직류송전의 원리와 미래

"앞으로 우리가 맞이할 송전"

직류송전의 원리와 미래

현재까지는 교류(AC) 방식이 주로 사용되어 왔지만, 최근에는 직류(DC) 송전 방식, 즉 HVDC(High Voltage Direct Current)가 각광받기 시작했습니다. 본 기사에서는 기존 교류 방식의 사용 배경과 직류 송전 방식이 필요해진 이유, HVDC의 원리 및 특징, 장단점, 그리고 해외 사례를 살펴보겠습니다. 교류는 변압기를 이용하여 전압을 쉽게 승압과 강압을 할 수 있으며 이를 이용해 송전 손실을 줄이는 데 유리합니다. 하지만 교류는 직류에 비해 무효전력등 손실이 더욱 큽니다. 또한 최대전압이 직류보다 높아 절연레벨이 올라갑니다. 하지만 과거에는 직류의 전압을 높이는 기술이 발전하지 않아서 교류시스템을 적용하였습니다. 전력망이 발전하면서 교류 방식이 가진 한계를 극복하기 위해 직류송전인 HVDC 방식이 떠오르게 되었습니다. HVDC는 100kV이상의 직류를 송전하는 방식으로 원래는 제주도와 내륙을 연결하는 송전선으로 HVDC을 사용해왔습니다. 이제는 제주도를 넘어 내륙에서 지역과 지역사이에서 전력을 송전하고자 하는 시도가 이루어지고 있습니다. 특히 HVDC는 재생에너지가 급증하는 현 계통에서 꼭 필요한 기술입니다. 전에 기사에서 언급했듯이 태양광은 직류의 형태로 발전이 되며 인버터는 급변하는 적응하기 어렵습니다. 하지만 직류는 주파수가 없기에 신재생에너지가 많은 계통에 유리합니다. 또한 HVDC뿐 아니라 MVDC, LVDC도 있는데요. MVDC는 1.5kV에서 100KV, LVDC는 1.5kV이하의 전력을 송전합니다. MVDC,LVDC는 한전에서 배전용으로 사용하기 위해 많은 시도를 하고 있습니다. 특히나 HVDC와 달리 기존의 설비로 송전을 할 수 있기에 더욱 경제적입니다. 하지만 이러한 HVDC도 단점이 있는데요. 초기비용과 유지비용이 많이 듭니다. 또한 여러 변환 장비들로 인해 교류송전에 비해 신뢰성이 떨어지며, 정비 시간이 교류의 3배가 넘어갑니다. 짧은거리의 경우, 교류보다 더 많은 손실률을 보입니다. 교류와 달리 영점이 존재하지 않아 사고발생시 전력차단이 어렵습니다.