한국전력공사 전력연구원(원장 김태균)은 발전4사(한국남동발전, 한국중부발전, 한국서부발전, 한국동서발전)와 공동으로 신경망 알고리즘을 활용한 ‘가스터빈 제어 검증장치’ 개발을 추진한다고 밝혔다.
국내 가스터빈 제어검증 분야는 운전훈련을 위한 시뮬레이터(Simulator) 개발 실적은 있지만 제어장치 건전성 검증을 위한 개발 실적은 미비한 상태다. 일부 외국 제작사에서 자체 제어검증기술을 이용해 건설 시운전시 활용하지만 기술은 공개하지 않고 회수해가고 있는 실정이다.
가스터빈은 복합화력발전 건설비용의 30~50%를 차지하는 핵심설비로 가스터빈 기동 전 제어장치의 이상유무를 사전에 파악하지 못하면 가스터빈의 부품 손상 및 인명피해 등의 문제를 발생시킬 수 있다. 때문에 복합화력발전의 핵심 주기기인 가스터빈 제어장치의 장기 사용으로 인한 교체나 예방정비 기간 이후 발생 가능한 문제를 조기에 발견하면 기동지연 및 설비손상을 미연에 방지할 수 있다.
현재 개발 완료된 가스터빈 모델링은 물리법칙에 근거해 가스터빈 단위 기기의 공정을 수학적으로 모사한 공정모델이다. 온도, 압력, 유량, 발전량 등의 다양한 현장 운영자료를 취득해 신경망 알고리즘을 이용해 핵심 파라미터를 추정한다.
이 모델링 기술을 탑재한 제어 검증장치는 케이블을 통해 직접 대상발전소 제어시스템과 연계되며, 입출력 장치 및 핵심 제어 알고리즘의 건전성뿐만 아니라 현장 주요 기기의 동작 상태 모두를 기동전 검증할 수 있는 기술이다.
전력연구원은 ‘가스터빈 제어 검증장치’ 개발을 통해 가스터빈 무고장 기동을 도모하고, 발전손실 및 기동비용 등을 크게 절감할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 제어 검증장치 시제품은 2022년 상반기에 출시할 예정이다.
전력연구원 관계자는 “앞으로 국내 발전사에서 운영 중인 가스터빈뿐만 아니라 해외에서 운영 중인 한전 복합발전소 가스터빈 제어검증에도 활용해 큰 성과를 거두도록 노력하겠다”고 밝혔다.
