1. 서론
모든 국가들은 저마다의 국가표준을 제정하여 운영하고 있다. 1995년 WTO/TBT 협정(국제무역기구/무역에 대한 기술 장벽에 관한 협정)이 발효되어 Global Standard 시대에 돌입하면서 기술표준에 대한 관심이 높아지고 국가별 대응활동도 활발히 전개되기 시작하였다. 발전설비 성능시험 표준도 마찬가지이다. 미국은 ASME PTC(미국 기계학회 성능시험규격)를 개발 및 운영하고 있으며, 이는 국제적으로 가장 널리 사용되고 있다. 영국(BS), 독일(DIN), 일본(JIS) 등의 국가들도 자국의 성능시험 표준을 운영하고 있다. ISO(국제표준화기구)는 성능시험 분야 국제표준 제정을 위해 노력하였지만 국가 간의 이해관계 대립으로 제정에 이르지 못하고 있다. 성능시험에 대한 국제표준이 존재하지 않는 상황에서 우리나라도 이러한 국제동향을 감안하여 우리 산업계의 필요사항을 충족시킬 수 있는 표준의 개발과 유지가 필요하게 되었다.
한편 2000년에 전력산업에 경쟁을 도입하여 전력공급의 효율성을 높이고 저렴하면서 안정적인 전력을 공급할 수 있도록 전력산업 구조개편이 이루어졌다. 이에 따라 전력거래시장이 개설되어 발전사업자는 전력거래소의 급전지시에 따라 전력을 생산하고, 판매사업자(한국전력공사)는 전력거래소에서 결정된 가격으로 전력을 구입하며, 전력거래소는 거래가격결정, 전력계통 운영 및 전력거래대금을 정산하게 되었다. 이때 거래가격을 결정하기 위해서는 각 발전기별로 발전비용평가 성능시험을 필히 실시하여야 한다.
2. 발전비용평가 성능시험
우리나라 전력시장 규모는 2018년도 기준 발전설비 용량 1억1,747만 kW, 최대전력수요 9,247만 kW, 2017년도 전력거래량 5,209억 kWh로 성장하였다.
현재 운영 중인 전력시장은 전력거래소의 전력시장운영규칙에 의거하여 CBP(Cost Based Pool; 변동비 반영시장) 제도를 적용하고 있다. CBP 전력시장의 특징은 가격입찰을 허용하지 않아 발전기의 변동비에 대한 평가가 반드시 필요하고, 시장체제가 계통에서 필요한 발전량에 따라 발전기별 변동비 보상을 원칙으로 하고 있기 때문에 자기변동비 수준의 적정성 여부의 판단이 필요하다. 전력거래가격은 당해 시간대의 SMP(System Marginal Price; 계통한계가격; 해당 시간대에서의 유효 발전가격 중 최대가격)로 정하고 있으며, SMP의 결정원칙은 예측수요를 충족하기 위해 매 시간대별 공급 가능한 발전기를 연료비가 싼 순서대로 투입할 때 맨 마지막 투입되는 발전기의 연료비 단가이다.
SMP를 결정하기 위해서는 전력거래를 하는 모든 발전기들의 실 발전비용을 알아야하며, 이를 위해서는 전력거래소의 급전지시에 따라 운전하는 발전기, 즉 중앙급전발전기는 발전비용평가 성능시험이 필수적이다. 이 성능시험 결과를 토대로 전력거래를 하는 전체 발전기의 운전비용을 최소화하는 경제급전이 가능하게 된다.
발전비용평가 성능시험 기준으로 2018년도까지는 ASME PTC 46(Overall Plant Performance)을 적용하여 왔으나, 2019년도부터는 KEPIC(전력산업기술기준)에서 개발한 KEPIC MPT-46(발전플랜트 성능시험)을 적용하도록 전력거래소의 ‘비용평가 세부운영규정’이 개정되었다. KEPIC 성능시험 표준은 국내외에서 가장 많이 사용되고 있고, 우리 전력산업에서도 오랫동안 사용해 오면서 기술과 경험을 축적해온 ASME PTC를 참조표준으로 하여 개발하였다. WTO/TBT 협정에서는 각국의 고유한 기술표준이 국가 간 무역에 기술 장벽이 될 수 있으므로 그것을 국제표준으로 대체하도록 요구하며, 국제표준의 채택 지침으로 ISO/IEC Guide 21을 제시하고 있다. 따라서 KEPIC의 국제화를 위해서 ISO/IEC Guide 21에 따르는 것이 필수적이고 바람직한 방향이기에 이에 근거하여 KEPIC MPT(성능시험) 표준을 제정하였다. KEPIC MPT(성능시험) 표준은 까다로운 외국 표준을 한글화하여 누구나 쉽게 접근할 수 있도록 하고, 기술요건의 이해증진과 기술력 향상을 통해 전력설비의 안전성과 품질향상을 유도하고, 전력사업의 매개체로서 사업자, 공급자, 검사기관, 규제기관 상호간에 원활한 의사소통의 도구 역할을 한다. 또한 KEPIC MPT(성능시험) 표준을 바탕으로 국내외 신기술을 축적해 나감으로써 발전설비의 표준화 및 선진화를 촉진함은 물론 최신 국제동향을 반영하고 내용을 국․영문화하여 국제적 사용도 도모하고 있다.
KEPIC MPT에서 기술하고 있는 성능시험절차는 ① 성능시험절차서 준비; 성능시험절차서 작성 및 검토, 성능시험절차서 협의 및 확정 ② 성능시험 준비; 성능시험부하 및 성능시험용 연료 확보, 성능시험용 계측기 선정, 교정, 설치, 동작상태 확인 ③ 예비 성능시험 실시; 본 성능시험과 동일한 조건으로 실시, 예비시험 후 문제점 해결을 위한 기간 필요 ④ 본 성능시험 실시; 운전조건(운전모드, 설계조건 유지, 계통격리), 안정운전(평균치/순시 변동치 편차 허용한계 이내), 시험자료 수집, 유효성 평가, 정리 ⑤ 성능시험결과 보고; 성능시험결과 계산, 성능시험결과 보고서 작성 및 보고이다.
KEPIC MPT의 구성은 ① 머리말 (Introduction) ② 성능시험 목적 (Object of Test; 성능시험 전 목적 협의 및 정의 필요) ③ 성능시험 준비 (Preparation of Testing; 일반적인 주의사항, 협의사항, 설비 또는 계측기 수용, 예비성능시험) ④ 성능시험 (Tests; 준비, 시작 및 종료, 자료 수집, 성능시험 진행) ⑤ 계측 (Instruments; 계측 및 설비에 관한 보충 표준 이용, 계측기 위치 및 확인, 측정 주기 및 시간) ⑥ 운전 조건 (Operating Conditions; 운전 원칙, 허용 편차, 부적합한 측정) ⑦ 기록 (Records) ⑧ 성능시험 기법 (Testing Technique; 기술적 고려 사항, 정밀도와 정확도) ⑨ 오차 (Errors; 오차의 근원, 적합한 오차 값) ⑩ 결과 계산 (Computation of Results; 자료 검증, 자료 표시, 결과 분석) ⑪ 보고서 (Test Report; 종결 및 승인, 보고서 내용) 순으로 되어 있다.
발전비용평가 주관기관인 전력연구원은 KEPIC 개발 전담기관인 대한전기협회와 공동으로 KEPIC MPT(성능시험) 표준의 산업계 적용확대를 위하여 2011년부터 매년 KEPIC 성능시험 세미나/워크숍을 개최하고 있다. 성능시험의 중요성은 두 말할 나위가 없지만 고도의 전문지식과 경험을 요구하는 분야이기 때문에 성능시험 담당자 조차도 많이 어려워하는 분야이다. 세미나/워크숍은 성능시험에 대한 이론과 지식, 사례, 실습 등의 기술을 공유하는 교류의 장이며, 전력산업계의 성능시험 저변확대를 위해 노력하고 있다.
3. 결론
우리나라의 CBP 전력시장 운영에 필수적인 발전비용평가 성능시험에서 KEPIC MPT-46(발전플랜트 성능시험)을 채택함에 따라 발전비용산정 기초자료 제공, 경제급전 운영자료 확보, 발전설비의 최고효율 운전, 발전설비의 최적운영, 발전설비 일상운전 상태에서의 열소비율 평가 등을 한층 더 신속하고, 정확하게 할 수 있는 기틀을 마련하였다. 아울러 기술력 향상 및 기술자립에 따른 우리나라 기술수준의 국제적 위상이 한걸음 더 높아지는 계기가 되기를 희망한다.
