기능
해상 변전소는 내부망 시스템을 외부망에 연결한다. 손실을 줄이기 위해 스텝업 변압기와 무효전력보상설비가 포함되어 있다. 외부망이 장거리인 경우, 변전소에서 교류(AC)에서 직류(DC)로 전력을 변환하여 손실을 최소화할 수도 있다. 또한, 문제가 생겼을 때, 풍력발전단지에서 생산하는 전력망을 보호하고, 그 반대의 경우에도 개폐 장치 역할을 한다.
비용*
HVAC 시스템을 고려했을 때, 1GW 부유식 해상 풍력발전단지의 경우, 약 3억 6천 6백만 달러(USD)이다.
공급업체
일본 공급업체:
Hitachi Energy, Mitsubishi Electric Corporation, and Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation.
한국 공급업체:
ABB, 현대일렉트릭, DSME, 현대스틸산업, 삼성중공업
Hornsea One 프로젝트에 사용된 고정식 해상 변전소 중 하나의 모습. 이미지 제공: Ørsted. 무단 전재 및 재배포 금지.
주요 정보
본 가이드는 고정식 해상 변전소 시나리오를 설명하고 있으며, 2025년 최종투자결정(FID)을 내릴 프로젝트에서는 동적 외부망 기술이 충분히 검증되지 않을 것 같다. 수심이 최대 100m인 해역에 설치될 예정이다.
해상 변전소는 주 전력 시스템, 보조 시스템, 시스템을 수용하는 상부 구조물 및 기초 구조물로 구성된다. 해상 변전소는 종종 풍력 발전 자산을 육상 송전망에 연결하는 계약의 일부로 함께 제공된다.
HVAC 변전소 상부 구조물(하부 구조물 위의 모든 것)의 무게는 1,200~3,000 t이다. 1GW 풍력발전단지에는 해상 변전소가 하나 있을 것으로 예상된다. 최대 700MW규모에 단일 HVAC 변전소가 사용되었다.
HVDC 변전소 상부 구조물의 무게는 12,000~18,000t이다. 1GW 규모의 풍력발전단지의 HVDC 해상 변전소는 하나이지만 여러 AC 교류 변환기를 통해 터빈에 연결할 수 있다. 해당 변환기를 통해 터빈의 66kV 전압을 132kV 이상으로 변환하여 HVDC 변전소에 공급할 수 있다. 하지만, 해안에서 60km 떨어진 단일 1GW 풍력발전단지에서 HVDC 연결 방식을 사용하는 것은 경제적으로 매력적이지 않을 가능성이 높다.
개발업체는 일반적으로 터빈 선정이 완료되면, 에너지 비용 절감을 위한 핵심 기회로 송전 시스템을 최적화하기 위해 선정된 고전압 엔지니어와 긴밀하게 협력한다. 회로의 수를 줄이면 변전소에서 필요한 개폐 장치와 변압기의 수가 줄어든다. 이는 변전소가 필요 없어지거나 상부 구조물 및 기초 구조물 비용을 줄일 수 있는 기회가 될 수 있다는 의미이다.
해상 변전소 설계를 표준화하면 초기 비용을 정당화할 수 있지만, 초기 투자 비용이 정당화될 만큼 충분한 프로젝트 파이프라인을 보유한 개발업체는 거의 없다.
66kV 해저 케이블을 사용하면 최대 300MW의 근해 풍력발전단지를 해상 변전소 없이 건설할 수 있다.
일반적인 HVAC 플랫폼은 해발 약 25m에 있으며 면적은 800m²이다.
해상 변전소를 주요 점검 플랫폼으로 사용하는 경우가 많지는 않지만, 대부분은 작은 규모의 작업장과 헬리콥터 이착륙장을 갖출 것이다.
영국에서는 송전 사업자(OFTO)가 최종적으로 해상 변전소를 소유하고 운영하지만, 풍력발전단지 소유업체가 내부망 연결부와 풍력 발전 개폐 장치에 대한 접근 권한과 책임을 맡고 있다.
Hywind Tampen처럼 해상 석유 및 가스 시설과 연결된 부유식 해상 풍력 프로젝트는 해상 변전소가 필요하지 않을 수 있다.