1. 서 론 최근 자원의 고갈, 환경오염 및 지구온난화 문제 등으로 신재 생에너지 개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 

그 중 풍력에너지 는 무한한 자원과 저렴한 발전단가 및 기술개발을 통한 대용량화 가 가능하다는 점에서 주목을 받고 있다[1]. 

그러나 육상풍력발 전은 개발할 수 있는 부지가 제한되어 있으며 소음 및 경관문제 등으로 인해 설치에 제약이 따른다. 해상풍력발전의 경우 육상풍 력발전에 비해 대용량 터빈 설치가 가능하고 단지규모 확장성이 높으며, 연관 산업에 대한 파급효과가 커서 경제 활성화 수단으 로 유력하다. 

그러나 해상의 예측 불가능한 기후적인 요인과 점 점 대용량화 되는 해상풍력터빈으로 인해 육상풍력발전에 비해 해상풍력발전이 낙뢰에 노출될 가능성이 상당히 높다. 

낙뢰는 풍 력발전 전자기기 고장, 블레이드 손상을 초래할 수 있으며, 해상 풍력발전단지 내·외부전력망에 과전압 및 과전류를 발생시켜 전 력품질에 영향을 줄 수 있으므로, 해상풍력발전단지는 낙뢰와 같 은 해상 조건에 의한 요소를 고려하여 설계하여야 하며 이를 위 한 기반기술 확보가 중요하다.

 이러한 이유로 각국에서 풍력발전 단지에 낙뢰가 미치는 영향에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.

예를 들어 풍력터빈 뇌격 시 주파수의존 접지 모델의 역할을 분 석하고 토양의 이온화 특성에 따른 풍력터빈 낙뢰 과전압 감소를 위한 적절한 접지 모델을 제시하였으며[2],

 풍력단지에서 다양한 뇌격지점과 풍력터빈 접지저항에서 낙뢰가 전력시스템에 미치는 영향을 분석하였다[3]. 

또한 그리드와 연계된 풍력단지에서 다양 한 크기의 뇌격이 발생했을 경우 서지 어레스터의 접지저항 크기 를 변화시킴으로써 어레스터 전류 및 에너지 흡수량을 변하게 하 여 뇌서지 역류를 저감시킬 수 있는 방법을 제시했으며[4], 변압 기를 포함한 이상적인 풍력단지 모델에서 대지 저항 및 대지 인 덕턴스를 변화시킬 경우 뇌 과전압 및 뇌서지 역류현상이 풍력발 전 단지에 미치는 영향에 대해 분석했다[5].

 그러나 국내의 경우 낙뢰로 인한 풍력발전기의 고장을 분석하고 서지보호기를 신설하 거나 교체하는 등에 관한 연구는 시행되고 있으나, 구체적인 연 구결과나 그 대책은 보고되지 않고 있다.

따라서 본 논문에서는 국내 서남해안에 계획 중인 2.5GW 해 상풍력발전단지의 데이터를 바탕으로 내부전력망의 정상상태 전 압 및 해상풍력터빈에 낙뢰가 떨어졌을 경우의 과도상태를 분석 하고,

 해상풍력발전단지의 안정적인 운영을 위해 해상환경을 고 려한 뇌 과전압 저감방안을 제시하였다.