IDPP
한전은 올해 3월, 베트남 EVNGENCO3와 IDPP 플랫폼 공급계약을 체결함으로써 첫 해외사업화에 성공했다.
이 기념비적인 순간, IDPP 기술을 소개하고자 한다.
- 기술 개발 배경
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탄소중립과 재생에너지 확대에 따라 발전소의 정교한 운영과 신속한 대응이 더욱 중요해지고 있다. 탄소중립 정책이 본격화되면서 태양광 등 신재생에너지 발전량이 급격히 늘어나고, 이로 인해 발전량의 변동성이 커지면서 지난 100여 년간 고정부하 방식으로 운전해오던 대형 화력발전소의 운전 방식에도 유연운전 등의 변화가 요구되고 있는 것이다.하지만 유연운전1은 발전소 설계 당시 전제했던 운영 조건과 다르기 때문에 새로운 문제를 야기한다. 발전기 설비의 수명이 단축되고 효율이 떨어질 수 있으며, 고장 가능성도 높아진다.
이러한 환경에서 고장을 예방하고 효율을 높이기 위해서는 발전소에 설치된 2만~ 5만 개의 센서에서 쏟아지는 데이터를 실시간으로 수집· 분석· 활용하는 체계가 필수적이다.
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유연운전(Flexible Operation): 고정부하로 운전해오던 전통적인 대형 화력·원자력 발전소를 신재생 발전량이 많이 증가하는 낮 시간대에 부하를 줄이고, 신재생 발전량이 감소하는 밤 시간대에 부하를 늘리는 가변 운전 방식(40~100% 부하 가변)
- 기술 설명 및 해외 시스템과 비교
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지능형 디지털 발전소 운영시스템(IDPP, Intelligent Digital Power Plant)은 발전소 운전 ·정비 데이터를 기반으로 AI와 빅데이터 분석을 결합해 설비 상태를 예측하고, 고장을 최소화하며, 운영 효율을 향상시키는 기술이다. IDPP는 2017년부터 본격적으로 개발이 시작되어, 수년간의 연구·검증 과정을 거쳐 안정적인 플랫폼으로 자리 잡았다. 이 시스템의핵심은 통합 빅데이터 플랫폼을 기반으로 다양한 지능형 애플리케이션(App)을 운영할 수 있는 구조에 있다.
IDPP의 기술적 특성기존 해외 상용시스템이 데이터 저장·보관 중심에 머무는 반면, IDPP는 데이터, 클라우드 플랫폼과 앱을 통합한 플랫폼으로 현장 맞춤형 활용과 실시간 대응이 가능하다는 점이 큰 차별점이다.
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실시간성
발전소 센서에서 나오는 엄청난 양의 데이터를 실시간으로 초고속 처리한다. 해외 상용 솔루션에 비해 약 250배 이상 빠르다는 강점을 가지고 있다.
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AI 활용성
오픈소스 기반으로 AI 모델과 지능형 앱 개발을 지원하며 발전소 운영데이터를 활용한 설비 이상 탐지, 성능 분석 등 다양한 AI 기반 서비스를 제공한다.
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데이터
구조화발전소마다 다른 센서 데이터 규칙을 ‘태그 구조화' 프로세스를 통해 표준화하고, 서로 다른 발전소에서도 앱을 호환하여 사용할 수 있게 만든다.
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무작업
추출지원전문가의 도움 없이도 필요할 때마다 데이터를 즉시 추출하여 사용할 수 있다.
경제적 효과도 뚜렷하다. 해외 시스템은 호기당 약 3.7억 원의 라이선스 비용과 추가 유지보수 비용이 발생하지만, IDPP는 약 0.4억 원 수준으로 운영할 수 있어 비용 부담을 획기적으로 줄였다.
기술적 성과도 세계적 수준이다. IDPP는 세계 최초로 발전소 대용량 데이터를 실시간으로 분산 처리할 수 있는 엔진을 개발해 관련 특허 5건을 확보했으며, 초당 수십만 건 이상의 센서 데이터를 고속으로 처리할 수 있다. 이는 글로벌 상용 솔루션 대비 약 250배 이상 빠른 성능이다. -
- IDPP 활용의 기대효과
- IDPP는 발전소의 센서 데이터를 실시간으로 수집·분석해 전력 사용을 실시간으로 분석하고 설비 상태를 자동 진단하며, 이상 상황과 수요 변화를 미리 예측해 전력 운영을 최적화한다. 덕분에 전력 계통의 안정성이 높아지고, 갑작스러운 설비 이상이나 기후 변화에도 신속히 대응할 수 있다. IDPP 플랫폼에서 제공하는 데이터는 한국데이터산업진흥원의 데이터 품질인증(DQC-V)에서 최고등급을 획득했으며 한국정보통신기술협회의 인증시험을 통해 데이터 누락률 0%를 검증받았다. 또한 발전소마다 다른 벤더·태그 규칙으로 발생하는 데이터 비표준 문제를 해결하기 위해 세계 최초로 태그 구조화 프로세스를 적용, 비표준 센서데이터를 사실상의 표준으로 변환하여 상호 운용성을 확보했다. 더불어, 오픈소스와 자체 개발 소프트웨어를 결합해 경제성과 고가용성을 동시에 확보했다. 이러한 기술적 성과는 곧바로 경제적 가치로 이어진다. 발전 5개사의 총 7.3GW 규모 설비에 IDPP 플랫폼을 적용한 결과, 전체 발전 효율이 약 0.29% 향상된 것으로 분석되었다. 또한 한전은 발전설비 고장예방을 통해 연간 약 640억 원의 대체 전력 구입비를 절감할 수 있으며, 발전사 또한 설비 고장을 사전에 차단함으로써 약 89.9억 원의 유지보수비를 절감할 수 있다. 더 나아가 발전소별로 상이한 설비의 주기별 시스템을 통합 관리함으로써 상호 호환성을 확보하고, 현장에서 제기된 개선 아이디어를 빅데이터 기반으로 신속히 반영할 수 있어 미래 발전 환경에도 유연하게 대응할 수 있다.
- 국내 기술 적용 현황
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IDPP 플랫폼은 발전사별로 1.5초에서 5초 간격으로 태그(Tag) 데이터를 수집하며, 수집 주기는 데이터 제공 시스템의 사양에 따라 조정된다. 현재 발전 5사의 총 28개 호기에서 데이터를 운영 중이며, 총 약 47만 개의 태그 데이터를 다룬다.
IDPP 적용 5개 발전사 28개 호기 데이터 운영 현황한전 데이터센터에서는 발전 5사의 연구 대상 발전소 15호기를 선정해 데이터를 실시간으로 연계하고 있다.
발전사 남동 남부 동서 서부 중부 총계 대상 발전소
(호기 수)2호기 15호기 2호기 7호기 2호기 28호기 데이터 규모
(Tag 수)4만 Tag 29만 Tag 2만 Tag 8만 Tag 4만 Tag 47만 Tag 한전 연계 IDPP 5개 발전사 15개 호기 실시간 데이터 수집 현황AI 기반 IDPP 애플리케이션은 발전소 효율 개선과 설비 진단을 위해 총 23종의 애플리케이션이 개발·운영되고 있으며, 성능감시, 조기경보, 디지털 트윈 등 다양한 AI 분석 솔루션으로 구성되어 빅데이터를 활용해 발전설비의 고장을 예방하고 효율을 높이는 데 기여한다.발전사 대상 발전소 (수집 주기) 일 데이터 적재량 남동 2호기
(1.5초)34억 개
(93.6GB)남부 4호기
(5초)13억 개
(30.4GB)동서 2호기
(1.5초)8억 개
(9.8GB)서부 5호기
(3초)28억 개
(61.3GB)중부 2호기
(3초)12억 개
(13.2GB)총계 15호기 95억 개
(약 208GB)
표준복합발전소인 김포열병합발전소에는 총 7종의 앱이 적용되어 있다. 이는 국산 가스터빈 기반 가스복합발전소의 표준 모델을 제시하며, 주요 기기의 상태 감시, 진단, 예측, 평가를 기반으로 최적 운전 기술을 지원한다. 여기에는 부분부하 성능예측 솔루션, 발전량 예측 솔루션, 압축기 성능 최적화 솔루션 등이 포함된다.
발전사별 IDPP 플랫폼 활용 현황을 살펴보면, AI 기술의 발전과 대중화로 인해 AI를 활용한 데이터 분석에 최적화된 IDPP 플랫폼에 대한 관심과 활용도가 지속적으로 높아지고 있다.
남부발전은 빅데이터를 기반으로 AI 기술을 자체화하기 위해 기존 4호기에 국한되어 있던 IDPP 적용 범위를 전체 15호기로 확대했다. 이를 위해 기술 역량을 갖춘 학습조직을 구성하여 12종의 발전설비 감시 애플리케이션을 자체 개발했으며, 현재 4기의 학습조직이 운영 중이다. 향후에는 IDPP 활용성을 극대화하기 위해 인프라 설비를 추가로 확충할 계획이다.
서부발전은 발전회사 최초로 발전 데이터를 민간에 개방하고, 이를 기반으로 디지털 창업 및 벤처기업 지원을 위한 사내·외 챌린지와 산·학· 연 협력을 통해 AI 솔루션 개발과 사업화를 추진하고 있다. ‘서부 AX 이노베이션센터’를 중심으로 발전데이터 활용 솔루션의 사업화를 위한 비즈니스 플랫폼을 강화하고, 오픈이노베이션을 통해 발전 운영에 특화된 인공지능 솔루션 개발을 확대하고 있다. 또한, 새로운 사업 모델을 발굴하고 AI 솔루션의 가치를 높여 매출 증대까지 이어가고 있다.
남동발전은 ‘발전소 AX(AI Transformation)’ 프로젝트를 기획하고 전담 조직을 구성하여, AI와 빅데이터 기반의 발전소 운영 혁신을 본격적으로 추진하고 있다.
- 해외 사업화 성과 및 추진계획
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한전은 지난 3월 베트남 전력공사(EVN) 산하 EVNGENCO3와 IDPP 플랫폼 공급 계약을 체결하였다. 이번 사업은 베트남 Phu My 1과 Vinh Tan 2 발전소 등 총 3개 호기(2.2GW)에 IDPP 플랫폼을 구축하는 프로젝트로, 총 사업비는 약 231만 달러이며, 사업기간은 16개월이다. 특히 본 사업은 AI기반 발전소 운영 플랫폼의 최초 해외수출 사례로, 글로벌 전력분야 디지털 플랫폼 시장 진출의 신호탄이라는 점에서 의미를 갖는다.
이번 3개 호기 구축을 시작으로, EVNGENCO3와의 협력을 바탕으로 총 14개 호기(6.3GW) 전체로 적용 범위를 넓힐 계획이다. 나아가 베트남 전역 68개 발전소를 대상으로 사업을 확장할 경우 약 4,760만 달러, 동남아시장 전체 확대 시 1.4억 달러 규모의 중장기적 매출 잠재력이 기대된다.
해외에서는 시장 잠재력이 큰 대만, 베트남 등 동남아 국가를 대상으로 연간 라이선스 구독 방식의 사업화를 추진한다. 이 사업은 초기 구축 비용(기술 용역)에 더해 연간 정기 이용료를 청구하는 형태로, IDPP 플랫폼과 필요 솔루션을 패키지로 제공하게 된다. 대만, 말레이시아, 태국, 인도네시아, 베트남 등 주요 5개국의 GDP와 발전용량을 고려했을 때, 동남아 시장은 성장 잠재력이 크다.동남아시아 주요 5개국의 GDP와 발전용량또한 중장기적으로는 동남아에서 다양한 솔루션 적용과 실적 확보를 통해 UAE, 사우디 등 진입 장벽이 높은 중동 시장으로 확장하고자 한다. 이를 통해 해외 사업의 트랙 레코드를 확보하고 제품 유지보수 품질에 대한 신뢰도를 입증하며, 궁극적으로는 전 세계 화력발전 시장에 진출해 5년간 약 4.6조 원 규모의 시장 성과를 달성하는 것을 목표로 하고 있다.구분 대만 말레이시아 태국 인도네시아 베트남 GDP
($)33,907 13,382 8,181 5,106 4,475 발전용량
(GW)56.8 36 47.6 56.5 65.3
국내에서는 발전 5사 전반에 IDPP 플랫폼을 확대 적용해 발전 효율을 높이고 전력 구입비를 줄임으로써, 향후 5년간 약 3,200억 원의 절감효과를 기대하고 있다. 또한, 현재 운영 중인 외산 데이터 플랫폼을 IDPP로 대체하면 유지보수와 라이선스 비용이 감소해 5년간 약 1,924억 원의 절감 효과가 예상된다.
아울러, IDPP 플랫폼은 소규모 발전사에 최적화된 맞춤형 솔루션 “Slim IDPP”를 통해 디지털 전환을 지원할 계획이다. 이를 기반으로 국내외 태양광, 해상풍력, 수소 사업 등 다양한 에너지 분야로 적용 범위를 확대해 나갈 예정이다.