한국전력 전력연구원(원장 김숙철)과 한국서부발전(사장 김병숙)이 공동으로 발전용 가스터빈의 최적운전을 위한 통합 운영지원시스템을 개발하고 서부발전 군산복합화력발전소 및 평택 제2복합화력발전소에 적용을 완료했다.
가스터빈은 복합화력발전소 건설비용의 30~50%를 차지하는 핵심 설비로 가스터빈발전은 석탄화력발전 대비 황산화물과 질소산화물 등의 미세먼지 오염물질 배출이 1/8에 불과해 친환경에너지로 주목받고 있다.
지난 25년간 국내 발전사가 가스터빈 유지보수에 지출한 금액은 4조 2104억원에 달해 한전은 GE등 외국 가스터빈 제작사에 지불하는 유지보수 비용 절감 및 복합화력발전소 효율 향상을 위해 가스터빈 통합 운영지원시스템을 개발했다.
전력연구원의 가스터빈 통합 운영지원시스템은 ▲가스터빈 이상진단 예측 시스템 ▲성능감시진단 시스템 고온부품관리시스템 ▲복합화력발전 시뮬레이터로 구성돼 있으며, 가스터빈 핵심설비의 이상을 사전에 예측하고 성능감시를 통해 최적운전이 가능하다.
‘가스터빈 이상진단 예측 시스템’은 세계최초로 딥러닝을 통해 가스터빈의 이상예측이 가능한 인공지능기술이 적용되며, 핵심 기기에 대한 실시간 이상진단 및 2시간 이전에 이상상태 예측이 가능해 불시 사고를 사전에 방지할 수 있다. 현재 서부발전 평택 제2복합발전소에 설치돼 운용 중이며 예측 신뢰도는 80%이상이다.
‘성능감시진단 시스템’은 복합화력발전소의 성능을 실시간으로 확인해 성능저하 원인을 파악하며, 한전의 성능감시진단 시스템 현장 검증결과와 오차가 0.2%이하로 현재 서부발전 군산복합 화력발전소에 적용·운영 중이다. 또한 ‘고온부품 이력관리시스템’은 가스터빈 핵심설비인 고온에 노출되는 블레이드 등의 손상 및 수리 내역을 포함한 운영이력을 체계적으로 관리해 효율적인 정비를 도와준다.
‘복합화력발전 시뮬레이터’는 발전소의 실제 운영과 동일한 환경을 모사할 수 있으며, 이를 통해 발전소 운영요원은 발전소 운영기법 및 이상상황 발생 시 대처방안의 사전습득이 가능하다.
전력연구원의 가스터빈 통합 운영지원시스템은 지난 6월 상태감시 및 진단 신뢰도 검증을 위해 서부발전의 복합화력발전소에 적용된 상태이며, 향후 2022년부터 국내 설치된 149기의 가스터빈을 대상으로 확대 보급 및 해외 시장 진출을 계획 중이다.
전력연구원 관계자는 “한전의 가스터빈 통합 운영지원시스템을 통해 가스터빈의 종합적인 상태감시진단 및 예측이 가능해졌다”며 “앞으로 연구를 지속해 가스터빈 분야 기술 국산화로 해외의존을 탈피하고 국내외 가스터빈 시장에 진출하기 위해 노력하겠다”고 밝혔다.
