전기자동차 동시충전으로 인한 전력계통 영향과 해결방안

전기자동차 보급이 확대됨과 동시에 전기자동차 충전이 특정 시간대에 몰리거나 특정지역의 배전선로에 집중되면 전력수급 균형이 불안해질 수 있다. 따라서 전기자동차 충전으로 인한 전력수요가 증가함과 동시에, 전기자동차의 충전전력수요를 지역적 시간적으로 분산시키는 것이 전력수급 안정도 측면이나 전기자동차 충전설비를 효율적으로 이용하는 측면에서 중요해진다. 아직 국내의 전기자동차 보급이 활성화되지 않은 상태이기 때문에 현재는 충전설비 확충을 통한 전기자동차 보급 활성화가 중요시되고 있지만 전기자동차 충전인프라가 어느 정도 확충된 이후에는 특정 시간 특정지역에 충전수요가 집중되는 문제가 발생할 것으로 예상된다. 완속 충전의 경우 퇴근 후 저녁 시간대에 전기자동차 충전 수요가 집중되는데 이를 시간적 순차적으로 접속시켜서 전기자동차 충전부하율을 일정하게 유지할 수 있도록 제도적 기술적 보안이 필요하고 급속 충전의 경우 짧은시간에 대용량 대전류를 충전하기 때문에 배전선로의 교란이 올 수 있고 배전 용량의 한계가 있는 대도시 중심가에 집중적으로 발생될 수 있어 급속충전 사전예약제를 통해 배전선로에 접속되는 전기자동차 충전용량을 사전에 예측 통제할 수 있도록 하는 것이 배전계통 안정도 측면에서 유리하다.



현재 전기자동차는 기존 화석연료 자동차에 비해 온실가스 및 오염물질 저배출로 친환경 운송수단으로 인식되고 있으며 초기 구입비용은 비싸지만 화석연료 자동차보다 낮은 운영비로 장기적으로는 경제적인 것으로 볼 수 있고 또한 화석연료 고갈이라는 문제에 대처할 수 있는 현실적 대안이라 할수 있다. 이에 미국, EU, 일본, 중국 등 세계 주요 국가들은 전기자동차 구
매 시 보조금 지원, 세금 감면 혜택 등의 금전적인 인센티브뿐만 아니라 주차 및 충전 편의성 부여, 차량 운행 관련 인센티브 제공 등 각종 지원책을시행하고 있다. 다만 초기 구매 가격이 높고 제한된 주행거리 문제로 전기자동차의 보급이 앞으로 얼마나 빠르게 이루어질 것인가는 불확실 하지만 화석연료 자동차에서 전기자동차로의 자동차 패러다임이 변화되는 것은 확
실시 되고 있다. IEA는 World Energy Outlook 2011의 국가 별 정책을 고려한 시나리오에서, 총 전기자동차 수가 현 재 약 5만 대에서 2020년에 160만 대에 달하고, 2035년에 3,100만 대에 달할 것으로 전망하고 있다. 이 전망은 2035년이 되어서도 전기자동차가 주행되는 모든 자동차의 2%가채 안 된다는 것을 의미한다. 그리고 전기자동차를 운행하기 위해 필요한 전력은 2035년 총 전력소비량의 0.1%에 불과하다. 그러나 우리나라 제주도의 경우 2030년까지 100%를 전기차로 대체하는 계획을 가지고 있다. 이처럼 전기자동차 비용이 빠르게 하락하고 정부의 지원이 증가한다면 전기자동차 보급은 예상보다 빠르게 확대될 것이다. 비록 단기적으로는 전기자동차가 전력망에 미치는 영향이 크지 않겠지만 장기적으로는 전력부하에서 많은비중을 차지할 것이다. 그리고 전기자동차 충전이 특정시간대에 몰리거나 전력수요가 높은 시간대에 늘어나면 전력수급 균형이 불안해질 수 있고 특정지역에 급속충전 수요가 늘어나게 되면 배전선로의 전압강하로 저전압 문제나 전기자동차 충전설비에서 발생하는 고조파 등으로 인해 발생하는 배전선로의 전력품질 문제가 대두될 수 있다. 따라서 특정시간대에 완속전기자동차 충전 수요가 집중되는 것을 완화하고 완속 전기차 충전 부하율을 일정하게 유지시키기 위한 소프트웨어적인 접근방법이 필요하며 전기자동차 급속충전이 특정지역 특정 시간에 집중되는 것은 예방하기 위한 급속충전 사전예약 프로그램에 대하여 기술하고자 한다. 본 연구는 전기자동차 동시 충전으로 인한 문제점을 기술하고 이를 해결하는 방안으로 전기자동차 충전인프라 확충이라는 하드웨어적 접근방법이 아닌 충전시간을 분산, 충전용량조정, 사전예약제를 통한 소프트웨어적인 해결방안을 제시하고자 한다.