AI 데이터센터 1ms 전력변동 대응…정부, 그리드코드 마련 착수

인공지능 데이터센터가 연산 과정에서 1밀리초(ms) 단위로 메가와트(MW)급 전력 변동을 일으킬 수 있다는 분석에 따라 정부가 전력망 접속 기준 마련에 나섰다. 짧은 순간에 전력 사용이 크게 달라지는 시설이 늘어나면 발전량과 소비량의 균형을 실시간으로 맞춰야 하는 전력망 운영에도 새로운 기준이 필요해진다.

기후에너지환경부는 27일 서울 서초구 한강홍수통제소에서 이호현 제2차관 주재로 인공지능 데이터센터 연구회 첫 회의를 열었다. 연구회는 인공지능 데이터센터에 안정적으로 전력을 공급하기 위한 그리드코드와 시설 특성에 맞춘 전력망 접속 전략을 논의한다.

그리드코드(Grid-Code)는 발전설비나 전력 소비시설이 전력망에 연결될 때 갖춰야 하는 최소한의 기술 요건이다. 평상시 전기를 공급받는 조건뿐 아니라 전압이 갑자기 떨어지는 고장이 발생했을 때 시설이 어떻게 반응하고, 전력망에서 분리됐다가 어떤 방식으로 다시 접속할지도 전력망 안정성과 연결된다.

인공지능 데이터센터의 전력 특성은 기존 대형 소비시설과 다르다. 기후부에 따르면 연산 과정에서 1ms 단위로 MW급 전력 변동이 발생할 수 있으며, 초대형 하이퍼스케일 시설은 기가와트(GW)급 전력을 필요로 한다. 1GW는 1000MW에 해당한다. 정부가 데이터센터의 전체 소비량뿐 아니라 짧은 시간에 나타나는 변동과 고장 때의 반응까지 함께 살피려는 이유다.

정부는 2026년 안에 국내 전력계통의 특성을 반영한 AIDC 그리드코드를 도출할 계획이다. 데이터센터의 설비 구성과 수요 유형, 전력사용효율(PUE)도 분석한다. PUE는 데이터센터 전체 전력 사용량을 정보기술 장비가 사용한 전력량과 비교해 운영 효율을 살피는 지표다. 에너지저장장치(ESS)와 무정전전원장치(UPS)는 정전 대응 등 본래 기능을 해치지 않는 범위에서 전력망 안정화에 활용하는 접속제도도 검토한다.

전력 수요 증가 폭도 함께 고려해야 한다. 제11차 전력수급기본계획은 기존 전망 모형의 추세와 비교한 데이터센터의 추가 전력소비를 2025년 2.7테라와트시(TWh), 2030년 10.0TWh, 2038년 15.5TWh로 전망했다. 여름철 전력 사용이 가장 많은 시점의 최대전력 증분은 같은 연도에 각각 0.5GW, 2.3GW, 4.4GW로 제시했다. 다만 이 수치는 인공지능 데이터센터만이 아니라 전체 데이터센터를 대상으로 한 전망이다.

해외 사례는 대형 데이터센터가 고장 순간 한꺼번에 전력망에서 이탈하는 문제를 보여준다. 북미전력신뢰도협회 조사에 따르면 2024년 7월 10일 230킬로볼트(kV) 선로 고장과 82초 동안 여섯 차례의 전압강하가 발생하자 고객 측 보호장치가 데이터센터형 부하 약 1500MW를 동시에 분리했다. 이 가운데 약 1260MW는 수시간 동안 복귀하지 않았다.

북미전력신뢰도협회는 대형 부하의 동적 모델 제출, 전압 고장통과 특성 분석, 재접속 램프율 규정을 권고했다. 동적 모델은 고장 때 시설의 전력 사용이 시간에 따라 어떻게 달라지는지를 나타내며, 재접속 램프율은 시설이 복귀할 때 전력 사용량을 얼마나 빠르게 늘릴지를 뜻한다. 미국 연방에너지규제위원회도 2026년 7월 16일 명령을 통해 계산부하 관련 의무 신뢰도기준과 등록기준을 2026년 12월 31일까지 제출하도록 북미전력신뢰도협회에 지시했다.

자료: 기후에너지환경부, 한국전력거래소, 북미전력신뢰도협회(NERC), 미국 연방에너지규제위원회(FERC)