효성중공업, 국내 첫 2GW급 HVDC 시험설비 구축

독자기술로 개발한 제어기 성능·안정성 검증

실제 전력망 대신 가상 환경서 고장·비상상황 시험

한전 대용량 HVDC 국산화 사업 참여…기술 고도화

사진자료 1. 효성중공업이 국내 최초로 GW급 HVDC 제어기 성능 검증 시스템을 구축했다.ⓒ효성중공업

효성중공업이 국내 최초로 2기가와트(GW)급 초고압직류송전(HVDC) 시스템의 성능을 검증할 수 있는 시험설비를 구축했다. 실제 전력망에 연결하지 않고도 대규모 송전 과정에서 발생할 수 있는 고장과 비상상황을 가상으로 구현해 안정성을 검증하는 시설이다. 효성중공업은 이를 바탕으로 국산 HVDC 기술을 고도화하고 정부가 추진하는 '서해안 에너지고속도로' 사업을 공략한다는 계획이다.

효성중공업은 경기 과천 중공업 연구소에 자체 개발한 2GW급 HVDC 제어기의 성능과 안정성을 검증하는 HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation) 시스템을 구축했다고 8일 밝혔다.

HVDC는 발전소에서 생산한 전력을 직류로 변환해 장거리로 송전하는 기술이다. 기존 교류 송전 방식보다 장거리 대용량 전력 전송에 유리해 재생에너지 발전단지와 대규모 전력 소비지역을 연결하는 핵심 기술로 꼽힌다.

이번에 구축한 HILS는 실제 HVDC 제어기에 가상의 2GW급 전력변환 설비와 전력망을 연결해 다양한 운전 상황을 시험하는 시스템이다. 실제 전력망에서 시험하기 어려운 고장이나 비상상황도 가상 환경에서 반복적으로 구현할 수 있다.

특히 HVDC는 송전용량이 커질수록 제어 대상과 운전 조건이 복잡해진다. 효성중공업에 따르면 2GW급 시스템은 기존 200MW급보다 검증해야 할 운전 시나리오가 2~3배 많아 실제 전력망에 적용하기 전 충분한 검증이 필요하다.

효성중공업은 이번 시스템의 설계부터 설치, 시험, 운영까지 전 과정에 자체 기술을 적용했다. 특히 경기 양주변전소에 설치된 200MW급 전압형 HVDC 설비를 운영하며 축적한 전력망 제어·검증 경험을 활용했다.

효성중공업은 2012년 제주 20MW급 전압형 HVDC 실증사업을 시작으로 관련 기술을 개발해 왔다. 2024년에는 양주변전소에 자체 개발한 200MW급 HVDC 컨버터 밸브와 제어시스템을 적용해 실제 전력망에서 운영하고 있다.

지난 9월에는 한국전력이 추진하는 '대용량 전압형 HVDC 국산화 및 실증사업'의 밸브·제어기 분야 참여기업으로 선정됐다.

대용량 전압형 HVDC는 그동안 소수의 글로벌 기업이 주도해 온 분야다. 효성중공업은 이번 시험설비 구축을 계기로 GW급 국산 HVDC 제어기 개발과 검증 역량을 강화하고, 서해안 에너지고속도로 등 국내 대규모 송전망 구축 사업에 대응할 계획이다.

효성중공업 관계자는 "이번 HILS 구축은 단순한 시험설비 확보를 넘어 자체 개발한 2GW급 HVDC 제어기를 더욱 고도화할 수 있는 독자적인 기술 기반을 확보했다는 데 의미가 있다"며 "이를 바탕으로 국산 독자기술을 통한 글로벌 HVDC 시장 진출을 지속 확대해 나가갈 것"이라고 말했다.