제주 HVDC HVDC 관련시장도 2020년 730억달러 (77조원 ), 2030년 1,430억달러 (152조원 ) 규모로성장할것으로예상되는등급성장할전망이다. 국내외 HVDC 관련시장동향을살펴보면, 먼저전류형 HVDC 의경우전세계적으로 115개프로젝트가운전중에있는데그규

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보나 기
5 years ago
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여기에 지난해 말에는 HVDC 실증을 위한 제주 HVDC 스마트센터가 준공됨으로써 HVDC 기술의 국산화에 박차를 가하고 있다. 이제 제주도가 그야말로 국내 HVDC의 교두보이자 산실이 된 것이다.

1 기획특집 _ 電력질주 제주 HVDC 제주도는 육지와는 물론 여타의 섬 문화와도 극명한 차별성을 지니고 있다. 전력계통 구성도 매우 특이하다. 섬이라는 독립적인 계통 특성상 일부는 제주 지역 내에 있는 발전소에서, 일부는 육지에서 공급을 받는다. 이 중 육지에서 전력을 공급받기 위한 방안으로 한전은 송전기술의 꽃 이라 불리는 HVDC(High Voltage Direct Current, 초고압 직류 송전)를 채택, 이를 운영하고 있다. 여기에 지난해 말에는 HVDC 실증을 위한 제주 HVDC 스마트센터가 준공됨으로써 HVDC 기술의 국산화에 박차를 가하고 있다. 이제 제주도가 그야말로 국내 HVDC의 교두보이자 산실이 된 것이다. HVDC 기술 자립화를 통해 글로벌 시장 공략의 든든한 밑거름을 제공할 제주 HVDC의 현재 및 미래를 소개한다. HVDC 기술은 해저케이블 송전, 대용량 장거리 송전, 주파수가 상이한 교류 계통 간 연계, 도시 밀집지역의 단락용량 경감을 위한 연계 등 활용분야가 넓은 차세대 전력전송기술이다. 이러한 장점 때문에 전 세계적으로 관심이 급증하고 있는 분야이기도 하다 Journal of the Electric World / Monthly Magazine

2 제주 HVDC HVDC 관련시장도 2020년 730억달러 (77조원 ), 2030년 1,430억달러 (152조원 ) 규모로성장할것으로예상되는등급성장할전망이다. 국내외 HVDC 관련시장동향을살펴보면, 먼저전류형 HVDC 의경우전세계적으로 115개프로젝트가운전중에있는데그규모가약 136GW 수준이다. 건설또는계획중인프로젝트도 24개약 66GW에달한다. 중국, 인도, 브라질등국토가넓은나라에서는대용량장거리송전이중점적으로추진되고있다. 특히미국에서는노후 HVDC의교체및업그레이드수요와함께신재생연계용대용량 장거리송전프로젝트가눈에띄는데, 계통연계용 BTB 프로젝트도추진되고있다. 전압형 HVDC는세계적으로 15개프로젝트약 3GW 규모가운전중에있다, 그리고 17개프로젝트약 13GW 규모가건설또는계획중에있다. 전압형의경우북해연안해상풍력연계프로젝트를중심으로추진되고있는데, 최근에는 BTB에전압형을적용하는사례도나타나기시작했다. 우리나라를포함한동북아시장에서는슈퍼그리드 (Supergrid) 를위한한 러-한 일-한 중간연계가활발하게논의되고있는데, 이를토대로해외진출도검토할수있을것으로기대를모으고있다. Cost Total AC Total DC Losses Losses (MW) 150 AC 2 400kV Losses DC line mm2 HVDC±400kV AC line AC terminal DC terminal Distance 50 Terminals mm2 Transmission distance(km) 가공선로의경우투자비용비교 직류및교류방식손실비교 육지의값싼전력을공급하기위한 HVDC 연계선이제주지역에처음건설돼운영된것은 1998년도이다. 제주 ~ 해남간에연결된 HVDC 연계설비는변환설비 2개소, HVDC 해저케이블 2회선 (150MW 2) 으로구성돼있으며, 각변환설비가 300MW급정격을갖고있다. 하지만제주 ~ 해남간 HVDC 설비가장기간운전되면서고장이자주발생하게된다. 문제는제주지역전력공급분량에서 HVDC가차지하는비중이 1/3로막대하다보니고장발생시마다제주지역은대규모정전위기감에서자유로울수없었다. 또한, 관광 컨벤션관련서비스산업이발전하면서지속적으로전력수요가급증하는상황이었다 March + 75

3 기획특집 _ 電력질주 이에정부에서는 2008년제주지역의안정적인전력공급을위해제2의 HVDC 건설을추진하게된다. 당시에도 HVDC 건설과 LNG복합화력건설을놓고논란이있었으나, 결국 HVDC 건설로결론을맺었다. HVDC 증설의경우 LNG복합화력에비해건설비용이적게들고연료비가비싼제주지역에상대적으로발전단가가낮은육지계통의전력을공급해경제성을제고할수있다는장점등이부각된것이다. 진도변환소 변환소 2개소 ( 진도, 제주 ) 케이블약 122km 설치 케이블보호공사 1식 서제주변환소 변환기 해저케이블 변환기 AC 154kV ( 교류 ) DC±250kV(1 차 : 180kV) ( 직류 ) AC 154kV ( 교류 ) 제주 ~ 진도 HVDC 연계사업개요도 이어한전은제주와진도를연결하는 HVDC 추가연계선건설사업계획을확정했다. 이사업은 200MW급 2회선을제주 ~ 진도간 113km( 해저 101km, 육지 12km) 구간에걸쳐설치한것으로지난해 8월운전을개시했다. 사용된초고압해저케이블은 250kV급이다. 특히이번 HVDC 연계선은전력계이블 2회선, 귀로케이블 2회선등으로구성되는 Double Monopole 형식으로한구간이고장나더라도운전이가능하도록건설됐다. HVDC 고장발생시제주지역의대규모정전사태를원천적으로방지하기위한방안이다. 아울러풍력, 파력, 조력등제주지역에신재생에너지발전단지가조성되고있는점을고려해제주지역의전력도육지로보낼수있는양방향전송방식으로설계됐다. 기존제주 ~ 해남간 HVDC 시스템은일방적으로전력을보내는형식이어서 1회선고장시전력공급이불가능함은물론, 제주지역의잉여전력도육지로전송이불가능했다. 제주특별자치도는 Carbon-Free Island 정책을발표하고, 2030년까지해상풍력 200만kW, 육상풍력 35만kW 등을건설할계획이다. 양방향전송방식의 HVDC가제기능을발휘해야이같은정책의실효성을높일수있게된다 Journal of the Electric World / Monthly Magazine

제주 HVDC 스마트센터전경 ( 한림변환소 ) 한편, 제주에서는 HVDC 와관련, 또하나의야심찬도전이진행중이다.

4 제주 HVDC 그리고제 6 차전력수급계획에제 3 HVDC 건설사업도반영됨으로써향후예정대로추진될경우 제주지역의전력안정화는더욱공고해질전망이다. 제주 HVDC 사업현황 현재제주지역은이러한 HVDC 가전체전력공급설비용량 96.7 만 kw 중 30% 수준인 25 만 kw 를 담당하고있다. 나머지는기력 복합등발전기가 59 만 kw 를, 신재생에너지원이 12.7 만 kw 를차지 한다. 즉, HVDC 의효율적운영이제주지역안정적전력공급의핵심키워드로자리잡은것이다. 제주 HVDC 스마트센터전경 ( 한림변환소 ) 한편, 제주에서는 HVDC 와관련, 또하나의야심찬도전이진행중이다. 바로 제주 HVDC 실증단지 ( 스마트센터 ) 사업으로, 이는 HVDC 관련기술의국산화를통해급부상하고있는해외시장으로진출하겠다는포부를담은도전이다. 사실우리나라를둘러싸고있는러시아, 중국및일본에비해우리나라는상대적으로 DC 송전분야의기술수준이매우취약한상황이다. 이러한상태에서동북아국가간 HVDC 연계사업이추진될경우설계, 건설및운영단계에서우리나라의입지는치명적으로약화될수밖에없는실정이다 March + 77

기획특집 _ 電력질주 이에한전에서국내기업체와협동으로추진한것이제주 HVDC 실증단지건설사업이다. 이를위해 2009년 10월한전은 LS산전, LS전선, 대한전선과 HVDC 국산화기술개발협동연구를위한양해각서를체결한바있다. 실증단지는한전을비롯, 양해각서를체결한제작 3사가공동으로참여해 2011년 7월착공, 지난해 12월준공했다.

5 기획특집 _ 電력질주 이에한전에서국내기업체와협동으로추진한것이제주 HVDC 실증단지건설사업이다. 이를위해 2009년 10월한전은 LS산전, LS전선, 대한전선과 HVDC 국산화기술개발협동연구를위한양해각서를체결한바있다. 실증단지는한전을비롯, 양해각서를체결한제작 3사가공동으로참여해 2011년 7월착공, 지난해 12월준공했다. 제주시한림읍에 ±80kV 60MW급변환소 2개소 ( 금악, 한림 ) 와 DC송전선로 5.3km( 가공 4.8km, 지중 0.5km) 건설을완료한상태다. 현재시운전을완료하고, 장기운전시험중에있으며, 추가개발 ( 자체 / 국책과제등 ) 실증장소로도활용될예정이다. 구체적으로실증단지는자체설계한 HVDC 엔지니어링설계기술을검증하고실증을통해데이터를축적 분석함으로써운전조건및계통여건에적용하는최적의운영기술을확보하는데목적이있다. 또한, 설계기술업그레이드에도선도적역할을수행할것으로예상된다. 한전을포함한실증단지참여기업들은올해그동안국산화한싸이리스터밸브, HVDC 변환용변압기등핵심기기등에대한장기운전을중점적으로시험해나갈계획이다. 여기에초전도케이블을 HVDC 설비와연계하는방안에대해서도연구를진행키로했다. HVDC 변압기 아울러향후 HVDC 수요증가에대비한인력양성방안마련에도공동으로힘을모으기로했다. 현재국내의경우 HVDC를운전해본경험을갖고있는전문가들이많지않은상황이나장기운전을위해서는운전요원확보가매우시급하다. 이에따라한전을포함한관련기업들과연구계, 학계등은 HVDC 관련전문인력양성에적극적인행보를가시화할방침이다 Journal of the Electric World / Monthly Magazine

제주 HVDC 제주 HVDC 스마트센터 GIS 등 실계통 연계 설비 제주

6 제주 HVDC 제주 HVDC 스마트센터 GIS 등 실계통 연계 설비 제주 HVDC 스마트센터 사업 현황 제주는 섬이라는 특수 지형적 조건으로 인해 HVDC가 처음 건설됐지만, 지금은 제1, 제2의 HVDC 건설 운영에 이어, 실증단지까지 본격 가동되면서 명실공히 국내 HVDC의 메카로 자리 잡게 됐다. 이는 점차 경쟁이 치열해지고 있는 해외 HVDC 시장에서 우리나라의 입지를 강화할 수 있는 계기를 만들었다는데 그 의의가 더 높을 것이다. 제주의 HVDC를 기반으로 해외사업을 적극 추진함으로써 전력산업의 새로운 블루오션으로 HVDC가 우뚝 서는 그날이 앞당겨지길 기대해 본다 March + 79

KEPCO 제주지역본부 전력설비현황 ( 기준 ) 송 변전설비 배전설비 변전소 선로수 긍장 선로수 긍장 지지물 ( 개소 ) (MVA) ( 지지물 ) (C-km) ( 회선 ) (C-km) ( 기 ) 12 ( 변환소포함 ) 2,336 26(573)

KEPCO 제주지역본부 전력설비현황 ( 기준 ) 송 변전설비 배전설비 변전소 선로수 긍장 선로수 긍장 지지물 ( 개소 ) (MVA) ( 지지물 ) (C-km) ( 회선 ) (C-km) ( 기 ) 12 ( 변환소포함 ) 2,336 26(573) 기획특집 _ 電력질주 제주의 구석구석은 공급된 전기 로 충분히 따스했고, 아름답게 밝았다. 섬 이라는 어려운 여건을 극복하며, KEPCO 제주지역본부 안정적인 전력 인프라의 제공과 미래 전력사업 창조의 초석을 다지고 있는 한전 제주지역본부를 찾았다. 한해 관광객 1천만 명 이상이 찾는 UNESCO 자연과학분야 3관왕(Triple Crown)을 달성한 세계 유일의