송변전 : 종합 예방진단… 매년 평균 110억, 2019년까지 450억 투자
배전 : 고장예지시스템… 사내·외 전문가 참여, 2018년 완료 목표
한국전력(사장 조환익)이 올해들어 송변전은 물론 배전까지 전 영역에 걸쳐 IoT 기술을 융합, 정전을 사전에 진단예방하겠다는 계획을 내놓았다.
이미 각종 전력품질에서 세계적 수준으로 인정받고 있지만, 이에 머무르지 않고 그동안의 축적된 역량과 각종 첨단기술을 활용해 더욱 고품질의 전력을 공급하겠다는 의미로 해석된다.
기존의 패러다임을 전환, 전력설비 예방진단 분야를 신성장동력으로 변모시키고 글로벌 시장에서의 경쟁 우위를 점하기 위한 한전의 송변전, 그리고 배전 분야의 예방진단·고장예지 시스템 구축 계획을 알아봤다.
송변전 종합예방진단 시스템은 지중케이블 및 변압기와 GIS에 부분방전, 절연유 가스분석, 차단기 동작특성 분석 등의 다수 센서를 취부하고, 센서에서 On-line으로 취득된 정보를 종합 분석, 사전에 고장을 예방하는 시스템이다. 즉, 인력에 의한 Off-Line 진단을 하던 기존의 방식을 고도화, IoT 기술 융합을 통해 실시간으로 On-Line 원격진단하는 시스템인 것이다.
특히 전 세계 전력사들이 IoT 관련 제작사가 개발한 예방진단 시스템을 자사의 변전소에 시험구축하는 형태로 진행해 온 반면 한전은 국제표준인 IEC61850으로 사전에 예방진단 규격을 제정·공표했다. 또한 한전 주도로 기술을 개발하는데 그치지 않고, 관련 기술을 모든 회사에 공개함으로써 개발제품 모두가 호환성을 갖도록 하는 전력회사 주도의 예방진단 시스템 구축은 전 세계 최초다.
한전은 이 시스템 구축의 필요성으로 고품질 전력공급에 대한 고객 Needs 급증 및 권리의식 증가, 그리고 신뢰도와 경제성 기반의 예방진단 중장기 운영전략이 필요하다는데 있다고 밝혔다.
또한 전력설비 운영여건이 변전설비 규모 지속 증가, 송변전 설비 고장시 계통파급 영향 크게 증가, 국가 중요시설 정전고장 예방에 대한 사회적 요구 증가 등으로 변모하면서 예방진단기술 확대가 필요해졌다는 설명이다.
이 시스템 구축이 완료되면 송전분야 지중케이블 및 변전분야 변압기와 차단기 고장으로 인해 발생하는 송변전 설비 정전의 근원적 예방은 물론 사전 고장감지를 통한 선제적 대응이 이루어지기 때문에 송변전 설비의 최적 운전이 가능하다고 한전은 설명했다.
또한 이를 통해 얻어지는 다양한 Big Data를 이용해 송변전 설비의 상태평가, 수명평가 및 관리기법, 잔존수명분석이 가능해 향후 송변전분야 설비에 대한 자산관리도 가능하다.
한전은 송변전 종합 예방진단 시스템 구축을 위해 2019년까지 매년 평균 110억원, 총 450억원을 투자하게 되며 전국 변전소에 순차적으로 구축할 예정이다.
한전의 마스터 플랜을 보면 변전소 종합예방진단 시스템 구축, 설비정보 종합관리 및 전문분석 기반 구축, 예방진단 및 설비관리기법 연구개발로 구분돼 종합적으로 추진될 계획이다. 이를 통해 설비 유지·보수를 최적화 한다는 방침인 것이다.
이와 관련 올해는 전력연구원에 실증시험장 구축, IoT 관련회사의 개발제품인 고장판정 알고리즘 및 IoT 센서를 시험하고, 전국 변전소의 예방진단 관련 빅데이터를 관리·분석할 수 있는 중앙분석센터를 설비진단처에 신설할 계획이다. 국내 IoT 산업 육성을 위해 관련기업들이 적극 동참할 수 있도록 신기술 개발도 지원할 예정이다.
배전선로 고장예지시스템 구축 사업은 배전선로 고장파형을 IoT 센서와 배전지능화시스템(DAS)를 통해 감지하고, 빅데이터를 분석해 고장징후를 사전에 파악·제거하는 시스템을 구축하는 것이다.
DAS(Distribution Automation System)란 자동화기기를 이용해 전압·전류 등 배전선로 운전정보를 감시하고, 고장발생시 자동화기기를 원격 제어해 신속하게 정전복구를 시행하는 시스템이다.
이번 시스템 구축이 완료되면 설비고장으로 인해 발생하는 배전계통 정전의 근원적 예방, 그리고 고장감지를 통한 선제적 대응이 가능해져 배전계통의 최적화 운전을 이룰 수 있다. 또한 다양한 빅데이터 정보수집과 연계를 통한 신규 비즈니스 창출도 기대된다.
한전은 고장예지시스템 개발을 위해 2018년까지 총 3단계에 걸쳐 500억원을 투자, 순차적으로 진행한다는 방침이다. 특히 실증시험장 구축, 고장판정 알고리즘 및 IoT 센서 개발 및 빅데이터를 관리 분석할 수 있는 통합 플랫폼을 구축할 예정이며, 국내 IoT 산업 육성을 위해 관련기업들이 적극 동참할 수 있도록 지원할 계획이다.
구체적으로 보면, 1단계는 인공지능 고장분석 소프트웨어 개발이 목표다. 전국에 걸쳐 운영중인 배전지능화시스템을 활용, 배전선로 불량 기자재에 의해 발생되는 특이파형을 선별해 고장을 자동 판정하는 알고리즘을 개발하고, 이를 전국 배전센터에 설치·운영할 예정이다.
실제 2015년 전국의 배전선로에서 발생한 일시정전은 총 544건이며, 이 중 자연열화, 제작불량, 부식 등 불량 기자재가 원인이 돼 발생한 정전이 189건, 전체대비 34.7%에 이른다는 게 한전의 설명이다.
이어 2단계의 목표는 외장형 IoT센서 개발이다. 2017년까지 전력분야에 특화된 외장형 IoT 센서를 개발해 다양한 배전계통 정보를 취득하고, 빅데이터 분석기법을 도입한 차세대 배전지능화시스템을 개발, 고장파형 판정 정확도를 향상시킨다는 방침이다.
마지막 3단계는 IoT 센서 내장형 기기 상용화를 목표하고 있다. 1, 2단계 사업이 완료되는 2018년부터는 IoT 센서가 내장된 전력기기를 상용화, 국내 기자재 업체의 제조 능력을 한 단계 업그레이드 할 수 있는 발판을 마련한다. 또한 배전계통에 ESS, 분산형전원, 스마트그리드의 원활한 연계를 위해 정보보안 기술을 더욱 강화, 빅데이터를 관리 분석하는 통합 플랫폼을 구축할 계획이다.
한전은 배전시스템 및 고장분석 분야 사내·외 전문가 40여명과 함께 고장파형 취득·분석 분야, 고장예지시스템 구축분야, 스마트 센서 개발 분야 총 3개 분과 T/F를 구성, 배전선로 고장예지시스템을 단기간 내 구축 완료할 예정이다.
한전의 이같은 계획이 순조롭게 이뤄질 경우 2020년 즈음이면 한전, 즉 우리의 전력망과 전력시설이 차세대 시스템으로 변모하게 된다. 또한 국내 뿐만 아니라 해외시장 진출에도 더욱 청신호가 켜질 것으로 기대되고 있다.
한전 관계자는 "미래 핵심기술인 전력설비 예방진단 분야가 신성장동력으로 자리매김하고, 우리나라가 글로벌 시장의 경쟁에서 우위를 점할 수 있도록 한전이 중소 IoT 기업과 함께 노력하겠다"면서 "정전으로 인한 고객 불편 최소화는 물론 관련 산업 선순환 구조의 마중물 역할을 하겠다"고 말했다.
