국내 실정에 맞는 도체귀로방식 채택 상용화에 진일보
EP(신한울~신가평T/L사업)프로젝트 성공적인 사업가능
설계기술 및 기자재 개발등에 따른 리스크 최소화 기여

한전(사장 조환익)이 최근 세계 최초로 도체귀로형 HVDC 500kV 2Bipole(쌍극 2회선) 실증선로를 고창 전력시험센터에 준공하면서 이분야 기술을 한단계 업그레드 할 수 있는 새지평을 열었다.한전은 우리나라 실정에 맞는 HVDC기술을 확보하고 국내에 진행중인 EP프로젝트(500kV HVDC 신한울-신가평 송전선로 건설사업 등의 건설을 차질없이 수행키 위해 HVDC 가공송전 실증선로를 구축하고 운영에 들어 간다고 밝혔다.

한전 신송전사업처(처장 박재호)는 지난 14일 한전 전력연구원 고창전력시험센터에서 문봉수 전력계통본부장을 비롯 전력관리처장, 전력연구원, 업계 관계자 등 200여명이 참석한 가운데  500kV HVDC 가공송전 실증시험 선로 준공식을 가졌다.

이날 행사에서 한전은 실규모 실증을 통한 세계 최초의 도체귀로형 500kV DC 2Bipole 송전를 공개하고 선로 상용화를 위한 추진 현황을 보고했다.

이날 준공된 HVDC 500kV 2Bipole 실증선로는 철탑은 현수형 1기, 내장형 3기와 전선은 본선은 ACSR/AW480mm 6Bundle, 중성선은 HTACSR/AW480mm 3Bundle이며 경간은 총 600미터다.

한전은 HVDC 500kV 기술확보를 위해 해외자문용역, 해외기술교류, 사내외전문가T/F를 통해 개념설계를 실시하고 국제기준 상세 검토와 함께 절연, 철탑, 전선, 전기환경, 기자재 등에 대한 분야별 설계안을 지난해 까지 수립한 후 이를 토대로 이날 실증선로를 구축 했다고 밝혔다.

이로써 한전은 실증선로 구축으로 실규모 실증을 통한 도체귀로형 500kV DC 2Bipole 송전선로 상용화가 가능하게 됐으며 설계기술 및 기술개발시 검증에 따른 HVDC 기술적용 리스크를 최소화 할 수 있는 토대를 마련하는 효과를 거둘 수 있게 됐다.

박재호 한전 신송전사업처장은 “우리나라는 지역이 협소하고 건설환경을 고려할때 주민의 수용성을 높이기 위해서는 도체귀로형 500kV DC 2Bipole 적용이 필수적”이라며 “이번 고창 전력 시험센터에 세계 처음으로 실증선로를 구축한 것은 향후 추진될 EP프로젝트 사업을 성공적으로 추진함과 동시에 향후 발주될 HVDC 건설 사업도 우리 기술력으로 완성할 수 있다는  실력을 보여준 것으로 평가해야 한다”는 점을 강조했다.

앞으로 한전은 이번에 준공된 실증선로를 계속 운영하면서 나온 데이터를 가지고 국내 HVDC 건설사업에 적용, 사업 추진의 원활화를 도모할 방침이다.

전력사에 한획 그을 HVDC분야 새지평 열었다
고창 전력시험센터에 도체귀로형 500kV 2Bipole 실증선로 준공
우리나라 실정 맞는 HVDC기술개발로 EP사업 성공에 기여 전망

한전이 내년부터 본격 추진될 500kV HVDC 신한울-신가평 송전선로 건설사업(EP 프로젝트)의 성공을  위해 내민 카드는 HVDC 가공송전 기술확보다.

지금으로부터 4반세기전인 1992년 한전이 345kV에서 765kV로 전압을 격상할 때 제일 먼저 추진한 것이 현재 고창 전력시험센터의 실증시험선로 건설이다. 이처럼 시험선로 건설은 사업 성공을 위한 보증 수표로 작용한다.

한전이 고창 전력시험센터에 HVDC 500kV 2Bipole 실증선로를 구축한 것은 국내에서 처음 추진 되는 HVDC 가공선로의 기술적용에 있어 리스크를 최소화하고 기기개발등에서 시행착오를 줄이기 위해서다.
그리고 세계 최초로 도체 귀로형 500kV HVDC 2Bipole을 적용 우리나라 실정을 감안한 설계로 추진 사업의 성공을 높이려 하고 있다.

국내외 기술현황을 보면 해외에서는 주로 대지귀로형 중심의 직류송전방식이 적용된다. 대지귀로 방식은 전류가 전선과 대지를 통해 흐르게끔 설계돼 있다. 이는 우리나라와 같이 좁은 국토 고인구밀도 지역에는 불리하다는 약점을 가지고 있다.1 Bi-Pole 선로의 3GW급 송전방식이다.

국내는 AC 765kV 송전방식이 적용되고 있어 지중화 기술적용이 곤란하고 대용량 송전의 사회적 수용성 제약이 뒤따를 수 있다.

한전이 EP프로젝트에 적용하려는 이날 준공식을 가진 도체귀로형 2BiPole은 세계 최초의 직류가공송전 형상이다.

도체귀로방식은 전류가 전선과 도체(중성선)을 통해 흐르는 방식이다. 이는 절연설계, 환경설계 기준화 및 검증과 8GW 대용량 송전방식의 표준화가 가능하다. 또 기자재 개발 및 실규모 시험선로 검증을 통한 사업화 리스크 최소화를 실현할 수 있다.

이날 준공식에서 한전 신송전사업처(처장 박재호)가 발표한 500kV HVDC 2Bipole 실증선로 및 기술확보 추진현황을 보면 세계최초 도체귀로 방식 500kV 2Bipole 선로구축과 친환경 실증, 국내환경에 적합한 내오손, 내뢰, 공기절연특성 등 직류 절연설계 기술 검증, 각종 설계기준 및 국산화 기자재의 검증을 통한 사업 리스크 최소화를 실증선로 추진 목표로 들고 있다.

500kV 가공 HVDC 가공 HVDC 기술확보 로드맵을 보면 도체귀로형 2Bipole 가공 HVDC 건설에 따른 설계기술 확보와 500kV HVDC 기술개발을 통한 신성장 동력 발굴 및 해외진출 기반 조성을 목표로 삼고 있다.
추진전략은 기술개발-최적화 설계-실증연구 단계를 거치고 올해 2Bipole 실증선로를 구축하고 2018년에 기자재 규격 확정, 시공절차서 수립한 후 2019년 기자재 개발완료와 설계 엔지니어링 여건조성등을 추진하는 것으로 되어 있다.

한전이 올해까지 확보한 가공 HVDC 기술현황을 보면 5개분야 29개 설계, 규격 기준이 제정됐다.
주요추진 내용을 보면 절연설계 부문은 절연협조기준, DC 오손설계, 애자 적용기준 등이며 철탑설계는 2Bipole 철탑설계, 표준경간 설계 등이며 기자재 설계부문은 현수/내장 애자 장치, 점퍼 장치, DC 폴리머 애자의 국산화며 전선·환경 설계 부문은 전선 선정기준, 이도/장력 기준 등이다.

한편 윤용범 한전 전력연구원 차세대 송변전 연구소장은 “이번에 구축하는 ‘도체귀로방식의 500kV 직류 2회선 송전선로’는 8GW 급의 대용량 HVDC 가공송전 기술로 세계적으로도 처음 시도되는 송전방식이다. 이는 산악지형에 인구밀도가 높은 국내 현실에 적합한 경과지 축소형 송전방식으로 대규모 전극소를 설치하지 않아도 되어 사회적 수용성을 극대화한 선택이라 할 수 있다”고 말했다.

한전 신송전사업처는 ‘500kV HVDC 신한울-신가평 송전선로 건설사업’을 추진중에 있습니다.

이는 765kV 도입 이후에 20여년 만에 수행되는 신규 초고전압급 사업임과 동시에 국내 최초의 가공 HVDC 사업입니다.

1961년 한국전력주식회사 창립 그리고 1964년 무제한 송전을 실시한 이후 AC 66kV, 154kV, 345kV 그리고 초고전압급 765kV 까지 우리는 안정적인 전력공급을 위하여 끊임없는 혁신을 거듭해 왔고 향후 HVDC란 새로운 패러다임의 성공적인 도입을 통해 전력계통 부분에서 세계적으로 앞서나가는 우리 한국전력공사가 될 것이라 믿어 의심치 않습니다.

한전은 HVDC 프로젝트의 성공적인 수행을 위해 HVDC 변환분야의 기술자립과 동시에 가공송전 분야에서도 설계기술 확보 및 검증을 위하여 관련 연구와 기술개발을 추진 중에 있으며 국내 경제 활성화를 위한 국산 기자재 개발을 추진하는 등 관련 직원들이 쉴 틈 없이 달려온 것으로 알고 있습니다.
현재 이 실증설비가 그 노력의 산물이며 200km가 넘는 국내 최초 최장 HVDC 가공송전선로 건설사업의 훌륭한 첫 걸음이라 생각됩니다.

이 실증설비를 통해 쌓게 될 다각도의 연구결과는 우리 HVDC 송전설비의 신뢰도 향상에 기여할 뿐만 아니라 더 나아가 세계로 진출 할 수 있는 귀중한 밑거름이 될 것입니다.

다가오는 4차 산업혁명 시대에는 빠른 기술의 변화가 예상됩니다. 최근 전 세계적으로 HVDC 기술을 활용한 풍력연계 등 신재생 에너지의 연계와 국가 간의 전력망 연계 등으로 HVDC의 수요가 많이 증가 하고 있습니다.

이러한 변화에 대응하기 위해 우리 기술 분야 직원들이 적극적인 노력과 기술력 향상에 최선의 노력을 기울여야 할 때입니다.

이와 같은 시대적 흐름에 발맞추어 우리 한전도 현재 북당진 사업, 신한울-수도권 연계(EP) 사업이 진행 중이며 향후에는 제주#3, 양주 Back-to-Back등 세계적 추세인 전압형 HVDC 사업을 진행할 예정이고 해상풍력 등 신재생에너지원의 연계, 동북아슈퍼그리드 등 HVDC 시장은 더욱 더 확대될 것으로 예상하고 있습니다.

그렇기에 오늘과 같이 HVDC 가공송전설비에 대하여 의견을 나누며 기술정보를 공유할 수 있는 기회를 갖는다는 것은 큰 의미가 있다고 생각됩니다.

여기서 안주하지 않고 우리 전력계통본부가 앞으로도 기술을 선도할 수 있도록 우리 모두가 적극적으로 새로운 아이디어를 도출하고 각자 맡은 바 업무에 최선의 노력해 나가야 할 것입니다.