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한전 DC배전 확대 위한 종합계획 마련 |
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경영관리본부 |
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2016-06-08 15:09:35 |
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3,771회 |
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신재생 등 분산전원의 확대와 직류를 기반으로 하는 ICT 및 디지털 기기의 증가는 DC부하의 확대를 예고해 왔다. 현재는 대부분의 망이 AC를 기반으로 하고 있기 때문에 신재생발전을 통해 전력을 공급할 때에는 인버터 등 전력변환기로 DC를 AC로 변환, 전력을 공급했다. 이 과정에서 최대 20%의 전력손실이 발생했다. DC로 생산한 전기를 DC망에 직접 연결하면 전력손실도 없고 장거리 전송이 가능한 만큼 이에 대한 연구가 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있으며, 우리나라도 한전을 중심으로 일부 대기업이 이 분야에 참여하고 있는 상황이다.
한전은 DC부하가 급속도로 증가하고 있는 만큼, 고효율 배전망 도입을 통해 DC부하 증가에 대비하고, 해외시장을 선점해 전력분야에서 세계시장을 선도할 수 있는 기술로 육성할 계획이다. 한전이 수립한 ‘DC배전 기술개발 및 확대 기본계획’은 올해부터 2023년까지 총 3단계에 걸쳐 진행된다.
올해부터 2017년까지 계획된 1단계 사업을 보면 광주전남지역 망월, 반암 등 5개의 13.2kV 배전선로(5.7km)를 DC750V 저압으로 전환하는 사업이다. 전원측과 부하측에 전력변화기를 설치하고 원격감시시스템을 구축한다.
한전 관계자는 “저압 DC배전 모델을 구축해 DC전원 공급기술력을 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 설명했다.
진도 서거차도에선 아예 DC독립섬 실증사업을 실시한다. 120억원 규모의 서거차도 사업은 현재 입찰이 진행중이며, 태양광, 풍력 및 ESS가 연계 된 DC독립계통 실증사이트를 구축한다. 또 DC홈 구축은 물론 저압 직류 배전망 운영 시스템도 함께 개발한다. 구축과정에서 하이브리드 변압기 및 3상 AC/DC변환기, 직류 고객용 수배전반도 개발할 계획이다. 한전은 이를 통해 DC단독망 운영기술 및 설계능력을 확보할 수 있을 것으로 보고 있다. 2018년 7월 준공을 목표로 하고있다.
DC전력공급 방식의 상용화에 대비해 DC요금제도 및 공사비 기준 등 공급약관 규정을 만들어 제도 기반을 구축할 계획이다. 이를통해 DC공급 확대를 위한 고객설치 인센티브는 물론 계약종별에 따른 요금부과 기준도 마련한다.
기술력 확보 단계인 만큼 해외공동연구도 활발히 추진한다. DC배전 기술이 앞선 핀란드 국책연구기관(VTT)과 독일 FEN프로젝트에 참여해 기술개발 협력을 강화키로 했다. VTT는 1942년에 설립된 북유럽 최대의 연구기관으로 LVDC인터페이스 기술력을 보유하고 있다. 또 독일 FEN프로젝트에 참여해 MVDC 최신기술을 습득할 계획이다.
2단계는 2018년부터 2020년까지 진행된다. 스마트DC홈 빌리지 개발과 20kV급 특고압 DC기술개발이 핵심이다.
우선 광주시 도시첨단산업단지내 전원마을을 대상으로 AC/DC 병행공급이 가능한 마을을 조성할 계획이다. 사업내용은 AC/DC 병행공급을 위한 신재생 연계형 저압 그리드를 구성하는 것이다. 한전을 비롯해 광주시, 전자부품연구원, 전자통신연구원, 생산기술연구원 등이 참여한다. 2018년 12월까지 DC빌리지 구축을 완료하고 국내 최초로 가정용 DC공급 상용화 마을을 구축할 계획이다.
20kV급 특고압 DC 기술개발을 통해 대용량 전력공급 및 신재생연계 확대를 위한 기술을 확보할 계획이다. 이 기간동안 DC기술의 핵심인 MVDC용 전력변환기 개발은 물론 운영 시스템 및 보호기기, 대용량 수용가를 위한 DC 수배전반을 개발한다. 기기개발 전체 예산은 400억원 규모로 국내 중전기 업체와 연구협력을 추진할 계획이다. 계획대로 기술이 개발되면 특고압 DC 원천기술 확보는 물론 국내 전력산업의 수출경쟁력 확대에 크게 기여할 것으로 기대된다.
특고압 기기 개발이 완료되면 법률적 기반 마련을 위해 DC보급 촉진법 제정을 추진한다. 신축 주택의 DC배전 의무화는 물론 가전 IT기기의 DC전환규정 마련 등이 담길 것으로 예상된다. 현재 AC기준으로 돼 있는 시공, 설계, 감리 등 각 분야별 법 체계의 정비가 필요할 것으로 예상된다.
DC독립섬 실증사업이 완료되고, 기술개발을 통해 관련기기 국산화를 이루면 이를 바탕으로 아프리카, 아시아 등 전력공급이 낙후된 지역을 대상으로 DC 마이크로그리드 수출을 본격 추진한다.
2023년 최종 단계에 접어들면 국내에서 특고압 DC전력 공급을 상업화할 계획이다. 도심지 대용량 빌딩에 대해 DC 20kV로 전력을 공급할 계획이며, IDC 및 EV충전 빌딩 등 DC전력공급 기반의 비즈니스 모델을 구축할 계획이다.
최종적으로 스마트 DC아일랜드 구축을 목표로 내륙과 연계한 도서지역을 DC전력공급 시스템으로 전환할 계획이다. 이를위해 지중케이블 DC전환기술을 확보하고 배전급 직류전환소 건설 및 동서지역 직류 전력공급 기술을 개발한다.
한전 관계자는 “DC배전 시대의 도래는 예견됐다고 할 수 있다”며 “다만 국내는 물론 해외시장에서 확대 보급을 위해선 관련 기업들의 참여가 필수적이며, 초기에는 경제성 보다는 미래 전력공급 시스템 시장 선점에 무게를 두고 접근하는 것이 필요하다”고 말했다.
*자료원 : 전기신문 유희덕 기자
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