[기고] 최승환 / 한국전력 전력연구원 디지털솔루션연구소장
[기고] 최승환 / 한국전력 전력연구원 디지털솔루션연구소장
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  • 승인 2021.01.08 14:26
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4차 산업혁명 핵심기술간 융합 적극 나서야 한다
4차 산업혁명과 함께 글로벌 전력회사도 거대한 변화 중
메가트랜드 바뀔 때 글로벌 시장서 경쟁적 우위 확보해야

4차 산업혁명과 미래 전력산업

4차 산업혁명은 초연결, 초지능을 특징으로 AI, IoT, 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 모바일 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 기존 산업과 서비스에 융합되어 현실세계 전반에 걸쳐 혁신적인 변화가 일어나는 것을 말한다. 이러한 혁신 중 IBM의 ‘왓슨’, 구글의 ‘알파고’, 아마존의 ‘알렉사’, 우버의 ‘미켈란젤로’는 인공지능의 대표적인 사례다. 인공지능은 외부를 인식하고 추론하며 적응하는 인간의 능력을 컴퓨터로 구현해 내는 것이다.

인간의 능력은 대부분 오랜 진화과정과 학습과정을 거치며 최적화되었기 때문에 구현하기가 결코 쉬운 일이 아니다. 그러나 빅데이터, 사물인터넷, 고성능 컴퓨터의 엄청난 발전이 이를 가능하게 하고 있다. 인공지능으로 무장한 컴퓨터로 세계 최고의 프로바둑기사나 체스 챔피언을 이기고, 스스로 운전하는 차에서 AI 스피커로 쇼핑을 하고, 인공지능 의사에게 진단을 받는 시대가 도래하였다. AI는 아주 빠르게 우리 실생활에 깊숙이 자리를 잡아가고 있다.

이러한 인공지능이 급속도로 발전하게 된 근원은 무엇일까? 바로 디지털 환경에서 생성되는 빅데이터와 이를 처리할 수 있는 고성능 컴퓨터의 발달과 활용이 가능했기 때문이다. 정보통신의 비약적 발전에 힘입어 대량의 데이터가 쏟아져 나오면서 이를 효과적으로 관리하고 분석해야만 했으며, 생산성과 서비스 향상을 위해 고도의 계산을 수행하거나 자동으로 해석하고 처리하기 위해 스스로 학습하는 소프트웨어가 필요했다. 이러한 과정에서 혁신적인 새로운 차원의 파괴적 기술혁명이 일어난 셈이다. 이를 통해 세상의 Trend를 크게 변화시키고 있다. 미래 전력산업도 이와 같은 변화에 적응하지 못한다면 위태로울 수 있다. 4차 산업혁명과 더불어 글로벌 전력회사도 거대한 변화가 일어나고 있다.

과거의 전력회사는 전력의 효율적인 생산과 안정적인 수송을 위해 설비를 관리하고 판매하여 수익을 창출해 왔다. 그러나 단방향 공급중심 시장에서 고객 중심 BTM (Behind the Meter) 즉, 양방향 수요중심 시장으로 바뀌면서 전통적인 전력공급 체계가 파괴되고 있다. 이에 따라 혁신적인 IT기업들은 새로운 플랫폼을 전력산업에 도입하여 에너지산업 분야의 새로운 강자로 떠오르고 있다. 국내의 통신사(SKT, KT, LGU+)들도 4차 산업혁명을 비롯한 신기술과 에너지 플랫폼을 기반으로 미래 신성장동력을 창출하기 위해 新비즈니스 모델을 만들어가고 있다.

4차 산업혁명 시대 한전 전력연구원의 역할

한전은 4차 산업혁명이라는 세계적 흐름에 뒤처지지 않기 위해, 최고 수준의 계통운영 기술력에 ICT를 융합하는 디지털 KEPCO를 구현하고 있다. 또한 에너지 플랫폼 공급자로서의 도약을 위해 ‘KEPCO 디지털변환’을 추진하고 있다. 우선 全 사업영역의 대규모 설비에서 발생하는 매년 3조 건의 데이터를 관리하는 디지털화된 인프라를 구축하고, 데이터를 유기적으로 연동하고 인공지능을 통해 유의미한 정보를 생산하거나 서비스 혁신을 위해 노력하고 있다.

이를 통해 전력설비의 효율을 향상시키고, 전력시스템의 장애 원인을 사전에 파악하여 정전시간을 단축할 수도 있으며, 전력 데이터에 가치를 부여하여 새로운 서비스도 발굴할 수 있다. 마치 에스프레소가 물, 우유, 초코시럽 등과 만나면서 아메리카노, 카페라떼, 카페모카 등의 새로운 커피를 만들 듯이 4차 산업혁명의 혁신기술이 배전, 송변전, 발전기술과 융합함으로써 디지털변환의 핵심이 되는 서비스를 만들어 내는 것이다. 인공지능, 클라우드, 사물인터넷, 초고속통신 등을 융합한 미래 선점기술을 다음과 같이 살펴본다.

한전 전력연구원의 기술별 연구 방향

◎ 빅데이터 및 인공지능 기반 플랫폼 = 4차 산업혁명을 이끌고 에너지 플랫폼 공급자로 도약하기 위해서는 현장에서 발생하는 모든 데이터를 유기적으로 연동하고, 이를 효과적으로 관리하여 스스로 전문지식을 학습하고 처리할 수 있는 인공지능 기반의 플랫폼을 구축해야 한다. 단순 데이터 저장장치가 아니라 Virtual Human + Intelligent RPA를 구현할 수 있는 플랫폼인 셈이다. 딥러닝 고속 분산처리 기술과 전력 AI엔진기술을 바탕으로 스스로 학습하고 업무를 처리할 수 있는 가상인간을 개발하고 송변전, 배전 등 전력분야의 전문지식과 현장 고객응대 업무 지식에 대한 강화학습을 통해 언택트(Untack) 마케팅을 실현하고자 한다.

궁극에는 인공지능 학습기반의 의사결정을 수반한 업무수행 자율화 구현으로 가상인간과 Legacy System의 인터렉션을 통해 AI로 학습된 지능형 로봇이 자동으로 일을 처리하는 시대가 열릴 것이다. 갈 길은 멀지만, 이제는 진정한 플랫폼을 갖기 위한 첫걸음을 내디딜 때다.

◎ Zero Touch Network = 대용량의 다양한 데이터를 실시간으로 안전하게 수집하고 명령을 처리하기 위해서는 고신뢰 통신망이 필수적이다. 따라서 광대역 고속 유선망과 Private 5G 기반으로 무선망이 융합되어 모든 전력 노드를 연결하는 초연결 지능망이 구축해야 한다. 이를 위해서는 초저지연, 서비스시간 보장을 위한 고정밀 네트워크 통합 운영관리 기술이 필요하다. 또한 인공지능을 활용한 네트워크 자원 및 성능의 최적화와 운영 효율성 그리고 사이버보안을 강화할 수 있는 기술과 구현이 필요하다.

아울러 전력산업뿐 아니라 타 산업에 영향력과 파급력이 큰 미래 통신기술을 조기에 확보하기 위해서는 블록체인, 양자암호통신, 엣지컴퓨팅을 미래 핵심기술로 선정하여 자체 개발에 역량을 집중함으로써 디지털변환의 초석을 놓아야 할 때다.

◎ 디지털 제어 기술 고도화 및 디지털 트윈 솔루션 = 전력설비 운영 및 효율 향상을 위해서는 지난 수십여 년 동안 운영해 왔던 화력·원자력·발전 제어기술과 전력변환 기술의 고도화가 필요하다. 전력설비의 IoT 결합과 인공지능 기반의 지능형 자동화로 자율운전이 가능해질 전망이기 때문이다. 현재까지는 발전소의 안정적인 운영을 위해 제어성능을 실시간으로 평가하고 진단하는 제어성능 감시진단과 가스발전 운영의 핵심 설비인 가스터빈 기동장치를 개발하여 제어분야의 기술 자립과 국가 경쟁력을 확보하였다.

또한 친환경·청정 에너지의 확대와 미래 전력계통의 수용성 확보를 위해 다중 병렬스택 분할 운전기술을 활용한 고효율 전력변환기술을 개발하여 기존 전력변환기기보다 높은 효율을 확보하기도 하였다. 이제는 디지털그리드 시대를 대비해야 한다. 전력설비의 全자동화를 위한 최적 제어의 핵심 요소기술의 확보가 필요하며, 지능형 자동화 시스템을 이용한 부분 자율운전도 개발해야 한다. 이를 통해 설비운영의 최적화를 실현해야 한다.

'솔루션 프로바이더'로 발전

전통 산업과 최신 기술이 융합되어 메가트랜드가 바뀔 때 경쟁적 우위를 확보할 수 있는 핵심 역량(Core Competence)을 누가 가지고 있느냐에 따라 그 분야의 미래가 결정된다. 따라서 핵심 역량 및 가치 창출을 위해 전력기술과 빅데이터, 인공지능, Cloud, 모바일, IoT 등 4차 산업혁명 핵심기술간의 융합을 위한 노력을 경주해야만 한다. 또한 오랜 기간의 경험과 노하우를 바탕으로 맛있는 에스프레소를 만드는 바리스타처럼 디지털변환의 핵심기술을 제공하는 솔루션 프로바이더(solution provider)로 거듭 발전해 나가야 할 것이다.


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