한전, 인공지능 가스터빈 운영 소프트웨어 개발

지멘스와 공동연구…가스터빈 압축기 성능저하 예측 기술 활용

김준 승인 2020.10.15 07:10 의견 0

한국전력은 독일 지멘스와 공동연구로 ‘인공지능 기술을 이용한 가스터빈 압축기 성능저하 예측 기술’을 개발했다. 

가스터빈 발전소에서는 압축기 블레이드에 부착된 오염물질을 제거하기 위한 세정을 주기적으로 실시한다. 압축기 오염은 구조가 복잡해 육안 확인이 어려워 발전소는 일정 주기를 정해 압축기 세정을 시행하고 있다. 하지만 확인 없이 주기적으로 세정하기 때문에 추가비용이 드는 점은 단점이다. 

한전은 가스터빈 발전소 효율 향상과 외국 가스터빈 제작사에 지급하는 유지보수 비용 절감을 위해 2020년 2월 가스터빈 성능 향상을 위한 한전-지멘스 협력 국제공동연구에 착수하고 ‘가스터빈 압축기 성능 저하 예측 소프트웨어’를 개발했다. 

지멘스(SIEMENS)는 유럽 최대 엔지니어링 회사로 에너지 발전, 송변전, 인프라, 산업     솔루션, 의료 등의 사업부문을 가진 복합기업이다. 최근에는 전력화, 자동화, 디지털화 등을 핵심사업화하고 있다.

가스터빈 발전(복합화력발전)은 석탄화력발전 대비 황산화물과 질소산화물 같은 미세먼지 배출이 1/8에 불과해 친환경 에너지로 주목받고 있다. 가스터빈은 복합화력발전소 건설비용의 30~50%를 차지하는 핵심 설비로, 압축된 공기를 연료와 함께 고압 조건에서 연소시킨 가스로 터빈을 회전시키고 전기를 생산하는 설비다.

장기 운전 시 공기를 압축시키는 압축기가 미세먼지 등으로 오염돼 가스터빈 성능이 저하된다. 이번에 개발된 기술은 가스터빈의 성능 저하를 최대한 방지하면서도 적기에 세정을 실시해 비용을 줄이기 위한 것이다. 

발전소 계측설비에서 실시간으로 얻어진 온도, 습도, 운전상태 데이터를 인공지능 시스템에 입력해 가스터빈 압축기의 성능 저하와 압축기 오염도를 예측하는 기술이다. 발전소 운전자는 압축기 세정 필요 유무를 판단해 불필요한 비용을 줄일 수 있다. 

이 소프트웨어를 활용해 압축기 세정 주기를 조절하면 세정 횟수는 최소 연 3회 가량 줄어들게 된다. 향후 국내 발전사가 보유한 가스터빈 74기에 시스템을 적용하면 연간 44억의 비용 절감도 가능할 것으로 보인다. 

한전 관계자는 “자체 연구를 통해 공기필터 교체 주기 최적화 프로그램도 개발할 예정”이라고 밝혔다. 

가스터빈 압축기. (자료=한전 전력연구원)
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