최근 무선통신 기술의 급속한 발전으로 모든 영역에서 네트워크를 형성하고, 개방형 시스템의 장점을 극대화한 초연결사회로 변화하고 있다. 

모든 사물을 운영함에 있어 스마트센서, 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 정보시각화 등을 통합한 기술이 필수적이며, 하드웨어는 감성 디자인을 부가한 형태의 제품이 요구돼 시장 생태계가 변하고 있다. 최근에는 피부 프린팅 또는 태그형의 저전력형, 초소형 센서가 개발돼 새로운 서비스와 설비 감시 기술의 진전이 클 것으로 기대된다.

그림 1. 전력설비의 변형을 검출하는 기능을 갖는 스마트센서

 

기술 개요

IoT 기술은 스마트홈, 게임, 스포츠, 헬스, 쇼핑, 의료 분야 등에서 상당한 진척을 보이고 있으며, 음성인식, 시각인식, 상황인식, 가상현실 등의 정보 서비스 기술 발전으로 인해 환경, 스마트시티 등 공공설비 분야로 점차 확장되고 있다.

전력 분야에도 AMI 기반의 수용가 IoT 서비스, 발전 및 변전설비 관리 분야에서 연구개발이 수행되고 있다.

이 중 송배전 분야는 특히 센서 설치가 가능한 설비 자산을 가지며, 전력설비 운영에 필요한 자체 통신망을 갖추고 있고, 설비 감시 및 통신 분야의 기술적 경험이 풍부해 저비용의 IoT 구현이 가능하다는 장점을 보유하고 있어 발전 가능성이 클 것으로 전망된다.

표 1. 센서의 검출 물리량과 전력설비 관리 내용 비교

전력 분야 IoT 특징

전력 IoT는 현장 또는 기기에 내장하는 스마트센서 디바이스, 게이트웨이, 전력 통신망, 플랫폼으로 구성되며, 여기에 현장 스마트센서 점검용 웨어러블(Wearable) 디바이스가 추가된다.

현장의 필요한 정보를 얻기 위한 스마트센서는 옥외 고전자계 환경에 설치돼야 하므로, 점검에 있어서 접근이 용이하지 않기 때문에 특별한 요구 수준을 가져야 한다.

전력설비에 사용하는 스마트센서는 옥외 환경에 대한 강한 내구성, 저전력화가 필수적이며, 고온 및 고전자계 환경에서 안정적인 검출 성능을 보여야 하므로 시중의 제품과 차별성을 가진다.

국제 표준화 기구의 표준을 수용하되, 전력설비 고유의 상호 운용성, 장기신뢰성 시험 표준을 추가하고, 평가·인증하는 기술이 개발되고 있다.

플랫폼은 전력회사 IoT 적용 특성상 높은 수준의 보안성이 요구되므로 개방성과 폐쇄성을 동시에 만족하도록 설계해야 한다.

전력 IoT 플랫폼은 기존 운영 시스템의 빅데이터 플랫폼과 연계해 전력설비 운영에 필요한 새로운 서비스 제공의 기반이 돼야 하며, 보다 높은 수준의 수익 모델을 창조하기 위해 외부 플랫폼과의 연계성을 확보해야 한다.

그림 2. 스마트센서는 수목 접촉, 화재, 지반 붕괴 등의 전력설비 위험 요인을 사전에 검출해 경보가 가능하다.

기대 효과

전력 IoT 기술은 전력설비의 상태를 정확히 인지하고 제어할 수 있기 때문에 공공 안전 및 재해에 대한 신속한 대응이 가능할 뿐 아니라, 대규모의 현장 정보와 기상, 교통량 등의 다른 정보를 조합해 다양한 서비스 개발이 가능하다. 때문에 국가적으로 IoT 관련 기업이 증가하게 된다.

전력설비 운영 측면에서 전력 IoT는 기존에는 현장설비에 접근해 점검 및 진단해 오던 것에서 벗어나 원거리에서 상태 감시, 예측 및 추정, 설비 확인 등이 가능하기 때문에 안정성과 정확성이 획기적으로 향상된다. 현장 기술자가 착용 가능한 웨어러블 디바이스와 연계해 운영되므로 시공 정확성과 안전성이 향상되고, 작업 시간이 단축된다.

향후 계획

현재 한국전력공사에서는 전력회사 고유의 플랫폼 모델을 설계하고 있으며, 가공 및 지중 배전선로를 대상으로 소규모의 IoT 전력설비 시스템을 시범 운영할 계획이다.

2016년에는 전력 IoT 플랫폼을 개발하고, 이를 전력설비에 점차 확대하며, 다른 공공 부분으로도 확장할 계획이다. 또한 전력 IoT와 더불어 빅데이터 처리 및 시각화 기술을 동시에 개발해, 다양한 정보를 시각적으로 이해하기 쉽도록 가공해 제공하는 개방형 서비스를 개발할 계획이다.

이병성 책임연구원 _ 한전 배전연구소