KR101943438B1 - 전력설비의 자산관리 방법 - Google Patents

전력설비의 자산관리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 전력설비의 자산관리 방법은, 전력설비의 하위 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 상기 하위 기기 별 건전도를 생성하는 단계; 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도 및 상기 하위 기기 별 건전도를 비교하여 상기 하위 기기별 기준 신뢰도 모델을 보상하고 상기 하위 기기별 고유의 신뢰도 모델을 생성하는 단계; 전력설비-하위 기기 간 특정 가중치 및 고장률이 반영된 시스템 관계모델을 적용하여 상기 전력설비의 신뢰도를 산출하는 단계; 하위 기기 별 유지보수 시나리오를 도출하고 견적을 산출하는 단계; 및 소정의 우선순위에 따라 유지보수가 실행되고 상기 유지보수의 실행 결과에 따라 상기 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 갱신하는 한편, 상기 전력설비에 대한 신뢰도 모델을 갱신하는 단계를 포함한다.

Description

전력설비의 자산관리 방법{ASSET MANAGEMENT METHOD FOR ELECTRIC POWER APPARATUS}
본 발명은 전력설비의 자산관리 방법 및 이를 실행하는 장치에 관한 것으로, 전력설비를 이루는 하위 기기의 건전도에 따라 전력설비 별 최적화된 관리 방안을 도출할 수 있는 전력설비의 자산관리 방법 및 이를 실행하는 장치에 관한 것이다.
전력계통 중 송전계통이나 배전계통에는 발전기의 출력을 승압 또는 강압하거나, 계통의 전압을 강압하거나 하기 위하여 변전소가 설치되어 있다. 변전소에는 전압을 승압 또는 강압하기 위한 변압기 외에, 전력을 집중·배분하기 위한 기기나 조류(潮流)를 제어하기 위한 기기 또는 계통이나 변전소내의 기기를 보호·제어하기 위한 기기가 설치되어 있다.
예를 들면 가스절연개폐장치(GIS)에 사용되는 차단기에는 가스압을 검출하는 가스압센서, 이상에 따른 신호를 검출하는 가속도센서, 전류·전압검출기 등이 설치되고, 변압기에는 변압기의 상태를 검출하는 센서로서 온도계, 압력계, 유면(油面)센서, 전류검출기 등이 설치되어 있다
이들 센서는 전기신호를 전송하는 케이블을 거쳐 보호장치, 계측장치, 제어장치 및 기기 감시장치에 접속되어 있다. 다시 보호장치, 계측장치, 제어장치 및 기기 감시장치는 각각 전기신호를 전송하는 케이블을 거쳐 상위의 변전소 감시제어장치에 접속되어 있다.
상기의 변전소에는 전기를 안정적으로 공급하기 위한 아주 복잡한 설비가 갖추어지게 되며, 이러한 변전소에 설치된 차단기와 같은 각종 장치의 동작상태를 모니터링 하여 고장의 징후를 미리 발견하여 대비하거나 아니면 발생된 고장에 신속히 대응하여 복구할 수 있도록 모니터링시스템이 제공되고 있다.
하지만, 변전소의 전력설비에 대한 정확한 상태를 파악하여 관리하는데 어려움이 있어, 기기 별 교체주기, 유지보수방안 등에 있어서 최적화된 자산 관리 기법에 대한 필요성이 대두되고 있으며 이러한 요구사항을 해결하기 위한 방안이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 10-1991-0001393 (1991.01.30)
본 발명은 미리 생성된, 전력설비의 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 과정을 통해 하위 기기 별 최적화된 신뢰도 모델을 도출할 수 있도록 하는 한편, 이와 함께 전력설비에 대한 신뢰도 모델을 보상하여 전력설비 별 최적화된 신뢰도 모델을 도출할 수 있도록 하는 전력설비의 자산관리 방법 및 이를 실행하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전력설비 및 이를 구성하는 하위 기기의 교체 주기, 유지보수 방안 및 자산 관리 기법의 요청에 대한 고객의 니즈를 만족시킬 수 있도록 하는 전력설비의 자산관리 방법 및 이를 실행하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 전력설비의 자산관리 방법은, 전력설비의 하위 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 상기 하위 기기 별 건전도를 생성하는 단계; 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도 및 상기 하위 기기 별 건전도를 비교하여 상기 하위 기기별 기준 신뢰도 모델을 보상하고 상기 하위 기기별 고유의 신뢰도 모델을 생성하는 단계; 전력설비-하위 기기 간 특정 가중치 및 고장률이 반영된 시스템 관계모델을 적용하여 상기 전력설비의 신뢰도를 산출하는 단계; 하위 기기 별 유지보수 시나리오를 도출하고 견적을 산출하는 단계; 및 소정의 우선순위에 따라 유지보수가 실행되고 상기 유지보수의 실행 결과에 따라 상기 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 갱신하는 한편, 상기 전력설비에 대한 신뢰도 모델을 갱신하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명에 따르면, 미리 생성된, 전력설비의 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 과정을 통해 하위 기기 별 최적화된 신뢰도 모델을 도출할 수 있는 한편, 이와 함께 전력설비에 대한 신뢰도 모델을 보상하여 전력설비 별 최적화된 신뢰도 모델을 도출할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 전력설비 및 이를 구성하는 하위 기기의 교체 주기, 유지보수 방안 및 자산 관리 기법의 요청에 대한 고객의 니즈를 만족시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 자산관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 자산 관리 장치의 내부 구조를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 보상 여부 판단 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유지보수 시나리오 선정 과정을 상세히 설명하기 위한 예시도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 하위 기기 별 유지보수 시나리오에 따른 신뢰도 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6 및 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 하위 기기 별 신뢰도를 이용하여 전력설비의 신뢰도를 산출하는 과정을 상세히 설명하기 위한 예시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 자산관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 전력설비의 하위 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 하위 기기 별 건전도를 생성한다(단계 S110). 이때, 전력설비의 하위 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보는 하위 기기 별 온라인 감시 상태 데이터, 하위 기기 별 오프라인 감시 상태 데이터 및 원격 감시 데이터를 포함한다. 상기의 오프라인 감시 상태 데이터는 하위 기기 별 설치 이력, 점검 이력, 고장 이력, 운영 환경 및 운전 이력 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단계 S110에 대한 일 실시예에서, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 별 운영 환경, 절연물 열화, 전기적 위험도, 열적 위험도, 화학적 위험도 및 기계적 위험도, 기밀 성능, 절연 성능, 차단 성능 및 통전 성능에 따른 기술적 위험도 평가 총점 및 조치사항을 생성할 수 있다.
예를 들어, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 변압기(TR)의 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 변압기(TR)의 운영 환경, 절연물 열화, 전기적 위험도, 열적 위험도, 화학적 위험도 및 기계적 위험도에 따른 기술적 위험도 평가 총점 및 조치 사항을 생성할 수 있다.
다른 예를 들어, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 가스절연개폐장치(GIS)의 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 가스절연개폐장치(GIS)의 운전 이력 데이터, 기밀 성능, 절연 성능, 차단 성능 및 통전 성능을 이용하여 가스절연개폐장치(GIS)의 기술적 위험도 평가 총점 및 조치 사항을 생성할 수 있다.
그 다음, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도 및 상기 하위 기기 별 건전도를 비교하여 상기 하위 기기별 기준 신뢰도 모델을 보상하고 상기 하위 기기별 고유의 신뢰도 모델을 생성한다(S120).
여기서, 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델은 기기별 설치 및 점검 이력 데이터, 노후 철거품 분석 데이터, 가속수명시험 데이터 등을 토대로 생성된 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델이다.
이때, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 별 건전도가 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 동일하면 현재 사용되는 하위기기 별 기준 신뢰도 모델이 최적화된 신뢰도 모델이라고 판단하여 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하지 않는다.
또한, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위기기 별 건전도가 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 상이하면, 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하여 하위 기기별 고유의 신뢰도 모델을 생성한다.
즉, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 별 건전도가 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 상이하면 현재 사용된 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델이 최적화된 신뢰도 모델이 아니라고 판단하고, 하위 기기 별 건전도를 이용해 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하여 하위 기기별 고유의 신뢰도 모델을 산출하는 것이다.
상기와 같은 과정을 통해 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델을 계속적으로 이용하는 것이 아니라, 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델을 하위 기기 별 건전도에 따라 보상함으로써 전력설비의 신뢰도 모델을 최적화할 수 있다.
다음, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 전력설비-하위 기기 간 특정 가중치 및 고장률이 반영된 시스템 관계모델을 적용하여 전력설비의 신뢰도를 산출한다(단계 S130).
일 실시예에서, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 각각에 조건부 확률 및 고장률을 적용하여 하위 기기 전체의 고장률을 산출하고, 하위 기기 전체의 고장률을 합산하여 하위 기기 전체에 의한 전력설비의 고장률을 산출한다. 이와 같은 내용을 나타낸 것이 아래의 수학식 1 이다.
[수학식 1]
Figure 112016128790244-pat00001
λassembled: 하위 기기 전체에 대한 전력설비의 고장률
Pi: 하위 기기 별 조건부 확률
λi: 하위 기기 별 고장률
i: 하위 기기 각각을 지시하는 변수
다른 일 실시예에서, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 각각에 가중치 및 고장률을 적용하여 하위 기기 전체의 고장률을 산출하고, 하위 기기 전체의 고장률을 합산하여 하위 기기 전체에 의한 전력설비의 고장률을 산출한다. 이와 같은 내용을 나타낸 것이 아래의 수학식 2 이다.
[수학식 2]
Figure 112016128790244-pat00002
λassembled: 하위 기기 전체에 대한 전력설비의 고장률
wi: 하위 기기 별 가중치
λi: 하위 기기 별 고장률
i: 하위 기기 각각을 지시하는 변수
이상에서는 하위 기기 전체에 대한 고장률을 합산하여 전력설비의 고장률을 산출하는 방법을 일예로 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 상황에 따라 다양한 방식을 적용할 수 있다.
다음, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 별 유지보수 시나리오를 도출하고 견적을 산출한다(단계 S140).
단계 S140에 대한 일 실시예에서, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 유지보수 시나리오 별 신뢰도 평가 출력 값, 기술적 평가 출력 값, 경제성 평가 출력 값 및 유지보수 점검 별 비용 항목에 따라, 하위 기기 별 유지보수 전략 방법, 비용, 우선 순위, 하위기기 별 점검 주기, 예상 비용, 점검 스케줄링, 유지보수 효과 추정, 하위 기기 별 예상 교체 시점을 포함하는 하위 기기 별 유지보수 시나리오를 도출하고 견적을 산출할 수 있다.
그리고, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 소정의 우선순위에 따라 유지보수 시나리오를 선정하고 실행한다(단계 S150). 이때, 유지보수 시나리오를 선정하는 소정의 우선순위는 전력설비의 신뢰도를 특정값 이상으로 상승시키도록 하는 것일 수도 있고, 또는 전체 유지보수 비용이 특정 금액 이하로 낮아지도록 하는 것일 수도 있으며, 이외에 상황에 따라 다양한 우선순위를 적용할 수도 있다.
마지막으로, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 유지보수의 실행 결과에 따라 상기 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 갱신하는 한편, 전력설비에 대한 신뢰도 모델을 갱신한다(단계 S160).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 자산 관리 장치의 내부 구조를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 건전도 생성부(110), 하위 기기 신뢰도 모델 관리부(120), 전력설비 신뢰도 모델 예측부(130), 유지보수 방안 생성부(140) 및 유지보수 실행부(150)를 포함한다.
건전도 생성부(110)는 전력설비의 하위 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 상기 하위 기기 별 건전도를 생성한다. 이때, 전력설비의 하위 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보는 하위 기기 별 온라인 감시 상태 데이터, 하위 기기 별 오프라인 감시 상태 데이터 및 원격 감시 데이터를 포함한다. 상기의 오프라인 감시 상태 데이터는 하위 기기 별 설치 이력, 점검 이력, 고장 이력, 운영 환경 및 운전 이력 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 건전도 생성부(110)는 하위 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 기초로 하위 기기 별 운영 환경, 절연물 열화, 전기적 위험도, 열적 위험도, 화학적 위험도 및 기계적 위험도, 기밀 성능, 절연 성능, 차단 성능 및 통전 성능에 따른 기술적 위험도 평가 총점 및 조치사항을 생성할 수 있다.
예를 들어, 건전도 생성부(110)는 변압기(TR)의 하위 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 변압기(TR)의 운영 환경, 절연물 열화, 전기적 위험도, 열적 위험도, 화학적 위험도 및 기계적 위험도에 따른 기술적 위험도 평가 총점 및 조치 사항을 생성할 수 있다.
다른 예를 들어, 건전도 생성부(110)는 가스절연개폐장치(GIS)의 하위기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 가스절연개폐장치(GIS)의 운전 이력 데이터, 기밀 성능, 절연 성능, 차단 성능 및 통전 성능을 이용하여 가스절연개폐장치(GIS)의 기술적 위험도 평가 총점 및 조치 사항을 생성할 수 있다.
하위 기기 신뢰도 모델 관리부(120)는 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델과 건전도 생성부(110)에 의해 생성된 하위 기기 별 건전도를 비교하여 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 보상 여부를 판단한다. 여기서, 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델은 하위 기기별 설치 및 점검 이력 데이터, 노후 철거품 분석 데이터, 가속수명시험 데이터 등을 토대로 생성될 수 있다.
이때, 하위 기기 신뢰도 모델 관리부(120)는 하위 기기 별 건전도가 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 동일하면 현재 사용되는 하위기기 별 기준 신뢰도 모델이 최적화된 신뢰도 모델이라고 판단하여 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하지 않는다.
또한, 하위 기기 신뢰도 모델 관리부(120)는 하위기기 별 건전도가 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 상이하면, 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하고 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 산출한다.
즉, 하위 기기 신뢰도 모델 관리부(120)는 하위 기기 별 건전도가 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 상이하면 현재 사용된 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델이 최적화된 신뢰도 모델이 아니라고 판단하여, 하위 기기 별 건전도를 이용하여 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하여 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 산출하는 것이다.
상기와 같은 과정을 통해 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델을 계속적으로 이용하는 것이 아니라 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델을 하위 기기 별 건전도에 따라 보상함으로써 전력설비의 신뢰도 모델을 최적화할 수 있다.
전력설비 신뢰도 모델 예측부(130)는 전력설비-하위 기기 간 특정 가중치 및 고장률이 반영된 시스템 관계모델을 적용하여 전력설비의 신뢰도를 산출한다.
일 실시예에서, 전력설비 신뢰도 모델 예측부(130)는 하위 기기 별 신뢰도를 이용하여 전체 하위 기기의 신뢰도를 산출한 후 이를 토대로 전력설비의 신뢰도를 산출한다.
예를 들어, 전력설비 신뢰도 모델 예측부(130)는 상술한 수학식 1과 같이 하위 기기 각각에 조건부 확률 및 고장률을 적용하여 하위 기기 전체의 고장률을 산출하고, 하위 기기 전체의 고장률을 합산하여 하위 기기 전체에 의한 전력설비의 고장률을 산출할 수 있다.
다른 예를 들어, 전력설비 신뢰도 모델 예측부(130)는 상술한 수학식 2와 같이 하위 기기 각각에 가중치 및 고장률을 적용하여 하위 기기 전체의 고장률을 산출하고, 하위 기기 전체의 고장률을 합산하여 하위 기기 전체에 의한 전력설비의 고장률을 산출할 수 있다.
한편, 유지보수 방안 생성부(140)는 하위 기기 별로 유지보수 시나리오를 도출하고 견적을 산출한다.
일 실시예에서, 유지보수 방안 생성부(140)는 유지보수 시나리오 별 신뢰도 평가 출력 값, 기술적 평가 출력 값, 경제성 평가 출력 값 및 유지보수 점검 별 비용 항목에 따라, 하위 기기 별 유지보수 전략 방법, 비용, 우선 순위, 기기 별 점검 주기, 예상 비용, 점검 스케줄링, 유지보수 효과 추정, 기기 별 예상 교체 시점을 포함하는 하위 기기 별 유지보수 시나리오를 도출하고 견적을 산출할 수 있다.
유지보수 실행부(150)는 유지보수 방안 생성부(140)에서 생성된 하위 기기 별 유지보수 시나리오 및 견적에 대해 소정의 우선 순위에 따라 유지보수 시나리오를 선정 및 유지보수가 실행되도록 한다. 이때, 유지보수 시나리오를 선정하는 소정의 우선순위는, 상술한 바와 같이 전력설비의 신뢰도를 특정값 이상으로 상승시키도록 하는 것일 수도 있고, 또는 전체 유지보수 비용이 특정 금액 이하로 낮아지도록 하는 것일 수도 있으며, 이외에 상황에 따라 다양한 우선순위를 적용할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 보상 여부 판단 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도(310) 및 하위 기기 별 상태 데이터 및 실시간 모니터링 정보를 기초로 생성된 하위 기기 별 건전도에 따른 신뢰도(320, 330)를 비교하여, 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 보상 여부를 판단한다. 이때, 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델은 상술한 바와 같이 기기 별 설치 및 점검 이력 데이터, 노후 철거품 분석 데이터, 가속수명시험 데이터 등을 토대로 생성될 수 있다.
여기서, 도면부호 320은 하위 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도(310) 보다 높은 상태를 나타내며, 도면부호 330은 하위 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도(310) 보다 낮은 상태를 나타낸 것이다.
일 실시예에서, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도(310) 및 하위 기기 별 상태 데이터 및 실시간 모니터링 정보를 기초로 생성된 하위 기기 별 건전도에 따른 신뢰도(320, 330)가 상이하면, 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하여 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 산출한다.
즉, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 별 건전도에 따른 신뢰도(320, 330)가 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도(310)와 상이하면, 현재 사용된 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델이 최적화된 신뢰도 모델이 아니라고 판단하여 하위 기기 별 건전도를 이용하여 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하여 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 산출하는 것이다.
본 발명에서는, 상기와 같은 과정을 통해 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델을 보상함으로써 하위 기기 별 최적화된 신뢰도 모델을 도출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유지보수 시나리오 선정과정을 상세히 설명하기 위한 예시도이다.
이하에서는, 가스절연개폐장치(GIS)를 예로 들어 본 발명에 의해 유지보수 시나리오를 선정하는 과정을 설명한다.
도 4를 참조하면, 가스절연개폐장치(400)는 10개의 하위 기기로 구성된다. 예를 들어, 하위 기기는 신뢰도 60%의 CB-차단기(410), 신뢰도 65%의 CB-조작기(420), 신뢰도 80%의 ES(430), 및 신뢰도 100%의 기타 7개의 하위 기기로 구성된다.
전력설비의 자산 관리 장치(100)는 전력설비-하위 기기 간 시스템 관계모델에 하위 기기 별 신뢰도를 적용하여 가스절연개폐장치(400)의 신뢰도를 도출한다. 이를 위해, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 별 신뢰도를 이용하여 전체 하위 기기의 신뢰도를 산출한 후 이를 토대로 전력설비의 신뢰도를 결정한다.
즉, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 CB-차단기(410)에 대한 신뢰도 0.6, CB-조작기(420)에 대한 신뢰도 0.65, ES(430)에 대한 신뢰도 0.8, 7개의 하위 기기에 대한 신뢰도 1 × 7을 토대로, 전체 하위 기기의 신뢰도를 각 하위 기기의 신뢰도를 승산한 0.6 × 0.65 × 0.8 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1= 38% 로 산출할 수 있고, 이를 전력설비의 신뢰도 38%로 결정할 수 있다. 여기서는 각 하위 기기의 신뢰도를 승산 하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 상술한 바와 같이 각 하위 기기의 신뢰도를 합산하는 방식으로 하위 기기 전체의 신뢰도를 산출할 수도 있다.
또한, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 별 유지보수 시나리오를 도출하게 되며, 예를 들어 유지보수 전략 A 내지 전략 C 를 도출할 수 있다.
이때 적용되는 유지보수 방식은 기기 교체, 정밀점검, 보통점검 등으로 이루어질 수 있다. 각 유지보수 방식을 통한 신뢰도 향상 기준은 기기 교체의 경우 100%, 정밀점검은 30%, 보통점검은 15%로 설정할 수 있으며 신뢰도 향상에 따른 고장률 개선값의 도출이 가능하다. 이를 나타낸 것이 도 5 로서, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하위 기기 별 유지보수 시나리오에 따른 신뢰도 변화를 설명하기 위한 그래프이며, 상세한 설명은 후술한다. 이때, 실제 유지보수 수행 이력에 따라 정밀점검 및 보통점검의 유지보수에 따른 신뢰도 향상 기준은 변화될 수 있다.
유지보수 전략 A는, CB-차단기(410)의 교체를 통해 CB-차단기(410)의 신뢰도를 100%로 상승시키고, CB-조작기(420)의 정밀점검을 통해 CB-조작기(420)의 신뢰도를 95%로 상승시키고, ES(430)의 보통 점검을 통해 ES(430)의 신뢰도를 95%로 상승시켜, 전력설비의 신뢰도를 0.95 × 0.95 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 = 90%로 상승시키는 전략이다.
유지보수 전략 B는, CB-차단기(410)의 정밀점검을 통해 CB-차단기(410)의 신뢰도를 90%로 상승시키고, CB-조작기(420)의 정밀점검을 통해 CB-조작기(420)의 신뢰도를 95%로 상승시키고, ES(430)의 정밀점검을 통해 ES(430)의 신뢰도를 100%로 상승시켜, 전력설비의 신뢰도를 0.95 × 0.9 × 0.95 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 = 85%로 상승시키는 전략이다.
한편, 유지보수 전략 C는, CB-차단기(410)의 정밀점검을 통해 CB-차단기(410)의 신뢰도를 90%로 상승시키고, CB-조작기(420)의 정밀점검을 통해 CB-조작기(420)의 신뢰도를 95%로 상승시키고, ES(430)의 보통점검을 통해 ES(430)의 신뢰도를 95%로 상승시켜, 전력설비의 신뢰도를 0.9 × 0.95 × 0.95 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 × 1 = 81%로 상승시키는 전략이다.
이후, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 소정의 우선순위에 따라 유지보수 시나리오를 선정하게 되며, 이때 적용되는 소정의 우선순위는 상술한 바와 같이 전력설비의 신뢰도를 특정값 이상으로 상승시키도록 하는 것일 수도 있고, 또는 전체 유지보수 비용이 특정 금액 이하로 낮아지도록 하는 것일 수도 있으며, 이외에 상황에 따라 다양한 우선순위를 적용할 수도 있다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 하위 기기 별 유지보수 시나리오에 따른 신뢰도 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
일 실시예로서, 유지보수 방식에 따른 신뢰도 향상 기준을 달리 설정할 수 있으며, 유지보수 방식이 기기 교체의 경우 100%, 정밀점검은 30%, 보통점검은 15%로 설정할 수 있지만, 실제 유지보수 수행 이력에 따라 정밀점검 및 보통점검의 유지보수에 따른 신뢰도는 변화될 수 있다.
도 5에서, 도 4의 과정을 통해 결정된 유지보수 전략 A는 기기 교체를 포함하는 유지보수 시나리오로서 신뢰도 향상의 폭이 가장 큰 것을 알 수 있으며, 도 4의 과정을 통해 결정된 유지보수 전략 B는 정밀점검을 중심으로 하는 유지보수 시나리오로서 신뢰도 향상의 폭은 중간 정도이다.
한편, 도 4의 과정을 통해 결정된 유지보수 전략 C는 보통점검 위주의 유지보수 시나리오를 적용한 경우로서 신뢰도 향상의 폭이 가장 작음을 알 수 있다.
도 6 및 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 하위 기기 별 고장률을 이용하여 전력설비의 신뢰도를 산출하는 과정을 상세히 설명하기 위한 예시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 전력설비-하위 기기 간 시스템 관계모델에 상기 하위 기기 별 고장률을 적용하여 상기 전력설비의 고장률을 도출한다.
일 실시예에서, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 각각에 조건부 확률(P) 및 고장률(λ)을 적용하여 하위 기기 전체의 고장률을 산출한 후 이를 하위 기기 전체에 의한 전력설비의 신뢰도로 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 6과 같이 가스절연개폐장치(600)의 하위 기기(CB 조작부, CB 차단부, CHD 부싱, Comp., CT, PT, DS, ES, GIB, PNL)에 조건부 확률(P) 및 고장률(λ)을 적용하여 하위 기기 전체의 고장률을 산출한 후 이를 하위 기기 전체에 의한 가스절연개폐장치(600)의 신뢰도로 결정한다.
또한, 다른 일 실시예에서, 전력설비의 자산 관리 장치(100)는 하위 기기 각각에 가중치(w) 및 고장률(λ)을 적용하여 하위 기기 전체의 고장률을 산출한 후 이를 하위 기기 전체에 의한 전력설비의 신뢰도로 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 7과 같이 변압기(700)의 하위 기기(OLTC/NLTC, TR 본체, PNL, 냉각 장치, 보호 계전기, 부싱, 콘서베이터)에 가중치(w) 및 고장률(λ)을 적용하여 하위 기기 전체의 고장률을 산출한 후 이를 하위 기기 전체에 의한 변압기(700)의 신뢰도로 결정한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 전력설비의 자산 관리 장치
110: 건전도 생성부
120: 하위 기기 신뢰도 모델 관리부
130: 전력설비 신뢰도 모델 예측부
140: 유지보수 방안 생성부
150: 유지보수 실행부

Claims (9)

  1. 건전도 생성부에서, 전력설비의 하위 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 상기 하위 기기 별 건전도를 생성하는 단계;
    하위 기기 신뢰도 모델 관리부에서, 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도 및 상기 하위 기기 별 건전도를 비교하여 상기 하위 기기별 기준 신뢰도 모델을 보상하고 상기 하위 기기별 고유의 신뢰도 모델을 생성하는 단계;
    전력설비 신뢰도 모델 예측부에서, 전력설비-하위 기기 간 특정 가중치 및 고장률이 반영된 시스템 관계모델을 적용하여 상기 전력설비의 신뢰도를 산출하는 단계;
    유지보수 방안 생성부에서, 하위 기기 별 유지보수 시나리오를 도출하고 견적을 산출하는 단계; 및
    유지보수 실행부에서, 소정의 우선순위에 따라 유지보수가 실행되고 상기 유지보수의 실행 결과에 따라 하위 기기 신뢰도 모델 관리부에서, 상기 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 갱신하는 한편, 전력설비 신뢰도 모델 예측부에서, 상기 전력설비에 대한 신뢰도 모델을 갱신하는 단계를 포함하고,
    상기 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델은
    상기 하위 기기 별 설치 및 점검 이력 데이터, 노후 철거품 분석 데이터, 및 가속수명시험 데이터를 토대로 생성되고,
    상기 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도 및 상기 하위 기기 별 건전도를 비교하여 상기 하위 기기별 기준 신뢰도 모델을 보상하고 상기 하위 기기별 고유의 신뢰도 모델을 생성하는 단계는
    상기 하위 기기 별 건전도를 적용하여 상기 하위 기기 별 기준 신뢰도 모델을 보상하고 신뢰도를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 전력설비-하위 기기 간 특정 가중치 및 고장률이 반영된 시스템 관계모델을 적용하여 상기 전력설비의 신뢰도를 산출하는 단계는
    상기 하위 기기 각각에 조건부 확률 및 고장률을 적용하거나 특정 가중치 및 고장률을 적용하여 상기 전력설비의 고장률을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 하위 기기별 유지보수 시나리오를 도출하고 견적을 산출하는 단계는,
    상기 유지보수 시나리오 별 신뢰도 평가 출력 값, 기술적 평가 출력 값, 경제성 평가 출력 값 및 유지보수 점검 별 비용 항목에 따라, 하위 기기 별 유지보수 전략 방법, 비용, 우선 순위, 기기 별 점검 주기, 예상 비용, 점검 스케줄링, 유지보수 효과 추정, 및 기기 별 예상 교체 시점을 포함하는 하위 기기별 유지보수 시나리오를 도출하고 견적을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 유지보수의 실행 결과에 따라 하위 기기 신뢰도 모델 관리부에서, 상기 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 갱신하는 것은
    적용되는 유지보수 방식의 신뢰도 향상 기준에 따라 상기 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 갱신하는 것이고,
    상기 유지보수 방식은 기기 교체, 정밀점검, 및 보통점검으로 이루어지며, 각 유지보수 방식에 대한 신뢰도 향상 기준은 달리 설정되는 것
    을 특징으로 하는 전력설비의 자산관리 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력설비의 하위 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 상기 하위 기기 별 건전도를 생성하는 단계는
    상기 하위 기기 별 온라인 감시 상태 데이터, 상기 하위 기기 별 오프라인 감시 상태 데이터, 및 원격 감시 데이터를 이용하여 하위 기기 별 건전도를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 오프라인 감시 상태 데이터는
    상기 하위 기기 별 설치 이력, 점검 이력, 고장 이력, 운영 환경 및 운전 이력 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력설비의 자산관리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력설비의 하위 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 상기 하위 기기 별 건전도를 생성하는 단계는
    상기 하위 기기 별 운영 환경, 절연물 열화, 전기적 위험도, 열적 위험도, 화학적 위험도 및 기계적 위험도, 기밀 성능, 절연 성능, 차단 성능 및 통전 성능에 따른 기술적 위험도 평가 총점 및 조치사항을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력설비의 자산관리 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 우선순위에 따라 유지보수가 실행되고 상기 유지보수의 실행 결과에 따라 상기 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 갱신하는 한편, 상기 전력설비에 대한 신뢰도 모델을 갱신하는 단계는,
    상기 전력설비의 신뢰도가 특정 신뢰도 이상으로 상승하는 상기 하위 기기 별 유지보수 시나리오를 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력설비의 자산관리 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 우선순위에 따라 유지보수가 실행되고 상기 유지보수의 실행 결과에 따라 상기 하위 기기 별 고유의 신뢰도 모델을 갱신하는 한편, 상기 전력설비에 대한 신뢰도 모델을 갱신하는 단계는,
    상기 전력설비의 하위 기기별 유지보수 시나리오를 선정함에 있어, 전체 유지보수 비용이 특정 금액 이하가 되도록 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력설비의 자산관리 방법.
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