효성중공업, 2GW급 서해안 HVDC 핵심기술 국산화 추진…2030년 현장 시운전 목표

국내 대용량 전력망 구축에 필요한 초고압직류송전(HVDC) 핵심기술의 국산화가 본격화되고 있다. 재생에너지 발전 비중 확대와 지역 간 전력 수급 불균형에 대응하기 위해 대규모 전력을 안정적으로 송전할 수 있는 기술의 중요성이 커지는 가운데, 국내 기업이 2GW급 전압형 HVDC 시스템 개발에 속도를 내고 있다.

효성중공업은 23일 서울 중구 대한상공회의소에서 ‘서해안 HVDC 국산화 추진현황 점검회’를 개최하고, 한국전력공사의 ‘대용량 전압형 HVDC 국산화 및 실증사업’과 관련한 핵심기술 개발 성과와 향후 추진계획을 공유했다고 밝혔다.

이날 행사에는 이호현 기후에너지환경부 차관과 김재군 한국전력공사 부사장을 비롯해 정부, 산업계, 학계 및 유관 협회 관계자 100여 명이 참석했다. 점검회는 효성중공업이 지난 9월 해당 실증사업의 밸브·제어기 분야 주관기업으로 선정된 이후 기술개발 현황을 점검하고 관계기관 간 협력 방안을 논의하기 위해 마련됐다.

HVDC는 발전소에서 생산한 교류 전력을 직류로 변환해 송전한 뒤 수요지에서 다시 교류로 변환하는 기술이다. 장거리·대용량 송전에 활용되며, 특히 전압형 HVDC는 전력 흐름을 정밀하게 제어할 수 있어 재생에너지 연계와 전력계통 안정성 확보에 중요한 기술로 평가된다.

서해안 HVDC 사업은 재생에너지 발전설비 확대에 대응하고 지역 간 전력 공급의 효율성을 높이기 위한 전력망 구축 사업이다. 태양광과 해상풍력 등 재생에너지 발전량이 증가하면서 생산된 전력을 주요 수요지로 안정적으로 전달할 수 있는 송전 인프라 확보가 중요한 과제로 떠오르고 있다.

효성중공업은 이번 점검회에서 기존 200MW급 HVDC 실증사업을 통해 검증한 기술을 기반으로 2GW급 전압형 HVDC 시스템의 핵심기술 개발 현황을 발표했다. 2GW는 2,000MW에 해당하는 송전 용량으로, 기존 200MW급 실증 규모의 10배에 달한다.

회사는 2GW급 HVDC 시스템 설계에 필요한 핵심 알고리즘 개발을 완료했으며, 컨버터 밸브의 주요 구성요소인 서브모듈 개발도 마쳤다고 설명했다. 이를 바탕으로 525kV급 컨버터 밸브 개발을 진행하고 있다.

또한 실제 전력망에 설비를 적용하기 전에 제어시스템의 성능과 안정성을 검증할 수 있는 HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation) 시험환경도 구축했다. HILS는 실제 제어장치와 가상 전력계통 모델을 연계해 다양한 운전 조건과 이상 상황에서 시스템의 반응을 시험하는 방식이다.

효성중공업은 송전 용량 확대에 필요한 제어시스템과 컨버터 밸브, 변압기 등의 성능을 개선하고 2027년까지 핵심기술 개발과 시스템 설계를 완료할 계획이다. 이후 주요 기자재 제작과 성능시험을 거쳐 2030년까지 서해안 HVDC 구축을 위한 현장 설치 및 시운전을 추진한다는 방침이다.

이번 점검회에서는 해외 HVDC 사업 경험과 국내 기술개발 현황도 공유됐다. 인도 Resonia Ltd는 인도 HVDC 사업 추진 경험을 소개했으며, 스페인 카탈루냐 공과대학(UPC)은 유럽 전력계통에서의 HVDC 적용 동향을 발표했다. 한국전력공사와 국내 대학·연구기관도 2GW급 HVDC 운용 기술과 주요 기술 과제를 중심으로 발표를 진행했다.

HVDC 기술 국산화는 국내 전력망의 안정적인 구축뿐 아니라 핵심 전력설비의 공급망 경쟁력 확보 측면에서도 의미가 있다. 특히 대용량 전압형 HVDC의 주요 기자재와 제어기술을 국내에서 개발·검증할 수 있는 기반이 마련되면 향후 설비 유지보수와 기술 고도화, 해외시장 진출에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

다만 핵심 부품과 알고리즘 개발이 완료됐다는 사실이 전체 2GW급 시스템의 상용화 검증을 마쳤다는 의미는 아니다. 향후 대용량 시스템 통합과 기자재 성능시험, 실제 전력망 운전 조건에서의 안정성 검증 등이 남아 있다.

우태희 효성중공업 대표이사는 지난 9월 국산화 기술평가를 통해 밸브·제어기 분야 주관기업으로 선정된 데 감사를 표하며, 연말 공동개발 협약과 특수목적법인 구성, HVDC 변압기 개발 등 예정된 일정이 계획대로 추진될 수 있도록 최선을 다하겠다고 밝혔다.

한편 이번 점검회는 효성중공업의 제26회 기술혁신포럼(TIF·Technology Innovation Forum)의 일환으로 진행됐다. 효성중공업은 앞으로도 한국전력공사를 비롯한 관계기관 및 국내 기업들과 협력을 확대해 2GW급 HVDC 핵심기술 국산화를 추진할 계획이다.