효성중공업 분석 자문자답 4탄. STATCOM과 전압형 HVDC는 무엇일까?

효성중공업 분석 자문자답 4탄. STATCOM과 전압형 HVDC는 무엇일까?

<개요>

STATCOM 너는 무엇이냐?

이전 포스팅에서 유연송전시스템(FACTS. Flexible AC Transmission System)을 공부할 때 나왔으니, 전기 흐름을 능동적으로 제어하는데 관련된 설비겠지~ 생각하고 공부에 들어가 보자.

 

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STATCOM(STATic synchronous COMpensator.정지형 무효전력 보상장치)은 계통전압 제어를 목적으로 무효전력을 전력계통으로 제어하기 위한 전력인버터로 구성된 전력전자장치이다. 이러한 반도체 스위칭 소자는 기존의 기계적 제어 장치의 한계를 극복하여 무효 전력을 줄이고 시스템 장애에 대한 안정성을 높였음.

 

일반적으로 발전소에서 전기를 만들어 각 가정에 도착하기까지 전류의 방향은 계속 변함.  이 과정에서 전류가 흘러도 실제로는 아무런 일을 하지 않는 무효전력이 발생하는데, 스태콤은 무효전력을 효과적으로 제어해 송전효율을 높여 주며, 그 결과 동일한 선로를 사용해도 더 많은 전력을 보낼 수 있도록 하는 기기임.

스태콤의 핵심은 반도체 스위치를 이용하여 전기 흐름을 능동적으로 제어하는 것인데, 예를 들어 태양광 발전 시 비가 와서 발전량이 급감하게 되더라도 출력 전압을 일정하게 유지시켜 줘서 안정적으로 전력을 공급할 수 있게 해주는 역할을 한다. 즉 FATS의 핵심 설비.

 

정리하면. 무효전력을 효과적으로 제어하면서 전압을 일정하게 유지시켜 줘서 안정적으로 전력을 공급하게 해주는 역할의 설비.

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스태콤은 스마트그리드 제품이라고 할 수 있다. 

https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3581240&cid=59088&categoryId=59096

똑똑한 + 전력망 → 차세대 전력망이라고 할 수 있는 스마트 그리드는

전기 공급자와 생산자들에게 전기 사용자 정보를 제공함으로써 보다 효과적으로 전기 공급을 관리할 수 있게 해주는 서비스를 뜻한다.

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효성(중공업PG)은 스태콤과 유사한 전압형 HVDC 기술 개발을 위한 국책과제 개발자로 2012.12. 선정되었다. 당시 효성중공업은 국내 풍력사업의 선두주자로 5MW급 해상풍력발전시스템 개발을 앞두고 있어 향후 HVDC 기술과 연계가 가능하다는 점이 높게 평가되어 선정될 수 있었다. 스태콤과 전압형 HVDC 간 기술연계가 가능해 스태콤 분야 노하우가 쌓일수록 HVDC 기술 개발에 도움이 되었고, 2014.12.25. 개발에 성공했다. 

 

HVDC(High Voltage Direct Current. 초고압 직류송전시스템)란 발전소에서 발전되는 고압의 교류전력(AC)을 전력 변환기를 이용해 효율이 높은 직류 전력(DC)으로 바꿔서 송전하는 차세대 전력망의 핵심기술이다.

직류로 송전하게 되면 교류로 송할 때보다 전력 손실이 적어 대용량 장거리 송전에 유리하다.

 

HVDC는 전압형과 전류형이 있는데,

전압형 HVDC는 전류형에 비하여 실시간 양방향 송전, 정전시 자가(Self) 기동, 설치면적 축소 등이 가능해 해상풍력 등 신재생에너지 보급 확대에 유리하다.

 

 

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VA(볼트암페어)는 V(전압)과 전류(I)의 곱으로 DC(직류)의 경우 전력의 단위(W)와 같고, AC(교류)의 경우 피상 전력의 단위(Var)와 같다.

 1,000VA =  1kVA(키로볼트암페어)

1,000kVA = 1MVA(메가볼트암페어)

 

1,000var = 1kvar(키로바)

1,000kvar = 1Mvar(메가바)

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<스태콤 및 HVDC 관련 연혁>

1990. 효성은 한전과 공동으로 스태콤 개발 국책과제를 수행.

2010.9. 효성은 한전 신제주변전소와 한라변전소에 스마트그리드 제품인 50MVA 스태콤(STATCOM, 정지형 무효전력 보상장치) 2기를 국내 최초로 공급. 345kV100MVA 스태콤을 국내 최초로 개발. 상용화에 성공.

 

2012.12.12. 지식경제부의 '해상풍력 연계용 20MW급 전압형 HVDC 연계 기술개발' 국책과제 개발자로 선정됨. 

 

2014.1.10.  효성은 한전 신성남변전소에 스마트그리드 제품인 100Mvar 정지형 무효전력 보상장치(스태콤)를 공급.

 

14.12.25. 효성은 국내 최초 최대 20MW의 전력을 동시에 전송할 수 있는 20KV 전압형 단상 HVDC 기술개발에 성공. 상용화를 준비중.

 

2015.12.21. 국내 최초 인도와 파나마에 100Mvar, 240Mvar 규모의 총 3천만불 수준의 스태콤 공급업체로 선정됨. 당사의 스태콤은 MMC(Modular Multi-Level Converter)라는 최신 기술을 접목해 기존 대비 10배 이상의 대용량화가 가능해졌음.

 

2016. 한전의 신중추 신영주변전소에 단일 설비 기준 세계 최대 규모의 스태콤공급계약을 따냄.

 

2018.10.25. 효성중공업은 한전 신영주 변전소와 신충주 변전소에 각 400Mvar급 스태콤을 설치하고 준공식을 가졌음. 400Mvar 급 스태콤은 단일 설비 기준 세계 최대 규모임. 신영주, 신충주 스태콤 설치로 동해안에서 생산된 전력을 수도권 및 그 외 지역으로 보내는 전력망의 안정성이 향상되고 송전 효율도 10% 향상될 것으로 전망.

 

2019.11. 20MW급 전압형 HVDC 연계기술 개발을 완료한 상태로 전압형 HVDC시장 진출에 주력하고 있음(상용화 위한 노력). 현재 한전, 전기연구원, 전자부품 연구원 등 관련 기관과 함께 2021년을 목표로 HVDC 주요 부품의 국산화를 진행 중. 

 

21.10.8. 효성중공업 창원공장 스태콤 시험실이 한국인정기구(KOLAS)로부터 국제공인시험기관 인정을 획득함. 국제 표준에 따라 발급된 공인성적서는 104개국 시험기관에서 발행한 성적서와 같은 효력을 갖는다. 

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<참고 기사>

효성, 스마트그리드 산업 본격화

효성, 스마트그리드 산업 본격화(뉴시스.10.8.23.)

 

효성, HVDC 기술 국산화로 차세대전력망 시장 공략

효성, HVDC 기술 국산화로 차세대전력망 시장 공략(뉴스1.12.12.17.)

 

효성, 한전에 '무효전력 보상장치' 공급

효성, 한전에 '무효전력 보상장치' 공급(아시아경제. 14.1.10.)

효성, 국내 최초 전압형 초고압직류송전 기술 개발

효성, 국내 최초 전압형 초고압직류송전 기술 개발(14.12.25.)

효성, 국내 최초 인도·파나마에 스태콤 수주 - 매일일보

효성, 국내 최초 인도·파나마에 스태콤 수주(매일일보.15.12.21.)

 

효성, ESS·초고압변압기 등 고부가 에너지사업 강자로

효성, ESS·초고압변압기 등 고부가 에너지사업 강자로(매일경제.17.8.31.)

효성중공업 세계 최대 규모 스태콤 설치

효성중공업 세계 최대 규모 스태콤 설치(여성소비자신문.18.10.27.)

효성, 원천기술 확보 주력...조현준 “기술경쟁력이 성공 DNA” - 화이트페이퍼

효성, 원천기술 확보 주력...조현준 “기술경쟁력이 성공 DNA”(화이트페이퍼.19.11.4.)

효성중공업, 국내 첫 스태콤 국제공인시험기관 인정 - ::: 글로벌 녹색성장 미디어 - 이투뉴스

효성중공업, 국내 첫 스태콤 국제공인시험기관 인정(이투뉴스.21.10.9.)

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<나의 생각>

1) 

확실히 처음 ESS 공부할 때 보다 수월하다. 이런 식으로 두 달 정도만 지나면 중공업 분야도 많이 친숙해지겠어~ㅋㅋㅋㅋㅋ

 

2)

"기술경쟁력이 성공 DNA"라 믿는 효성그룹 조현준 회장.  효성중공업은 컨벤셔널 제품군의 해외생산시설 구축으로 안정적인 매출을 확보하면서 국내 신사업에 집중하고 있다.  TAV 2024(Turn Around Vision)을 내세우며 패러다임 쉬프트를 꿈꾸는 효성그룹의 기술력이 상용화되어 로우싱글 수준인 중공업 부문 OPM의 개선을 보여줬으면 좋겠다.  

내년에는 기다려준 주주에게 배당으로 보답도 해 주고!!! 

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<주담통화 예정 질문>

1. 19년 11월에 20MW급 전압형 HVDC 연계기술 개발을 완료한 상태로 알고 있고, 21년을 목표로 HVDC 주요 부품의 국산화를 진행 중이며, 제주도에 설치된 25MVA MMC type HVDC 시스템을 통해서 MMC HVDC 시스템을 구성하는 컨버터와 제어시스템의 성능 및 신뢰성 검증을 완료한 것 까지 알고있다. HVDC 상용화로 매출 발생하고 있는건지?? 22년 목표 매출은 규모는??

 

2. 홈페이지에 쓰여있는 진행 중인 개발과제 200MW MMC type HVDC는 예상 목표연도가 언제까지이고 개발 완료 후 예상하는 연단위 매출은 얼마인지??

 

3. 스태콤 연단위 매출 규모는? KOLAS로부터 스태콤 국제공인시험기관으로 인정받았는데, 스태콤 공인시험 관련 매출은 어느 정도 예상하고 있는지?

 

 

* 포스팅은 단순 공부용입니다.

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