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전력산업 새 지평여는 키워드는 ‘데이터’
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2023-09-14 14:19
작성일 : 2023-09-11
전력산업과 데이터 접목 본격화 추세…변화하는 전력환경에 대응 박차
과거 전문가들에 의해 개발되던 전자·통산 분야의 제품들이 이제는 아두이노 등이 발달하며 초등학생이 간단한 지식만 갖고도 만들 수 있는 시대가 됐다. 아무런 통신 이론 없이 조금만 공부를 하면 간단한 기능 정도는 충분히 구현할 수 있다는 것.
아두이노라는 툴(Tool)을 통해 가능한 일이다. 이 같은 툴의 변화가 전기 분야에서도 이뤄지고 있다. 과거 특정 전문가들에 의해 아날로그로 해석되던 전력계통의 조류 해석이나 전력설비에 대한 분석이 데이터를 기반으로 변화하고 있다.
이미 수년 전부터 IT(정보기술)의 발달로 빅데이터 산업이 떠오르고, 이에 발맞춰 전력에도 빅데이터를 접목하고자 하는 움직임이 이어졌다. 이 같은 노력이 차곡차곡 쌓이면서 최근 보다 효율적으로 데이터를 전력산업에 이용할 수 있는 방법이 마련되는 모습이다.
이 같은 움직임의 배경에는 정부의 탄소중립 정책 등으로 인한 설비의 증가가 바탕이 됐다.
과거 전력그룹사를 중심으로 석탄·LNG·원자력 등 대형 전통 발전원이 대부분의 전력을 공급하던 시절과 달리 최근에는 재생에너지의 증가로 수만개의 소규모 발전설비가 전력계통에 물려 있는 환경이다. 이와 함께 에너지저장장치(ESS)나 전기차와 같은 설비들도 차츰 늘어나는 추세다.
계통 역시 점차 복잡해지고 있다. 더 이상 사람의 힘만으로 계통을 해석하고 운전하기에는 안정성 측면에서 어려움이 커질 것이라는 전망이 나온다.
DESIRe 센터는 최근 재생에너지와 같은 간헐성 자원이 증가하는 한편 급격하게 속도를 내고 있는 발전자원의 분산화 등으로 시스템 복잡도가 증가하면서 데이터를 기반으로 보다 체계적인 에너지 관리 시스템을 마련하는 역할을 한다.
이와 관련 재생에너지를 비롯해 ESS, 전기차, AMI 등에서 발생하는 전력데이터를 분석하고, 이를 기반으로 전력시스템을 해석하는 시스템과 시뮬레이션을 개발할 예정이다.
이번 연구는 총 5개 세부과제로 나뉜다.
먼저 공유형 에너지데이터 생성 및 보안(1세부)을 시작으로 ▲에너지데이터 증강 및 분석(2세부) ▲하이브리드 AI 기반 에너지시스템 운영 알고리즘 개발(3세부) ▲고성능 융복합 에너지 시스템 해석 및 시뮬레이션(4세부·혁신) ▲에너지플랫폼 통합형 평가 및 검증플랫폼(5세부) 등 5개 세부과제를 수행하게 된다.
주관기관인 가천대를 비롯해 경희대·연세대·국민대가 공동으로 연구를 수행한다. 이뿐 아니라 한국에너지공단·한국동서발전·SK E&S·한국신재생에너지데이터산업진흥회가 참여기관으로, 옴니시스템·지우정보기술이 공동개발기관으로 힘을 합친다. 또 한전과 전력거래소·한국스마트그리드사업단·인코어드테크놀로지가 협력기관으로 참여한 가운데 산·학 간 협력의 장이 될 전망이다.
사업의 총괄책임자인 손성용 가천대 전기공학과 교수는 “최근 IEEE에 참가했는데, 전통 전력 전문가들이 ‘데이터 드리븐(Data-driven)’이라는 말을 쓰기 시작했다”며 “과거 400~500개 정도의 발전설비는 아날로그 방식으로 발전계획을 풀 수 있었지만, 이제는 수만 개의 설비를 대상으로 해석을 해야 한다. 우리 DESIRe 센터는 이 단계에서 새로운 툴을 개발해 데이터 기반의 새로운 방법론을 찾는 게 목표”라고 말했다.
◆전력계통의 자율주행 연구 본격화=고려대학교는 최근 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 선정하는 2023년도 하반기 선도연구센터(REC) 과제를 통해 ‘복원력을 가진 자율 운영 전력망(RAG;Resilient Autonomous Grid) 센터’를 설립한 바 있다.
장길수 고려대 전기전자공학부 교수를 연구책임자로 하는 이번 센터는 점점 확대되고 있는 전력계통에 발맞춰 RAG를 개발하는 역할을 한다.
RAG는 다양한 전력망에서 보내오는 데이터를 기반으로 최적의 운전을 하는 시스템이다. 데이터를 기반으로 제어 가능한 여러 계통 자원들을 자율적으로 운행함으로써 1초가 중요한 계통운영의 효율을 극대화하는 전력망이다.
RAG의 바탕이 되는 오토노머스 그리드는 이미 해외에서도 주목받는 기술이다. 이탈리아 에너지 회사인 에넬(ENEL) 등에서 이미 관심을 갖고 있는 기술로 잘 알려진 이 기술은 재생에너지 증가에 따라 점차 복잡해지는 전력망 운영에서 효율적인 방안을 마련할 것으로 기대된다.
이뿐 아니라 전력망 운영의 자율운행으로 인한 신뢰도 문제를 해소하기 위해 트러블이 발생했을 때 복원력을 갖추기 위한 연구를 함께 진행한다는 방침이다.
연구책임자인 장길수 고려대 교수는 최근 본지와 인터뷰에서 “현재 수용성 문제로 계통을 확대하는 게 어려운 것이 사실”이라며 “이 가운데 재생에너지 증가로 인해 계통에서 다양한 이슈가 발생하면서, 현재 갖고 있는 자원을 어떻게 잘 활용하느냐가 앞으로의 계통운영 대안이 될 것”이라고 말했다.
◆공공 데이터 개방 통해 산업계 육성한다=전력데이터를 바탕으로 우리 중소기업의 사업영역을 확대하고 새로운 사업모델을 창출하는 사례도 눈길을 끈다. 이전까지 설비 영역에 한정됐던 우리 전력산업계에 데이터 기반의 새로운 먹거리를 통해 외연을 넓히고 있다는 얘기다.
대표적으로 언급되는 게 한국서부발전(사장 박형덕)이 운영하고 있는 ‘서부 디지털 기술공유센터’다.
서부발전은 센터를 통해 그동안 외부에 공개되지 않았던 발전소의 데이터를 중소기업 등에 제공함으로써 이를 활용한 새로운 사업기회를 중소기업에 제공하고 있다.
이뿐 아니라 이들 데이터를 바탕으로 서부발전이 운영하는 발전소를 ‘스마트 발전소’로 발돋움하기 위한 기술을 개발하고 있다.
발전설비 상태 예측뿐 아니라 정비 및 연료비 절감 등 운영 시스템과 함께 발전소 내 안전 확보 등 다양한 분야에서 이들 데이터를 활용할 수 있다는 게 서부발전 관계자의 설명이다.
센터를 통한 다양한 협업모델 실적도 거뒀다.
최근 서부발전이 운영 중인 연료전지 시스템의 디지털 트윈 관제 플랫폼을 엠폴시스템과 함께 개발한 가운데 실제 현장에도 적용한 바 있다. 또 포미트와 함께 메타버스 안전협업 플랫폼을 개발하고 이를 태안화력 1호기에 도입해 디지털 기술을 활용한 안전 확대에도 기여했다.
서부발전은 최근 ‘발전 데이터 활용 창업·벤처기업 지원사업’을 통해 ▲탄소중립 ▲스마트 운영 ▲안전 강화 ▲업무 디지털화 ▲발전 분야 디지털 전환 또는 신규 비즈니스 개발(자유 분야) 등 5개 분야에서 중소기업이 제안한 사업을 지원하기로 했다.
이를 통해 정부 주요 사업으로 추진하고 있는 공공 데이터 제공을 통한 민간-공공 간 협력 강화에 기여한다는 방침이다.
서부발전은 자체적으로 내부 인력양성을 통해 디지털 인재 개발에도 박차를 가하고 있다. 빅데이터 분석 및 교육, 인공지능 교육 등에 올해만 90여 명의 인재를 선발해 핵심인력으로 양성하고 있다는 게 서부발전 관계자의 설명이다.
이를 통해 민간이 서부발전의 발전데이터를 바탕으로 기술을 개발하는 과정에서 협업할 수 있는 환경이 마련될 것으로 기대된다.
최현호 서부발전 정보기술처 차장은 “과거 발전사의 동반성장은 대부분 기계 분야에서 이뤄졌다면 서부발전은 데이터를 바탕으로 디지털 동반성장을 할 수 있는 환경을 만들어가고 있다”며 “이번 센터를 기반으로 차후 발전회사에서 솔루션 판매까지 영역을 넓혀 ‘데이터로 먹거리를 만드는’ 회사를 만드는 게 목표”라고 말했다.
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전력산업과 데이터 접목 본격화 추세…변화하는 전력환경에 대응 박차
가천대·고려대 늘어나는 전력 및 계통 설비에 ‘데이터’로 돌파구 마련
서부발전, 中企에 발전 데이터 개방 통한 새로운 동반성장 모델 제시
서부발전은 디지털 기술공유센터를 통해 발전 분야 공공데이터를 개방하고 중소기업의 새로운 먹거리 개발을 지원하고 있다.(사진=서부발전)
ㅁ디지털 시대가 되면서 과거 특정 전문가들의 영역이었던 것들이 대중화되고 있다.
대표적인 것이 전자·통신 산업이다.과거 전문가들에 의해 개발되던 전자·통산 분야의 제품들이 이제는 아두이노 등이 발달하며 초등학생이 간단한 지식만 갖고도 만들 수 있는 시대가 됐다. 아무런 통신 이론 없이 조금만 공부를 하면 간단한 기능 정도는 충분히 구현할 수 있다는 것.
아두이노라는 툴(Tool)을 통해 가능한 일이다. 이 같은 툴의 변화가 전기 분야에서도 이뤄지고 있다. 과거 특정 전문가들에 의해 아날로그로 해석되던 전력계통의 조류 해석이나 전력설비에 대한 분석이 데이터를 기반으로 변화하고 있다.
이미 수년 전부터 IT(정보기술)의 발달로 빅데이터 산업이 떠오르고, 이에 발맞춰 전력에도 빅데이터를 접목하고자 하는 움직임이 이어졌다. 이 같은 노력이 차곡차곡 쌓이면서 최근 보다 효율적으로 데이터를 전력산업에 이용할 수 있는 방법이 마련되는 모습이다.
이 같은 움직임의 배경에는 정부의 탄소중립 정책 등으로 인한 설비의 증가가 바탕이 됐다.
과거 전력그룹사를 중심으로 석탄·LNG·원자력 등 대형 전통 발전원이 대부분의 전력을 공급하던 시절과 달리 최근에는 재생에너지의 증가로 수만개의 소규모 발전설비가 전력계통에 물려 있는 환경이다. 이와 함께 에너지저장장치(ESS)나 전기차와 같은 설비들도 차츰 늘어나는 추세다.
계통 역시 점차 복잡해지고 있다. 더 이상 사람의 힘만으로 계통을 해석하고 운전하기에는 안정성 측면에서 어려움이 커질 것이라는 전망이 나온다.
가천대는 DESIRe를 통해 데이터를 기반으로 한 에너지 시스템 생태계를 구축한다는 방침이다.(제공=가천대)
점차 복잡해지고 규모가 커지는 전력산업의 시스템을 소수의 전문가만으로 대응하기에는 벅찬 상황이 되고 있다는 얘기다. 이 상황에서 데이터를 바탕으로 한 산업의 발달은 우리 전력산업에 돌파구를 제공하는 한편 전문가의 영역을 대중화하는 기반이 될 것으로 기대된다.
◆데이터 기반의 혁신적 에너지 시스템 꿈꾼다=가천대학교는 최근 ‘데이터기반 에너지시스템 혁신 연구(DESIRe;Data-driven Energy System Innovation Research Center) 센터’를 통해 급격한 에너지 환경 변화에 대응할 수 있는 시스템 구축에 나서고 있다.DESIRe 센터는 최근 재생에너지와 같은 간헐성 자원이 증가하는 한편 급격하게 속도를 내고 있는 발전자원의 분산화 등으로 시스템 복잡도가 증가하면서 데이터를 기반으로 보다 체계적인 에너지 관리 시스템을 마련하는 역할을 한다.
이와 관련 재생에너지를 비롯해 ESS, 전기차, AMI 등에서 발생하는 전력데이터를 분석하고, 이를 기반으로 전력시스템을 해석하는 시스템과 시뮬레이션을 개발할 예정이다.
이번 연구는 총 5개 세부과제로 나뉜다.
먼저 공유형 에너지데이터 생성 및 보안(1세부)을 시작으로 ▲에너지데이터 증강 및 분석(2세부) ▲하이브리드 AI 기반 에너지시스템 운영 알고리즘 개발(3세부) ▲고성능 융복합 에너지 시스템 해석 및 시뮬레이션(4세부·혁신) ▲에너지플랫폼 통합형 평가 및 검증플랫폼(5세부) 등 5개 세부과제를 수행하게 된다.
주관기관인 가천대를 비롯해 경희대·연세대·국민대가 공동으로 연구를 수행한다. 이뿐 아니라 한국에너지공단·한국동서발전·SK E&S·한국신재생에너지데이터산업진흥회가 참여기관으로, 옴니시스템·지우정보기술이 공동개발기관으로 힘을 합친다. 또 한전과 전력거래소·한국스마트그리드사업단·인코어드테크놀로지가 협력기관으로 참여한 가운데 산·학 간 협력의 장이 될 전망이다.
사업의 총괄책임자인 손성용 가천대 전기공학과 교수는 “최근 IEEE에 참가했는데, 전통 전력 전문가들이 ‘데이터 드리븐(Data-driven)’이라는 말을 쓰기 시작했다”며 “과거 400~500개 정도의 발전설비는 아날로그 방식으로 발전계획을 풀 수 있었지만, 이제는 수만 개의 설비를 대상으로 해석을 해야 한다. 우리 DESIRe 센터는 이 단계에서 새로운 툴을 개발해 데이터 기반의 새로운 방법론을 찾는 게 목표”라고 말했다.
◆전력계통의 자율주행 연구 본격화=고려대학교는 최근 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 선정하는 2023년도 하반기 선도연구센터(REC) 과제를 통해 ‘복원력을 가진 자율 운영 전력망(RAG;Resilient Autonomous Grid) 센터’를 설립한 바 있다.
장길수 고려대 전기전자공학부 교수를 연구책임자로 하는 이번 센터는 점점 확대되고 있는 전력계통에 발맞춰 RAG를 개발하는 역할을 한다.
RAG는 다양한 전력망에서 보내오는 데이터를 기반으로 최적의 운전을 하는 시스템이다. 데이터를 기반으로 제어 가능한 여러 계통 자원들을 자율적으로 운행함으로써 1초가 중요한 계통운영의 효율을 극대화하는 전력망이다.
RAG의 바탕이 되는 오토노머스 그리드는 이미 해외에서도 주목받는 기술이다. 이탈리아 에너지 회사인 에넬(ENEL) 등에서 이미 관심을 갖고 있는 기술로 잘 알려진 이 기술은 재생에너지 증가에 따라 점차 복잡해지는 전력망 운영에서 효율적인 방안을 마련할 것으로 기대된다.
이뿐 아니라 전력망 운영의 자율운행으로 인한 신뢰도 문제를 해소하기 위해 트러블이 발생했을 때 복원력을 갖추기 위한 연구를 함께 진행한다는 방침이다.
연구책임자인 장길수 고려대 교수는 최근 본지와 인터뷰에서 “현재 수용성 문제로 계통을 확대하는 게 어려운 것이 사실”이라며 “이 가운데 재생에너지 증가로 인해 계통에서 다양한 이슈가 발생하면서, 현재 갖고 있는 자원을 어떻게 잘 활용하느냐가 앞으로의 계통운영 대안이 될 것”이라고 말했다.
◆공공 데이터 개방 통해 산업계 육성한다=전력데이터를 바탕으로 우리 중소기업의 사업영역을 확대하고 새로운 사업모델을 창출하는 사례도 눈길을 끈다. 이전까지 설비 영역에 한정됐던 우리 전력산업계에 데이터 기반의 새로운 먹거리를 통해 외연을 넓히고 있다는 얘기다.
대표적으로 언급되는 게 한국서부발전(사장 박형덕)이 운영하고 있는 ‘서부 디지털 기술공유센터’다.
서부발전은 센터를 통해 그동안 외부에 공개되지 않았던 발전소의 데이터를 중소기업 등에 제공함으로써 이를 활용한 새로운 사업기회를 중소기업에 제공하고 있다.
이뿐 아니라 이들 데이터를 바탕으로 서부발전이 운영하는 발전소를 ‘스마트 발전소’로 발돋움하기 위한 기술을 개발하고 있다.
발전설비 상태 예측뿐 아니라 정비 및 연료비 절감 등 운영 시스템과 함께 발전소 내 안전 확보 등 다양한 분야에서 이들 데이터를 활용할 수 있다는 게 서부발전 관계자의 설명이다.
센터를 통한 다양한 협업모델 실적도 거뒀다.
최근 서부발전이 운영 중인 연료전지 시스템의 디지털 트윈 관제 플랫폼을 엠폴시스템과 함께 개발한 가운데 실제 현장에도 적용한 바 있다. 또 포미트와 함께 메타버스 안전협업 플랫폼을 개발하고 이를 태안화력 1호기에 도입해 디지털 기술을 활용한 안전 확대에도 기여했다.
서부발전은 최근 ‘발전 데이터 활용 창업·벤처기업 지원사업’을 통해 ▲탄소중립 ▲스마트 운영 ▲안전 강화 ▲업무 디지털화 ▲발전 분야 디지털 전환 또는 신규 비즈니스 개발(자유 분야) 등 5개 분야에서 중소기업이 제안한 사업을 지원하기로 했다.
이를 통해 정부 주요 사업으로 추진하고 있는 공공 데이터 제공을 통한 민간-공공 간 협력 강화에 기여한다는 방침이다.
서부발전은 자체적으로 내부 인력양성을 통해 디지털 인재 개발에도 박차를 가하고 있다. 빅데이터 분석 및 교육, 인공지능 교육 등에 올해만 90여 명의 인재를 선발해 핵심인력으로 양성하고 있다는 게 서부발전 관계자의 설명이다.
이를 통해 민간이 서부발전의 발전데이터를 바탕으로 기술을 개발하는 과정에서 협업할 수 있는 환경이 마련될 것으로 기대된다.
최현호 서부발전 정보기술처 차장은 “과거 발전사의 동반성장은 대부분 기계 분야에서 이뤄졌다면 서부발전은 데이터를 바탕으로 디지털 동반성장을 할 수 있는 환경을 만들어가고 있다”며 “이번 센터를 기반으로 차후 발전회사에서 솔루션 판매까지 영역을 넓혀 ‘데이터로 먹거리를 만드는’ 회사를 만드는 게 목표”라고 말했다.
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출처 : 전기신문