zenon으로 전력 자산을 디지털화하여 제어성 및 신뢰성 향상

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• 디지털 변전소란
• 디지털 변전소 구축하기
• 변전소 HMI를 위한 애플리케이션 세트
• 모범 사례

일관되고 안정적인 전력 공급은 모든 사업체에게 중요합니다. 이러한 이유로 과도한 전력 수요를 감당할 수 없고 효율성이 낮은 배전망에 의존하는 경우가 많습니다. 정전 발생 시 사업체가 이 문제를 해결해야 하며, 이는 비용 증가로 이어지는 경우가 많습니다. 이러한 문제를 해결하고 전력망의 안정성과 전력 품질을 높이려는 전력회사들은 현대적이고 간편한 변전소 자동화 기술을 도입해 소위 디지털 변전소로의 변화를 도모합니다. zenon은 표준화된 디지털 인터페이스와 데이터를 사용하여 전력 회사들이 전기 그리드를 효율적으로 관리할 수 있도록 지원합니다. 디지털 변전소를 구성하는 요소와 zenon이 귀사의 비즈니스에 어떤 도움을 줄 수 있는지 자세히 알아보십시오. 

디지털 변전소란?

변전소는 전기를 가정 및 사업장에 분배하는 용도로 오랫동안 이용되어 왔습니다. 변전소는 고전압과 전력 흐름을 유지하고 다양한 보호 기능을 관리해야 합니다. 이러한 정확한 출력을 유지하기 위해 변전소는 아날로그 및 바이너리 상태 데이터에 크게 의존합니다. 하지만 기존 변전소의 단점은 이러한 데이터를 처리하고 사용하는 데 많은 노동력과 전력이 소모된다는 점입니다. 디지털 변전소 아키텍처는 변전소 데이터를 디지털하여 이러한 비효율성을 최소화합니다. 이를 통해 유연한 소프트웨어 기반 기능, 장치 간 데이터 공유 간소화 등 다양한 이점을 얻을 수 있습니다. 전반적으로 디지털 변전소는 전력망의 불안정성이 증가하고 상황에서 더 높은 신뢰성과 유연성을 제공합니다.

디지털 변전소의 구성 요소가 되기 위해 갖춰야 할 요소

변전소는 여러 구간과 장치 간에 신호를 전송하기 위해 많은 구리 케이블을 사용해 왔습니다. 이러한 케이블은 확실히 비효율적이며, 공장 내 많은 공간에 수작업으로 설치됩니다. 변전소는 전류 및 전압 변압기와 회로 차단기를 계전기에 연결하는 데 사용되며, 여기에는 수천 미터의 구리 케이블이 필요합니다. 디지털 변전소의 주요 장점 중 하나는 구리 케이블 대신 광섬유 케이블을 사용하여 시스템 전체가 전용 통신 프로토콜을 통해 유연하게 상호 작용할 수 있다는 것입니다. 

IED의 핵심적 역할: 중앙집중식 모니터링 및 제어를 가능하게 하여 효율성 제고

지능형 전자 장치(Intelligent Electronic Device, IED)는 변류변압기, 회로 차단기 등 변전소 내 장치의 작동을 제어하고 보호합니다. IED 내에는 마이크로프로세서가 탑재되어 있어 데이터 분석이나 자산 제한, 전력 품질 문제 해결 등 특정 전력 그리드 공정을 자동화하는  용이합니다. 전반적으로 디지털 변전소용 IED는 변전소 자동화를 위한 IEC 61850 표준을 준수하므로 통합 데이터 모델, 통신 프로토콜, 기능 및 서비스를 지원하여 다른 장치 및 시스템과 상호 운용할 수 있습니다. 따라서 시설 담당 개발자는 통합된 도구와 기능을 통해 플랜트 설계, 구성 및 시운전을 보다 간편하게 관리할 수 있습니다.

전통적인 변전소가 디지털 변전소로 대체되고 있는 이유

미래의 변전소는 전력 품질과 전력 흐름 측면에서 보다 동적인 요구 사항에 대응할 수 있어야 합니다. 또한 유틸리티 기업이 증가하는 자산을 경제적인 방식으로 관리하기 위해서는 통합되고 정밀한 도구를 채택하여 에너지 자산의 개발, 시운전, 모니터링 관행을 새롭게 정립해야 합니다. 디지털 변전소를 위한 IEC 61850 표준은 이러한 요건을 충족하여 전력회사가 차세대 에너지 그리드에 대비할 수 있도록 합니다.

디지털 변전소 구축하기

디지털 변전소 구현을 위한 첫 번째 단계는 IEC 61850 아키텍처에 대한 올바른 이해에서 시작됩니다. IEC 61850가 제시하는 자동화 표준의 핵심 메시지는 오늘날 증가하는 전력 수요를 충족하기 위해서는 변전소를 디지털화해야 한다는 것입니다. 하지만 디지털 변전소에서 가장 중요한 기능 요소는 바로 프로세스 버스입니다. 이를 통해 물리적인 배선 없이도 유연한 통신 프로토콜을 기반으로 여러 IED를 서로 연결할 수 있습니다. 프로세스 버스는 변전소 전체의 연결을 더욱 간소하고 유연하게 만들어줍니다. 

표준화

IEC-61850 덕분에 디지털 변전소 간 표준화 관행이 정립될 수 있었습니다. 이 표준을 준수하면 변전소가 상이한 위치에 있어도 프로토콜 불일치가 발생하지 않아 훨씬 큰 규모로 에너지 분배를 통제하고 제어할 수 있습니다.변전소 자동화 소프트웨어 zenon은 국제 표준 프로토콜에 따라 작동하므로 변전소 관리자가 간편하게 공인된 관행을 준수할 수 있습니다.

통신 네트워크

디지털 변전소의 핵심 기능 중 하나는 바로 측정치와 상태 등 공정 정보를 IEC 61850 통신 프로토콜에 부합하는 텔레그램으로 변환할 수 있다는 점입니다. 이러한 정보는 변전소 전체의 다른 디바이스로 유연하게 전달되어 최적의 유연성을 달성할 수 있습니다. 이를 위해서는 IEC 61850 준수 IED와 디지털 변전소 소프트웨어가 필요합니다. 조건이 갖춰지면 데이터를 효과적으로 모니터링하여 변전소의 모든 구획이 제대로 작동하는지 확인하고 장애와 오류 발생 가능성을 크게 낮출 수 있습니다.

모범 사례

디지털 변전소 구축 및 운영  가장 염두에 두어야 할 모범 사례는 바로 IEC 61850 등, 다양한 국제 통신 네트워크 표준을 준수하는 것입니다. 이러한 표준은 효율적인 데이터 공유 및 상호운용성의 토대라고 할 수 있습니다. 그리고 zenon과 같이 뛰어난 데이터 관리 도구를 사용하면 디지털 변전소를 효율적으로 관리할 수 있고, 원격 관리까지도 가능합니다. 변전소의 어떤 구획을 수동으로 제어해야 하고 어떤 부분을 자동화할 수 있는지 식별할 수 있어, 디지털 변전소의 운영이 최적화됩니다.

IEC 61850의 역할

IEC 61850의 의미와 갖춰야 할 요소, 디지털 변전소 통신 효율성에 이 표준이 하는 역할을 간략히 정리하겠습니다. IEC 61850은 변전소 설계와 IED 통신을 표준화하기 위해 정립된 국제 표준입니다. 전 세계적으로 전력망의 변전소 디지털화 계획이 증가하면서 IEC 61850 프로토콜 표준을 준수하는 것이 일반적인 관행이 되었습니다. 또한 IEC 62351에 따른 광섬유 케이블 사용 및 보안 기능을 통해 안전성을 제공할 수 있습니다. 또한 디지털 변전소는 광섬유 케이블을 사용하고 IEC 62351에 따른 보안 기능을 통해 안전성을 제공할 수 있습니다.

디지털 변전소의 모든 요건을 충족하는 zenon

디지털 변전소의 장점은 알지만 관리와 시장 진입이 부담스러울 수 있습니다. zenon은 이러한 과정을 간소화시켜 줍니다. zenon의 높은 유연성 덕분에 수동 및 자동화 접근 방식 모두에서 온사이트와 원격 유지관리를 모두 최적화할 수 있습니다. 자세한 정보는 지금 COPA-DATA에 문의바랍니다!

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