1강 HVDC 송전의 특징

안녕하십니까. 박권배입니다. 자, 이번 시간부터는 우리가 송전분야를 좀 공부할 겁니다. 첫 번째 시간으로요. 이제 HVDC죠. 자, HVDC의 특징을 볼 건데요. 이제 교류송전과 비교했을 때 HVDC, 직류송전이 갖는 장점이 무엇인가, 특징이 무엇인가. 그런 이야기를 해볼 겁니다. 자, 본문으로 들어가 봅니다. 자, 우리가 현재에 이제 대부분, 대부분 송전부분을 담당하고 있는 것은 교류송전입니다. 교류송전이 굉장히 큰 장점을 가지고 있죠. 그렇죠. 그 장점 중의 하나가 뭐냐 하면 일관된 방식이라는 거죠. 자, 교류로 발전을 해서 수송도 교류로 수송하고, 그다음에 수전하는 방식이다, 쭉 일관되게 교류라는 방식으로. 그러다 보니까 갖는 장점이 뭐냐 하면 전압을 변환해야 되는데 굉장히 저렴한 방식으로 변환할 수가 있다는 것이죠. 뭘 사용해서요? 그렇죠. 변압기라는 것을 사용해서요. 굉장히 큰 장점이죠. 변압기가 뭐 덩치가 크고 그래서 굉장히 비싼 기기로 그렇게 보여지지만 기기를 가져다가 보면 원리적으로 보면 굉장히 간단해요, 사실은. 그래서 톤수만 다르게 해주면 쉽게 전압의 변화가 가능하잖아요. 그렇기 때문에 굉장히 어떻게 보면 저렴한 기기라고 볼 수 있죠. 변환에 대한 목표를 달성할 때 굉장히 저렴한 방법으로 우리가 바꿀 수 있다는 그런 장점이 있는 것이죠. 그리고 손실도 적잖아요. 자, 변압기 효율들을 보면 요즘에는 뭐 99점 몇 퍼센트, 이렇게 나오잖아요. 그러니까 거의 에너지 손실 없이, 거의 에너지 손실 없이 전압을 갖다가 쉽게 바꿀 수 있다, 경제적으로 바꿀 수 있다, 이런 방식이에요. 그러니까 교류방식이 대형 시스템에서는 어울리는 거죠. 자, 그런데 이제 근래에는 송전하는 부분, 이제 수송하는 부분 있죠? 이 부분이죠. 수송하는 부문만을 AC가 아니라 DC로 바꿨을 때 어떤 장점이 생기거든요. 그런 부분들을 이 시간에 공부하는 것입니다. 자, 그걸 갖다가 이게 HVDC, 이렇게 이야기하는 거거든요. 자, 교류로 발전한 전력을 갖다가 수송하는 관점이죠. 여기가 수송 부분이죠. 여기만 이제 DC로 변환한 다음에, 여기가 AC 부분이죠. 변환해서 재변환해서 이렇게 가는 방법. 그래서 수송부분을 갖다가 이제 DC로 우리가 한다는 이야기죠. 교류로 발전된 전력을 직류로 변환하여 송전한 후 수선점에서 다시 이제 교류로 재변환하는 그런 전력공급 방식입니다. 그렇게 보시면 돼요. 그러니까 어떤 수송의 관점의 송전은, 여기에서 말하는 송전은 다른 게 아닙니다. 수송할 때 AC로 수송하는 게 더 좋겠느냐, 아니면 직류로 송전하는 게 좋겠느냐, 그런 관점이라고 보시면 돼요. HVDC의 특징에 대해서 이제 말씀을 드리는데 교류방식과 비교해서, 상대적으로 비교해서 그것들을 갖다가 한번 이야기해보자는 말입니다. 송전용량 측면에서요. 송전용량 측면에서는 HVDC가 유리하다는 거죠. 교류보다는 HVDC가 유리한 부분을 가지고 있다. 원래 우리가 송전이라고 하는 관점에서는 두 가지가 키워드죠. 이게 이제 전력을 갖다가 수송하는 관점이잖아요. 첫 번째 키워드는 뭐냐 하면 대용량을 갖다가, 대용량을 갖다가 수송을 할 수 있어야 해요. 그렇죠. 그런 관점이 굉장히 중요하거든요. 두 번째는 뭐냐 하면 손실이죠. 손실 없이, 이게 발전된 전력을 갖다가 대용량을 손실 없이 부하까지 전달하는 과정이 그 업무가 바로 송전업무거든요. 그중에서 두 가지 키워드는 뭐냐 하면 많은 양을 보내줄 수 있어야 되고, 많은 양을 보낼 수 있는 능력이 있어야 해요. 그러니까 도로로 따진다면 편도 1차선을 건립해서는 많은 차량들이 왔다갔다 하기가 어렵잖아요. 그러니까 뭐 4차선, 5차선 이렇게 뚫어놔야 우리가 수송하기 편하잖아요. 그렇죠? 수송할 양이 많은데 편도 1차 가지고 우리가 운용한다고 하면 말이 안 되잖아요. 그래서 대용량을 보낼 수 있는 어떤 방식이면 좋다, 송전 관점에서. 그리고 손실 없이 가야 된다. 손실이 없으면 좋다. 이게 두 가지가 송전에서는 키워드란 말이에요. 그러니까 사실 뭐 송전관점에서는 다른 거 비교할 것 없이 이 두 가지가 유리하면 유리한 거예요, 사실은. 특징만 본다는 의미에요. 자, 그런 입장에서 바라보면 송전용량, 그렇죠. 얼마나 더 많이 보낼 거냐의 관점이잖아요. 그렇죠? 용량관점에서는 HVDC가 송전용량이 크다. 이게 더 좋은 거죠, 어떻게 보면. 자, 여기가 이제 발전소 측이라고 하고, 여기를 갖다가 이제 수용관측, 부하 측이라고 그러면 여기를 갖다가 Vs, Vr, 여기를 0도, 여기를 δ도. δ도 만큼 앞서있는 거죠. 그래서 파워는 이쪽으로 가는 것이죠. 전력, 전류가 이쪽으로 나타나는 거죠. 자 여기가 이제 리액턴스 X가 있다고 그러면 자, 파워는 이렇게 됩니다. 자 이렇게 되죠. 이걸 갖다가 뭐라고도 불러요? 정태안정도 한계식이라고도 부르죠. 자, 그래서 이런 것들을 고려해서 우리가 송전용량이 정해지죠. 교류방식인 경우는 이런 것에 의해서 송전용량이 제한이 돼요. 자 X, X가 있잖아요. X가 있으니까 X가 너무 크면 이거에 의해서 뭐냐 하면 송전용량은 이제 줄어들게 되고요. 그다음에 δ도요. 정태안정도 한계에서 δ도 얼마야. 최대 몇 도까지만입니까. 90도까지 맞게 우리가 안정도 한계점에 있는 것이죠. 자, X에 의해서도 리액턴스가, 솔로 리액턴스에 의해서도 전동, 전력에 영향이 좀 있는 것이죠. 이게 어떤 유한한 값이라는 것이죠. 자, 그다음에 정태안정도 한계에 의해서도 또 어떤 값이 제한을 받는다는 이야기죠. 근데 우리가 직류를 사용하게 되면 이 부분이 여기를 갖다가 굳이 따져보면 ωL이잖아요. 그러면 여기가 2πfL인데 주파수가 0이잖아요. 그렇다 보니까 여기가 그냥 0인 거예요, 사실은. 자, 그러다 보니까 여기 P를 갖다가 굳이 이 식에다 넣어놓고 그거 계산하다 보면 그냥 무한대인 거예요 여기가 0이 돼버리면. 즉, 이런 것의 영향을 받지 않는다는 것이죠. 이런 것의 영향을 받지 않는다. 자, 그러면 직류 같은 경우에는 그러면 용량에 대한 제한을 뭐로 받느냐. 자, 용량에 대한 제한은 도체의 굵기죠. 도체 굵기의 영향을 받는다는 거예요. 도체의 굵기가 굵은 그 굵기만큼 다 보낼 수 있다. 즉, 열적인 한계까지, 도체의 열적인 한계. 그 굵기에 해당하는 열적인 한계까지 다 보낼 수 있다는 거죠. 조금 전에 썼던 이것에 의해서 자, 이것에 의해서 제한을 받지 않는다는 거죠. 이것에 의해서 제한받지 않고, 근데 뭐 이제 이런 것이죠. 물론 이게 이 값 자체가 도체의 열적인 한계보다 얘가 더 커버리면 상관이 없겠지만, 교류 같은 경우에는 아무리 도체 굵기를 굵게 하더라도 얘의 제한이 먼저 들어오게 되면 얘에 의해서 뭐냐 하면 송전용량은 제한을 받는다는 이야기에요. 무슨 이야기인지 아시겠죠? 그래서 뭐 직류송전을 하게 되면은 도체만, 도체를 갖다가 굵게 해주면 도체의 굵기의 합만큼 더 많은 용량을 보내줄 수 있다. 근데 교류 같은 경우에는 아무리 도체를 굵게 하더라도 이런 전송전력에 대한 제한이 X나 δ에 의해서 지금 같게 된다. 뭐 이런 부분들입니다. 그래서 기본적으로 우리가 대용량, 많은 양을 보내기 위해서는 직류송전방식이 본질적으로 좋은 방식이다, 이렇게 이야기하고 있습니다. 자, 전력 소실 부분이죠. 전력 손실 부분도, 그러니까 이 두 가지를 갖다가 이 키워드를, 송전의 키워드를 갖다가 가장 두 가지를 먼저 이야기를 했습니다. 여러분도 송전이라는 관점이기 때문에 HVDC 송전, 그다음에 AC 송전, 이거거든요. 송전이라는 관점에서는 송전용량과 손실이 굉장히 중요하다. 발전된 전력을 중간에 다 흘리고 가면 아무 의미가 없잖아요. 그렇죠? 그래서 이 두 가지만 다른 거 다 우리가 잊어버리더라도 이 두 가지를 갖다가 기억하고 있으면 좋을 것 같아요. 자, HVDC가 전력손실이 작아 송전효율이 좋다. HVDC가 더 좋다는 이야기에요. 그럼 게임 끝났죠. 송전이라는 관점만 바라보면, 송전이라고 하는 고유특성만 바라보면 HVDC가 좋다. 다만 왜 못했다? 그렇죠, 경제성. 뭐 기술적인 부분이 반드시 있겠죠. 기술적인 성숙도가 낮아서 못 썼던 그런 과거도 있겠죠. 이제 기술적인 부분은 대개 해결이 됐다고 보시면 되고, 물론 이제 전류형에 대해서 그래요. 경제적인 부분이죠. 경제적인 부분이 어느 정도 해소가 되었나, 그런 걸 좀 볼 필요가 있는 거죠. 왜 그러면 HVDC가 손실 측면에서 유리하다고 하느냐 하면 첫 번째, 표피효과죠. 두 번째, 유전체 손실이죠. 이 두 가지의 구분을 가지고 이야기를 합니다. 이게 교류는 주파수라고 하는 걸 가지고 있잖아요. 이것 때문에 나타나는 효과들이죠. DC는 이런 부분이 나타나지 않는다는 거죠. 표피효과도 나타나지 않고, 그다음에 유전체 손실도 존재하지 않는다는 것입니다. 자, 표피효과는 우리가 주파수가 가지고 있는 전류가 흐를 때 주파수가 높으면 높을수록 여기에다가 도체의 외곽으로 흐르려고 하는 그런 특성이거든요. 그래서 주파수가 높으면 높을수록 여기 δ. 침투깊이, 즉 흐르는 두께라고 보시면 돼요. 흐르는 두께가 점점 엷어지죠. 즉, 여기는 사용하지 않는 거죠. 그러니까 도체를 아무리 굵게 설계를 해도 실제 사용하는 두께가 표면측만 사용하다 보니까, 표면층에 가까운 부분만 사용하다 보니까 이 도체가 균일하게 전류가 흐르지 못해서 열이 더 많이 나는 거죠. 그래서 표피효과는 뭐냐 하면 실효저항이 증가하는 거죠. 실제로는 우리가 설계를 할 때 이 면적을 다 사용할 거라고 한 상태에서 뭐냐 하면 우리가 저항을 적용하는데 실효저항이 더 올라가 버린 거죠. 그러면 열이 더 많이 나겠죠. 나쁜 거죠, 그렇죠? 손실이 더 커진다는 이야기에요, 한마디로 말하면. 침투깊이에 대한 식은 뭐 이런 겁니다. 주파수가 커지면 얘는 더 작아지는 거죠. 침투깊이가 더 작아졌다는 이야기는 뭐냐 하면 더 점점점 대부분의 전류는 표면적으로만 흐르려고 하는 특성을 갖는다. 그렇게 생각하시면 돼요. 자, 유전체 손실이죠. 유전체 손실은 우리가 전자기학 시간에 좀 공부를 하고 왔어요. 그래서 그 부분을 좀 보시면 되고, 여기 보시면 뭐예요? 유전체 손실의 히스테리 시스 손실인데 교류에서만 나타날 수 있는 성분이에요, 사실은. 주파수를 가지고 있는, 왔다 갔다 왔다 갔다 했을 때 거기에서 뭐냐 하면 히스테리 시스 루프를 그리게 되고 그 면적이 결국 손실 면적이 되고 그렇거든요. 근데 직류 같은 건 왔다 갔다 하지 않잖습니까. 그렇죠? 그러다 보니까 직류에서는 나타나지 않는 게 유전체 손실이다, 이렇게 보시면 돼요. 물론 가공으로 보낼 때는 크게 상관은 없죠. 가공으로 보낼 때는 우리가 나선으로 보내고 있으니까 그렇죠. 근데 송전부분도 우리가 XLPE 케이블 같은 경우도, XLPE 케이블 경우에 사용하게 되면 XLPE가 비유전율이죠. 비유전율이 한 2.5 정도에 가깝거든요. 그러니까 유전적 손실이 제법 나타나는 그런 케이블이라고 보시면 되죠. 그래서 교류는 직류에는 없지만 교류에는 있는 손실이 표피효과에 의한 실효저항 증가, 그다음에 케이블인 경우에는 유전체 손실도 거기에 더 플러스가 된다는 것이죠. 직류에는 나타나지 않는다. 자, 이걸 보면요. 고장전류 측면에서는 또 HVDC가 유리한 부분을 가지고 있다. 자, HVDC로 연계가 돼 있으면 고장전류는 AC송전에 비해서 AC로 연계되어 있는 경우에 비해서는 상당히 적어진다. 최근에 전력계통 운영자 입장에서는 상당히 매력적인 부분이 이제 고장전류를 저감시켜주는 부분인 것은 틀림이 없어요. 자, 그래서 HVDC로 연계를 하게 되면 고장전류가 AC로 연계하는 것보다는 상당히 유리하다. 그래서 이 부분만, 고장전류를 저감할 목적으로 우리가 HVDC를 쓴다. HVDC를 쓴다 그러면 그건 뭐라고 하느냐 하면, HVDC 백투백이라고 이야기해요. 이제 뒤에 나옵니다. 이것은 송전을 위한 목적으로 쓰는 게 아니라, 고장전류를 저감할 목적으로 그렇게 쓰는 방식이기도 해요. 또는 뭐냐 하면 뒤에서 설명 드리겠지만, 주파수가 다른 계통을 연계하는 용도로 우리가 또 쓰기도 하고, 이제 그렇습니다. 근데 이제 근래에는 워낙 송전계통 쪽에도 고장전류 이슈가 좀 있다 보니까 고장전류를 줄일 수 있는 그런 좋은 방법이 없죠. 확실한 방법이 없죠. 그래서 뭐냐 하면 돈이 비싸더라도 HVDC를 써서 고장전류를 줄이려고 하는 노력을 하고 있습니다. 그게 이제 뭐냐 하면 HVDC 백투백이다, 이렇게 보시면 돼요. HVDC를, 자 HVDC를 쓰게 되면 고장전류가 감소하는 특성이 있다. 그거에 대한 설명을 간단히 드려보면 이렇습니다. 일반적인 이제 부하전류는 전압이 있고, 전류가 있다고 하면 이제 이런 상태라고 보면 되죠. θ가 그렇게 크게 차이가 나진 않죠. 우리가 이게 역률이라고, 역률각이라고 이야기하죠. 그래서 뭐 유효분 전류, 유효분하고, 그다음에 무효분이 뭐 이런 상태라고 보시면 돼요. 정상적인 상태에서는 유효분이 대부분이고, 그다음에 무효분은 작은 상태, 이런 것이죠. 전력공급자 입장에서는 그렇죠. 대부분 이제 부하측에서 필요한 무효전력을 많이 공급하고 있죠. 전력량 콘덴서 그런 것들을 통해서요. 부하가 뭐 예를 들어 조금 사용한다는 뜻이 아니에요. 자, 이런 상태로 이제 정상적으로 운영이 되고 있다가 우리가 이제 3상 단락이 났다 그러면 전류가 어떻게 가느냐 하면 이렇게 가요. 이런 식으로 가면 페이저도가 이런 식으로 나와요. 당연히 이 사이즈도 커지고 이제 위상도 같이 이렇게 변하죠. 위상도 이렇게 같이 변하는데 한 80~90도 사이, 이렇게 되는 거죠. 위상이 이렇게 떨어지는 거죠. 여러분도 이렇게 된다는 걸 아실 거예요. 자, 그러면 이제 3선단락이 나면 전력계통 L이죠. Lr보다는 L에 의해서 대부분 우리가 고정된 회로라고 보시면 되죠. 그래서 전류가 이렇게 가죠. 그리고 크기도 굉장히 커지죠. 그런데 여기 이 성분을 보면 대부분은 어떤 성분이냐 하면 그러면 이 성분이 무효성분이고, 이 성분이 유효성분이잖아요. 그러니까 단락이 나게 되면 대부분 무효성분, 무효전력성분, 이 부분 Isinθ 성분이에요. 여기가 I의 cosθ, 여기가 유효분이잖아요. 유효분은 작고 무효분이 대부분이에요. 그러다 보니까 이 HVDC로 이렇게 연계가 됐다 그러면 자, 그럼 여기에서 사고가 났다 그러면 여기에서 고장전류가 공급이 되겠지만, 이쪽에서는 뭐만 공급이 되느냐 하면, 기존에 AC였으면 여기에서 합류가 되죠, 다. 다 여기에서 합성이 될 텐데 근데 그게 아니고 여기에서 이제 넘어오는 것은 Isinθ, 무효분은 다 여기에서 잘립니다. 즉, DC 선로는 뭐냐 하면 무효분을 이동시킬 수가 없어요. 무효분을 전달할 능력이 없어요. 여기는 DC 선로는 유효분만 가요, 유효분만. 그래서 DC에서는 유효분 밖에는 없다는 사실이에요. 그러다 보니까 DC는 유효분만이 유일하게 전달이 돼요. AC는 유효분, 무효분 같이 동시에 전달하지만, 그래서 DC 선로는 무효분 전류에 대해서는 오픈된 선로라고 보시면 돼요. 그러니까 고장전류의 대부분이 무효분인데 무효분이 이쪽에서 차단되고 유효분만 넘어온단 말이에요. 그러니까 여기에 합류가 되더라도 얼마 안 되겠죠, 양이. 그러니까 그 양이 저감되는 양이 되는 거예요. 그 양만큼이 이제 저감되는 양이 되는 거예요. AC 같은 경우에는 그대로 다 합류가 되겠죠. 그렇죠? 자, 그래서 이제 그런 효과를 생각한다면 굉장히 중요한, 최근에는 이런 부분에 대한 고민들이 되게 많거든요. 전력계통에서 고장전류가 자꾸 증가하고 그러는데 그걸 해결할 수 있는 방법들이 딱 뾰족한 방법이 없거든요. 근본적으로 처리할 방법이 없기 때문에 이런 것에 대한 효과도 사용하려고 하는 움직임이 있습니다. 근데 이제 문제는 가격이 너무 비싸다. 그런 어떤 한계를 지금 가지고 있는 상태에요. 자, 그다음에 이제 경제성이죠. 경제성을 갖다가 이제 이야기를 해야 되죠. 경제성을 갖다가 먼저 이야기를 했으면 좋았을 텐데... 자, 경제성을 이야기할 때는 이런 그래프를 많이 쓰고 있죠. 그래서 이 초록색 같은 경우가 DC, DC고, 그다음에 이게 이제 AC가 되는데 AC, DC 특성이 여기에서는 다르죠. 여기 부분, 여기가 거리가 0km, 즉, 단말측이라고 보시면 돼요. 변환소측 단말측이죠. 단말측의 기본적인 가격이라고 보시면 돼요. 그래서 단말코스트는 뭐 DC가 훨씬 높은 거죠. 단말 코스트는 DC가 조금 높은 축에 있고, 이게 왜 높냐 그러면 뭐 이런 거예요. 변환소와 필터, 이것들이 가격이 좀 많이 높은 편이죠. 변환소에 있는 사이리스터 밸브, 변환소에 있는 사이리스터 밸브죠. 사이리스터 밸브. 자, 그다음에 필터, 비싼 순서로 보면 그래요. 그다음에 이제 무효전력 보상설비인 조상설비, 뭐 이런 것들이 많이 필요한 것이죠. 그래서 변환소에서 이제 필요한 비용들이 워낙 높기 때문에 터미널 코스트가 AC 방식에 비해서는 굉장히 높다. 이 부분이 굉장히 높다는 이야기입니다. 자, 그런데 이제 선로가 길어지면 선로축을 보는 거죠. 여기는 이제 이 기울기에 해당하는 가격은 라인하고 거기에 손실비용이 여기에 포함되어 있다고 보시면 돼요. 그래서 우리가 3상 보통, 대용량으로 올 때 3상 2회선으로 보내잖아요. 3상 2회선으로 보내면 이제 6가닥이 되죠. 6가닥이 되고 그다음에 철탑도 더 커지죠, 기본적으로. 자, 그다음에 이제 여기 DC 방식 같은 경우는 이것도 2회선으로 보낸다면 bipolar 방식으로 해서 본질적으로는 두 가닥만 가도 되죠. 한 가닥은 이제 대지로 귀로하는 방식. 물론 도체로 귀로하는 방식을 쓰면 세 가닥이 필요하기는 하지만, 대지나 해수로 귀로하는 방식을 쓰면 두 가닥만 가면 되거든요. 그렇기 때문에 동일한 용량을 보내더라도 도체의 가격, 그다음에 철탑 비용까지 다 한다고 그러면 이쪽이 훨씬 더 싸진다. 그래서 거리가 길어질수록 여기가 이제 기울기가 느슨해지고 좀 가팔라지는, 상대적으로 비교해봤을 때 그렇다는 이야기에요. 그다음에 이 손실, 손실도 여기에서는 비용으로 다스려야 되기 때문에 손실은 여기가 HVDC가 작다고 그랬으니까 이거는 기울기가 좀 느슨한 편이고, 얘가 좀 더 가팔라진다, 이렇게 보시면 돼요. 그래서 어느 순간에 보게 되면 가격이 교차하는 그런 가격대가 존재하는 거죠. 어떤 거리 이상이 되면 오히려 DC쪽이 경제성이 나온 그런 거리가 있는 것이죠. 그래서 이제 이 거리에 대한 관심이 상당히 많은 거죠. 근데 이 거리가 상당히 길었다는 거예요. 물론 이제 육지를 기준으로 보면 보통 600~800km 정도. 이렇게 됐다고 보시면 돼요. 물론 이제 과거의 일들이에요. 이제 바다 쪽으로 넘어가게 되면요. 자, 우리나라처럼 해남에서 우리가 제주도까지 연결하는 그런 경로도 있죠. 거기 같은 경우에는 이게 10분의 1로 준다고 보시면 돼요. 60~80km 정도, 이렇게요. AC 같은 경우도 바다를 건너야 되기 때문에 소요되는 비용이 훨씬 높기 때문에 그 정도, 한 10분의 1 정도로 이 거리는, 경제성이 나온 거리는 줄어든다. 이게 이제 아주 과거의 데이터에요. 근데 최근에는 이제 이 길이가 더 줄었다는 것이죠, 기본적으로. 왜 그러냐 하면 여기에 터미널 가격을 주로 차지하는 여기 변환소의 사이리스터 뱅크라든지 아니면 요즘에는 이제 전압형이 나와서 이제 전압형도 좀 시도하고 있는데 주로는 전류형이에요. 사이리스터 밸브나 아니면 IGBT 밸브가 되겠는데 그런 가격들이 상당히 많이 가격이 떨어진다는 이야기죠. 근래에 와서는 대용량화 되고요. 그래서 이게 그대로 이렇게 이 부분을 이렇게 시프트해서 내려올 수가 있다는 거죠. 그렇다면 이건 뭐예요? 그렇죠. 경제성이 나오는 송전거리가 점점 줄어든다는 것이죠. 줄어들고 있어요, 지금. 그런 과정이 있기 때문에 이게 뭐 한 300~500km 정도, 이 정도로 지금 왔다고 저는 보여져요. 그렇기 때문에 얼마든지 육상에서도, 육상에서도 경제적인 거리가 나올 수 있다는 거죠. 물론 나라가 이제 긴, 송전거리가 긴 나라들은 나라가 큰 나라들은 이미 육상에서도 HVDC를 갖다가 이제 시도를 당연히 하고 있고요. 우리나라 같은 경우는 최소한 경제성이 나오는 거리는 아니었죠. 과거 기준으로만 보면. 근데 근래에는 우리나라도 이제 육상에서는 긴 거리는 HVDC로 해볼 만한 경제성이 나오는 거리가 된다, 이렇게 보시면 돼요. 자, 그래서 우리나라에서도 육상에서도 지금 HVDC가 지금 시도되고 있고 계획되어 있다. 우리가 송전용량을 늘리기 위해서 우리나라 같은 경우에는 765kV를 시도했잖아요. 근데 765kV가 이제 뭐 전자파 피해 때문에 이제 그러는 것인지 사람들이 자꾸 그걸 기피하면서 765kV 건설을 더 이상 못하게 됐거든요. 그러다 보니까 상대적으로 전자파 피해가 없을 것으로 여겨지는 이 HVDC로 가는 쪽으로 방향은 잡은 것 같습니다. 대용량 부분에 대해서는요. 다른 이제 부수적인 특징들을 보면, 주파수가 다른 계통을 연계할 때도 좋다. 주파수가 다르면 연계 안 되잖아요, 바로. 근데 HVDC를 쓰게 되면 바로 DC로 바꿨다가 다시 AC로 바꾸는 것이기 때문에 다시 원하는 주파수로 우리가 인버팅 시키면 되는 거죠. 재변환할 때 우리가 원하는 주파수로 바꿔버리면 되니까 동기연계기가 없이도 연계가 가능하다. 이런 것은 HVDC 백투백이 해줄 수 있는 역할이죠. 자, 여섯 번째 전력전류의 제어나 전력계통의 안정도를 컨트롤 하는 데도 기여를 할 수가 있다. AC 방식 같은 경우에는 그런 것을 해주려고 하면 FACTS 설비나 그런 것들이 들어가야 되는데 HVDC 같은 경우는 우리가 양측에 변환소를 가지고 있고, 전력제어를 하고 있죠, 사실은. 그랬더니 어느 정도 전력 제어는 가능하고, 특별히 올해 전류형과 전압형으로 두 개가 나뉘는데 이런 것들에 조금 더 기여를 해줄 수 있는 방식은 전류형보다는 전압형 방식이라고 보시면 되겠습니다. 자, 그다음에 이제 전자파 피해문제도 뭐 이야기를 하고 있고요. 그런 것들이 뭐냐 하면 HVDC가 좀 유리하다는 것이죠. 자, 그다음에 이제 고장전류 차단. 고장전류 차단은 AC에 비해서 단점이라고 보면 되죠. 고장전류 차단은 고장전류를 차단하려면 우리가 M의 영점, 전류영점이라는 게 있어야 되는데 차단은 우리가 영점을 공유하기 위해서 끊는 거거든요. 얘는 영점이 없다 보니까 그걸 끊어내기는 상당히 어려운 것이죠. 그래서 지금 뭐 제대로 된 직류방식의 차단기도 지금 개발이 안 되어있는 상태거든요. 직류상태에서 얘를 갖다가 강제적으로 우리가 영점을 만드는 방식에 대해서는 특히 이제 여기 HV클래스에서는 사실은 기술적으로 그렇게 만만한 게 아니거든요. 그래서 물론 이제 전력, 전자를 이용해서 그걸 갖다가 이제 강제적으로 우리가 잘라버리는 그런 방식들을 지금 HVDC에서 시도는 하고 있어요. 근데 그 가격이라든가 그 성능의 안전성들은 아직까지 검증됐다고 보기는 좀 어렵습니다. 자, 그다음에 이제 무효전력 손실이 존재하는 것이죠. 여기에는 이제 특별히 어떤 방식이냐 하면 전류형인 경우에 무효전류 손실은 좀 비교적 큰 편입니다. 뒤에서 우리가 전류형 이야기할 때 조금 더 보완하겠습니다. 그래서 무효전력을 공급해 줄 수 있는 조상설비를 갖다가 추가적으로 우리가 설치를 해야된다는 부분이죠. 자, 그다음에 이제 고주파 발생하는 부분. 이제 이 부분도 전류형의 HVDC에 있는 문제입니다. 전압형은 뭐 고주파 문제가 상대적으로 더 적고요. 그래서 이 부분이죠. 필터가 사이리스트 밸브의 가격문제도 있지만, 필터도 굉장히 큰 사이즈와 가격대를 가지고 있다는 이야기입니다. 필터도 우리가 대용량으로 설치를 해야 되는 부분이 있다는 이야기입니다. 자, 이 부분은 지금 단점이라고 보면 되죠? 여기는 이제 AC에 비해서 갖는 단점 부분이죠? 송전선로 선하지 부분. 선하지라고 하는 것은 이렇게 정의가 되어있어요. 자, 고압전력선 등 전력을 공급하는 송배전 전선, 그렇죠. 바로 아랫부분의 땅. 그걸 갖다가 이제 선하지라고 이야기합니다. 근데 그 범위가 어떻게 되느냐 하면 양쪽으로 약 3m씩 추가한 면적이라고 이야기합니다. 그게 선하지라고 이야기를 해요. 자, 그러다 보면 이 DC방식으로 하다 보면 얘 같은 경우는 두 가닥만 쭉 가면 되고, 얘 같은 경우에는 2회선 송전한다면 얘는 두 가닥이고, 물론 여기는 이제 대지귀로라든지, 대지귀로라든지 아니면, 이제 해수귀로죠 해수. 해수귀로 방식으로 썼다 그러면 우리가 두 가닥만으로도 우리가 바이폴라 방식으로, 2회선 방식으로 우리가 송전할 수가 있거든요. 그러다 보니까 가공으로 간다고 치더라도 우리가 두 가닥만 가면 되기 때문에 선하지도 더 작게 차지한다고 생각하시면 되겠죠. 얘 같은 경우에는 2회선 송전하면 어떻게 돼요, 기본적으로? 여섯 가닥을 갖다가 철탑에 매달고 가야 되니까 아무래도 철탑의 사이즈가 그것보다는, 얘보다는 조금 커지고 그것을 필요로 하는 선하지 같은 경우에는 면적이 더 많이 차지하게 되겠죠. 그래서 좀 세련된 말로 한다면 국토의 효율적인 이용이라는 측면에서는 HVDC가 괜찮은 편이라는 것이죠. 자, 그러면 이제 마지막으로요. 정리하면서 HVDC 적용은 지금 어떻게 이루어지고 있느냐. 그러면 이제 일단 가장 먼저는 전통적으로 내륙하고 섬간의 이제 전력연계죠. 그래서 우리나라에서 했던 게 이제 그거죠. 해남에서 제주 연계가 가장 먼저, 첫 번째 이루어졌던 것이고 그다음에 이루어진 게 뭐냐 하면 또 다시 진도에서부터 제주까지 연계되는 거예요. 이게 이제 두 번째죠. 해남에서 제주를 먼저 했고, 그다음에 한 게 뭐냐하면 진도에서 제주. 여기에 해당되는 것이다. 자, 그다음에 이제 대용량이다. 해상풍력 같은 경우를 갖다가 우리 본계통으로 끌어올 때 이제 이때도 뭐냐 하면 HVDC를 쓴다. 근데 여기 같은 경우에는 주로 이제 뭘 쓰느냐 하면, HVDC를 쓰는데 이제 전압형. 네, 주로 전압형을 갖다가 적용한다는 이야기에요. 풍력 같은 경우는 굉장히 불안정한 특성을 가지고 있거든요. 그렇기 때문에 그런 나쁜, 어떻게 보면 나쁜 전력이죠. 나쁜 특성의 품질의 전력을 갖다가 연계할 때는 조금 더 특성이 좋은, 그런 특성을 갖다가 잡아줄 수 있는 전압형 방식으로 연계를 하고 있습니다. 자, 그다음에 500km 이상의 육상 장거리 송전. 어떻게 보면 이제 국가 간 연계죠. 국가 간 연계라든지 그다음에 아예 나라가 커서 송전거리가 아예 그냥 1000km, 이렇게 되고 막 그런 데 있잖아요. 이제 그런 데에서 쓰는 방식이죠. 우리나라 같은 경우에는 그렇게 되지 않으니까 우리가 뭐 국가 간 연계를 하겠다. 우리나라 같은 경우에는 그런 경우에 했을 수가 있는 방식이라고 보면 되죠. 이거는 이제 백투백에 해당하는 부분이라고 보시면 돼요. 주파수가 다른 계통간 연계, 그러니까 일본 같은 경우는 지역에 따라서 50Hz, 60Hz 쓰는 지역이 있다고 그래요. 그런데 두 지역의 전력을 연계하려고 하면 바로 연계 안 되니까 이럴 때는 HVDC로 연계해주는 게 좋다. 이제 그럴 때 쓰는 방식이 HVDC 백투백이라고 보시면 돼요. 그다음에 이제 마지막으로 최근에 이제 이런 이슈들이 있죠. 고장전류 제한하는 그런 목적으로 사용하기도 한다는 이야기에요. 그다음에 전력계통의 안정도 향상을 위해서 또 쓸 수 있다는 점. 물론 AC 같은 경우에 FACTS가 그 기능을 담당해주겠지만, HVDC가 들어가게 되면 이런 부분도 담당을 해주게 된다는 이야기죠. 그래서 아직까지는 부수적이지만 이런 목적으로 쓰려고 하는 경향이 이제 최근에 나타나고 있다는 이야기에요. 근데 이제 물론 '가격에 이 정도 가격을 들여야 되느냐.'라는 그런 이슈가 분명히 있는 상태이죠. 자, 이번 시간에는 HVDC에 대한 특징들을 교류랑 교류송전방식과 비교해서 알아보았습니다. 또 다음 시간에 뵙겠습니다.