번개 한 번에 백만 가구 —
모자란 건 전기가 아니라 무게였다

풀고 있는 식

전력망에는 저장고가 없습니다. 매 순간 만드는 만큼 써야 하고, 못 맞추면 그 차이가 전국 발전기의 회전 속도로 나타납니다 — 남으면 빨라지고, 모자라면 느려집니다. 그 속도가 곧 주파수입니다.

관성 E 는 분모에 있습니다. E 가 반이면 같은 사고에 두 배 빨리 떨어집니다. 그날 초기 손실 1,481MW 에 E=220 GVA·s 를 넣으면 기울기가 0.168Hz/s — 분산전원 보호 한계(0.125)를 넘었고, 그래서 소형 발전들이 추가로 떨어져 나가며 손실이 불었습니다. 사고가 사고를 부르는 문턱이 식 안에 있습니다.

재생에너지가 이 이야기의 미래입니다. 태양광·풍력은 인버터로 접속돼 회전 질량이 없습니다. 같은 낙뢰, 같은 손실이라도 관성이 절반인 계통에서는 차단선까지 92초가 아니라 6초입니다 — 예비력이 들어올 10초가 없습니다. 그래서 각국이 배터리에 ‘가짜 관성’(빠른 주파수 응답)을 사고 있습니다.

모델 vs 실측 — 검산

모델에 들어간 숫자는 전부 조사 보고서의 것입니다: 손실 시퀀스(0초 1,481 → 58초 +210 → 92초 +187 = 합 1,878MW) · 관성 220 GVA·s · 예비력 1,000MW · 차단 892MW. 유일하게 맞춘 값은 부하 감쇠 하나로, 문헌 범위(1~2.5%/Hz)의 상단인 2.5%/Hz를 쓰면 실측 곡선이 나옵니다 — 각주에 적었습니다.

시나리오 표 — 같은 낙뢰, 다른 계통

주파수를 지키는 것은 돌고 있는 쇳덩이다

전력망의 주파수는 발전기들이 실제로 도는 속도입니다. 갑자기 하나가 빠지면 나머지가 그 몫을 대신 밀어야 하고, 그 순간 속도가 떨어집니다 — 그게 주파수 하락입니다.

그래서 회전하는 발전기가 줄고 인버터로 붙는 발전이 늘면, 같은 사고에도 주파수가 더 빨리 떨어집니다 — 위 판의 240초가 그만큼 짧아진다는 뜻입니다.

발전기 수와 관성 값은 보이기 위한 것입니다. 실제 계통 계산은 위 판의 손잡이로 하세요.