특집&기획기사

[전력설비의 경제성 평가 기술 1] 전력설비에서 자산관리기술 적용을 위하여

김대근 기자
입력 2015.02.01 00:00

[전력설비의 경제성 평가 기술 1]
전력설비에서 자산관리기술 적용을 위하여

일반적 의미에서의 자산관리란 자산의 가치를 극대화시키는 행위를 의미하며 전력설비에서의 자산관리란 전력설비에 자산관리 기술을 도입 투입비용 대비 최적의 고장률 조절과 계획적 유지보수 활동을 통해 전력설비의 자산적 가치를 향상시키는 것을 뜻한다. 국내의 전력설비 자산관리기술은 아직 초기단계이지만 지난해 전력설비 자산관리기술 발전을 목적으로 ‘자산관리 연구회’가 설립되는 동 분야에 관한 본격적인 연구가 진행되고 있다. 이와관련 ‘전력설비 자산관리 연구회’의 일원으로 활동하고 있는 한국전기연구원 선종호 박사의 원고를 소개한다. (편집자 주)

저자 한국전기연구원 선종호 박사

자산관리란?

일반적으로 유형자산의 사전적 의미는 ‘개인이나 기업이 소유하고 있는 경제적 가치가 있는 유형물’이며, 자산관리란 자산의 가치를 극대화 시키는 행위를 의미한다. 따라서 자산관리의 결과는 설비의 고장방지나 성능유지와 같은 물리적 성능유지측면을 포함한 설비의 경제적 가치보존 형태로 나타나게 된다. 예를 들어 어떠한 설비를 도입할 때 필요이상의 성능을 가진 설비를 도입하게 되면 상대적으로 설비의 경제적 가치는 저하되고 또한 유지보수 시에도 일정 이상의 성능 유지 또는 수명을 만족시키기 위해 보수비용 지출이 지나치게 증가하면 폐기 후 새 기기를 도입하는 것보다 경제성은 떨어지게 된다. 이와 같이 설비에 있어서 자산관리는 설비의 도입부터 운영, 폐기시 까지 설비의 가격, 중요도, 운전환경, 고장특성, 효율 등과 같은 설비의 사용 환경을 분석해 최적의 자산관리 정책을 적용해야 그 효과를 극대화 할 수 있다. [표 1]은 설비의 자산관리에 따른 대표적 효과를 보여주고 있다. [표 1]에서와 같이 자산관리의 효과는 설비의 전생애 관리를 통해서 경제적 가치상승으로 나타나게 된다.

자산관리 기술 동향

기존에는 산업설비의 물리적 성능만을 유지하기 위해 BM, CM, TBM, CBM, RCM 같은 전통적인 유지보수 기술이 사용되어 왔다. 그러나 이러한 기술은 설비의 운전 중 유지보수 단계에서만 사용되며, 유지보수비용의 비효율적 사용, 설비의 낮은 효율로 인한 탄소배출량의 증가, 고장에 따른 산업적 손실비용의 증가와 같은 문제점을 가질 수 있는 것으로 평가됐다. 보고 예로 2008년도 Physical Asset Management for the Executive, maintenance Technology에 따르면 미국의 경우 전기를 포함한 실물자산의 부적절한 정비로 인한 손실은 GDP의 20% 달하고 적절한 정비를 통해서 74 Megatons의 온실가스 배출 저감이 가능한 것으로 보고하고 있다. 이러한 시점에 세계의 산업이 글로벌화 친환경화 되면서 설비의 유지보수 기술도 단순히 생산을 위한 도구로서의 역할 뿐만 아니라 실제 조직의 이익과 지속가능한 제품생산의 성장을 위하여 설비 가동율 증가, 비용효과가 높은 지출, 환경과 안전 등을 고려한 실물자산관리 기술로 발전하게 되었다. 이와 같은 자산관리 기술의 시대적 요구에 따라 ISO를 중심으로 관련 규격도 등장하게 되었으며 다음은 대표적인 관련 규격을 보여 주고 있다. 하기의 규격 PAS 55 에서는 주요 대상 산업을 가스, 전기, 수도, 항만, 항공, 철도, 대중시설, 제조 및 공정, 자원산업으로 분류하고 있으며, 자산관리를 “조직의 전략적 계획(경영목표)달성을 목적으로 자산과 자산시스템의 전 생애에 걸쳐 자산과 자산시스템의 성능과 리스크 그리고 비용을 최적화 및 지속 가능하도록 관리하는 체계적, 의도된 활동과 노력”으로 정의하고 있다.

○
PAS 55 : Publicly Available Specification for the optimal management of physical assets(BSI 발행)
Part 1 - Specification for the optimised management of physical infrastructure assets

Part 2 - Guidelines for the application of PAS 55-1

○
ISO 55000 provides an overview of the subject of asset management and the standard terms and definitions to be used.

○
ISO 55001 is the requirements specification for an integrated, effective management system for asset management

○
IS0 55002 provides guidance for the implementation of such a system

○
ISO 9001 for quality management

○
ISO 14001 for environmental management

○
ISO 31000 for risk management

○
OHSAS 18000 for occupational health and safety

전력설비 자산관리 기술 동향

전력설비는 크게 배전설비와 송변전설비, 발전설비로 분류된다. [표 2]와 [표 3]는 국내의 송변전설비와 발전설비의 연도별 변화 추세를 보여주고 있다. [표 2]와 [표 3]에서와 같이 국내 전력설비는 계속 증가추세에 있으며 이는 전력을 생산하고 소비하는데 사용되는 자산이 계속 증가하고 있다고 말 할 수 있다. 설비가 증가할수록 유지보수에 필요한 비용도 증가하게 되며 그에 따른 비용손실이 증가하게 되면 유지보수 효과도 저하될 수 있다. 그러므로 최적의 전력설비 자산관리 기술을 도입하여 전력설비가 전력을 생산하거나 공급하는 단순한 도구가 아닌 투입비용대비 최적의 고장률 조절과 계획적 유지보수 활동을 통하여 전력설비의 관리측면에서 자산적 가치를 향상시켜야 한다. 전력설비의 자산관리는 변압기나 GIS, 발전기와 같은 단독설비, 또는 각 동일한 설비를 그룹핑한 Fleet 단위, 또는 변전소나 발전소 단위로 적용될 수 있다. 자산관리 기술동향에서 살펴보았듯이 자산관리는 전력 유틸리티나 전력설비 제조사와 같은 조직의 목적 및 그에 따른 전략에 따라 수행되기 때문에 최적의 자산관리를 위하여 다양한 형태의 기술이 요구된다.

이러한 요구 기술을 정리하면 다음 [그림 1]과 같이 나타낼 수 있다. 이 그림에서와 같이 자산관리에 필요한 기술은 여러 가지가 있지만 문헌 조사에 따르면 조직의 자산관리목적 및 전략에 따라서 한 가지 기술만을 사용하는 단독기술을 사용하기도 하고 여러 가지 기술을 복합적으로 사용하여 자산관리를 수행하는 복합기술을 사용하기도 한다. [그림 1]에서 보전기술은 주로 각 전력설비의 물리적 성능평가(예를 들면 변압기의 유중가수분석 측정, GIS의 부분방전 측정)를 통하여 얻은 건전도지수(Health Index)로서 정도를 평가하고, 신뢰성 기술은 설비의 고장모드 및 영향분석을 실시하고 설비의 고장율 분포, MTBF 등을 계산하여 전력설비의 신뢰도를 평가한다. 산업 및 환경기술의 평가에서는 전력설비가 설치되어 있는 자연 환경(분진, 습기, 주위온도 등), 부하조건(부하율, 부하패턴), 부품의 단종 여부, 효율 및 신기술 적용성 등이 고려된다. 경제성 평가기술은 전력설비의 유지보수비용, 전력설비의 고장에 따른 기회비용, 효율 감소에 따른 생산 손실 비용과 기기 손실비용, 설비의 감가상각비용, 기대수익율 등을 고려하여 수명주기비용(LCC), 연간등가 비용(EUAC), 현가법(PVM) 등을 사용하여 전력설비의 경제적 수명을 산출하고 최적의 재고량, 정비주기 등을 산출한다. 시스템 기술은 전력설비 자산관리에 최적인 데이터베이스 설계 및 구축, 온라인 및 IoT 기술을 접목하는 H/W 및 S/W 개발을 생각할 수 있다. 현재 전력설비의 자산관리는 각 기술을 단독으로 또는 조합하여 조직의 자산관리 목적에 따른 전략을 수립하여 사용하고 있다. 전력설비의 자산관리를 위한 개발사례로서 알스톰의 발전기 자산관리 소프트웨어(PLANTLIFE™ PROGRAMME), ABB의 Asset Optimization Maintenance management software solution for high voltage circuit breakers, 지멘스의 Software solutions from Integrated Engineering to Integrated Operations 등과 같은 자산관리 솔루션을 선진 기관에서 출시하고 있으며 국내에서는 변압기, GIS, 발전소 등을 대상으로 한전과 발전사, 수자원공사, 포스코 등의 대형 산업체를 중심으로 전력설비 자산관리 기술을 개발하여 사용하고 있다. 이와 같이 국내외적으로 전력설비에 있어서도 자산관리 기술 개발이 수행되고 있으며, 이와 관련하여 국내에서도 전력설비 자산관리 기술발전을 목적으로 2014년 전력설비 자산관리 연구회가 설립되어 운영되고 있으며, 2014년 12월부터 미래창조과학부의 국가과학기술연구회 융합클러스터사업으로 “발전설비 운영관리 풀랫폼 융합클러스터” 사업이 진행되고 있고 또한 2012년 사단법인 한국 산업 자산관리 협회가 창립되어 전력설비 자산관리 기술 개발을 위한 국내 인프라 구축이 다변화되고 있다.