사우디 전력(SE), zenon 기반 스마트 배전망 구축으로 전력 공급 신뢰성 극대화

사우디아라비아의 전력 수요가 지속적으로 증가함에 따라, 사우디 전력(Saudi Energy, 이하 SE)은 전국 전력 분배의 핵심 역할을 담당하고 있습니다. SE는 시스템 통합업체(SI)인 Electrical Power Systems Establishment(EPSE)와의 긴밀한 협력을 통해 복수의 제어 센터를 포함하는 스마트 배전망 내 원격 링 메인 유닛(RMU) 및 가공 선로를 아우르는 자동화 시스템을 구축했습니다. COPA-DATA의 zenon 소프트웨어 플랫폼을 기반으로 구축된 이 시스템은 고장 지점 탐지 시간을 획기적으로 단축하여 전력 공급 신뢰성을 높이고 유지보수 효율을 극대화했습니다.

주요 성과

 복수 제어 센터를 위한 상위 에너지 자동화 시스템 zenon:

• 직관적이고 사용자 친화적인 통합 시스템
• 프로그래밍 기술 의존도를 낮춘 신속한 엔지니어링 프로세스
• 고장 위치 식별 성능 개선을 통한 정전 대응 시간 단축
• 다운타임 및 운영 중단 최저 수준 단축
• 하드웨어 종속성이 없는 유연한 확장형 시스템
• 향후 전력망 확장에 대한 원활한 지원

국가 성장을 뒷받침하는 지속 가능한 전력 신뢰성

수십 년 동안 사우디아라비아는 글로벌 화석 연료 수요를 충족시키는 데 있어 핵심적인 역할을 해왔습니다. 중동 최대 경제국인 사우디아라비아는 지속 가능한 전력 공급에 깊이 의존하고 있으며, 이는 국가 장기 발전 전략인 '비전 2030(Vision 2030)'과 연계된 전력화 정책을 뒷받침하는 핵심 인프라입니다.

끊김 없는 전력 공급은 주민과 기업의 일상생활뿐만 아니라 매년 열리는 이슬람 최대 성지순례인 '하지(Hajj)' 기간의 안정적 운영에 필수적입니다. 전 세계 150여 개국에서 약 200만 명의 순례객이 메카의 대성전을 방문하며, 이 대규모 국가적 행사는 회복탄력성과 신뢰성을 갖춘 전력 인프라를 바탕으로 유지됩니다.

아라비아반도 대부분을 커버하는 사우디 전역은 전력 공급을 SE에 의존하고 있습니다. 사우디의 주요 전력 공급 체계는 중앙, 동부, 서부, 남부 지역의 발전 및 송전 회사와 배전 조직으로 나누어져 있습니다. 사우디 국영 전력망(National Grid Saudi Arabia, NGrid)은 전력 생태계의 일원으로서 사우디 전역의 도시와 마을에 전력을 효율적으로 송·배전하고 있습니다.

SE는 광범위한 송전선로와 변전소 네트워크를 통해 사우디 전역의 주민과 기업에 신뢰성 높은 전력을 공급하고 있습니다.

최근까지 전선로를 따라 설치된 전력망 자산을 유지보수하는 작업은 엔지니어가 개별 설비 현장까지 직접 이동해야 했기 때문에 상당한 시간과 비용이 소요되었으며 위험도 높았습니다.

광역 전력망 유지보수의 한계와 과제

SE의 기술 지원 팀은 광범위한 전력망의 운영 기능을 유지하는 데 있어 다양한 난제에 직면해 있었습니다. 강풍으로 인한 선로 단선 외에도 가공 전선로에 위치한 리클로저(Recloser), 단로기(Disconnector), 부하개폐기(LBS)의 고장으로 인해 정전이 발생하곤 했습니다.

최근까지 이러한 구성 요소의 유지보수는 까다롭고 시간이 많이 걸리며 위험하고 비용이 많이 드는 작업이었습니다. 기술자가 영향받는 모든 시설로 직접 이동해야 했기 때문입니다. 특히 기존 제어 시스템의 한계로 인해 정확한 고장 위치를 파악하는 데 큰 어려움이 있었습니다. 기존 시스템은 정전 영향 지역만 표시할 뿐, 개별 고장 지점을 정확히 짚어내지 못했습니다. 광활한 국토 면적을 감안할 때, 이는 기술진이 열악한 환경 속에서 먼 거리를 직접 운전하며 고장 지점을 찾고 복구해야 함을 의미했습니다.

전력망 자산의 지능형 자동화 추진

SE는 신기술 및 고급 시스템 도입을 통해 전력망을 개선하고 고도화하는 데 전력을 다하고 있습니다. 신뢰성, 수익성 및 안전성 향상을 목표로 SE는 광범위한 네트워크에 설치된 현장 장비를 자동화하는 대형 프로젝트에 착수했습니다. 이 이니셔티브의 일환으로 모든 스마트 장비가 배전 제어 시스템으로 통합되어 운용 효율성과 지속가능성 목표를 동시에 달성할 수 있도록 설계되었습니다.

이 야심 찬 프로젝트를 성공적으로 완수하기 위해 SE는 전력 유틸리티 분야 전문 시스템 통합업체(SI)인 EPSE에 과업을 위임했습니다. 1989년에 설립된 EPSE는 세계적인 선도 기술 기업들의 혁신 솔루션을 활용하는 것으로 잘 알려져 있습니다. 사우디아라비아와 바레인의 전력 유틸리티를 위한 SCADA, 자동화, 원격 및 실시간 모니터링, 시스템 통합, 통신 분야에 특화된 EPSE는 고도화된 지능형 제어 및 모니터링 솔루션을 지속적으로 제공해 왔습니다. 이러한 EPSE의 전문성과 헌신은 SE가 기존 전력망을 스마트 네트워크로 전환하는 데 있어 최적의 혁신 파트너가 되었습니다.

HTML5 기반의 zenon 시각화 시스템은 상황 개요부터 이력 및 추세 보고서에 이르기까지 네트워크 상태에 대한 포괄적인 정보를 표시합니다.

이 시스템은 모든 고장 사건을 보고하므로, 제어 센터 담당자는 몇 초 만에 고장 원인을 파악할 수 있습니다. 필요한 지식, 도구 및 예비 부품을 갖춘 서비스 팀은 문제를 신속하게 해결할 수 있습니다.

원격 하드웨어 및 이종 장비의 완벽한 연동 

사우디 전역에 걸친 SE 프로젝트에는 중복 서버, 엔지니어링 워크스테이션, 운영자 워크스테이션, 벽걸이형 제어 모니터가 설치된 여러 지역의 제어 센터 구축이 포함되었습니다.

초기에는 현장 장비를 제어 시스템과 연동하기 위해 4G 라우터 기반의 3차 네트워크 인프라가 사용되었습니다. 그러나 하지(Al-Hajj)와 같은 성수기에는 순례객들의 네트워크 이용량이 폭증하면서 메카 제어 센터와 현장 장비 간의 통신 연결이 불안정해지고 끊김 현상이 빈번하게 발생했습니다. 이에 따라 SE는 SIM 기반 무선 연결을 광통신(Fiber connectivity)으로 교체하는 인프라 고도화를 단행했습니다. 이 전략적 업그레이드를 통해 모든 제어 센터 전반의 네트워크 신뢰성과 통신 가용성이 획기적으로 향상되었습니다.

이 포괄적인 모니터링 및 자동화 프로젝트를 구현하기 위해 EPSE는 오스트리아 잘츠부르크에 본사를 둔 독립형 자동화 소프트웨어 제조사 COPA-DATA의 오픈형 로코드(Low-code) 소프트웨어 플랫폼 zenon을 선택했습니다. EPSE는 COPA-DATA 파트너 커뮤니티의 공식 멤버입니다. EPSE 사업개발 매니저는 다음과 같이 강조했습니다.

전력 산업에 특화된 300개 이상의 통신 프로토콜과 인터페이스를 보유한 zenon 덕분에 이종 레거시 장비를 손쉽게 통합할 수 있었습니다. 사용자 친화적인 로코드 플랫폼 덕분에 복잡한 프로그래밍 절차 없이도 포괄적이고 사용하기 쉬운 제어·시각화·보고 시스템을 구축할 수 있었습니다.

신속한 시스템 구축 및 실시간 현장 대응

SE 기술 지원 부서의 지휘 및 감독하에 COPA-DATA의 기술 지원을 받아 EPSE는 zenon 기반 시스템을 성공적으로 구축했습니다. 프로젝트는 SE의 운용 및 통신 표준 규격에 맞춰 실행되었으며, SE, EPSE, COPA-DATA 간의 긴밀한 협력이 성공의 열쇠였습니다. EPSE는 시스템 구축 과정에서 여러 제어 센터에 상주하는 SE 기술 지원 팀을 적극 참여시켜, SE의 운용 리더십과 EPSE의 엔지니어링 기술, 그리고 zenon의 고도화된 기능 간의 시너지를 극대화했습니다.

제어실의 zenon 기반 시각화 화면은 전체적인 전력망 운영 상황부터 과거 이력 분석 및 트렌드 보고서에 이르기까지 전력망 상태에 대한 종합적인 정보를 한눈에 보여줍니다.

과거에는 SE 운용 요원들이 제조사별로 각기 다른 제어 시스템을 개별적으로 전환하며 작업해야 했습니다. 그러나 새로운 zenon 기반 시스템을 통해 운영자는 장비의 브랜드나 제조사에 관계없이 단일 통합 인터페이스에서 모든 유형의 자산과 장치를 직관적으로 제어하고 모니터링할 수 있게 되었습니다.

시스템은 모든 고장 발생 상황을 수집하여 데이터 로그에 저장합니다. 정전을 유발하는 사고가 발생할 경우, 제어 센터 요원은 단 수 초 만에 고장 원인 지점을 격리할 수 있습니다. 수집된 실시간 데이터를 바탕으로 현장에서 필요한 정확한 유지보수 유형을 미리 예측할 수 있습니다. 이를 통해 필요한 기술 정보, 전용 도구 및 교체 자재를 미리 구비한 현장 서비스 팀을 즉시 투입할 수 있습니다. 결과적으로 고장 수리에 필요한 인력, 도구, 자재의 투입을 최적화하여 최단 시간 내에 시스템을 정상 복구할 수 있게 되었습니다.

다양한 브랜드의 분산 전력 자산과 통신하는 zenon 제어 센터 시스템

피크 부하 완벽 대응 및 실질적 도입 효과

전국 단위의 스마트 장비 자동화를 구현함으로써 SE는 선제적 계획과 모니터링을 통해 전력 공급 신뢰성을 비약적으로 향상시켰습니다. 고장 발생 시 신속한 대응이 가능해져 다운타임을 최소화할 수 있었으며, 이는 설비 가동 시간 증대, 유지보수 작업 최적화, 자산 수명 연장 등 전반적인 운용 효율성 향상으로 이어졌습니다. 또한 원격 개폐 및 모니터링 기능을 통해 작업자 정전 작업 시 현장 유지보수 팀의 안전성도 크게 개선되었습니다.

시스템 도입 이후 실제 운영 환경에서 그 진가가 입증되었습니다. 메카에서 열린 하지(Hajj) 기간 동안, 이 시스템은 과거 빈번하게 발생했던 대규모 정전 사고를 성공적으로 방지했습니다. 전력 소비량이 급증하는 피크 타임에도 예측하지 못한 전력망 고장을 예방해 준 것입니다. zenon 시스템은 SE 팀에게 핵심적인 판단 근거를 즉각 제공하여, 고장 발생 시 즉각적인 위치 확인, 원인 격리, 빠른 계통 복구를 지원하고 있습니다.

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