변전분야 디지털 전환 이끌어…시공업계 새로운 기술에 적응해야

그동안 전기를 공급하는 발전소는 대형화력, 원자력발전소, 수력 등 일부에 국한되어 있었다. 하지만 에너지 전환의 가속화로 신재생발전소가 자연스럽게 증가하면서 발전사업자는 큰 폭으로 증가했다.

2021년 3월 기준, 전력거래소를 통해 발전사업에 참여한 사업자는 4,479개에 달한다.

발전사업자가 다양해지면서 더욱 복잡해진 것은 전력망이다.

그동안 전력계통은 대형발전단지 위주로 구성됐다. 하지만 이제는 모든 발전소를 연결해야 하기 때문에 촘촘해졌다. 그만큼 관리도 어려워졌다. 이 때문에 에너지 전환과 함께 추진되는 것이 디지털 변환이다. 특히 전력망 분야에서도 변전분야의 디지털화가 빠르게 진행되고 있으며, 전기공사업계도 전력설비 디지털화에 맞춰 새로운 기술 습득은 물론 인력양성에 적극 나서는 모양새다.

변전분야 유지보수를 전문으로 하는 변전전문회사 협의회 장덕근 회장도 “계통분야는 새로운 분야를 개척해야 하며, ESS, Facts(유연송전 시스템), 친환경 개폐장치 등 신기술분야에서 업역을 확대하기 위한 기술력 확보가 요구된다. 또한 송·변전설비 고장예방진단 분야의 기술력 향상으로 휴전 후 각종 점검 위주에서 활선상태에서 예방진단 위주의 설비관리도 예상되는 만큼 대비도 필요하다”고 지적했다.

변전소는 전력공급 과정에서 사람으로 치면 심장과 같은 역할을 하기 때문에 정밀한 관리가 생명이다. 그래서 변전소는 하루 24시간 물 샐 틈없이 관리되고 있다. 설비가 복잡해지고 많아지면서 변전소를 구성하는 핵심인 변압기, 가스절연 개폐장치(GIS) 등 대형기기의 설비상태를 진단해 전력공급 상태를 정확히 판단하는 것은 사람의 능력을 뛰어 넘는 영역이 됐다. 하지만 최근 몇 년 사이 AI, IoT 기술의 진화는 사람의 눈으로는 불가능 했던 영역까지 관리 감독이 가능하도록 해 설비 운영의 효율·안정성을 높이는 것은 물론 건전도도 강화했다.

한전은 전력시장의 패러다임 변화에 따라 2013년부터 154kV급 변전소에 디지털 변전소 시스템을 도입하기 시작했으며 2020년 말 현재 새로 지은 70개 변전소는 디지털로 구축해 운영하고 있다. 또 기존 변전소의 디지털화도 속도를 내고 있다.

한전에서 운영 중인 전체 변전소의 85%를 154kV변전소가 차지하고 있으며, 이중 17%인 124개에 대해 디지털 변전소 시스템을 적용 중에 있다.

변전소 디지털 전환의 핵심은 센서 기술이다. 현재는 변압기에 4종, GIS에 2종의 센서를 부착해 설비의 상태를 24시간 정밀 관측하는 것이 가능해졌다.

변압기와 GIS에 부착한 센서를 통해 부분방전은 물론 기기의 동작특성, 가스분석, 부싱진단, OLTC 진단 등 설비의 동작 상태를 정확히 들여다 볼 수 있게 됐다. 디지털 전환의 핵심은 정확한 설비데이터 확보와 센서기술 적용, Big Data 및 AI를 활용한 정교한 알고리즘 설계다.

한전은 변전소 디지털 전환에 앞서 그동안 축적한 진단이력, 정전 고장 이력, 부하, 감시제어계측 이력 등 200만건의 전국 변전설비 데이터를 정비했다. 설비 개별로 축적한 데이터를 시스템으로 연결해 Big Data 분석에 활용할 수 있도록 한 것이다. 여기에 기상, 국토 등 외부 정보를 더했다. 기온에 따라 설비의 온도 변화까지 측정할 수 있게 해 온라인, 오프라인 정보에 외부 정보까지 더한 한전 전사 플랫폼을 구축했다.

플랫폼을 통해 전국 각지에 있는 변전소의 다양한 데이터를 취합하고, 인공지능 기능을 집어넣어 변전종합 예방진단 시스템을 구축하는 것이 목표다. 이 시스템이 구축되면 본사에서 전국의 설비상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 본사와 사업소 등 모든 곳에서 관리감독이 가능해진다.

한전은 2034년까지 기존 154kV 변전소 전체를 디지털화 할 계획이다. 전력설비의 모든 상태 계측 정보를 디지털화하는 풀 디지털 변전소 기술을 개발해 시범 구축할 계획이다. 한전 변전운영실 관계자는 “디지털 변전소 운영 기술도 고도화 할 계획이며, 스카다-변전소간 통신연계방식 표준화는 물론 고속으로 대용량 전송이 가능하도록 설비도 개선하겠다”고 말했다.

글_편집팀