- 한전이 추진하는 핵심 기술들
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AI·빅데이터 분석을 활용해 발전소를 최적으로 운영하는 지능형 디지털발전소(IDPP: Intelligent Digital Power Plant), 차세대 배전망 관리시스템(ADMS: Advanced Distribution Management System), 765kV 가공송전 등을 직접 개발하여 사내에 활용하고, 국내외 사업화도 활발하게 추진하고 있다.
전력 분야에서 시급한 현안인 전력망 건설지연 문제를 해소하기 위한 동적 송전용량 조정기술(DLR: Dynamic Line Rating), 에너지저장장치(ESS), 슈퍼커패시터 등을 전력사업 현장에 조속하게 적용할 수 있도록 추진하고 있다.
아울러 2024년에는 전남 서거차도와 판교의 현대그룹 R&D센터를 DC 빌딩으로 상용화하는 등 DC 기술을 개발하고 상용화를 추진하고 있다. (특)고압 직류배전인 MVDC의 경우 에너지 신사업 규제 자유 특구, AC/DC 혼합 배전 네트워크, 글로벌 혁신 특구 사업 등 정부 사업 참여를 통해 운영기술을 개발할 계획이다. 한편 정부 정책에 따라 ‘실시간 전력시장 도입’에 대응하기 위해 실시간 전력시장 분석 Tool과 수요입찰을 위한 시스템을 개발하였다. 추가로 중장기 발전계획부터 단기 발전계획을 최적화하고, 전원 Mix 분석을 위한 New-MTAS(New Power Market Total Analysis System, 차세대 전력시장 종합 분석시스템) 개발을 추진하고 있다.
발전소나 산업시설에서 배출되는 이산화탄소를 포집하여 활용 저장하는 CCUS(Carbon Capture Utilization & Storge)를 통한 온실가스 감축기술, 폐전력기자재에서 활용한 온실가스(SF6) 정제 및 분해 기술, 친환경 에너지인 수소, 암모니아를 활용한 혼소 및 전소 발전 등의 친환경 기술개발을 추진하고 있다.
- 기술사업화와 에너지 산업 동반 성장
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이러한 핵심 기술을 바탕으로 사업화 유망기술 비즈니스 모델을 개발하여 수익 창출 및 에너지 산업 발전에 기여하고 있다.
습식 CO2 포집기술 등 대규모 기술이전 계약을 체결하고 65개사에 기술 무상나눔을 시행하였으며 2019년 에너지 기업과 연구·교육기관과 관계기관 등이 한데 모인 빛가람 에너지밸리를 조성하여 전력산업 동반성장을 견인하고 있다. 에너지밸리는 2020년 전국 최초 공기업형 연구개발 특구로 지정되어 에너지신산업 메카로 발전하고 있다.
- 연구개발 역량 강화와 미래 기술 선도
- 이와 더불어 한전은 2018년에 공기업 최초로 기술사업화 목적의 연구소기업을 설립하여 R&BD(사업화 연계 기술개발) 선순환 구조를 구축하고 우수기술 사업화를 추진하고 있다. 한전-KENTECH-에너지밸리의 혁신 클러스터를 구축하여 에너지 기술 연구개발 및 사업화를 위한 협력을 강화하였다. 2022년, R&D 경쟁력 강화 및 미래 에너지 기술 선도를 위한 전담 연구기관인 에너지신기술연구소를 신설하였고 미국 EPRI, 독일 프라운호퍼 등 글로벌 Top-tier 연구기관과 다각적 협력으로 기술 교류 및 공동 연구를 통해 기술 경쟁력을 강화하고 있다.
발전소 효율 향상 및 고장 예방을 위한
빅데이터 기반 종합 솔루션
IDPP 지능형 디지털 발전소
지능형 발전소 운영시스템 IDPP(Intelligent Digital Power Plant)는
신재생에너지 계통연계 확대 등 에너지전환시대에 대응하기 위해
한전이 개발한 R&D 성과 중 하나이다. IDPP에 대해 알아보자.
Reference 한전 ICT기획처, 전력연구원
- 신재생e 중심 에너지믹스
전환으로 발전소 운영 변동성 증가 -
국내 발전 사업은 기후변화 대응을 위한 신재생에너지 중심의 에너지믹스 패러다임 변화로 급격한 변화를 맞이하고 있다. 신재생에너지 계통연계 확대에 따라 기존 발전소는 기동 정지와 출력 변동이 빈번해져 설비 고장이 잦고 발전효율이 감소했다. 이에 대응하기 위하여 변화하는 운전환경에 맞는, 효율적이고 안정적인 발전소 운영이 점차 강조되고 있다.
하지만 국내외 대부분의 발전소에서 사용하고 있는 기존 상용시스템은 Rule-based* 기반으로 감시와 진단을 수행하여 단순 데이터 취득과 모니터링에 그칠 뿐, 방대한 데이터를 처리할 수 있는 빅데이터 플랫폼과 설비 이상 및 고장 상황을 예측하는 시스템 부재로 발전 운영 환경 변화를 예측하거나 유연하게 대응하기 어렵다.
- IDPP, 신속한 이상 감지·예측으로
변화 대응 최적화 - 이에 한국전력은 최적화된 발전 설비운영을 위해 지능형 발전소 운영 시스템 IDPP(Intelligent Digital Power Plant)를 독자 개발했다. IDPP는 발전소 운전 데이터를 취득하고 이를 고속 분산처리 및 AI 분석이 가능한 종합 솔루션으로 운전원은 문제가 있는 설비의 조기 감지 및 신속한 대처가 가능하며, 전체적인 발전효율과 단위 기기 성능의 변화를 즉각 파악하고 예측할 수 있어 발전설비 최적 운전을 위한 종합 의사결정이 가능하다.
- 조기경보(Siren-X), 디지털트윈
등을 활용한 스마트 솔루션 - IDPP는 빅데이터 표준 플랫폼과 의사결정을 지원하는 16종의 솔루션으로 구성되어 있다. 표준 플랫폼은 빅데이터 분산 저장과 고속 처리를 바탕으로 발전설비의 실시간 성능 진단과 운전 변수의 대규모 고속 연산이 가능하다. IDPP는 또한, 온 프레미스** 형태로 오픈소스 기술을 활용해 구축된 플랫폼으로 시스템 구축과 운영에 들어가는 비용이 저렴하고 고객사의 노하우를 활용한 자체 응용 솔루션을 구현할 수 있다. 대표적인 솔루션으로는 고속분산 처리와 머신러닝 기법을 이용하여 메인 기기 이상상태를 기존 대비 10배 빠르게 감지하는 조기경보 솔루션 Siren-X와 가상의 디지털 복제품을 활용해 공정상태 예측 소요시간을 크게 단축한(보일러 공정예측 약 5일 → 30초) 디지털트윈 솔루션이 있다.
- 발전소 실증 완료로
Track-record 확보 - IDPP는 그 기술의 우수성을 인정받아 2022년 대한민국 소프트웨어 기술 대상을 수상했을 뿐만 아니라, 부산복합화력 등 19개의 발전소에 실증을 완료하여 발전비용 최소화와 운전 유연성 측면에서 효과를 입증하고 사업 실적을 확보했다.
- 솔루션 판매 및 플랫폼 인프라
설치 실증사업 등 사업모델 개발 - 고가의 상용시스템을 활용 중인 국내 민간발전사를 대상으로 경제적인 IDPP 플랫폼과 16종의 특화 APP 솔루션을 판매하고, 발전소 지능화·디지털화를 추진 중인 동남아 지역을 대상으로는 플랫폼 인프라 설치 실증사업을 통해 최적화된 IDPP 맞춤형 사업모델을 개발하고 있다. 향후에는 국내외 발전기업을 대상으로 IDPP 엔지니어링, 구독서비스, 기술지원을 통한 발전설비 운전효율화 및 정비 최적화를 구현할 계획이다.
* Rule-based: 규칙 기반으로 미리 정의된 규칙을 적용하는 알고리즘 기법이다. “만약 어떤 조건이 주어지면 어떻게 해라(If-Then).”식의 규칙을 적용하여 방대한 데이터나 급변하는 환경 속 변수들에 적절히 대응하기 어렵다는 단점이 있다.
** 온 프레미스: 기업의 서버를 클라우드와 같은 원격 환경에서 운영하는 방식이 아니라, 기업이 자체 IT 인프라를 소유, 운영, 관리하는 방식이다.
