강의노트 직류 배전의 도입 배경

전원의 변화

• 기존의 전통적인 전기의 생산은 주로 화석연료의 연소로 생기는 열적에너지를 운동에너지로 변환하여 회전식 발전기를 통하여 전기를 생산하는 방식이었다.
• 오랫동안 아주 잘 확립되어온 이 방식은 대형 화력 발전 및 원자력 그리고 수력 발전의 유일한 방식으로서, 효율이 높은 동기 방식의 교류 발전기를 통하여 그리드에 연결되었다.

• 그러나, 현재 급속한 속도로 개발되어 도입되고 있는 새로운 에너지원들, 즉, 신재생에너지들은 대다수가 직류를 출력하는 에너지원이다.
• 예를 들면, 마이크로터빈, 연료전지, 태양전지 등은 모두 직류를 출력하는 것들이다.
• 이것들을 그리드에 연결하기 위해서는 직류를 교류로 변환하는 전력전자 전력변환기들이 필요하다.

부하의 변화

• 전통적인 부하들은 대부분 교류를 입력으로 받아들여 사용하기 용이한 구조였다.
• 예를 들어, 전동기 등은 교류를 입력으로 받아들여야 하며, 전등이나 전열부하도 자연스럽게 교류에 적응되어 있다.
• 그러나, 최근 많이 증가하고 있는 부하들은 교류를 내부적으로 직류로 변환하여 사용하는 부하가 많다.
• 그이유는 많은 부하들이 마이크로프로세서가 내장되어 직류가 필요하기 때문이다.
• 그리고 기존의 교류 전동기를 사용하는 방식의 기기들이 좀더 효율이 높은 인버터 방식으로 전환됨에 따라 입력된 교류를 직류로 변환한 다음 원하는 주파수와 크기의 교류로 다시 변환하는 과정을 거치게 되어 중간 단계인 직류를 입력으로 받을 경우 효율성 및 경제성이 더욱더 증가하게 된다.
• 이러한 부하들을 디지털 부하라고 총칭하고 이들과 관련된 디지털 기반의 시스템, 프로세스, 그리고 사업들을 예시하면 다음과 같다.

• 이상과 같이 전원과 부하가 동일하게 교류에서 직류로 변화하는 패러다임 이동이 진행되고 있는 현재 상황에서 기존의 전력시스템 운용과는 다른 방식의 인프라를 구축함으로써 선제적으로 이에 대응할 필요가 있다고 판단된다.