(르포) 발전인재개발원 LNG 발전소 운전원 교육 시뮬레이터 현장을 가다
디지털 트윈 적용해 현장감 높이면서 교육 효과는 극대화 기대
하이피델리티 시뮬레이터로 발전소 적용된 로직 그대로 적용
VR 통해 부족한 현장 경험 보충…추후 콘텐츠 지속 확대 예정
작성 : 2021년 07월 19일(월) 13:16
게시 : 2021년 07월 21일(수) 09:50
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발전인재개발원이 새로 개발한 LNG 복합화력발전소 운전원 교육 시뮬레이터를 직접 이용하고 있다.

[전기신문 윤대원 기자] 디지털 트윈이 전력산업계에도 깊숙이 파고 들어가는 모습이다. 발전소 운영부터 전력망 관리까지 다양한 분야에서 디지털 트윈은 전력산업의 패러다임을 변화시키고 있다.

이 같은 움직임은 전문인력 양성 분야에서도 예외는 아니다.

한국발전인재개발원이 최근 개발한 LNG복합발전소 운전원 훈련용 시뮬레이터는 디지털 트윈 기술을 적용, 산업현장에 가까운 환경을 구축함으로써 운전원 교육을 가능케 한다. 이를 통해 정부의 탈석탄 정책에 대비한 양질의 전문인력 육성에 나선다는 게 발전인재개발원의 계획이다.



곧 교육 현장에 투입될 계획인 복합발전소 운전원 훈련용 시뮬레이터 체험을 위해 대전에 최근 건설된 발전인재개발원 신사옥을 방문했다.

아직 지은 지 얼마 안 돼 깔끔한 발전인재개발원 내부는 굉장히 쾌적한 모습이다. 이곳을 방문한 교육생들에게 최상의 교육서비스를 제공할 것으로 기대된다. 특히 새로 문을 연 건물에는 VR 체험실과 같이 새로운 기술이 적용된 교육 프로그램을 제공할 수 있는 환경이 준비돼 있다는 게 발전인재개발원 측의 설명이다.

이번에 방문한 복합발전소 운전원 훈련용 시뮬레이터 역시 새로운 공간에 둥지를 튼 프로그램이다.

박성일 발전인재개발원 교수의 소개를 받아 들어간 훈련용 시뮬레이터 교육실은 발전소에서 본 발전소 제어실과 거의 똑같은 모습이다. 전면을 가득 채운 스크린에는 가상으로 마련된 발전소의 현재 상황 정보가 잔뜩 전달되고 있다.

한 컴퓨터 앞에 앉아 모니터를 들여다보니 운전을 위한 메뉴들이 눈에 들어온다.

“발전소 제어에 사용되는 오베이션 컨트롤 시스템을 활용해 현실에 충실한(하이피델리티) 시뮬레이터로 실제 제어실과 같은 환경을 구축했습니다. 이곳에서 교육을 받으면 현장업무도 충분히 숙달될 수 있도록 하기 위해서죠. 발전설비를 조작했을 때, 정해진 값이 출력되는 게 아니라 질량 보존의 법칙이나 에너지 보존의 법칙과 같은 실제 플랜트의 로직을 100% 반영해 발전현장과 같은 움직임을 보이게끔 했죠. 자, 이걸 눌러보세요.”

박 교수의 설명에 맞춰 화면상에 보이는 오토싱크 버튼을 눌렀다.

화면에 표시된 싱크로 스코프가 바로 동작한다. 스크린에 표시된 발전기 출력이 한자릿수에서 30여초 만에 30MW까지 올라간다.

“지금 가스터빈(GT) 1호기가 계통 병입 직전까지 준비된 상태였거든요. 이제 본격적으로 계통과 위상·주파수·전압을 맞춰 계통에 연결되는 과정이 진행될 겁니다.”

이처럼 내가 현재 하는 행동이 발전소 운전 시 어떤 결과를 가져오는지 즉시 파악할 수 있도록 했기 때문에 실제 현장에서도 쉽게 적응할 수 있다는 게 박 교수의 설명이다.

교수들이 교육과정에서 다양한 이벤트를 던져줄 수도 있다.

동작하고 있는 펌프 가운데 하나가 고장이 나거나, 발전소에 진동이 발생하는 등 20여 가지의 시나리오가 저장돼 있기 때문에 교육생들이 이벤트 발생 시 대처방안 등을 사전에 숙지할 수 있게 된다는 것.

“우리 시뮬레이터의 강점은 다른 발전소들처럼 제어실만 구축해놓지 않았다는 것입니다. 가상현실(VR)을 활용해 발전소 현장을 체험할 수 있게 했죠.”

시뮬레이터 교육실 한편에 놓인 VR 기기를 착용했다. 오큘러스사의 ‘오큘러스 리프트’ 기기를 도입해 보다 현장감 있는 그래픽으로 교육의 효과를 높였다.

VR을 착용해 초점을 맞춘 뒤 주위를 둘러보니 실제로 몇 번 방문해본 적 있는 발전소 내부의 모습이 그대로 구현돼 있다.

오큘러스 리프트의 ‘핸드 트래킹’ 기능을 활용해 별도의 컨트롤러를 활용하지 않고도 발전소 현장을 체험할 수 있어 현장감이 더욱 높았다.

눈앞에 ▲이론 교육 ▲씰-오일 ▲수소창고라는 세 개의 메뉴가 떠오른다.

먼저 이론 교육 메뉴를 선택하자 발전소 운영과 관련된 이론 교육이 진행된다. 동영상을 통해 알기 쉽게 소개하고 있어서, 작업 전에 가볍게 진행하기 좋은 메뉴다.

“오늘 체험해볼것은 수소창고 교육입니다. 발전설비 냉각을 위해 수소가스를 보통 사용하는데, 수소가스를 집어넣었다 빼는 과정에서 보다 안전하게 설비를 운영할 수 있게끔 교육하는 거죠.”

간단한 이론 교육을 마친 뒤 수소창고 메뉴를 선택했다. 사각형의 방에 파이프 라인과 이를 조작하기 위한 레버들이 벽에 빼곡하게 붙어 있다. 구석에는 수소통으로 보이는 커다란 통들이 눈에 들어온다.

시뮬레이터의 지시에 따라 레버를 하나씩 조작한다.

발전인재개발원의 VR 교육 프로그램을 직접 체험해보고 있다.


교육생이 위치해야 할 곳에 발 모양의 그림이 그려진다. 핸드 트래킹을 통해 이동 버튼을 조작해 발 그림 앞에 서니 이번에는 조작해야 할 레버가 반투명하게 바뀐다. 교육생이 어떻게 움직여야 할지를 바로 알 수 있다는 것.

레버를 조작할 때마다 파이프로 이산화탄소가 채워지는 게 보인다. 수소를 채우기 전에 우선 공기를 이산화탄소로 바꿔주는 작업이다.

파이프의 색이 변하면서 어떤 경로를 통해 조작한 부위까지 이산화탄소가 채워지는지 알 수 있다.

눈앞에 메시지가 뜬다.

제어실에서 현재 상태를 확인하기 위해 전송한 메시지다. 실제 발전설비를 가동 시 현장과 제어실 간 소통해야 하는 부분을 실습할 수 있는 것으로, 시뮬레이터 교육이 제어실 교육을 받고 있는 교육생과 현장 교육을 받고 있는 교육생이 연계해 실제 작업 과정을 체험할 수 있다고 박 교수는 설명했다.

이번에는 수소 통을 설비에 연결해 본격적으로 수소를 주입했다. 이산화탄소를 주입할 때와 마찬가지로 레버들을 하나씩 순서대로 작동시키니 파이프 색깔이 파랗게 변한다. 이를 통해 설비 냉각을 위한 과정을 처음부터 모두 체험했다.

박 교수는 “설비 냉각을 위한 수소 투입과 제거는 지금 일하고 있는 운전원들도 많이 겪어보지 못했을 거다. 1년에 한두 번 겪어볼까 말까 한 일”이라며 “이번에 개발한 VR 교육 프로그램은 운전원들의 부족한 현장 경험을 간접적으로나마 채워준다는 점에서 큰 의미를 갖는다”고 말했다.

박 교수에 따르면 디지털 트윈을 활용한 LNG 발전소 운전원 교육 시뮬레이터는 올해부터 본격적으로 교육생들에게 제공될 예정이다. 아직 코로나19 시국인 만큼 투입시기는 다소 지켜봐야겠지만 발전인재개발원의 교육 품질이 한층 높아질 것으로 기대된다.

“앞으로 VR 프로그램에 더 많은 콘텐츠를 연동시킬 계획입니다. 이를 통해 이론 교육 위주의 제어 교육을 실습 위주로 확대한다면 발전공기업뿐 아니라 민간 등에서도 활용할 기회가 많아지지 않을까요.”



(미니인터뷰) 박성일 발전인재개발원 교수



“실제 플랜트와 다르면 교육 효과가 떨어집니다. 그렇기 때문에 부산복합화력발전소의 베테랑 운전원을 초빙해 2달간 시뮬레이터 시운전을 시행했죠. 이를 통해 현장과 다른 부분을 최대한 보완했습니다.”

박성일 발전인재개발원 교수는 “시뮬레이터 개발 과정에서 교육 퀄리티를 최대화하는 데 집중했다”며 이같이 말했다.

박 교수에 따르면 그동안 발전사들은 석탄화력발전소마다 시뮬레이터를 설치해 운전원들에 대한 교육에 많은 투자를 해 왔다. 운전 자체가 복잡할 뿐 아니라 트러블 발생 시 운전원들이 수동으로 작업해야 하는 일이 많아서다.

반면 복합화력발전소는 기동 및 정지가 잦은 편이어서 충분히 경험을 쌓을 수 있다는 판단하에 교육용 시뮬레이터를 설치하지 않는 경우가 많다. 이와 관련 발전인재개발원은 LNG 발전소의 교육용 시뮬레이터를 통해 운전원들이 사전에 충분한 교육을 받을 수 있는 환경을 마련한다는 방침이다.

“특히 VR 시스템과 시뮬레이터를 연계한 게 우리 시스템의 차별점입니다. 대부분 시뮬레이터들은 제어실 교육만 가능하거든요. 우리는 VR을 통해 현장에서 운전한 내용을 제어실 통신과 연동, 두 공간을 연계한 교육을 진행할 수 있게 했습니다. 교육장에 실제 발전소에서 사용되는 설비를 샘플로 가져다 둔 것도 이 같은 이유에서죠.”

그는 이번 시뮬레이터를 바탕으로 발전인재개발원이 4차 산업과 접목한 고부가가치 산업 기반의 교육을 진행할 수 있는 기틀을 닦고 싶다고 전했다.

“4차 산업혁명을 접목한 좋은 교육장비를 개발할 수 있도록 기반을 닦는 게 목표입니다. 우리 발전인재개발원이 고부가가치 산업을 기반으로 교육을 해야만 발전사들이 찾는 교육기관으로 성장할 수 있기 때문입니다.”
윤대원 기자 기사 더보기

ydw@electimes.com

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