[일렉트릭파워] 국내 전력시장 상황에 맞는 현실적인 기후변화 대응 전략이 요구되면서 실현 가능한 에너지믹스와 함께 관련 설비의 안정적인 운영을 뒷받침할 신기술 고도화 필요성이 커지고 있는 가운데 전력수급 안정화 근간인 발전설비 진단기술 현황을 살펴보는 자리가 마련됐다.

일렉트릭파워는 10월 25일 더케이호텔서울에서 ‘2023 전력분야 예방정비 진단기술 세미나’를 개최했다. 전력설비 신뢰성 확보에 필요한 최신 기술정보를 공유하기 위해 열린 이날 행사에는 전력계 관계자 100여 명이 참석해 관련 기술에 대한 다양한 의견을 교환했다.

2007년부터 매년 열리고 있는 예방정비 진단기술 세미나는 발전설비 노화·열화 등에 선제적으로 대응하기 위한 진단기술과 고장사례 분석을 통한 성능유지 운영 노하우를 교류하는 장으로 자리매김했다.

세미나 오전 세션에선 ▲당진 6호기 저압터빈 이상진동 사례(박종근 발전인재개발원 교수) ▲대용량 F급 신인천복합 가스터빈 기반 세계 최초 관성모드 전환 실증운전 사례(진종무 남부발전 차장) ▲가스 터빈 Dovetail부 프레팅 피로 생성부위 예측(조기현 한전KPS 수석연구원) ▲해외 운영 발전소 O&M 기술지원 툴 개발 및 활용사례(백세현 전력연구원 책임연구원) ▲발전설비 손상원인분석 사례(이재홍 전력연구원 선임연구원) 등의 주제발표가 이어졌다.

오후 세션 주제발표에선 ▲건조·강풍지역 배전 공중선 손상 및 관리방안(정종만 전력연구원 책임연구원) ▲지중배전 부분방전 진단기술 동향(서인진 전력연구원 선임연구원) ▲개폐제어 기술개발 현황 및 국외 개발 동향(구재홍 전력연구원 연구원) ▲HVDC 변환용 변압기 진단기술 동향(이종건 전력연구원 선임연구원) ▲전주 내부철근 파단탐지 위한 AI모델 개발(박준형 한전 선임) 등이 소개됐다.

기존 발전설비 활용 관성자원 확보 성공
진종무 남부발전 차장은 최근 세계 최초로 발전용 F급 가스터빈을 활용해 관성모드 전환에 성공한 실증운전 사례를 소개했다.

최근 국내 전력계통은 태양광 등 인버터 기반 재생에너지 확대로 주파수 불안정성이 한층 커질 것으로 우려되고 있다. 이에 정부는 이용률이 떨어져 급전 대기가 길어지는 LNG발전기를 개조·용도 전환해 2027∼2036년까지 9∼54GWs 규모 관성을 확보한다는 계획이다.

진종무 차장은 “관성은 물체가 현재 운동상태를 유지하려는 성질을 말하는 것으로 회전체 크기와 질량에 비례해 커진다”며 “전력계통에서 고장 등 사유로 대규모 발전량이 이탈하면 급격한 주파수 하락이 발생하게 되는데 이 같은 사고발생 시 0~2초 이내에 주파수 변화를 억제·회복시키는 역할을 하는 것이 계통관성”이라고 설명했다.

또 “태양광 등 신재생에너지설비의 급격한 증가로 주파수 하락속도를 완화·복구하는 관성력 보유 발전설비가 부족해져 대규모 정전이 발생할 수 있다”며 “기존 발전기와 터빈 사이에 클러치를 설치하거나 폐지 발전기 용도를 전환하는 방식으로 관성자원 확보가 가능하다”고 덧붙였다.

남부발전이 최근 실증운전한 관성모드 운전기술 특징은 기존 발전설비인 압축기·가스터빈·발전기를 그대로 사용하면서 발전기가 유효전력을 생산하지 않고 전력계통으로부터 전력을 수전 받으면서 주파수 변동에 대한 관성을 제공한다는 점이다.

진종무 차장은 “전통적인 관성모드 운전은 발전기와 가스터빈 사이 클러치를 설치해 발전기를 단독으로 기동시키는 방식이라 발전기만 관성력을 제공한다”며 “클러치 설치공간이 협소한 구조적 제약도 따른다”고 밝혔다.

이어 “관성자원 확보를 위해 신인천빛드림본부에 적용한 기술은 가스터빈 클러치 설치공간이 부족한 구조적 한계를 극복하고 압축기·가스터빈·발전기를 하나의 축으로 연결해 가스터빈과 발전기 모두에 관성력을 제공하는 것”이라며 “신인천빛드림본부 가스터빈 8기를 전부 관성자원으로 전환할 경우 10차 전력수급기본계획의 2027년 관성자원 확보 목표인 9GWs 수준을 달성할 수 있을 것으로 기대된다”고 덧붙였다.

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