중국, 세계 최대 양수발전소 완공…중국 최초 가변속 기술 적용

중국이 세계 최대 양수 발전소를 완공했다. 블룸버그는 12일(현지 시각) 허베이성의 펑닝 발전소가 11일에 완전 가동을 시작했다고 전했다. 

단일 용량 300메가와트(MW) 12기로 이루어진 국가전망공사(State Grid Corporation of China)의 펑닝 발전소의 총용량은 3.6기가와트(GW)이다. 190억위안(약 3조6000억원) 규모의 펑닝 발전소는 지난 2022년 베이징 동계 올림픽에 전력을 공급하도록 설계된 주력 프로젝트로, 미국 배스 카운티(Bath County) 프로젝트를 제치고 세계 최대 양수발전소가 됐다. 

중국중앙인민라디오방송 인터넷판인 양광망에 따르면, 12기는 15일간의 시운전을 성공적으로 마치고 정식으로 상업 운전을 시작했다. 특히, 12기 중 2기에는 중국 최초의 가변속 양수 발전 기술이 적용돼 발전소가 전력망 부하에 더욱 빠르게 대응할 수 있다고 전했다.

양수발전소란 높이가 차이 나는 두 개의 저수지를 두고 전력이 남을 때는 아래쪽 저수지에서 위쪽 저수지로 물을 퍼올렸다가 전력이 많이 필요할 때 위쪽 저수지에 있는 댐을 가동해서 전력을 만드는 발전소다.

양수(pumping) 발전의 특징으로는 전력을 저장하는 기능이 꼽힌다. 여유전력을 상부저수지물로 변환시키는 것이 간접적으로 전력을 저장해 이용하는 것과 유사하다고 볼 수 있기 때문이다.

중국은 2030년까지 양수 발전 용량을 120GW로 확대하려 하고 있다. 중국 국가에너지국에 따르면 중국은 6월까지 55GW의 양수 발전 용량을 확보했다.

국가전망공사에 따르면, 2기에 적용된 가변속 양수 발전 설비는 상부 및 하부 저수지의 수위 차이에 따라 자동으로 회전 속도를 조절할 수 있다. 이 때문에 설비가 항상 최적의 운전 상태를 유지하며 운전 안정성과 효율성을 향상할 수 있다.

가변속 양수발전은 펌프 회전수를 조절해 양수량 및 압력을 조정한다. 양수 운전 상태에서 93%에서 106%의 회전속도 구간 내에서 안정적으로 운전할 수 있으며, 양수 부하는 220MW에서 330MW까지 연속적으로 조정할 수 있어 전력망의 에너지 수요에 유연하게 대응할 수 있다.

또한, 가변속 설비는 발전 무부하 상태에서 전력망에 연결되기까지 단 2초가 소요되는데, 전통적인 정속양수 설비의 소요 시간인 30초에서 1분보다 훨씬 짧다.

예를 들어, 전력망에 260MW의 전력 부족이 있을 때, 발전소에서 300MW의 정속 양수 설비 1기를 가동해 전력을 생산하면 전력망 수요에 직접적으로 균형 맞추기가 어렵다. 그러나 가변속 설비는 260MW로 신속하게 맞추어 운행함으로써, 전력 요구에 직접적으로 균형을 맞출 수 있다. 

가변속 설비의 발전기 회전자 무게는 455톤으로 발전소의 단일 장비 중 가장 무겁다. 중국 국가전망공사는 가변속 양수발전의 중국 최초 도입을 위해 중국 내외 기술 인력을 조직하여 기술적 어려움에 대한 심층 분석을 수행하고 설비 설치와 시운전 계획을 최적화했다고 밝혔다. 국가전망공사는 이번 프로젝트를 통해 대규모 가변속 양수 저장 설비의 응용 분야에서 공백을 메웠으며, 기술 연구를 촉진하고 개선하는 데 큰 의미가 있다고 평가했다.