[전력계통] 내륙 계통 vs 제주 계통, 무엇이 다른가? – 주파수 운영과 계통 특성의 차이 분석

민(Min) 2025. 4. 21. 13:03

대한민국은 본토(내륙)와 제주도로 전력 계통이 나뉘어져 있으며, 겉으로 보기엔 모두 ‘60Hz 교류 전력’을 사용하지만, 실제 운영 방식과 계통 특성에서는 큰 차이가 존재합니다. 본 글에서는 내륙 계통과 제주 계통의 주파수 운영 차이와 그에 따른 계통 특성의 차이점을 중심으로 심층적으로 분석합니다.

1. 두 계통의 구조적 차이

구분내륙 계통제주 계통

계통 구조	전국 단일 대형 AC 계통	독립형 소규모 AC 계통
연계 방식	전국 동기화 연계	HVDC(직류) 비동기 연계
주파수 운영	전국 통일된 60Hz 주파수	독립된 60Hz 주파수 유지
계통 규모	약 100GW	약 1GW 내외

내륙 계통은 수많은 발전기들이 하나의 동기화된 전력망으로 연결되어 있어, 전력 수급의 유연성이 매우 높습니다.
제주 계통은 육지와 해저 HVDC 케이블로만 연결되어 있으며, 물리적으로는 완전히 독립된 계통으로 운영됩니다.

2. 주파수 운영 방식의 차이

주파수 안정성은 전력 계통의 생명선이라 할 수 있습니다.

내륙 계통은 수많은 발전소들이 계통 주파수 유지에 공동 대응하며, 발전기 자체의 회전 관성으로 인해 사고 발생 시에도 안정성이 유지됩니다. 반면 제주 계통은 신재생에너지(풍력, 태양광) 중심 구조로 인해 관성이 매우 낮아, 주파수 변화에 민감하게 반응합니다.

구분내륙 계통제주 계통

프라이머리 제어	발전기 자동 응답	ESS, 풍력 PCS 대응
세컨더리 제어	AGC 자동제어	수동 개입 중심
주파수 변화율 (RoCoF)	낮음	높음
관성 (Inertia)	높음	매우 낮음

3. 예비력 및 출력 조정 수단

구분내륙 계통제주 계통

예비력 자원	LNG, 석탄, 원자력, 수력 등 다양	LNG, ESS 중심
유연성 자원	발전기 출력 조정, 수요 반응(DR)	ESS, 일부 풍력 PCS
커버 가능 용량	수 GW	수 백 MW 제한적

제주 계통은 유사시 전력 공급을 보완할 수 있는 자원이 제한적이기 때문에, 출력 급감 시 예비력 부족 현상이 자주 발생합니다. 이에 따라 재생에너지 출력 제한(Curtailment)이 자주 발생합니다.

4. 신재생에너지 비중과 계통 대응

구분내륙 계통제주 계통

신재생 비중	약 20% (주로 태양광)	45% 이상 (주로 풍력)
출력 예측 가능성	상대적으로 높음	매우 낮음
출력 제약 빈도	낮음	높음

제주도는 풍속 변화가 큰 지리적 특성 때문에 풍력 출력의 불확실성이 매우 큽니다. 동시에 계통 수용력이 한계에 다다르고 있어 출력 제약 문제가 심화되고 있습니다. 향후 제주 계통 안정화를 위해서는 풍력 예측 정확도 향상, Grid-forming 인버터 도입, ESS 기반 주파수 응답 시스템 확대 등이 중요해질 것입니다.

5. 시스템 복원력(Resilience)과 사고 대응력

구분내륙 계통제주 계통

정전 대응력	높은 복원력, 우회 가능	제한적, Load Shedding 필요 가능성
복구 속도	수 분 내 복구 가능	풍속, 기상 따라 수십 분 이상 지연 가능

요약하자면, 제주 계통은 ‘독립형 마이크로그리드’에 가깝다

제주도는 육지 계통과 비동기식으로 연결되어 있으며, 높은 재생에너지 비중과 낮은 관성으로 인해 계통 운영 리스크가 내륙보다 훨씬 높습니다.

제주 계통을 안정적으로 운영하기 위해서는 다음과 같은 전략이 필요합니다:

ESS를 활용한 주파수 응답 시스템(FR) 강화
Grid-forming 인버터 기술 도입
풍력·태양광 예측 기술 고도화
계통 시뮬레이션 기반 예비력 확보 전략 수립

향후 제주 계통은 대한민국 재생에너지 통합의 실험장으로서 중요한 전략적 의미를 가집니다.

이와 같은 계통 특성의 차이는 전력정책, 투자계획, 설비 배치 등 다양한 분야에서 중요한 의사결정 기준이 되며, 향후 재생에너지 100% 도달을 위한 기반자료로 활용될 수 있습니다.

위의 내용이 여러분의 국내 계통 이해에 도움이 되셨길 바랍니다.

저작자표시 비영리 변경금지 (새창열림)