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강의는 MVDC 개요, 실증 사례, 시장동향, 표준화 동향으로 구성되어 있습니다. 개요에서는 MVDC의 정의, 장단점을 소개합니다. 실증 사례는 주로 해외사례로, Angle-DC, OPHELIA, Flexible Power Link, Zhuhai 프로젝트 등을 소개합니다. 최신 시장동향 조사 보고서 내용 및 IEC MVDC 백서, SEG17 활동을 소개합니다.

본 강연에서는 MVDC 전력변환 기술의 핵심 요소들을 소개합니다. Medium Voltage DC 배전에 적용 가능한 전력전자 회로를 중심으로, DC단 안정도 분석 기법과 강건도 향상을 위한 컨버터 제어기법을 다룹니다. 또한, 안정적인 MVDC 운영을 위한 전력변환 시스템 제안을 통해 실제 시스템의 효율성과 안정성을 높일 수 있는 기술적 접근법을 제시하며, 향후 전력변환 기술 발전에 기여할 수 있는 다양한 연구 성과를 공유하고자 합니다.

본 강연에서는 전력 계통에서 차단기가 수행하는 기본적인 역할을 시작으로, 교류(AC)와 직류(DC)를 차단할 때의 차단기 동작 차이를 중심으로 다양한 DC 차단 방식에 대해 설명한다. 아울러, DC 차단기의 발전 과정과 기술적 진보를 간략히 소개하고, 선진 각국의 DC 차단 기술 사례와 함께 국내 개발 현황 및 성능 평가 방법에 대해서도 다룹니다. 또, DC 계통에서 고장이 발생했을 때 차단기가 수행하는 인터랙티브 및 보호 전략(interactive and protective strategy)에 대해 설명합니다.

전력전자 기술의 급격한 발전에 따라 DC 기술은 요소설비에 적용되는 수준을 넘어서 전력망을 형성하는 방향을 진화하고 있으며, 특히 전세계적으로 배전 규모에서 MVDC 망이 구축되고 있습니다. AC시스템과는 다른 전기적인 특성을 가지는 DC망에 대한 네트워크 해석이 별도로 필요하며, 기존 AC시스템과 연계가 되기 때문에 하이브리드 AC/DC 전력망에 대한 해석 방법이 필요합니다. 특히 직류망이 양극성 (bipolar) 구조가 되면 극(pole)간 불균형이 발생할 수 있기 때문에 계통 해석에 대한 기술, 그리고 해석 기술에 기반한 운영 기술이 새롭게 개발되어야 합니다. 본 세미나에서는 MVDC망의 해석 방법, 그리고 하이브리드 AC/DC 배전망에 대한 해석 방법을 익히고 이에 기반한 MVDC 운영 기술에 대해 설명합니다.

MVDC는 배전 선로의 용량 증대와 효율 개선 효과를 통해 전력 시스템의 재생 에너지 수용성을 높일 수 있는 중요한 기술로 평가받고 있습니다. 해외의 다양한 MVDC 실증 사례와 프로젝트와 비교할 때, 국내는 아직 실증 시험장 규모에 머물러 있습니다. 한국전력은 MVDC의 상용화를 촉진하기 위해 실계통 배전선로를 활용한 실증을 추진하고 있으며, 이는 요소 기술에 대한 신뢰성 검증을 목표로 하고 있습니다. 따라서 MVDC 적용을 위한 기술적 검토 사항과 운영 계획을 살펴봅니다. MVDC 배전 시스템의 도입은 MVDC 기술에 대한 신뢰성 확보뿐만 아니라 기존 배전 시스템의 운영 기술 및 설계 기준에도 영향을 미치므로, 이에 대한 상세한 검토가 필요합니다. 본 강좌에서는 이러한 영향과 운전 전략에 대해 살펴봅니다.

MVDC 기술은 기존에 독립적으로 발전해온 HVDC 및 LVDC 기술을 상호 연계하는 Multi Terminal DC 시스템으로서 다양한 전원 및 부하 섹터 커플링의 역할을 소화하며 궁극적으로 AES를 구현하기 위한 유력한 후보로 떠오르고 있습니다. 전기에너지가 HVDC-MVDC-LVDC로 통합되는 상황에서 국부적인 사고가 전체 시스템에 주는 영향은 더욱 심화될 수 있으며 이러한 사고에 대비하기 위한 선제적 기술의 개발이 더욱 중요한 시점에 와 있습니다. 본 세미나에서는 총론으로 DC 계통에서 발생할 수 있는 다양한 사고전류에 대한 관리에 대하여 설명합니다.