한국전기연구원(KERI)이 AI 기술을 활용한 ‘선제적 가상발전소(Proactive VPP)’ 기술을 개발하여 ‘2025년 출연(연) 우수 연구성과’로 선정, 국가과학기술연구회 이사장상을 수상했다. 이 기술은 재생에너지 발전량 예측 정확도를 획기적으로 높이고, 분산에너지 자원 통합 및 운영 효율성을 극대화하여 전력계통 안정화에 기여할 것으로 기대된다.
한국전기연구원(KERI) 에너지플랫폼연구센터 변길성 박사팀이 개발한 ‘선제적 가상발전소(이하 Proactive VPP)’ 기술이 ‘2025년 출연(연) 우수 연구성과’로 선정되어 최근 국가 과학기술 연구회(NST) 이사장상을 수상했다. 최근 인공지능(AI) 기술 확산과 더불어 전력 소비가 급증하고, 발전소 및 송전선로 건설 지연 등 전력 공급 불안정성이 심화되면서, 지역 단위에서 에너지를 생산하고 소비하는 ‘ 분산에너지 ’ 시스템이 유력한 대안으로 부상하고 있다. 분산에너지 는 주로 태양광, 풍력과 같은 친환경 재생에너지 와 전기차, 에너지저장장치(ESS)를 기반으로 하며, 대규모 발전소와 장거리 송전망 없이도 효율적인 전력 운영을 가능하게 해 경제성과 지속가능성을 모두 만족시키는 에너지 모델로 평가받고 있다. 하지만 재생에너지 는 일조량과 풍량 등 외부 환경 요인에 따라 발전량이 변동하는 특성 때문에, 원하는 시간에 필요한 전력을 안정적으로 생산하고 공급하는 데 어려움이 있었다.
이러한 한계를 극복하기 위한 핵심 기술이 바로 가상발전소(VPP)이다. VPP는 지역 곳곳에 분산된 에너지 자원들을 정보통신기술(ICT)을 활용하여 통합 관리함으로써, 마치 하나의 발전소처럼 에너지 생산과 분배를 최적화하는 시스템이다. KERI 변길성 박사팀은 예측 정확도, 자원 통합 속도, 계통 이행률 등 모든 항목에서 국내 최고 수준의 성능을 자랑하는 ‘Proactive VPP’를 개발하여 주목받았다. 이 기술은 가상현실 기반 디지털 트윈과 AI를 활용하여 태양광 발전 예측 오차를 연평균 5% 이내, 풍력 발전 예측 오차를 9% 이내로 대폭 낮췄다. 이는 현재 상용화된 국내 예측 기술의 정확도(10~15%)에 비해 월등히 향상된 성능을 보여주는 결과이다. 또한 1분 이내에 ESS 200대, 전기차 150대, 냉난방공조(HVAC) 100대를 동시에 통합 관리할 수 있는 고속 통합 제어 능력을 갖췄다. 기존 VPP가 수십 개 단위의 자원을 제한적으로 운영했던 것과 달리, Proactive VPP는 수백 개의 신재생에너지 및 섹터 커플링 자원(가스, 열 등)까지 하나의 가상 배터리처럼 통합 운용할 수 있어 확장성이 뛰어나다. Proactive VPP는 실제 전력시장 참여 실증을 통해 지령 이행률 8% 이내라는 높은 성과를 달성하며 기술의 실현 가능성과 신뢰성을 입증했다. 이는 그동안 해외 기술에 의존해왔던 VPP 분야에서 국내 기술로의 수입 대체 효과를 가져왔을 뿐만 아니라, 향후 해외 전력 시장 진출의 발판을 마련했다는 점에서 큰 의미를 가진다. KERI는 관련 기술에 대해 다수의 SCI급 논문 게재와 10건의 국내외 특허를 확보하고, 20건의 지식재산권을 출원 및 등록하며 기술 경쟁력을 입증했다. 이러한 성과를 인정받아 ‘2025년 출연(연) 우수 연구성과’로 선정되었으며, 이를 통해 전력계통 안정성 확보, 탄소중립 목표 달성에 기여, 지역 경제 활성화 등 다양한 긍정적 효과가 기대된다. 특히 분산에너지 시장의 성장과 함께 새로운 일자리 창출 및 기업의 에너지 비용 절감, 새로운 비즈니스 모델 발굴 등 파급 효과가 클 것으로 예상된다. KERI 변길성 박사는 국내 최초로 다양한 분산에너지를 실제 계통 수준에서 통합·운영하는 고도화된 VPP 운영 기술을 완성함으로써 선진국 수준에 근접했다고 평가하며, 특히 섹터 커플링 자원을 집합화하여 여러 서비스를 통합적으로 유연하게 제어하는 기술은 세계 최고 수준이라고 강조했다. 그는 정부 정책과의 연계를 통해 해외 시장에서의 주도권 확보를 자신하며, 향후 LLM(대규모언어모델)을 활용한 차세대 AI 기술을 접목하여 자율형 VPP 기술로 진화시키고, 섹터 커플링 자원 확장을 통한 Proactive VPP의 고도화를 통해 스마트 에너지 시대의 핵심 운영 기술로 발전시켜나갈 계획이라고 밝혔다. KERI는 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연연구기관으로서, 매년 출연(연)의 우수한 연구 성과를 홍보하고 소속 연구자들의 자긍심을 고취하기 위해 우수 성과를 발굴하여 장관상과 이사장상 포상을 수여하고 있다
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