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문제 정의
- <그림 12>에서 보는 것과 같이 2030년 1차에너지 대비 신재생비율 20% 달성, 배전계통의 1MW이하 무제한 접속, 2020년까지 전기차 25만대 보급 및 데이터 센터와 같은 대용량 직류수용가의 지속적 증가에 대응하기 위해 2017년부터 한국전력공사에서는 ‘MVDC 배전망 해석모델 개발 및 최적 공급전압 연구’를 착수하였다. MVDC 연구의 목표는 전력사 관점에서 최적의 고압 직류배전 계통구성과 공급전압을 도출하고 동시에 MVDC 배전계통 해석모델 및 요소기기 모델을 개발하여 이를 통해 MVDC 배전망 설계 및 운영기준을 마련하는 것이다. 본 과제를 통해 도출된 기준을 바탕으로 MVDC 배전의 기기 개발 및 실증시험이 향후 이루어질 것으로 예상된다.
- 또한, 최적 DC배전 토폴로지 결정 및 핵심기술 개발전략 수립을 위해 2010년에 ‘DC 배전 표준모델 설계 및 핵심기술 개발 전략수립’ 연구를 수행하여 DC배전 적용에 따른 배전계통 영향 평가 및 기술개발 로드맵을 수립하였다. 그리고 2014년에는 전력사 관점에서 수용가의 직류전원 수요에 대응하고 고품질 전력공급과 신재생에너지원의 효율적 연계가 가능한 저압 직류배전망 설계와 이를 위해 사용되는 요소기기설계를 위한 연구를 수행하였다. 이 연구를 통해 저압 공급전압을 ±750Vdc로 선정하고 비접지 방식의 저압 DC 배전계통을 표준모델로 제안하였다.
- 하지만 최근 도서지역 내 신재생에너지원에 의한 발전 비율을 증가시킨 에너지 자립섬 사업이 국가적으로 추진 중에 있다, 이러한 신재생전원 기반의 에너지 자립섬 구축시 전력망을 직류시스템으로 구축할 경우, 교류 방식에 비해 신재생에너지원의 수용 및 연계 운전을 보다 쉽게 구현할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 직류기반 신재생에너지원 연계 직류배전망을 구축함으로써 도서지역의 에너지 효율 향상을 도모하고 전력사 측면에서 새로운 사업모델로 직류배전의 효용성을 검증하는 것을 그 목표로 한다.
- 실증결과 에너지 비용을 약 20%로 절감한 것으로 나타났다. 또한, 한국전기연구원에서는 DC 배전망으로 구성되는 IDC(Internet Data Center)의 표준화를 위한 연구를 진행하였다.
- 또한, 전자부품연구원은 <그림 1>에서 보는 것과 같이 2012년에 DC Home 실증 Test-Bed 구축사업을 수행하였다. 이 사업을 통하여 가전기기의 DC 전환에 따른 효율향상 검토 및 DC Home 보급 근거를 제시하였다. 삼성물산에서는 그린 투모로우 사업에서 태양광발전, 풍력발전, 배터리, DC 가전기기, DC 수배전반 등을 통해 수용가내에서 DC 배전시스템의 구조 및 효율 등에 대한 실증을 진행하였다.
- 이 선로는 12경간 이상 장거리, 30kW 이하의 저부하 말단 공급 고압 배전선로로써 수목 접촉 등으로 인한 선로고장 발생가능성이 높은 ABC케이블 설치 개소이다. 저압 직류배전 선로로의 전환을 통해 고압 배전선로의 수목접촉 등으로 인한 고장을 줄임과 동시에 선로 구축비용 절감의 가능성을 제시하였다. 추가적으로 광주전남본부 예하의 4개 선로에 저압 직류배전 시범선로를 구축하여 현재까지 운영 중에 있다.
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