HVDC 핵심 부품 국산화

기술 개발 배경

초고압 직류 송전 설비의 독자 설계 및 제작 역량 확보

장거리 대용량 전력 전송에서 발생하는 송전 손실을 획기적으로 줄이기 위해 도입되는 초고압 직류 송전(HVDC)은 국가 전력망의 근간을 형성하는 핵심 기술입니다. 그동안 교류망 중심의 송전 설비와 달리 변환소 내부의 정밀 전력 반도체 및 서브모듈 밸브 등 핵심 기자재는 해외 소수 글로벌 기업에 대한 의존도가 높았습니다. 이러한 기술 종속은 유지보수 비용 상승과 긴급 부품 조달 지연 같은 운영상의 어려움을 야기해 왔습니다.

이번에 추진된 핵심 부품 국산화 프로젝트는 전압형 HVDC 변환 설비의 전력 제어 블록과 초고압 스위칭 소자를 독자 기술로 설계하는 데 초점을 맞추었습니다. 국내 연구진과 중전기기 제조사들이 협력하여 가혹한 고전압 환경에서도 내구성을 유지하는 서브모듈 유닛을 완성하였으며 공인 시험 기관의 종합 성능 평가를 차례로 통과하고 있습니다.

핵심 기술 사양

변환용 IGBT 모듈과 제어 플랫폼의 국산화 성과

전압형 HVDC 변환소의 핵심은 교류(AC)와 직류(DC) 사이를 상호 변환하는 서브모듈(Sub-module)의 신뢰성입니다. 국산화된 밸브 시스템은 고전압 절연 기술과 고효율 냉각 설계를 결합하여 열 피로로 인한 소자 열화를 최소화하도록 제작되었습니다.

자체 개발된 제어 플랫폼은 모듈 간 전압 균등 분배 알고리즘을 탑재하여 개별 부품의 수명을 연장합니다. 또한 모듈 단위의 핫스왑(Hot-swap) 교체 구조를 적용하여 운전 중에도 특정 부품을 신속하게 점검할 수 있어 전력 공급의 연속성을 보장합니다.

산업적 파급효과

국가 전력망 효율화 및 글로벌 시장 진출 기반 마련

신재생 에너지 발전소가 집중된 해안 및 도서 지역에서 생산된 전력을 수도권 등 전력 다소비 지역으로 손실 없이 전송하기 위해 HVDC 송전망 확충은 필수 과제로 꼽힙니다. 이번 부품 국산화는 대형 에너지 전환 인프라 구축 과정에서 막대한 외화 유출을 막고 국내 전력기기 산업의 제조 생태계를 견고하게 확장하는 계기가 될 것으로 평가받습니다.

향후 실증 단지에서의 운전 데이터 축적이 마무리되면 동남아시아 및 중동 등 대규모 초고압 직류 전력망 프로젝트에 대한 해외 수출 경쟁력도 크게 강화될 전망입니다. 산학연 연계를 통한 후속 연구를 통해 더 높은 전압 등급의 고밀도 변환 소자 개발도 연속적으로 이어질 예정입니다.