철도연은 인천교통공사(사장 김성완), ㈜지필로스(대표이사 박가우)와 기술협력으로 개발한 ‘직류 도시철도 역사연계 회생인버터 시스템’을 인천 2호선 주안국가산단역 변전소에서 정식 운전을 시작했다. 개발 시스템은 인천 2호선 주안국가산단역 변전소에 시범 구축하여 지난 2월부터 4개월간 시운전을 실시하여 성능검증을 완료했다.

‘직류 도시철도 역사연계 회생인버터 시스템’은 직류 도시철도 시스템에서 발생하는 회생에너지를 재사용하는 기술이다. 도시철도 역사 내 전력계통과 연계하여 회생 시 발생하는 회생에너지를 회생인버터를 이용하여 도시철도 역사에서 활용할 수 있도록 전력을 변환하고 제어하는 시스템이다.

철도연은 인천 2호선을 대상으로 ‘직류 도시철도 역사연계 회생인버터 시스템’의 계통연계기술, 최적 용량 선정 및 운영 알고리즘을 개발하여 ㈜지필로스에 기술을 이전했다. 특히, 차량 제동 위치에 기반하여 동작하는 회생인버터 최적 알고리즘을 적용한 시뮬레이션 결과 기존 대비 최대 62.6%의 에너지 활용을 높일 수 있음을 확인했다. ㈜지필로스는 이전받은 기술을 이용하여 회생인버터의 모듈화(100kW 단위), 저압배전계통 연계 기술 적용, 저압 전력변환소자 사용 및 95% 이상 효율 향상을 통해 실제 운영노선에 적용할 수 있는 세계 최고 수준의 경제성을 가진 회생인버터를 제작 및 설치했다. 인천교통공사는 시스템의 최적 운영 지원 및 운영에 따른 에너지 절감 및 시스템 안정성 효과를 분석했다. 현재, 인천 2호선 주안국가산단변전소 내에 설치된 ‘직류 도시철도 역사연계 회생인버터 시스템’은 시운전을 통해 하루 평균 800kWh(주중 기준) 이상의 회생에너지를 재사용할 수 있는 성능을 검증했다.

앞으로 철도연은 정식 운전으로 축적되는 운영 데이터를 활용하여 시스템 최적화 및 경제성 확보를 위한 연구를 진행하고, 국내의 다양한 직류 도시철도 시스템으로 운영노선 확대 등 상용화 가능한 최적의 시스템을 제시할 계획이다.