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한국전력의 10 핵심전략기술

KEPCO 4.0 핵심기술 <5>

 

 

 

(지난 기사에서 이어집니다. https://blog.kepco.co.kr/1493 )

 

지난 2017년부터 KEPCO 4.0 프로젝트를 추진해온 한전. 이 프로젝트를 통해 전력에너지 분야 기술력과 ICT의 융합을 선도해왔는데요. 지난 시간에는 4차 산업혁명 신기술 중 센서, IoT, 빅데이터 기술을 전력 산업 분야에 적용한 사례를 말씀드렸습니다.

 

 

 

오늘은 4차 산업혁명 신기술 중 AI(인공지능)와 로봇&드론을 전력산업 분야에 적용하려는 한국전력의 노력에 대해 소개하겠습니다.

 


 

4. AI (인공지능)

 

4차 산업혁명의 핵심기술인 인공지능은 끊임없이 진화하고 있습니다. 2016 3, 이세돌 9단을 바둑으로 꺾은 인공지능 알파고(AlphaGo)는 빅데이터와 머신러닝 기술과 결합해 AI가 특정 영역에서 인간의 지능을 넘어설 수 있다는 사실을 증명했는데요. 2017 7월에는 칭화대와 아이플라이텍(iFlytec)이 개발한 의료 AI 샤오이가 중국의 국가의사시험을 통과하기도 했답니다. 2019 1, 구글의 딥마인드사가 개발한 알파스타가 인간과 스타크래프트2’ 게임을 겨뤄서 이기기도 했죠. (11 10) 이처럼 인공지능 기술은 지금 이 시간에도 쉼 없이 발전하고 있습니다.

 

 

 

전력산업분야 역시 발전, 송배전 분야에 인공지능 기술을 적용하기 위해 활발한 연구가 진행되고 있습니다. AI의 영상인식, 음성인식, 자연어 처리 기술을 적용해서 전력 설비의 고장 예지, 고장 자동복구, 실시간 계통 진단, 사이버 진단 전문가시스템 등을 개발할 예정이죠.

 

전력연구원은 발전분야 인공지능시스템(IDPP, Intelligent Digital Power Plant) 개발을 통해 발전소 설비를 원격으로 실시간 감시, 진단할 수 있으리라 전망합니다. 이 시스템은 최적 진단 솔루션, 자산 성능 관리 등으로 구성될 예정인데요. 이를 통해 복잡한 설비의 종합체인 발전소에서 문제가 생기기 전에 상태를 미리 점검하고 자산 및 부품 관리를 효율화할 예정입니다.   

 

 

 

최적 진단 솔루션이란 딥러닝 기술 등의 인공지능 기술을 발전소 상태 진단에 접목하기 위한 연구입니다. 앞으로는 인공지능을 활용해 기기별 진단에서 더 나아가 발전소의 상태를 종합적으로 진단할 수 있으리라 전망됩니다.

 

자산 성능 관리란 발전소 기기의 상태를 진단함으로써 해당 부품을 미리 준비하고, 정비 최적화를 이룸으로써 비용 절감이 가능한 기술입니다. 효율 저하 요인을 사전 진단하고 대비하여 수익을 극대화하는 자산 성능 관리의 의사결정을 인공지능으로 수행함으로써 기존의 자의적 판단에 의해 수행되는 정비 계획을 보다 체계화할 수 있답니다.

 

 

인공지능 기반 변전소 최적 복구 기술 도식 ⓒ책 '전력기술의 미래전망' 45p

 

송·변전 분야에서는 20년간 축적된 변압기 유중 가스 분석 데이터와 딥러닝 알고리즘을 이용해 결함 부위와 원인을 판별할 수 있는 시스템을 개발하고 있습니다. 또한 변전소 고장 복구 시스템을 개선하고 데이터 및 인공지능에 기반한 변전소별 최적 고장 복구 시나리오를 제공할 예정입니다. 이를 통해 변전소 고장 복구조작의 정확도와 변전소 운영 신뢰도가 향상될 것입니다. 

 

배전 분야에서는 차량을 이용한 배전설비 영상인식 및 진단시스템 개발이 이뤄졌습니다. 현재 배전 설비의 이상 여부를 판단하기 위해서는 사람이 주기적으로 순시를 해야 하는데요. 이런 방식은 순시자의 경험이나 지시에 의존하기 때문에 사람에 따라 정확도가 달라지는 단점이 있답니다. 이를 보완하기 위해 카메라 등의 장비를 이용해 영상 데이터를 수집하고, 기계학습을 통해 이상 여부를 판단하는 방법이 개발되고 있답니다.

 

앞으로는 인공지능 기술이 전력산업분야 곳곳에 적용될텐데요. 인공지능은 전력 데이터의 해석과 처리, 알고리즘의 신뢰성과 비용함수의 개발, 전력 및 에너지 시스템 지식 축적 등에 활용되어 보다 효율적인 전기 사용을 가능하게 해 줄 것으로 예상됩니다.

 

 


 

5. 로봇 & 드론

 

전력설비용 로봇 분야는 2000년대에 들어서 선진국을 중심으로 활발히 연구됐습니다. 하지만 현장에서 활용될 정도의 성능을 갖춘 로봇은 아직 개발되지 않았는데요. 최근 로봇 기반기술이 발전함에 따라 머지않은 미래에 그 활용성이 확대되리라 예상된답니다.

 

BIXPO 2018에 전시된 전력기술 분야 로봇 발명품. (좌)발전기와 변압기 사이의 상분리모선 내부를 검사하는 기술인 IBP에 활용되는 로봇. (우)초소형 로봇에 초박막형 연성회로 내시경을 장착한 시스템인 KTIS/KIIS 로봇 ⓒ제5기 전기사랑기자단 수도권 6팀   

 

국내 전력분야에서 로봇을 활용하는 사례로는 345kV 송전선로 활선 애자 점검로봇을 들 수 있는데요. 이 로봇은 초고압 활선애자련을 자율 주행하며 애자의 저항과 전압을 측정하여 불량 여부를 판별한답니다. 2014년 중국 산동전력에 기술 이전이 돼서 중국 설비에 알맞도록 개량되어 상용화를 앞두고 있습니다.

 

한국전력은 전기공사현장에서 작업자의 안전을 강화하기 위한 로봇을 개발하고 있습니다. 바로 미래형 활선 로봇 공법 기술인데요. 작업자가 높은 철탑에 올라 활선 작업을 수행하는 대신 드론과 로봇이 활선 유지 보수 작업을 대신 수행하는 방향으로 추진되고 있죠.

 

작품명 ‘드론, 하늘을 날다’. 유도산 作, 2017 미디어 콘텐츠 공모전 동상 수상작 (촬영장소 : 경산남도 통영시 사량도) 

 

특히 드론을 활용한 송전선로 점검 작업의 경우, 해외에서는 작업자가 드론을 수동으로 조종해 점검하고 있는 상황인데요. 실제 현장에서는 철탑의 높이가 높고 철탑 간의 거리가 수백 m 정도로 멀어서 육안에 의한 수동 조종이 어려운 실정입니다. 그래서 전력연구원은 드론 비행경로를 설정하고 이를 자동으로 추종 비행하면서 광학줌과 열화상 카메라를 점검에 활용하는 드론 운용 기술을 개발했습니다.

 

더불어 서로 다른 기종의 드론에 적용이 가능한 송전선로용 통합 지상제어시스템(Ground Control System) 역시 개발했습니다. 이 기술은 2017년 충남과 경남지역 철탑 31기 점검에 시범 적용돼 전력선 소손, 진동 방지 댐퍼 불량, 아마로드 취부 불량 등을 검출함으로써 그 효과를 입증했답니다. 해당 기술은 2018년부터 단계적으로 확대될 예정입니다.

 

  

2017년 6월 22일, 인공지능 로봇 기반의 전력설비점검 기술 시연 모습 ⓒ한국전력 사내보 2017년 7월호 42p

 

로봇 및 드론 기술은 사용자가 로봇을 직접 활용해 설비를 점검하는 수준에서 나아가, 전력설비 점검 무인화와 지능화를 통한 감시운영기술 고도화 분야로 발전될 것입니다. 특히 가상현실과 증강현실을 접목한 차세대 실감형 로봇 원격 운영기술을 개발해 로봇의 현장대응력이 더욱 높아질 거랍니다.

 

 


 

멀게만 느껴지던 4차 산업혁명 신기술. 지금 이 시간에도 많은 전력인들이 이를 활용해 보다 효율적이고 효과적인 전력기술을 개발하고 있습니다. 한국전력은 이런 신개념 전력기술 개발의 선봉에 서서 미래에도 고품질의 전력을 공급할 수 있도록 최선을 다하겠습니다. 

 

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