스마트화 및 고도화를 통한 운영 사례

기획특집 스마트화 및 고도화를 통한 운영 사례

페이지 정보

작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 2,480회 작성일 25-03-14 14:26

본문

1. 디지털 기술개발 추진 개요

전력산업은 그 어느 때보다도 많은 변화를 겪고 있으며, 변화 대응을 위한 해결책으로 디지털 기술이 주목받고 있다.

동서발전의 경우 전력망 제어 고도화, 분산 에너지 자원(DER : Distributed Energy Resource) 가시성 확보 등에 활용할 수 있는 디지털 기술을 개발하기 위한 유틸리티 주도 프로젝트 수는 2017년 22건에서 2023년 210건으로 약 10배 규모로 증가하였으며, 연평균 증가율은 45.6%에 이른다.

디지털 기술의 상용화 및 대중화로 기술적 진입장벽이 완화되면서 파급 효과를 높이고 있다. 생산성이 비약적으로 향상되고 다양한 분야에서 운영되고 있는 것이다. 다만, 디지털 솔루션 구축을 담당하는 많은 담당자가 디지털 기술 활용에 대한 고민 없이 관리자 또는 보여 주기식의 화려한 사용자 인터페이스(UI)를 우선적으로 고려하고 있다.
아무리 좋은 시스템과 솔루션도 기능이 복잡하여 사용자들이 불편을 느끼고, 속도가 느려진다면 오래가지 못한다. 따라서 ‘사용자에게 얼마나 친숙하고, 편하게 활용될 수 있는가’가 매우 중요하다.

이에 동서발전은 발전설비 운영에 활용되는 다양한 디지털 솔루션의 스마트화 및 고도화를 통해 업무의 질을 향상시키고, 현업 부서의 Work -Diet를 이루기 위해 지속적으로 추진하고 있다.

2. 발전운영 플랫폼(POMMS)

동서발전은 2005년부터 상태기반정비(CBM)로의 발전 운영 패러다임 변화를 지속적으로 추진하였다. 우선 CBM을 도입하기 위하여 각종 운영되고 있는 발전 운영 시스템을 검토·분석하여 비활용(불필요) 또는 중복되는 시스템을 파악하고, 설비 운영에 핵심이 되는 3가지 시스템으로 표준화 및 간소화하였다. 그로 인해 구축된 시스템이 예측경보(Pre Vision/e-PHI), 운전정보(e-PIS), 정비 관리(e-P MS)의 3가지이다. ※e : energy or EWP 통칭

상기 화면에 표시된 3가지 시스템을 통합하여 플랫폼을 구축하였으며, 이것이 동서발전의 발전설비 운영 플랫폼(POMMS : Plant Operation & Mainten ance Management Sys)이다.

3. 스마트화 및 고도화 추진

예측경보시스템(e-PHI)은 AI 기반의 솔루션으로 전 사업소 발전설비의 이상 상황을 조기에 감지 하고, 사고를 예방하는 선제적 정비를 위해 예측 진단 컨트롤타워 역할을 하고 있는 e-Brain Ceter에서 운영하고 있으며, 2018년부터 현재까지 약 297건의 고장 예측 진단 보고서를 발행하여 발전사 중 고장 정지율 1위의 업적을 달성했다.

이 시스템은 과거 동서발전이 국산화를 위하여(모회사와 공동으로 협약을 체결하여) 2018년에 Pre Vision이라는 명칭으로 구축하였으나, 최근 복합발전의 빠른 운전 변화 등과 머신러닝의 단점을 보완하고자 기술전문연구센터의 자체 개발 인력을 활용하여 딥러닝 기반의 새로운 예측 진단 솔루션인 e-PHI로 고도화하였다. 타 시스템과의 차별점은 설비의 건전성을 지수화하여 사용자가 한 눈에 쉽게 호기/계통/설비의 이상 상황을 파악할 수 있게 구성되었다는 것이다.

운전정보시스템(e-PIS)은 현장 발전설비 운전 데이터(압력, 유량, 온도 등)를 실시간으로 현업 부서 사무실로 전송해 현재와 과거의 운전 데이터를 분석하는 등 정비에 도움을 주고 있다. 또 과거 사후정비(Break-down Maintenance) 위주의 설비관리에서 CBM으로 갈 수 있는 가장 큰 역할을 해주는 시스템이다.
국내 발전사를 살펴보면 이러한 시스템이 아직까지 외산에 의존하고 있는 실정이다. 외산 시스템 사용 시의 문제점을 살펴보면 첫째, 사용자 요구 사항
(성능 향상, 대응 속도, 화면 개선 등)에 비협조적이라는 것이다. 거대한 외국 글로벌 회사를 상대로 운영되는 솔루션의 경우 한국의 일부 회사가 요구하는 사항을 안 들어 주는 것은 당연하다고 할 수 있다. 둘째, 시스템 유지관리에 들어가는 비용이 과다하다. 유지관리는 한국의 중소기업에 판매와 운영권을 허가한 인증업체만이 할 수 있으며, 한국 업체라 인건비는 저렴할 수 있으나, 매년 시스템을 사용하는 라이센스 비용을 고가로 지불하다 보니 그 금액이 점점 늘어나게 되는 구조로 되어 있다. 셋째, 한국은 IT 기술을 개발하고 있는 국가로서 국내 기술 자립을 하기 위해 많은 노력과 지원이 필요하며, 국내 기술력 확보를 위한 교두보를 만들어 주어야 한다.

동서발전은 외산 시스템 의존도를 제거하고, 설비의 속도/기능 개선 및 사용자 요구 사항을 최대한 반영할 수 있는 시스템으로 고도화하기 위해 국내의 중소기업을 발굴하고, 시스템 신뢰도 확보를 위한 국산화 실증(Test-Bed)을 울산복합에서 우선적으로 추진하였다. 지속적인 테스트와 운영 노하우를 반영한 결과 상당한 속도 개선이 이루어졌고, 기존에 없는 새로운 기능들을 개발하였고, 사용자 요구 사항도 만족하여 2024년도에 전사적으로 확대 구축하게 되었다. 무엇보다도 향후 영구 라이센스 확보를 통해 신규 사업소(음성, 울산그린복합, 신재생 설비 등)에 추가 비용 없이 무제한으로 시스템을 구축할 수 있게 되었으며, 향후 5년간 106억여 원의 비용 절감을 통해 재무적 성과를 이루었다.

정비관리시스템(e-PMS)은 발전설비의 정비를 위한 작업통보서(WO : Work Order), 공사 설계, 자재 설계 및 계약 요청 등 정비와 관련된 모든 업무를 생성하고 설비의 이력을 관리하는 솔루션이다. 이 시스템은 최초의 POMMS를 구축했던 2008년도부터 지속적으로 운영하고 있었으며, 최근 보안 정책 강화 및 사용자 편의성 향상을 위하여 2022년도에 고도화를 진행하였다.

4. 솔루션 운영 사례

아무리 좋고 훌륭한 솔루션이 구축된다 해도 활용하지 않는다면 ‘돼지 목에 진주목걸이’ 일수밖에 없다. 솔루션을 활용하는 것은 그것을 만드는 것만큼 힘든 일이며, 활용이 안 된다면 비용을 들여 만들어 놓은 솔루션이 한순간에 폐기처분되고 만다. 동서발전은 솔루션을 현업에서 잘 활용하기 위해 기술전문연구센터에 타 발전사에는 없는 솔루션전문원을 두어 운영 및 관리하고 있으며, 솔루션을 활용하여 최적의 운영 사례를 추진하고 있다.

우선적으로 디지털 기술의 발전으로 많은 양의 빅데이터가 쌓이고 있다. 방대한 자료를 잘 활용한다면 업무 생산성 극대화 및 설비 운영 시 최적의 의사결정을 신속하게 지원해 주는데 큰 역할을 할 수 있다. 따라서 빅데이터를 추출/변환/통합하여 하나의 플랫폼으로 시각화를 추진하게 되었으며, 데이터의 시각화 통합 분석을 통해 발전설비의 고장 증상, 고장 모드, 고장 원인 등을 쉽게 발췌하고 향후 설비 정비에 활용할 수 있다.

다음으로 설계 업무 등 사용자가 많이 활용하고 있는 정비관리시스템을 직원들의 아이디어 공모를 통해 ‘쉽고 빠른 업무처리, 더 나은 성과를 위한 시간절약’을 캐치프레이즈로 내걸었고, 프로세스 개선 및 효율성 극대화를 위해 시스템의 화면을 보완하고 최적화를 진행하였다. 이로 인해 업무 시간이 연간 총 847일 단축되는 효과를 거두었고, 직원들의 업무 편의 향상이라는 결과를 이룰 수 있었다.

운전정보시스템(e-PIS) 국산화는 동서발전 전사 약 40만 TAG에 대해 1초 단위로 시계열 데이터를 수집하고, 실시간 처리 및 과거 데이터 저장을 수행하는 빅데이터 플랫폼을 기반으로 설계되어 데이터 조회에 대한 속도 개선을 이루었다.

솔루션을 기반으로 사용자에게는 어플리케이션과 계통화면, 트렌드, Alarm 및 Logic 기능을 통해 설비 운영에 필요한 핵심적인 정보를 제공한다. 또 모니터링 정보는 사용자의 의도에 따라 세부적인 분석과 빠른 모니터링을 수행할 수 있도록 기능을 제공한다.

특히 계통화면의 경우에는 동서발전 전체 계통화면 약 6,500장을 최신 트렌드의 디자인으로 개선하였으며, Trend 연계 기능과 Logic을 통한 경보 기능, Set-Point를 통한 경보 기능 등 사용자 관점에서 기능을 분석하여 운전정보시스템의 사용성과 편의성을 극대화했다.

5. 시사점 및 향후 계획