한전KDN, 차세대 ICT로 배전망 혁신

ADMS·FRTU로 안정성 제고, 통신 사각 해소

AI·빅데이터로 전력망 자율 운영 시대 준비 

전 세계적으로 탄소중립과 에너지 전환이 가속화되면서 기존의 중앙집중형 전력망은 새로운 전환점을 맞고 있다. 분산 에너지 자원의 확산과 재생에너지 비중 확대는 전력망 운영의 패러다임을 변화시키고 있다. 과거 대규모 발전소에서 전력을 생산해 일방적으로 공급하던 체계는 이제 지역별 분산 자원이 전력을 생산·공급하는 양방향 구조로 바뀌고 있다.

이러한 변화는 전력망의 안정적 운영을 위한 새로운 기술적 도전을 요구한다. 특히 분산에너지 활성화 특별법 시행 이후 태양광·풍력 등 재생에너지, 에너지저장장치(ESS), 전기차 충전 인프라와 같은 분산 자원이 대규모로 배전망에 연결되면서 변동성을 효과적으로 관리하기 위한 디지털화의 중요성이 더욱 커졌다.

이 같은 상황에서 한전KDN(사장 박상형)은 디지털 전력망(Digital Grid) 혁신에 박차를 가하고 있다.

정해영 한전KDN 배전사업처 처장은 “분산 자원이 확대되면서 전력망은 중앙집중형에서 벗어나 생산과 소비를 동시에 관리해야 하는 복잡한 체계로 진화하고 있다”며 “한전KDN은 첨단 기술을 활용해 안정적이고 지속 가능한 전력망을 구축하고 있다”고 말했다.

◆ADMS, 차세대 배전망의 새로운 기준 

한전KDN은 디지털 전력망 구축의 선두주자로, 한전 주관의 차세대 배전망 관리시스템(ADMS) 개발에 참여해 국내 전력망 운영 혁신을 주도하고 있다.

ADMS(Advanced Distribution Management System)는 기존 배전자동화시스템(DAS)의 한계를 극복하며 효율성과 안정성을 동시에 향상시켰다. DAS는 전력 공급의 효율성과 안정성을 높이는 핵심 인프라다. 실시간으로 배전망 상태를 감시하고 제어하며 정전 구간을 최소화하는 것이 주요 특징이다. ADMS는 지능형 관제시스템으로, DAS의 주장치 역할을 대체하며 기능이 대폭 고도화됐다. 특히 배전망에 연결된 분산 자원을 실시간 통합 관리해 데이터 기반의 지능형 운영을 구현했다.

한전KDN은 2021년 한전 충북본부에서 ADMS 시범 전환을 시작으로 2024년까지 전국 15개 본부에 구축을 완료하며 디지털 전력망의 새로운 표준을 확립했다. ADMS는 고장 지점 신속 파악, 전력 빅데이터 연계를 통한 운영 효율화, 재생에너지 및 분산 자원 포괄적 관리 기능 등을 강화해 배전망 변동성을 효과적으로 제어하고 있다.

첨단 장비인 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)를 통해 고장 구간을 자동으로 분리하고, 무정전 전력 공급도 가능하게 한다. 또 데이터베이스(DB) 자동 변환 프로그램 개발로 DB 구축 기간을 기존 3개월에서 7일로 단축했고, 실시간 무중단 전환 기술을 적용해 전환 시간을 기존 2시간에서 3분으로 대폭 줄였다.

정해영 처장은 “ADMS 구축은 기존 배전자동화시스템의 노후화, 재생에너지 관제 등의 한계를 극복하고 미래 배전망 관리의 새로운 기준을 제시한 사례”라며 “첨단 기술을 통해 전력망 운영의 안정성과 효율성을 동시에 확보할 수 있다”고 평가했다.

◆보안 강화와 통신 음영지역 해소

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디지털 전력망은 사이버 보안 위협에도 철저히 대비해야 한다. 해킹이나 사이버 공격으로 전력망이 마비되면 국가 기반 시설에 심각한 피해를 초래할 수 있기 때문이다.

한전KDN은 국가정보원 보안 인증(KCMVP)을 받은 통신 모듈을 활용해 암복호화 기술로 외부 공격을 차단하고, 해군 3함대 실증으로 성능을 검증받았다. 블록체인 기술 도입도 검토 중이다.

디지털 전력망 확산 과정에서 광통신 음영지역 해소도 중요한 과제다. 한전KDN은 통신인프라가 취약한 지역을 대상으로 무선 통신장치와 전력선 통신(PLC) 중계 장치를 개발해 장애물이 많은 환경에서도 평균 통신 성공률 99.9%로 안정성을 확보했다.

정 처장은 “이러한 기술적 성과는 디지털 전력망의 사각지대를 줄이는 데 크게 기여하고 있다”며 “광통신망 구축이 어려운 지역에서도 안정적인 전력 설비 감시와 관리가 가능해졌다”고 말했다.

◆AI와 빅데이터, 전력망 미래 바꾸다 

AI와 빅데이터 기술은 디지털 전력망의 핵심 요소로 전력망 운영의 패러다임 전환을 이끌고 있다. 고장 예측, 유지보수 최적화와 같은 다양한 기능이 구현되며 전력망의 지능화를 가속화하고 있다.

특히 AI는 지능형 전력품질 관리에서 전압 변동이나 주파수 불안정을 실시간으로 감지하고 자동으로 조정하는 데 중요한 역할을 한다. 앞으로 전기차 관리, 지능형 전력품질 관리 등 활용 범위가 더욱 확대될 전망이다.

한전KDN은 디지털 전력망의 다음 단계로 지능형 전력망(AI 기반 자율 운영 시스템)을 준비하고 있다. 한전의 제주특별자치도 무정전 배전망 운영 시스템 시범 사업에 참여해 AI와 다자간 통신을 결합한 자율 운영 시스템을 구현할 예정이다.

해당 시스템은 설비가 스스로 고장 구간을 인지하고 복구하도록 설계돼 전력망 안정성과 신뢰성을 획기적으로 높일 것으로 예상된다. 이와 함께 AI 기반의 전력 설비 이상 탐지, 선제적 유지보수, 실시간 전력 거래 및 가격 예측 기술 개발에도 속도를 내고 있다.

정 처장은 “AI와 빅데이터는 디지털 전력망의 핵심 기술”이라며 “한전KDN은 이를 통해 안정적이고 지속 가능한 전력망 구축에 기여하며 미래를 선도하겠다”고 강조했다.