[에너지데일리 송병훈 기자] 한국전력 전력연구원(원장 이중호)은 현대일렉트릭앤에너지시스템과 함께 국내 최초의 '1MW급 직류배전 공급시스템'을 현대중공업 글로벌 R&D센터(GRC)내에 구축했다고 4일 밝혔다.
한전 전력연구원에 따르면, 직류(DC) 기반의 신재생에너지원 및 분산전원과 직류를 소비하는 디지털 기기 및 전기차 등의 수가 점차 증가하면서 기존의 교류(AC)배전 시스템을 직류배전으로 대체하는 기술이 주목받고 있다. 직류배전은 전력 변환단계의 축소에 따라 전력시스템의 연계 효율을 향상시키고 설비 투자비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
그러나 아직 상용화 초기 단계인 저압 직류(LVDC, Low Voltage Direct Current)배전망은 전 세계적으로 규격과 기준, 표준화가 미비해 상용화 진입에 어려움이 있다. 그리고 저압 직류배전망의 확대 보급을 위해서는 관련기술의 표준화가 시급하며, 이를 위한 장기 실증·운영데이터 확보 및 분석이 필요하다.
이와 관련 전력연구원은 배전계통 패러다임 변화에 선제적으로 대응하기 위해 직류배전 시스템의 사업모델 및 로드맵 수립을 시작으로 다양한 연구를 수행하고 있다.
2017년에는 산악지역의 유지보수가 취약한 5개소에 특고압 교류 선로를 저압 직류로 대체해 교류시스템 대비 투자비를 20% 절감하는 효과를 검증했다. 2021년에는 진도군 서거차도에 DC아일랜드(70가구, 총 60kW)를 구축, 직류 마이크로그리드 사업모델을 검증하고, 교류시스템 대비 10%의 에너지효율 향상을 확인했다.
전력연구원은 특히 상용건물에 대용량의 직류전원을 적용, 상용운전 성능을 검증하고 운영데이터를 확보·분석할 계획이다. 이를 기반으로 직류전원 공급 상용화 모델 구현을 위한 설계 기준 및 전력공급 절차서를 수립하는 것을 목표하고 있다.
이를 위해 AC/DC 전력변환장치, DC케이블 등 직류배전 공급 시스템을 위한 설비들을 상용건물에 적용 가능하도록 설계 및 제작했다. 또한 제작한 설비에 대해 성능 인증시험 절차 및 규격을 수립하고, 공인인증기관을 통해 설비 단품 및 통합연계 성능인증과 장기운영 신뢰성을 검증했다.
그리고 검증이 완료된 설비들을 '1MW급 직류배전 공급시스템'의 공동연구기관인 현대일렉트릭앤에너지시스템과 협업, 지난달 설비 구축을 완료하고 현재 상용운전을 위한 시운전을 진행하고 있다.
'1MW급 직류배전 공급시스템'은 올해 12월 상용운전에 돌입할 예정이며, 2024년 6월까지 직류전력 공급절차서 및 설비에 대한 기술표준을 제정하고, 직류 요금약관 수립을 위한 가이드라인을 제시할 계획이다. 이를 통해 직류배전 시스템의 운전데이터를 확보하고, 이를 직류배전용 설비들의 기술표준 보완·제정에 활용할 예정이다.
전력연구원 관계자는 “자체 개발한 상용화 기술을 바탕으로 직류배전 확대보급에 기여하고, 미래 배전계통 환경에서 에너지효율을 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
