▲ 전력IT 산업이 신성장동력으로 주목을 받고 있다. 사진은 지난 4월 20일 열린 전력IT 컨퍼런스 2007 장면이다.

전력IT는 기존의 전력과 전기산업은 물론 전기에너지를 이용하는 모든 시설에 우리나라 강점기술인 정보와 디지털 기술을 융합시키는 것이다.

이로 인해 전력기술과 IT 등 첨단기술을 융합, 미래지향적 기술기반을 확보한다는 기술적인 측면과 전기관련 유관산업을 첨단화와 고부가가치화, 수출산업으로 세계시장 진출 및 선점하는 산업적인 측면 그리고 안전하고 고품질의 전기에너지 사용과 미래 유비쿼터스 사회 선도를 통해 국민 삶의 질을 높이고 사회발전에 기여한다는 사회적인 측면에서 전력IT 사업의 비전을 볼 수 있다.

이에 정부는 지난 2004년 12월 산업자원부 전력IT 추진위원회를 구성하고 2005년 전력IT 기획단 발족 및 기획활동을 개시하면서 2,600억원 규모의 정부주도로 전력IT 9대 기술개발 과제를 선정했다.

정부는 또 지난해 6월 전력IT 표준화 포럼을 발족하고 지난 3월 전력IT 사업단을 출범시킴으로써 과제에 따라 4-6년 동안 수행하게 될 전력IT사업은 현재 1단계 2차 년도를 진행 중이다.

이에 본지는 현재 진행 중인 9개 과제별로 얼마만큼의 성과와 진척이 있었으며 향후 어떤 계획으로 추진될 것인지에 대해 살펴보았다.

▲한국형 에너지관리시스템 개발

이 과제는 국가 전력계통의 안전성과 경제성을 확보하기 위한 종합적인 IT 솔루션의 개발, 시스템을 통합해 한국형 에너지관리시스템(K-EMS)을 개발 및 실용화시킨다는 목표로 추진되고 있다.

전력거래소에서 총괄하고 있는 이 과제는 오는 2010년 10월 말까지 진행되며 5개 세부과제에 9개 기업과 6개 위탁기관 등 모두 15개 기관들이 참여하고 있다.

주요개발 내용으로는 EMS 시스템 설계·구축·실증시험과 SCADA와 통합DB 개발 및 시스템 통합, 발전제어 및 발전계획 응용프로그램 개발, 전력계통해석 프로그램 개발, 급전원 훈련 시물레이터 개발 등을 하고 있으며 올해 말까지 시스템 설계 완료 및 EMS Test Bed 구축 완료를 목표로 하고 있다.

지금까지 연구실적으로는 K-EMS 시스템 구조설계와 한국형 EMS 기술규격서 작성, 기능별 요구사항 분석 및 기본설계, Baseline 기능 상세설계, Baseline 기능 코딩 및 단위시험 절차서 작성 등의 연구실적을 올리고 있다.

전력거래소 등 참여기관들은 향후 사업관리 강화를 통한 K-EMS 성장기반을 구축하고 성공적 연구개발을 위한 최적의 Test Bed를 구축하며 K-EMS Baseline 기능시험을 추진해 나갈 계획이다.

▲ IT기반 대용량 전력수송 제어시스템 개발(100MVA급 STATCOM 개발 및 운용)

IT기반 기술은 정보기술을 이용, 전력계통 데이터를 취득해 분석, 활용함으로써 계통운용의 고도화를 이룩하는 기술이며 STATCOM은 유연송전시스템(FACTS) 설비 중 병렬형 무효전력 보상설비를 말한다.

이 과제는 IT기반 전력계통(FACTS) 설비를 100% 국산화시켜 기술수입을 대체하고 설비 이용률 향상과 전원공급 신뢰도 향상, 남북·동북아 전력연계 수단의 독자 확보 등을 통해 국가 전력산업의 경쟁력을 강화시키는데 목적을 두고 진행되고 있는 사업이다.

이 과제의 주요개발 내용으로는 100MVA급 STATCOM 설계·제작 및 실증시험과 IT기반 STATCOM 계통운영기술 개발, 20MVA BTB STATCOM 계통연계기술 개발 등이며 올해 안으로 10MVA급 STATCOM 적용 및 100MVA 인버터 및 연계설비 제작을 완료할 계획이다. 이미 지난 3월 15일 한전과 (주)효성이 10MVA급 STATCOM 국산화 설비 준공식을 마치기도 했다.

이 과제의 개발로 인한 기대효과로는 10MVA급 STATCOM 개발로 대용량 FACTS 국산화 기술을 확보할 수 있으며 FACTS 국산화를 통한 대외 경쟁력 확보의 기틀을 마련하고 향후 송전급 FACTS 사업화에 큰 기대를 가질 수 있다는 것이다.

또 개발을 추진하고 있는 한전과 효성측은 내년까지 100MVA급 STATCOM을 개발, 설치하고 2009년 시험에 들어갈 것이며 IT FACTS 제어기 기본 알고이즘을 2009년까지 개발, 제작해 2010년 시험에 돌입한다는 계획을 가지고 있다.

이밖에도 20MVA급 BAB STATCOM 개발을 2010년까지 마무리한다는 것이다.

▲ 지능형 송전 네트웍 감시·운영시스템 개발

이 과제는 IT를 이용, 송전설비의 활용도를 높이면서 계통사고·자연재해 등에 대비할 수 있는 위기관리시스템을 위성 통신망을 통해 구축하는데 목적을 두고 추진 중이다.

지능형 송전 네트웍 감시·운영시스템 개발은 전기연구원과 전력연구원이 각각 주관기관으로 송전설비 온라인 감시시스템과 전력계통 무효전력 관리시스템, 위성망을 이용한 위기관리시스템 개발 등 3가지로 나눠 진행되고 있다.

송전설비 온라인 감시시스템 개발은 현재 DTCR 기술정립 및 알고이즘 개발이 80% 진행 중이며 센서 검토완료 및 통신 I/F 결정은 한전KDN에서 LNB 및 Central Network은 비츠로시스에서 오는 6월경 시제품을 출시할 예정이다. 또 송전설비 감시용 DB 구축 및 HMI 설계는 태광ENC에서 담당, 추진하고 있다.

전력계통 무효전력 관리시스템 개발은 전력연구원과 고려대, 광운대, 한전KDN에서 전압제어지역 선정 알고이즘과 지능형 전압제어 알고이즘 개발, 무효전력 관리시스템 검증 Test Bed를 진행 중이며 위성망을 이용한 위기관리시스템 개발은 프로컴시스템과 한양대에서 제주도에 위성망 구축과 DI모듈을 추가한 sPMU 시제품이 6월경 출시될 예정이며 안정도 평가 알고이즘 개발과 현장 데이터 취득 장치가 장착된 위성 시뮬레이터 Test Bed를 추진 중이다.

이 과제는 IT기술을 이용, 송전설비의 잠재력을 최대한 이용하고 위성통신망을 이용, 계통사고 및 자연재해 등에 대비할 수 있는 위기관리시스템을 구축함으로써 송전 네트웍의 효율향상 및 신뢰도 향상뿐만 아니라 새로운 산업 창출에 기여하고 하는데 목적을 두고 있다.

▲ 디지털 기술기반의 차세대 변전시스템 개발

이 과제는 IEC-61850 기반의 디지털 변전시스템 설계 운영 및 성능인증 기술개발을 목표로 IEC-61850 기반의 계통보호 및 제어 IED 개발과 Merging Unit, 전력전송로 상태감시 IED, 배전 전력설비의 진단용 IED, 공통플랫폼(H/W), 변전설비 진단 IED, 전기품질 IED 개발 등을 주요개발 내용으로 삼고 있다.

전력연구원과 한전KDN, 젤파워 등이 추진 중인 이 과제는 올해 안으로 디지털 변전소 종합운영 시스템 설계 완료 및 개발제품 성능검증 장비 구축을 마무리할 계획이다.

이 과제의 중점 추진전략으로는 핵심기술 전문가 육성과 교육훈련 강화, 정보기술 전문인력 보강 등 핵심기술의 확보체제를 구축하고 세계적 인프라를 확충하며 정보공유 및 기술교류 협력시스템을 강화 및 총괄과제 기능과 역할을 강화, 추진해 나간다는 방침이다.

이 과제는 2011년까지 단기적으로 국내 디지털 변전시스템 기술을 선도하고 2015년까지는 세계수준의 100%를 이룩, 핵심기술의 사업화를 추진하며 2015년 이후에는 중국시장 및 동남아 등 개발도상국에 기술을 수출하는 해외사업에 진출한다는 비전을 갖고 있다.

▲ 지난달 새롭게 출범한 전력IT사업단 현판식에 참석한 내빈들이 기념촬영을 하고 있다.

▲ 배전 지능화시스템 개발

배전 지능화시스템 개발은 향후 5년 동안 변전소로부터 고객까지 배전설비를 원격 감시제어하고 분산전원 연계 운용이 가능한 배전 지능화시스템을 개발하는데 그 목적을 두고 있다.

이 과제의 세부내용으로는 배전 지능화시스템 중앙제어장치 개발과 지능형 단말장치 및 초고속 데이터 처리장치 개발, 지능형 배전기기 개발, 분산전원 배전계통 연계 실증시스템 구축 및 연계장치 개발 등이다.

과제 개발의 주관인 전력연구원 배전자동화 그룹은 올해 안으로 중앙제어장치 개발과 지능형 배전기기 시제품 개발 및 성능시험을 마무리 할 것이며 실증시험장을 구축할 계획이다.

국내 배전자동화 기술수준은 3년 이내 배전자동화 100%의 전국 확대가 예상되는 등 세계 최고의 수준을 자랑하고 있으며 특히 배전자동화 부가기능은 세계적 수준으로 알려지고 있다. 또 SCADA와 배전자동화 통합 솔루션을 가지게 됨으로써 해외시장 진출이 가능할 것이며 국내와 상이한 운전여건을 고려, 현지화 작업을 수행할 수 있을 것이다.

이번 과제 수행으로 우리나라는 미래를 대비한 배전자동화 개발이 이뤄져 SCADA와 배전자동화, 원격검침, 설비관리, 고객관리, Trouble Call System 통합 및 연계가 될 것이고 해외전력사 협력 연구를 통해 해외 실증에 적용되며 개발 완료 후 해외시장 개척이 가속화될 것으로 기대되고 있다.

▲ 능동형 텔레메트릭스 전력설비 상태감시시스템 개발

텔레메트릭스는 전력장치의 모든 위험요소들을 최신 IT기법을 이용, 원방계측 감시·진단함으로써 전력을 가장 안전하고 편리한 에너지원으로 발전시키는 것이다.

한전KDN과 현대중공업이 수행하고 있는 이번 과제는 전력설비 상태감시 센스장치 개발 및 센스 네트웍 구축과 전력설비 상태감시 장치와 변전소 내 해당 IED와의 연계시스템 설계, 통합형 전력설비 감시진단시스템을 키워드로 능동형 텔레메트릭스 기술적용 주요 전력설비 감시진단시스템 개발과 전력설비 상태감시 및 전송, 진단부분의 원천기술을 확보하는 것을 목표로 추진 중이다.

오는 2009년 11월 말까지 4년여 동안 진행되는 이 과제는 현대중공업의 전력용 텔레메트릭스 선로측 센스 및 센스네트웍 구축의 과제와 한전KDN의 전력 텔레메트릭스 상위시스템 및 사용자 플랫폼 개발 과제를 수행하고 있으며 올해 안으로 센스 및 감시장치 개발과 기간 네트웍 구축, 관리 및 서버시스템 설계 완료를 끝마칠 계획이다.

미래형 유비쿼터스 전력기술을 창조한다는 모토를 가지고 추진되는 이번 과제는 전력설비 감시용 MEMS 기반 센서기술과 센스네트웍 융합기술, 디지털변전소 복합 감시진단기술, 국제적 지식가치 확보, 전력설비 진단기술의 새로운 트랜드 주도 등으로 전력선진국을 견인한다는 기대를 갖고 있다.

▲ 고부가 전력서비스용 수용가 통합자원관리시스템

경원대학교 전력IT연구센터의 주관으로 진행되고 있는 이번 과제는 오는 2010년 9월 말까지 5년 동안 추진될 예정이다.

이 과제는 수용자 포털 기반의 전력에너지 부가서비스 모뎅릉 개발 및 시범사업을 추진한다는 것에 목표를 두고 있다.

주요세부 내용으로는 Device Portal과 Service Portal 구축과 SCP 기반의 고부가 전력서비스 공급체계 개발, 고부가 전력서비스 활성화 전략을 수립하는 것으로 추진되며 올해 안으로 대수용가용 전력서비스 도출 및 EMS 설계와 Device 및 Consumer Portal 플랫폼 구현을 완료할 계획이다.

▲ 전력선통신 유비쿼터스 기술 개발

이 과제는 전력설비 중심의 유비퉈터스 망 핵심 인프라를 구축하기 위해 추진되는 사업이다. 전력선 통신기반 유비쿼터스와 전력통신망 기반을 확립한다는 목적을 두고 진행되는 이번 과제는 광대역 PLC 고속 모뎀개발과 BPLC 기반 개방형 N/W 플랫폼 및 응용 SOC 개발, PLC 유지보수용 계측장비 개발, BPLC 통합망 관리시스템 및 부가서비스 개발 등 모두 4개의 세부과제로 진행되고 있다.

지금까지의 사업실적으로는 24Mbps 상용화 칩 개발 완료와 전력설비 내장형 SOC 설계 완료, 전력선통신용 계측기 설계 및 채널 특성 분석 완료, 고압PLC 및 통합검침, PLC망관리기술 실증시험을 제주와 목동에서 실시했다.

과제를 수행하고 있는 전력연구원과 전기연구원은 향후 세부과제별 프로토타입 연계 제작 및 시험과 개발 제품의 종합적 시험 사이트 선정 및 실증시험, 문제점 보완 및 2단계 계획 수립을 추진해 나갈 계획이다.

이 과제가 성공적으로 수행될 경우 안전과 진단의 새로운 분야가 창출되며 저가형 시스템 구축과 전력설비 감시 및 에너지 관리가 용이하고 수출형 성장 동력화가 이루어질 수 있을 것으로 기대하고 있다.

▲ 분산발전 및 산업용 인버터 응용을 위한 전력반도체 기술 개발

한국반도체연구조합이 주관기관으로 선정돼 추진 중인 이 과제는 산업용 인버터 구동을 위한 대용량, 고효율, 고신뢰성 전력 IGBT 소자 및 전력용 모듈제작 기술을 확보하는데 그 목표를 두고 있다.

세부내용으로는 대용량, 고효율, 고신뢰성 전력 IGBT 소자의 설계 및 공정기술 확보와 600V급과 1200V급의 Trench NPT 혹은 Field Stop IGBT를 개발하며 전력용 반도체 모듈의 설계 및 제조 공정기술 개발, 상단락 방지기능 내장형 인버터 기술 개발, 전력용 소자 보호 및 구동형 파워 IC개발, 전력용 반도체 모듈의 평가설비를 구축하게 된다.

올해 안으로 반도체연구조합은 600V급 전력용 반도체 개발 및 검증을 끝마칠 계획이며 IPM 설계와 적용 및 검증도 마무리할 방침이다.

성공적인 과제 수행으로 국산화가 이뤄질 경우 과제 종료시점인 2010년경 중용량 전력반도체 모듈의 수입대체 효과가 연간 690억원에 이를 것이며 2015년경에는 1,530억원의 수입대체 효과를 올릴 수 있을 것으로 전망되고 있다. 또 인버터 사용에 의한 전력소비 절감량은 약 30만GWh이며 이로 인한 연료비 절감액은 약 234억원으로 예상하는 등 에너지 절감효과가 탁월할 것으로 전망했다.