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문제 정의
독립된 후, 1985년에 전력연구부의 전력전자 연구실이 전력전자 연구부로 승격되면서 1985년부터 현재까지 전력전자 기술에 기반한 산업, 의료, 국방, 중소기업 지원, 에너지 관련 기술개발을 다양하게 수행하고 있으며 약 30년간에 걸쳐 다양한 기술측적과 기술이전을 통해 산업 발전에 이바지 하고 있다. 본 고에서는 한국전기연구원의 역사와 함께 전력변환연구센터의 과거 결과와 현재 그리고 미래 발전방향에 대해 정리하고자 한다.
러시아 등 인접국과 HVDC를 이용한 전력계통 연계를 통해 전력가격 안정성 증대가 가능하다고 판단된다. 이에 따라 전기연구원에서는 2012년부터 역시 직류송전 관련 핵심기술개발에 착수하였으며 MW급 설비개발을 통해 시스템 설계기술 확보와 제어 통신 플랫폼 개발을 통해 관련 제어기술을 확보하고자 하였다. 개발한 설비는 MW급 back-back 시스템을 구축하기 위한 주변설비와 관련 전력변환장치 및 핵심 부품요소기술을 망라하는 것이다.
제안 방법
5%의 세계최고 수준이였다. 또한 500kW급 권선형 및 이중권선형 유도발전기 제어용 전력 변환 장치는 울돌목 조류시험발전소 현장 실증실험을 하였으며 이를 통해 발전기 제어시스템의 상용화 수준의 기술을 개발하였다.
이와 동시에 한국전기 연구원에서는 직류배전의 타당성 연구와 더불어 옥내 수용가의 직류배전을 위한 전력변환 장치 개발과 직류가전, 에너지저장장치 및 신재생 시뮬레이터를 연계한 직류배전 설비를 구축하고 이의 효용성 연구를 수행하였다. 이후 전력연구원과 공동으로 장거리 선로의 직류배전에 대한 공동 연구를 수행하여 관련 전력변환기를 개발하였고 고창에 실증사이트를 구축하는 사업 에 참여하여 전력용 반도체 변압기, 500kW급 직류배전용 정류기. 직류수배전반 등 관련 전력변환설비를 개발구축하는 것을 2018년까지 수행할 예정이다.
한편, 한전에서는 수용가군에 대한 배전을 연구하면서 장거리 전력손실, 용량, 전송거리 등 다양한 조건을 분석하여 l, 500V(±750V)를 채택하였으며 Bi-pole 방식을 통해 두 개의 선로를 통해 전압을 공급하여 신뢰성을 높이고자 하였다. 향후, 가정과 빌딩 내부에도 직류이용의 장점이 점차 커지고 있어 직류 배전이 적용될 가능성이 커지고 있다.
후속연구
이후 전력연구원과 공동으로 장거리 선로의 직류배전에 대한 공동 연구를 수행하여 관련 전력변환기를 개발하였고 고창에 실증사이트를 구축하는 사업 에 참여하여 전력용 반도체 변압기, 500kW급 직류배전용 정류기. 직류수배전반 등 관련 전력변환설비를 개발구축하는 것을 2018년까지 수행할 예정이다.
향후, 가정과 빌딩 내부에도 직류이용의 장점이 점차 커지고 있어 직류 배전이 적용될 가능성이 커지고 있다. 현재는 실증사이트와 도서지역을 중심으로 직류배전이 실증되고 관련 설비가 구축되고 있으나 향후 직류배전을 이용하는 건물이나 지역이 생겨날 것으로 예상되며 전기차와 신재생 에너지가 본격적으로 보급되고 인버터의 보급이 확대되면 직류의 효용성은 우리가 사용하는 교류를 직류로 바꾸도록 높아질 것이다.
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