연구개발

연구분야 송변전 연구개발

Synchro-phasor 데이터를 이용한 수도권 전압안정화 제어시스템 개발

예상치 못한 고장에 효과적으로 대응하고, 대규모 정전을 방지하기위해 최근 주목 받고 있는 것이 시각동기 위상측정장치 (Phasor Measurement Unit, PMU)를 이용한 광역계통감시제어시스템 (Wide Area Monitoring And Contol System, WAMACS)이며 특히 2003년 북미 대정전 이후 필요성이 언급되면서 관심이 증가하고 있다. 이에 전력연구원 송변전연구소에서는 총 40개 PMU를 23개 수도권 주요 변전소에 설치하여 실시간 전력정보를 계통운영자에게 제공하는 한국형 WAMAC 시스템을 구축하고 대규모 사고에 대비한 부하차단시스템을 최적화 하는데 성공 하였다. 현재 한국전력공사 본사와 한국전력거래소 급전운영센터에서 본 시스템을 활용하고 있으며, 향후 활용부서에서 계획 중인 200기의 PMU 확대설치를 통해 실시간 계통정보를 기반으로한 적응형 광역계통감시 및 보호제어 시스템으로 발전시켜 나아갈 계획이다.

Smart WAMAC 시스템 HCI 화면

Smart WAMAC 시스템 시연회 장면
본사 전력계통 운영센터 운영 화면
Test-bed 환경 구축(전력연구원)

초고압 송전선로용 피뢰기 시범적용

송변전연구소는 낙뢰고장을 획기적으로 줄일 수 있는 송전선로용 피뢰기를 개발하여 345kV 신양산-고리NP T/L에 61기, 신김포-신파주, 신서산-아산 T/L에 62기, 한빛NP 인출 2개 T/L에 90기 등 총 213기에 성공적으로 시범 적용하였다. 선로용 피뢰기는 154kV 선로의 44%에 적용되고 있을 정도로 성능이 입증된 낙뢰고장 방지 대책으로 345kV 계통으로의 확대 필요성이 꾸준히 제기되어왔다. 345kV 선로용 피뢰기의 1차 시범적용은 2013년 8월 345kV 신양산- 고리NP 선로에 성공적으로 완료된 바 있으며 이어 2차 적용연구에서는 2개의 선로(신김포-신파주 T/L, 신서산-아산 T/L)를 대상으로 진행되었다. 시범적용 연구를 토대로 345kV 송전선로용 피뢰기의 기술규격을 완성하고 설치금구의 국산화로 피뢰기의 적용 비용을 낮추어 초고압계통의 낙뢰고장을 획기적으로 줄일 수 있게 되었으며 송변전운영처에서는 모든 송전선로의 낙뢰고장을 Zero화 하기 위한 피뢰기 중장기 적용계획을 추진하고 있다.

내장형 피뢰기

내장형 피뢰기
현수형 피뢰기

HVDC 기술개발 총괄 및 제주 80kV HVDC 실증건설

변동성이 심한 신재생에너지의 증가와 에너지안보 확충을 위한 국가간 계통연계의 필요성이 높아지면서 서로 다른 주파수나 전압을 갖는 계통의 연계에 유리하며, 장거리 송전 시 송전투자비 및 손실이 작은 장점을 갖는 초고압 직류송전(High Voltage Direct Current ;HVDC)시스템에 대한 관심도 증가하고 있다. 이에 전력연구원 송변전연구소에서는 HVDC 관련기술의 국산화 개발을 위하여 2010년부터 80kV HVDC 시작품의 개발과 실증선로의 구축을 위한 연구과제를 수행하였다.
이번 연구를 통하여 송변전연구소는 HVDC 변환 및 송전설비의 실증을 위해 2010년도부터 2013년도까지 약 4년여에 걸쳐 제주 80kV HVDC 실증시험선로 구축에 성공하였으며, 더불어 변환시스템 및 송전설비의 설계, 제작, 건설, 계통연계 실증시험을 수행함으로써 변환기술 국산화와 HVDC용 송전설비의 개발에 주도적인 역할을 수행하였다. 본 연구과제의 성공적 수행 발판으로 이번에 마련된 실증 설비는 향후 초전도 DC 케이블 및 변환설비의 국산화 개발품 실증에 활용될 예정이다.

HVDC 변환설비 견학

HVDC 실증설비 가압식

전력설비 지진피해대응 지진정보 제공 기반 구축

예측 불가능 하며 불확정적 자연현상인 지진으로 인하여 전력설비에 발생하게 된 경우 피해가 신속 대응을 위해서는 적절한 초기 대응이 필요하며, 이를 위해서는 정확한 지진피해 정보를 다수의 관련 부서 및 담당자가 공유해야 한다. 일반적으로 전력설비 지진피해는 지진발생 인근 지역에 위치한 특정 전력설비 부지에서의 지진동 크기가 내진설계 기준을 초과할 때 발생한다. 이를 위해 전력연구원 송변전연구소는 기 운영 중인 실시간 지진관측망 자료를 이용하여 737개의 154kV 이상 변전소에 대한 지진피해 정보를 제공할 수 있는 사내 웹서버(http://edes.kepri.re.kr/)를 2년간의 연구 기간을 통하여 개발하였다. 이번에 개발된‘전력설비 지진피해 정보제공 시스템’은 전력연구원이 운영 중인 15개소의 345/765kV변전소 관측 자료와 변전소 인근 지역에서 기상청이 운영 중인 119개의 국가 지진관측소 자료를 동시에 활용하여 지진계가 설치되어 있지 않는 변전소 부지의 지진동 크기정보 및 공간적인 피해범위·정도를 추정하는 기능을 수행하며, 전력설비 지진피해발생시 신속 복구에 필요한 초기 지진대응 정보를 다수의 관련 부서 및 담당자가 공유 할 수 있는 웹서비스를 제공한다.

전력설비 지진피해대응 웹서비스 화면

태안앞바다 규모 5.1지진 진도분포도