독일 예나시의 전기버스 충전소 모니터링

충전 인프라에 대한 실시간 확인 가능

사진제공: 슈타트베르케 예나(Stadtwerke Jena) / 안나 슈롤(Anna Schroll)

독일 예나(Jena)시의 대중교통 시스템은 전기버스 차량 충전소를 모니터링하고, 첨단 진단 기능을 사용하여 가용성을 높이고, 유지관리 활동을 최적화하고 있다.

예나시는 120년 동안 트램의 형태로 전기 모빌리티를 운영해 왔으며, 시간이 흐르면서 디젤 버스 차량을 보완하여 효율적인 대중교통 시스템을 구축했다. 지난해에는 시내버스 운행에 전기 모빌리티를 도입했다. 첫 번째 3대의 차량이 2020년에 정기운행을 시작했으며, CO2 저감(연간 버스당 53,000kg)은 물론, 도심의 미세먼지 농도와 소음 배출 감소에도 기여하고 있다.

대중교통의 매력은 기본적으로 원활한 흐름과 정시 운행을 통해 촉진되고 유지된다. 따라서 트램의 운영을 위해서는 특히 안정적이고, 중단 없는 전력공급이 필수적이며, 이는 이 도시의 대중교통 운영사인 예나 나베르케르(Jenaer Nahverkehr)의 전력공급 사업부에서 담당하고 있다. 오작동으로 인해 승객은 물론, 운영 프로세스에 미치는 영향을 최소화하기 위해서는 가능한 가동중단 시간을 줄여야 한다. 이는 PcVue SCADA 소프트웨어를 기반으로 구현된 안정적인 제어 및 원격제어 시스템을 통해 지원되고 있다.

수년 동안 독일 악테미움(Actemium)의 프랑크푸르트 자동화 사업부는 예나시의 대중교통 시스템 파트너로서 전력공급을 위한 제어 및 원격제어 기술은 물론, 신호 및 안전 시스템 모니터링을 구현하고 발전시키는데 주력해 왔다.

새로 도입된 전기버스 충전 인프라의 유지관리를 책임지고 있는 전력공급 사업부는 충전기를 제어 시스템에 통합하고자 했으며, 이를 위해 악테미움의 프랑크푸르트 자동화 사업부에 개발작업을 의뢰했다.

이러한 확장의 주요 목표는 전력공급 사업부에서 충전 인프라를 원격 모니터링함으로써 가능한 모든 결함을 최대한 신속하게 감지하고 제거하는 것이다. 특히 이 도시는 잘레 계곡(Saale Valley)의 지형과 지리적 위치로 인해 교통 혼잡도가 높고, 노선이 적기 때문에 서비스 인력의 이동시간을 최대한 줄이는 것이 필요했다.

기존의 제어 시스템은 다양한 산업용 통신 프로토콜을 통해 외부 시스템과 데이터를 교환하거나 기록 및 시각화를 위한 데이터 프로세싱이 가능하며, 원격 경보 기능 또한 이미 표준으로 제공되고 있다.

OCPP- 운전자와 충전소 간의 통신 지원
일반적으로 전기 충전소 모니터링을 위해 개방형 표준 프로토콜인 OCPP(Open Charge Point Protocol)가 사용되며, 다른 제조업체의 제품과 상호 운용성을 보장한다.

제조업체인 ARC 인포머티크(ARC Informatique)는 자사의 최신 PcVue 버전을 통해 현재 사용되는 프로토콜 버전인 1.6-J 및 2.0.1은 물론, 보안 프로파일 1 및 2를 지원하는 OCPP 프로토콜용 통신 드라이버를 제공했다. 또한 이 소프트웨어는 충전소가 단 하나의 CSMS(Charging Station Management System)와만 통신할 수 있는 일반적인 OCPP 문제를 해결했다. 프록시 기능을 사용하여 충전소의 OCPP 매시지를 타사 시스템에도 전달할 수 있도록 한 것이다. 이는 기본적으로 광범위한 데이터 교환 옵션을 가지고 있는 개방형 PcVue 시스템의 일반적인 기능이기도 하다.

통합 운영 기능
기존 시스템과 원활하게 통합이 가능한 사용자 인터페이스에 새롭게 추가된 엔트리 포인트는 시내 전역에 분산된 충전소를 기호로 표시할 수 있는 지도 디스플레이를 제공한다. 새롭게 추가된 시각화 부분은 제어 시스템의 기존 기능과 운영 방식에 수년간 익숙해져 있는 사용자를 위해 매우 짧은 학습곡선의 이점을 제공하기 위한 것이며, 이는 충전소 모니터링 영역에도 반영되었다.

데이터 분석 및 모니터링
악테미움이 구현한 핵심 기능은 경보 및 로그 데이터 관리이며, 이는 이력 데이터 평가는 물론, 운영 중에도 정확한 결함 분석이 가능하다. 경보 시스템은 비상대기 서비스 팀이 공공 유틸리티 기업의 보안 원격 액세스를 통해 미리 결함을 분석한 다음, 이를 수정하거나 적절한 조치를 수행할 수 있도록 해준다.

또한 교통관제센터는 충전 인프라와의 연결을 통해 이점을 얻을 수 있다. 운영자의 워크스테이션에서 해당 충전 지점의 버스 위치를 실시간으로 보여주고, 작동에 영향을 미치는 결함을 확인할 수 있다. 즉, 노선 일정이 취소되거나 지연되는 것을 방지하기 위해 차량의 배치계획을 신속하게 조정할 수 있으며, 이후 유지보수 담당자가 실제 원인을 파악할 수 있도록 해준다.



사진제공: 예나 나베르케르(Jenaer Nahverkehr GmbH)

특히 경보 시스템은 비상대기 서비스 팀의 모바일 단말기로 우선순위가 높은 순서대로 원격 메시지를 전송한다.

시스템 사용자는 동향 데이터 디스플레이를 통해 활성 중인 충전 프로세스를 모니터링할 수 있으며, 이를 통해 거래되는 전류와 전압 및 전력 값과 같은 모든 측정 값을 시각적으로 비교할 수 있다. 마찬가지로 이미 완료된 충전 프로세스의 거래 내역을 불러와 재검토하거나 비교 확인할 수 있다. 또한 각 차량을 식별하고, 현재 충전 상태를 기록할 수 있다.

거래내역은 버튼을 눌러 내보내거나 자동 내보내기 기능을 이용할 수 있으며, 주별 및 월별 보고서로 저장이 가능하다. 특히 주요 관심 항목인 차량 당 충전 프로세스 마다 소요되는 에너지 소비량과 부정확한 거래 수를 확인할 수 있다.

시스템에 구현된 사용자 인터페이스의 추가 기능은 다음과 같다:
• 충전소 액세스 관리 시스템
• 충전소 사용 잠금 또는 해제
• 충전 프로세스를 원격으로 활성화하거나 취소
• 충전소별 문서 저장 및 검색

단 몇 주 만에 입증된 실용적 혜택
예나시 대중교통 시스템의 테스트 및 유지보수 엔지니어인 크리스찬 체(Christian Zeh)는 이 솔루션의 이점에 대해 “전기 충전소의 모니터링 및 제어 시스템을 통합함으로써 이제 관제 시스템을 통해 모든 작동 상태를 확인하고, 즉각적으로 개입할 수 있는 가능성이 열렸다.”며, “충전 인프라는 이제 전력공급 사업부의 운영 작업 플로우에 완벽하게 통합되었다. 특히 충전소의 온도 변화를 제어하기 위한 일상적인 작업에서 불과 몇 주 만에 시스템의 유용성이 입증되었다.”고 밝혔다.




예나시 전력공급 사업부는 제어 및 원격제어 시스템에 충전 인프라를 구현함으로써 이미 계획된 전기버스 차량 증설과 관련 충전 인프라 확충에 안정적으로 대비할 수 있게 되었다.

www.pcvuesolutions.com

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