연구목표

□ 최종목표 - 직류 송배전시스템 확대 대응 전력계통 안정도 해석 기술 고도화 및 국가 전력망의 안정적 운영 기반 확보 □ 1차년도 목표 - 직류 송배전시스템 안정도 해석 방법론 자료조사 및 정립 - 안정도 해석을 위한 직류 송배전시스템 모델링 □ 2차년도 목표 - 직류 송배전시스템 안정도 해석 방법론 개발 - 안정도 해석 직류 송배전시스템 모델링 고도화 □ 3차년도 목표 - 안정도 통합해석을 위한 플랫폼 개발 - 실시간 시뮬레이터 기반 해석 환경 구축 - 직류 송배전시스템 연계 기준 및 송배전설비 기준 재정립 □ 4차년도 목표 - 안정도 통합해석 플랫폼을 활용한 국내 전력망 해석 및 안정도 확보 방안 개발 - 가상국가전력망 환경 개발 및 실 제어기 구축 - 직류 송배전시스템 안정도 위험 분석 및 대응방안 수립 - 직류 송배전시스템 안정도 해석 플랫폼 알고리즘 개선

연구범위

□ 전력계통 안정도 해석 고도화를 위한 모델링 기술개발 - 전력계통 해석 목적별 직류송배전시스템 요구 모델 정립 및 모델링 - 측정 데이터 기반 전력시스템 해석모델 파라미터 추정 및 검증 - 안정도 해석을 위한 표준계통 개발 국내 축약모델 개발 - 안정도 해석 용도별 국내 축약모델 개발 및 산학연 활용 기반 구축 □ 직류 송배전시스템에 의한 진동 안정도 해석 기술개발 - 데이터 및 모델 기반 진동 안정도 해석기술 개발 - 진동 안정도 해석기술의 전력계통 계획·운용 분야에 대한 적용방안 수립 □ 직류송배전 시스템 확대 대응 전력계통 안정도 통합해석 기법 개발 - 전력계통 안정도 해석 방법론 재정립(전압·위상각·주파수·공진·컨버터 기반) - 직류 송배전시스템 특성을 반영한 전력계통 안정도 해석 플랫폼 개발 - 전력계통 안정도 위험 분석 방법론 개발 - 전력계통 안정도 위험 분석 및 대응방안 수립 □ 송배전설비 기술 기준 재정립 - 직류 송배전시스템이 연계된 전력계통 설계 기술기준 정립 - 직류 송배전시스템 모델 검증 및 정보 공유 기준 정립

기대효과

○ 활용방안 - 실시간 시뮬레이터 기반 가상국가전력망 구성은 PMU/WMU 연계로 전력망 진동 검증, 제어 및 분석 기법 평가를 위한 국가전력망 실시간 시뮬레이터 구축 및 현장 데이터를 활용한 재현, 실 제어기 연계 계통 환경을 제공함으로써 엔지니어링 체계 구축 - 전력계통 안정도 해석 통합 플랫폼 개발을 통해 국내 전력망 안정도 평가결과 기반 전력망 보강 및 확충계획 수립에 기여 가능하며 안정도 해석 결과 기반 안정적이고 효과적인 계통 운영방안 수립에 기여 가능 - 국내 전력망의 패러다임 변화에 빠르게 대응하여 미래 전력망의 대규모 산업단지, 서해안 백본(MTDC) 등 안정도 평가 결과 제시 및 안정도 위험 요소 도출 - 개발된 보고서 및 연계 절차, 계통기준 등을 통해 직류 송배전시스템에 대한 문제점 및 미래 대처방안을 찾고, 규정화 및 계통 보강 계획 등을 추진할 수 있는 기반 마련 ○ 과학·기술적 기대효과 - 탄소중립 실현과 재생에너지 확대를 위한 전력망 현대화 과정에서, 전력전자 기반 직류 송배전시스템은 높은 제어성과 유연성을 제공하며, 전력망의 핵심 구성 요소로 자리 잡고 있기에 면밀한 해석 요구 증대가 예상됨 - 전통적인 전력계통 안정도(전압, 주파수, 위상각)와 컨버터 기반 진동 안정도 및 높은 주파수 영역에서의 공진과 같은 새로운 안정도 요인을 포함하는 통합적인 해석 체계 구축 가능 - 직류 송배전시스템의 동적 특성을 정확히 모델링하고, 안정도를 체계적으로 분석·검증할 수 있는 고도화된 모델링 및 해석 기술 개발로 설비 성능 평가 가능 - 안정도 해석 특성에 맞는 벤치마크 시스템 개발로 직류 송배전시스템 확대 시 여러 안정도 해석 목적에 맞춰 해석 결과 제시와 다양한 계통 시나리오 반영 가능 ○ 경제적·사회적 기대효과 - 직류 송배전시스템은 세계적으로 빠르게 확산되고 있는 기술로, 모델링 및 해석 기술의 선도는 글로벌 전력 시장에서 중요한 경쟁력으로 작용함 - 직류 송배전시스템 확대와 함께 발생하는 안정도 위험 요인을 제대로 파악하고 대응하지 못할 경우, 전력망 신뢰성 저하와 더불어 대규모 정전 사태 및 경제적 손실로 이어질 수 있기에 정확한 안정도 해석 기술이 필요함 - 부하 집중지역인 수도권과 용인 반도체 클러스터 사업과 같은 대규모 부하단지에 전력 공급을 위해 직류 송배전시스템 연계가 필수적이며 전력 공급 불안정성을 검토에 안정도 해석 기술이 필수적이기에 안정도 기술 내재화를 통해 경제적 이익 실현이 가능함 - 데이터 기반 모델링 및 안정도 해석 기술은 국내외 전력망 적용뿐만 아니라, 수출 및 해외시장 진출을 통해 국가 경제에 기여할 수 있는 기술적 기반을 마련할 것으로 기대됨 - 고해상도 데이터 및 실시간 해석 플랫폼을 기반으로 한 안정도 분석 기술은 첨단 전력망 기술의 글로벌 표준화에 기여할 수 있는 잠재력을 보유함 ○ 산업적 기대효과 - 국내 전력망은 대규모 재생에너지 연계 및 데이터 센터, 전기차 충전소 등의 대규모 부하 증가로 인해 직류 송배전시스템의 도입이 점차 확대될 전망임 - 안정도 해석 기술은 직류 송배전시스템 도입 위험 요소를 사전에 분석하고, 안전하고 효율적으로 통합할 수 있는 통합 안정도 해석 체계를 구축함으로써, 국내 전력망의 안정성·신뢰성·운영 효율성을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대 - 산·학·연의 직류 송배전시스템 관련 연구 환경 구축

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