Special Issues _ 2 미래형정전관리시스템 (OMS) 최적구축모델개발 1. 개황 조남기한전배전계통팀장 한전의전력설비는전기를생산하는발전소에서전기를소비하는고객에게까지수백 km에이르는방대한전력설비로구성되어있다. 그중배전설비는변전소에서각가정집이나빌딩, 공장등으로전기를공급하는전력설비이다. 사람의모세혈관과같은중요한역할을수행하는배전설비는약 870만기의지지물, 127만km 의전력선, 205만대의변압기등으로구성되어있다. 고객에게전기를공급하는방대한배전선로에서정전발생시신속한고장복구수행을위하여한전은전국에 41개배전센터 1) 와 191개지사의배전운영실을두 1) 배전센터 (DCC, Distribution Control Center) : 한전의각지역본부 ( 지사 ) 에위치하여관할구역내에있는 22.9 kv이하의배전계통에대한감시, 제어, 정전복구등을주관하는장소 24 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
미래형정전관리시스템 (OMS) 최적구축모델개발 어배전계통을실시간감시하고있다. 배전선로에서정전이발생할경우정전발생사실을최단시간내에인지하고, 정전위치및정전영향지역을예측하여작업자에게정확한정전상황을통지함으로써해당정전상황을신속히복구하는부분은전력계통운영자에게있어최대관심사중하나이다. 물론정전고객에게정전상황을즉시통보함으로써정전피해를최소화하는것또한전력회사가해야할중요한역할중하나이다. 2. 현황기존의정전관리시스템 (OMS, Outage Management System) 은배전운영시스템과의연계를통한고압계통위주로구축되어운영되고있다. 정전발생사실을인지하는수단의경우주로전화를통한정전신고, DAS( 배전지능화시스템 ) 의개폐기고장정보, 현장작업자의순시정보등극히제한적이었다. 이로인해단순한정전신고접수위치와지능화개폐기의구간단위정전이력정보에의존하고있으며, 정전상황에대한상세한분석기능또한미비한상황이다. 그런데 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 의도입으로신속하고정확한정전인지가가능해지면서고압계통위주의정전관리에서저압계통까지처리할수있는미래형정전관리시스템이요구되고있다. [ 표 1] 한전의주요정전관리시스템현황 명칭주요기능 UI NDIS/ 정 휴전관리 (2004~) 정전통계 / 휴전작업관리 기동보수시스템관리 정전속보관리 정전경험이력관리 알람관리 (SMS) WEB-GIS 설비운영관리시스템 (2010~) 저압정전개소 / 실적조회 정전속보 / 정전고객조회 선로별고객 / 지역현황 휴전작업개소 / 계획조회 배전기동보수 ( 차량위치등 ) 스마트그리드종합운영시스템 (2014.4~) 보호협조 ( 변전협조체제공유 ) 실시간고장분석 / 고객영향 고장복구 SOP 자동화제공 송변전고장현황공유 / 대응 단기계통운영정보제공 2014 November + 25
Special Issues _ 2 따라서스마트미터의실시간정전이벤트정보를바탕으로이벤트그룹화, 분석기준설정, GIS 기반토폴로지분석, 이벤트신뢰성검증, 저압-고압계통연계처리, 기정전상황연계처리등다양한기능을통합지원하는새로운정전위치예측알고리즘이요구되고있다. 또한, 정전상황발생부터종료까지정전상황진행정보를지속적으로통합모니터링하여작업자에게관련정보를제공하는기능이필요하다. 미래형정전관리시스템은이러한정전에대한인지, 분석 예측, 모니터링, 통보, 작업관리, 복구등일련의과정을자동화한시스템을총칭하며, 이를위해 AMI 서버 (MDMS), 고객정보시스템 (CIS), 고객응대시스템 (TCS, IVR), 미터관리시스템 (MMS), 지리정보시스템 (GIS), 신배전정보시스템 (NDIS) 등다양한시스템의정보를활용하게된다. 3. 미래형정전관리시스템구축모델미래형정전관리시스템구축을위해필요한세부요구기능은다음과같다. 첫째, 계통추적등빠른처리를위한전국배전계통운영관리전용네트워크모델링및설계 공사관리 와실시간으로상호연계해관리하는기능이요구된다. 시스템간메시지교환에사용되는데이터를정의하는데있어서는공통정보모델 (CIM, Common Interface Model) 을활용함으로써정보교환의표준화를통한시스템의유연성및확장성을확보하여야한다. 정전정보시스템에있어정전관련업무에관련한인터페이스및모델은 IEC 61968 과 IEC 61970 에정의되어있으나관련표준이아직진행중이기때문에정의되지않은정보는확장모델을이용하여향후표준의변경에대응할수있도록구성하여야한다. 현장사무실정전관리시스템 고객정전신고복구안내 정전이벤트관리 실시간정전상황인지 정전접수, 현장모니터링 고객 배선선로 (DAS) 선로고장신호계기이벤트 고객센터 배전센터 ESB(CIM) 정전예측 고장위치 / 범위예측 예상복구시간산정 현장복구 자동화작업연계및통보 범용모바일사용 스마트미터 (AMI) 검침통합관리 고장원인분석 고저압고장원인분석 고장복구 범용모바일 현장출동 복구정보 배전운영실 실적관리 저압, 고압정전실적 휴전계획및실적관리 [ 그림 1] AMI 활용미래형정전관리프로세스 26 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
미래형정전관리시스템 (OMS) 최적구축모델개발 둘째, GIS 도면을활용하여정전지역, 정전고객등정전정보를시각적으로표현하는등선로순시및현장복구를위한모바일정전개소안내기능 ( 최적경로안내내비게이션기능지원 ) 이필요하다. 또정전유발배전설비의설치정보및제원정보에대한조회도가능하여야한다. 셋째, 고객센터에접수되는고객의정전신고 Call 관리는물론현장복구정보를고객에게안내할수있어야한다. 즉미래형정전관리시스템상에서는고장이발생된고객으로부터정전신고전화를수신하면자동으로고객의주소, 인입전주등기본적인위치정보파악이가능하고, 정전지역, 정전개소, 정전원인등에따른복구예상시간을산출하여고객에게안내할수있다. 넷째, AMI, DAS 등타시스템의정전정보이벤트분석을통해정전개소를예측하도록지원해주어야한다. 이를위해서는 NDIS와 DAS 간계통일치화및정전정보의실시간연계가기본적으로이루어져야한다. 물론 AMI 계기의정전정보도실시간연계가필요하다. 이러한다발적인정전정보이벤트처리및분석을통해정전발생위치개소 ( 인입선, 변압기, 개폐기, CB 등 ) 의예측이가능해진다. 다섯째, 신속한정전복구를위해현장출동에서부터복구작업완료에이르기까지통합적인복구업무프로세스구현이필요하다. 이러한프로세스가구현되면현장에서모바일기기를활용하여정전개소알람접수및현장출동지시를받는다던가, 배전설비정보를조회하는것이가능하다. 또고장복구처리결과를모바일시스템에등록하면복구정보에대한실적관리는물론고객센터에복구정보를제공함으로써고객에게즉시안내가가능해진다. 그외에도미래형정전관리시스템에서는호당정전시간 (SAIDI)/ 호당정전횟수 (SAIFI)/ 정전고객평균정전시간 (CAIDI)/ 호당평균순간정전횟수 (MAIFI) 등공급신뢰도지표의통계산출관리, 정전유발기자재 정보의품질부서통보기능, 설비별 / 원인별 / 시간대별정전통계의시각화표현, 정전관리담당자를위한다양한정전통계보고서제공, 정전정보의담당자간실시간공유등지원기능의확장이가능하다. 4. 해외동향가. Network Management System(Oracle 사 ) 오라클은 1990년대초반유틸리티어플리케이션버스 (Utilities Application Bus) 에실시간메시지버스 (Message Bus) 개념을적용해푸시 (push) 방식으로실시간정보를제공해주는정전관리시스템을최초로개발한 CES international 사를인수하였다. 오라클은여기에 SCADA 전력모델 ( 실시간운영 ), GIS 전력모델 (Plan) 의장점을통합한전력산업최초의실시간전력운영모델을개발, 실시간시뮬레이션및정전패턴인지에탁월한성능을발휘하도록하였다. 오라클시스템의주요특 장점은다음과같다. 실시간통합운영모델 (Common Real-time Network Model) 하에능동적배전지능망토폴로지제공 유틸리티산업에서일반적으로사용하는분석툴을포함한다양한분석툴제공 정전의규모및정전위치정확한예측기법제공 정전과관련된모든고객의상태트래킹우수 정전대응시간단축 정전라이프사이클워크플로우및정전해제에대한 IEEE P1366 데이터캡쳐제공나. PowerOn OMS(GE 사 ) GE의 OMS는 1998년 PowerOn V1.0을시작으로 2012년 V4.2.1 까지약 14년간에걸쳐보완개발되었으며, 주요특 장점은다음과같다. GIS, DMS 및 OMS 시스템간의배전설비네트워크모델통합 2014 November + 27
Special Issues _ 2 [ 그림 2] 오라클사의 NMS 구성도 GIS 상의배전네트워크와고객정보연계에따른데이터품질향상가능 배전네트워크모델을이용한다양한회선구축 (Radial, Ring, Meshed 등 ) 계획정전에대한소비자알림가능 임시점퍼선, 케이블, 설비를활용한무정전작업회선모델지원 자동응답시스템 (IVR) 및고객정보시스템 (CIS) 통합 : 콜센터운영효율화 현장작업자관리 : 현장작업자동화시스템 (FFA) 과의연계 스마트그리드통합데이터버스 (SSI) 를이용한 GIS/OMS/DMS 및다른시스템과의상호운용성실현 5. 전망지금까지 AMI에기반한미래형정전관리시스템의 최적구축방향을간략히살펴보았다. 미래형정전관리시스템은스마트미터와정전관리시스템간실시간양방향정보전송인프라를기반으로이루어지며, 통신네트워크상데이터전송의신뢰성여부를확보하는것이매우중요하다. 또한, 시스템인터페이스, 메시지구조와관련하여국제표준을준수함으로써향후시스템의확장에대비하여야한다. 기술관점에서는정전관리시스템에서 GIS가차지하는비중이높기때문에기술적제약을잘이해하고표준기술의활용도를높여야할것이다. 과거정전상황판단을위한이벤트확보의어려움으로활용가치가낮았던정전관리시스템이었지만지금은 AMI의도입으로전력설비운영분야의핵심시스템으로자리매김하고있다. 국내의경우 AMI 도입이시작되면서 AMI의각구성요소별로정전관리시스템이요구하는기능을어느수준까지포함할것인지에대한논의가시작되고있으며, 스마트그리드제주실증단지를통해실증한바있다. 28 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
미래형정전관리시스템 (OMS) 최적구축모델개발 FA Network OA Network 13 Design VMDS s KEPCO 13 District-HQ Offices(Regional s) Design Design Design DMZ Zone DAS Distributed Automation System (SCADA) Operational Single (Nationwide) Firewall Operational Database (As-Built Only) DA SCADA 이벤트 정전 / 복전 AMI 배전계통 External Map Service (ie. Google/Naver) WAS Platform 작성생성 Tile Map 현장자동화 (FFA) Geographic (VMDS) IVR 작업자 지정 GSS PowerOn OMS Reduction Network (Oracle) GSS Map Work Order 복전예상 (ETR Notifications) Web Client 10,000 Op. Users + 8,000 Contractors 현장시스템 (Android) 3,000 Field Crews OMS Client 189 Op. Centers 41 Ctrl. Centers 정전저수 ( 콜센터 ) HQ Op Dept./ 13 Call Centers [ 그림 3] PowerOn OMS 구성도 앞으로국내 AMI 환경에서정전관리시스템을성공적으로개발하여도입하기위해서는다양한계통상황의적용을위한지속적인연구와실증을통한충분한검증이필요하다. 이러한연구성과와실증결과를기반으로한전은 AMI(MDMS), DAS, 고객센터를연계한차세대전력판매정보 ( 배전정보, 고객정보, Web-GIS 융합 ) 시스 템구축을추진중이다. 이는 Web 환경 GIS 기반의배전설비정보, 고객정보및 AMI 계기정보등을통해현장의정전발생정보를실시간으로인지하여신속한정전복구체계를구축하는것을목표로한다. 이를통해고객의전기사용불편을최소화하고, 정전시간단축을통해고품질의전력을안정적으로공급하는데크게기여할것으로판단된다. 2014 November + 29