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대형 근해풍력단지의 다중터미널 고전압직류 송전의 토폴로지

전문가 제언: ○ 최근 화석연료의 부족과 온실가스 문제 등으로 재생에너지 개발에 대한 관심이 세계적으로 커지면서 선진국을 중심으로 재생에너지 중에 대규모 해상풍력 발전단지가 계속 증가하고 있다. 해상풍력단지에서 육지 그리드에 전력전송은 주로 HVDC계통의 적용이 고려되고 있다. 해상풍력단지는 점차 대형화되고 육지에서 거리도 증가하는 추세이기 때문에 향후 HVDC계통의 수요가 증가할 것으로 전망된다.

○ HVDC계통은 사이리스터 밸브를 이용하는 전류형(LCC: Line Com- mutated Converter)과 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 소자를 이용한 전압형(VSC; Voltage Source Converter)으로 크게 분류할 수 있다. 전류형이 이제까지 주로 가격경쟁에서 유리했지만 HVDC 스테이션의 규모 및 시동 시 제어의 복잡성 때문에 운전의 유연성 및 제어의 용이성과 반도체소자 성능의 향상으로 사용전압도 상승하여 HVDC?VSC계통이 증가할 것으로 전망한다.

○ 본고에서 기술한 다중 터미널 HVDC?VSC전력전송의 토폴로지는 풍력단지의 환경과 지상 그리드의 조건에 따라서 최적의 전력계통 구조가 결정되어야 한다. 현재 HVDC 시장규모는 세계적으로 60조 원대로 추산되지만 HVDC관련 기술은 현재 독일(지멘스), 프랑스(아레바), 스위스(ABB) 등 3개국이 거의 독점하고 있다.

○ 국내에서는 한전이 HVDC기술 국산화 및 산업화를 위해 LS산전, 대한전선 및 LS전선과 협동연구를 추진하고 있다. 국내 HVDC전력전송은 1997년 11월 제주~해남 간에 설치되었고 최근 한전에서 진행 중인 제주~진도 간에도 사이리스터를 이용한 컨버터를 적용한 HVDC전력계통이 2011년 완공될 예정이다. 앞으로 국가 간 또는 해상 등 풍력단지에서 육상으로 전력전송이 HVDC계통을 이용한 전력전송 방식이 증가할 것으로 예상된다. 따라서 지금이 이와 관련된 전력전송 기술에 대한 체계적인 연구개발이 더욱 필요한 시기라고 생각된다.

저자: Oriol Gomis-Bellmunta, etc
자료유형: 학술정보