HVDC(초고압직류송전)

HVDC란 무엇인가

HVDC는 교류를 직류로 바꾸어 송전하는 초고압 직류송전 방식이다.

수전단에서는 직류를 다시 교류로 바꾸어 전력망에 넣는다.

장거리 대용량 송전과 비동기 계통 연계에서 교류송전의 한계를 보완한다.

구성과 원리

송전단 교류는 정류 변환소에서 직류로 바뀌어 직류 선로에 실린다.

직류는 해저나 지중 케이블로 장거리 전송되고, 인버터가 다시 교류로 바꾼다.

변환소에는 밸브, 변압기, 리액터, 필터가 함께 들어가 설비 품질을 맡는다.

LCC는 교류 전압의 영점으로 전류를 넘기고, VSC는 PWM으로 IGBT를 직접 제어한다.

LCC와 VSC 비교

전류형(LCC)과 전압형(VSC)은 전환 방식과 계통 의존성이 다르다.

LCC는 사이리스터의 자연전환을 쓰므로 강한 교류계통이 필요하고 무효전력을 소비한다.

VSC는 IGBT로 자기전환하므로 약계통에 연결되고 무효전력을 독립적으로 조절한다.

전압형은 직류전압 극성을 유지하고 전류 방향을 바꿔 역송하므로 다단자 구성에 유리하다.

계통강도와 SCR

계통강도는 교류계통이 변환기 운전 변화를 얼마나 잘 견디는지를 나타낸다.

SCR은 변환소 모선의 단락용량을 직류 변환기 정격용량으로 나눈 값이다.

SCR이 클수록 계통이 강하고, 작으면 자연전환이 불안정해 전환실패가 늘어난다.

블랙스타트와 응용

블랙스타트는 외부 송전망 없이 정전된 계통을 기동하고 복구하는 기능이다.

HVDC 변환소가 이 기능을 갖추면 한쪽 계통의 전력으로 무전압 계통에 전압을 세운다.

VSC는 보조전원과 제어조건이 갖춰지면 기동할 수 있고, LCC는 교류 전압원이 있어야 한다.

시험 포인트 정리

시험에서는 LCC와 VSC의 차이, SCR, 블랙스타트를 가장 자주 묻는다.

답안에서는 전류형과 전압형의 역송 방식을 반대로 쓰지 않도록 주의한다.

전류형은 직류전류 방향을 유지하고, 전압형은 직류전압 극성을 유지한다.