스마트 발전소 구축 어디까지 왔나

- 사물인터넷 발달과 더불어 급성장하고 있는 스마트 발전소

스마트발전소는 수많은 센서와 ICT기기로부터 수집한 빅데이터와 AI(인공지능)를 활용해 효율을 극대화하고 고장정지율을 최소화하는 미래형 발전소를 말한다.
발전소의 주요기기인 보일러, 터빈, 발전기, 보조기기의 설계·운전·예방정비 등 전 과정에 사물인터넷을 접목해 디지털 공간에서 구현하는 기술이다.

국내 각 발전사들은 스마트 발전소 구축에 적극 나서고 있다.
GS EPS는 3D, AR(증강현실), 머신러닝, 빅데이터 분석 등 4차 산업기술을 도입해 자사 발전설비를 스마트발전소로 업그레이드한다. 스마트발전소는 수많은 센서와 ICT기기로부터 수집한 빅데이터와 AI(인공지능)를 활용해 효율을 극대화하고 고장정지율을 최소화하는 미래형 발전소를 말한다.
GS EPS는 스마트발전소와 친환경 에너지를 중심으로 하는 새 비전을 지난해 선포한데 이어 올초 스마트환경 구축, 빅데이터 분석, 디지털조직 역량 강화를 위한 전담 조직(디지털솔루션팀)을 구성해 스마트발전소 구축에 속도를 내고 있다고 5월 22일 밝혔다.

남부발전은 올 연말까지 인공지능·5G기술을 기반으로 발전현장 특화 지능화 솔루션 구축에 나선다고 지난 5월 19일 밝혔다. 이를 위해 최근 한국정보화진흥원, 이노트리, 비전인과 함께 ‘2020년 국가인프라 지능정보화사업’ 업무협약을 체결했다.
이에 따라 연말까지 딥러닝(Deep Learning) 기반 영상 인식기술과 빅데이터 분석기술을 활용해 이상상황을 탐지하고, 위험공간 작업과 그 종료 후 잔류자 확인 등 스마트 안전관리 체계를 구축한다는 방침이다.

한국전력은 2023년까지 지능형 디지털발전소(IDPP) 기술을 개발한다. 디지털발전소는 제조업의 스마트팩토리처럼 발전설비에 인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT)을 적용해 운영효율을 높이는 개념이다.
지능형 디지털발전소 기술개발을 주도할 구축센터는 대전 유성구 한전 전력연구원에 설치됐다. 한전은 5월 12일 전력연구원에서 ‘지능형 디지털발전소 구축센터 개소식’을 개최했다. 한전은 전력연구원 소속 연구진과 전력그룹사의 기술인력으로 공동연구팀을 구성하고 디지털발전소 기술개발을 본격적으로 추진하고 있다.
한전의 디지털발전소 구축 프로젝트는 지난 2017년 4월 시작돼 이듬해 10월 기재부 ‘공공기관 혁신성장 대규모 협업과제’로 선정됐다. 2019년 5월부터는 전력그룹사의 참여로 디지털발전소 실증과 사업화를 위한 공동연구개발을 진행하고 있다. 사업 결과물은 오는 2023년 4월 나올 예정이다. 한전은 디지털발전소와 관련한 4종의 진단 프로그램 개발을 마쳤고, 12종의 프로그램을 개발하고 있다.

중부발전은 KT와 지난해 10월 충남 보령 중부발전 사옥에서 ‘5G 기술선도를 위한 스마트 발전소 업무협약(MOU)을 체결했다. KT는 발전소에 5G 네트워크를 구축하고, 스마트 발전소 구현을 위한 5G 서비스 개발에 상호 협력하기로 했다. 특히 5G에 ▲증강현실(AR) ▲인공지능(AI) ▲사물인터넷(IoT) ▲지능형 CCTV ▲디지털트윈 등의 ICT 기술을 융합해 새로운 발전소 안전 체계를 제공하고, 기존 발전업무를 효율화한다.
디지털 트윈은 물리적 자산을 소프트웨어로 가상화해 모의실험(시뮬레이션)함으로써 실제 자산의 현재 상태, 생산성, 동작 시나리오 등에 대한 정확한 정보를 얻는 기술이다. 원전 설비를 실시간 모니터링이 가능해 발전 효율 최적화에 도움을 준다.

한국수력원자력은 지난해 6월 SK텔레콤과 4차 산업혁명 기반 ICT 경쟁력 강화를 위한 협약을 맺고, 5G·AI·빅데이터 등 ICT 기술을 적용한 스마트 발전소 구축 분야에서 협력을 약속했다. 디지털 트윈 기술을 활용, 원전 설비들을 디지털로 3차원 구현해 실시간 모니터링하는 안전 운용 시스템을 도입한다.

서부발전은 지난해 9월 전자부품연구원(KETI)과 ‘4차 산업혁명 기술협력 및 산업 생태계 조성을 위한 업무협약’을 체결했다. 양사는 △발전소 안전관리·디지털 운영기술 공동개발 △정보통신기술(ICT) 활용 발전설비 개선·테스트베드 활성화 △4차 산업 전문인력 양성·중소기업 육성 등에 상호 협력한다.
ICT를 결합한 융합형 친환경 스마트 발전소를 고도화해 발전운영 효율성을 제고, 현장 근로지 안전사고를 예방하는 것이 목적이다. 또 국내 기술자립을 위한 발전설비 국산화에 시너지를 극대화한다는 계획이다.

한편, 민간 기업인 버넥트는 발전소 운영 현황을 실시간으로 모니터링하고, 원격지원할 수 있는 시스템 개발하고 실증을 완료했다. 버넥트는 2019년 5G 플래그십 프로젝트 일환으로 ‘발전소용 디지털 트윈 기반 운영 현황 모니터링 및 증강현실(AR) 원격지원 시스템’을 개발했으며, 최근 충남 GS EPS 당진발전소에서 실증까지 마쳤다. 이를 통해 향후 안정적인 전력 생산 및 공급을 위한 예방 정비 수요가 증가하는 상황에서, 발전소 현장의 운영 관리를 향상하고 인명 사고율을 낮추는데 기여할 것으로 예상한다고 밝혔다.

디지털발전소 구축으로 발전소의 운영 효율성이 향상될 전망이다. 사고를 미리 방지하는 등 산업혁신 측면의 효과뿐 아니라 미세먼지 저감과 이산화탄소 배출 감소 등 환경 측면에서도 큰 효과를 거둘 것으로 기대된다.