전압, 조류조정과 제어, 계통구성 운용, 계통조작, 보호장치 운용

- 설비운용 : 발전소, 변전소의 운전

과거의 계통운용은 주로 발전설비의 공급력 확보에 치중하였으나 오늘날에는 다양화된 전원설비를 어떻게 조합하여 배분하느냐 하는 에너지 관리시대로 돌입하였으며, 전기의 품질은 첨단 기술산업의 발전으로 고품질의 에너지 수요가 증대함에 따라 주파수와 전압은 보다 정밀하게 유지할 필요성이 증대되었다.

또한 수요의 증가에 따른 계통의 복잡한 구성은 대규모 사고 발생의 요인을 내포하고 있어 보다 빠르고 신뢰성 있는 안전제어시스템이 요구되고 있다.

우리나라에서는 1970년대로 들어서면서 전력계통의 감시제어 및 경제운용을 위해 컴퓨터에 의한 자동급전시스템이 시작되었고, 1980년대에 중반에 들어서면서 종전의 급전시스템에 안정성 해석, 예측 및 통계, 지역급전과 자료연계 등 제반 기능을 보강한 에너지관리시스템이 개발됨에 따라 중앙급전센터, 지역급전센터가 설치되어 운영 중에 있다.