HVDC에 의한 남북 전력계통 연계 고려대학교 장 길 수.

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1 HVDC에 의한 남북 전력계통 연계 고려대학교 장 길 수

2 전력계통 연계 기술

3 고전압 교류 연계 (HVAC) 단순한 전력 공급 차원이 아닌 전력계통의 통일 개념
전체 연계 계통에서의 주파수 유지를 위한 충분한 예비 발전력의 확보가 필요하고 주파수 유지는 연계된 계통의 공동 책임 새로운 계통 구성에 따른 보호 설비들의 재 조정이 필요하게 되고 동일한 신뢰도 평가 기준이 적용되어야 함

4 고전압 교류 연계 (HVAC) 남북 관계의 정치적 특수성에 비추어 하나의 주파수로 운용되는 전력계통에 의한 사회적 이익과 불확실성에 근거한 기존 남한 계통에서의 신뢰도 하락이 공존하는 방안 대규모 전력의 송전에 대한 안정도 검토가 필요하며, 북한의 열악한 송배전설비의 잦은 고장에 의한 전기품질 문제 대책이 필요함

5 고전압 직류 연계 (HVDC) 공동의 주파수 제어에 대한 필요성이 없고, 연계될 계통의 특성에 따라 다양한 방식 선택 가능
연계 링크의 유효 전력을 쉽게 제어할 수 있음 전 세계에서 HVDC 시스템은 60여개 링크를 가지고 있고 각 링크의 규모는 20 MW에서 6300 MW 정도 고조파 발생, 무효전력의 추가 공급 문제 등의 단점

6 고전압 직류 연계 (HVDC) HVDC에 의한 계통 연계는 남북한 계통 사이의 영향 파급 최소화, 두 계통 전압 레벨의 차이, 정치적 불확실성, 송전 용량의 추가 증대 용이성, 동북아 계통과의 장거리 송전 등을 고려할 경우 우선적인 방안이 될 수 있음

7 교류 직류 혼합 방식 (Hybrid) 직류와 교류를 함께 사용한 연계로서 미국의 pacific intertie가 그 예가 됨
초기 직류로 연계하여 남한 계통에 대한 영향을 최소화한 후 추가적인 필요 전력을 교류로 보내는 방식으로 적용 가능

8 남북 계통의 hybrid 연계 방안 직류변환설비(컨버터)와 교류변환설비(인버터)가 한 곳에 설치되는 back-to-back 방식의 직류 연계를 통해 전력 조류의 제어 가능한 100만 kW 규모 송전 100만 kW는 교류로 계통 연계하며, 추가적인 전력의 필요시 송전 계통 증설

9 남북 계통의 hybrid 연계 방안 장점 북한계통에서의 고장이나 변동에 따른 주파수 변화 등을 최소화할 수 있음
제주-해남 30만 kW 직류 송전 운용 경험을 활용할 수 있음 200만 kW 직류 연계 보다는 상대적으로 비용 적음 동북아 계통 연계를 기술 축적

10 남북 계통의 hybrid 연계 방안 단점 변환설비 비용의 추가 추가적인 무효전력 보상설비 필요

11 전력 공급 방안 송전망 연계에 의해 독립적으로 운용되던 두 계통의 연계(남한으로부터의 송전 방식) 외에도, 북한의 적정한 지역에 발전 설비를 건설하여 북한의 부족한 전력을 공급하는 것과 북한 진출 기업이 중소규모 발전기를 건설하는 방안

12 결 언 직류 연계와 교류 연계는 남북 전력계통의 특수성에 비추어 각 각 장단점을 가지고 있으며, 이러한 각 방안의 경제성 및 기술적인 안정성 등은 남북한 담당자들의 협의에 의해 결정될 사안들에 의해 상대적인 우위가 결정될 수 있다. 즉, 북한 전력 공급의 시급성 다시 말하여 언제까지 얼마의 전력을 공급해 줄 것인가에 따라 계통 연계, 발전소 건설 등과 같은 큰 방법론이 정해지고 직류 연계와 교류 연계 방안 간의 경제, 기술적 우위가 정해지게 되며, 북한 계통의 정확한 자료 제공 및 확보 가능성에 따라 각 방안의 실현 가능성이 결정될 수도 있다.