오는 2023년까지 운영플랫폼 구축…전력그룹사 공동 활용인적오류 방지‧CO2배출 감소‧일자리 창출 등 발전효율 향상
상상해보자. 발전소의 주요기기인 보일러와 터빈, 발전기를 비롯한 보조기기의 설계, 운전, 예방정비 등 전주기를 IoT, 빅데이터 플랫폼의 기술과 접목해 디지털 공간에서 형상화함으로써 발전소의 운영효율을 극대화할 수 있을까.
최근 독일의 지멘스(Siemens), 미국의 GE 등은 인공지능과 빅데이터 기술을 발전소에 적용해 발전소 운전과 정비를 최적화하는 것은 물론 인적오류와 물리적 사고를 미연에 방지하는 ‘지능형 디지털발전(IDPP, Intelligent Digital Power Plant)’ 구현을 위한 발전운영 플랫폼 개발에 몰두하고 있다.
국내에서는 한국전력이 자체 플랫폼 기술을 기반으로 전력그룹사가 공동으로 활용할 수 있는 발전분야 표준플랫폼 구축과 빅데이터‧ 인공지능 기술을 이용한 발전소 진단‧예측 프로그램 15종을 개발하는 ‘전력그룹사 디지털발전소 공동 구축 프로젝트’에 돌입했다.
지능형 디지털 발전시스템(IDPP) 프로젝트는 2017년 4월 전력연구원을 중심으로 한국남동발전, 한국중부발전, 한국서부발전, 한국남부발전, 한국동서발전 및 한전KPS가 참여해 오는 2023년을 목표로 기술개발에 박차를 가하고 있다. 2018년 10월 기획재정부의 공공기관 혁신성장 대규모 협업과제로 선정된 바 있다.
IDPP(Intelligent Digital Power Plant)는 ICT 기술을 활용, 디지털화해 예측 정비와 최적화된 발전설비 운영·정비 가능한 스마트한 발전소이며, 디지털 트윈(Digital Twin)은 물리적 실체와 똑같은 가상의 디지털복제품이다.
이번 IDPP 구축 프로젝트는 국내 기술로 건설된 초초임계압(USC) 신보령 1‧2호기(1000MW×2기) 주요설비를 대상으로 모의운전 화면에 조작된 기기의 운전상황을 360°실사 가상현실(VR) 기술과 접목해 디지털 트윈(Digital Twin) 기반의 발전운영 플랫폼을 구축한다. 또 발전설비 분해, 조립, 점검, 정비 등에 대해 정해진 절차서에 따라 학습자 스스로 학습 가능한 교육과 ‘교수↔학습자’ 쌍방향 토론형 교육을 지원하는 플랫폼도 개발 할 계획이다.
송정덕 전력연구원 발전기술연구소 차장은 “현재까지 IDPP 시스템에 들어갈 소프트웨어의 기본 설계를 완료했으며, 기술지원 보고서 대상 ‘텍스트 마이닝(Text Mining)’을 통해 전문가 데이터베이스를 구축하는 성과를 거뒀다”면서 “또 발전사의 경영현황을 분석하고 발전소에 맞는 자산경영모델을 제시하는 프로그램까지 개발을 마친 상태”라고 설명했다.
전력연구원은 내년 연말까지 시험용 IDPP 시스템 개발을 완료하고 국내 민간분야의 다양한 개발자가 인공지능 발전운영 프로그램 개발에 참여할 수 있는 기회를 제공할 예정이다. 아울러 국내 발전사 주요 설비 대상 실증이 완료되면 국내 발전소에 순차 적용한다는 계획이다.
현재 전력연구원은 자체 연구인력 35명을 투입해 디지털발전 기술 개발을 전담하고 있으며, 향후 발전 5사와 한전KPS로부터 12명의 발전소 운영‧정비 전문가를 파견 받아 ‘지능형 디지털발전소 구축센터’를 조직할 계획이다.
송 차장은 “IDPP 프로젝트를 통해 발전효율 향상과 사고의 미연 방지와 같은 산업혁신 측면의 효과 외 미세먼지 저감, CO2 배출 감소 등 환경 측면에서도 큰 효과를 거둘 수 있다”며 “아울러 발전기술과 ICT 기술이 융합된 고급인력 일자리 창출, 깨끗하고 안전한 에너지로의 전환, 터빈·펌프 등 주요부품의 수입의존 탈피를 가속화하는 것은 물론 스마트팩토리와 같은 다양한 산업플랫폼으로 확산 적용이 가능하다”고 덧붙였다.
한편 전력연구원은 지난 5일부터 이틀간 대전시 소재 한국전력 전력연구원에서 IDPP 산업 생태계 활성화 및 산학연 간 협력네트워크 구축을 위한 ‘2019 지능형 디지털 발전 컨퍼런스’를 개최했다. 이번 컨퍼런스에는 한전KDN을 비롯한 전력그룹사, 지멘스, 율시스템, 벤틀리시스템즈, 앤시스, ㈜이안, ㈜에쓰씨케이, 제이텍솔루션 등 국내외 발전분야 인공지능 관련 기업들의 솔루션 전시가 참석자들의 이목을 끌었다.