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칠레의 고전압 시스템 선도 공급업체인 트랜셀렉, 전력 시스템 강화 및 운영 견고성 개선

칠레의 가장 큰 국영 전력 시스템 중 하나인 알토 하우엘(Alto Jahuel) 변전소 제어를 위해 PcVue SCADA 플랫폼이 채택되었다.

칠레의 고전압 시스템 선도 공급업체인 트랜셀렉, 전력 시스템 강화 및 운영 견고성 개선
알토 하우엘(Alto Jahuel) 변전소

트랜셀렉 소개

아리카 파리나코타주(Arica y Parinacota Region)에서 로스라고스주(Los Lagos Region)까지 약 10,000km에 달하는 송전 라인과 60개 이상의 변전소를 보유한 트랜셀렉(Transelec)은 칠레의 주요 고전압 시스템 공급업체이다. 에너지 분야에서 70년 이상의 경험을 보유한 이 회사는 방대한 전문지식을 갖추고 있으며, 500명 이상의 노동자들에게 일자리를 제공하고 있다. 이 회사는 국영 전력 시스템(National Electric System)의 84.5%를 차지하고 있는 칠레의 대표적인 송전사로 국가 기간산업의 일부를 책임지고 있으며, 칠레 북부 지역과 남부 대부분에 해당하는 거주 인구 98%에 에너지를 공급하고 있다.

트랜셀렉의 작업은 전력 시스템을 더욱 견고하게 만들어 지속적으로 확장하고, 재생가능한 에너지를 연결하여 에너지 매트릭스의 탈탄소화를 실현하는 것이다. 트랜셀렉은 캐나다 연금투자 위원회(Canadian Pension Plan Investment Board)와 브리티시 컬럼비아 투자운용공사(British Columbia Investment Management Corp.), 공공부문 연금투자 위원회(Public Sector Pension Investment Board) 및 중국남방 전력망 인터내셔널(China Southern Power Grid International)로 구성된 컨소시엄이 소유하고 있다.

트랜셀렉의 주요 임무는 발전소에서 도시와 산업, 광업 사용자들에게 고전압 송전라인으로 에너지를 공급하는 무정전 전력 시스템을 제공하는 것이다. 변전소는 에너지를 저전압으로 변환하여 최종 사용자들에게 공급함으로써 사람들의 삶의 질을 향상시키고 국가 발전에 기여한다.

여러 변전소 중에서도 산티아고 수도권에 위치한 알토 하우엘(Alto Jahuel) 변전소가 대표적이며, 이는 설비용량이 2,554 MVA에 이르는 가장 큰 규모의 국영 전력 시스템을 갖춘 변전소이다. 또한 칠레 송전 시스템에서 존재하는 모든 전압 레벨을 지원하기 위해 500kV, 220kV, 154kV, 110kV, 60kV 및 13.2kV의 야드를 모두 갖추고 있다.

전력 SCADA 프로젝트
트랜셀렉은 이 프로젝트를 위해 SCADA 시스템 개발 및 구현 전문가인 스카다테크(SCADATECH)를 선정했다. 스카다테크는 전력 시스템을 위한 포괄적인 엔지니어링 솔루션의 일환으로 알토 하우엘 변전소의 자동화를 위해 PcVue 솔루션(PcVue Solutions)의 다목적 플랫폼을 채택하여 7개의 야드를 모니터링하고 제어할 수 있도록 했다.

원래 이 설비는 각 제어실에서 야드를 모니터링할 수 있는 로컬 HMI가 없었기 때문에 작업자가 직접 제어 장비에서 이를 수행해야 했다. 이로 인해 스카다테크는 미래의 요구사항까지 통합이 가능하고, 각 전력 야드의 제어실로 운영을 이전하여 작업자의 위험을 줄일 수 있는 확장 가능한 다기능 플랫폼을 제공하기 위해 PcVue의 SCADA 솔루션을 제안했다.

이 애플리케이션은 기술적으로 PcVue 플랫폼 내에서 기존의 적응형 프로그래밍을 사용하는 것은 물론, 프로젝트의 기반으로 선택된 DNP 3.0 프로토콜과 MMS 프로토콜 표준 61850에 직접 통합할 수 있다. 트랜셀렉에서 사용하는 표준에 따라 전압 레벨의 색상을 동적으로 변전소의 단선도에 디스플레이할 수 있는 유연성을 제공하며, 이러한 색상에 따라 각기 다른 유형의 경보들이 표시된다.

마찬가지로 HMI 스테이션을 통해 전력 시스템의 상태 및 측정을 실시간으로 시각화할 수 있다. 또한 IED 필드 장비를 원격으로 제어하거나 작동할 수 있으며, 기존의 전력 시스템에 대한 전반적인 제어 및 감독이 가능하다. 일반적인 단선형이나 경보, 이벤트 패널, 통신 다이어그램 및 기타 영역 등과 같은 제어 및 감독을 위한 다양한 디스플레이 메뉴를 화면 오른쪽에 구성하여 여러 영역들을 쉽게 탐색할 수 있고, 작업자가 로컬에서 작업을 수행할 수 있도록 해준다.


칠레의 고전압 시스템 선도 공급업체인 트랜셀렉, 전력 시스템 강화 및 운영 견고성 개선
HMI 통신 화면

이러한 감독 프로젝트에는 IEC 61850 표준 프로토콜 기반의 MMS 및 DNP 3.0이 사용되었으며, 터치 스크린을 각 야드에 배치하여 PcVue 소프트웨어에서 구현된 애플리케이션을 배포할 수 있다. 애플리케이션은 텔레기어(TELEGYR)의 RTU 개조에 사용된 NTX-U57 장비에서 데이터를 수집하여 DNP 3.0 프로토콜의 RTU 데이터베이스를 각각의 해당 디스플레이로 전송할 수 있다.

아키텍처는 디스플레이를 야드 당 독립적으로 연결할 수 있는 성형 결선(Star Connection)이 선택되었으며, 이는 데이터를 수집하기 위해 변전소 서버실과의 광학 링크에 의존하지 않고 각 야드 내부의 독립형 장비로 동작할 수 있는 이점이 있다. 로컬 HMI에 통합된 장비는 GE D25 베이 컨트롤러와 보호장치(ABB-Siemens-General Electric, MICOM), 시스코(CISCO) 통신 스위치 및 슈나이더 일렉트릭(Schneider Electric)의 ION 미터기 등이다. PcVue의 가장 큰 장점 중 하나는 다중 브랜드 플랫폼으로 모든 제조업체의 장비에 쉽게 적용할 수 있다는 점이다.


칠레의 고전압 시스템 선도 공급업체인 트랜셀렉, 전력 시스템 강화 및 운영 견고성 개선
터치 스크린의 일반적인 단선도

이 프로젝트의 통합을 담당한 스카다테크는 기본적으로 다양한 전기 프로토콜을 지원하기 때문에 PcVue 솔루션의 제안을 선택했다고 밝혔다. 이러한 기능은 일반적으로 전기 부문에서 통신 프로토콜을 통합하는 경우처럼 다른 애플리케이션과 인터페이스를 구성할 필요가 없기 때문에 시스템의 가용성을 상당히 증가시키고, 장애지점을 제거하는 것은 물론, 개발시간을 단축할 수 있다. 특히 PcVue 플랫폼은 매우 경쟁력 있는 가격으로 최고의 품질 표준을 제공하기 때문에 입찰과정에서 스카다테크가 선정되는데 도움이 되었다.

트랜셀렉은 송전 시스템의 운영 우수성과 회사의 협력사 및 계약사의 안전 보장을 가장 중요하게 고려했으며, PcVue는 컴퓨터 보안을 보장하는 중요한 요소를 제공했다. 이는 사람들에 대한 안전 수준을 향상시키고, 모든 전압 야드에 대한 원격 제어를 크게 개선할 수 있는 핵심 요소이다.

스카다테크는 현재 알토 하우엘 변전소의 중앙 SCADA에서 변전소 전반의 포괄적인 모니터링에 대한 로컬 제어를 확장하기 위해 PcVue를 이용해 애플리케이션을 개발하고 있으며, 이는 트랜셀렉의 메인 SCADA에 장애가 발생하면 작업자가 직접 제어 결정을 내릴 수 있도록 해준다. 이 애플리케이션은 7개의 전압 야드와 SNMP 프로토콜을 통한 네트워크 로컬 모니터링 및 시스템과 관련된 모든 제어 장비 모니터링(모든 전압 야드 간에 설치된 90개 이상의 NTXU57 카드에 대한 각각의 온도 및 상태)을 비롯해 변전소 게이트웨이와 전압 야드 간의 일반적인 통신 상태 모니터링 등을 포함해 총 3개의 화면으로 변전소 전반에 대한 디스플레이가 가능하다.


칠레의 고전압 시스템 선도 공급업체인 트랜셀렉, 전력 시스템 강화 및 운영 견고성 개선
NTXU57 카드

통신 프로토콜로 IEC-60870-5-104가 사용되기 때문에 트랜셀렉의 중앙집중식 SCADA에서 기존의 동일한 데이터베이스로 모니터링이 수행되며, 시스템 내에서 통신이 올바르게 동작하는지 확인할 수도 있다.

실제 트랜셀렉은 시스템 통합업체인 스카다테크와 함께 알토 하우엘 변전소의 전기 제어 및 모니터링을 위해 PcVue 소프트웨어의 신뢰성을 계속해서 확대하고 있다. PcVue가 제공하는 데이터 분석의 용이성을 통해 운영자가 신속하게 의사결정이 가능하고, 다양한 컴퓨터 아키텍처에 적응할 수 있는 기능을 고려하여 이 플랫폼을 트랜셀렉의 다른 분야로 확장하고 있다.

프로젝트 주요 내용

도전과제

• 설비용량이 2,554 MVA에 이르는 가장 큰 규모의 국영 전력 시스템
• 칠레 송전 시스템에서 존재하는 모든 전압 레벨을 지원하는 7개의 야드: 500kV, 220kV, 154kV, 110kV, 60kV, 13.2kV
• 각 제어실에서 야드를 모니터링할 수 있는 로컬 HMI가 없기 때문에 작업자가 직접 제어 장비에서 작업 수행

혜택
• 향후 요구사항까지 통합할 수 있는 확장 가능한 다기능 플랫폼
• 작업자의 위험 감소
• MMS 프로토콜 표준 61850은 물론, DNP 3.0 프로토콜에 직접 통합 가능
• 전력 시스템의 상태 및 측정을 실시간으로 시각화
• IED 필드 장비와 기존의 전력 시스템에 대한 원격 제어
• 각 야드 당 독립적으로 연결된 디스플레이로 독립형 장비로 동작
• 협력사와 계약사의 운영 연속성과 안전을 위한 컴퓨터 보안 보장
• 높은 시스템 가용성
• 작업자를 위한 빠른 의사결정

추가 자료:
- PcVue 에너지 관리 SCADA 시스템과 지속가능 방법에 대해 자세히 알아보기
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