본서는 전기설계자가 충분한 기초 전기공학 지식과 실무경험을 보유하고 있다는 전제하에, 해상풍력발전 전기설비의 계획·설계·시공에 이르는 전 과정을 체계적으로 정리하고자 노력하였습니다. 특히 해상풍력발전을 공부하려는 학생들이나 기술자들에게 큰 도움이 될 수 있도록 체계적으로 정리하였으며, 송전계통 연계, 해저케이블 설계, 해상변전소 구성, 보호 계전 및 계측시스템 그리고 국제적 기술 기준 등을 폭넓게 다루어 실효성 있는 고급 자료를 제공하는 데 중점을 두었습니다.

제1장 서론(Introduction) / 9 1. 해상풍력발전의 의의와 전망 10 제2장 해상풍력발전의 이해 / 41 1. 해상풍력발전의 이해 42 2. 풍력발전기 개요 55 3. 풍력발전기 용량산정 59 4. 풍력발전기 종류 및 용량별 특징 64 제3장 해상풍력발전단지 계획 수립(Planning & Feasibility) / 69 1. 풍황조사 및 분석 70 2. 입지선정 및 해저지형 조사 78 3. 프로젝트 경제성·타당성 분석 81 4. 환경영향평가(EIA) 및 주민 수용성 84 5. 전체 전력계통 구성 구상 87 제4장 해상풍력발전 전기설비 설계 / 93 1. 계통연계 기술 94 2. 해상풍력발전 설계 107 3. 해상풍력발전 타워 배치 109 4. 풍력발전기 전력변환장치 116 5. 변압기 시스템 119 6. GIS 변전소 125 7. 해상접지시스템(Offshore Grounding System) 132 8. 소내전력 137 9. 항공장애등의 필요성 145 10. 해상풍력 부식 특성 149 제5장 해저케이블 설계 및 시공(Subsea Cable Engineering) / 155 1. 해저케이블 종류 및 규격 156 2. 전압강하(Voltage Drop) 167 3. 해저케이블 루트조사 및 최적루트 선정 175 4. 해저케이블 부설 방법 178 5. 케이블 인입장력 183 6. 케이블 방호(Protection) 방법 186 7. 시공관리(QA/QC) 및 시공 후 시험 190 8. 운영·유지관리(O&M) 전략 193 제6장 해상변전소·육상변전소·변환소 설계 / 197 1. 해상변전소(Offshore Substation) 설계 198 2. 육상변전소 및 전력회사 변전소와의 연계 213 3. 양육점(Transition Joint, Joint Bay) 설계 시 고려사항 216 4. 전력구(Power Duct/Power Tunnel) 219 5. 맨홀(Manhole) 223 6. 개폐소(Switchgear) 및 보호시스템 228 7. 무효전력보상장치(Shunt Reactor, SVC, STATCOM 등) 232 8. 변환소 - HVDC 연계 238 9. 감시·제어·자동화(SCADA, EMS, PMS 등) 242 10. ESS 및 수전해 시스템과의 연계 246 제7장 보호·제어 시스템 / 253 1. 출력 변동성 및 전력 품질 254 2. 계통 보호 협조(Protection Coordination) 255 3. 대형 해상풍력발전시스템의 보호계전기설계 고려사항 (국내 기준: KS, 한전 등 중심) 257 4. 계통 안정성 및 고장 해석 272 5. 전압·주파수 제어(Voltage & Frequency Control) 275 제8장 시공, 시운전, 유지보수 / 279 1. 해상풍력 터빈 시공 280 2. 해상변전소 시공 286 3. 육상변전소 및 변환소 시공 288 4. 시공관리(Construction Management) 및 HSE 289 5. 시운전 및 유지보수(Commissioning & O&M) 290 제9장 경제성 평가 및 사업 추진 / 299 1. 사업성 분석(Financial Analysis) 300 2. 정책 지원 및 전력거래 전략 301 3. 리스크 관리 및 프로젝트 스케줄 302 4. 해상풍력발전 프로젝트 종합 사업성·정책·리스크 분석 예 304 제10장 향후 기술 동향 및 발전 방향 / 309 1. 해상풍력 대형화 및 부유식 확장 308 2. 하이브리드 해상 에너지 시스템 311 3. 디지털화와 스마트 운영 고도화 319 4. 탄소중립 및 ESG 경영 측면 323 5. 해상풍력 대규모 보급에 따른 계통연계 과제와 정책·기술 대안 326 부 록 / 339 부록 1. 용어 정리 340 A. 주요 용어 정리(Glossary) 340 B. 관련 법규·기술 표준 일람표 343 C. 시뮬레이션 소프트웨어 소개 343 D. 주요 기자재 공급사 정보 344 E. 계통분석 예시 자료 345 F. 해상풍력발전 프로젝트 사례 연구 345 G. 참고문헌 및 웹사이트(References) 346 웹사이트 346 부록 2. 국내 발전설비 및 사용량 데이터(통계청 자료) 347 1. 연료원별 발전설비 구성 347 2. 발전실적 종합 348 3. 신·재생에너지 보급용량에 따른 발전누적 349 4. 행정구역별·용도별 판매전력량 351 5. 지역별 발전설비 354 INDEX 357

‘데이터 인프라의 미래를 설계하다 - 전기설비를 넘어, 시스템을 완성하는 공학적 통찰’ 기후 위기에 대한 전 지구적 대응과 지속가능한 미래를 위한 에너지 전환은 이제 선택이 아닌 시대적 소명입니다. 전 세계는 탄소중립(Net-Zero) 실현과 RE100 달성을 위해 에너지 시스템의 대전환을 가속화하고 있으며 해상풍력발전은 그 중심에 있습니다. 해상풍력은 탄소배출 없이 대규모 전력을 안정적으로 생산할 수 있는 청정에너지 기술로서, 세계 주요국들이 국가 전략산업으로 육성하고 있는 분야입니다. 이미 세계 해상풍력발전 시장은 연간 수백조 원에 달하는 규모로 성장하였고, 그 추세는 더욱 가속화되고 있습니다. 우리나라도 이러한 글로벌 흐름에 발맞춰 해상풍력 산업의 체계적 육성이 시급합니다. 특히 한국은 삼면이 바다로 둘러싸인 천혜의 해양 조건과 높은 기술력을 바탕으로 해상풍력 시장을 선도할 수 있는 잠재력을 보유하고 있습니다. 그중에서도 국내 해상풍력 시장은 향후 약 100조 원 규모로 성장할 것으로 전망되고 있으며 이는 국가 경제의 새로운 성장축으로 자리매김할 수 있는 절호의 기회입니다. 문재인 정부 시절 신안 해상풍력 등 대형 프로젝트를 중심으로 해상풍력 사업이 활기를 띠었으나, 정권 교체 후 원자력 중심의 에너지 정책으로 재생에너지와 풍력산업의 추진력은 다소 약화하였습니다. 그러나 2025년 정권 교체에 따른 정책 기조 변화가 예고되며 다시 재생에너지 중심의 산업 생태계 조성과 해상풍력 산업의 본격적인 도약이 기대되고 있습니다. 이에 따라 해상풍력 산업의 안정적 발전과 꾸준한 성장을 위해 반드시 고급 인력을 배출해야만 합니다. 특히 유지보수 전문가와 안전관리 기술자들 교육이 시급합니다. 이러한 중요한 시점에서 전기공학 및 에너지 시스템 분야에서의 오랜 연구와 실무, 정책 자문 경험을 바탕으로, 해상풍력발전 전기설비의 계획과 설계를 종합적으로 다룬 이 전문서를 집필하게 되었습니다. 해상풍력은 단순한 발전 기술이 아닌, 해양환경과 계통 특성을 동시에 고려해야 하는 고난도 융복합 기술이며 그중에서도 전기설비는 전력 생산의 안정성과 시스템 효율성, 안전성 확보에 있어 핵심적인 역할을 담당합니다.