[에너지타임즈 김진철 기자] K-EMS 프로젝트가 5년 만에 마무리됐다. 세계 5번째다.

전력계통운영 핵심기술인 K-EMS(Korea Energy Management System, 한국형 에너지관리시스템)는 전력계통의 두뇌이자 신경망으로써 운전·제어·감시·계측 등을 통합적으로 관리하는 시스템을 말한다.

이 프로젝트가 시작된 때는 지난 2005년 10월. 당시 정부는 전력IT산업의 발전을 위해 총 2500억 원에 달하는 자금을 투입했다. 구체적으로 전력IT 8대 과제를 선정했는데 이중 하나가 K-EMS 기술개발 프로젝트다.

그 동안 우리나라는 전력설비운영과 거래를 위한 EMS를 외국으로부터 도입, 30년 이상 운영해 왔다. 문제는 EMS 핵심기술 해외의존으로 막대한 유지비용과 보수비용이 발생한 것.

이러한 문제해결을 위해 정부는 전력거래소의 30년에 걸친 EMS 운영경험과 전력계통운영기술에 선진화된 국내 IT기술을 접목, 최첨단 고급 소프트웨어 기술의 국내 축적과 수입대체, 외화유출방지를 위해 국산화를 시작하게 됐다.

이 프로젝트는 전력거래소 주도로 한전KDN(주)와 전기연구원, LS산전(주) 등이 참여했으며, 총 2단계로 추진됐다. 1단계는 2005년 10월부터 2008년 10월까지 총 263억 원(정부 139억 원 / 민간 111억 원)을 투입, EMS가 구비해야 할 기본적인 기능을 개발하는데 주력했다. 2단계는 2008년 11월부터 2010년 10월까지 총 139억 원(정부 75억 원 / 민간 74억 원)을 투입, 중급난이도와 고급난이도의 EMS 기능 개발로 추진됐다.

이 프로젝트가 추진되자 전력거래소는 우리나라 전력계통에 최적화 된 EMS 개발을 위해 사용자 의견수렴, 시스템 요구사항을 반영했다. 특히 신뢰도 확보 차원에서 IEC(International Electrotechnical Commission, 국제전기표준회의) 규격 등 국제표준을 적용한 K-EMS 기술규격서를 작성했다.

이 규격서는 각종 표준과 지침을 포함, 참여기업들이 시스템 설계·제작에 대한 가이드라인을 활용할 수 있도록 했다. EMS기술개발과 운용경험이 풍부한 국내외 EMS전문가 기술자문과 NERC(North American Electric Reliability Council, 북미전력계통신뢰도협의회) 권고사항도 반영됐다.

K-EMS는 현 전력계통모델을 기반으로 한 보다 정확하고 빠른 실시간 자료처리를 위해 DB(Date Base)를 ▲오프라인 DB ▲실시간 DB ▲이력 DB 등으로 구성됐다.

이중 오프라인 DB는 오프라인 서버에서 전력계통모델 변경작업에 필요하며, 별도의 프로그램에 의거 추출·검증된 자료를 실시간 DB에 반영하는 역할을 한다. 특히 IEC61970 CIM(Common Information Model)을 바탕으로 구성됐으며, 상용 RDBMS(Relational DataBase Management System)을 채택해 관리의 편리성과 유연성을 한층 업그레이드시켰다.

실시간 DB는 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)와 발전계획 응용프로그램, 계통해석 응용프로그램 등 EMS의 대용량 데이터를 수초 내 처리할 수 있으며, SCADA DB와 ACM(Application Common Model) DB로 분류된다. SCADA DB는 실시간 자료취득과 감시·제어기능, ACM DB는 발전계획과 계통해석 응용소프트웨어 수행에 최적화된 구조를 가지도록 각각 설계됐다.

이력 DB는 호스트와는 별개의 서버에 상용 RDBMS 기반으로 실시간 DB를 주기적으로 검색, 운영실적분석과 계통계획 수립 등 지원부서 업무수행에 활용될 수 있는 자료를 정리하는 역할을 한다.

K-EMS 소프트웨어는 ▲SCADA(전력계통 운전데이터 실시간 취득, 해당설비 감시·제어 기능) ▲발전응용프로그램(전력계통 운전 중 발전력 실시간 감시·제어) ▲전력계통해석 응용프로그램(전력계통 안전도 실시간 분석·평가) ▲급전훈련 시뮬레이터(급전원 훈련) 등으로 요약할 수 있다.

전력거래소는 이 소프트웨어의 효율적인 기술개발을 위해 ▲Baseline EMS ▲Prototype EMS ▲Fullscale EMS 등 총 3단계로 진행했다.

Baseline EMS는 ▲SCADA 애플리케이션(자료취득·데이터처리·정보처리·원격제어·실시간화면표시) ▲발전 애플리케이션(경제급전·자동발전제어·예비력감시·수요예측) ▲전력계통해석 애플리케이션(상태추정·조류계산) 등의 소프트웨어를 개발했다.

Prototype EMS는 SCADA 토폴로지와 스터디모드, 호스트이중화 등의 시스템 지원기능과 최적조류계산·안전제약경제급전 등의 발전 애플리케이션, 전압계획·송전용량계산·상정사고해석 등을 포함한 전력계통해석 애플리케이션 등으로 개발됐다.

Fullscale EMS는 온라인 DB편집과 사용자 권한관리, 발전기기동정지계획, 최적화급전계획, 안전도향상, 전력시장연계, 고장계산, 급전원훈련 시뮬레이터 등의 고급 기능을 개발하는 것으로 진행됐다.

프로젝트가 완료된 K-EMS 기술은 스마트그리드(Smart Grid, 지능형전력망)사업 국산화를 위한 요소기술로 활용될 전망이다. 특히 전력계통운영 이외에도 고속철도 감시시스템과 상하수도 관리시스템, 지하철 관리시스템, 고속도로 관리시스템 등을 비롯해 빌딩자동화 시스템 등 네트워크 산업 전반에 걸친 필수감시제어 기술로 활용될 수 있을 것으로 전력거래소 측은 내다봤다.

전력거래소는 K-EMS 기술을 바탕으로 수명기간이 도래한 국내 전력계통과 전력시장 관련 차기 IT시스템을 구축하는 동시에 안정적인 전력공급과 효율적인 전력시장운영, 스마트그리드 등 미래 전력산업 환경변화에 능동적으로 대처할 계획이다.


<인터뷰>

“이제부터 국내외 시장을 찾아야죠!”

-이효상 전력거래소 정보기술처 처장-

국내외 시장 진출이 핵심 과제
아시아·유럽·북미 계통 유사
美전력시장 눈독…경쟁력 충분
SG기반 최고정점에 위치할 것

“K-EMS 프로젝트가 5년 만에 완료됐습니다. 이제 실제 계통에 연결하는 일과 국내외 새로운 시장을 찾는데 치중해야 할 것입니다.”

이효상 전력거래소 정보기술처 처장은 K-EMS 기술개발 완료 후 앞으로 남은 과제에 대해 이처럼 한마디로 표현했다. 이 처장은 “국내 시장에서 활용되는 것은 기본이고 심지어 해외시장까지 개척할 수 있는 발판이 마련된 셈”이라면서 “K-EMS 프로젝트는 우리나라 전력산업의 한 획을 긋는 아주 중요한 일”이라고 강조했다.

K-EMS는 실제계통에서 독립적인 운영이 전무한 상태. 따라서 일각을 중심으로 우려의 목소리도 만만찮다. 모든 테스트를 통해 신뢰성을 쌓았다는 것이 전력거래소 담당자들의 견해다.

이 처장은 “K-EMS는 두 달 동안 실제계통에 물려 운영했으나 별다른 이상이 없었다”면서 “그렇지만 우리나라 전력산업의 두뇌로 계절적 영향을 감안, 사계절을 돌려 신뢰를 쌓아갈 계획”이라고 밝혔다.

국내외 시장 진출의 경쟁력으로 이 처장은 우리나라와 전력계통이 유사한 아시아를 비롯해 유럽과 북미계통에 적용될 수 있도록 설계됐다. K-EMS는 파워포인트 형태의 일괄인지가 가능한 그래픽과 시각화 기능을 강화로 고장 발생 시 급전원이 순간적으로 쉽게 인지할 수 있도록 구성됐다.

이 처장은 “K-EMS는 그 동안 그래픽으로 처리되던 한글 구현을 한글OS를 채택해 이를 해소했고, 수출 시 해당 국가의 언어를 가진 OS를 채택해 자국의 언어가 자연스러운 형태로 표출될 수 있도록 구성돼 편의성을 높였다”고 설명했다.

이뿐만이 아니라, K-EMS는 전력소비를 정확하게 예측하고 적절한 수요공급 조절에 기여하는 동시에 우리나라 고유의 전력망 특성에 맞는 전력설비 제어를 가능토록 개발됐다. 특히 기존 EMS에서 구축할 수 없었던 지능화 된 운영·제어의 틀을 제공해 전력저장장치와 수요반응을 효율적으로 운영하고 제어할 수 있다.

이러한 기술을 기반으로 해외시장 진출을 꿈꿨다. 그는 또 “최근 활발해지는 전력설비 해외수출사업과 동반, 동남아와 중동지역에 개발된 전력IT시스템을 수출할 수 있도록 정부를 비롯해 관련 유관기관과 협조해 적극적으로 지원할 계획”이라고 밝혔다.

이어 이 처장은 “아직 확정된 것은 없지만 미국 시장을 주목하고 있다”면서 “미국도 큰 나라이긴 하지만 많은 계통을 독립적으로 운영하고 있기 때문에 충분히 시장을 형성할 수 있을 것”으로 기대했다.

특히 스마트그리드 체제 구축 시 이를 수용할 EMS의 첨단기능에 대한 수정·보강·개선은 물론 재편성이 가능토록 핵심기술을 국산화했다.

이 처장은 “K-EMS 프로젝트로 축적된 기술은 스마트그리드 체제에서도 적용 가능하다”면서 “EMS 실시간 대용량 자료취득과 처리기술, 실시간 발전력 제어기술, 실시간 전력계통해석 등의 기술은 스마트그리드 요소기술로 활용될 것”이라고 설명했다.

이어 그는 “발전부터 소비까지 국가에너지 생산과 소비를 일목요연하게 알 수 있는 각종 정보에 부가가치를 더해 지식 화 할 수 있는 K-EMS는 국가에너지 생산과 소비에 대한 모든 정보를 집결시킬 것”이라면서 “스마트그리드 최고 정점에 위치하게 될 것”으로 기대했다.