키워드 네트워크 분석을 통한 국내외 HVDC 특허 기술동향 분석

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 국내 전력산업의 새로운 성장동력인 HVDC를 기술적 관점의 연구가 아닌 특허 기반의 서지계량학적 분석을 통해 기술의 발전 흐름과 핵심 기술군을 파악하고자 하였다. HVDC 관련 1974년부터 2023년까지의 국내외 특허 데이터를 기반으로 키워드 네트워크 분석과 IPC 코드 분석을 수행하였다. 먼저, 특허 요약문을 대상으로 텍스트마이닝을 적용해 주요 키워드를 추출하고 공출현 매트릭스를 구성하여 키워드 간 관계를 시각화하였다. 분석에는 Python의 자연어처리(NLP) 프로그램과 NetMiner 시각화 도구를 활용하였으며, 연결 중심성(Degree Centrality)을 기준으로 네트워크 내 주요 키워드의 구조적 중요도를 산출하였다.
분석 결과, 전 기간을 통틀어 'Voltage', 'System', 'Converter', 'Control' 등의 키워드가 높은 중심성과 빈도를 보이며 HVDC 기술군의 핵심 축을 형성하고 있는 것으로 나타났다. 최근 구간(2015~2023년) 분석 결과, ‘Control’, ‘Step’, ‘End’ 등 디지털 제어 및 시스템 통합 관련 키워드의 중심성이 증가하였으며, IPC 트렌드 분석에서도 H01H(보호장치), H02H(비상보호회로), G06F(디지털 제어) 코드의 부상이 확인되었다. 이는 HVDC 기술이 전통적 송전 중심에서 벗어나 보호 및 제어 기능이 통합된 지능형 시스템으로 진화하고 있음을 시사한다.
본 연구는 HVDC 분야에 기술 성장단계 기반의 정량적 프레임워크를 적용하여, 기술 진화 흐름과 전략 기술군의 구조적 관계를 체계적으로 분석하였다는 점에서 의의가 있다. 또한 향후 HVDC 국내 기술개발 방향 설정과 글로벌 기술경쟁력 확보를 위한 전략 수립에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 다만 국가별 전력망 정책 분석을 고려한 기술전략 차이를 충분히 반영하지 못한 한계가 있어, 향후 질적 지표와 정책 분석을 병행한 보완 연구가 필요하겠다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to examine the technological evolution and core domains of HVDC (High Voltage Direct Current), a new growth engine in the Korean power industry, by employing a patent-based bibliometric approach rather than a traditional technical perspective. Based on domestic and international HVDC-related patent data from 1974 to 2023, keyword network analysis and IPC (International Patent Classification) code analysis were conducted. Text mining was applied to patent abstracts to extract key terms and construct a co-occurrence matrix to visualize relationships among keywords. The analysis utilized Python-based natural language processing (NLP) tools and the NetMiner software for network visualization, with degree centrality used to assess the structural importance of each keyword in the network.
The results indicate that keywords such as Voltage, System, Converter, and Control consistently exhibit high centrality and frequency across the entire observation period, highlighting their foundational role in HVDC technology. In more recent years (2015–2023), keywords such as Control, Step, and End have shown increasing prominence, reflecting a shift toward integrated digital control systems. Concurrently, IPC codes such as H01H (protective devices), H02H (emergency protection circuits), and G06F (digital control systems) have emerged as fast-growing classifications, further underscoring the transition of HVDC technologies from traditional transmission architectures to intelligent, system-level platforms.
This study contributes by applying a stage-based quantitative framework to the HVDC domain, enabling a systematic analysis of the evolutionary trajectory of technologies and the structural interrelations among strategic technology groups. The findings are expected to serve as a foundational reference for setting domestic HVDC R&D priorities and formulating strategies to enhance global technological competitiveness. However, the study does not fully account for differences in technology strategies shaped by national power grid policies. Future studies should include qualitative and policy analysis to better understand global HVDC innovation trends.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1 배경 및 목적 1
• 1.2 방법 및 구성 3
• 2. 이론적 배경 및 선행연구 6
• 2.1 HVDC(High-voltage direct current) 기술 현황 6
• 2.2 특허 데이터 기반 기술동향 분석 12
• 2.3 네트워크 분석 16
• 3. 연구 방법 18
• 3.1 데이터 수집 18
• 3.2 기술성장단계 분석 20
• 3.3 데이터 전처리 및 키워드 선정 23
• 3.4 연구방법 25
• 4. 연구 결과 27
• 4.1 기술통계 분석결과 27
• 4.1.1 국가별 특허 점유 현황 29
• 4.1.2 주요 출원인 분석 32
• 4.1.3 국가별 기술성장단계 35
• 4.2 키워드 출현빈도 분석 38
• 4.3 특허 키워드 네트워크 특성 분석 40
• 4.3.1 1974-2006 / 2007-2010 특허 네트워크 41
• 4.3.2 2011-2014 / 2015-2018 특허 네트워크 42
• 4.3.3 2019-2023 / 1974-2023 특허 네트워크 43
• 4.4 논문 키워드 네트워크 특성 분석 48
• 4.4.1 1974-2006 / 2007-2010 논문 네트워크 51
• 4.4.2 2011-2014 / 2015-2018 논문 네트워크 52
• 4.4.3 2019-2023 / 1974-2023 논문 네트워크 53
• 4.5 IPC 코드 트렌드 분석 55
• 5. 결론 60
• 5.1 요약 및 시사점 60
• 5.2 한계 및 향후 연구방향 63
• 참고문헌 65
• ABSTRACT 71