전력IT기술 국가경쟁력 강화의 ‘첨병’
1차년도 연구개발은 설계단계로서 한국형 EMS가 구비해야 하는 기능 및 사용자의 요구사항을 조사·분석하고 기본설계를 수행했다.
이에 따라 국내외 기술발전 및 표준화 동향을 분석하고 실사용자인 전력거래소 실무자의 요구사항을 수렴하는 한편 EMS 개발 및 운영경험을 지닌 국내외 전문가의 자문을 거쳐 한국형 EMS 개발의 기준이 되는 기술규격서를 작성했다.
2차년도 연구개발은 한국형 EMS의 기본 기능들을 개발하고 통합 데이터베이스를 구축해 통합하는 과정이다. 단위기능에 대한 프로그램 코딩 작업 및 단위시험, 데이터베이스 설계 및 구축을 위한 사전 작업들을 진행했으며 단위기능들을 개발·통합 시험했다.
테스트베드 설비를 설계·발주해 전력거래소 후비급전소인 천안지사에 설치·시험했다.
이를 기반으로 3차년도 연구개발 과정에서는 2007년 11월부터 2008년 4월까지 6개월간의 실증시험을 거쳐 1단계 개발목표인 베이스라인 한국형 EMS를 개발을 완료했다.
한국형 EMS 개발이 완료되는 2010년부터는 전력거래소 후비급전소에 기존의 EMS와 병행해 실제 전력계통에 적용 및 운용을 거쳐 기존 EMS의 교체시점인 2012년경에는 후비급전소의 기존 EMS를 대체, 한국형 EMS로 실제 전력계통을 운영하게 된다.
한국형 EMS 개발에 참여한 기업은 연구개발을 통해 습득하고 발전시킨 기술력으로 시스템 유지보수 및 기능개선 역무의 수행을 통해 전력거래소의 한국형 EMS 사용실적을 바탕으로 국내의 전력분야 대규모 SCADA 구축사업, 전력거래소 주급전소의 EMS 교체사업, 수자원관리 등 연관 분야의 SCADA 구축사업 등의 참여를 통해 국내를 대상으로 하는 사업화를 추진하게 된다.
또한 동남아, 중동, 남미 등 전력기술 수요국을 대상으로 전력 관련 플랜트 사업진출과 연동한 전력IT 분야 해외진출을 추진하는 등 전력IT 기술의 국가경쟁력을 강화할 것으로 예상되고 있다.
전력거래소는 한국형 EMS의 성공적인 해외수출 추진을 위해 전력거래소의 다양한 국제협조채널을 통한 참여기업의 해외 EMS 구축사업 참여를 지원하고 EMS 설계, 교육, 엔지니어링 분야는 참여기업과 공동으로 참여할 예정이다.
전력선통신 유비쿼터스 기술개발
상용화 통해 타 분야 산업 이끌 ‘견인차’
전력선통신 유비쿼터스 기술개발 사업은 전력회사의 고유 자산인 전력망을 이용한 전력선통신(PLC : Power line Communications)기술을 기반으로 원격검침이나 전력설비의 자동화에 필요한 통신망을 구현하고 나아가 가로등제어, 독거노인안부확인 등 공기업으로서의 기본 책무인 공익사업에 필요한 기본통신망을 지원하는 것으로서 이에 필요한 요소기술 및 다양한 응용기술 개발을 목표로 하고 있다.
전력선통신 사업은 한전전력연구원과 한국전기연구원이 공동으로 사업을 총괄관리하고 있으며 총 4개의 세부과제로 구성되어 있다
전력연구원과 전기연구원은 지난 1999년부터 국내 최초로 PLC기술 개발을 수행한 경험이 있으며 그간 축적된 기술과 노하우를 기반으로 사업을 성공적으로 수행 및 관리하고 있다.
전력선통신 사업에 참여하고 있는 연구진 및 기업은 국내 PLC 분야의 최고 전문가로서 PLC기술에서 가장 중요한 핵심 칩을 개발하는 젤라인과 전력선통신 통신 환경을 정확히 측정하는 장비를 개발하는 소디프E&T, 일진전기, 플래넷INT, 한전KDN, 서울대, 포항공대 등이 과제에 참여하고 있다.
사업이 가장 목표로 하는 것은 성공적으로 마무리 되는 2010년 다양한 분야의 활용가능성 뿐만 아니라 관련분야의 산업화를 견인할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
IT기반의 대용량 전력수송 제어시스템
대규모 정전예방 등 미래계통 대비
과제 1단계 기간인 2007년 3월 (주)효성 창원공장에 준공한 10MVA STATCOM은 FACTS 국내 기반기술 개발 및 향후 345kV 실계통에 준공하게 될 100MVA STATCOM의 성공적인 개발 가능성을 보여주는 계기가 됐다. 또한 이를 기반으로 100MVA용 인버터를 개발완료하고 올해초 실증 운전을 앞두고 있다.
100MVA STATCOM의 수도권 취약개소 적용시 계통의 안정적 운영을 위해 운전하던 기존 수도권 고가의 발전비를 비수도권 저가의 발전기가 대체, 이에 대한 혼잡비용의 저감을 기대할 수 있다.
FACTS의 목적은 전력계통을 안정화시키고 송전선로의 송전용량을 증대시키는 것으로 과제를 통해 현재까지 100MVA STATOM용 IGCT형 FACTS 전압원 인버터 Pole과 디지털 제어기, FACTS용 특수변압기 등을 개발해 FACTS 기술의 완전한 자립이 가능하게 됐다.
FACTS 자체 개발로 국내 전력계통의 안정화 및 전력공급 신뢰성 향상은 물론 그동안 선진국이 독점해온 FACTS 기술의 국산화 자립을 통해 막대한 외화 절감과 국내 기술경쟁력 향상을 통해 해외 시장개척 등의 기술적 경제적 효과가 기대된다.
아울러 IT기술 등 관련 분야의 파급효과와 함께 전력계통에 STATCOM 등의 순시 동작 가능한 무효전력원을 확보해 수도권 장기계통 안정화 및 대규모 정전 예방이 가능하다.
과제를 통해 개발되는 IT기반의 100MVA STATCOM은 한전 실계통에 적용되며 20MVA BTB STATCOM은 2010년 고창 실증시험장을 통해 계통연계 실증시험설비로 활용하게 된다. BTB STATCOM를 활용한 계통연계기술 개발로 향후 동북아 계통연계의 핵심 역량을 확보하여 미래 계통을 대비한다는 방침이다.
현재 FACTS에 대한 향후 국내 시장에 대한 수입대체를 포함한 2020년 기준 년 매출 2000여억원을 목표로 하고 있으며 500여명의 신규 고용 등의 창출효과가 기대되고 있다.
마이크로그리드용 통합에너지 관리시스템 개발
관련 산업분야의 ‘블루오션’
우리나라의 마이크로그리드 기술에 대한 연구는 EU, 미국, 일본 등의 선진국에 비하여 4~5년 늦은 2007년 시작됐다.
현재 마이크로그리드용 요소기기(PCS, STS, Network Gateway) 핵심 기능 및 개발사양 정의, 마이크로그리드 내부의 데이터 형식 및 통신 방법의 표준화, 수백 ㎾급 프로토타입 마이크로그리드 실증사이트 설계, 해외 마이크로그리드 실증사이트 자료 분석 등 초기 단계의 연구 성과를 보이고 있으나 아직 전 세계적으로 상용화나 사업화가 이뤄지고 있지 못한 분야로 기술격차를 단시간 내에 줄일 수 있을 것으로 전망된다.
마이크로그리드 기술은 전력계통 신뢰도 향상, 전력시스템 유지보수 및 전력수송비용 절감, 전력과 열 동시 공급에 따른 에너지효율 증대, 신재생에너지원의 효과적인 활용 등에 크게 기여할 것으로 예상되며 향후 마이크로그리드 원천기술 확보 및 해외 전력시장진출 등에도 기여할 것으로 기대된다.
경제적인 효과로는 마이크로그리드용 요소기기 및 EMS 개발에 따른 수입대체 및 수출효과가 오는 2020년 연간 3400억원으로 예상되고 마이크로그리드 구축에 따른 분산전원의 확대 및 신재생에너지 이용 활성화에 따른 발전설비 건설 및 송배전설비 구축비용 절감이 연 3000억원으로 기대된다.
또 이산화탄소 저감효과가 80만TC(발전설비에서 발생하는 이산화탄소의 6% 감축)정도 될 것으로 기대되며 전력계통의 신뢰도 향상으로 정전 피해 감소 등 국가 산업의 경쟁력 강화에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다.
마이크로그리드 기술은 아직 상업화된 기술 분야는 아니나 지구온난화 등 환경 문제에 대한 대처 방안으로 풍력, 태양광, 연료전지, 바이오매스 등 신재생에너지와 마이크로터빈, 가스엔진 등 환경 친화적인 소규모 분산발전시스템의 상업화 및 보급 확대에 따라 신재생에너지 전원의 경제성 확보에 크게 기여 할 수 있는 새로운 응용 기술로, 전력변환장치, 보호기기, 통신장치 등 관련 산업분야에 블루오션 시장으로 경제적 파급효과가 크고 새로운 시장 및 수용가의 부가가치 창출이 기대된다.
