[에너지데일리 송병훈 기자] 한국전력 전력연구원(원장 김태균)은 한국서부발전, 한국남부발전, 한국동서발전과 함께 송전계통 외란에 의한 발전소 기계설비 손상 가능성을 실시간으로 분석·예방하기 위한 '송전계통 외란에 대한 터빈-발전기 축계 상태평가 시스템' 개발에 착수했다고 30일 밝혔다.
현재 국내 전력계통은 고전압직류송전(HVDC) 방식과 유연송전시스템 보급을 통해 송전효율을 향상, 신규 송전선로 건설없이 전력수요 변동에 대처가 가능한 방향으로 확대되고 있다.
고효율 신설비 주변의 송전망 제어과정에서나 운영중 정전 등의 사고 발생시 계통에 연결된 발전소 핵심설비인 터빈-발전기 회전축 상태에 악영향을 주게 된다. 최악의 경우 회전축 고장에 의해 전기를 생산할 수 없는 상태가 돼 큰 손실이 발생할 수도 있다.
또한 급증하고 있는 신재생설비도 송전계통에 불안정 요인을 심화시킴으로써 발전소 터빈·발전기 회전축에 악영향을 줄 수 있어 회전축의 상태를 분석·평가할 수 있는 시스템이 필요하다고 한전 전력연구원은 설명했다.
전력연구원은 '송전계통 외란에 대한 터빈-발전기 축계 상태평가 시스템' 개발을 통해 송전선로에서 발생하는 전기적 외란의 형태를 인식, 터빈-발전기 축의 비틀림 진동 상태를 분석한다. 또한 발전기 축의 점진적 또는 급격한 손상 영향을 평가함으로써 파손 사고 이전에 이를 미리 인지하는 시스템을 개발할 계획이다.
이와 함께 송전계통 전기적 외란을 감시·분석, 전기·기계적 상호작용에 의한 터빈·발전기 축 손상도를 평가하고 잔여 수명을 제시하고, 발전소로 유입되는 전력신호를 이용해 기계학습이 가능한 신개념 플랫폼을 구축, 인근 신재생설비 대규모 설치 등 새로운 유형의 송전망 불안정 요인이 발생할 때 터빈·발전기 설비의 손상 가능성을 실시간으로 진단할 예정이다.
또한 점진적으로 실증을 확대하면서 데이터 간 연동, 대규모 데이터베이스화, 불시 사고가 발생하더라도 전국 발전소에서 안정적으로 전력공급이 가능하도록 할 방침이다.
전력연구원은 이 시스템을 통해 발전소 설비 유지보수 비용과 회전축 절손에 의한 발전소 긴급정지에 따른 정전비용 등 막대한 비용을 절약하고, 전력설비의 안전을 위한 사회적 안전망 확보 차원에서도 기여할 것으로 기대하고 있다.
전력연구원 관계자는 “향후 발생할 수 있는 송전 외란에 의한 터빈-발전기의 손상사고 예방효과 이외에도 원인 미상의 터빈 블레이드 피로 손상을 규명하도록 진단 기술력 수준을 한 차원 높일 수 있는 계기가 될 것”이라면서 “2024년 삼척화력발전소, 남제주화력발전소에 실증 후 전국 발전소에 확대 적용을 추진할 계획”이라고 말했다.
