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시그레 한국위원회, HVDC 연구 질적 향상위해 총력
CIGRE 2019 HVDC 연구회 기술 세미나 성료
2019년 10월 21일 (월) 10:48:15 한국전력신문 webmaster@epnews.co.kr

‘에너지플러스 2019’에서는 다채로운 부대행사가 펼쳐졌다. 특히 주목받는 행사 중 하나로 ‘시그레 한국위원회 및 HVDC 연구회’가 주최하는 ‘CIGRE 2019년도 HVDC 연구회 기술 세미나’가 큰 주목을 받았다. 행사에서는 HVDC와 관련된 8개의 주제가 세션1, 2로 나뉘어 발표됐다.

◆CIGRE, HVDC 연구회 기술 세미나

국내 HVDC 분야 산·학·연 전문가들이 한 자리에 모여 HVDC 기술 현황과 미래 비전에 대해 다각적인 발표와 논의를 위한 장이 마련됐다.
시그레 한국위원회(위원장 장재원) 및 HVDC 연구회는 16일 코엑스 컨퍼런스룸 308호에서  ‘CIGRE 2019년도 HVDC 연구회 기술 세미나’를 개최했다. 이번 세미나는 16일부터 18일까지 열린 ‘에너지플러스 2019’ 부대행사 일환으로 HVDC & FACTS 사업 증가에 따른 산·학·연 인프라 저변 확대를 목적으로 성대히 진행됐다.
장재원 시그레 한국위원회 위원장은 “이번 기술세미나는 HVDC 관련 대학 및 연구기관의 기초연구 활성화와 해당 연구의 질적 향상을 유도하기 위해 개최하게 됐다”며 “오늘 다양한 주제의 발표 내용들이 이 자리에 참가한 산·학·연 전문가들에게 많은 도움이 됐으면 하는 바람”이라고 밝혔다.
이날 세미나는 세션1과 세션2로 나뉘어 진행됐다. 세션1에서는 △HVDC 사업현황 및 기술개발(이명희 한전 실장) △제주 #3HDVC 기술개요 및 운영방안(곽주식 전력연구원 부장) △GE C&P 제어기 개발현황 및 Trend 소개(박인수 KAPES 팀장) △전압형 HVDC 서브모듈 성능평가장치 개발(김태진 전기연구원 박사)이 진행됐으며 세션2에서는 △GW급 HVDC 설비의 최적운전방법 고찰(허성일 전력거래소 차장) △LS산전의 대용량 전력변환기술 개벌 현황(이은재 LS산전 박사) △전압형 HVDC 시스템 기술현황과 전망(정홍주 효성 중공업 부장) △HVDC 케이블 개발 및 국내 R&D 동향 발표가 이어졌다.
한편 시그레 한국위원회는 17일 HVDC에 관심있는 전문가들과 함께 당진 500kV HVDC 건설현장 테크니컬 투어를 실시했다.
테크니컬 투어는 지중송전선로를 당진 부곡산단내 북당진 변환소에서 평택 국가산단내 고덕변환소까지 연결하는 국내 최초의 500KV HVDC(High-Voltage, Direct Current, 고압직류송전) 해저터널 공사다.
참고로 당진~평택 전력구의 터널 총연장은 5224m로 1구간은 3379m, 2구간은 1845m 등 2개 구간으로 나뉘며 강재수직구 1개소를 포함해 약 3개소의 수직구를 포함한다.

◆HVDC 사업현황 및 기술개발

이날 세미나에서 ‘HVDC 사업현황 및 기술개발’이라는 주제로 발표한 이명희 한전 실장은 참석자들에게 큰 호응을 받았다. 발표는 크게 △HVDC 기술 개요 △HVDC 사업 및 시장현황 △기술개발 및 전망으로 나뉘어 진행됐다.
이명희 한전 실장은 우선 HVDC 개요를 언급하며 “HVDC 방식은 발전소에서 생산된 교류전력을 직류로 변환시켜 송전한 후에 수전점에서 교류로 재 변환시켜 부하수요지역으로 전력을 공급하는 방식”이라고 설명했다.
이어 이 실장은 직류 송전방식의 장점으로 △AC의 장거리 전력전송 제약해소 및 투자비 절감 △송전설비 투자비용 절감(선로의 전선소요량이 줄어 철탑크기 감소/ HVDC 송전선로 1회선 구성: 3개 전선 필요/ HVDC 송전선로 1회선: 1개 또는 2개 필요) △주파수가 다른 전력계통간 연계(비동기 전력계통 연계 가능, 대용량 신재생에너지 연계에 유리/ 국가간, 대륙간 전력계통 연계: 북유럽 수퍼그리드 및 동북아 수퍼그리드) △낮은 송전 손실(리엑턴스 성분에 의한 손실이 없음-장거리 대전력 전송시 HVDC 송전방식이 더욱 유리) △낮은 단락전류(신규 발전소 연계, 단락전류 과다개소 계통분리에 HVDC 적용) △고속제어 특성(고속제어로 계통외란을 신속히 안정시킴-발전기 고장시 신속한 부하공급 가능) 등을 손꼽았다. 
또 ‘HVDC 사업 및 시장동향’ 주제 발표에서는 △육지-제주간 #1, 2HVDC △#1HVDC 설비개요 △#2HVDC 설비개요 △#1-2HVDC 특성비교 등 다양한 내용이 발표됐다.
이 실장은 “제주와 육지간 전력계통 연계로 제주지역 전력공급 신뢰도가 향상됐으며 신재생 에너지 확대에 따른 전력계통 안정화에 기여하고 있다”며 “경제성 향상으로 육지계통 전력 수전으로 구입전력비 절감으로 인해 전기요금 증가요인 억제와 운영기술력이 향상됐다”고 설명했다.
특히 ‘운영 기술력 향상’으로는 △HVDC 변환설비 기자재 국산화(자재 적기 수급, HVDC 증가에 따른 국내 중소기업 동반성장 체계 구축) △HVDC 운영기술 자립실현(자체 고장분석, 설비개선, 정비메뉴얼 및 운전절차서 발간) △HVDC 운전 신뢰도 향상으로 세계 수준 운영기술력 보유(제주-육지간 HVDC 설비가동률: 99.91%, 고장율:2.75회)등으로 밝혔다.

◆GW급 HVDC 설비의 최적운전방법 고찰

허성일 전력거래소 차장은 이날 세미나에서 AC/DC 송전계통의 신뢰도 및 전력계통 효율성을 고려한 ‘GW급 HVDC 설비의 최적운전방법 고찰’이라는 주제를 발표했다. 크게 △국내 HVDC 설비 신설 전망 △GW급 HVDC 최적 운전방법 △서해안 HVDC 신설과 전력계통 영향 및 결론으로 나뉘어 진행했다.
허 차장은 “국내 HVDC 설비 신설 전망의 경우 동·서해안의 발전단지로부터 부하집중지역, 특히 수도권으로 송전을 위해 육지계통의 HVDC 설비 투입이 계획됐다”며 “초고압 AC 송전망과 대용량 HVDC 시스템의 병행운전 시 계통운영의 복잡성과 불확실성이 증가하여 이를 고려한 안전도 확보 전략 수립이 요구된다”고 밝혔다.
GW급 HVDC 설비의 최적 운영을 위한 운전방법 결정에 관한 연구는 △HVDC 도입에 따른 초고압 AC송전계통과 HVDC시스템의 병행운전 시 안정도를 고려한 운전방법 수립 △HVDC 운영 시 계통안정도 유지범위 내에서 경제적인 전력 전송량 수준과 발전기 출력 배분방안 수립 등으로 설명했다.
또 허 차장은 “HVDC 송전방식의 경우 AC 전력망에 투입된 FACTS와 같이 보조적인 제어를 제공하는 능동적 설비에 해당하며 운영의 복잡성을 증대시키며 연계 AC계통의 특성에 따라 상이한 기술적인 이슈가 발생된다. 또한 지역적, 국가적 및 국가간 연계 수준에서의 협조가 필요할 수 있다”고 밝혔다.
한편 운영효율성 제고를 위해 HVDC 최적운영방법으로 △HVDC 전력전송량의 안전 운전영역 내에서 운영 효율성 측면을 고려한 최적의 HVDC 전력전송량 수준을 결정될 필요 등과 다기 HVDC 안전운전 실시간 감시 및 대책 적용방안으로 △실시간 운영 시 HVDC의 기술적 문제에 의한 운전 제한 또는 다를 안전도 요서 제약의 변화로 HVDC 전력전송량이 변경(저감)될 수 있음 등으로 설명했다.

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