재생에너지 확대의 숨은 주역, 초고압직류송전 기술의 부상
대학생신재생에너지기자단 29기 이예람
재생에너지 시대, 왜 송전 기술이 중요해졌나
[자료 1. 송전기술]
출처 : Magnific
탄소중립 달성을 위한 전 세계적 에너지 전환이 가속화되면서 태양광과 풍력을 중심으로 한 재생에너지 발전 비중이 빠르게 증가하고 있다. 하지만 재생에너지 확대가 곧바로 안정적인 전력 공급으로 이어지지는 않는다. 발전소에서 생산된 전력을 소비 지역까지 효율적으로 전달할 수 있는 송전 인프라가 함께 구축되어야 하기 때문이다.
특히 최근에는 대규모 태양광 발전단지와 해상풍력 단지가 전력 수요지와 멀리 떨어진 지역에 건설되면서 장거리 대용량 송전의 중요성이 커지고 있다. 이러한 상황에서 초고압직류송전(HVDC, High Voltage Direct Current)은 재생에너지 시대의 핵심 전력망 기술로 주목받고 있다.
HVDC란 무엇이며 기존 교류송전과 무엇이 다른가
[자료 2. HVDC의 작동방식]
출처 : Gemini
HVDC는 전기를 직류(DC) 형태로 변환해 송전하는 기술이다. 발전소에서 교류로 생산된 전력을 직류로 변환한 뒤, 사용지에서 다시 교류로 변환하여 공급하는 기술이다. 현재 대부분의 전력망은 교류(AC)를 사용하지만, 장거리 송전에서는 교류 특유의 무효전력과 정전용량 문제로 인해 전력 손실이 증가한다.
반면 HVDC는 이러한 손실을 크게 줄일 수 있어 장거리 송전에 유리하다. 연구에 따르면 HVDC는 수백 km 이상의 장거리 송전 구간에서 경제성과 효율성이 높으며, 특히 해저 케이블을 사용하는 경우에는 교류 방식보다 훨씬 유리한 것으로 평가된다. 또한 서로 다른 주파수 체계를 사용하는 전력망을 연결할 수 있다는 장점도 갖고 있다.
최근에는 전압형 컨버터(VSC-HVDC) 기술이 발전하면서 전력 흐름을 정밀하게 제어할 수 있게 되었고, 계통 안정성 확보에도 중요한 역할을 수행하고 있다.
재생에너지 확대와 함께 HVDC가 주목받는 이유
대규모 재생에너지 발전소는 입지 조건에 따라 건설되기 때문에 대도시에서 멀리 떨어진 곳에 지어진다. 특히 해상풍력은 바람 자원이 풍부한 먼바다에 설치되는 추세다. 이에 따라 발전된 전력을 육상으로, 안정적으로 전송하는 기술이 필수적이다. 따라서 전력을 안전하게 운송하기 위한 송전 기술의 중요성이 점점 커지고 있다.
최근 연구들은 해상풍력과 HVDC의 결합이 재생에너지 확대의 핵심 수단이라고 평가한다. 특히 VSC-HVDC는 장거리 해저 송전에 적합하며, 대규모 해상풍력 단지의 전력을 효율적으로 수송할 수 있다. 연구 결과에 따르면 VSC-HVDC를 이용한 해상풍력 계통연계에서는 조류계산과 동적모의를 포함한 통합 모델을 구축하고, 풍력 출력 변동에 대응하는 주파수제어 보조 신호와 FRT 제어가 가능하다. HVDC는 단순한 장거리 송전 수단을 넘어 해상풍력의 변동성을 보완하고 계통 안정도를 보완하는 제어 플랫폼으로 활용될 수 있다.
국내외 HVDC 기술 개발 현황과 미래 전망
국내에서는 한전의 서해안 HVDC 에너지 고속도로 건설이 진행되고 있다. 서해안 일대에서 생산되는 대규모 해상풍력 등 재생에너지를 수도권 등 주요 수요처로 수송하는 4개의 HVDC 송전망이다. 통상적으로 9년 이상의 기간이 소요되는 HVDC 송전망 건설은 한전과 정부, 지자체, 제조사의 협력으로 2030년 1단계 사업의 준공을 앞두고 있다. 한국의 미래 전력 시스템 구축을 위한 걸음을 내딛는 것이다.
유럽은 북해 해상풍력 발전단지에서 생산된 전력을 독일 육상 전력망으로 보내기 위한 HVDC 해저 케이블 프로젝트를 진행하고 있다. 중국은 내륙과 도시를 연결하는 대규모 전력망을 통해 HVDC를 사용하고 있다. 중동과 동남아 지역도 미래 에너지 수요에 대비해 HVDC 기술에 투자하고 있다. 이처럼 HVDC에 대해 전 세계의 관심이 주목되는 가운데 관련 시장은 2018년 1조8000억원에서 2030년 약 41조원 규모로 성장할 것으로 예상된다.
HVDC는 변환소, 컨버터, 직류차단기 등 고가의 핵심 설비가 필요해 초기 구축비가 많이 들고, 고장 위치를 빠르게 식별하고 차단하기 위한 보호계전 및 계통 운영 기술도 함께 고도화되어야 한다. 특히 다단자 HVDC나 재생에너지 연계형 계통이 확대될수록 통신 기반 제어, 고장 대응 속도, 전력품질 관리의 중요성도 커진다. 그럼에도 태양광과 풍력 같은 변동성 재생에너지의 비중이 계속 늘어날 것이기에 장거리 대용량 송전과 계통 안정화를 동시에 달성할 수 있는 HVDC의 역할은 앞으로 더욱 중요해질 것이다. 결국 미래 전력망은 전기를 생산하는 기술뿐 아니라, 생산된 전력을 손실 적고 안정적으로 전달하는 기술이 함께 발전해야 하며, HVDC는 그 핵심 인프라가 될 것이다.
전력계에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기
참고문헌
[재생에너지 시대, 왜 송전 기술이 중요해졌나]
1) LS Electric, "전기를 이렇게 멀리까지 보낸다고요? HVDC면 가능합니다", 2025.06.19, https://www.youtube.com/watch?v=uU7Fz8m8yXk&t=64s
[재생에너지 확대와 함께 HVDC가 주목받는 이유 ]
2) 허견, "AC,DC 전력계통의 안정성과 유연성 향상을 위한 HVDC 전력망 설계 및 제어 기반 기술 연구", 연세대학교, 2020.11.10, https://scienceon.kisti.re.kr/commons/util/originalView.do?cn=TRKO202100021365&dbt=TRKO&rn=
[국내외 HVDC 기술 개발 현황과 미래 전망]
1) 김재민, "한전, ‘서해안 HVDC 에너지 고속도로’ 건설 본격화", 쿠키뉴스, 2026.03.19, https://www.kukinews.com/article/view/kuk202603190020
2) 박준이, "LS전선, '동해안-수도권' HVDC 사업 착공…“세계 최대 용량 케이블", 아시아경제, 2025. 11. 24, https://www.asiae.co.kr/article/2025112409325120277
3) 정예린, "LS전선·얀데눌 컨소시엄, 북해 4개 프로젝트 2000km 케이블 설치 '본궤도'", 더구루, 2026.03.18, https://theguru.co.kr/mobile/article.html?no=99403
4) 효성, 미디어 효성 블로그, "재생에너지 시대, 차세대 전력망 HVDC가 주목받는 이유?", 2025. 8. 12, https://blog.hyosung.com/508157
재생에너지 확대의 숨은 주역, 초고압직류송전 기술의 부상
대학생신재생에너지기자단 29기 이예람
재생에너지 시대, 왜 송전 기술이 중요해졌나
[자료 1. 송전기술]
출처 : Magnific
탄소중립 달성을 위한 전 세계적 에너지 전환이 가속화되면서 태양광과 풍력을 중심으로 한 재생에너지 발전 비중이 빠르게 증가하고 있다. 하지만 재생에너지 확대가 곧바로 안정적인 전력 공급으로 이어지지는 않는다. 발전소에서 생산된 전력을 소비 지역까지 효율적으로 전달할 수 있는 송전 인프라가 함께 구축되어야 하기 때문이다.
특히 최근에는 대규모 태양광 발전단지와 해상풍력 단지가 전력 수요지와 멀리 떨어진 지역에 건설되면서 장거리 대용량 송전의 중요성이 커지고 있다. 이러한 상황에서 초고압직류송전(HVDC, High Voltage Direct Current)은 재생에너지 시대의 핵심 전력망 기술로 주목받고 있다.
HVDC란 무엇이며 기존 교류송전과 무엇이 다른가
[자료 2. HVDC의 작동방식]
출처 : Gemini
HVDC는 전기를 직류(DC) 형태로 변환해 송전하는 기술이다. 발전소에서 교류로 생산된 전력을 직류로 변환한 뒤, 사용지에서 다시 교류로 변환하여 공급하는 기술이다. 현재 대부분의 전력망은 교류(AC)를 사용하지만, 장거리 송전에서는 교류 특유의 무효전력과 정전용량 문제로 인해 전력 손실이 증가한다.
반면 HVDC는 이러한 손실을 크게 줄일 수 있어 장거리 송전에 유리하다. 연구에 따르면 HVDC는 수백 km 이상의 장거리 송전 구간에서 경제성과 효율성이 높으며, 특히 해저 케이블을 사용하는 경우에는 교류 방식보다 훨씬 유리한 것으로 평가된다. 또한 서로 다른 주파수 체계를 사용하는 전력망을 연결할 수 있다는 장점도 갖고 있다.
최근에는 전압형 컨버터(VSC-HVDC) 기술이 발전하면서 전력 흐름을 정밀하게 제어할 수 있게 되었고, 계통 안정성 확보에도 중요한 역할을 수행하고 있다.
재생에너지 확대와 함께 HVDC가 주목받는 이유
대규모 재생에너지 발전소는 입지 조건에 따라 건설되기 때문에 대도시에서 멀리 떨어진 곳에 지어진다. 특히 해상풍력은 바람 자원이 풍부한 먼바다에 설치되는 추세다. 이에 따라 발전된 전력을 육상으로, 안정적으로 전송하는 기술이 필수적이다. 따라서 전력을 안전하게 운송하기 위한 송전 기술의 중요성이 점점 커지고 있다.
최근 연구들은 해상풍력과 HVDC의 결합이 재생에너지 확대의 핵심 수단이라고 평가한다. 특히 VSC-HVDC는 장거리 해저 송전에 적합하며, 대규모 해상풍력 단지의 전력을 효율적으로 수송할 수 있다. 연구 결과에 따르면 VSC-HVDC를 이용한 해상풍력 계통연계에서는 조류계산과 동적모의를 포함한 통합 모델을 구축하고, 풍력 출력 변동에 대응하는 주파수제어 보조 신호와 FRT 제어가 가능하다. HVDC는 단순한 장거리 송전 수단을 넘어 해상풍력의 변동성을 보완하고 계통 안정도를 보완하는 제어 플랫폼으로 활용될 수 있다.
국내외 HVDC 기술 개발 현황과 미래 전망
국내에서는 한전의 서해안 HVDC 에너지 고속도로 건설이 진행되고 있다. 서해안 일대에서 생산되는 대규모 해상풍력 등 재생에너지를 수도권 등 주요 수요처로 수송하는 4개의 HVDC 송전망이다. 통상적으로 9년 이상의 기간이 소요되는 HVDC 송전망 건설은 한전과 정부, 지자체, 제조사의 협력으로 2030년 1단계 사업의 준공을 앞두고 있다. 한국의 미래 전력 시스템 구축을 위한 걸음을 내딛는 것이다.
유럽은 북해 해상풍력 발전단지에서 생산된 전력을 독일 육상 전력망으로 보내기 위한 HVDC 해저 케이블 프로젝트를 진행하고 있다. 중국은 내륙과 도시를 연결하는 대규모 전력망을 통해 HVDC를 사용하고 있다. 중동과 동남아 지역도 미래 에너지 수요에 대비해 HVDC 기술에 투자하고 있다. 이처럼 HVDC에 대해 전 세계의 관심이 주목되는 가운데 관련 시장은 2018년 1조8000억원에서 2030년 약 41조원 규모로 성장할 것으로 예상된다.
HVDC는 변환소, 컨버터, 직류차단기 등 고가의 핵심 설비가 필요해 초기 구축비가 많이 들고, 고장 위치를 빠르게 식별하고 차단하기 위한 보호계전 및 계통 운영 기술도 함께 고도화되어야 한다. 특히 다단자 HVDC나 재생에너지 연계형 계통이 확대될수록 통신 기반 제어, 고장 대응 속도, 전력품질 관리의 중요성도 커진다. 그럼에도 태양광과 풍력 같은 변동성 재생에너지의 비중이 계속 늘어날 것이기에 장거리 대용량 송전과 계통 안정화를 동시에 달성할 수 있는 HVDC의 역할은 앞으로 더욱 중요해질 것이다. 결국 미래 전력망은 전기를 생산하는 기술뿐 아니라, 생산된 전력을 손실 적고 안정적으로 전달하는 기술이 함께 발전해야 하며, HVDC는 그 핵심 인프라가 될 것이다.
전력계에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기
1. "전력망을 추종하지 않고 형성하는 Grid-Forming 인버터", 25기 구윤서, https://renewableenergyfollowers.org/power-grid/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=169442462&t=board
2. "전력시장의 보이지 않는 손, VPP", 28기 김서진, https://renewableenergyfollowers.org/power-grid/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=171215647&t=board
참고문헌
[재생에너지 시대, 왜 송전 기술이 중요해졌나]
1) LS Electric, "전기를 이렇게 멀리까지 보낸다고요? HVDC면 가능합니다", 2025.06.19, https://www.youtube.com/watch?v=uU7Fz8m8yXk&t=64s
[재생에너지 확대와 함께 HVDC가 주목받는 이유 ]
1) 누옌탄하이, "POWER CONVERTER SYSTEMS FOR HVDC TRANSMISSION INTEGRATED WITH WIND FARM", 영남대학교 박사학위논문, 190p 2013. 8, https://yu.dcollection.net/public_resource/pdf/000001625292_20260614200817.pdf
2) 허견, "AC,DC 전력계통의 안정성과 유연성 향상을 위한 HVDC 전력망 설계 및 제어 기반 기술 연구", 연세대학교, 2020.11.10, https://scienceon.kisti.re.kr/commons/util/originalView.do?cn=TRKO202100021365&dbt=TRKO&rn=
[국내외 HVDC 기술 개발 현황과 미래 전망]
1) 김재민, "한전, ‘서해안 HVDC 에너지 고속도로’ 건설 본격화", 쿠키뉴스, 2026.03.19, https://www.kukinews.com/article/view/kuk202603190020
2) 박준이, "LS전선, '동해안-수도권' HVDC 사업 착공…“세계 최대 용량 케이블", 아시아경제, 2025. 11. 24, https://www.asiae.co.kr/article/2025112409325120277
3) 정예린, "LS전선·얀데눌 컨소시엄, 북해 4개 프로젝트 2000km 케이블 설치 '본궤도'", 더구루, 2026.03.18, https://theguru.co.kr/mobile/article.html?no=99403
4) 효성, 미디어 효성 블로그, "재생에너지 시대, 차세대 전력망 HVDC가 주목받는 이유?", 2025. 8. 12, https://blog.hyosung.com/508157