효과적인 관리 시스템 리던던시는 시스템 리던던시에 분산형 또는 중앙 집중형 방식을 사용함으로써 달성할 수 있다.

이 두 가지 방식 중 어느 것을 시스템 리던던시에 선택할지는 사용자에게 달렸지만, 동일한 물리적 서버상에 다중 운영 시스템과 다중 애플리케이션을 실행할 경우 비용을 절감하면서 기존 x86 하드웨어의 효율과 이용을 높일 수 있다.

정전 발생과 지속시간을 줄이기 위해 전 세계의 전력망은 점점 더 이전의 수변전 설비(power substation)를 지능화하고 자동화하기 위해 구조 변경(Retrofitting)을 하고 있다. 수변전 설비 애플리케이션은 미션 크리티컬하여 이전의 설비 구조를 변경하는 경우 시스템 리던던시(Redundancy)는 가장 중요한 요소라고 할 수 있다.

 

 

수변전 설비 구조 변경 애플리케이션에서 시스템 리던던시는 분산형 또는 중앙 집중형 시스템 아키텍처를 이용해 배치할 수 있다. 분산형 아키텍처에서 네트워크 리던던시는 여러 대의 컴퓨터로 처리한다. 여기서 각각의 컴퓨터는 오직 하나의 단일 운영 시스템이나 애플리케이션을 실행한다. 반면에 중앙 집중형 아키텍처에서 네트워크 리던던시는 동일한 서버에서 다중 운영 시스템과 다중 애플리케이션을 실행함으로써 달성된다(즉, 서버 가상화).

 

이 두 가지 분산형과 중앙 집중형 아키텍처를 이용하면 효과적으로 수변전 설비를 구조 변경하면서 시스템 리던던시를 제공할 수 있다. 하지만 시스템 통합 업체는 계속해서 여러 제어와 관리 문제로부터 안전하게 보호하는 데 주의를 기울일 필요가 있다.

그림 1. 분산형 관리 아키텍처 구조도

 
 관리시스템 리던던시의 중요성

대부분 기존의 수변전 설비를 새로운 자동화 설비로 완전히 교체하는 것은 비실용적이고 너무 많은 비용이 든다. 따라서 대부분의 변전소 자동화 애플리케이션은 기존 장비를 구조 변경하거나 업그레이드하여 관련 있는 변전소를 통합하고 있다. 

변전소 자동화 구조 변경은 주로 지능형 전자 장치(IED, intelligent electronic device)를 배치하는 데 중점을 두면서 이전의 아날로그 상태 모니터링 데이터를 디지털화된 데이터 또는 프로토콜로 변환하여 컴퓨터 관리 시스템에 의한 전송, 저장, 또는 추가적 계산을 수행할 수 있게 한다. 이로써 일차 장비를 지능화하거나 변전소 버스 네트워킹에서 이차 장비로 사용한다.

 

따라서 변전소 자동화 추세는 이러한 모든 변전소 감시에서 발생하는 데이터를 수집해 이를 강력하고 안전한 제어 시스템으로 통합하는 데 있다.

 

수변전 설비 애플리케이션은 미션 크리티컬하기 때문에 약간의 경미한 데이터 손실도 관리 시스템이 제대로 작동하지 않을 경우 변전소를 작동 불능 상태로 만들며, 이로 인해 재난을 초래할 수 있다. 따라서 특히 원격 또는 무인 제어, 데이터 수집 및 감시에서 기존의 변전소 장비와 변전소를 구조 변경할 경우 관리 시스템 리던던시에 초점을 맞추는 것이 가장 중요하다.

 

이 밖에 수변전 설비 자동화를 위한 구조 변경을 수행할 경우 관리 시스템 리던던시에 특별한 주의를 기울인다면 시스템 가동 중단시간을 최소화하고 보다 많은 자원을 문제 해결에 할당할 수 있다. 
 
변전소 리던던시의 제어와 관리 문제

수변전 설비를 구조 변경하는 경우 시스템 통합 업체는 다음과 같은 여러 제어와 관리 문제점을 해결해야 한다. 

첫째, 불안정한 애플리케이션이 시스템에서 충돌을 일으키는 경우, 시스템 오류는 충돌된 애플리케이션에 영향을 미칠 뿐 아니라 전체 시스템을 마비시키고 동일한 컴퓨터에서 실행되는 다른 애플리케이션에도 영향을 미칠 수 있다.

 

둘째, 기존의 운영 시스템(OS, operating system)과 애플리케이션을 이식하는 경우에도 제어와 관리 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어 많은 변전소 애플리케이션은 원래 이전 OS 버전에 적합하도록 설계되었다. 따라서 이를 설계한 외부 업체는 더 이상 최종 사용자에게 맨 처음 애플리케이션에 대한 지원을 제공하지 않을 수 있다. 

또는 OS 자체가 예전의 커널에서 실행되는 너무 오래된 것일 수 있다. 두 경우 모두, 최신 OS와 하드웨어에서 사용할 목적으로 이러한 기존의 소프트웨어 애플리케이션을 이식하기 위해 단순히 펌웨어만 업그레이드하는 것은 충분하지 않거나 심지어 적합하지 않을 수 있다. 게다가 최종 사용자는 새로운 OS에 맞춰 새로운 애플리케이션 개발을 의뢰할지도 모른다.

 

마지막으로, 시스템 통합 업체는 업무 연속성을 유지하고 가동 시간을 늘리기 위해 다수의 첨단 기능을 필요로 한다. 특히 분산된 자원 스케줄링, 높은 가용성, 오류 내성, 스토리지 이식이 요구된다.

그림 2. 중앙 집중형 관리 아키텍처 구조도

 관리 문제를 해결해 줄 시스템 리던던시

수변전 설비 구조 변경 애플리케이션에서 시스템 리던던시에 초점을 맞추면서 분산형 또는 중앙 집중형 시스템 관리 아키텍처를 사용한다면 이러한 시스템 관리 문제를 해결할 수 있다.
 
1. 분산 방식
분산형 관리 아키텍처에서 시스템 리던던시는 각각의 컴퓨터가 하나의 OS와 애플리케이션을 실행하는 복수의 컴퓨터에 의해 보장된다. 분산형 시스템의 각 컴퓨터는 오직 하나의 애플리케이션만 실행하므로, 어느 한 노드의 애플리케이션이 불안정해도, 이러한 멀티 노드 네트워크에서는 단일 오류 지점을 나타낸다. 동일한 서버에서 단일 OS 또는 단일 애플리케이션을 실행하는 데 있어 이것은 명백한 이점이다.

 

그러나 각 애플리케이션을 위해 하나의 머신을 배치하는 경우, 이러한 하드웨어 기반 방식은 분명 추가적 장비와 유지보수 오버헤드가 발생된다. 뿐만 아니라 분산형 관리 아키텍처의 경우 새로운 컴퓨터 플랫폼이 이전의 OS를 위한 드라이버를 항상 지원하는 것은 아니기 때문에 이전 OS 및 애플리케이션 이식과 관련된 문제를 극복하지 못할 수 있다.
 
2. 중앙 집중 방식
반면, 중앙 집중형 관리 아키텍처에서 시스템 관리 리던던시는 가상화 기술(즉, VMware)을 통해 동일한 물리적 서버에서 여러 개의 운영 시스템과 애플리케이션을 실행함으로써 달성된다.

 

이처럼 가상화는 동일한 물리적 서버상에 다중 운영 체제와 다중 애플리케이션을 실행함으로써 비용을 줄이면서 기존 x86 하드웨어의 효율과 이용을 높일 수 있게 한다.

 

첫째, 개별 컴퓨터에 애플리케이션을 격리시키는 대신, 서버 가상화는 훨씬 적은 물리적 서버에서 이러한 다수의 가상 머신을 통합함으로써 애플리케이션 격리를 제공하면서 애플리케이션 호환성 문제를 제거한다.

 

둘째, 통합된 가용성 및 오류 내성은 가상화된 모든 애플리케이션을 보호한다. 서버나 노드에 오류가 발생하면, 모든 가상 머신(VMware)이 다른 머신에서 자동으로 재시작하거나 계속 유지되기 때문에 가동 중단시간이나 데이터 손실이 전혀 없다. 더욱이 이러한 가상 머신 소프트웨어 기능은 PC 플랫폼만 있으면 사용할 수 있다. 

 

마지막으로, 이전 애플리케이션을 가상화하고 인캡슐레이팅하여 효과적으로 이전 애플리케이션 수명을 연장하고 시스템 가동 시간을 유지할 수 있으며, 네트워크에 있는 노후화되고 오래된 장비를 최신 하드웨어로 교체할 수 있다.
 
결론

이전 수변전 설비 장비를 IED로 업그레이드하고 관련 변전소를 통합하는 일은 간단한 작업이 아니다. 수변전 설비를 구조 변경하는 경우 관리 시스템 리던던시에 초점을 맞추는 것은 제어 및 관리 문제를 극복하는 핵심이다.

 

효과적인 관리 시스템 리던던시는 시스템 리던던시에 분산형 또는 중앙 집중형 방식을 사용함으로써 달성할 수 있다.

이 두 가지 방식 중 어느 것을 시스템 리던던시에 선택할 지는 사용자에게 달려 있지만, 동일한 물리적 서버 상에 다중 운영 시스템과 다중 애플리케이션을 실행할 경우 비용을 절감하면서 기존 x86 하드웨어의 효율과 이용을 높일 수 있다는 사실을 알아두면 좋을 것이다.

다니엘 라이 _ 모싸 제품 매니저