스마트그리드의 전초기지, KEPCO ‘스마트형 배전센터’

한국전력공사(www.kepco.co.kr)
스마트형 배전센터 설계자 황광수
(現KEPCO 강남지점 팀장)
(02)2105-8290 hwangksu@kepco.co.kr

첨단 IT를 접목한 배전센터 지원 및 관리 시스템

1. 영상회의 시스템

배전센터에는 외부 커뮤니케이션뿐만 아니라 내부 커뮤니케이션을 위해 전화, 데이터, 영상, 팩시밀리 등 다양한 서비스를 하나의 망을 이용해 통합적으로 제공하는 ISDN과 IP 네트워크 기반의 영상회의 시스템이 구축되어 있다.
현재 인접 배전센터와 본부 간의 영상회의가 가능하며, 향후 필요에 따라 재난재해 등을 대비한 유관기관과도 네트워크를 구성, 유기적인 협조체제를 구축할 수 있어 언제든지 데스크톱 영상회의 시스템을 통해 업무 협조 및 업무 지시가 가능하도록 지원하고 있다.

2. GPS를 활용한 전기고장 신속 복구 시스템

한전에서는 신속한 전기고장 복구를 위해 GPS 기술과, 한전이 보유하고 있는 배전정보 시스템(NDIS)에 내장된 배전도면 및 차량용 내비게이션을 결합한 전기고장 신속 복구 시스템을 구축 · 운영 중이다.
이 시스템은 KEPCO 콜센터에 고장 신고가 접수되면 기동보수 차량에 부착된 단말기로 신고 내용과 고장 위치가 자동 전달된다. 단말기에 나타난 정보로 내비게이션 기능을 이용해 고객 인근의 차량이 고장 위치를 확인하고 신속하게 이동함으로써 전기사용 고객의 불편을 보다 신속히 해결할 뿐 아니라 전기 재공급, 전기요금 등 고객의 기타 일반적인 문의사항에 대해서도 현장에서 즉시 처리할 수 있다. 이 시스템의 활용으로 고장 복구시간을 20여 분 정도 단축할 수 있으며, 연간 2억 7,000만 원의 저압 정전비용 절감이 예상된다.

3. 통합 O&M 시스템

이 시스템은 스마트형 배전센터에서 관리하는 분산된 서버, DB, 네트워크, 부대설비 등을 일관된 정책에 따라 통합적으로 운영/관리(Operating & Management)하기 위한 통합 관리 시스템으로서, 배전 IT 자원과 서비스에 대한 관리업무의 효율화 및 배전 서비스의 영속성(Service Continuity) 확보를 위해 구축됐다. 이 시스템은 웹 인터페이스를 통해 시스템과 설비 자산을 지능형 Multi-Screen과 설비구성도 형태로 통합 모니터링 되며 장애 발생 시에는 원격접속을 통해 장애를 처리하도록 구성되어 있다(<그림 3> 참조).

4. 배전센터 기기조작 관리 시스템

배전센터와 사업소 간에 발생하는 개폐기 조작, 책임 분계점 개폐, 무정전(활선) · 휴전작업, 재폐로 분리, 신규 송전, 폐지 등 각종 시공관리 업무상의 혼란을 방지하기 위해 사업소 업무와 배전센터 업무를 구분하고 상호 연동시킴으로써 계통 변경과 기기조작 간 에러를 방지하는 시스템이다.

자동화, 지능화, 원격화한 고장 신속 복구 절차

배전센터는 기존에 개별 운용되던 화면이 대형Multi-Screen에 동시 구현되는 구조로, 고장 발생 시 해당 정보 데이터를 수집하고, 이를 스크린에 연동 제시해 줌으로써 배전센터 근무자가 정확하고도 민첩한 상황 판단 및 원격조작을 가능하게 해 준다.
상시운전 시에는 Multi-Screen의 중앙에 고압 회로도가 나타나고, 좌 · 우측으로 계통 운영과 관련된 배전자동화 시스템(DAS)의 필수 정보 및 기상, 뉴스와 현장 영상 정보가 배전센터 근무자에게 실시간으로 제공된다.
반대로 배전선로에 고장이 발생하면 고장 발생을 알리는 음성 안내 및 신호음과 함께, 배전센터 근무자가 고장구간을 시각적으로 구분할 수 있도록 선로의 색상과 굵기가 변하면서 Multi-Screen의 Main 화면 중앙으로 확대돼 나타난다. 동시에 고장구간의 구체적인 배전선로 단선도가 이벤트창으로 돌출 표시되기 때문에 배전센터 근무자는 고장 개
소를 찾는 시간적 지연 없이 고장구간을 신속하게 파악할 수 있다.
고장구간을 파악한 배전센터 근무자는 고장구간 전후의 인접 개폐기를 원격으로 조작해 고장구간을 분리한다. 그리고 변전소 운전 정보 시스템(SCADA)과 배전선로 부하 현황 모니터링 시스템을 통해 배전선로 부하를 체크하고 여유 용량이 있는 인근 배전선로를 이용해 분리된 고장구간 이 외의 지역에 신속하게 전기를 공급한다.
또한 고장구간에 대해서는 배전센터의 신기동 보수 시스템과 GPS를 이용해 고장지점에서 가장 가까운 곳에 있는 고장 복구 차량의 위치를 파악해 현장 복구 작업 지시를 내린다. 지시를 받은 현장 작업자는 차량에 설치된 내비게이션의 안내를 받아 고장 발생 장소로 즉시 이동, 현장에서 열화상 진단카메라 등을 이용해 고장 여부를 확인하고 고장 개소를 신속히 복구한다. 배전센터에서는 작업현장 중계 시스템을 통해 현장작업 상황을 파악하는 과정으로 일련의 정전 복구 절차가 모두 마무리된다.

스마트형 배전센터 구축 효과

스마트형 배전센터의 구축 · 운영을 통해 얻는 효과는 정성적으로나 정량적으로 획기적이다. 고장 복구시간을 단축하는 신속한 정전 복구가 가능하고, 각종 정보를 고객에게 제공할 수 있어 고객감동 실현도 가능하다. 정전 복구시간은 고장이 발생하고 현장 출동, 인력 복구 등으로 경우에 따라 54분 이상 걸리던 것이 배전센터에서 지능형으로 원격 제어함에 따라 3.3분으로 대폭 축소됐다. 또한 벽면 계통도 유지 보수 비용도 연간 약 7억 원이 절감되는 것으로 분석됐다.

강남지점의 경우, 배전센터가 구축 · 운영되기 전인 2005년에 비해 2009년에 고장 건수가 10건, 32% 감소했고, 호당 정전시간도 3.13분, 55%가 감소한 것으로 나타났다. 이를 금액으로 환산하면 정전으로 인한 사회적 비용이 54.4억 원 감소하고, 공급지장 비용도 연간 4.7억 원 감소하는 것으로 나타났다.
스마트형 배전센터는 배전정보 시스템 등 각종 시스템의 융합 연계에 따른 신속 정확한 업무수행으로 신뢰성, 효율성이 향상됐다. 또한 시스템 개발 및 운영 능력 축적으로 스마트형 배전센터의 세계 표준화 달성을 선도해 스마트그리드 및 전력산업 관계자의 필수 방문코스로서 외국전력회사의 벤치마킹 대상으로 부상했으며, 관련 기술 및 노하우의 해외 수출 추진으로 호주, 아시아, 중동 등에서 수익 창출이 기대되고 있다(<표 1> 참조).

마무리

전력산업의 패러다임은 급속하면서도 크게 바뀌고 있다. 고객이 원하는 전기를 선택해서 사용하는 시대가 오고 있고, 전력망도 소규모 마이크로그리드 형태로 변해가는 등 전력망 이용을 인터넷처럼 쉽고 편하게 활용하는 시대가 예상된다.
배전분야의 기술 트렌드도 변하고 있다. 정전 감소, 정전시간 단축은 물론 고품질의 전기 공급은 필수다. 현재에도 끊임없이 정보 기술을 접목하고 있지만, 더 지능화된 정보 기술의 접목이 필요하며, 다수의 분산전원이 연결된 배전계통을 효율적으로 운전하는 기술도 요구된다.
전력망 운영 기술에서도, 배전자동화에 다양한 예지형, 지능형 전력 · 전자기기가 도입되고, 국제 표준화된 스마트그리드 기반 위에서 다양한 센서 정보를 이용해 고장을 예지하며 배전계통에서 일어나는 동요를 스스로 치유하는 차세대 시스템으로 발전해 나갈 것이다.
이러한 중차대한 시점에서 미국, 일본 등 선진국보다 앞서 세계 최고, 최신의 스마트형 배전센터를 KEPCO가 이미 구축 · 운영한다는 것은 스마트그리드의 주도권 확보에 우위가 있다고 할 수 있다. 배전센터는 스마트그리드를 지향한 차세대 스마트형 핵심(Core) 센터이기 때문이다.
배전센터의 구축은 첨단 디지털, 스마트그리드 시대를 대비해 공급자와 소비자 간 양방향성의 전력공급 인프라가 구축됐음을 의미한다. 그러나 양방향성 전력 사용 정보와 개인 정보가 해킹당하지 않도록 보안(Security) 시스템이 선행 구축돼야 할 것이다. 전력망이 해킹당한다면 국가 혼란의 위협이 되는 대규모 정전, 사회 마비와 같은 심각한 피해가 발생할 수 있으며, 치명적인 프라이버시 문제를 야기할 수도 있기 때문이다.
현재 스마트그리드와 관련된 기술 및 정책들이 빠르게 개발, 정비되고 있다. 이러한 기술과 정책들이 세계 최신, 최고의 전력 기술과 정보 통신 기술(ICT)이 융합된 KEPCO 배전센터에 접목된다면 스마트형 배전센터는 더욱 진화해 명실상부한 스마트그리드의 N/W(네트워크) 운용센터가 될 것이며, 십 수 년 후에는 근무자가 필요 없이 자율적, 자동으로 배전계통이 운전되는 날이 오게 될 것이다.