한전 전력연구원, 서부발전 공동개발....평택, 군산화력에 실 적용

한국전력(사장 김종갑) 전력연구원과 서부발전이 발전용 가스터빈의 최적 운전을 위한‘통합 운영지원시스템’ 을 개발, 군산복합화력과 평택2복합화력에 적용했다.

이번에 개발한 가스터빈 통합 운영지원시스템은 ▲가스터빈 이상진단예측 시스템 ▲성능감시진단 시스템 고온부품관리시스템 ▲복합화력발전 시뮬레이터로 구성됐으며 가스터빈 핵심설비의 이상을 사전에 예측해 성능감시를 통한 최적운전이 가능토록 한다.

가스터빈 이상진단 예측시스템은 세계 최초로 딥러닝을 통해 가스터빈의 이상 예측이 가능한 인공지능기술이 적용됐다. 핵심 기기에 대한 실시간 이상 진단과 2시간 이전에 이상상태 예측이 가능해 불시사고를 사전에 방지할 수 있다. 전력연구원에 따르면 평택2 복합발전소에 설치돼 운용 중이며 예측 신뢰도는 80% 이상인 것으로 나타났다.

성능감시진단 시스템은 복합화력발전소의 성능을 실시간으로 확인하며 성능저하 원인을 파악하는 기능을 한다.

성능감시진단 시스템 현장 검증결과와 오차가 0.2% 이하로 나타났으며 군산복합 화력발전소에 적용해·운영 중이다.

고온부품 이력관리시스템은 가스터빈 핵심설비인 고온에 노출되는 블레이드 등의 손상 및 수리 내역을 포함한 운영이력을 체계적으로 관리해 효율적인 정비를 도와준다.

복합화력발전 시뮬레이터는 발전소의 실제 운영과 동일한 환경을 구현한다. 이를 통해 발전소 운영요원은 발전소 운영기법 및 이상상 황 발생 시 대처방안을 사전에 습득할수 있다. 통합 운영지원시스템을 국내 가스터빈 운영에 반영할 경우 가스터빈 유지보수 비용을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

가스터빈발전은 석탄화력발전 대비 황산화물과 질소산화물 등의 미세먼지 오염물질 배출이 1/8에 불과해 친환경에너지로 주목받고 있다. 가스터빈은 복합화력발전소 건설비용의 30~50%를 차지하는 핵심 설비다.

지난 25년간 국내 발전사가 가스터빈 유지보수에 지출한 금액은 4조2104억 원에 달하는 것으로 추정된다.

가스터빈 통합 운영지원시스템은 2019년 6월에 상태 감시・진단 신뢰도 검증을 위해 복합화력발전소에 적용된 상태이며 향후 2022년부터 국내 설치된 149기의 가스터빈을 대상으로 확대 보급할 계획이며 해외 시장 진출도 노리고 있다.

전력연구원 관계자는 “한국전력의 가스터빈 통합 운영지원시스템을 통해 가스터빈의 종합적인 상태 감시 진단과 예측이 가능해졌다”며 “앞으로 연구를 지속해 가스터빈 분야 기술 국산화로 해외 의존을 탈피하고 국내외 가스터빈 시장에 진출하기 위해 노력하겠다”고 말했다.