1.1. 연구의 필요성

재생에너지와 인버터 기반 자원(Inverter-Based Resources, IBR)의 급증은 전력 계통 동특성을 고주파ㆍ비선형ㆍ불평형ㆍ제어 상호작용까지 확장시키고 있으며, 위상 고정 루프(Phase-Locked Loop, PLL)ㆍ전류 제어 등 IBR 제어 로직은 계통 이벤트 응답과 신뢰도에 직접 영향을 미치며^{[1, 2]}, 이에 전자기 과도(Electromagnetic Transients, EMT) 해석은 접속 심사와 계획ㆍ운영 단계 신뢰도 평가의 핵심 수단이 되고 있다^{[3, 4]}. 고압 직류 송전(High Voltage Direct Current, HVDC), 다단자 직류 송전(Multi-Terminal Direct Current, MTDC) 및 DC 그리드의 비중도 증가하여 EMT 해석 범위가 직류 측까지 확장되고 있으며, 이에 상응하는 EMT 모델 제출ㆍ검증 체계가 요구된다^{[5, 6]}. 장비 수준 모델은 제조사가 보유하고 발전사업자ㆍ통합자가 플랜트ㆍ링크 수준으로 통합하여^{[7, 8]} 운영자ㆍ접속 심사 주체에 제출하며, 이는 연계 판단, 계획 신뢰도, 운영 리스크 평가의 근거로 쓰인다^{[2, 7, 9]}. 해외 운영ㆍ신뢰도 기관은 제출 패키지, 정량 검증, 수용판정, 변경 관리ㆍ회귀 시험을 포함하는 체계를 강화하고 있다^{[10, 11]}.

다만 기존 문헌은 특정 기관ㆍ이슈 중심이어서 실무적 한계가 남는다. 실행 환경 정보 누락으로 재현이 어렵고^[12], 검증이 제한된 이벤트에 편중되며^{[3, 13]}, 주체 간 책임 경계와 변경 후 회귀가 체계적으로 연계되지 않는다^{[3, 6, 10, 12]}. 이를 해결하려면 제출–검증–수용–변경 관리가 연결된 엔지니어링 프로세스가 필요하다.

한편 국내에서도 신뢰도 고시 기준에 기반한 그리드포밍 필요 용량 산정^[47], HVDC 시스템의 동특성 해석 및 제어기 EMT 모델링^{[48, 49]}, 인버터 기반 전원 연계 계통의 안정도 해석^[50] 등 관련 연구가 수행되어 왔다.

1.2. 연구의 목적 및 방법

따라서 본 논문은 EMT 모델 제출ㆍ검증 관련 국제 표준, 운영기관 가이드, 산업 보고서 및 학술 문헌을 비교ㆍ고찰하고(3장), 공통 구조를 제출–검증–수용판정–변경 관리–상호운용성의 공통 프레임으로 재정리한 뒤(4장), 국내형 EMT 모델 제출ㆍ검증 엔지니어링 프로세스(5장)와 제출 패키지ㆍ실무형 체크리스트(6장)를 제안한다. 특히 IBR 일반과 HVDC/DC 그리드를 단일 프레임에서 다루고, 실제 코드(Real-code)/동적 연결 라이브러리(Dynamic Link Library, DLL) 기반 제출을 상호운용성의 한 축으로 포함하여 블랙박스 모델의 검증가능성과 IP 보호 사이의 긴장을 다루었다.

2.1. EMT 적용 범위와 필요 조건

실효치 및 페이저 해석 기반 과도현상 (Phasor Domain Transients, PDT) 해석은 제어기 내부 동특성, 제한기ㆍ보호 동작, 불평형 과도, 고주파 상호작용을 반영하는 데 한계가 있다^[2]. 따라서 EMT 해석은 ① 약계통 제어 상호작용^[14], ② 고장ㆍ복귀 과정의 제한기ㆍ보호ㆍ모드 전환 등 비선형 응답^[13], ③ HVDC/DC 그리드의 DC 측 이벤트ㆍ보호ㆍ복구 시퀀스^[15] 검토에 우선 요구된다. 즉 EMT 적용은 설비 종류보다 평가 현상ㆍ해석 목적에 따라 판단하며, 대표적 현상ㆍ목적을 Table 1에 정리하였다.

2.2. EMT 모델의 유형과 제출 관점

EMT 모델은 사용 툴이 아니라 다음 세 측면에서 정리할 필요가 있다.

⦁충실도: 상세 스위칭, 평균값, 하이브리드 모델로 구분되며, 검토 현상의 정밀도 요구에 따라 선택한다^[15].

⦁제출 형식: 네이티브, 블랙박스, Real-code/DLL로 구분되며, 이 중 블랙박스ㆍReal-code/DLL은 IP 보호ㆍ상호운용성에 유리하나 인터페이스 정의ㆍ검증가능성 확보가 과제이다^{[5, 16]}.

⦁투명성: 화이트ㆍ그레이ㆍ블랙박스별로 검증 전략이 다르며^{[15, 17]}, 블랙박스일수록 이벤트 기반 수용지표ㆍ진단 채널이 중요하다^[10].

2.3. 검증 계층과 검증 범주의 기본 구조

EMT 모델 검증은 단일 파형 비교만으로는 충분하지 않으며, 어떤 수준에서 검증할 것인가를 나타내는 검증 계층과 무엇을 검증할 것인가를 정의하는 검증 범주의 두 축으로 구조화할 수 있다 (Table 2). 검증 계층은 유닛 수준에서 실제 계통 이벤트를 포괄하는 계통 수준으로 확장되며^[10], 각 계층에서 기능ㆍ성능ㆍ통합ㆍ회귀 시험이 교차적으로 적용되어야 한다^{[2, 6]}.

2.4. PDT-EMT 정합의 최소 고려 사항

대규모 계통 해석에서는 PDT와 EMT가 병행되므로 두 결과의 차이를 설명할 기준이 필요하다^[3]. 본 논문은 이를 최소 고려 사항으로 제한하여, 동일 이벤트의 운전점ㆍ외부망 등가ㆍ초기조건을 일치시키고, 공통 접속점 (Point of Common Coupling, PCC) 전압, 유효ㆍ무효전력, 주파수, 제한기 동작 여부 등 공통 지표로 비교하며, 차이는 경계조건, 제어기 구현, 보호ㆍ제한기 모델링, 수치 설정 차이로 구분하여 해석한다^[10].

3.1. 비교 리뷰의 대상과 방법

해외 문헌을 영국(UK), 북미 NERC, 북미 ISO/TSO, IEC, CIGRE, Real-code/DLL의 6개 문헌군으로 구분하여 공통 비교축에 따라 검토하였다.

본 비교는 모든 관련 문헌을 망라하는 체계적 문헌고찰이 아니라, 제출–검증–수용–변경 관리–상호운용성의 다섯 축을 공개적으로 명문화한 기술 기준을 대상으로 한 목적적 선정이다. 포함 기준은 ① IBR 또는 HVDC의EMT 모델 제출ㆍ검증 요건을 공식 문서로 명문화하였을 것, ② 공개 접근 가능한 영어 문헌일 것, ③ 위 다섯 축 중 하나 이상을 구체적으로 규정할 것이다. 일본ㆍ호주ㆍ유럽 대륙(ENTSO-E) 등은 본 연구 시점에 관련 요건이 위 기준을 충족하는 형태로 충분히 공개ㆍ정리되어 있지 않거나 언어 접근성이 제한되어 1차 분석에서 제외하였으며, 향후 확장 대상이다. 선정된 6개 문헌군(영국, NERC, 북미 ISO/TSO, IEC, CIGRE, Real-code/DLL)은 다섯 축을 포괄하여 본 비교의 대표성을 확보한다.

Table 3은 12개 비교축(C1~C12)에 따른 해외 EMT 모델 제출ㆍ검증 요구사항 비교 매트릭스이다.

3.2. R1: 영국(UK) 계열 문헌군: 프로세스와 컴플라이언스 중심 접근[9,18-25]

영국 계열 문헌군은 EMT 모델 제출을 그리드 코드 준수 및 접속 심사 프로세스의 일부로 다룬다. NESO/ESO 문서는 RMS 모델로 부족한 경우를 EMT 제출 근거로 들고, PSCAD/EMTDC 호환성, 컴파일러, 시간 스텝 등 즉시 사용 가능한 제출물과 검토ㆍ재제출 조건을 컴플라이언스 절차 안에서 명확히 한다.

3.3. R2: NERC 문헌군: 요구사항, 품질보증, 검증 관행 중심 접근[2,3,26-28]

NERC 문헌군은 EMT 모델 제출ㆍ검증을 신뢰도 관점의 요구사항과 품질보증 체계로 정리하며, 모델 정확성ㆍ사용성ㆍ문서화ㆍ검증을 포괄하는 프레임을 강조하고 활용 범위를 운영계획과 실제 이벤트 재현까지 확장하여, 모델이 접속 심사 이후에도 지속적으로 활용될 수 있음을 시사한다.

3.4. R3: 북미 ISO/TSO 문헌군: 실제 제출 요구와 체크리스트 중심 접근[7,8,29-31]

북미 ISO/TSO 문헌군은 체크리스트 형태의 구체 요구사항을 제시한다. ISO-NE는 장비 수준 모델은 제조사가, 플랜트 수준 통합은 개발자 또는 통합자가 책임지게 하고 진단 플래그, 보호 기능 비활성화 옵션 등 검증 가능한 모델을 요구하며, MISO는 사용자 정의 모델의 DLL과 문서 동시 제출을 요구하여 추적성과 재현성을 제도적으로 확보하려 한다.

3.5. R4-R5: IEC 및 CIGRE 문헌군: 구조화와 범위 정의 중심 접근[15,32-34]

IEC와 CIGRE 문헌군은 모델 구조화, 인터페이스, 범위 정의에 초점을 둔다. IEC 계열은 이종 소프트웨어 환경을 위한 구조ㆍ인터페이스 표준화로 상호운용성 논의의 근거가 되고, CIGRE 문헌군은 HVDC 및 DC 그리드를 포함한 모델링 범위를 정리하여 IBR과 HVDC/DC 그리드를 동일 프레임에서 다루는 근거를 제공한다.

3.6. R6: Real-code/DLL 문헌군: 상호운용성의 해법/검증 과제 확장[16,35-40]

IEEE/CIGRE DLL 표준 관련 문헌과 Real-code 활용 자료는 실제 제어코드 또는 동등한 코드를 DLL로 제공하는 방식을 제시하며, 이는 제어 충실도와 IP 보호 측면에서 장점이 있다. 그러나 인터페이스 정의, 샘플타임, 초기화, 오류 처리, 결정성, 회귀 시험 등 추가 검증 요구가 발생하므로, API 계약과 테스트 하네스, 지표 기반 수용판정이 함께 설계되어야 한다. 따라서 본 논문은 Real-code/DLL을 상호운용성 축에서 관리해야 하는 제출 형태로 위치시킨다.

3.7. 시사점 도출

검토한 문헌군은 형식은 달라도 ① 현상ㆍ목적 기반 제출 요구, ② 문서ㆍ환경 정보ㆍI/O 정의ㆍ시험 결과를 포함한 제출 패키지, ③ 계층화된 시험ㆍ이벤트 세트ㆍ정량 지표 기반 검증, ④ 검증가능성ㆍ재현성ㆍ추적성 기준의 수용, ⑤ 제출 체계에 내재된 변경 관리와 상호운용성으로 수렴한다.

4.1. 공통 프레임의 정의와 의미

검토한 해외 문헌은 Fig. 1과 같이 제출, 검증, 수용판정, 변경 관리, 상호운용성의 다섯 요소로 구조화되며, 권역별 차이는 이 공통 프레임 위에서의 세부 요구 수준 차이에 해당한다. 제출은 범위ㆍ파라미터 근거ㆍ입출력ㆍ실행 환경ㆍ시험 결과 등 최소 패키지를 제공하고, 검증은 계층적 시험ㆍ이벤트 세트로 확인하며, 수용판정은 정량 지표ㆍ판정 규칙으로 사용 가능 여부를 판단한다. 변경 관리는 승인 후 모델–설비 일치를 버전 관리ㆍ회귀 시험으로 유지하고, 상호운용성은 서로 다른 툴ㆍ환경ㆍ제출 형태에서 재현성ㆍ검증가능성을 확보하는 문제이다.

Fig. 1. Common framework for EMT model governance

4.2. 제출물(Deliverables)의 공통 구조

제출물의 핵심은 검토자가 추가 문의 없이 모델을 이해ㆍ실행할 수 있는 완전성과 동일 조건에서 동일 결과를 얻는 재현성이며, 네이티브 모델은 실행환경ㆍ프로젝트 구성이, 블랙박스ㆍReal-code/DLL 모델은 인터페이스 정의ㆍ진단 채널이 더 중요하다.

4.3. 검증 시험의 공통 범주

검증 시험은 문헌마다 명칭은 달라도 기능 시험(제어ㆍ보호 로직 동작), 성능 시험(응답 크기ㆍ정착시간 등 정량 지표), 통합 시험(설비 결합 시 상호작용), 회귀 시험(변경 후 승인 성능 유지)의 네 범주로 정리되며(Table 2), 수용판정 기준 설정의 바탕이 된다.

4.4. 수용판정과 변경 관리의 핵심 요구 사항

수용판정은 사전에 정의된 이벤트 세트와 정량 지표로 수행되며 조건부 수용을 포함한다. 변경 관리는 승인 이후 파라미터ㆍ소프트웨어ㆍ설비 구성 변경에 따른 모델–설비 불일치를 변경 이력 관리와 회귀 시험으로 방지하는 핵심 절차이다.

4.5. 상호운용성의 공통 요구사항

본 논문은 상호운용성을 이종 환경 간 호환성에 국한하지 않고 재현 가능성, 인터페이스 명확성, 검증ㆍ수용판정 가능성의 문제로 이해하며, Real-code/DLL 모델은 실행환경 외에 API 정의, 샘플타임, 초기화, 오류코드, 결정성 등의 추가 요구를 수반한다.

서로 다른 EMT 도구(PSCAD, EMTP-RV 등) 간 모델 호환성 확보에는 다음 기술 권고가 유효하다. 첫째, IEEE/ CIGRE DLL 표준 인터페이스 준수로 도구 종속성을 최소화한다^[16]. 둘째, 샘플타임ㆍ시간스텝, 초기화, 솔버ㆍ보간 설정, 컴파일러ㆍ런타임 정보 등 이식에 필요한 메타데이터를 제출 패키지에 명시한다. 셋째, 동일 입력에 대한 회귀 시험으로 도구 간 결과 동등성을 정량 확인한다. 넷째, 모델ㆍ인터페이스 버전과 의존성을 변경 관리 축에서 추적한다. 이는 상호운용성을 단순 호환성이 아니라 검증가능성 유지의 조건으로 다루는 본 절 관점과 일치한다.

5.1. 프로세스 설계 원칙

해외 체계를 국내에 적용하려면 다음을 고려해야 한다. 첫째, 운영ㆍ계획기관, 발전사업자, 제조사, 해석기관, 시험기관이 관여하는 다자 구조가 예상되므로 단계별 책임과 승인 주체가 명확해야 한다. 둘째, IP 및 보안 제약으로 블랙박스 또는 Real-code/DLL 기반 제출이 현실적 대안이 될 수 있다. 셋째, HVDC 및 DC 그리드까지 확장 가능한 공통 절차 + 설비별 확장 항목 구조가 필요하다. 이에 국내형 프로세스는 현상ㆍ목적 기반 제출 요구, 검증 가능한 제출 패키지, 운영과 변경 관리까지 연결되는 End-to-End 구조, Real-code/DLL에 대한 추가 요구를 원칙으로 하여 제출물 불완전성, 검증 불가능성, 책임 경계 불명확성, 변경 이력 관리 부재를 최소화하도록 한다.

5.2. 게이트 기반 전주기 (End-to-End) 워크 플로우

본 논문은 국내형 절차를 Fig. 2와 같이 G0~G8의 게이트 기반 프로세스로 제안한다. 게이트 구조는 각 단계의 목적, 산출물, 책임, 판정 기준을 명확히 구분할 수 있어 반복적 엔지니어링 절차에 적합하다.

Fig. 2. Gate-based end-to-end workflow for EMT model submission

⦁G0: EMT 필요성 스크리닝
대상 설비와 연구 목적을 검토하여 EMT 해석 필요 여부를 판단한다. 약계통, 보호ㆍ제어 상호작용, HVDC/DC 이벤트, 불평형 과도 등이 예상되면 EMT 제출 요구가 발동될 수 있으며, 사전 스크리닝 수준이면 PDT 해석을 우선 적용한다.

⦁G1: 요구사항 정의
검토 목적(예: 약계통 안정도, 고장 지속 운전 능력(Fault Ride Through, FRT), 제어모드 전환, HVDC 복구 시퀀스), 필수 이벤트 세트, 최소 출력 채널, 검증 지표를 정한다. G1은 전체 기준선이므로 운영/계획기관과 해석기관의 사전 합의가 필요하다.

⦁G2: 모델 범위 및 경계조건 정의
포함ㆍ제외ㆍ단순화할 요소(컨버터, 제어기, 제한기, 보호, 필터, 외부망 등가 등)와 운전점ㆍ초기조건을 정의하고, HVDC/DC 그리드는 DC 보호, 차단기, 재기동, 제어모드 전환의 포함 여부를 명시한다. 범위 정의서는 검증 실패 시 원인 분석의 기준이 된다.

⦁G3: 제출 패키지 구성 및 제출
모델, 기술 문서, 입출력 정의, 시험 리포트, 환경 정보, 버전ㆍ변경 이력을 포함한 실행 가능한 패키지를 제출한다. 장비 수준 모델은 제조사가, 플랜트 또는 링크 수준 통합 모델은 발전사업자 또는 통합자가 책임진다.

⦁G4: 사전 품질점검
컴파일ㆍ실행 가능성, 초기조건 재현, 필수 출력 채널과 진단 플래그, 시간 스텝을 점검한다. G4는 검증 자체가 불가능한 모델을 검증시험 이전에 걸러 검토 지연을 줄이는 반려 게이트이다.

⦁G5: 검증시험 수행
기능ㆍ성능ㆍ통합 시험을 수행하며, 필요시 HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation) 또는 레플리카 제어기(Replica controller) 기반 시험 결과를 추가 증거로 활용한다. 시험 결과 리포트와 지표 요약표는 수용판정의 근거가 된다.

⦁G6: 수용판정
판정 결과는 이후 운영, 변경 관리 및 회귀 시험의 기준 버전이 된다.

⦁G7: 운영 적용 및 피드백
승인 모델을 계획ㆍ운영 해석에 적용하며, 운영 중 이상 응답은 G8 또는 상위 게이트로 환류된다.

⦁G8: 변경 관리 및 회귀 시험
제어기 버전, 파라미터, 보호 로직, 설비 구성 변경 시 영향 수준에 따라 최소 회귀 시험 또는 재승인을 수행하여 제출 체계를 폐루프로 만든다.

5.3. 역할ㆍ책임(R&R/RACI)과 산출물 매핑

국내와 같이 EMT 제출ㆍ검증 체계가 아직 정립되지 않은 환경에서는 역할과 책임이 사전에 구조화되지 않으면 제출물 누락, 검증 지연, 변경 이후 관리 공백이 반복될 수 있다. 이에 운영/계획기관(제출 요구 발동, 최종 수용판정ㆍ변경 관리 기준 승인), 발전사업자/통합자(제출 패키지 총괄), 제조사(장비 수준 모델 충실도의 1차 책임), 해석/시험기관(품질 점검, 검증ㆍ회귀 시험 수행)의 네 범주로 역할을 구분하고, Table 5에 단계별 역할과 책임, 핵심 산출물을 정리하였다.

한편 위의 일반화된 역할 구분이 실제 국내 EMT 제출을 준비하는 실무자에게 도움이 되도록, 국내 계통운영 체계를 반영한 기관 대응을 Table 5에 함께 병기하였다. 운영ㆍ계획기관은 전력거래소 (KPX)에 대응하여 EMT 해석 요건과 수용판정 기준을 정의하고 최종 수용판정을 담당하며, 계통 접속 조건과 계통 데이터 제공은 한국전력공사 (KEPCO)가 담당한다. 발전사업자 또는 통합자는 제출 패키지를 총괄하고, 제조사는 장비 수준 모델과 Real-code/DLL의 정확성을 책임지며, 해석ㆍ검증기관 (제3자 시험기관)은 정량 검증과 기술적 정합성 확인을 수행한다. 다만 국내 EMT 제출ㆍ검증 거버넌스가 제도화 과정에 있으므로, 본 기관 대응은 예시적이며 제도화 경과에 따라 조정될 수 있다.

5.4. 상호운용성 축 반영: Real-code/DLL 제출 시 추가 요구사항

국내형 프로세스는 네이티브 모델을 기본으로 하되 Real-code/DLL 모델도 동일 절차 안에서 관리한다. 이를 위해 API 수준의 입출력ㆍ단위ㆍ샘플타임ㆍ초기화ㆍ오류코드 정의, 표준 이벤트 세트를 주입ㆍ기록하는 테스트 하네스, 상태ㆍ보호ㆍ제한기 동작 플래그, DLL 버전 변경 시 회귀 시험을 요구하며, Fig. 3과 같이 기본 게이트 구조에 G3ㆍG4ㆍG5ㆍG8의 추가 체크포인트를 두는 형태로 관리한다.

Fig. 3. Integration of interoperability axis for real-code/DLL models

5.5. 적용 사례: 수용판정(G6) 게이트의 정량 판별 예시

앞 절들에서 제안한 국내형 EMT 모델 제출ㆍ검증 프로세스는 게이트 기반의 절차적 구조를 가진다. 본 절에서는 제안 프로세스 전체 (G0~G8)를 단일 사례로 실증하기보다, 심사 과정에서 공통적으로 제기된 수용판정 단계의 실효성에 초점을 맞추어, 수용판정 게이트 (G6)의 정량 기준이 모델의 합격ㆍ불합격을 어떻게 판별하는지를 두 개의 대표 시나리오를 통해 예시한다.

먼저 본 예시의 성격을 분명히 한다. 본 절에서 제시하는 파형은 특정 실계통이나 상용 EMT 도구의 정밀 EMT 해석 결과가 아니라, 게이트 정량 판정 기준의 판별력을 설명하기 위한 축소차수 수치 예시(reduced-order numerical example)이다. 각 파형은 유효전력 동특성을 2차 감쇠 모델로 표현하고 이를 수치 적분하여 직접 계산한 것이며, 이러한 축소차수 접근은 약계통 조건에서의 전압형 컨버터 안정도 분석에 2차 축소모델이 활용된 선례^[41]와 같은 맥락이다. 합격 모델과 불합격 모델은 약계통 제어 상호작용 및 구현 품질의 차이를 반영하도록 구성하였다. 따라서 본 절의 결론은 검토한 시나리오의 범위 안에서 게이트 판정 절차의 유효성을 보이는 데 목적이 있으며, 정량 임계값 자체의 일반적 타당성을 주장하는 것은 아니다.

판정에 적용한 정량 기준은 Table 4에 정리한 정상상태 RMSE, 복구시간($t_{90\%}$), 오버슈트/언더슈트, 정상상태오차이며, 판정규칙은 모든 필수 지표가 임계값을 동시에 충족할 때에만 통과로 인정하는 합치 규칙을 따른다.

(1) 시나리오 A — 약계통($SCR = 1.5$) 고장 후 유효전력 복구
시나리오 A는 단락비(SCR)가 1.5인 약계통^[41] 조건에서 고장 (0.50 – 0.65 s)의 발생과 차단 이후 유효전력이 기준값 (1.0p.u.)으로 복구되는 과정을 다룬다. Fig. 4(a)는 기준 응답과 함께 두 후보 모델의 복구 거동을 비교한 것이다. 후-튜닝 모델은 차단 직후 약 9%의 오버슈트를 보이며 기준값으로 빠르게 정착하였고 (정상상태 RMSE 약 1.9%, 차단 후 약 60ms 이내 정착), Table 4의 네 지표를 모두 충족하여 수용판정을 통과한다. 반면 전-튜닝 모델은 외형상 복구하는 듯 보이나, 약 32%의 과도한 오버슈트 ($\pm 10\%$ 초과), 차단 후 약 0.70pu로 처지는 불완전 복구 (정상상태오차 약$-30\%$), 그리고 약계통에서 PLL의 위상지연이 부($-$)의 감쇠 성분을 유발할 수 있다는 점^[41]과 변환기–계통 간 다주파수 상호작용^[14] 및 약계통 연계 거동 ^[25]에 근거한 저감쇠 차동기 진동 (정상상태 RMSE 약 31%)을 동시에 나타내어, 복수의 필수 지표를 위반하므로 불합격으로 판정된다.

특히 주목할 점은, 평균적 복구 여부와 같은 단일 지표만으로는 전-튜닝 모델이 정상으로 오인될 수 있으나, 복수 지표의 합치 판정을 적용하면 외형상 복구된 모델에 내재한 불완전 복구와 저감쇠 진동이 모두 드러난다는 것이다. 이는 수용판정 게이트가 단일 파형 비교를 넘어 모델 품질을 다지표 기반으로 판별함을 보인다.

(2) 시나리오 B — 단위 수준 유효전력 스텝 응답
시나리오 B는 유닛 수준의 기능ㆍ성능 시험에 해당하는 단위 유효전력 스텝 응답을 다룬다. Fig. 4(b)에서 수정본 모델은 약 120ms 이내에 정상상태 오차 없이 (정상상태 오차 약 0%) 평활하게 정착하여 수용 판정을 통과한다. 반면 초기 제출본 모델은 약 5%의 정상상태 오차와 스텝 시점에서 유발되는 고주파 수치진동 (진폭 약 5%)을 보이며 정착이 지연되어, 정상상태 오차 및 진동 기준을 위반하므로 불합격으로 판정된다. 이러한 정상상태 오차와 수치 진동은 모델 자체의 물리적 결함이라기보다 샘플타임ㆍ시간스텝 설정, 초기화 절차 등 구현 품질에 기인하는 결함 유형이며^[16], 제출ㆍ검증 과정에서 회귀 시험과 구현 메타데이터 점검을 통해 식별ㆍ관리되어야 한다. 본 시험은 Table 2의 유닛 수준 기능ㆍ성능 시험 범주^{[2, 6, 10]}에 해당한다.

(3) 시사점
두 시나리오는 제안 프로세스의 수용판정 게이트가 합격 모델과 불합격 모델을 정량 기준에 따라 일관되게 판별함을 예시한다. 또한 RMSE 단일 지표가 아니라 오버슈트, 정상상태 오차, 진동 특성을 포함한 복수 지표의 합치 판정을 적용함으로써, 외형상 복구하는 모델의 잠재적 불안정성까지 식별할 수 있음을 보인다. 다만 본 예시는 축소차수 수치 예시로서 게이트 판정 절차의 판별력 시연을 목적으로 하며, 검토한 시나리오의 범위 안에서 유효하다.

제안 기준을 특정 실계통 설비에 적용ㆍ검증하기 위해서는 동일 시나리오를 상용 EMT 도구로 재현하는 후속 실증이 필요하다.

Fig. 4. Illustrative reduced-order examples for the G6 acceptance gate: (a) post-fault active power recovery in a weak grid (SCR = 1.5), comparing a passing (post-tuned) and a failing (pre-tuned) model; (b) unit-level active power step response, comparing a passing (revised) and a failing (initial) model

6.1. 제출 패키지 구성 원칙

제출물은 검토자 또는 해석기관이 모델을 이해ㆍ재현ㆍ검증할 수 있도록 최소 정보를 함께 제공하는 패키지여야 하며, 이는 ISO/TSO 요구사항과도 일치한다. Table 6은 제출 패키지를 모델, 기술 문서, 검증 리포트, 환경 및 변경 정보의 네 범주로 정리한 것이다. 각 항목은 상호 연결되어, 환경 정보가 없으면 재현성이, 검증 리포트가 없으면 수용판정 근거가 부족해진다.

6.2. 실무형 체크리스트의 핵심 범주

실무형 체크리스트는 검토자가 반드시 확인해야 할 핵심 범주 중심으로 ① 범위 및 경계조건(적용 목적과 범위의 명확성), ② 실행성 및 재현성(실행 가능 여부와 동일 조건 반복 재현), ③ 검증가능성(필수 출력 채널과 진단 정보), ④ 수용판정 근거(기능ㆍ성능ㆍ통합 시험 결과), ⑤ 변경 관리(승인 이후 모델–설비 일치 유지)의 다섯 범주로 구성한다. Table 7은 각 범주를 최소ㆍ권장ㆍ확장 수준으로 정리한 것이며, 세부 체크 항목은 향후 운영기관 또는 연구과제 수행 과정에서 별도 지침으로 구체화할 수 있다.

6.3. Real-code/DLL 및 PDT-EMT 정합에 대한 추가 고려사항

Real-code/DLL 제출과 PDT–EMT 정합은 기본 프로세스에 추가 요구가 결합되는 보조 축이다. 전자는 5.4절의 추가 체크포인트로 처리하고, 후자는 2.4절의 최소 고려 사항에 더해 제어ㆍ보호ㆍ제한기 등 비선형 요소 구현 차이의 문서화와 불일치 시 재검증 조건을 확인한다.

동일 이벤트에서 PDT와 EMT 결과가 크게 상이한 경우의 판단 기준도 필요하다. 본 논문은 PDT와 EMT를 우열 관계가 아니라 해석 목적ㆍ시간 해상도가 다른 상호보완적 도구로 본다. 고속 과도, 광대역 제어 상호작용, 고조파ㆍ공진 등 EMT 고유 영역에서는 검증된EMT 결과를 기준으로 보는 것이 타당하고, 대규모 계통의 저주파ㆍ정상상태 거동에는 PDT가 효율적이다. 불일치가 발생하면 모델링 차이, 경계조건, 시간스텝, 초기화 차이 등 원인을 먼저 규명하며, 규명 전에는 한쪽을 임의 채택하지 않는다. EMT 검증 영역에서는 Table 4의 정량 합격기준을 충족한 EMT 결과를 우선하고, 허용 오차도 동일 수용판정 지표 체계를 따른다.

7.1. 국내 도입 시 예상되는 병목 현상

국내 도입 시에는 제도적ㆍ실무적 병목도 고려해야 한다. 운전점, 외부망 등가, 보호ㆍ제어 설정, 출력 채널 정의 등 부가 정보가 주체별로 분산되거나 문서화 수준이 고르지 않으면 재현성과 검증가능성이 확보되지 않아 수용판정이 지연될 수 있고, 책임 경계가 불명확하면 제출물 누락, 검증 책임 전가, 변경 이후 관리 공백이 발생할 수 있다.

G0~G8 게이트 구조가 IBR 도입 확대의 행정적 장벽이 될 수 있다는 우려가 있을 수 있다. 그러나 제안 게이트는 행정 절차를 늘리려는 것이 아니라 각 단계의 책임ㆍ산출물ㆍ판정 시점을 명확히 하는 장치이며, 리스크 비례 적용을 전제로 한다. 즉 표준화된 소규모 설비에는 일부 게이트를 통합ㆍ간소화한 트랙을, 대규모ㆍ약계통ㆍ신규 제어방식 설비에는 전체 게이트를 적용하는 차등 방식을 둘 수 있다. 제출 템플릿 표준화와 검증 자동화로 단계별 행정 부담도 완화할 수 있다.

7.2. Real-code/DLL 기반 제출의 장점과 한계

Real-code/DLL 모델은 제어 충실도와 IP 보호에 유리하나 블랙박스로 제공되는 경우가 많아, 입출력 정의, 샘플타임, 초기화, 상태 플래그, 회귀 시험 체계 등이 함께 제공되어야 검증가능성이 확보된다.

Real-code/DLL 제출에서는 제조사의 지적 재산권 보호와 운영기관의 검증 투명성 요구가 상충할 수 있다. 본 논문은 균형을 위해 다음을 제언한다. 첫째, 소스코드 비공개를 전제로 컴파일된 DLL/Real-code에 대한 입출력 기반 (black-box) 기능ㆍ성능 시험으로 검증 충분성을 확보한다. 둘째, 비밀 유지 계약 하, 제3자 검증기관을 활용해 IP를 보호하면서 검증 신뢰를 확보한다. 셋째, 표준 DLL 인터페이스^[16]로 내부 구현 노출을 최소화하며 상호운용성을 보장한다. 넷째, 검증에 필요한 최소 정보 범위 (필수 이벤트ㆍ관측량)를 사전 합의하여 과도한 공개 요구를 방지한다.

7.3. 제안 프로세스의 활용 가능성과 한계

제안 프로세스는 해외 공통 프레임을 국내 실무에 적용 가능한 End-to-End 절차로 재정리하고 검증 가능한 제출물의 필수 구성요소를 제시하였다는 점에서 의미가 있다. 수용 기준을 사전에 명확히 하면 재제출과 반려를 줄여 제출의 예측가능성을 높이고, 장기적으로 IBR 계통 연계를 촉진할 수 있다.

다만 본 논문은 실제 제출 사례 기반의 정량 시연이나 대규모 실증을 포함하지 않으므로, 제안 프로세스는 문헌 기반의 구조화된 프레임과 실무형 제안의 성격을 가지며 실제 운영 기준으로 적용하려면 추가 검증과 보완이 필요하다. 후속 과제로는 게이트별 정량 수용판정 기준의 구체화, 검수ㆍ회귀 시험 자동화, IBR과 HVDC/DC 그리드를 포괄하는 표준 이벤트 세트와 벤치마크 데이터베이스 구축, 제출 주체–검토 주체–활용 목적의 제도적 정렬이 필요하다.