전력계통

연구분야 전력계통

전력계통연구소는 탄소중립을 위한 재생에너지 확대, 전력기기의 고효율 및 친환경성 제고를 통해 전력산업의 패러다임 전환을 선도하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 “미래전력망 구축”, “고효율·대용량 송전기술 선도”, “친환경 변전기기 개발 및 변전설비 자동화”, “HVDC 설계 및 운영 기술 확보”, “전력구조물 재난대응 및 안전성 확보” 에 중점을 두고 연구를 수행하고 있다. 전력계통 계획·해석·응용기술, PMU기반 광역계통 정밀감시, CFI 적용한 전력IBR 제어 및 전력망 ESS 응용기술 개발, 전압형 HVDC 변환설비 국산화 및 실계통 적용을 통해 안정적·경제적인 전력망을 구현을 위한 기반기술을 확보하고 있다. 또한 재생에너지 수용성 개선과 동서 계통연계를 위해 가공/지중 설비의 고효율, 대용량화를 목표로 신소재 송전기기와 신송전기술을 개발하고 있다. 그리고 고효율·친환경 Eco GIS/M.Tr 등 친환경 변전기기 및 운영기술 개발을 통해 온실가스 감축에 기여하고 변전설비 예방진단시스템의 신뢰성 확보 및 신전력기기 진단기술 개발 등 전력설비 고장예방 및 복구, 최적 운영을 위한 핵심기술을 개발하고 있다. 또한 전력구조물 신뢰성 기반 설계기술, 기후변화 및 자연재해 대응 기술, 내진보강 기술 개발에 관한 연구도 수행하고 있다. 전력계통연구소는 전력계통 기술 혁신 뿐만 아니라 전력산업구조의 다변화에 발맞춘 신사업 개발에도 박차를 가하고 있다.

계통 운영·감시 기술

전력계통 운영의 불안정성을 해소하기 위해, PMU기반 광역계통의 실시간 감시를 통해 계통안정성 확보 및 실시간 고장대응을 수행하며, 재생e의 계통접속 증가에 따른 유연접속 기술개발, 재생e 관제시스템 개발을 수행하고 있다.

IBR제어 및 플라이휠 관성공급 기술

풍력 태양광 등 인버터 기반 발전원의 증가에 대응하기 위해 전력망 유연성 확보를 위한 기술개발을 수행하며, 계통의 관성을 공급하기 위해 동기조상기 개발, GFM 제어 기술 연구를 수행하고 있다.

가공송전 설계·운영 기술

재생에너지 수용성 개선과 동서 계통연계를 위한 가공송전 설비의 고효율, 대용량화를 위한 가공 송전선로 실시간 동적 허용 용량 산정 기술(FDLR)과 용량 증대 기술(Uprating) 등 신송전기술을 연구하고 있으며, 그래핀을 적용한 가공송전용 신전선을 개발중에 있다. 또한, 가공송전용 기자재 시공/진단 기술 개발 및 실증, 기후변화 대비 설계기준 최신화, 전기환경 해석분야의 연구 및 기술지원을 수행하고 있다.

친환경 변전기기 운영 기술

Net-zero 대응과 미래 전력기술을 선도하기 위해서 탄소 배출량의 상당 부분을 차지하는 SF6가스를 대체하기 위한 친환경 절연가스와 이를 적용한 170kV Eco GIS의 개발과 실증을 완료하고 2024년부터 신규 변전소 적용을 시작으로 최적 운영기술을 연구하고 있다. 또한 변전실증시험장을 활용한 新개발 변전기기 설계 검증 및 실증 연구를 수행하고 있다.

HVDC 변환설비 설계·운영 기술

소비지와 멀리 떨어진 무탄소 전원을 연결하는 송전망을 적기에 확충하고 효율적으로 운영하는데 필수적인 신송전기술을 연구개발하고 있다. 증가하는 해상풍력 등 재생 발전력의 계통연계시 변동성 완화와 안정성을 높일 수 있는 새로운 FACTS 설비의 적용 및 운영 기술을 연구하고 있다. 해저와 지중케이블을 이용한 장거리 대용량 전력 수송에 유리한 HVDC 및 MTDC(Multi-terminal HVDC)의 국산화 및 실증연구를 진행하며 전압형 HVDC의 전 주기 설계/운영 기술력 확보에 집중하고 있다.

전력설비 지진 대응 및 최적 구조설계 기술

지진, 태풍 등 자연재해에 대응하여 전력설비/구조물의 안전성을 확보하고 경제성 및 친환경을 고려하여 구조설계를 최적화하는 기술을 개발중에 있다. 변전설비 등 기설 전력설비의 내진성능 개선 연구를 수행 중에 있으며, 변전소의 실시간 지진피해 예측·통보 기술을 발전사로 확대하기 위한 연구를 추진 중에 있다. 또한, 송전철탑의 신뢰성 기반 최적설계기술 및 건설민원 수용을 위한 환경조화형 철탑 설계기술 개발을 수행하고 있다.

계통해석 기술

재생에너지와 제어 기반 특수설비(HVDC, FACTS, ESS 등)의 증가로 인해 점차 커지고 있는 전력계통 계획·운영의 어려움에 대비하여 정밀계통해석 기술 확보를 위해 노력하고 있으며, 특히 발전제약 완화, 재생e 수용 능력 평가, HVDC 정밀 해석, 전력망 복원력 관리에 활용하기 위한 연구를 수행하고 있다.

플라이휠 관성공급 분야

전력계통에 관성을 공급하기 위한 목적으로 플라이휠 동기조상기 실증, 설계 및 운영기술 국산화 개발을 수행하고 있다.

지중송전 운영 및 신뢰성 평가 기술

지중송전선로 수요증가 및 노후화에 따른 고장예방, 안정적 설비운영을 위해 AC 및 HVDC 지중케이블 실시간 모니터링(실시간/오프라인 고장점탐지, HVDC 케이블 실시간 부분방전 진단 등), 하이브리드 HVDC 송전선로 고장대응 보호기술, AI 기반 부분방전 진단 등 지중케이블 운영·진단 신기술 고도화 기술뿐 아니라 고장복구 접속함 개발, 관로구간 냉각 기술, 이종도체(CU-AL) 접속 기술 등 계통 운영 효율 개선 및 송전용량 증대 관련 다양한 연구를 수행하고 있다. 아울러 최대 500kV AC, 최대 800kV HVDC 케이블 신뢰성 평가 및 KEMA 공동 국제 공인시험을 수행하고 있다.

변전설비 예방진단 및 보호 기술

한전의 변전설비 현안문제 대응을 위한 접지해석, 과도해석, 계통해석 등의 연구와 기술지원을 통해 사업소 고장원인 분석 및 변전설비 종합예방진단 시스템의 신뢰성 및 호환성 평가시험을 수행하고 있다. 또한, 전력설비의 OPEX/COPEX 절감 및 안정성 제고를 위해 광역계통 보호 신뢰도를 확보하고 과도 스트레스 저감 기술과 상태감시/예방진단 기술을 개발하고 있다.

전력구조물 설계 및 유지관리 기술

전력 지중 구조물을 대상으로 최적 설계 및 친환경, 안전시공 및 스마트 유지관리를 위한 건설 신기술을 개발하고 있다. 송전철탑 기초의 구조안전성과 경제성을 동시에 향상시키기 위한 신뢰성 기반 설계기술을 개발하고 있으며, 전력구 터널 건설 안전관리 강화 및 적기준공을 위한 TBM 디스크커터 마모 측정 및 수명예측 기술, 지하 매설물 비파괴탐사 기술, 스마트 유지 및 계측을 위한 인공위성 레이다를 활용한 지반침하 위험예측 기술을 연구하고 있다.