스마트발전 일등공신 사물인터넷, 설비 감시·관리 '최적화'

스마트발전 분야에서는 사물인터넷(IoT)의 발전이 눈에 띈다.

IoT를 통해 각종 기기·설비를 원격으로 감시하고, 데이터 분석을 통해 이상 여부를 신속하게 판단할 수 있게 됐다.

이 밖에도 드론 등을 이용한 신기술들을 살펴본다.

◆IoT, 내연 발전기를 관리하다

'지능형 센서를 활용한 내연발전기 이상상태 감지' 플랫폼 구성도
'지능형 센서를 활용한 내연발전기 이상상태 감지' 플랫폼 구성도

인터넷으로 내연 발전기를 원격 관리하는 시대가 왔다.

한전 전력연구원이 공개한 ‘지능형 센서를 활용한 내연발전기 이상상태 감지’ 기술은 IoT 기반의 지능형 센서를 활용해 내연 발전기 이상 상태를 조기 감지한다.

전력연구원은 센서를 통해 측정된 내연발전기 상태를 기초로 고장을 예측하는 지능형 조기경보 알고리즘도 확보했다.

센서·신호 무선화를 통해 빠르고 간편한 중앙통제식 감시가 가능하며, 이를 통해 중대 사고를 예방하고 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

전력연구원은 내년에 이 기술 개발이 완료되면 국내 도서 내연발전소에 도입할 계획이다.

◆IoT로 전력설비 감시...오픈랩 통해 업체·대학과 공유

'설비상태 감시용 사물인터넷 스마트센서'
'설비상태 감시용 사물인터넷 스마트센서'

IoT는 전력설비 감시에도 사용된다.

전력연구원이 공개한 ‘설비상태 감시용 IoT 스마트센서’는 배전설비의 부분 방전 신호, 초음파, 방전광(UVC), 고주파 신호, 데이터 추세분석을 통해 고장을 예측할 수 있는 운영 시스템이다.

이를 통해 전력설비의 실시간 감시, 고장 예방·유지 보수 등을 수월하게 진행할 수 있다.

전력연구원은 나주·대전·고창 등에 ‘전력 IoT 오픈랩’을 구축, 관련 업체와 대학에서 기초연구와 신제품·서비스 개발에 활용할 수 있도록 했다.

◆변전설비도 인터넷 속으로...종합진단 방식 도입

변전소 종합예방진단 시스템 시험 설비
변전소 종합예방진단 시스템 시험 설비

변전소 내 가스절연개폐장치(GIS)와 변압기도 IoT로 관리할 수 있다.

전력연구원은 ‘사물인터넷 센서를 활용한 변전소 종합예방진단 시스템’을 통해 변전설비를 진단하는 기술을 선보였다.

GIS 부분 방전, 차단기 동작전류·차단전류, 변압기 부분 방전, 부싱 누설전류, 변압기 탭 전환 장치(OLTC) 구동 전류, 유증 가스 등 6개 요소기술에 대한 데이터를 취득해 변전설비를 진단한다.

이 시스템은 기존 설비·감시별 단일진단 방식과 달리 종합진단 방식을 통해 설비운영의 질적 향상을 가능케 한다.

또 전력설비 고장을 예방하며, 변전설비의 수명을 예측하고 효율적으로 관리할 수도 있다.

◆국제발명전시회 5관왕을 이룬 변압기 수명진단 키트

관계자가 퓨란간이진단키트를 이용해 변압기 열화 정도를 진단하고 있다.
관계자가 퓨란간이진단키트를 이용해 변압기 열화 정도를 진단하고 있다.

전력연구원은 변압기의 수명평가를 획기적으로 효율화한 기술도 선보였다. 비법은 ‘퓨란 화합물’이다.

퓨란 화합물은 변압기 절연물의 열화 시 생성되는 물질인데, ‘변압기 열화 진단을 위한 퓨란간이진단키트’는 간이진단키트로 퓨란 화합물을 쉽게 분석한다.

이 기술을 통해 현장에서 변압기 열화 정도를 빠르고 간편하게 판단하는 것은 물론, 비전문가가 별도의 전문교육 없이도 분석할 수 있다.

이 기술은 2016년 제네바 국제발명전시회에서 금상 등 5관왕을 차지했다.

한전 전력연구원은 이 기술을 통해 분석 시간을 67%, 분석료를 80% 절감할 수 있다고 밝혔다.

◆송전선로, 이제 드론이 점검

송전선로 점검을 위한 시범비행 중인 드론
송전선로 점검을 위한 시범비행 중인 드론

접근이 어려운 지역에 있는 전력설비는 앞으로 드론을 이용해 감시·점검이 가능해진다.

전력연구원은 ‘송전선로 점검 드론 운용기술’을 공개하고, 이를 통해 체계적으로 수집한 데이터를 인공지능으로 분석해 송전설비의 상태를 진단할 수 있다고 밝혔다.

지난해 세계 최초로 ‘드론을 이용한 송전선로 자동 감시 운영기술’을 개발, 시험비행에 성공한 전력연구원은 충남·경남 지역 철탑 30기를 점검하는 드론 시범비행을 완료했다.

전력연구원은 “자체 개발한 GPS 좌표측정기와 지상 제어시스템을 이용해 선로 점검을 위한 비행경로를 생성하면 여러 대의 드론이 그 경로를 따라 자동비행한다”며 “보다 효율적이고 안전한 점검이 가능하다”고 밝혔다.

◆에너지저장장치 시험장비도 자동화

'이동형 ESS 시험장비' 운영 화면
'이동형 ESS 시험장비' 운영 화면

에너지저장장치(ESS) 설치 현장에서 ESS 성능·안정성 평가를 수행하는 이동형 시험장비 운영을 자동화하는 기술도 눈길을 끈다.

‘ESS 현장 평가 자동화를 위한 이동형 시험장비의 운영제어 기술’은 안정적·효율적 ESS 현장 평가를 수행하는 데 도움을 준다.

이 기술은 안전한 시험환경 확보, 시험인력·기간·비용 절감을 가능하게 하며, ESS와 전력계통 안정화에도 도움이 된다.

전력연구원은 MW급 ESS를 위한 이동형 현장 평가 기술·시스템도 개발했는데, 세계 최초의 성과라고 전력연구원은 밝혔다.

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