2022 December
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차세대 배전망관리시스템
ADMS
그것이 알고 싶다
그것이 알고 싶다
대한민국을 구석구석 연결하여 에너지를 공급하는, 마치 국가의 신경망과도 같은 배전망!
우리 회사는 이렇게 중요한 배전망을 보다 스마트하게 운영하고 관리하는 차세대배전망 관리시스템(ADMS : Advanced Distribution Management System)을 개발하고 1차 확대사업까지 마쳤다.
글 변경환 배전계획처 ADMS부 차장
전력산업 환경은 갈수록 다변화되고 복잡해지고 있다. 태양광 등 재생에너지 확대로 분산형전원까지 접속이 이뤄지면서 배전망은 과거의 단방향에서 양방향 계통으로 변화되었다. 따라서 전기품질, 선로 용량 문제 등이 발생하고 있어, 이를 해결하고 최적으로 운영할 수 있는 새로운 시스템에 대한 개발이 절실했다.
또 배전계통에 접속된 분산형전원은 물론 ESS, EVC와 같은 다양한 자원을 효과적으로 통합 운영하기 위한 새로운 배전망 운영플랫폼이 요구됐다.
이러한 배전망 환경변화에 대응하기 위하여 배전계획처는 기존의 DAS(배전 자동화 시스템)의 성능을 개선하고 추가로 응용프로그램을 탑재하여 운영할 수 있는 ADMS 개발에 2017년부터 착수했다. “에너지 전환 및 디지털 변환을 뒷받침하는 지능형 배전계통 관제시스템 확보”를 목표로 전력연구원과 협력하여 2020년까지 ADMS의 개발 및 실증을 추진하였고, 올해 10월 1단계 확대 구축사업을 완료했다.
이번 ADMS 개발은 ’98년 DAS 개발 이후 최초의 배전망 운영시스템 개발이며 전력기술과 ICT, S/W, 정보보안 등 시스템의 모든 기술을 융·복합하여 시스템을 개발·구축하는 대규모 사업으로 의미가 크다.
또 배전계통에 접속된 분산형전원은 물론 ESS, EVC와 같은 다양한 자원을 효과적으로 통합 운영하기 위한 새로운 배전망 운영플랫폼이 요구됐다.
이러한 배전망 환경변화에 대응하기 위하여 배전계획처는 기존의 DAS(배전 자동화 시스템)의 성능을 개선하고 추가로 응용프로그램을 탑재하여 운영할 수 있는 ADMS 개발에 2017년부터 착수했다. “에너지 전환 및 디지털 변환을 뒷받침하는 지능형 배전계통 관제시스템 확보”를 목표로 전력연구원과 협력하여 2020년까지 ADMS의 개발 및 실증을 추진하였고, 올해 10월 1단계 확대 구축사업을 완료했다.
이번 ADMS 개발은 ’98년 DAS 개발 이후 최초의 배전망 운영시스템 개발이며 전력기술과 ICT, S/W, 정보보안 등 시스템의 모든 기술을 융·복합하여 시스템을 개발·구축하는 대규모 사업으로 의미가 크다.
실시간 계통해석으로 배전망 운영 정확도 높인다!
모든 설비의 운전은 현재 값을 알고 이를 어떻게 조정하느냐가 핵심이고 배전망도 마찬가지이다. 배전망을 운전(Operation)하기 위해서는 현재의 상태를 정확히 알아야 한다. 기존 DAS 시스템에서 활용하던 계측값만 가지고는 배전망의 전압, 부하 등을 정확히 파악하기 어려웠다.ADMS는 배전망을 실시간 계통해석(Online Power Flow)하여 전압, 부하량, 전력흐름의 계산값을 제공하기에 보다 정확한 배전망 감시와 계통운영을 할 수 있다.
배전망에 접속된 분산형전원 중 대다수를 차지하는 태양광발전은 해가 떠 있는 낮에만 발전하고 구름 등 날씨의 영향을 받기 때문에 출력량의 변동성이 크다. 이 발전량을 소비되는 부하량과 정확하게 구분하여 파악하는 것이 매우 중요하지만 계측장치가 설치된 태양광 설비는 극히 일부로 정확한 발전량을 파악하는 데는 상당한 어려움이 있다.
이렇게 숨겨져 있는 태양광 발전량을 찾아내기 위하여 ADMS는 계측되는 태양광발전의 발전량을 기반으로 통신 연결이 되지 않은 태양광발전의 출력량도 추정하여 기록·관리하고 있다.
수많은 재생에너지 통합관리 및 최적화
분산형전원이 배전망에 접속되기 위해서는 보호협조의 적정성, 배전망 전압에 미치는 영향들을 사전에 여러 단계로 검토해야 한다. 하지만 기존에 사용하던 기술 검토 프로그램은 이러한 각 단계를 개별적으로 실행함으로써 그 과정이 복잡하고 오래 걸렸다.이를 개선하기 위하여 ADMS는 업무망에서 활용할 수 있는 ‘ADMS 계통관리시스템’이라는 별도의 기술 검토 프로그램을 개발하여 사용 중이다. 계통관리시스템은 여러 단계로 수행하던 기존의 분산형전원 기술검토, 보호협조 검토 업무를 자동화하여 업무효율과 편의성을 강화하였으며 선로별 최소·최대부하 조회 등 편의 기능을 추가하였다.
또한, 분산형전원 통계 등 배전망 운영에 필요한 정보들을 한눈에 볼 수 있도록 대시보드가 개발되어 본격 활용을 앞두고 있다. 각 담당자별로 필요한 정보를 모아서 볼 수 있도록 DERMS(분산에너지 자원 통합관리시스템), DMS(배전망 관리 시스템), OMS(정전관리시스템)로 구분하여 서비스할 예정이며 특히, DERMS 대시보드를 통해서 분산전원 현황(Map), 실시간 발전량, 출력제어 현황 등을 확인할 수 있다.
ADMS가 확보한 부하량, 발전량, 전기품질 데이터는 재생에너지의 수용 확대에도 활용되며 배전선로별 재생에너지 수용력 분석기술(Hosting Capacity), ‘선 접속 후 제어’를 위한 출력제어 기능 등이 탑재되어 있다.
ADMS가 확보한 부하량, 발전량, 전기품질 데이터는 재생에너지의 수용 확대에도 활용되며 배전선로별 재생에너지 수용력 분석기술(Hosting Capacity), ‘선 접속 후 제어’를 위한 출력제어 기능 등이 탑재되어 있다.
데이터의 중요성과 영배정보시스템과의 데이터 융합
ADMS의 실시간 계통해석을 비롯한 응용프로그램이 정확하게 돌아가기 위해서는 계통과 설비데이터가 정확하게 입력되어야 한다. 지금까지는 현장에서 전력공급 된 배전망의 변동사항은 DAS 시스템에 입력하여 관리하고 건설공사를 위한 설계, 설비데이터 관리는 영배정보시스템에서 관리하였기 때문에 계통과 설비의 데이터를 맞추기 어려웠다. ADMS는 DAS의 계통 데이터와 영배정보시스템의 설비, 고객정보를 융합하여 활용할 수 있도록 DB 구조를 설계하였다. 이를 통해서 GIS 서비스를 제공하여 개폐기의 위치 확인 등을 쉽게 할 수 있고 선로 종류, 길이와 같은 설비데이터를 효율적으로 관리하여 응용프로그램의 정확도를 향상할 수 있었다.
사업소 단위의 시스템 운영을 본부 단위로 통합
ADMS는 서버와 DB를 본부별 1식으로 구축하였다. 이를 통해 배전망이 사업소와 사업 간 연계되어 운영되는 공용선로에 대한 문제를 해결하고 서버 유지보수비용 등 관리비용을 연간 약 50억 원 절감할 수 있다. 또한, 재난재해 시에도 무중단 운전할 수 있도록 안전장치가 마련되어 있다. 서버 클러스터링 기술은 서버별 장애에 대응하고 화재와 같은 상황으로 본부 서버 전체가 다운되면 본사 후비 백업시스템으로 전환하여 중단 없이 계통운영 및 업무 연속성을 유지할 수 있다.
자체 기술로 ADMS 개발 및 상용화에 성공
ADMS는 기존에 GE, Schneider, ABB 등과 같은 글로벌 IT회사들만이 개발할 수 있었던 고유영역으로 여겨져 왔고, 실제로도 전 세계 시장의 대부분을 이 회사들이 차지하고 있다. 우리 회사의 ADMS는 전력연구원을 중심으로 자체 기술로 개발하여 우리나라 배전망 특성에 맞는 다양한 응용프로그램의 적용이 쉽고 해외 전력시스템 시장에 도전할 수 있는 기반을 만들었다는데 큰 의의가 있다.
또한, 글로벌 회사들의 ADMS도 실제 배전망에 적용하기 위해서는 상당한 보완개발(Customizing)이 필요하고 대다수의 전력회사들이 일정 지역에 프로젝트를 만들어 실증하는 수준이지만, 우리 회사는 4개 본부 실계통에 적용하여 감시·제어 및 응용프로그램 운영(전압추정 평균오차율 0.8%)을 안정적으로 유지하고 있어 비교적 높은 수준으로 현장 적용을 완료하였다.
22년 4개 본부 운영 중이며 24년까지 전사 확대 구축 추진
배전계획처는 2020년에 ADMS 개발을 완료하고 2021년부터 충북본부에 설치하여 실제 계통에서 시범운영을 하였다. 시범운영은 직할 1개 사업소부터 시작하여 배전센터, 본부 전체로 확대하여 시스템 신뢰성을 검증하고 성능을 개선하였다.2022년에는 제주, 전북, 광주전남본부로 확대 구축하여 현재는 4개 본부를 안정적으로 운영하고 있다. 계속해서 2023년에 서울 등 5개 본부를 ADMS로 전환하고 2024년 6개 본부를 진행함으로써 전사 확대 구축을 완료할 계획이다.
안정적인 전력공급의 책임을 다하고 글로벌 탄소중립 실현을 위해서는 필수적인 “종합 배전망 운영 플랫폼, ADMS”에 사우 여러분의 많은 관심과 협조를 부탁드린다.
용어해설
ADMS(Advanced Distribution Management System)란?
ADMS를 설명하기에 앞서 ‘Advanced’를 뺀 DMS에 대해 알아볼 필요가 있다. EPRI(미국 전력연구소)는 DMS를 “현장작업자 및 공공의 안전과 설비안전을 유지함과 동시에 배전계통을 감시·제어하고 성능을 최적화하도록 모든 운전자, 기술자, 현장작업자, 운영자, 관리자의 의사결정을 지원하는 시스템”으로 정의하고 있다. 쉽게 말해 DMS는 우리가 기존에 사용하던 SCADA(원격 감시·제어) 기능에 계통운영자의 의사결정을 지원할 수 있는 지능형 응용프로그램(Applications)을 추가한 것이다.
※ 배전 자동화(DAS 또는 D-SCADA) + 응용프로그램(Applications) = DMS
여기에 나아가 DMS(Distribution Management System, 배전 운영시스템), DERMS(Distributed Energy Resources Management System, 분산형전원 관리시스템), OMS(Outage Management System, 정전관리시스템) 등을 통합하여 하나의 시스템으로 만든 ADMS가 Schneider 등 글로벌 IT회사에서 개발되면서 국제전시회 등에서 ADMS라는 용어가 사용되기 시작되었다.
ADMS(Advanced Distribution Management System)란?
ADMS를 설명하기에 앞서 ‘Advanced’를 뺀 DMS에 대해 알아볼 필요가 있다. EPRI(미국 전력연구소)는 DMS를 “현장작업자 및 공공의 안전과 설비안전을 유지함과 동시에 배전계통을 감시·제어하고 성능을 최적화하도록 모든 운전자, 기술자, 현장작업자, 운영자, 관리자의 의사결정을 지원하는 시스템”으로 정의하고 있다. 쉽게 말해 DMS는 우리가 기존에 사용하던 SCADA(원격 감시·제어) 기능에 계통운영자의 의사결정을 지원할 수 있는 지능형 응용프로그램(Applications)을 추가한 것이다.
※ 배전 자동화(DAS 또는 D-SCADA) + 응용프로그램(Applications) = DMS
여기에 나아가 DMS(Distribution Management System, 배전 운영시스템), DERMS(Distributed Energy Resources Management System, 분산형전원 관리시스템), OMS(Outage Management System, 정전관리시스템) 등을 통합하여 하나의 시스템으로 만든 ADMS가 Schneider 등 글로벌 IT회사에서 개발되면서 국제전시회 등에서 ADMS라는 용어가 사용되기 시작되었다.
