HVDC·전력케이블 분야 주요 연구성과 공유

활동 내용

C2-GRID 산업체 전문가 워크숍에서는 Converter 연구팀과 Cable 연구팀이 미래 HVDC 시스템과 전력케이블의 안정적인 설계·운영을 위한 주요 연구성과를 공유했습니다. 발표에 앞서 김성한 연구원은 MMC-HVDC 설계 연구를 바탕으로 자체 개발한 MMC HVDC Design Tool을 시연하고, 주요 기능과 활용 방식을 소개했습니다. 이어진 발표에서는 다음과 같은 연구성과가 소개되었습니다.

Converter 연구팀

김성한 연구원은 계통 과전압 상황에서 MMC-HVDC의 안정적인 운전 가능 영역을 사전에 판별하는 해석 방법을 발표했습니다. AC 계통전압과 무효전력 운전조건에 따른 변조 한계를 정량화하고, 설계 단계에서 HVRT 운전 가능 여부를 검토할 수 있는 프레임워크를 제시했습니다.

이승윤 연구원은 GFM-HVDC의 기술사양과 계통 요구조건을 효율적으로 검증하기 위한 통합 해석 방안을 발표했습니다. 계통 고장과 위상각 급변 등 다양한 외란에 대한 반복적인 EMT 검증에 앞서, DC 과전압과 유효전력 응답을 정량적으로 평가함으로써 사양 검증의 효율을 높이는 방안을 제안했습니다.

강종원 연구원은 GFM-HVDC 컨버터의 감쇠 성능을 평가하는 방법을 발표했습니다. 국내외 HVDC 시스템에서 발생한 진동 사례와 해외 기관의 감쇠 성능 요구사항을 검토하고, 컨버터가 계통 안정화에 기여하는지를 평가하기 위한 수동성 기반 검증 방법을 소개했습니다.

김민성 연구원은 HVDC·MTDC 연계 전력계통의 안정성과 진동 감쇠 성능을 향상하기 위한 제어 프레임워크를 발표했습니다. 여러 컨버터의 측정정보와 제어 입력을 협조적으로 활용하여 지역 간 진동을 완화하고, 광역 전력계통의 안정성을 높이는 방안을 제시했습니다.

지찬호 연구원은 MMC 모델의 상세도가 MTDC 시스템의 소신호 안정성 평가에 미치는 영향을 발표했습니다. MMC 내부 동특성을 포함한 상세 모델과 이를 생략한 축약 모델을 비교하여, DC Droop 이득과 시스템 안정성을 신뢰성 있게 평가하기 위해서는 적절한 모델 상세도가 필요함을 제시했습니다.

김철민 연구원은 호남-제주 전력계통을 대상으로 구축 중인 대규모 EMT 모델과 GFM-HVDC 적용 연구를 발표했습니다. 전국 계통 수준의 EMT 모델을 활용하여 HVDC 연계 계통의 진동 현상을 분석하고, GFM 제어와 DC 전압 변동 완화 기술의 효과를 검토한 연구성과를 소개했습니다.

Cable 연구팀

신용준 교수는 산업용 케이블 연구팀의 연구 분야와 주요 추진 방향을 소개하고, HVDC·원전·초전도 및 산업용 케이블의 진단과 상태감시 기술 개발 방향을 공유했습니다.

임호빈 연구원은 반사파 계측과 신호처리 기술을 활용한 산업용 케이블 진단 연구를 발표했습니다. 케이블에 저전압 신호를 인가하고 반사 신호를 분석하여 결함·열화 등 확인하기 어려운 내부 상태를 추정하는 기술을 소개했으며, 해당 기술을 HVDC 해저케이블, 원전, 초전도 케이블, 로봇 및 전기차 배선 시스템에 적용한 사례를 공유했습니다.

안재용 연구원은 3상 전력케이블의 송전용량 향상을 위한 열해석 및 유한요소 기반 검증 연구를 발표했습니다. 환기형 전력구에 설치된 케이블을 대상으로 3차원 열전달 모델과 열 등가회로를 구축하고, 외부 온도 변화에 따른 허용전류와 도체온도를 분석했습니다. 또한 서로 다른 규격의 케이블을 연결하는 접속함의 전계·압력·온도 특성을 검토한 연구결과를 소개했습니다.

이번 발표를 통해 C2-GRID는 Converter와 Cable 분야의 연구역량을 함께 소개하고, HVDC 시스템의 설계·제어·해석부터 전력케이블의 진단과 송전용량 향상까지 아우르는 통합적인 연구 방향을 산업체 전문가들과 공유했습니다.