전력IT 10대 과제 어디까지 왔나 (1) 배전지능화 시스템 개발

전력IT 10대 과제 어디까지 왔나 (1) 배전지능화 시스템 개발

고품질 전력 안정적 공급.분산전원 지속적 확대 보급 기여

배전지능화시스템은 변전소부터 배전계통과 수용가까지의 모든 전력설비에 대한 원격감시제어를 하는 시스템이다. 이 시스템의 기능은 지리정보(GIS) 기반 위에서 고·저압 배전설비를 관리하고, SCADA, DAS, AMR, TCS(Trouble Call System) 등의 다양한 배전관리 기능을 갖고 있다. 배전지능화 시스템 개발 사업에서는 중앙제어장치 개발과 함께 지능형 다기능 단말장치 개발, 지능형 배전기기 개발, 분산전원 연계운용기술 및 연계용 기기 개발 등을 하고 있는데 이중 중앙제어장치 개발과제에서는 SCADA시스템과 배전자동화 시스템을 통합 개발 중이다. 개발에는 한국전력공사, 한전KDN 등 22개 기관이 참여하고 있다. 2005년 10월에 과제가 착수돼 3년 동안 시스템과 기기들을 개발했고, 2008년 10월부터 2년간 국내외에서 실증시험을 진행 중이다. 저압용 정전관리시스템. ‘변전소부터 수용가까지 모든 설비 원격 감시’ 전기를 생산하고 사용자에게 공급하는 일련의 설비를 전력계통이라고 한다. 전력계통은 여러 가지 설비로 구성되는데 크게 발전설비, 송전설비, 변전설비, 배전설비 등으로 나눌 수 있다. 전력계통을 구성하는 이런 설비들을 원격 감시하고 제어하는 시스템을 전력자동화 시스템이라 부른다. 전력자동화 시스템은 크게 우리나라 전체 에너지의 수요, 공급, 수송을 제어하는 ▲에너지관리시스템 (EMS : Energy Management System) ▲송전 및 변전설비의 감시제어를 담당하는 송변전감시제어시스템 (SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition) ▲배전계통의 설비관리 및 운영을 담당하는 배전자동화시스템(DAS : Distribution Automation System) ▲수용가의 계량기를 원격으로 읽어오는 원격검침시스템 (AMR : Automatic Meter Reading)으로 나누어진다. 배전지능화 시스템 개발 과제의 최종 개발 목표는 크게 4가지다. ▲변전소부터 고객에 이르는 배전계통 내의 전기설비에 대한 원격감시제어 시스템 개발 ▲지능형 단말장치 및 데이터 처리장치 개발 ▲센서를 내장한 지능형 배전기기 개발 ▲분산전원 연계계통 운용기술 및 분산전원 연계용 기기 개발이 그것이다. ‘SCADA 개발 성공 ... 실증시험 통해 현장 적용한다’ 지난 1단계 연구에서는 과제별로 다양한 연구 성과물을 개발했다. 세부1과제인 ‘배전지능화 중앙제어장치 개발’ 과제를 통해 윈도우 기반의 변전소 SCADA와 배전자동화 통합 시스템을 개발했다. 세부2과제인 ‘지능형단말장치 및 고속데이터 처리장치 개발’과제를 통해 가공용 개폐기와 지중용 개폐기에 사용되는 지능형 다기능 단말장치와 분산전원용 단말장치를 개발했고, 센서가 내장된 배전기기의 운전데이터를 취득하기 위해 대량의 데이터를 신속하게 취득할 수 있는 고속데이터 처리장치도 개발했다. 세부3과제인 ‘지능형 배전기기 개발’과제를 통해 센서가 내장된 접지계통용 및 비접지계통용 개폐장치, 차단장치, 리클로져 등을 개발했으며, 낙뢰 및 피뢰기 감시 장치, 무효전력 제어기기, 원격전압제어기기, 컴팩트서브스테이션, RMU 등 15종의 센서내장 배전기기를 개발했다. 세부4과제인 ‘분산전원 연계운용 기술 및 연계용 기기 개발’과제를 통해서는 분산전원 실증시험장을 고창전력시험센터내에 건설했고, 양방향 리클로져 및 단독운전방지장치 등 분산전원 연계운전에 필요한 기기들을 개발했다. 온라인 감시되는 고장파형. ‘이제는 외국서도 적용 ... 베트남, 중국, 인도bsp; 1단계 연구를 통해 개발된 각종 기기들은 고창 내에 설치해 실증시험을 진행하고 있다. 고창전력시험센터에는 배전지능화 전용의 실증시험장이 구축돼 있으며, 여기에는 배전지능화 중앙제어장치, 지능형 단말장치, 각종 지능형 배전기기가 일괄 설치돼 있다. 같은 시험장 내에 분산전원실증시험장도 건설했기 때문에 2009년도에는 배전지능화와 분산전원 통합 운전 시험도 진행할 예정이다. 배전지능화 개발품의 성능을 검증하기 위해서 베트남, 중국, 인도네시아에서 진행되고 있는 배전자동화 시범사업에 연구개발 성과물들을 투입하고 있다. 변전소SCADA와 배전자동화가 통합된 시스템의 실증시험은 베트남과 인도네시아에서 진행될 예정이다. 베트남 시범사업은 2009년 5월에 완료될 예정이며, 150kV 변전소 2개와 11개의 배전선로에 30여대의 자동화개폐기가 설치돼 실증시험을 진행하고 있다. 중국은 순수한 비접지 배전방식으로 구성돼 있어서 국내에서 시험을 하지 못하는 비접지용 지능형개폐기 20여대를 설치해 실증시험을 2010년 2월까지 시행할 예정이다. 인도네시아는 변전소 5개와 배전선로 16개에 자동화개폐기 50여대가 설치되는 규모로 시범사업을 시행하는데, 2010년 8월까지 모든 실증시험을 마칠 예정이다. <인터뷰> 하복남 박사 (전력연구원 배전자동화 그룹장) “한전에서 운용중인 배전자동화 시스템이 배전선로에 설치돼 있는 개폐기만을 원격에서 감시제어하는 시스템이라면, 배전지능화 시스템은 변전소에서 수용가에 이르는 배전계통 전체와 여러 분산전원의 주요 전기설비에 대한 원격 감시제어를 할 수 있는 시스템입니다.” 배전지능화시스템 개발 과제를 총괄하고 있는 전력연구원의 하복남 박사는 배전지능화시스템은 배전자동화시스템을 한 단계 업그레이드한 고급 기술이라고 말했다. “배전지능화에는 기존의 배전설비에는 존재하지 않던 각종 열화센서가 배전기기에 장착되고, 이 열화센서의 제공하는 정보를 취득해 설비의 열화상태 등을 미리 알 수 있습니다. 또 최근 들어 급격하게 증가하고 있는 각종 분산전원의 운전 상태까지 감시할 수 있게 돼 배전계통의 전반적인 운전 상태를 통합·운영 할 수 있게 해주죠.” 하 박사는 배전지능화시스템을 통해 고품질의 전력을 안정적으로 공급할 수 있고, 분산전원의 지속적인 확대 보급 사업에도 큰 기여를 할 것이라고 전망했다. 하지만 하 박사는 이렇게 우수한 기술인 배전지능화시스템이 상품화하기까지는 아직도 갈 길이 멀었다며 보다 장기적인 지원이 필요하다고 역설했다. “전력IT사업을 통해 개발된 연구 성과물들은 실제 전력계통에 설치돼 실증시험을 성공적으로 마치기 전까지는 상품화하기가 어렵다고 봅니다. 대부분의 연구 성과물은 시작품 형태여서 이들이 국내외 전력시장에서 경쟁력을 갖춘 상품으로 다시 태어나기 위해서는 충분한 성능 검증작업이 필요합니다.” 하 박사는 이를 위해 전력IT 통합테스트베드 과제가 출범했기 때문에 실증시험을 마칠 때까지 상품화에 대한 부담을 줄여줘야 한다고 제안했다. “전력분야의 우수한 연구 성과물에 대한 해외수출을 지원하기 위해 정부에서 추진하고 있는 전력산업 수출산업화사업의 아이템으로 전력IT시범사업이 포함됐으면 합니다. 2~3개 전력IT 과제의 연구 성과물을 묶어서 해외 전력계통에서 통합 시범사업을 실시할 수 있다면 사용자로서는 선택의 폭이 넓어지고 개발자로서는 국내여건상 시행할 수 없던 실증시험 장소의 문제도 해결할 수 있어 시너지효과가 있으리라 생각됩니다.”

정형석 기자 (azar76@electimes.com)

최종편집일자 : 2009-03-25 15:17:33

최종작성일자 : 2009-03-19 19:22:45