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전력 기술이 발전함에 따라 송전 방식도 점차 발전하고 있습니다. 송전은 발전소에서 발생한 전력을 멀리 있는 공장이나 일반 가정 등으로 수송하는 것을 말하는데요. 전력은 송전선로의 전선을 타고 멀리 이동합니다. 전선에는 전기저항이 있어 전력의 일부가 손실되기도 하죠. 이때 전력 손실을 대폭 줄여주는 똑똑한 송전 신기술이 있다고 합니다. 똑똑한 송전 방식, 초고압 직류 송전 시스템 HVDC를 소개합니다.

 

HVDC란 무엇인가

HVDC(High-Voltage, Direct Current) 시스템은 초고압 직류 송전 시스템입니다. 발전소에서 생산된 전력을 교류에서 직류로, 다시 교류로 바꿔 수요자에게 공급하는 방식이죠. 바로 아래와 같은 과정으로 이루어집니다.

 

전력 변환 기술 ⓒ최성수 제작

 

1. 교류 전력 계통의 교류 전류(AC)는 HVDC 변환소의 컨버터*를 통해서 직류(DC) 전류로 바뀝니다.

2. 이 직류(DC) 전류는 직류 송전선을 타고 이동하여 반대편 HVDC 변환소까지 이동합니다.

3. 도착한 직류 전류는 인버터*를 통해서 다시 교류 전류(AC)로 변환되어 교류 전력계통으로 흐르게 됩니다.

 

*컨버터는 교류(AC)를 직류(DC)로 인버터는 직류(DC)를 교류(AC)로 바꾸어주는 전력 변환장치입니다.

 

이러한 HVDC 기술은 기존 교류 송전보다 전력 손실이 적고 비상 상황 시 다른 전력망에 미치는 파급효과 또한 적죠. 그 때문에 위험으로부터 비교적 안전하고 신뢰도가 높습니다. HVDC 방식의 주파수는 다른 교류전력 계통 간의 연결이 가능하다는 장점도 있습니다. 이것은 대한민국을 넘어 국가 간 전력계통의 연계를 가능하게 하는데요. 장거리 대용량 송전에 적합하여 해상 지중케이블을 통해 전력을 공급할 수 있습니다.

서제주 HVDC 변환소 ⓒ한국전력 홈페이지

한국전력공사와 국내 HVDC 기술

1998년 3월 한전은 국내 최초로 육지와 섬을 잇는 HVDC 해저 케이블을 설치했습니다. 해남-제주를 잇는 장거리 송전이었죠. 이것을 시작으로 2013년 8월 진도-제주를 잇는 HVDC 해저 케이블을 설치, 2020년 4월 완도-제주를 잇는 HVDC 해저 케이블을 설치했습니다. 그 결과, 현재 제주도 전력의 40%는 해저케이블을 통하여 공급됩니다.

 

전력 시험 센터 ⓒ한국전력 전력연구원 홈페이지

지중송전선로‘와 HVDC 신기술

한국전력공사는 기존 해상 케이블을 통한 HVDC 외 지중송전선로와 가공송전선로를 이용한 HVDC 건설사업을 진행 중입니다. 지중송전선로는 땅 아래에 전선을 묻은 형태이고, 가공송전선로는 송중에 전선이 떠 있는 형태로 송전탑, 전주 등을 의미하죠. 현재 북당진-고덕 35km 구간의 육상, 지중 HVDC를 국내 교류 전력망에 연결하는 사업이 진행 중입니다.

 

KEPCO 전력연구원은 HVDC 설계·운용에 필요한 기술 개발 및 실증을 위해 HVDC 케이블 시험장을 신설했습니다. 전북 고창 전력시험센터 내에 위치한 HVDC 케이블 시험장은 HVDC 변환설비의 자산관리 기술을 개발할 예정이며, HVDC 제어기 분석 및 시험 플랫폼을 활용한 최적 운영기술을 개발하고 있다고 합니다. 동북아 스마트 그리드를 넘어 전 세계 전력 계통 연계를 위한 세계적 HVDC 기술을 선도할 한국전력공사를 응원합니다.

 

 

 


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  • 박봉희 2020.12.31 13:03
    쉽고 자세한 설명과 함께 훌륭한 내용입니다..
  • Jinwook 2021.01.03 17:23
    쉽게 알려주셔서 감사드립니다. 그런데 제가 알기론 완도-제주간 HVDC는 2023년 완공목표로 현재 추진되고 있습니다. 확인 및 정정 요청드립니다 ^^
  • 최명재 2021.01.04 10:28
    잊고 있었던 전력기술지식을 복습한 기회였습니다. 감사합니다.
  • 2021.01.07 15:17
    전봇대 보다는 전주라고 말하는게 낫지 않을까요?
  • BlogIcon 전기꿈나무 2021.01.28 16:53 신고
    HVDC를 사용했을때 단점도 궁금합니당

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