2026년 9월 기준 공개 자료를 바탕으로, 한국의 전력수요 전망 변화와 해외 정전·계통 사고 사례를 함께 놓고 전력망이 풀어야 할 기술 과제와 그 우선순위를 정리한다.
전력수급기본계획은 정부가 2년마다 앞으로 15년의 전력 수요를 전망하고, 그 수요를 감당할 발전소와 송전망을 정하는 법정 계획이다. 줄여서 전기본이라고 부른다. 전기본이 가장 먼저 정하는 값은 최대전력이다. 최대전력은 1년 중 전기를 가장 많이 쓰는 한 순간의 수요를 말한다. 발전 설비는 이 순간의 수요를 감당해야 하므로, 최대전력 전망이 달라지면 지어야 할 발전소와 송전선의 규모가 함께 달라진다.
2026년에 작성 중인 12차 전기본에서 이 값이 짧은 기간에 크게 바뀌었다. 4월에 공개된 잠정안은 2040년 최대전력을 기준 시나리오 131.8GW, 상향 시나리오 138.2GW로 잡았다. 8월 재전망에서는 기준 시나리오가 158.4GW, 상향 시나리오가 165.0GW가 됐다. 상향 시나리오끼리 비교하면 넉 달 만에 26.8GW가 늘었다. GW(기가와트)는 순간에 쓰는 전력의 크기를 나타내는 단위이며, 1GW는 100만kW다. 26.8GW는 1.4GW급 대형 원전 19기의 정격 출력을 합친 값과 비슷하다.
이 증가는 AI 데이터센터 때문이라고 소개되는 경우가 많다. 그러나 재전망에서 늘어난 수요를 요인별로 나눠 보면 반도체 투자가 20.6GW, AI 데이터센터가 7.9GW였다. 반도체 쪽이 데이터센터의 약 2.6배다. 재전망에는 한국개발연구원(KDI)의 경제성장률 재전망 같은 다른 전제 변화도 함께 반영됐다. 데이터센터가 수요 증가를 이끈 유일한 요인이라는 설명은 수치와 맞지 않는다.
데이터센터 수요도 어떤 기준으로 세느냐에 따라 숫자가 크게 달라진다. 한국전력공사가 집계한 국내 데이터센터의 수전 계약용량은 2023년 12월 기준 1,986MW였다. 수전 계약용량은 사업자가 한국전력과 약정한 사용 한도다. 정부는 2029년까지 8.4GW, 2035년까지 18.4GW 규모로 데이터센터를 늘린다는 계획을 발표했고, 2040년까지 계약전력 기준 20.8GW의 투자 계획이 제시됐다. 그런데 12차 전기본은 이 20.8GW 가운데 1단계 10.8GW만 우선 검토 대상에 넣었고, 나머지 10GW는 다음 전기본에서 검토하기로 했다. 그 결과 전기본에 반영된 데이터센터의 2040년 최대전력은 11.9GW다.
계약전력과 최대전력은 가리키는 대상이 다르다. 계약전력은 개별 사업자가 쓸 수 있는 상한을 모두 더한 값이고, 최대전력은 전국에서 동시에 가장 많이 쓰는 순간의 실제 수요다. 모든 데이터센터가 같은 순간에 계약 상한까지 전기를 쓰지는 않으므로 최대전력은 계약전력보다 작다. "데이터센터가 20GW를 쓴다"는 문장과 "전기본에 데이터센터 11.9GW가 반영됐다"는 문장은 모두 사실이지만, 설비 계획에 들어가는 숫자는 뒤쪽이다. 12차 전기본 토론회에서도 이 수요 반영이 적정한지를 두고 논란이 있었고, 국내 AI 경쟁력에 기여하는 시설과 해외 기업이 임차하는 시설을 구분해야 한다는 지적이 나왔다. 계획된 수요가 건설로 이어지지 않으면 그만큼 지은 설비는 비용으로만 남는다.
수요 전망에 관한 논의는 대개 다음 질문으로 이어진다. 늘어난 수요를 원자력으로 채울 것인가, 액화천연가스(LNG) 발전으로 채울 것인가, 재생에너지로 채울 것인가. 정부는 2025년 12월 업무계획에서 2030년까지 재생에너지 100GW 보급을 목표로 제시했고, 2026년 5월 제1차 재생에너지 기본계획에서 공장 지붕, 영농형·수상형, 도로·철도·농수로 같은 유휴부지에 2030년까지 태양광 44.2GW를 집중 보급한다는 세부 계획을 내놓았다. 전원 구성에 관한 이 논의는 필요하다. 그러나 이 논의는 전력망이 풀어야 할 과제 가운데 일부만 다룬다. 발전소를 몇 GW 짓느냐와 별개로, 그 전기를 수요지까지 옮길 수 있는지, 그리고 사고가 났을 때 발전소와 부하가 어떻게 움직이는지가 정전 여부를 결정한다. 아래 절들은 이 두 문제를 차례로 다룬다.
재생에너지 목표는 설비용량으로 표시된다. 설비용량은 설비가 최대로 낼 수 있는 출력이다. 태양광 100GW는 모든 패널이 가장 좋은 조건에서 동시에 발전할 때의 출력을 뜻한다. 태양광은 밤에 출력이 없고, 흐린 날과 겨울 아침저녁에는 출력이 크게 줄어든다. 따라서 설비용량의 합계가 최대전력 시점에 낼 수 있는 공급능력과 같지 않다.
데이터센터와 반도체 공장은 이 차이를 키운다. 두 시설은 하루 24시간 거의 일정하게 전기를 쓴다. 가정과 상업 건물의 수요가 낮과 밤에 크게 오르내리는 것과 대조적이다. 일정하게 전기를 쓰는 부하가 늘어날수록 해가 진 뒤에도 같은 양을 공급할 수 있는 전원이 필요해진다. 재생에너지를 늘려 연간 발전량과 탄소 배출을 줄이는 것과, 최대전력 시점의 공급능력을 확보하는 것은 서로 다른 목표다. 두 목표를 함께 달성하려면 낮에 남는 전기를 저장했다가 밤에 쓰는 에너지저장장치(ESS), 수요가 적은 시간으로 소비를 옮기는 수요반응, 출력을 조절할 수 있는 발전원이 함께 있어야 한다.
재생에너지 100GW가 늘어난 수요를 채운다는 주장은 설비용량과 공급능력이 같다는 전제에 서 있다. 반대로 LNG 발전만이 해법이라는 주장은 저장장치와 수요반응이 공급능력을 제공할 수 없다는 전제에 서 있다. 두 전제 모두 실제 계통 운영과 맞지 않는다. 쟁점은 방향보다 조합과 속도에 있다. LNG를 늘리면 공급 신뢰도와 건설 속도를 얻지만 탄소 배출과 연료 수입 의존이 커진다. 재생에너지와 저장장치에 집중하면 탄소와 연료 수입은 줄지만 저장장치 규모와 건설 기간에 대한 부담이 생긴다. 어느 쪽을 우선하느냐는 가치 판단의 문제이며, 기술로 결정되지 않는다.
발전소와 수요지 사이의 거리는 한국 전력망이 오래 안고 있는 제약이다. 원자력과 석탄 발전소는 동해안에, 태양광과 풍력은 호남과 서남해안에 몰려 있다. 반면 반도체 공장과 데이터센터 수요는 수도권과 충청권에 집중된다. 발전소를 지어도 그 전기를 옮길 송전선이 없으면 발전소는 출력을 낮춰야 한다.
대한상공회의소 지속성장이니셔티브(SGI)가 2024년 11월 전력거래소 자료로 분석한 결과를 보면 이 제약의 규모가 드러난다. 2003년부터 2023년까지 20년 동안 국내 최대전력 수요는 47GW에서 94GW로 98퍼센트 늘었고, 발전설비 용량은 56GW에서 143GW로 154퍼센트 늘었다. 같은 기간 송전선로의 회선 길이는 2만 8,260서킷킬로미터에서 3만 5,596서킷킬로미터로 26퍼센트 늘어나는 데 그쳤다. 서킷킬로미터는 송전 회선 수에 선로 길이를 곱한 단위다. 같은 보고서는 동해안-신가평 초고압 직류송전선로의 준공이 66개월, 서해안 발전소와 수도권을 잇는 북당진-신탕정 송전선로가 150개월 늦어졌다고 밝혔다. 송전망이 부족한 호남 지역은 2031년까지 신규 발전허가가 중단된 상태라는 분석도 함께 나왔다.
초고압 직류송전(HVDC, High-Voltage Direct Current)은 교류 전기를 직류로 바꿔 먼 거리로 보낸 뒤 다시 교류로 바꾸는 방식이다. 교류로 수백 킬로미터를 보내면 선로에서 잃는 전력과 안정도 문제가 커지므로, 장거리 대용량 송전에는 직류를 쓴다. 양 끝에 교류와 직류를 서로 바꾸는 변환소가 필요하다. 동해안-수도권 HVDC는 경북 울진의 원전과 강원 해안의 석탄화력 전력을 수도권으로 보내는 500kV 선로로, 1단계 울진-신가평 230km와 2단계 양평-동서울 50km로 나뉜다. 2015년 7차 전기본에서 확정될 때 목표는 2019년 준공이었다.
목표는 이후 2025년 6월(1단계)과 2026년 6월(2단계)로 늦춰졌고, 2023년 11월 첫 철탑 준공 당시에도 정부는 2026년 6월 완공을 목표로 제시했다. 그러나 2024년 11월 공정을 보면 1단계 11개 공구 가운데 동부 1구간만 그 전해 2월에 착공했고 나머지 10개 구간은 그해에야 공사를 시작했다. 1단계 최종 준공일은 2029년 5월로 잡혔다. 수도권 쪽 종점인 동서울변환소는 하남시가 인허가를 내주지 않아 행정심판을 거쳤다. 발전소를 지은 뒤 선로를 기다리는 동안 동해안 석탄화력은 출력을 제한받았다.
서해안 쪽에서는 호남의 재생에너지를 수도권으로 보내는 서해안 HVDC가 추진되고 있다. 1단계는 전북 새만금에서 경기 화성까지 220km 구간에 해저케이블 2회선을 깔아 2GW급 송전로를 만드는 사업으로 2030년 준공이 목표다. 업계는 해양 조사, 자재 수급, 생산 시험, 운송과 포설까지 최소 4~5년이 걸린다고 본다. 제도 면에서는 2025년 3월 국가기간 전력망 확충 특별법이 국회를 통과해 9월 26일부터 시행됐다. 국무총리가 주재하는 전력망위원회가 지정한 전력망은 정부가 직접 주민과 지방자치단체의 의견을 모으고 인허가를 일괄 처리한다.
접속 대기도 같은 원인에서 생긴다. 한국전력은 2024년 5월 광주·전남, 전북, 동해안, 제주 등 205개 변전소를 계통관리변전소로 지정해 신규 발전설비의 접속을 제한했다. 2026년 5월 30일 전남 무안-신안 154kV 송전망이 준공되자 이 지역 재생에너지 접속 대기 약 190MW가 풀렸다. 선로 하나가 준공되면 그만큼의 발전설비가 계통에 들어올 수 있다는 뜻이다. 재생에너지 보급 목표의 달성 속도는 패널 설치 속도보다 송전선 준공 속도에 따라 먼저 정해진다.
그런데 송전망이 제때 완공되더라도 다음 문제가 남는다. 그 선로를 타고 들어오는 전기의 상당 부분이 인버터라는 전력전자 장치를 거쳐 만들어지고, 수요 쪽에서도 전력전자 장치를 거쳐 전기를 쓰는 대형 부하가 늘어난다. 이런 설비들이 사고 순간에 어떻게 움직이는지는 송전선의 용량과 별개의 문제다.
전력계통에서 사고는 매일 일어난다. 낙뢰가 송전선에 떨어지거나 설비가 고장 나면 그 구간에 큰 전류가 흐르고 전압이 순간적으로 떨어진다. 보호계전기가 이를 감지해 수십 밀리초 안에 사고 구간을 끊어 낸다. 계통이 안전하려면 사고 구간이 끊긴 뒤 나머지 발전소와 부하가 계통에 붙어 있으면서 전압과 주파수를 원래 범위로 되돌려야 한다. 주파수는 교류 전기의 방향이 1초에 바뀌는 횟수이며, 한국은 60Hz를 쓴다. 발전량보다 수요가 많으면 주파수가 떨어지고, 수요보다 발전량이 많으면 주파수가 오른다.
태양광, 풍력, 배터리 ESS는 이런 회전체 없이 인버터를 거쳐 계통에 연결된다. 인버터는 태양광 패널이나 배터리의 직류 전기, 또는 풍력 터빈이 만드는 주파수가 일정하지 않은 교류 전기를 계통 주파수에 맞춘 교류로 바꾸는 전력전자 장치다. 이렇게 연결되는 설비를 통틀어 인버터 기반 자원(IBR, Inverter-Based Resource)이라고 부른다. IBR에는 회전체가 없으므로 물리적 관성이 없다. 사고 순간 IBR이 내는 전류와 전력은 전적으로 인버터 안의 제어 알고리즘이 결정한다.
두 설비의 차이는 반응 속도와 반응을 결정하는 주체에서 드러난다. 동기발전기는 회전체의 물리적 성질로 사고 순간에 반응하고, 이어 수백 밀리초에서 수 초에 걸쳐 전압 조정 장치가, 수 초에서 수십 초에 걸쳐 출력 조정 장치가 움직인다. IBR은 밀리초 단위로 도는 제어 루프가 모든 반응을 결정한다. 그래서 사고 직후 수백 밀리초 동안 계통 안에서는 물리 법칙으로 움직이는 설비와 알고리즘으로 움직이는 설비가 섞여 반응한다. 기존의 운영 기준, 보호 설정, 해석 도구는 동기발전기의 시간 범위를 전제로 만들어졌다.
이 차이 때문에 계통을 해석하는 방법도 시간 범위에 따라 나누어 쓴다. 계통 해석 시뮬레이션은 크게 세 가지로 나뉜다. 조류해석은 특정 순간에 전력이 선로를 어떻게 흐르는지 계산하며, 수 시간에서 수 년 단위의 설비 계획과 수급 적정성 검토에 쓴다. 실효값(RMS, Root Mean Square) 동적 해석은 전압과 전류를 크기 중심으로 다루며 사고 뒤 수 초에서 수 분 동안 주파수와 전압이 회복되는 과정을 본다. 전자기 과도(EMT, Electromagnetic Transient) 해석은 전압과 전류의 파형 자체를 마이크로초 간격으로 계산해 전력전자 스위칭과 무정전전원장치(UPS) 전환 같은 1초 미만의 현상을 본다. 2026년 5월 북미전력신뢰도공사(NERC)가 데이터센터 부하에 관해 낸 경보와 지침도 이 세 시간 범위를 각각 요구했다. 1초 미만의 범위에서는 데이터센터가 사고 중에 계통에 붙어 있는지를 결정하는 UPS 동작을 더 자세하게 모델링하고 실제 설비로 검증하도록 요구했고, 수 초에서 수 분 범위에서는 해마다 안정도 검토를 하면서 부하 탈락을 상정 사고로 넣도록 했으며, 수 시간에서 수 년 범위에서는 설비 적정성 검토를 요구했다.
세 해석은 서로를 대신하지 않는다. 조류해석으로 송전선 용량이 충분하다는 결론이 나와도, 사고 직후 1초 안에 인버터들이 계통에서 떨어져 나가면 그 결론은 소용이 없다. 반대로 전자기 과도 해석은 계산량이 많아 전국 계통을 몇 년 단위로 계산하는 데 쓸 수 없다. 전력전자 설비가 늘어날수록 빠른 시간 범위의 해석이 필요한 경우가 늘어나고, 넓은 계통을 빠른 시간 범위로 계산할 수 있는 해석 속도가 기술 과제로 남는다. 아래의 사고 사례들은 모두 이 그림의 왼쪽, 곧 1초 미만에서 수 분 사이의 시간 범위에서 벌어졌다.
2025년 4월 28일 중앙유럽 시간 12시 33분, 스페인과 포르투갈의 전력계통이 완전히 정전됐다. 유럽 송전계통운영자 협의체(ENTSO-E)는 49명으로 전문가 패널을 꾸려 조사했다. 패널에는 각국 송전계통운영자, 지역 조정센터, 유럽 에너지규제협력청(ACER)과 각국 규제기관 대표가 참여했고, 사고가 나지 않은 두 나라의 송전계통운영자 전문가가 의장을 맡았다. 패널은 2025년 10월 3일 사실관계 보고서를, 2026년 3월 20일 최종 보고서를 냈다.
정전 전 30분 동안 두 차례 진동이 있었다. 진동은 발전소 사이를 오가는 전력이나 계통 주파수가 일정한 주기로 오르내리는 현상이다. 진동이 줄어들지 않고 커지면 보호장치가 설비를 계통에서 떼어 낸다. 첫 진동은 12시 03분부터 07분까지 있었다. 한 발전소가 원인이 된 국지적 강제 진동으로, 주성분이 0.64Hz였고 약 0.21Hz의 광역 진동 모드도 약하게 자극했다. 최종 보고서는 이 진동을 전력변환장치가 일으킨 약 0.63Hz의 강제 진동으로 정리했다. 두 번째 진동은 12시 19분부터 21분까지 이어진 약 0.2Hz의 광역 진동이었다. 0.64Hz 진동은 한 주기가 약 1.6초, 0.21Hz 진동은 약 4.8초다.
스페인의 송전계통운영자 레드 엘렉트리카(Red Eléctrica)와 프랑스의 RTE는 진동을 줄이려고 계통 구성을 바꾸고, 국가 간 전력 거래량을 줄이고, 분로 리액터와 HVDC 제어를 조정했다. 이 조치로 진동은 가라앉았지만 이베리아 계통의 전압을 높이는 결과도 낳았다. 12시 32분 00초부터 여러 지점의 전압이 오르기 시작했다. 12시 32분 00초부터 48초 사이 스페인의 대형 재생에너지 발전소들이 출력을 약 500MW 줄였다. 이 발전소들은 고정 역률 모드로 운전하고 있었다. 고정 역률 모드에서는 유효전력 출력과 무효전력이 일정한 비율로 묶여 있으므로, 출력이 줄자 발전소가 흡수하던 무효전력도 함께 줄어 전압이 더 올랐다.
무효전력은 전압을 유지하는 데 쓰이는 전력 성분이다. 일을 하는 유효전력과 달리 전원과 부하 사이를 오가며 전압의 크기를 조절한다. 계통 전압이 높을 때는 발전기나 리액터가 무효전력을 흡수해 전압을 낮춘다. 이베리아 계통에서는 전압을 낮출 무효전력 흡수 능력이 부족한 상태에서 전압이 오르기 시작했다.
12시 32분 57초부터 20초 동안 스페인 남부 그라나다, 바다호스, 세비야 인근에서 발전설비가 연쇄적으로 분리돼 약 2,200MW가 사라졌다. 발전기들은 과전압을 감지한 보호장치에 따라 스스로 계통에서 떨어졌다. 발전기가 떨어질 때마다 그 발전기가 흡수하던 무효전력도 사라져 전압이 다시 올랐다. 12시 33분 18초부터 21초 사이 주파수가 48.0Hz 아래로 떨어져 자동 부하 차단이 작동했고, 21초에 프랑스와 스페인을 잇는 교류 선로가 동기 이탈 보호장치로 분리됐다. 12시 33분 24초 이베리아 계통 전체가 붕괴했다. 복구에는 12~16시간이 걸렸다.
최종 보고서는 원인을 하나로 지목하지 않았다. 진동, 전압과 무효전력 제어의 공백, 전압 조정 관행의 차이, 스페인 내 급격한 출력 감소와 발전기 분리, 고르지 않은 안정화 능력이 서로 영향을 주며 전압을 빠르게 올렸고 발전기가 연쇄적으로 분리됐다고 결론지었다. 보고서가 짚은 요인은 15가지를 넘는다. 보호 설정에 관해서는 연계점이 아닌 곳에서 측정한 과전압 기준이나 지연 없이 즉시 차단하는 설정이, 전압이 흔들릴 때 발전기를 불필요하게 떼어 낼 수 있다고 지적했다. 권고에는 전압 자동 제어와 동적 무효전력 지원의 강화, 발전기 전력계통안정화장치(PSS) 의무화와 HVDC의 진동 감쇠 기능 개선 같은 진동 감쇠 대책, 진동을 검출하고 위치를 찾기 위한 고품질 실시간 측정 데이터 확보가 들어갔다.
정전 직후에는 재생에너지 비중이 높아 관성이 부족했던 것이 원인이라는 추측이 많았다. ENTSO-E 의장 다미안 코르티나스는 최종 보고서 발표 자리에서 문제의 원인은 발전원 종류와 관계없이 전압 제어에 있었고 재생에너지를 원인으로 볼 수 없다고 말했다. 유럽 태양광 산업협회(SolarPower Europe)와 스페인·포르투갈 재생에너지 협회들은 공동 성명에서 적절한 제도가 있으면 태양광과 배터리가 계통 안정을 높일 수 있다고 밝혔다. 레드 엘렉트리카는 자사의 과실을 부인했다. 각 발언자는 자기 조직의 책임 범위와 산업 이해가 걸린 자리에서 말했다. 보고서 본문이 제시한 사실은 이들 발언보다 구체적이다. 재생에너지 발전소들은 고정 역률 모드로 운전해 전압 조정에 참여하지 않고 있었고, 스페인은 정전 뒤인 2025년 6월 12일 운영 절차 7.4를 고쳐 재생에너지가 전압 제어에 참여하도록 했다.
이베리아 사례가 한국에 주는 판단 근거는 이렇다. 재생에너지 설비 자체가 정전을 일으킨 것은 아니지만, 재생에너지 설비가 전압 제어에 참여하지 않는 규칙 아래에서 그 비중이 커지면 전압을 조정할 수단이 줄어든다. 해결책은 설비를 줄이는 쪽보다 연계 규칙을 바꾸는 쪽에 있다. 그리고 그 규칙은 설비가 계통에 연결되기 전에 정해야 수만 곳의 설비를 나중에 하나씩 고치는 일을 피할 수 있다.
계통 운영자는 가장 큰 발전기 하나가 갑자기 멈추는 상황에 대비해 예비력을 확보한다. 예비력은 몇 초에서 몇 분 안에 출력을 늘릴 수 있도록 비워 둔 발전 능력이다. 가장 큰 단일 설비의 탈락을 최대 단일 고장이라고 부른다. 문제는 여러 설비가 하나의 사고에 동시에 반응해 최대 단일 고장보다 큰 전력이 한꺼번에 빠질 때 생긴다.
2019년 8월 9일 영국에서 이런 일이 일어났다. 송전선에 낙뢰가 떨어진 직후 북해의 혼시(Hornsea) 1 해상풍력단지가 출력을 737MW 줄였고, 리틀 바포드(Little Barford) 가스발전소의 증기터빈이 멈춰 244MW가 빠졌다. 혼시 1은 400MW 단위 세 개로 이루어진 1,200MW 단지였고, 당시 계통연계 기준 준수를 시험받는 중이었다. 낙뢰로 생긴 전압 변동에 단지의 전압 제어가 진동하면서 개별 터빈들이 멈췄다. 두 발전소의 손실만 981MW였다.
같은 사고에서 배전망에 연결된 분산전원도 떨어져 나갔다. 분산전원은 소형 발전설비가 배전망에 여러 곳 흩어져 연결된 것을 말한다. 분산전원에는 단독운전 방지 보호가 붙어 있다. 정전된 배전선에 분산전원 혼자 전기를 흘려 작업자가 다치는 일을 막으려고, 전압 위상이 갑자기 튀거나(벡터 시프트) 주파수가 빠르게 변하면(RoCoF, Rate of Change of Frequency) 스스로 분리하는 장치다. 낙뢰 직후 전압 위상 변화로 약 150MW가, 이어진 주파수의 빠른 하락으로 350~430MW가 분리됐다. 영국 계통운영자는 이때까지 빠진 발전량을 1,481MW로 집계했다. 운영자가 대비한 최대 손실은 당시 가장 큰 단일 설비 기준 1,000MW였다. 이후 주파수가 더 떨어져 저주파수 부하 차단이 작동했고 약 110만 명의 전기 사용자가 정전됐다. 뉴캐슬 공항, 병원 두 곳, 일부 철도 신호와 정수장이 포함됐다. 영국 에너지 규제기관 오프젬(Ofgem)은 혼시 1과 리틀 바포드가 각각 450만 파운드를 자발적으로 내게 했다.
2024년 7월 10일 미국 동부 연계계통에서는 방향이 반대인 사건이 일어났다. 오후 7시쯤 230kV 송전선의 피뢰기가 고장 나 영구 고장이 됐고, 자동 재폐로 장치가 선로를 다시 연결하려고 시도하면서 82초 동안 여섯 차례 고장이 반복됐다. 재폐로는 일시적인 고장이면 선로를 곧바로 다시 쓰려고 차단 뒤 몇 초 안에 선로를 다시 연결하는 동작이다. 고장은 매번 42~66밀리초 안에 정상적으로 제거됐다. 그러나 고장 동안 그 지역 전압이 정격의 25~40퍼센트로 떨어지자 데이터센터들이 계통에서 떨어져 자체 전원으로 넘어갔다. 약 1,500MW의 부하가 동시에 사라졌고, 약 1,260MW는 몇 시간 동안 돌아오지 않았다.
NERC가 2025년 1월 공개한 사건 검토 보고서에 따르면, 부하를 끊은 것은 데이터센터 쪽의 보호·제어 장치였고 전력회사 설비는 부하를 차단하지 않았다. 부하 탈락 대부분은 송전선의 자동 재폐로 동작과, 일정 시간 안에 전압 교란이 몇 번 일어났는지 세어 기준을 넘으면 비상전원으로 넘어가는 데이터센터 제어 방식이 겹쳐 생긴 결과였다. 부하가 한꺼번에 빠지자 발전량이 남아 주파수가 60.047Hz까지 올랐고, 선로에 흐르는 전력이 줄어 전압이 정격의 1.07배까지 올랐다. 운영자들은 전압을 낮추려고 그 지역의 분로 커패시터를 빼냈다. NERC는 전력계통이 발전기의 대규모 탈락에는 대비해 왔지만 이 규모의 부하가 동시에 빠지는 경우에는 대비하지 않았다고 밝혔다. 부하가 한꺼번에 다시 연결될 때의 변화 속도도 발전기 출력 변화만큼 중요하다고 덧붙였다.
두 사건은 방향이 반대다. 영국에서는 발전이 빠져 주파수가 떨어졌고, 버지니아에서는 부하가 빠져 주파수와 전압이 올랐다. 공통점은 사고 자체가 계통이 대비한 범위 안에 있었는데, 설비들이 저마다의 보호 설정에 따라 동시에 반응하면서 손실이 대비 범위를 넘었다는 데 있다. 영국의 분산전원은 규정대로 단독운전 방지 보호가 동작했고, 버지니아의 데이터센터는 자기 서버를 지키도록 설계된 대로 비상전원으로 넘어갔다. 개별 설비로 보면 모두 정상 동작이었다. 계통 전체로 보면 수백 개의 정상 동작이 겹쳐 하나의 대형 고장이 됐다.
한국에서 가장 큰 단일 발전기는 1.4GW급 원전이다. 12차 전기본에 반영된 데이터센터 최대전력 11.9GW가 몇 개 지역에 몰리면, 한 지역의 데이터센터가 동시에 비상전원으로 넘어갈 때 빠지는 부하가 최대 발전기 한 기의 출력과 비슷하거나 그보다 클 수 있다. NERC가 2026년 5월 낸 지침이 부하 쪽의 최대 단일 고장을 발전 쪽처럼 예비력 산정에 넣으라고 권고한 이유가 여기 있다.
재생에너지 보급 통계에서 가장 크게 늘어나는 항목은 주택·공장 지붕과 유휴부지에 설치되는 소규모 태양광이다. 이런 설비는 대부분 배전망에 연결된다. 배전망은 변전소에서 가정과 사업장까지 전기를 나누어 보내는 낮은 전압의 전력망이다. 소규모 태양광은 전국 수십만 곳에 흩어져 있어, 한 지점에 모인 발전소를 점 전원이라고 부른다면 넓은 면에 퍼진 면 전원으로 볼 수 있다. 합계 용량은 원전 여러 기에 맞먹을 만큼 커질 수 있다. 그러나 합계 용량이 같다고 해서 사고 순간에 계통을 지지하는 능력까지 같지는 않다.
차이는 네 가지다. 첫째, 계통 운영자는 동기발전기의 출력을 직접 지시하지만, 수십만 곳의 소형 태양광을 하나하나 관측하거나 지시할 수단은 없다. 둘째, 소형 태양광은 관성이 없고 고장 때 내는 전류가 작다. 셋째, 배전망에 연결돼 있어 송전망의 전압을 무효전력으로 지지하는 데 한계가 있다. 넷째, 계통에 교란이 생기면 설정에 따라 한꺼번에 계통에서 분리될 수 있다. 앞의 세 가지는 계통을 지지하지 못하는 문제이고, 넷째는 계통을 흔드는 문제다.
넷째 문제를 가장 오래 겪은 곳은 지붕 태양광 보급률이 높은 호주다. 호주 에너지시장운영자(AEMO)는 현장 측정과 시험실 실험에서 분산 태양광 인버터가 전압 강하, 저주파수, 위상각 급변, 빠른 주파수 변화에 반응해 몇 분 동안 계통에서 떨어지는 현상을 확인했다. 과거에는 교란 때 부하도 함께 떨어져 이 손실이 상쇄됐다. 그러나 낮 시간에 분산 태양광이 가장 큰 발전원이 되면서 이 현상은 순수한 발전 손실이 됐고, 이 손실이 가장 큰 발전기의 탈락과 겹치면 계통이 대비해야 할 최대 고장의 크기가 커진다.
호주는 인버터 연계 기준 AS/NZS 4777.2를 개정해 2020년 12월 발행하고 2021년 12월부터 적용했다. 개정 기준은 교란 중에도 계통에 붙어 발전을 계속하도록 요구한다. 그런데 제조사가 제출한 표본 자료로 보면 2022년 1월 이후 설치분 가운데 새 기준에 맞게 설치된 것은 35퍼센트에 그쳤다. 기준을 만드는 것과 수십만 곳의 설치 현장에서 그 기준이 지켜지는 것은 별개의 과제라는 사실이 여기서 드러난다.
분산 태양광은 교란 때만 문제가 되지 않는다. 맑은 봄날 한낮에는 지붕 태양광이 가정의 소비를 채우고 남아, 송전망에서 보이는 수요가 크게 줄어든다. 수요가 너무 낮아지면 전압과 주파수를 지키려고 계통에 붙여 두어야 하는 동기발전기조차 돌릴 여유가 사라진다. 남호주 정부는 비상시 계통 운영자의 지시로 분산 태양광을 원격으로 끊을 수 있도록 설치 요건을 바꿨고, 이 장치를 비상 백스톱(emergency backstop)이라고 부른다. 빅토리아주는 2024년 10월 1일부터 새로 설치하거나 변경하는 200kVA 이하 분산 태양광에 같은 기능을 요구했다. 남호주 배전회사 SA 파워 네트웍스는 2026년 8월 25일에도 연례 시험을 계획해 지붕 태양광 출력을 일시적으로 줄이는 능력을 점검했다. AEMO는 현재의 규제 적용 범위와 준수율이 그대로라면 드물지만 있을 수 있는 정전 조건에서 필요한 원격 차단 능력이 2026년부터 부족해진다고 전망했다.
한국의 재생에너지 목표에 들어 있는 공장 지붕·영농형 태양광처럼 소규모로 설치되는 설비는 배전망에 연결된다. 호주 사례는 이런 설비가 계통을 지지하려면 세 가지가 갖춰져야 한다는 점을 보여 준다. 교란 중 운전 유지 기준, 그 기준이 현장에서 지켜지는지 확인하는 검증 체계, 그리고 비상시 출력을 줄이거나 끊을 수 있는 원격 제어 수단이다. 세 번째 수단은 다음에 다룰 사이버보안 문제와도 이어진다. 운영자가 원격으로 끌 수 있는 설비는 권한 없는 사람도 원격으로 끌 수 있기 때문이다.
분산 태양광의 한계를 보완하는 방법으로 대규모 태양광·풍력 단지를 송전망에 직접 연결하는 방식이 있다. 수백 MW 규모의 단지는 한 지점에서 관측하고 제어할 수 있고, 연계 기준을 적용해 성능을 시험할 수 있다. 그러나 이런 단지가 동기발전기의 역할을 대신하려면 추가 조건을 갖춰야 한다.
재생에너지가 많고 동기발전기가 적은 지역일수록 계통 강도가 낮다. 호남이 대표적이다. 계통 강도를 보강하는 설비로는 동기조상기와 STATCOM이 있다. 동기조상기는 연료 없이 회전체만 돌려 관성과 무효전력, 고장 전류를 제공하는 회전기다. STATCOM(정지형 무효전력 보상장치)은 전력전자 장치로 무효전력을 빠르게 공급하거나 흡수해 전압을 유지한다. 2026년 7월 보도에 따르면 이런 계통 안정 설비를 누가 설치하고 비용을 어떻게 나눌지에 관한 기준이 아직 분명하지 않고, 호남의 일부 동기조상기 사업은 입찰 절차도 시작하지 못했다. 원전 계통에 설치되는 STATCOM의 비용을 두고 한국전력과 한국수력원자력 사이에 부담 주체 문제가 제기되기도 했다. 발전량 확대와 송전 효율 개선 정책에 비해 계통 자체를 안정적으로 유지하는 설비의 투자 체계가 뒤처져 있다는 평가다.
그리드포밍 인버터는 이 공백을 동기조상기보다 적은 비용으로 메울 수 있는 기술로 꼽힌다. 기후에너지환경부는 한국전력, 전력거래소, 학계와 연구기관, 국내 인버터 제작사와 송전용 ESS의 그리드포밍 성능 요건을 논의해 왔고, 2027년 장주기 ESS부터 적용을 추진한다. 국내에서는 전력거래소가 2024년 제주에서 500kW 그리드포밍 인버터를 처음 실증했고, 2025년 광양만 마이크로그리드에서 110kVA급 그리드포밍 배터리 ESS가 처음 상업운전을 시작했다. 2026년 4월 전문가 토론회에서 제시된 분석에 따르면 배터리 ESS 인버터에 그리드포밍 기능을 넣는 비용은 MW당 약 2,000만 원으로, MVar당 약 2억 원이 드는 동기조상기의 10분의 1 수준으로 비슷한 안정화 기능을 구현할 수 있다. MVar는 무효전력의 크기를 나타내는 단위다. 두 단위가 다르므로 이 비교는 기능이 비슷하다는 전제 위의 대략적인 비교다.
그리드포밍도 설정을 잘못하면 문제를 만든다. 같은 토론회에서는 계통 강도가 낮은 호주 브로큰힐(Broken Hill)에서 인버터의 관성 응답이 지나치게 커 유효전력이 크게 흔들렸고, 그 결과 전압이 심하게 떨어졌다 오르기를 반복하면서 인버터의 운전 유지 기능이 계속 동작한 사례가 소개됐다. 전력거래소 관계자는 계통 안정화 수단이 STATCOM 같은 전력전자 설비로 몰리는데, 동적 특성이 비슷한 자원이 늘면 특정 조건에서 자원끼리 동기화되거나 공통 취약성이 나타날 수 있으므로 계통의 물리적 특성을 보완하는 균형 잡힌 접근이 필요하다고 말했다. 이 발언은 기술 선택의 문제를 넘어 사이버보안 문제와도 이어진다. 같은 방식으로 제어되는 설비가 많을수록 한 번의 설정 오류나 침입이 넓은 범위에 동시에 영향을 준다.
대규모 인버터 단지에는 보호계전의 문제도 있다. 동기발전기는 고장 때 정격의 여러 배에 달하는 큰 전류를 흘리고, 기존 과전류 보호는 이 큰 전류를 감지해 고장 구간을 끊는다. 인버터는 반도체 소자를 보호하려고 고장 전류를 정격을 크게 넘지 않도록 제한한다. 인버터 비중이 높은 지역에서는 고장이 나도 전류가 충분히 커지지 않아 기존 방식의 보호가 제때 동작하지 않을 수 있다. 또한 단지가 크고 멀수록 소수의 대용량 송전선에 의존하게 되므로, 그 선로 하나의 고장을 최대 단일 고장으로 보고 예비력을 산정해야 한다.
이런 문제를 다루려고 2026년 7월 그리드코드 전문위원회가 논의를 시작했다. 그리드코드는 계통에 연결되는 설비가 지켜야 할 기술 기준이다. 위원회는 인버터 기반 자원에 맞는 국내 그리드코드 개선, 배터리 ESS의 안전성과 연계 기준, 대규모 정전 예방과 계통 복구 체계, 미래 계통 운영 기준의 중장기 개선을 주요 안건으로 삼았다. 이 안건 목록에서 수요 쪽 설비에 관한 항목은 보이지 않는다. 다음 절의 대형 부하가 여기에 해당한다.
데이터센터가 계통에 주는 부담은 전력 사용량만이 아니다. 대형 데이터센터는 서버 전원장치와 UPS 같은 전력전자 장치를 거쳐 전기를 쓴다. 이런 부하는 두 가지 방식으로 계통을 흔든다. 하나는 앞 절의 버지니아 사건처럼 전압 교란에 반응해 한꺼번에 떨어지는 동시 탈락이다. 다른 하나는 평상시에도 소비 전력이 빠르게 오르내리는 급변이다.
급변은 AI 학습의 작동 방식에서 나온다. 대형 언어 모델을 학습시킬 때 수만 개의 그래픽처리장치(GPU)가 한 작업에 묶여 계산한다. 각 GPU가 자기 몫의 데이터를 계산하는 단계와, 모든 GPU가 계산 결과를 주고받아 모델 값을 맞추는 통신 단계가 번갈아 반복된다. 계산 단계에서는 GPU가 설계 최대 전력 가까이 쓰고, 통신 단계에서는 거의 쉬는 수준으로 떨어진다. 모든 GPU가 같은 박자로 움직이므로 시설 전체의 소비 전력이 한꺼번에 오르내린다.
마이크로소프트, 오픈AI, 엔비디아 연구진이 2025년 8월 아카이브(arXiv)에 공개한 논문 「AI 학습 데이터센터의 전력 안정화(Power Stabilization for AI Training Datacenters)」는 실제 운영 중인 학습 클러스터의 측정 자료로 이 현상을 분석했다. 논문에 따르면 이 변동은 규모가 커지면 수십에서 수백 MW에 이를 수 있고, 한 데이터센터 안에서도 수십 MW가 오르내린 사례가 있다. 측정한 전력 파형을 주파수로 분해하면 변동 에너지가 0.2~3Hz 대역에 몰려 있었다. 논문은 계통의 공진 주파수를 세 대역으로 정리했다. 1Hz 미만은 장거리 송전선으로 이어진 지역 사이의 진동, 1~2.5Hz는 가까운 발전기끼리의 진동, 7Hz에서 100Hz 이상은 대형 터빈 발전기 축의 비틀림 진동 대역이다. 부하 변동의 주기가 이 공진 주파수와 겹치면 준동기 공진(SSR, Subsynchronous Resonance)이나 광역 진동이 생기고, 터빈 축에서는 기계적 피로나 파손 위험이 커진다. 논문은 2019년 1월 미국 플로리다에서 복합화력 발전기 한 기의 불안정으로 약 200MW 규모의 진동이 생겼던 사례를 들며, 대형 학습 작업의 동기화된 부하는 이보다 클 수 있다고 지적했다.
0.2~3Hz라는 대역은 이베리아 정전 전의 두 진동, 곧 0.63Hz와 0.2Hz를 포함한다. 이베리아에서는 발전소가 진동을 일으켰지만, AI 학습 부하는 같은 대역의 진동을 부하 쪽에서 만들 수 있다. 논문은 대책으로 세 가지를 비교했다. 전력이 떨어지는 통신 단계에 보조 계산을 끼워 넣어 소비를 평평하게 만드는 소프트웨어 방식, 엔비디아 GB200부터 들어간 GPU 전력 평탄화 기능처럼 소비 전력의 하한과 증감 속도를 GPU에 설정하는 방식, 랙 단위 에너지저장장치로 변동을 흡수하는 방식이다. 앞의 두 방식은 에너지를 추가로 쓴다. DGX-H100 랙에서 측정한 학습 파형 하나를 마이크로소프트 자체 전력 모의 도구에 넣고 GPU 소비 하한을 설계 최대 전력의 90퍼센트로 설정한 모의실험에서는 에너지 사용이 10.5퍼센트 늘었다. 저장장치 방식은 에너지를 낭비하지 않지만 설비 비용과 공간이 든다. 논문은 GPU 수준의 평탄화와 랙 단위 저장장치를 함께 쓰는 조합을 제안했고, 전력회사가 공진 주파수와 부하 증감 속도에 관한 요건을 공개하고 데이터센터 운영자와 공유할 것을 요청했다. 업타임 인스티튜트는 2022~2024년 세대의 AI 시스템에서 GPU 8개짜리 서버 노드 하나의 전력이 최대 4kW, 노드 네 개를 담은 랙 하나는 최대 16kW까지 오르내릴 수 있다고 추정했다.
고조파도 전력품질 문제로 떠올랐다. 고조파는 기본 주파수 60Hz의 정수배 주파수 성분으로, 전압과 전류의 파형을 찌그러뜨린다. 2025년 발표된 AI 데이터센터 전력 영향에 관한 검토 논문은 데이터센터의 고주파 스위칭 장치와 전력전자 설비가 상당한 고조파 왜곡을 만들어 지역 전력품질을 떨어뜨리고 주변 설비에 위험을 줄 수 있으며, 그 원인이 비선형 전원장치, 교류-직류 변환, 서버 역률보정 회로의 제어라고 정리했다. 블룸버그는 2024년 센서 기업 휘스커 랩스(Whisker Labs) 자료로 데이터센터와 가까운 가정일수록 고조파가 심하다는 상관관계를 보도했다. 업타임 인스티튜트는 상관관계가 인과관계를 증명하지 않는다고 지적했다. 고조파는 보통 필터로 대응할 수 있는 국지적 문제지만, 인버터가 많고 케이블 선로가 긴 지역에서는 계통의 공진 주파수가 낮아져 특정 고조파가 증폭될 수 있으므로 연계 전에 공진 검토가 필요하다.
미국은 이 문제를 사건 발생 뒤 약 2년에 걸쳐 제도로 옮겼다. NERC는 2024년 8월 대형 부하 태스크포스를 설치했고, 2025년 1월 버지니아 사건 검토 보고서를 공개했다. 2025년 9월에는 업계의 대비 상태를 점검하는 2단계 경보를 냈다. 2026년 1월 공개한 가상화폐 채굴 부하 탈락 사건 검토는 텍사스 계통(ERCOT)에서 2023년 1월부터 2025년 9월까지 일어난 대형 전자 부하의 운전 유지 사건 26건을 분석해, 채굴 시설이 정상적으로 제거된 송전 고장 직후 수 밀리초 안에 사고 전 소비량의 17~95퍼센트를 잃을 수 있음을 보였다. 2026년 3월에는 기존 관행과 기준의 공백을 분석한 두 번째 백서와 권고 11개를 냈다.
2026년 5월 1일 NERC는 대형 부하의 위험 완화에 관한 신뢰도 지침을 공개했다. 지침은 전력회사와 계통 운영자뿐 아니라 데이터센터 개발사, 소유자, 운영자, 장비 제조사까지 대상으로 삼았다. 지침은 부하가 전압·주파수 교란 때 어떻게 분리되고, 비상전원으로 넘어가고, 소비를 줄이고, 다시 연결되는지를 반영한 정확한 동적 모델을 요구했다. 또한 전력회사와 운영자들이 지역별·계통 전체의 급격한 수요 변화 한계를 정하고, 그에 맞는 운전 유지·보호·완화 요건을 정하도록 권고했다. AI 데이터센터와 전기 아크로처럼 소비가 주기적으로 변하는 부하가 계통에 강제 진동을 일으킬 수 있다는 점도 명시했다.
사흘 뒤인 5월 4일 NERC는 가장 높은 등급인 3단계 필수 조치 경보를 발령했다. 1,000MW가 넘는 연산 부하가 몇 초 만에 계통에서 빠져 안정도 문제를 일으킨 사건이 반복됐기 때문이다. 경보는 일곱 가지 조치를 요구했고 응답 기한은 2026년 8월 3일이었다. NERC는 2026년 6월 24일 낸 연례 신뢰도 보고서에서도 대형 연산 부하를 교란 중 주파수·전압 불안정의 원인으로 지목했다. 2026년 7월 미국 연방에너지규제위원회(FERC)는 NERC에 데이터센터 등 연산 부하에 관한 신뢰도 기준을 강제 기준으로 만들도록 명령했다. 이 명령으로 자발적 지침이 연방 차원의 의무로 바뀌었고, 부하 자체를 연방전력법 215조의 규제 대상 사업자로 등록할 길도 열렸다.
한국은 GW급 데이터센터가 아직 계통에 연결되기 전이다. 미국은 사건을 겪은 뒤 모델, 검토 절차, 운전 유지 기준을 만들었다. 한국이 같은 순서를 밟을 이유는 없다. 부하가 연결되기 전에 연계 기준을 정하면 데이터센터 설계 단계에서 UPS의 전환 설정, 전압 교란 횟수 계산 방식, 재연결 속도, 전력 평탄화 장치를 반영할 수 있다. 연결된 뒤에 기준을 만들면 이미 가동 중인 시설의 설비를 바꿔야 한다.
인버터와 데이터센터 전력설비는 원격 감시와 유지보수를 위해 통신망에 연결된다. 제조사는 이 연결로 성능을 감시하고 소프트웨어를 갱신하며, 전력회사는 방화벽을 설치해 외부와의 직접 통신을 막는다. 문제는 같은 제조사의 같은 제품이 수 GW 규모로 깔린 경우다. 한 번의 침입이나 악의적인 소프트웨어 갱신으로 넓은 지역의 설비를 동시에 멈추거나 설정을 바꿀 수 있다. 결과는 앞에서 본 동시 탈락과 같지만, 우연히 겹친 것과 달리 공격자는 계통이 가장 취약한 시점을 골라 일으킬 수 있다.
로이터는 2025년 5월 14일, 계통에 연결된 장비를 분해해 보안을 점검하는 미국 전문가들이 일부 중국산 태양광 인버터에서 제품 문서에 없는 통신 장치를 발견했다고 보도했다. 지난 9개월 동안 여러 중국 공급사의 배터리에서도 문서에 없는 셀룰러 무선 장치가 나왔다고 전했다. 문서에 없는 통신 경로는 전력회사가 설치한 방화벽을 우회할 수 있다. 같은 보도는 2024년 11월 미국 등지의 태양광 인버터가 중국에서 원격으로 비활성화된 사례가 있었다고 전했다. 이 내용은 익명의 소식통에 근거했고, 미국 정부는 발견 사실을 공개적으로 인정하지 않았다. 미국 에너지부는 제조사가 신기술의 기능을 공개하고 문서화하는 데 과제가 있다고만 밝혔다. 중국 대사관은 국가안보 개념을 일반화해 중국의 인프라 성과를 왜곡한다며 반박했다. 발언자마다 입장이 다르지만, 인버터가 원격 접속 기능을 갖고 있고 그 접속 경로가 문서와 다를 수 있다는 점은 공급국과 무관하게 점검해야 할 사항이다.
사이버보안 과제는 네 가지로 나뉜다. 설비의 부품과 소프트웨어 구성이 문서와 일치하는지 검증하는 일, 원격 접속 경로를 제한하고 기록하는 일, 설비의 이상 동작을 실시간으로 탐지하는 일, 그리고 공격으로 여러 설비가 동시에 멈추거나 설정이 바뀌는 상황을 상정 사고로 넣어 계통 영향을 해석하는 일이다. 앞의 세 가지는 정보보안의 영역이고, 마지막은 계통 계획의 영역이다. 대규모 재생에너지 단지나 데이터센터가 공격받아 동시에 떨어질 때 광역 계통이 버틸 수 있는지는 앞서 본 동시 탈락 해석과 같은 방법으로 검토할 수 있다. 비상 백스톱처럼 운영자가 설비를 원격으로 끌 수 있게 하는 기능은 계통 운영에 필요하지만, 그 기능이 공격 경로가 되지 않도록 인증과 통신 보안을 함께 설계해야 한다.
안정도 문제가 사고 직후 몇 초의 문제라면, 예측과 유연성은 몇 시간에서 몇 년의 문제다. 재생에너지가 많은 계통에서는 봄·가을 한낮처럼 수요보다 태양광·풍력 발전이 많은 시간이 생긴다. 계통 안정을 위해 발전 자체를 멈추게 하는 조치를 출력제어라고 한다. 제주에서는 2021년부터 2023년까지 풍력이 285회, 태양광이 93회 출력제어를 받았다. 제주는 동복·한림·화순 세 곳에 ESS를 짓고, 제주와 육지 사이에 양방향 실시간 송전이 가능한 전압형 HVDC 제3연계선을 운영하며, 재생에너지를 수소·메탄올 등으로 바꾸는 섹터커플링 기술도 추진하고 있다.
예측 정확도는 운영 비용과 직결된다. 재생에너지 발전량 예측이 빗나가면 운영자는 그 오차만큼 예비력을 더 확보해야 한다. 제주 전력시장은 태양광·풍력 보상을 설비 규모 중심에서 발전량 예측의 정확도, 전력거래소 지시에 대한 대응, 계통 안정 기여도까지 따지는 방식으로 바꾸고 있다. 정부는 이 과정에서 새로 도입한 기대이익정산금이 출력제어 손실에 대한 보상으로 해석해서는 안 된다는 입장을 밝혔다.
계량기 뒤편의 태양광도 예측을 어렵게 한다. 가정과 공장이 자가 소비용으로 설치한 태양광은 계통 운영자가 발전량을 직접 보지 못한다. 운영자가 보는 수요는 실제 소비에서 자가 발전을 뺀 순부하다. 맑은 날에는 순부하가 크게 줄었다가 구름이 끼는 순간 급증하는데, 운영자는 그 뒤에 있는 실제 소비와 태양광 출력을 따로 보지 못한다. 호주가 겪은 최소 수요 문제도 이 현상에서 출발한다.
데이터센터의 장기 수요 예측은 다른 종류의 불확실성을 갖는다. 앞에서 본 대로 계약전력과 실제 최대전력의 차이, 투자 계획이 실제 건설로 이어지는지가 불확실하다. 과대 예측하면 발전소와 송전선이 남고 그 비용은 전기요금으로 돌아간다. 과소 예측하면 공급이 부족해진다. 데이터센터 사업자가 LNG 발전소와 직접 전력구매계약을 맺고 필요할 때만 한국전력의 전력망을 쓰는 방식을 업계가 검토하고 있다. 전력 당국 관계자는 대규모 사용자가 평소에는 값싼 자가 설비를 쓰다가 불리할 때만 전력망에 의존하면 그 비용을 일반 소비자가 나눠 내게 된다고 지적했다. 수요 예측의 불확실성과 비용 부담의 문제는 이렇게 연결된다.
지금까지 다룬 과제는 성격이 서로 다르다. 우선순위를 정하는 기준은 세 가지로 잡을 수 있다. 첫째, 문제가 생기면 광역 정전으로 이어질 수 있는가. 둘째, 해외에서 이미 사고가 났거나 가까운 시기에 국내에서 나타날 가능성이 있는가. 셋째, 설비가 연결된 뒤에는 고치기 어려워 연결 전에 기준을 정해야 하는가.
1순위는 세 기준을 모두 충족하는 과제다. 전압 제어와 진동 감쇠는 이베리아에서, 사고 직후의 운전 유지와 보호 설정은 영국과 이베리아에서, 대형 부하의 동시 탈락은 버지니아와 텍사스에서 이미 문제가 됐다. 원격 제어 경로의 보안은 아직 대형 정전으로 이어진 공개 사례는 없지만, 동시 탈락과 같은 결과를 의도적으로 만들 수 있고 설비가 깔린 뒤에는 통신 구조를 바꾸기 어렵다. 네 과제 모두 연계 기준으로 정해야 하는 일이다. 수십만 곳에 설치된 인버터의 설정을 나중에 바꾸는 일은 호주의 35퍼센트 준수율이 보여 주듯 기준을 처음 만드는 일보다 어렵다.
2순위는 계통 구조를 바꾸는 과제다. 대규모 인버터 단지의 계통 강도 보강, 분산전원의 관측과 원격 제어 수단, 장거리 송전망 확충, 보호계전 방식의 재설계가 여기 들어간다. 이 과제들은 수 년 단위의 투자와 건설이 필요하고, 1순위 기준이 정해져야 설계 조건이 확정된다. 송전망 확충은 기술보다 공정과 주민 수용성이 주된 제약이지만, 재생에너지 연계와 데이터센터 공급 전체가 여기에 달려 있다.
3순위는 운영 효율과 전력품질의 과제다. 발전량과 부하 예측, 고조파와 공진, 출력제어와 유연성 자원, 배전망의 전압 상승과 역조류가 해당한다. 역조류는 지붕 태양광의 전기가 배전망에서 송전망 쪽으로 거꾸로 흐르는 현상이다. 이 과제들은 비용과 재생에너지 활용률에 큰 영향을 주지만, 대부분 운영 개선이나 국지적 설비로 대응할 수 있고 광역 정전으로 곧바로 이어지는 경우는 드물다.
이 우선순위는 안정성을 앞세운 기준에서 나왔다. 비용과 보급 속도를 앞세우면 순서가 달라진다. 연계 기준을 엄격하게 할수록 인버터와 데이터센터 설비의 비용이 오르고 인허가 절차가 길어져 재생에너지 보급과 데이터센터 건설이 늦어진다. 두 가치가 충돌하는 자리는 분명하다. 그러나 이베리아 정전의 복구에 12~16시간이 걸렸고 영국 사고로 약 110만 명이 정전됐다는 사실을 놓고 보면, 연계 기준을 늦게 만드는 비용도 작지 않다.
한국의 2040년 최대전력 전망은 넉 달 사이 26.8GW 늘었고, 그 대부분은 반도체 투자에서, 일부는 AI 데이터센터에서 나왔다. 이 수요에 대응하는 논의는 발전량과 전원 구성에 집중돼 있다. 그러나 해외 사고 사례들은 정전을 결정한 것이 발전량의 부족보다 사고 직후 몇 초 동안 설비들이 어떻게 움직였는가였음을 보여 준다. 이베리아에서는 전압 제어에 참여하지 않던 재생에너지 설비와 보호 설정이 전압 상승을 키웠다. 영국에서는 규정대로 동작한 분산전원의 보호장치가 손실을 대비 범위 밖으로 밀어냈다. 버지니아에서는 자기 서버를 지키도록 설계된 데이터센터들이 한꺼번에 계통을 떠났다. 세 사건 모두 개별 설비는 정해진 대로 동작했고, 그 규칙들이 계통 전체의 안정과 맞춰져 있지 않았다.
과제는 세 부류로 정리된다. 전압 제어와 진동, 사고 직후의 운전 유지와 보호 설정, 대형 부하의 동시 탈락과 급변, 원격 제어 경로의 보안은 설비가 연결되기 전에 연계 기준으로 정해야 한다. 계통 강도 보강, 분산전원의 관측·제어, 송전망 확충, 보호 방식의 재설계는 그 기준 위에서 수 년에 걸쳐 계통 구조를 바꾸는 일이다. 예측, 고조파, 유연성, 배전망 전압은 운영의 효율과 품질을 높이는 일이다. 안정성을 앞세우면 이 순서가 되고, 비용과 속도를 앞세우면 순서가 달라진다.
한국은 재생에너지 100GW 목표와 GW급 데이터센터 계획을 동시에 추진하고 있고, 두 계획 모두 아직 대부분의 설비가 계통에 연결되기 전 단계에 있다. 호주는 지붕 태양광이 널리 보급된 뒤에 인버터 기준을 고쳤고, 미국은 데이터센터 부하가 1,500MW 빠진 뒤에 기준을 만들었으며, 스페인은 전국 정전을 겪은 뒤에 재생에너지가 전압 제어에 참여하도록 운영 절차를 고쳤다. 2026년 7월 논의를 시작한 그리드코드 전문위원회가 인버터 기반 자원과 ESS를 다루기 시작한 것은 같은 과제를 사고 전에 다루려는 시도다. 그 논의의 범위가 발전 쪽 설비에서 대형 부하와 통신 보안까지 넓어지는지가, 늘어난 수요를 감당하는 전력망이 설비 규모에 맞는 안정성을 갖출 수 있는지를 정한다.