명지大 차세대전력기술연구센터(NTPC) 제2회 차세대 전력계통 보호·제어기술 국제 워크숍 개최
"잠재된 고장가능성 줄일 수 있다"
다양한 시스템적용 가능기술 필요
전력계통에 고장이 발생하면 고장전류와 전압의 크기, 고장의 종류, 고장점의 종류 등을 정확하게 측정해서 고장구간을 고속도로 선택, 차단하도록 설치된 것을 보호계전기(Protective Relay)라 하며, 이들 계전기가 보호하는 대상 및 목적에 따라 그 구성과 세부 적용방식이 달라지는 데 이를 통상적으로 보호방식 또는 보호시스템(Protective System)이라고 지칭한다.
이 보호시스템의 국제적인 전문가가 한자리에 모였다. 지난해에 이어 명지대학교 차세대전력기술연구센터(NPTC)의 제 2회 차세대 전력계통보호기술 국제 워크숍이 지난 7∼9일 설악산 켄싱턴호텔에서 개최된 것이다.
이번 워크숍에서는 한국, 캐나다, 영국, 미국, 일본 등의 교수와 관계자 그리고 국내 차세대전력기술연구센터 산업체 Pool의 업체 관계자 등 약 100여명이 참석해 열띤 토론과 주제발표가 있었다.
특히 이번 워크숍에서는 대외협력을 위한 교류와 차세대 전력기술의 발전 전망에 대한 논의가 진행돼 첨단 보호제어시스템 개발을 위한 협력이 장이 됐다는 평가를 받고 있다.
과학기술부 지정 우수공학연구센터인 차세대전력연구센터(NTPC, 센터장 이승재 명지대 교수) 주최하고 과기부, 산자부, 명지대가 공동 후원한 ‘제2회 차세대보호제어기술 국제 워크숍’에서는 첫날 캐나다의 서스캐치원 대학 모힌다르 S. 사크데브(Mohindar S. Sachev) 교수, 미국의 버지니아 테크의 아룬 G. 페드케(Arun G. Phadke)교수, 영국 퀸즈대학 피터 A. 크로슬레이(Peter A. Crossley)교수가 IEEE의 보호제어기술 강좌과정에 대한 발표가 있었다.
둘째날 테크니컬 세션에서 사크데브 서스캐치운 대학교 교수는 ‘보호계전기 적용데이터의 윈도우 접근법’이라는 주제발표를 통해 “윈도우 알고리즘을 적용한 데이터는 계전기의 작동시간을 줄여줄 수 있으므로 계전기에 적용이 가능하다”고 강조했다.
페드케 버지니아 테크 교수는 “보호시스템에서 잠재적인 고장의 존재는 수용해야 한다”며 “잠재적 고장의 가능성을 줄이기 위해 지속적인 유지, 보수가 필요하며 적절한 조치를 통해 그 가능성을 줄일 수 있다”고 덧붙였다.
내장형 발전기의 보호에 대해서 피터 A. 크로슬레이 퀸즈대학 교수는 “모든 작동조건에 망보호을 정확하게 통합해야 한다”며 “단기적으로는 안정적이고 경제적인 보호제어가 필요하며 장기적으로는 전력망의 신뢰도와 안정화를 확보해야 한다”고 언급했다.
고려대학교 장길수 교수는 ‘전원시스템에서의 가상현실의 적용’이라는 주제를 통해 현재 게임과 건설부문 등에 도입돼 있는 전원시스템에 VR(Visualization Technology)의 적용을 통해 작업자의 훈련효과를 높이고 고비용 위험 등의 문제를 해결할 수 있다고 주장했다.
이와 함께 충북대 강영철 교수의 ‘CT 삼투탐지기술’과 영진엔지니어링의 윤석민의 ‘변전소 자동화와 IED기술’등에 대한 발표가 이어졌다.
또한 과학기술부 산자부 전기위원회 최민구 과장은 ‘한국 전력산
업의 구조개편에서의 도전과 기회’라는 주제로 국내 전력산업구조개편에 대한 설명도 이어졌다.
9일에는 차세대전력연구센터에 대한 소개와 워크숍 참가자 간의 열띤 토론이 진행됐다.
한편 이승재 차세대전력연구센터장은 “이번 행사가 전력계통 보호 제어분야의 발전을 도모하는데 크게 기여하리라고 생각된다”며 “앞으로도 다양한 전력시스템에 적용할 수 있는 첨단 보호제어기술을 개발해 나가는데 주력할 것”이라고 말했다.
<인터뷰>
제 2회 차세대 전력계통보호제어기술 국제 워크숍에서 미국과 영국, 캐나다 등 계통보호 전문가가 참석, 심도 있는 논의가 진행됐다.
영국의 피터 A. 크로슬레이 교수와 미국의 아룬 G. 페드케 교수는 영국과 미국의 계통상황에 대한 전반적인 이해를 바탕으로 보호제어기술에 대한 강좌와 발표를 진행했다.
피터 A. 크로슬레이 교수는 영국의 퀸즈대학(Queen's university of Belfast)에서 전기전자공학부에서 전기공학을 담당하는 권위있는 전문가로 알려져 있다. 피터 교수는 영국의 경우 단기적으로는 안정적·효과적·경제적 보호제어가 필요하며 장기적으로는 2050년까지의 CO2의 60% 삭감이 필요하며 느슨해진 망산업의 안정성과 신뢰성을 회복하는 것이 중요하다고 강조했다.
미국의 버지니아테크대학 아룬 G. 페드케(Arun G. Phadke) 교수는 “보호시스템에서의 정전 등의 원인이 되는 내재된 고장의 가능성을 줄이기 위한 정확한 측정이 필요하다”며 “미래에는 계전기의 작동이 법률가나 대중들의 철저한 감독하에 이뤄질 것이므로 계전기의 정(正) 작동 능력을 증명하기 위해 철저한 테스트가 요구된다”고 강조했다.
이번 워크샵에서 영국의 피터 A. 크로슬레이 교수와 미국의 아룬 G. 페드케 교수를 만나 각국의 전력계통 상황과 워크샵에 대해 들어봤다.
<ㅅ"실시간 디지털시뮬레이터 이용 상호테스트 활용도 높아질 것">
피터 A. 크로슬레이(Peter A. Crossley) 영국 퀸즈대학 교수
▲영국의 계통분야나 제어기술의 현재 동향은 어떠한가.
-현재 영국의 경우 큰 변화를 겪고 있다. 또한 환경분야에 있어서도 강한 압력을 받고 있는 상황이다. 현재 영국의 화두는 분산전원과 환경친화적인 전원이 많이 생성되고 있다.
송전위주의 기술에서 지역적으로 소규모 기술이 재빨리 개발되고 있다. 대내외적으로 환경친화적인 압력이 증가되고 있어 2010년까지 환경친화적 분산전원이 10% 가량 도입될 예정이다.
배전분야에서도 전원이 들어오기 때문에 액티브한 배전망을 보호하는 개념으로 변화하고 있는 것이다. 한국의 경우와 마찬가지로 환경적인 측면이 강조되면서 Remission과 Reduction이 주가 되고 있는 것이다.
▲이번 워크숍에서 중점적으로 강조하는 부분이 있다면.
-첫날 보호제어기술강좌에서는 ‘보호에 기초한 인공계통망(Artificial Neual Network)과 신계전기 디자인 철학’, ‘계전기 테스트’라는 주제로 발표했으며 테크니컬 세션에서는 ‘내장형 발전기에서 배전망의 보호’라는 주제로 발표를 이어갔다.
계전기의 테스트는 현재 컴퓨터로 운용되는 소프트웨어로 제어되고 있다. 디지털계전기의 소프트웨어 모델은 오프라인에서 상호테스트가 가능해야 하며 계전기 기술자는 새로운 기술을 사용하는 훈련과정이 반드시 필요하다. 따라서 실시간 디지털 시뮬레이터를 이용한 상호테스트는 점점 더 활용도가 높아질 것이다.
기술적인 분야와 함께 이번 워크샵에서 미국, 일본, 한국의 보호제어 기술에 대한 정보를 수집하는 것도 중요한 일정 중의 하나다.
특히 명지대의 차세대전력기술연구센터와 한국과의 교류의 기회를 넓히는 데 중점을 둘 계획이다. 이를 통해 활동의 이해도를 높이고 전력기술발전을 위해 최대한으로 협력하고자 한다.
▲영국에서 보호제어 기술의 발전방향을 전망해 본다면.
-유럽의 경우 예전의 노후된 시스템을 사용하기 때문에 현재 가장 시급한 것이 이를 교체한 작업일 것이다. 다시말하면 노후된 시스템의 교체가 가장 큰 문제로 부상하고 있는 것이다.
말하자면 20세기 중반기술에서 21세기 디지털기술로 넘어가는 과정으로 이에 따른 전력시스템의 개발이 영국에 있어 가장 시급하고 급속도로 발전할 분야라고 생각한다.
▲덧붙일 말이 있다면.
마지막으로 이번 워크샵에 참가하게 되 기쁘고 이승재 교수에게 감사드린다. 내년에 있을 워크샵에도 시간이 허락하는 한 참가할 계획이다.
<"잠재된 고장 사전방지위한 정확한 테스트·상호측정 필요>
아룬 G. 페드케(Arun G. Phadke) 미국 버지니아 테크 교수
▲미국의 최근 계통보호 상황 등에 대한 설명을 부탁한다.
-현재 미국에서의 내부적인 이슈는 전력산업의 구조개편이 진행되면서 Open 마켓, Spot시장의 활성화 등 이전에 볼 수 없었던 새로운 조류가 형성되고 있다. 계통운영상황에 새로운 분야 즉 광역보호(Wide-area Protection)가 중요 이슈로 떠오르면서 이에 대한 보호기술이 급격하게 부상하고 있다.
인력부족 문제도 심상치 않다. 최근 5년간 전력회사에서 신규 고용이 없어 대학에서 전력분야를 전공하는 학생이 격감했다. 회사들이 향후 숙련된 기술자(졸업생)를 찾기가 어려워 질 것으로 예상되고 있다. 유럽의 경우 전력분야을 전공하는 학생이 많은 반면 대부분이 외국 유학생들이 차지하고 있다.
미국에서 전력분야 신규, 숙련 인력문제가 향후 5년간 풀어야 할 숙제로 남겨질 것으로 보인다.
▲이번 워크숍을 통해 필요한 정보나 중점적으로 강조하는 부분이 있다면.
-미국의 NERC보고서에 따르면 1986년 전원시스템의 치명적인 고장은 83%였다. 계전기 시스템 관련 고장의 경우가 약 60% 이상이 보고되고 있다. 따라서 잠재된 고장을 사전에 방지하기 위한 정확한 테스트와 상호측정으로 이를 최소화해야 할 것이다.
한국의 경우 보호제어 기술이 지속적으로 변화하고 있으며 이에 대한 적용도 활발히 이뤄지고 있다. 유럽과 마찬가지로 미국도 20세기의 노후 시스템이 많은 상태다. 따라서 시스템의 교체와 이에 따른 기술적인 뒷받침이 시급한 상황이다.
이번 워크샵을 통해 한국과의 교류의 폭을 넓히고 보호제어기술의 이해를 바탕으로 협력하는 계기를 마련하고자 한다.
▲미국의 향후 보호계통에 대해 전망해 본다면.
-위에서 말했듯이 최근 미국에서는 광역보호가 급부상하고 있다. 이에 따라 정전 등의 비상시에 보호시스템에 있어서 복구문제가 중요하게 다뤄지고 있다. 광역보호에 있어 시스템을 보호하기 위한 통신도 동반해서 중요시하게 다뤄지고 있다.
통신을 이용하는 보호기술이 중점적으로 진행될 것으로 예상된다. 또 전력회사의 신규 인력 충원이 없었던 관계로 인력부족 문제가 예상됨에 따라 외국을 통한 전력관련 기술과 인력의 수입이 예상되고 있다. 이는 보호계전기술 뿐만 아니라 전력산업 전반으로 파급될 것으로 보인다.
▲이번 워크숍에 대해 평가한다면.
한국, 미국, 일본, 영국 등 관련기술에 있어 전문가가 모여 자유토론과 발표가 진행된 만큼 상당한 성과가 있었다고 생각된다. 이번뿐만 아니라 향후에도 지역간, 국가간 학술교류가 활성화되는 계기가 됐으면 하는 바램이다.
2003.01.10