전력망 개발 동향 및 방향

우리나라의 전력 발전 속도가 빨라지면서 중국 전기망도 빠른 발전을 이루었다. 전기망 시스템의 운행 전압 수준이 끊임없이 높아지고 있고, 네트워크 규모도 끊임없이 확대되고 있다. 우리나라는 이미 동북전력망, 화북전력망, 화중전력망, 화동전력망, 서북전력망, 남방전력망 등 6 개 성 간 광역 그리드를 형성하여 기본적으로 완전한 장거리 송전망을 형성하였다.

중국 산업연구망이 발표한 20 15-2022 연례 보고서에 따르면 최근 몇 년 동안 우리나라 전력망 자본 건설 투자 규모가 지속적으로 확대되면서 비중이 꾸준히 상승하면서 세계가 주목하는 전력망 프로젝트가 착공, 완공, 생산에 투입된 것으로 나타났다. 20 12 년, 국가 전력망 건설 투자 3693 억원, 전년 대비 0.2% 증가했다. 풍력, 광전지 등 새로운 에너지의 급속한 발전에 직면하여 우리나라는 재생 에너지와 지능화를 대규모로 활용하는 현대 전력망 구조가 등장하기 시작했다.

20 13 년, 전국전기망 공사 건설이 3894 억원을 투자하여 전년 대비 5.44% 증가했다. 전기망 투자 (월간 누적 금액) 는 전년 동기 대비 전반적으로' 전후 낮음' 의 특징을 나타냈다. 20 14 년 말 현재 전국 220 킬로볼트 이상 송전선로 고리 길이, 공공변전소 설비 용량은 각각 57 만 2000 볼트, 30 억 2700 만 KVA 로 전년 대비 5.2%, 8.8% 증가했다.

20 15 년 3 월,' 전력체제 개혁을 더욱 심화시키는 것에 대한 약간의 의견' 이 나왔다. 발전측과 판매측 개방시장에 경쟁을 도입하면 가격은 시장에 의해 결정된다. 동시에 전력망 회사의 독점 국면이 깨질 것이다. 현재, 전기망 건설은 이미 우리나라 전력 건설의 주요 방향이 되었으며, 전기망 건설 전망은 매혹적이다. "13차 5개년 계획" 기간 동안 우리나라 전력망 투자 규모는 지속적으로 확대되었다. 2020 년까지 통일되고 강인한 스마트 그리드를 전면 건설하여 세계 일류 전력망 건설 목표를 초보적으로 실현하였다.

우리나라 전기망 투자는 줄곧 독점 상태에 있다. 그중 남방전력망은 광동 광서 운남 구이저우 해남 등 남방 5 성의 전기망을 투자 건설 운영한다. 국가전력망회사는 전국 26 개 성의 전기망을 투자, 건설 및 운영한다. 이와 함께 내몽골 전력회사, 산시 지방전력그룹, 광서수리전력그룹, 쓰촨 수력투자운영그룹, 산시 국제전력그룹 등 지방전력업체들이 잇달아 성 내 소그리드에 투자하고 있으며, 중국 유통망 투자는 규모를 갖추기 시작했다. 국가전력망과 남방전력망 두 거물의 전력량은 전국 전력량의 90% 이상을 차지하고 있으며, 20 13 년 97% 의 고위직에 달했다. 이후 비율은 다소 하락했지만 90% 이상 안정되어 절대적인 우세에 있다. 다른 지역의 전력 공급 업체는 10% 미만의 전력 공급 시장을 점유하고 있습니다.

100 년 이상의 발전을 거쳐 전력망의 규모와 구조는 크게 달라졌다. 즉, 최초의 지역 소규모 전력망에서 지역 중간 규모 전력망, 오늘날의 지역 간 상호 연결 전력망에 이르기까지 크게 달라졌다. 오늘날, 전기망은 인류에게 약 4 분의 1 의 단말기 에너지를 공급하여 현대 에너지 시스템의 중요한 부분이 되었다. 단말기 에너지 소비 구조에서 전기의 비중은 이미 한 나라의 선진국 수준의 상징 중 하나가 되었다.

미래 전력망은 다음과 같은 중요한 발전 추세를 보일 것이다. 첫째, 재생에너지는 전력망의 주요 1 차 에너지가 될 것이다. 둘째, 전력망 구조와 운영 방식에 큰 변화가 있을 것이다. 셋째, 신소재 기술은 전력망에 광범위하게 적용될 것이다. 넷째, 물리적 그리드는 정보 시스템과 고도로 통합 될 것입니다.

넓은 의미의 전기망은 일정한 구조와 운행 방식을 갖춘 발전 설비, 송전 설비, 전기 설비의 통일된 전체이다. 따라서 발전기와 그에 상응하는 전력 공급 시스템이 있는 이상 전기망이 있다. (윌리엄 셰익스피어, 전기망, 전기망, 전기망, 전기망, 전기망, 전기망, 전기망) 1882 년 에디슨은 뉴욕에 세계 최초의 공식 DC 발전소와 그에 상응하는 전력 공급 시스템을 건설해 인류 최초의 진정한 의미의 전기망으로 꼽았다. 하지만 당시 DC 전압을 올릴 수 없었고 전송 거리와 용량이 크게 제한되었기 때문에 테슬라는 1887 에서 AC 발전기와 다상 AC 전송 기술을 발명했습니다. 1897 년, 서옥은 나이아가라 수력발전소의 첫 번째 AC 발전기를 가동하여 35km 떨어진 버팔로에 전원을 공급하여 현대전력망의 기초를 다졌다.

100 년 이상의 발전을 거쳐 전력망의 기본 형태는 근본적으로 변하지 않았다. 즉, 전력망의 기본 형태는 구리 알루미늄 등 기본 전도성 재료, 전통 전력 설비, 일정 가능한 에너지 (예: 화석 에너지, 수력 발전, 원자력) 를 주요 1 차 에너지 에너지로 사용하는 전력이다. 그러나 전력망의 규모와 구조는 크게 달라졌다. 즉, 최초의 지역 소규모의 전력망에서 지역 중규모 전력망, 오늘날의 지역 간 상호 연결 전력망에 이르기까지 크게 달라졌다. 예를 들어, 20 12 년, 우리나라 발전의 총 설치 용량은 12 억 킬로와트에 가깝고, 연간 총 발전량은 5 조 킬로와트에 육박한다. 중국 전력망은 기본적으로' 서전동송 남북상호공급 전국네트워킹' 의 전반적인 구도를 형성하여 이미 전국 대부분의 지역을 포괄하여 세계 최대 전력망 중 하나가 되었다. 오늘날, 전기망은 인류에게 약 4 분의 1 의 단말기 에너지를 공급하여 현대 에너지 시스템의 중요한 부분이 되었다. 단말기 에너지 소비 구조에서 전기의 비중은 이미 한 나라의 선진국 수준의 상징 중 하나가 되었다.

미래를 내다보면서, 우리는 미래 전력망이 다음과 같은 중요한 발전 추세를 보일 것이라고 생각한다.

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재생에너지는 전력망의 주요 1 차 에너지가 될 것이다.

인류는 화석 에너지가 지속 불가능하다는 것을 이미 인식하고 있으며, 재생 에너지를 대대적으로 발전시켜 대체해야 할 필요가 있다. 이는 (1) 원자력이 금세기 중엽까지 주도에너지가 되기 어렵기 때문이다. 핵분열 에너지의 원료도 유한자원이며, 그 이용은 안전위험이 있고 핵폐기물 처리도 비교적 복잡하다. 핵분열에너지의 이용에도 국제안전환경이 포함되기 때문에 현재 핵분열에너지 기술의 수출은 관련 국제조약의 엄격한 통제를 받고 있다. 핵융합은 인류의 장기적인 발전 요구를 충족시킬 수 있지만 그 응용 전망은 아직 불투명하다. ITER (국제열핵융합원자로) 는 금세기 중엽에 첫 시범발전소를 건설할 계획이다. (2) 재생에너지는 지속 가능한 녹색 에너지원으로, 채굴량이 인류가 사용하기에 충분하다. 통계분석에 따르면 지구에서 받은 태양열은 현재 인류의 총 에너지 수요의 10000 배에 달하는 것으로 나타났다. 지구상의 풍력 에너지 총량도 현재 인류의 에너지 수요 총량의 5 배에 달한다. 수력자원, 바이오매스 에너지, 지열, 해양에너지를 포함하면 재생에너지의 총량이 더 크다. 이것은 재생 가능 에너지가 큰 발전 잠재력을 가지고 있음을 보여줍니다. (3) 현재 재생 가능 에너지가 크게 발전했다. 기술이 끊임없이 발전함에 따라 재생에너지 발전의 단위 비용은 해마다 하락하고 있다. 유럽과 미국, 일본 등 선진국과 지역의 예측에 따르면 2020 년까지 광전지 발전은 기본적으로 저가 인터넷을 실현할 수 있다. (4) 국제적으로는 재생에너지가 미래에도 계속 급속히 발전할 것이며, 점차 주도에너지가 될 것이라는 것을 인식하고 있다. 예를 들어 20 12 년, 국제에너지국 (IEA) 이 발표한' 세계 에너지 전망 20 12' 는 2035 년 전 글로벌 에너지 트렌드인 20/KLOC-0-0 을 예측했다. 유럽연합연구센터는 2050 년까지 재생에너지가 총 에너지 수요의 52% 를 차지할 것으로 전망했다. 재생에너지의 주요 활용 방식은 발전이기 때문에, 앞으로 인류가 사용하는 에너지가 주로 재생에너지원에서 나올 경우, 전력망의 한 번의 에너지도 주로 재생에너지원에서 나올 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 재생에너지, 재생에너지, 재생에너지, 재생에너지, 재생에너지, 재생에너지)

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전력망의 구조와 운영 방식에 큰 변화가 있을 것이다.

현대전력망은 구조가 불합리하고, AC 전력망에 내재된 안전안정성 등의 문제가 있어 시급히 해결해야 한다. 재생에너지가 전기망에 점점 더 많이 접속됨에 따라 전기망에 일련의 새로운 심각한 도전이 초래될 것입니다. 이는 주로 재생에너지의 비전도, 변동성, 분산, 발전 방식의 다양성, 시공간의 보완성 등에 의해 결정된다. "구조 결정 기능, 패턴 결정 성패" 때문에 전력망의 구조와 운행 방식을 바꾸는 것은 기존 문제를 해결하고 미래의 도전을 해결하는 중요한 수단 중 하나이다. (1) 구조적으로 향후 전력 자원과 부하 자원의 지리적 분포가 일치하지 않기 때문에 재생 에너지는 광역 범위 내에서 시공간의 상호 보완성이 우수하므로 적절한 규모의 대형 그리드를 유지하고 개발해야 합니다. 동시에, 재생 가능 에너지의 분산성으로 인해 지역 자원을 활용하는 분산 발전과 최종 사용자를 위한 마이크로망도 대거 등장하기 때문에 미래 전력망의 구조는 큰 전기망과 마이크로망이 공존하는 국면을 드러낼 것이다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 재생명언) 둘째, 전원 공급 장치의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해서는 링 네트워크를 개발해야 합니다. 전압 등급에 따라 다단 링 구조 네트워크를 사용하여 이웃급과 동급의 다른 지역 링 그리드 간의 상호 연결을 실현하고 다단계 네트워크 구조를 구축하는 것이 좋습니다. (2) 운영 모드에서는 DC 그리드 모드나 AC /DC 혼합 그리드 모드를 개발해야 합니다. DC 송전망에는 AC 송전망 고유의 안정성 문제가 없기 때문이다. 따라서 DC 전송 네트워크를 사용하면 AC 전송 네트워크의 고유한 보안 및 안정성 문제를 근본적으로 해결할 수 있습니다. 유통망과 마이크로그리드의 경우 향후 DC 부하는 상당한 비중을 차지할 것이며, 광전지 발전이나 에너지 저장과 같은 분산 전원도 DC 모드에서 작동할 것입니다. 동시에,' 계층형 파티션 운영, 조정 상호 작용' 모델을 채택하여 광역 범위 내 다양한 자원의 최적화된 보완 활용과 지역 전력망 간의 상호 백업 및 지원을 충분히 실현할 수 있어야 합니다. 전력망 구조와 패턴의 변화는 과학 기술 혁신에 많은 기회를 가져다 줄 것이며 주목할 만하다.

셋；삼；3

신소재 기술은 전기망에서 광범위하게 응용될 것이다.

전기망의 구조와 방식을 결정한 후, 전기망의 운행 성능은 주로 전기설비에 달려 있고, 전기설비는 각종 재료로 특정 구조에 따라 만들어졌으며, 재료의 특성은 전기설비의 성능을 크게 결정한다. 지난 100 년 동안 전력망 발전에서 가장 영향력 있는 혁신은 신소재 기술인 전력 전자 기기의 발명과 전력망에서의 응용에서 비롯되었다. 아연화 아연 피뢰기, 육불화황 회로 차단기, 탄소섬유 복합선 등 기술 발명의 근본적인 혁신은 신소재 응용에 있다. 미래를 내다보면 신소재 기술이 계속 발전함에 따라 신소재 기술이 전기망에서 광범위하게 응용될 것이다. (1) 우선 고전압 고전력 전자 장치 (예: 광대역 갭 반도체 장치) 와 장비는 집적 회로의 정보 처리만큼 유연하고 효율적으로 고전압 고전력 변환 및 제어를 가능하게 합니다 (실제로는 저전압 소전류 변환 및 제어). 미래의 전기망에서 대량의 재생에너지 전력은 예측할 수 없고, 전력 사용자의 전력 수요도 다양하고 수시로 변하기 때문에, 전력 전환과 통제의 목적은 예측할 수 없는 전력이 사용자의 수요를 만족시킬 수 있는 전력으로 변하는 것이다. 이러한 의미에서 전력 전자 장치와 장비의 광범위한 사용은 전력망을 컴퓨팅 네트워크 처리 및 할당 정보 자원처럼 처리하고 분배할 수 있도록 하기 때문에 향후 전력망은' 에너지 컴퓨팅 네트워크' 로 볼 수 있습니다. 이를 통해 다양한 전력 자원을 유기적으로 구성, 연결 및 제어하여 사용자에게 안정적인 전력을 제공할 수 있습니다. 따라서 이러한 "에너지 컴퓨팅 네트워크" 를 "클라우드 전력 네트워크" 라고도 하며, 사용자는 "클라우드" 에서 신뢰할 수 있는 전력을 얻을 수 있습니다. (2) 새로운 고성능 전극 재료, 에너지 저장 재료, 유전체 재료, 고강도 재료, 양성자 교환막 및 수소 저장 재료의 발명 및 사용은 고효율, 저비용 전력 저장 시스템을 현실로 만들어 수백만 가구에 진입하여 전력망 운영을 최적화하고 전력망 구조 및 제어를 단순화하며 전력 변동 및 전력망 고장에 대처할 것입니다. 전력 스토리지 시스템은 컴퓨팅 네트워크의 정보 스토리지 시스템과 마찬가지로 향후 전력망에 필요합니다. (3) 고성능 초전도 재료를 전기망에 적용하면 전기 설비의 손실, 무게 및 부피를 크게 줄이고 전기 설비의 극한 용량과 유연성을 높일 수 있습니다. 초전도 제한기는 또한 고장 전류를 효과적으로 제한하고 다른 전기 설비와 전체 전력망의 안전과 안정성을 보호할 수 있다. 이 때문에 미국 에너지부는 초전도 기술을' 2 1 세기 전력업계 유일의 첨단 기술 비축' 으로 여기기도 했다. (4) 나노 복합 재료, 필드 (전기장 및 자기장 포함) 제어 및 온도 제어가 있는 비선형 유전체 재료, 저잔압 배리스터 재료, 새로운 절연 재료, 절연체-금속 상전이 재료, 새로운 강자성 재료, 고효율 저에너지 전력 센서 재료 (예: 거대 자기 저항 재료, 압전 크리스탈) ) 향후 전력망에서 널리 사용될 것입니다.

사

물리적 전력망은 정보 시스템과 고도로 통합될 것이다.

전기망을 한 사람에 비유하면 물리적 전기망은 인간의 골격, 몸, 기관이고, 전기망 정보 시스템은 인간의 감각 능력, 분석 능력, 의사 결정 능력을 제공한다. 현재의 전력망은 물리적 계층에서는 완벽하지 않을 뿐만 아니라 정보 시스템 건설과 미래의 수요에도 큰 차이가 있다. 이 방면의 내용, 즉 최근 몇 년 동안 국제적으로 많이 이야기한 이른바' 스마트 그리드' 개념이다. 이 글은 지나치게 중복해서는 안 된다. 그러나 기존 전기 설비를 바탕으로 전력망의 정보화 수준을 높이는 것만으로는 미래의 전기망이 직면한 문제를 해결할 수 없다는 점에 유의해야 한다. 전력망의 구조와 작동 방식을 바꾸고, 전기 장비의 성능을 향상시키고, 새로운 기능을 갖춘 전기 장비는 미래의 전력망 문제를 해결하는 데 똑같이 중요하며, 더욱 근본적이다. 또한 혁신적인 재료를 사용하여 적응형 전원 및 보호 장비를 개발하면 감지, 통신 및 데이터 처리에 대한 기술적 요구 사항을 크게 줄일 수 있으며 전력망의 보안, 신뢰성 및 종합적인 이점을 향상시키는 데 매우 유리하다는 점을 강조해야 합니다. 따라서 정보기술을 전기망에 적용하는 것이 미래의 전기망 발전의 전부라고 생각해서는 안 된다.