전력IT 총괄선정위원회가 지난 7일 서울교육문화회관에서 1차 회의에서 연구기획보고서를 검토한데 이어 16일 한전 KDN 본사에서는 ‘2차회의’를 열고, 과제 사업비 조정 및 우선순위를 결정했기 때문이다.
산업계, 학계, 연구계, 정부 등 19명으로 구성된 전력IT 총괄선정위원회는 2차회의에서 8개 과제별로 ‘1차 심의의견 조치 결과’를 보고받고 과제 선정 평가를 마쳤으며, 각 위원들이 발표된 과제별로 해당 점수를 매겼다.
이날 2차 회의에서는 위원들의 점수 결과가 종합 집계가 되지 않아 우선순위가 결정되지 않았으며, 총괄선정위원회는 9명의 위원들이 제출한 과제별 점수를 산정해 조만간 우선순위를 결정할 예정이다.
본지는 △배전지능화 시스템 △디지털 기술기반의 차세대 변전시스템 개발 △IT기반의 대용량 전력수송 제어 시스템 △지능형 전력네트워크 감시 운영시스템 △능동형 텔레메트릭스 전력설비 감시 및 제어시스템 △전력선 통신 유비쿼터스 기술개발사업 △대수용가용 전력자원 토탈 솔루션 △한국형 에너지관리시스템(KEMS) 등 8개 과제과 총괄선정위원회, 향후 일정 등을 간단히 소개했다. <편집자 주>
총괄선정위원회 위원
산업계 박상덕 한국전력공사 실장
최종웅 LS산전 전무
이학성 효성중공업 상무
이충동 현대중공업 소장
민길식 일진전기 상무
이동률 SANION 사장
권황섭 KDnet 회장
이기원 젤라인 대표
김진우 전기산업진흥회 부회장
우희곤 한전KDN 원장
학계 김창섭 산업기술대하교 교수
이승재 명지대학교 교수
김정태 대진대학교 교수
이흥재 광운대학교 교수
박종배 건국대학교 교수
연구계 권영한 전기연구원 전문위원
오재형 전력연구원 실장
정부 최민구 산자부 전력산업과 과장
김영민 산자부 반도체전기과 과장
전력IT 국가전략과제 발굴 추진절차 및 일정
8개 분과별 연구기획 05.3.2~05. 5.18(전력IT기획단) 전력IT 분야별 연구기획(핵심기술 선정 및 발굴)
연구기획 사전조정위원회 05. 5. 9(전력IT기획단) 8개 분과간 중복 기획 여부, 기술간 연계 검토, 특허 등록된 기술인지, 기 연구된 기술인지 여부 검토
총괄위원회 심의(2회) 05.6.7 05.6.16 연구기획 과제의 사업 우선순위, 사업규모, 중복성 심의 □원자력, 수화력, 에너지분야 총괄위 예정일:05.6.27
사업계획서 제안공고 05.7.1 (산업자원부 전담기관) 사업계획 제안공고(신문 인터넷)
사업계획서 신청 접수 05.7.1~05.8.15 총괄주관기관, 세부주관기관이 총괄과제 및 세부과제 사업계획서 제출
주관기관 선정 평가 05.8.24 05.8.26(선정평가위원회) 신청기관 총괄책임자, 세부책임자의 연구책임자 사업계획서 발표
실용화 및 원천기술개발을 고려해 전력과제 우선순위 결정
평가결과, 예산규모 조정
전력과제 주관기관 최종 선정 05.9 초순(산자부 정책조정위원회) 05년도 사업비를 고려해 전력과제 최종 선정
국가전력과제 협약 05.9. 중순 (산업자원부, 전담기관) 2005년도 국가전략과제 협약
원자력, 수화력 분야등 타분야와 추진일정을 같이 함
8개과제 소개
배전지능화
기술개발의 필요성
미국 및 유럽선진 기술국들은 전력산업구조개편으로 인한 시스템의 안정도 저하와 전력 인프라의 노후화 그리고 기존의 계획기반 유지보수 계획이 전력공급 신뢰도를 크게 저하시킬 수 있음을 인식하고 새로이 신뢰성 제고 방안을 수립하기위한 방안의 일환으로 지능형 전력기기 개발에 노력하고 있다. 특히 미국 EPRI, 유럽의 KEMA, CESI, EDF 등의 연구소는 이러한 전력시스템 감시보호제어 및 RCM 유지보수 계획에 능동적으로 대응할 수 있는 새로운 개념의 지능형 전력설비 개발에 착수해 진단센서 개발과 함께 IT기술, 그리고 인공지능기술을 적용한 신 개념의 인공ㅊ지능기술 분야에서 상당한 성과를 거두고 있다. 또한 ABB, SIEMENS 등의 전력설비 제조회사들은 지능형 전력기기 개발에 박차를 가하여 지적인 진단 및 판단 제어기술을 확보, 전력기기에 기본적인 기능으로 탑재하기 시작했다.
이러한 세계적 기술 변화 속에서 능동적으로 대처하지 못한다면 관련분야에서 기술적 종속현상의 심화와 함께 상당한 경제적 피해를 입을 수 있을 것으로 우려된다. 따라서 관련분야의 기술적 종속을 피하고 국제적인 경쟁력을 물론 기술을 선도하기 위해서는 세계적 변화추세를 정확히 직시하고 국가 및 전력회사 그리고 관련회사들이 합심으로 선진적인 IT기술과 인프라를 기반으로 지능형 전력기기의 연구개발 노력에 집중할 필요가 있다.
2006년 분산전원 도입이 전체 에너지 중 2% 까지 확대 될 예정이며, 다원적 전원구성을 통한 전력수급 구조의 전환이 빠르게 모색되고 있는 실정이다. 이번 연구과제는 향후 4~5년내에 다양한 분산 전원이 배전계통에 연계 운전 시 발생할 수 있는 계통 안정성 및 통합운영 시스템의 기반을 구축하는 과제임으로 시급히 추진하여야 한다.
디지털 기술기반의 차세대 변전시스템 개발
정의
변전소 내 변전자동화시스템의 제반설비 및 운용 환경을 디지털 기술기반과 네트워크 기반으로 구축하고 보호제어, 운용정보를 통합, 단일망 내에서 구축하는 기술이다. 이러한 시스템을 변전자동화 국제규격인 IEC 61850 기반에 적합하게 개발하는 기술이다.
국제표준화 및 네트워크 기반의 변전시스템을 고신뢰성을 갖춘 고부가가치 서비스를 제공할 수 있도록 기능을 지능화하는 기술이다. 이를 통해 지능화 통합계통망의 지역별 허브의 역할을 수행하는 기반 구축 기술도 표현할 수 있다.
세부기술과제로는 IED, 디지털 변전소 종합운영시스템 개발, 시스템 성능검증 및 실증시험 등이 있다.
국가기술개발의 필요성
컴퓨터 및 정보통신 기술의 비약적인 발전에 따라 선진 각국에서는 디지털 변전시스템을 집중적으로 개발하고 있으며 변전자동화에 대한 국제규격 IEC61850 제정에 따라 이에 대한 수요는 더욱 증가할 것이다. 따라서 고성능의 디지털 및 통신기술과 인공지능 기술을 응용한 고부가가치의 종합 디지털 변전시스템 구축으로 기술장벽을 높이는 것이 선진국의 전력으로 이에 대응할 수 있는 국내 기술개발이 매우 시급한 실정이다.
IT기반의 대용량 전력수송 제어 시스템
전력계통의 대용량화, 분산 전원화에 따라 상시 전력조류의 적절한 제어는 물론 계통내부의 이상발생시 계통의 제어를 하기 위한 종합적인 대책이 필요하다. 전력계통 전체를 제어하고 운용하는 측면에서는 EMS가 담당하고 광역제어를 위해서는 Multi-Agent 기반의 지능형 전력정보시스템 등의 구현을 통해 기초연구수준에 머물러 있는 국내 전력계통 분야의 시스템화 기술을 개발할 필요가 있다. 이러한 시스템화를 실질적으로 구현하기 위한 전력기기 레벨 및 지역제어 레벨의 기능을 구현하기 위해서는 기기의 제작단계부터 IT를 기반으로 하는 전력변환시스템을 설계할 필요가 있다.
국내 전력수요의 지속적인 증대로 인한 원거리의 발전단지의 대용량화에 따라 대용량 전력을 안정적으로 공급하기 위한 전력변화기술 수요가 증대될 것으로 전망된다. 또한 규제완화와 민영화로 대표되는 전력산업의 환경변화에 능동적으로 대응할 수 있는 새로운 형태의 대용량 전력수송 기술개발과 지역 계통간의 연계방안의 확립은 국가 전력부문 경쟁력 강화의 핵심요인으로 등장하고 있다. 이러한 대용량 전력을 안정적이고 경제적으로 수송하기 위해서는 FACTS 전력변화기술의 개발과 확대적용이 필요하다는 차원에서 추진됐다.
FACTS 기술은 전력변환기술, IT기술을 계통에 접목함으로써 능동적인 전력제어와 고품질의 전력공급을 가능하게 하며 기존 송변전 설비 이용률 제고를 통해 송전용량을 향상시키는 새로운 전력제어기술이다.
지능형 전력네트워크 감시운영시스템
미래 디지털사회의 에너지 요구를 충족시킬 수 있도록 전력시스템의 확보와 이를 제어하는 지능형 통신네트워크 통합시스템을 위한 차세대 전력솔루션 기술의 개발이 요구되고 있다. 특히 실시간으로 안전도를 해석할 수 있는 Tool의 개발은 계통운영자가 안정도 취약지점을 파악하고 실제 운전조건을 기준으로 하는 송전전력한도를 정하는데 필수적이다. 이러한 필요성은 이미 2003년 북미 대정전 사태에서도 널리 공감대가 형성되었다.
특히 우리나라는 송전설비 온 라인 감시시스템과 전력설비 자산관리 시스템 개발에 서둘려야 할 것이다.
송전설비 온 라인 감시시스템은 송전선로 건설의 한계 및 투자비의 과다, 선하지 확보를 위한 민원 등은 기존 설비의 이용률을 향상시키고 예측할 수 없는 전력조류에 대하여 송전계통의 송전용량의 유연성과 강인성을 제고할 수 있으며 적은 비용으로 송전선로의 송전용량을 증대시킬 수 있는 시스템의 개발을 요구하고 있으며, 실시간으로 송전네트워크를 감시함으로써 송전시스템의 상정사고 등과 같은 비상 운전 시 선로 운용에 신뢰도르 향상시킬 수 있다고 한다.
능동형 텔레메트릭스 전력설비 감시 및 제어시스템 개발
현재 전력설비에 대한 재난예방 차원에서의 유지/관리 체제는 구축이 미미하다. 특히 전력설비들이 노후화됨에 따라 부식이 점점 심화되고 있어 향후 접지설비의 부식으로 인한 2차 파급사고가 예상되고 있으며 심화되기 전에 대책마련을 위한 대책관련 핵심기술개발의 추진이 필요한 시점이다.
또한 전력사용량이 증가하면서 전기로 인한 화재 및 안전사고가 증가하고 있으며 97년에서 2002년 사이의 화재를 분석한 결과, 전기화재 점유율은 34%대에 이르고 있는 실정이다.
전력 특히 전기화재 중 화재 발생별 발화 원인으로는 98년도 발생한 전기화재 중에서 24%가 아크로 인하여 발생된 것으로 분석된다. 따라서 전기화재, 특히 아크로 인한 화재를 사전에 차단할 수 있는 기술 개발 차원에서 능동형 텔레메트릭스 감시시스템이 필요하다.
전력설비를 포함한 국가 인프라 보호 시스템의 구축이 절실하며 다양한 감시 및 제어 시스템에 향후 이 분야의 기술개발이 완료되면 각 감시 및 제어 시스템간의 통신 표준화 작업으로 인하여 상호 정보교류가 원활히 이루질 수 있고 또 적은 비용으로 시스템 분산화 및 통합화를 구현할 수 있기 때문에 사회 전반적으로 많은 시너지 효과를 가져 올 수 있다고 볼 수 있다.
따라서 자연재해, 테러 및 설비 노후로 인해서 국가 중요 인프라에 발생할 수 있는 다양한 문제를 총체적으로 감시할 수 있는 국가 시스템 구축 차원에서 능동형 텔레메트릭스 전력설비 감시 및 제어시스템을 개발 할 것으로 보인다.
전력선통신 유비쿼터스 개발
전력선은 현재 지구상에 85% 이상 포설되어 접근성이 뛰어나고 에너지 및 정보ㅓ이용 기기들 이외에도 대부분의 사회기반 설비들이 자연스럽게 접속되어 있어 전력선에 데이터 전송능력이 부가되면 전기에너지와 정보 데이터를 동일한 전력 Grid를 통해 매우 경제적으로 융합할 수 있다. 또 이러한 전기 Grid 네트워크를 통해 다양한 전기 및 사회 설비들을 네트워크할 수 있는 대표적 유비쿼터스 사회의 실비전용 정보통신 자원이 될 수 있으며 전력분야의 새로운 부가가치를 창출할 수 있는 기술로 평가받고 있다.
현재 전력선 통신 기술은 고저압 전력 Grid내에서 효율적 통신자원으로서의 기술적 보편성을 확보하고 있어. 더욱 빠르고 멀리갈 수 있도록 성능을 향상하고 다양한 설비들과 통신 인터페이스가 유연하도록 개방형 네트워크 구조를 지향케 하여 전력IT의 기반기술로서의 위치를 확립할 수 있다.
따라서 미래 디지털 사회는 언제, 어디서나 각종 통신서비스를 컨버전스하여 접근할 수 있는 네트워크 기반의 유비쿼터스 사회로 진행해 가고 있으므로 이러한 미래의 전력 인프라 기술도 통신, 인터넷 및 센서 등이 융합된 전력산업의 IT의 서비스 망 구축 차원에서 필요하다고 할 수 있다.
대수용가용 전력자원 Total Solution
대수용가들이 전력자원 운용을 최적화하고 다양한 수익사업을 추진할 수 있도록 전력에너지 및 커뮤니케이션 융합 멀티 서비스 플랫폼을 개발하고 구현하는 한편 On-Demand 방식의 전력에너지 부가서비스 전략과 이의 시범 사업화를 위해 이 과제를 연구개발 필요성이 높아지고 있다.
전력기술과 IT융합은 새로운 기술과 표준들을 태동시키면서 기존 전력기술 시장의 커다란 변화를 가져오고 새로운 시장을 창출할 수 있는 잠재 부가가치가 높은 기술로 평가받고 있다.
전력선진국의 경우 지속적 주도권을 확보하기 위해 국가가 주도적으로 관련 기술개발을 육성 중인 것으로 알려지고 있다.
새로운 기술과 표준 특허 등 기술소유권 확보가 시장선점의 관건으로 중국, 동남아 등 거대 신규시장 개척을 위해서는 이 분야에 집중적인 기술개발 지원이 필요하다.
또한 이 과제가 성공할 경우 현재 새롭게 부각되는 기술과 표준들이 소프트한 특성을 지니고 있으므로 양질의 IT자원을 보유하고 있는 우리나라에게는 전력 선진국과 어깨를 나란히 할 수 있는 좋은 기회로 보인다.
특히 신 전력기술 시장은 전력기술과 IT의 융합을 통한 기술혁신이 주도하는 추세로서 경쟁력 있는 전력 IT 기술의 확보로 세계 전력기술 시장의 진출을 확대하고 지금까지의 기술종속에서 탈피할 수 있는 계기가 될 것으로 기대된다.
한국형 에너지관리시스템(KEMS) 개발
현재 우리나라는 시스템 구축/운영 및 유지보수 기술의 해외의존도 심화로 인한 외화낭비를 방지하고 전력산업의 정책변화에 신속히 대응할 수 잇는 체계 구축 및 전력IT분야 전문인력 양성과 유관 전력IT산업 발전을 촉진하기 위하여 한국형 EMS 연구개발이 필요한 실정이다.
지난 96년 미국의 캘리포니아, 2003년 미동북부 및 유럽 등 지역에서 발생한 대정전사고의 원인은 SCADA,EMS 등의 급전 및 전력계통 감시시스템 문제, 전력계통보호시스템, 계통운영자의 의사결정 오류, 자연재해, 부적절한 전력계통의 모델링, 부하조정 및 운영에 대한 취약성에서 시작된 초기 소규모 사고가 전 계통으로 파급 확산된 결과, 국가적 재난으로 이어진 사건이라 할 수 있다.
전력시스템을 안정적, 효율적으로 운영하기 위해서는 특정선로나 모선에서의 사고가 광역계통으로 확산되는 것을 차단하는 제어기술이 필수이기 때문에 우리나라 전력계통 특성에 최적인 한국형 EMS를 개발하여 고장의 파급확산예방 및 고장복구 향상과 운영자 교육, 훈련등이 시급한 실정이기 때문에 한국형 에너지관리시스템 개발이 적극 요구되고 있다.
또 전력계통이 점점 비대화, 복잡화됨에 따라 계통운영자의 경험이나 단순화 절차에 따라 비상시 전력계통을 운영하는 것은 한계점에 도달했으므로 전력계통의 상태를 파악, 분석하여 즉시 적절한 대응을 취할 수 있도록 제어기술에 대한 연구개발이 지속적으로 이루어져야 한다는 차원에서도 이 과제의 기술개발은 시급한 실정이다.