차세대송변전

연구분야 차세대송변전

탄소중립을 위한 재생e 확대와 전력기기의 고효율•친환경화라는 전력산업의 패러다임 변화를 선도하기 위해 ‘전력계통 재생e 수용성 증대’, ‘고효율•대용량 송전기술 선도’, ‘친환경 변전기기 개발 및 변전설비 자동화’, ‘전력구조물 재난대응 및 안전성 확보’를목표로 송변전기술을혁신하고 있다. 이를 위해 전력계통 분야에서는 GW급 HVDC 운용•해석툴, 계통 유연성 및 재생e 수용력 평가 기술, PMU기반 광역전력망 감시 및 운영기술, 전압형 HVDC 기술 국산화 등의 연구를 수행하고 있으며, 송전기술 분야에서는 ±500kV급 HVDC Double Bipole기술, 세계 최대규모의 800kV HVDC 케이블 시험설비 구축 및 인증기술 확보, 전기환경 통합 시뮬레이터, 환경조화형 철탑 개발을 수행하고 있다. 변전기술분야에서는 온실가스 감축을 위한 고효율•친환경 Eco GIS/M.Tr등 친환경 변전기기 및 운영기술 개발, 변전설비 종합 실증시험장 구축, Full 디지털 변전을 위한 Process Bus 기반 네트워크 설계 기술에 대한 연구를 수행하고 있으며, 구조내진 분야에서는 전력구조물 신뢰성 기반 설계기술, 기후변화 및 자연재해 대응기술, 내진보강 기술, 전력구위험 예측 기술 개발에 관한 연구를 수행하고 있다.

재생e 수용확대 및 HVDC・유연송전기술

대규모 해상 풍력과 재생e의 안정적 수용을 위해 HVDC 및 유연송전기술개발에 집중하고 있다. 핵심기술인 전압형 HVDC 변환설비를 국산화하였으며, 실계통적용을 앞두고 있다. 전류형 HVDC 시스템의 원활한 실계통적용과 운용을 위한 전 주기 기술을 개발하였으며, 이를 기반으로 DC-Grid 구축을 위한 다단자변환 및 제어 기술을 개발하고 있다. 또한, 재생에너지 확대에 따른 불확실성 완화와 전력계통의 안정적 운영을 위한 PMU 기반 광역전력망 감시/운영 시스템을 개발하였으며, 확률 기반의 전력망유연성 평가 기술을 확보하였다. 이 외에도, 에너지 전환 정책에 적극적으로 대응하기 위한 제반 기술과 정밀한 계통해석 기술을 개발하고 있다.

대용량 송전 및 신뢰성 평가 기술

재생에너지 수용성 개선 및 동서 계통연계를 위해 송전설비의 고효율, 대용량화를 위한 신소재 송전기기와 신송전기술 개발에 매진하고 있다. 장거리 송전효율 개선을 위한 세계최초로 ±500kV급 HVDC Double Bi-pole 기술을 개발하였으며, 송전용량 증대 및 효율 개선을 위해 가공•지중 송전선로 실시간 동적 허용 용량 산정 기술과 그래핀을 적용한 가공송전용신전선을 개발하고 있다. 또한, 안정적 설비 운영을 위해 지중케이블 On/Off-line 고장점탐지, 인공지능형 부분방전 패턴분석 기술을 현장에 적용하였으며, 세계최대 규모 800kV HVDC 케이블 시험장을 구축하고 평가기술을 정립하였다. 이 외에도, 환경 친화형 송전설비 구축을 위해 전기환경 통합 시뮬레이터를 개발하고, 전자계 측정 및 차폐 설계 등 현장에 필요한 기술지원을 수행하고 있다.

친환경 변전기기 설계‧운영 및 디지털변전기술

변압기 부싱화재예방을 위해 결함을 조기에 검출할 수 있는 절연열화 신 진단 기술을 개발하였으며, 디지털변전소성능 개선 및 지능화를 위한 Process Bus 기반 네트워크 설계 기술 개발에 매진하고 있다. 또한, 탄소배출량의 상당 부분을 차지하는 SF6가스를 대체하기 위한 친환경 절연가스와 이를 적용한 170kV Eco GIS를 개발 완료 후 실증 중이다. Eco-GIS는 2023년부터 신규 변전소 시범적용 예정이며, 향후 탄소배출권 비용 절감에 크게 기여할 예정이다. 이 외에도, 변전설비 종합예방진단 시스템의 신뢰성 및 호환성 평가시험, 사업소 GIS/변압기 고장분석 및 EMTP 해석 등을 통한 기술지원을 수행하고 있다.

전력구조물 최적 설계 및 안전시공·유지관리 기술

철탑, 변전소, 전력구터널 등 전력구조물을 대상으로 최적 설계 및 안전시공•유지관리를 위한 건설 신기술에 매진하고 있다. 송전철탑 및 철탑 기초의 구조안전성과 경제성을 동시에 향상시키기 위한 신뢰성 기반 설계기술을 개발하고 있으며, 전력구건설 안전관리 강화를 위한 디스크커터마모 측정 및 수명예측 기술, 지하 매설물비파괴탐사 기술, 인공위성 레이다를 활용한 지반침하 위험예측 기술 개발에 선도적인 역할을 수행하고 있다. 또한, 기후변화와 지진, 태풍, 호우 등 자연재해에 따른 전력설비의 구조물 안정성 확보를 위해 변전소 비구조재에 대한 내진설계 기준 수립과 대규모 단층지진원에 대한 시설물 영향 평가기술 개발 등을 통해 전력설비의 내진성능 개선에 주력하고 있다. 무탄소 발전기술 수소 및 암모니아를 발전용 연료로 사용하는 무탄소 발전기술은 청정 발전분야의 새로운 패러다임으로 부각되어, 『미분탄 및 유동층의 석탄화력과 가스터빈 복합화력에서 암모니아를 이용한 발전기술 개발』 연구로 실증을 위한 가이드라인 제공을 목표로 연구과제를 착수하였다. 또한, 암모니아와 더불어 친환경 연료인 수소를 기반으로 하는 발전기술 개발을 위하여 『가스터빈 수소혼소 한계평가 연구』를 함께 진행 중이다. 또한 분산전원 확대의 일환으로 재생에너지 연계 시 계통안정성 확보목적으로 화력발전 유연운전을 위한 보일러 연소 및 환경설비 최적화 기술개발을 수행하고 있다. 나아가 안정적이고 효율적이고, 친환경적인 발전환경 구현을 위해 『저탄장 자연발화 소화방지 기술』과 『순환유동층 보일러 연소환경 최적화 기술개발』 연구도 진행하고 있다. 수소/암모니아 등 무탄소 발전기술 개발을 통해 국가적인 이산화탄소 배출 감축 목표에 기여하고 기존 발전기술의 고효율, 최적화를 통해 운영비용을 낮추고 안정적인 전력공급에 이바지하고 있다.