중국 초고압의 과거와 현재를 독점 공개(하반기)

전기의 "에베레스트 산"을 정복한 UHV는 중국에서 "처음부터 시작"하는 것입니다.

2004년부터 중국 국가전력망공사는 수십 개의 과학 연구 기관과 대학, 200개가 넘는 장비 제조 회사, 500개가 넘는 시공 단위, 그리고 수십만 명의 사람들을 조직하여 초고압 기초 연구, 기술 연구개발, 장비 개발, 시스템 설계, 시험 검증, 엔지니어링 시공 및 시운전 및 운영 업무에서 310개의 핵심 기술을 극복하고 과전압 및 절연 조정, 전자파 환경 제어, 초고압 교류 및 직류 하이브리드 전력망 안전 제어 등 세계적 수준의 문제를 해결했습니다.

전력망이 안전한지 여부를 판단하기 위해 전 세계 국가는 시뮬레이션 계산을 평가 기준으로 사용합니다. 중국 전력 연구소는 세계에서 가장 진보된 전력 시스템 시뮬레이션 플랫폼을 구축하여 220kV~1,000kV 전력망, 2,258개의 발전기, 35,932개의 회선, 11,547개의 노드를 포함한 초대형 초고전압 AC 및 DC 하이브리드 전력 시스템에 대한 시뮬레이션을 수행합니다. 파노라마 시뮬레이션 계산은 100,000개 이상의 오류 조건과 작동 모드를 시뮬레이션하여 UHV 전력망의 안전성과 신뢰성을 완전히 검증했습니다.

2010년, "삼화" 송전망 논란이 끓는점에 이르렀을 때, 국가에너지위원회 전문가 자문위원회는 전문가와 학자들을 특별히 조직하여 중국전력연구원에서 연구를 진행했습니다. 중국전력연구원은 시뮬레이션 계산과 다양한 옵션의 비교를 통해 "삼중" 동기 송전망이 좋고 나쁨의 선택이 아니라 송전망 개발에 불가피한 선택이라고 믿습니다.

UHV 장비의 국산화에는 고급 테스트 조건이 필요합니다. 현재 중국은 세계에서 가장 높은 전압 레벨, 가장 진보된 기술, 가장 완전한 기능을 갖춘 UHV 테스트 및 연구 시스템을 구축했습니다. 또한 자체 혁신에 의존하여 세계에서 가장 높은 전압 레벨과 가장 큰 용량의 단일 변압기, DC 변환기 밸브 및 DC 변환기 밸브를 성공적으로 개발했습니다. 변환기 변압기, 가장 강력한 차단 용량의 스위치기어 및 첫 번째 UHV 핵심 장비 세트를 포함한 21개 범주의 100개 이상의 품목이 국내에서 생산되었습니다.

"막다른 길로 몰리기 전까지는 혁신 잠재력이 얼마나 큰지 알 수 없습니다." 이것이 UHV의 핵심 장비가 만들어진 방식입니다. 사이리스터는 UHV DC 전송의 "CPU"로, UHV DC의 전송 용량을 결정합니다. 당시에는 5인치와 6인치의 두 가지 옵션이 있었습니다. 대부분의 의견은 "5인치 사이리스터 기술은 성숙하여 국내에서 생산할 수 있지만 6인치 사이리스터는 국내외에서 생산 및 사용되지 않았으며 국내 독립 연구 개발에 의존하기가 매우 어렵다"고 생각합니다. "당시 저는 6인치 솔루션을 고집했고 중국 국가전력망공사 내부에 몇 가지 문제가 있었습니다. 동지들은 실제로 어려움을 두려워하고 성공하지 못할까 걱정합니다. 하지만 국제적 리더십을 달성하는 그렇게 간단하고 쉬운 방법이 어떻게 있을 수 있습니까?" 류전야는 이 경험을 회상하며 말했습니다.

지금 생각해보면 6인치 솔루션이 옳은 선택이었습니다. 6인치 사이리스터는 전류 흐름 용량을 5인치 사이리스터의 3000암페어에서 6000암페어 이상으로 증가시킵니다. 신장 Zhundong-Wannan ±1100kV UHV DC 라인은 길이가 3,324km이고 송전 용량은 1,200만 킬로와트입니다. 앞으로 ±1100kV UHV DC 송전 거리는 6,000km에 도달하고 송전 용량은 1,500만 킬로와트에 도달할 것입니다.

중국이 완전히 독립적인 지적 재산권을 가진 세계 최초의 UHV 기술 표준 시스템을 공식화한 것은 바로 혁신 정신에 의지하여 설계에서 제조, 건설, 시운전, 운영 및 유지 관리에 이르기까지 UHV AC 및 DC 프로젝트에 대한 완전한 기술 표준 및 사양 세트를 형성했습니다. 중국의 UHV AC 전압은 국제 표준이 되었습니다.

UHV의 성공은 우리나라의 전기 장비 제조 산업을 포괄적으로 업그레이드하고 우리나라의 UHV가 완전히 "글로벌화"할 수 있게 했습니다. 2014년과 2015년에 중국 국가전력망공사는 브라질 벨로 몬테 수력발전소의 UHV DC 송전 프로젝트의 1단계와 2단계 입찰을 따냈습니다. 현재 두 프로젝트 모두 완료되어 안전하고 안정적으로 운영되고 있습니다.

2008년 로이터는 중국이 2020년까지 초고압 전력망을 건설할 계획이라고 보도했습니다. 이 계획은 "오래된 전력망을 업그레이드하는 데 느렸던 서방 국가들을 놀라게 했습니다."

러시아 연방 전기기술 연구소 소장이자 러시아 과학 아카데미 회원인 티카테예프는 중국의 UHV 결과를 보고 두 번이나 눈물을 흘렸다. UHV는 구소련에서 일찍 시작되었지만, 중국은 결국 세계 전력 기술의 정점에 올랐고, 실망과 후회를 느끼는 것은 불가피했다.

스모그 "촉매". 2011년, UHV 건설은 진정으로 "빠른 차선"에 진입했고 갑작스러운 안개와 분리될 수 없었습니다.

당시 국가는 동북, 북북, 서북의 "삼북" 지역의 풍력 발전망 연결 설비 용량과 발전량이 국가 전체의 85% 이상을 차지한다고 보고했지만 풍력 감축 상황은 비교적 심각했습니다. 2011년 "삼북" 지역의 풍력 감축량은 123억 킬로와트시에 달해 전기 요금 손실이 약 66억 위안에 달했습니다.

한편으로는 갑작스러운 스모그가 있고, 다른 한편으로는 심각한 청정 에너지 낭비가 있습니다. 그러나 2011년경에는 새로운 UHV 라인의 승인이 아직 알려지지 않았습니다.

바로 이 시기에 일부 사람들은 UHV DC만 개발하면 되고 UHV AC는 개발할 필요가 없다고 주장하며 UHV AC “삼화 동기 송전망” 건설을 반대했습니다.

“AC와 DC는 단지 기능과 기능이 다를 뿐, 남성과 여성과 같지만 성별이 다릅니다. 장단점이 없습니다.” 류전야는 강조했다. 사실 국내든 국제든 AC 전력망이 주체다. UHV DC는 1만 톤의 거대 선박과 같고 UHV AC 전력망은 심해항과 같다. 1만 톤의 거대 선박을 개발하려면 심해항을 건설해야 한다. UHV DC만 개발하고 AC를 개발하지 않으면 “강직류, 약교류” 구조가 형성된다. AC 고장으로 인해 DC 시스템의 정류 고장이 발생하기 쉽고, 심지어 여러 DC 고장이 동시에 발생하여 대규모 정전이 발생할 수도 있다.

2013년 9월 국무원의 "대기 오염 예방 및 통제 행동 계획"은 베이징-톈진-허베이, 창강 삼각주, 진주강 삼각주 및 기타 지역의 총 석탄 소비량을 마이너스로 성장시키고 외부 송전 비중을 점차 늘리기 위해 노력할 것을 제안했습니다. 2014년 2월 12일 국무원은 헤이즈 제어 강화를 연구하고 배치하기 위한 집행 회의에서 "지역 간 송전 프로젝트 실행"을 명확히 밝혔습니다.

4월 18일, 새로운 국가 에너지 위원회의 첫 번째 회의에서 장거리 대용량 송전 기술 개발과 여러 초고압 송전 채널 건설을 명확히 제안했습니다. 5월에는 대기 오염 예방 및 통제 행동 계획에서 12개 핵심 송전 채널의 건설을 가속화할 것을 제안했습니다. 중국 국가 전력망 공사는 8개의 UHV 프로젝트를 포함하여 11개 송전 프로젝트의 건설을 담당했으며, 모두 2017년 12월 25일에 가동되었습니다.

2018년 중앙경제공작회의에서 처음으로 새로운 인프라가 등장했고, UHV는 봄을 기다리고 있을지도 모른다. 9월 3일 국가에너지국은 UHV 승인 계획을 준비했다. 총 송전 용량이 5,700만 킬로와트인 12개의 UHV 프로젝트.

“서부 지역의 청정에너지 개발 및 활용과 동부 및 중부 지역의 안개 제어와 연결된” 초고압 전력망이 앞으로 점점 더 많은 주목을 받을 것으로 예상된다.

UHV, 고속철도, 5G는 각각 우리나라의 에너지, 교통, 정보통신의 3대 기본 산업에서 주요 기술 혁신의 사례입니다. 이 세기 초, 중국의 고속철도와 UHV는 거의 동시에 시작되었습니다. 2004년에 중국은 "4종 4수평" 고속철도 계획을 도입했고, 나중에 "8종 8수평" 계획을 계획했습니다. 5G 개발은 한창입니다.

그러나 고속철도와 5G에 비하면 전국의 UHV 전력망 커버리지에는 여전히 상당한 격차가 있습니다. 10년 이상의 개발 끝에 UHV 전력망의 "강약 연결"이라는 "다모클레스의 검"이 우리 머리 위에 걸려 있습니다.

류전야는 일부 UHV DC 프로젝트의 활용률이 낮은 것은 송신 측의 전력 공급 공사가 따라가지 못해 보낼 전력이 많지 않거나, 수신 측의 UHV AC 프로젝트 공사가 따라가지 못해 전력망이 수용할 용량이 부족하기 때문이라고 생각합니다. 너무 많은 전력은 궁극적으로 유휴 및 낭비되는 UHV DC 전송 용량으로 이어집니다. AC 전력망이 개발되지 않으면 DC 전력 전송 용량도 제한됩니다.

2009년부터 지금까지 중국 북부와 중부의 두 주요 전력망은 여전히 "줄타기를 하는 코끼리"처럼 약한 상호 연결을 유지하기 위해 단 하나의 UHV AC 라인에 의존하고 있습니다. 절박한 상황에서 중국 국가전력망공사는 전력망의 유효 및 무효 전력 조절 기능을 개선하기 위해 대규모 펌프 저장 발전소와 응축기를 건설했습니다. 이는 안전을 보장하기 위한 "자체 구조"로 간주될 수도 있습니다.

UHV를 개발하기는 어렵다. 문제는 무엇인가? 기술적 문제인가? 장궈바오는 책에서 이렇게 회상했다. “중국 국가전력공사는 초고압 교류선을 건설하는 것을 고집하고 '삼중(삼중)'(동중국, 중부중국, 북중국) 전력망을 연결하려 한다. 어떤 사람들은 삼중 중국 전력망에 반대한다. 기술적 분쟁이어야 한다.” 비기술적 요소를 통합한다.”

제도적 문제일까? 중화인민공화국 수립 이래 철도부는 가장 안정적인 부처 중 하나였고, 전력은 관리 기관에서 가장 많은 변화를 겪은 산업이었다. 연료공업부, 수자원전력부, 에너지부, 전력부, 전기규제위원회, 에너지국 등에서 많은 변화를 겪었다. 1996년 말에 국가전력회사가 설립되었다. 2002년 폐지 후, 2개의 전력망 회사, 5개의 발전 그룹, 기획 설계, 장비 제조, 엔지니어링 시공 등 여러 관련 전력 기업이 설립되었다. 정상에는 산이 많고, 필연적으로 문전이 있을 것이다.

UHV는 수년간 논쟁되어 왔습니다. 기술적인 문제가 하나하나 해결되면서 반대 의견은 결국 개혁으로 돌릴 것입니다. 이는 지난 20년 동안 중국 전력 산업에서 독특한 "이상한 순환"입니다. 어떤 사람들은 중국 국가전력망공사가 UHV를 개발하여 전력망 독점을 강화했으며 UHV AC 및 동기 전력망을 개발하는 것이 독점을 강화하는 "증거"라고 믿기도 합니다.

사실, 전력망의 동기적 상호연결을 강화하는 것은 대규모 전력망의 보안을 보장하는 효과적인 수단입니다. 2012년 7월 30일과 31일, 인도는 6억 명 이상의 사람들에게 영향을 미치는 대규모 정전을 지속적으로 경험했습니다. 사고 분석에 따르면 당시 인도 전력망은 주로 400kV였으며 아직 국가적 동기 네트워크를 형성하지 못했습니다. 5대 지역 전력망 간의 연결이 약했고 전력 공급 및 사고 지원 역량이 심각하게 부족했습니다.

사고 이후 인도는 국가적 상호 연결과 전력망의 통합 관리를 강화했습니다. 2013년에는 765kV 국가적 교류 동기 전력망을 구축하여 전력 공급 용량을 크게 개선했습니다. 그 이후로 대규모 정전은 발생하지 않았습니다.

우리나라의 "산화" 전력망과 비교했을 때, 인도 전력망의 전력 공급 범위는 "산화" 전력망의 1.2배이고, 전력 공급 인구 수와 밀도는 각각 1.7배와 1.3배입니다. 인도는 8년 전에 전국적인 통신 네트워크를 달성했지만, 우리나라의 "산화" 전력망 건설은 여전히 반복적인 분쟁의 대상입니다.

2018년 9월, 중국남방전력공사의 전문가들은 "내나라 미래 전력망 레이아웃 연구(2020)에 대한 협의 의견" 보고서를 구성하는 데 앞장섰습니다. 한 내부자는 "보고서는 'UHV AC는 일반적으로 송전 프로젝트로 사용되지 않는다'고 명시하고 있으며 UHV AC 동기식 전력망을 구축하는 것이 권장되지 않는다. 왜 UHV AC가 송전이나 네트워킹에 적합하지 않다는 결론을 내렸을까?"라고 분석했습니다. 그 이유는 매우 흥미롭습니다."

제도적 이유로 기술은 자체 경쟁자가 있는 듯합니다. 데이터 집합을 살펴보겠습니다. 중국남방전력망공사는 5인치 사이리스터를 사용하는 3개를 포함하여 ±800kV UHV DC 회선을 4개 연속으로 건설했으며, 송전 용량은 500만 킬로와트입니다. 중국 국가전력망공사의 첫 번째 ±800kV UHV DC 송전 용량은 640만 킬로와트였고, 두 번째는 720만 킬로와트였으며, 나중에 800만 킬로와트로, 그다음 1,000만 킬로와트로 증가했습니다. 또한 ±800kV UHV DC이지만 송전 용량은 두 배가 되었습니다.

미래에 UHV 도로는 어디에 있을까요? 새로운 시대는 UHV에 어떤 역사적 사명을 맡길까요? 이러한 질문은 우리의 합리적인 사고를 필요로 합니다. 탄소 중립 추세는 우연이거나 운명입니다.

2020년 9월 22일, 제75차 유엔 총회 일반 토론에서 우리나라는 탄소 정점과 탄소 중립 목표를 발표했고, 이는 전 세계적으로 빠르게 뜨거운 논의를 촉발했습니다. 같은 날, 글로벌 에너지 인터넷 개발 협력 기구는 기후 및 환경 위기를 타개하는 국제 포럼을 개최하고 "위기 타개"와 "지속 가능한 개발로 가는 길"이라는 두 가지 결과를 공식 발표했습니다. 반년 후인 2021년 3월 18일, 협력 기구는 2030년 이전 중국의 탄소 정점, 2060년 이전 탄소 중립, 2030년 중국의 에너지 및 전력 개발 계획, 2060년 전망 등의 연구 결과를 발표하고 중국의 탄소 정점, 탄소 중립 로드맵을 제안했습니다.

중국의 UHV 개발 성공은 글로벌 에너지 인터넷 구축의 길을 열었습니다. 글로벌 에너지 인터넷은 UHV를 백본 그리드로 사용하여 전 세계적으로 에너지를 할당하고 "두 가지 대체"(에너지 개발을 위한 깨끗한 대체 및 에너지 사용을 위한 전기 에너지 대체)의 구현을 촉진하는 플랫폼입니다. 새로운 에너지를 주체로 하는 새로운 유형의 전기 시스템으로 궁극적으로 클린 주도, 전기 중심, 녹색, 저탄소, 비용 효율적, 효율적인 현대 에너지 시스템을 형성합니다.

유엔 사무총장 구테흐스는 중국의 초고진공 기술이 재생 에너지 개발에 매우 중요하며, 글로벌 에너지 인터넷이 지속 가능한 인간 개발을 달성하는 핵심이자 글로벌 포용적 성장의 열쇠라고 말한 적이 있습니다.

노벨 물리학상 수상자이자 전 미국 에너지부 장관인 스티븐 추는 중국이 혁신 분야에서 미국의 리더십에 도전하고 빠르게 발전하고 있는 관련 분야로는 UHV 교류 및 직류 송전이 있다고 생각합니다.

“광대역 기술 없이 세계가 '지구촌'이 될 수 있을까?” 류전야는 한때 “지속 가능한 개발의 핵심은 깨끗한 개발이다. 깨끗한 개발을 달성하려면 대규모로 깨끗한 에너지를 개발해야 하며, 깨끗한 에너지는 전력 전송으로 전환될 수 없다. 개방형 UHV. UHV 기술 없이는 글로벌 에너지 인터넷은 생각할 수 없지만, 지금은 실제로 가능하다.”고 말했다.

시대의 발전에 따라 UHV는 새로운 전력 전송 기술일 뿐만 아니라 새로운 자원 할당 플랫폼이자 새로운 저탄소 개발 경로이기도 합니다. 에너지 변환 및 지속 가능한 공급, 깨끗한 저탄소 및 녹색 개발, 혁신 주도 및 국가 재건, 지속 가능한 개발 및 인류를 위한 공동의 미래를 가진 커뮤니티 구축과 같은 여러 가지 사명을 짊어지고 있습니다.

과거를 돌이켜보면, UHV는 우리나라의 전력 혁명을 촉진하고 에너지와 전력의 개발 모드에서 큰 변화를 이루었습니다. 현재를 바탕으로 우리나라의 초고압 전력망은 완전히 구축되었으며 세계 에너지와 전력의 전환을 적극적으로 촉진하고 있습니다. 미래를 내다보면, UHV 전력망을 핵심으로 하여 우리나라와 글로벌 에너지 인터넷의 구축을 가속화하고 "3대 네트워크"(에너지, 교통, 정보)의 통합 개발을 촉진하여 탄소 피크와 탄소 중립의 목표를 달성하고 인간 사회의 지속 가능성을 촉진할 것입니다. 개발이 더 큰 역할을 합니다.