복합화력 핵심설비인 가스터빈 안정적 운영·유지보수 비용 절감

전력연구원 최우성 선임연구원이 직접 개발한 인공지능 기반 이상진단 시스템을 발전사 관계자들에게 설명하고 있다.(최종 성과물 결과 발표회)

한국전력 전력연구원은 한국서부발전과 공동으로 발전용 가스터빈의 최적운전을 위한 통합 운영지원시스템을 개발하고 서부발전 군산복합화력발전소와 평택2복합화력발전소에 적용을 마쳤다.
가스터빈발전은 석탄화력발전 대비 황산화물과 질소산화물 등의 미세먼지 오염물질 배출이 1/8에 불과해 친환경에너지로 주목받고 있다.
가스터빈은 복합화력발전소 건설비용의 30~50%를 차지하는 핵심 설비다.
지난 25년간 국내 발전사가 가스터빈 유지보수에 지출한 금액은 4조 2,104억원에 달한다.
한국전력은 GE등 외국 가스터빈 제작사에 지불하는 유지보수 비용 절감 및 복합화력발전소 효율 향상을 위해 가스터빈 통합 운영지원시스템을 개발했다.
전력연구원의 가스터빈 통합 운영지원시스템은 ▲가스터빈 이상진단예측 시스템 ▲성능감시진단 시스템 고온부품관리시스템 ▲복합화력발전 시뮬레이터로 구성되어 있으며, 가스터빈 핵심설비의 이상을 사전에 예측하고 성능감시를 통한 최적운전이 가능함.
가스터빈 이상진단예측 시스템은 세계최초로 딥러닝을 통해 가스터빈의 이상예측이 가능한 인공지능기술이 적용된다.
핵심 기기에 대한 실시간 이상진단 및 2시간 이전에 이상상태 예측이 가능해 불시 사고를 사전에 방지할 수 있다.
서부발전 평택2 복합발전소에 설치, 운용 중이며 예측 신뢰도는 80%이상이다.
성능감시진단 시스템은 복합화력발전소의 성능을 실시간으로 확인하며 성능저하 원인을 파악한다.
한국전력의 성능감시진단 시스템 현장 검증결과와 오차가 0.2%이하이며, 서부발전 군산복합 화력발전소에 적용·운영 중이다.
고온부품 이력관리시스템은 가스터빈 핵심설비인 고온에 노출되는 블레이드 등의 손상 및 수리 내역을 포함한 운영이력을 체계적으로 관리해 효율적인 정비를 도와준다.
복합화력발전 시뮬레이터는 발전소의 실제 운영과 동일한 환경을 모사할 수 있다.
이를 통해 발전소 운영요원은 발전소 운영기법 및 이상상황 발생 시 대처방안의 사전습득이 가능하다.
전력연구원의 가스터빈 통합 운영지원시스템은 2019년 6월에 상태감시 및 진단 신뢰도 검증을 위해 서부발전의 복합화력발전소에 적용된 상태이며 향후 2022년부터 국내 설치된 149기의 가스터빈을 대상으로 확대 보급 및 해외 시장 진출을 추진 중이다.
전력연구원 관계자는 “한국전력의 가스터빈 통합 운영지원시스템을 통해 가스터빈의 종합적인 상태감시진단 및 예측이 가능해졌다”며 “앞으로 연구를 지속해 가스터빈 분야 기술 국산화로 해외의존을 탈피하고 국내외 가스터빈 시장에 진출하기 위해 노력하겠다”고 밝혔다.