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환경이 변해도 문제 없어요! 진화하는 배전지능화시스템

ⓒ클립아트코리아

 

발전소에서 생산된 전기는 1차 변전소→2차 변전소→배전용 변전소를 거쳐서 가정 및 공장 등으로 공급돼요. 우리에게 오는 전기는 배전망을 통해 배전용 변전소에서 공급되는 것이죠. 따라서 배전운영 기술은 전력공급 품질 및 고객의 만족도에 직접적으로 영향을 주므로 가장 민감한 부분입니다.

 

그렇다면 전기품질은 어떻게 관리할까요? 바로, 배전지능화시스템을 통하여 관리합니다. 배전선로에 고장이 발생했을 때 배전센터에서 신속하게 고장을 인지하고 원격에서 전류 흐름을 제어하여 고장 구간을 분리하는데요. 이렇게 하면 정전시간을 단축하고 고장 범위를 최소화할 수 있습니다. 배전지능화시스템 운영은 2018년 전압유지율 99.9%의 운영실적 달성에 기여했답니다.

 

그러나 최근 태양광·풍력과 같은 분산전원* 뿐만 아니라 전기차와 ESS가 확대 보급되면서 배전망은 예측하기 어렵고 복잡한 형태로 진화하고 있습니다. 또한, 전력 IoT와 같이 새롭게 추가되는 설비나 인공지능과 같은 신기술을 수용하기 위해서는 적합한 시스템이 있어야 합니다. 이에 따라 안정적인 배전망 운영의 중요성이 커지면서, 보다 능동적이고 유연한 배전운영시스템이 필요하게 되었습니다.

*분산전원: 소규모로 전력소비 지역부근에 분산하여 배치가 가능한 발전설비

 

ⓒ전력연구원 블로그

 

따라서 전력연구원에서는 배전운영 기술에 ICT를 접목한 차세대 배전지능화시스템 개발을 진행했는데요. 차세대 배전지능화시스템은 미래 배전환경에 최적화된 종합 솔루션으로, 분산전원 관리, 배전망 감시제어 고도화 및 시스템과의 유연한 운전을 통해 배전망의 신뢰성을 높이고 다양한 서비스를 제공하는 것을 목표로 하고 있습니다. 그렇다면 차세대 배전지능화시스템에서는 어떤 정보통신기술이 사용되었을까요?

 

데이터플랫폼

데이터플랫폼 요약 ⓒ김현서 제작

 

데이터플랫폼은 데이터 기술을 잘 사용할 수 있도록 준비된 환경으로, 시스템의 안정적이고 효율적인 성능을 보장하는 정보처리의 핵심 기반입니다. 이를 통해 대용량·고속 데이터 처리를 가능하게끔 하여, 확장되는 배전망의 규모와 분산전원, 전기차, ESS 등의 감시 센서 및 제어 장치의 추가 수용을 고려하였습니다.

 

이처럼 대규모 시스템의 안정적인 운영을 위해서 무중단, 무손실 데이터 백업 체계를 구축하였고, 협조 운영이 필요한 다른 시스템과의 효율적인 정보교환을 위해 국제표준 인터페이스*를 기반으로 두었습니다. 또한, 많은 데이터전송 *프로토콜을 채용함으로써 여러 제작사의 다양한 규격에 유연하게 대응할 수 있도록 하였습니다. 이렇게 배전시스템 운전을 통해 쌓이는 데이터는 배전계통 운영분석과 대응방안 수립에 필요한 빅데이터로 제공되는데요. 향후 인공지능 기반의 의사결정으로 진화하는 토대를 제공하기도 합니다.

 

*인터페이스: 사용자가 기기를 쉽게 동작시키는데 도움을 주는 시스템

*프로토콜: 원거리 통신 장비 사이에서 데이터 통신을 원활하게 하기 위해 필요한 통신 규약

 

 

운영솔루션

운영솔루션 요약 ⓒ김현서 제작

 

운영솔루션은 복잡한 배전망을 안정적이고 효율적으로 운영하기 위해 배전망의 운전 상태를 볼 수 있게 하고, 유연한 배전망 운영을 지원합니다. 운영솔루션은 실시간 해석 솔루션과 기술검토 솔루션으로 이루어져 있는데요.

 

우선, 실시간 해석 솔루션은 주기적 계측정보를 이용하여 배전망의 정확한 상태정보를 추정하는 기능을 수행합니다. 이를 통해 배전선로의 운전용량 초과 여부, 전압 유지 여부를 감시하고, 문제가 발생하면 적절한 기기 조작을 통해 해소할 수 있도록 해줍니다.  실시간 해석 솔루션 중 이벤트 처리 솔루션은 고장처리와 관련되어 있는데요. 주로 배전선로 고장이 발생할 경우, 고장 구간을 분리하고 건전한 구간을 복구하여 정전을 최소화하는 개폐기 조작 리스트를 제공합니다. 또한, 정전정보를 자동 생성하여 현장업무센터와 고객센터에 알려주므로, 신속하고 정확한 고장처리 업무를 가능하게 해줍니다.

 

기술검토 솔루션은 일간, 주간, 월간 배전망 운영계획을 수립하여 배전망이 운전 범위를 벗어날 것이 예상되는 경우, 이를 해소하고 고객의 분산전원 또는 부하의 신증설에 따른 배전망 영향평가 등을 수행하는 업무에 활용됩니다.

 

운영솔루션은 계획단계에서 배전망 영향평가 및 운영계획을 미리 도출하고, 운영단계에서 문제점이 검토되면 계획을 재수립하게끔 해주는데요. 이를 통해 배전망이 정해진 동작 범위에서 안정적으로 운영될 수 있도록 도와준답니다.

 

ⓒ클립아트코리아

 

지금까지 차세대 배전지능화시스템에 대해 알아보았습니다. 이 시스템이 적용되면 전력공급의 신뢰도 및 품질을 향상함으로써 전력품질 저하에 따른 경제적 피해를 예방할 수 있습니다. 또한, 분산 전환 확대 보급에도 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.  한전은 올해 실증 운전을 통해 시스템의 안정성과 성능을 검증하고, 내년부터 단계적으로 전국 사업본부에 확대 보급과 운영을 추진할 예정입니다. 앞으로 세계 최고 배전망 운영효율을 달성하는 그 날까지 기대해주세요!

 

 

 


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