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남동발전, 핵심기술 국산화… 체질개선 주력
전력그룹사 최초로 사물인터넷 전용망 구축
보일러 내부 튜브점검용 드론 개발해 활용
2018년 03월 13일 (화) 16:37:13 배상훈 기자 bsh@epj.co.kr
   
  ▲ 한국남동발전 스마트 발전소 모델 개념도  

[일렉트릭파워 배상훈 기자]한국남동발전은 2014년부터 첨단 ICT 기술이 융합된 종합상황실을 운영하면서 4차 산업혁명 시대 진입에 적극 대응하고 있다.

산하 18개 발전기의 5만여 개 센서데이터를 자동 학습하면서 실시간 감시하고 진단하는 조기경보시스템을 가동하고 있다.

1,500여 대 CCTV 영상을 통해 안전사고·화재발생·설비 사고 등을 자동 감지할 수 있는 스마트 영상분석 시스템도 함께 운영하고 있다. 이를 통해 지난해 고장예방으로 절감한 금액은 약 26억원에 달한다.

또한 국내 최초로 보일러 내부 튜브점검용 드론을 개발해 활용 중이다. 석탄 컨베이어 감시 IoT 센서를 개발하고 기 구축된 IoT 네트워크 인프라를 통해 실증하는 등 스마트 발전소 구현을 위한 기초체력을 다지고 있다.

남동발전은 ‘사람 중심의 글로벌 최고 지향 빅데이터 허브 발전소 구현’이라는 비전을 중심으로 스마트 인프라 구축 등 5대 전략과제와 인공지능 기술개발 등 15개 세부과제를 선정했다. 이어 2021년까지 스마트 발전소로의 체질개선 프로젝트를 가동했다.

추진과제 달성을 위해선 4년 동안 140억원을 투자한다. 정부출연 연구기관인 한국과학기술연구원(KIST), 한국과학기술정보연구원(KISTi)과 협업해 빅데이터·인공지능 등의 핵심기술을 국산화할 계획이다.

이 핵심기술은 KISTi에서 개발한 국산 빅데이터 분석코어기술을 활용해 발전산업에 특화된 플랫폼과 대량의 운전데이터를 기반으로 강화학습이 가능한 인공지능 기술이다.

발전소 특화 빅데이터 플랫폼 구축 주력
남동발전은 발전소 1개 호기 당 생성되는 20만개의 데이터를 활용해 심층분석이 가능한 발전소 특화 빅데이터 플랫폼을 구축할 계획이다. 나아가 인공지능 기반의 발전설비 고장예측진단 알고리즘을 활용해 현재로선 사전예측이 어려운 부분을 포착하고 고장발생 시점과 원인진단까지 할 방침이다.

▲디지털화된 기술자료 ▲정비이력 ▲3D 모델링 설비구조 ▲도면 등을 예측진단 알고리즘과 연계해 진단 결과와 각종 설비정보를 알려주는 설비관리시스템도 고도화 할 예정이다.

남동발전이 추진하고 있는 빅데이터 플랫폼은 인공지능 기술구현에 최적화된 기술이다. 프로그램 코딩을 모르는 초보자도 데이터분석이 가능하다. 전 설비 고장 예측진단 알고리즘 탑재를 주축으로 각종 최적화 어플리케이션을 개발해 발전소에 최적화된 기술로 적용할 계획이다.

남동발전은 인적 실수방지와 원격지와의 원활한 협업을 위한 360° 카메라가 부착된 스마트 안전모, 증강현실과 챗봇(설비전용 음성·텍스트 기반 메신저) 기반 설비정보 및 조작절차 등을 알 수 있는 스마트 글라스(Glass) 등 종합상황실과 현장과의 원격협업체계를 구축할 계획이다.

국산기술 확보해 기술사업화 기반 조성 가능
기존 발전소 제어시스템은 정보통신기반보호법(법률 제14839호)에 의거 국가 주요 정보통신 기반시설로 지정돼 인터넷과 차단된 폐쇄망으로 운영되고 있다. 매년 기반시설 보호대책 수립·시행, 보안취약점 분석·평가 등 다양한 보안조치를 취하고 있다.

하지만 폐쇄망으로 안전하게 운영되던 발전소 제어시스템에 ICT신기술이 적용되면서 보안위협이 현실화되고 있다.

남동발전은 ICT 신기술 적용과 관련해 국가정보원의 ‘국가·공공기관 ICT신기술(IoT, 클라우드 컴퓨팅, 모바일업무 활용 등)보안가이드 라인’ 준수 및 국내외 다양한 보안 준수사항을 이행하며 사업을 추진하고 있다.

일례로 스마트 발전소 구현 핵심기술인 IoT 기술은 전력그룹사 최초로 LG유플러스의 LTE 기업전용망(Private LTE) 기술을 적용한 사물인터넷 전용망을 영흥발전본부에 구축·운영하고 있다.

LTE 기업전용망은 기지국 기반 지능형 무선 제어기술이다. LTE 및 NB-IoT 데이터를 공중망과 기업용 사설망으로 분리 후 전용 게이트웨이를 통해 회사 내부망으로 직접 접속하게 해 보안을 강화하는 방식이다.

향후 남동발전은 고속·대용량 데이터가 필요한 드론·무전기·IoT 헬멧 등에는 LTE를, 저속·소용량 데이터를 이용하는 현장센서 통신에는 협대역 사물인터넷(NB-IoT)을 적용할 계획이다.

이 사물인터넷 전용망은 발전소 현장에 설치된 IoT 센서와 연계해 데이터를 수집 클라우드에 저장하게 된다. 또한 저장된 빅데이터를 활용해 인공지능 기술로 운영되는 스마트 발전소 구현을 지원한다.

남동발전 관계자는 “그동안 이용되지 못했던 수많은 설비데이터를 분석해 최적의 의사결정 가이드로 활용이 가능하다”고 밝혔다.

또한 “기술개발 트랙 레코드를 확보해 국내외 스마트 발전소 기술 적용기준으로 활용이 가능하다”며 “국산기술 확보로 기술사업화 기반 조성이 가능할 것”이라고 전망했다.

한편 남동발전은 4차 산업혁명 기술을 적용한 스마트 발전소 구현을 위해 외산에 의존하지 않고 국산기술을 개발·적용하는 등 발전 경쟁력을 높이고 있다.

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