KR20180121753A - 변전소 자산 관리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 변전소의 자산 관리 방법은, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도 및 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 기초로 생성된 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도를 비교하여, 변전소 기기 별 신뢰도 모델의 보상 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과에 따라 상기 변전소 기기 별 건전도를 이용하여 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하고 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 생성하는 단계; 상기 변전소 기기 중 유지보수 대상 후보 기기에 대해서 미리 생성된 기준 계통 신뢰도 모델을 기초로 유지보수 시나리오 별 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가를 수행하는 단계; 상기 변전소 기기 별 건전도, 상기 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델, 상기 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가의 결과에 따라 상기 유지보수 대상 후보 기기 별 유지보수 시나리오를 선정한 후 유지보수의 실행 여부를 확인하여, 상기 유지보수의 수행 결과에 따라 상기 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 갱신하는 단계;를 포함하고, 상기 변전소 기기 별 건전도를 이용하여 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 것은, 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 상기 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 상이한 경우, 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 상기 변전소 기기 별 건전도를 적용하여 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상한다.
Description
본 발명은 변전소 자산 관리 방법에 관한 것으로, 변전소 기기의 건전도에 따라 변전소 기기 별 최적화된 관리 방안을 도출할 수 있는 변전소 자산 관리 방법에 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 모니터링 시스템이 제공되고 있다.
하지만, 변전소 기기의 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.
본 발명은, 변전소 기기에 대한 건전도(Health Index)를 토대로 변전소 기종 별 신뢰도 모델을 보상하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 과정을 통해 변전소 기기 별 최적화된 고유 신뢰도 모델을 도출할 수 있도록 하는 변전소 자산 관리 방법 및 이를 실행하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 설비 교체 주기, 유지보수 방안 및 자산 관리 기법의 요청에 대한 고객의 니즈를 만족시킬 수 있도록 하는 변전소 자산 관리 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 따른 변전소의 자산 관리 방법은, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도 및 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 기초로 생성된 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도를 비교하여, 변전소 기기 별 신뢰도 모델의 보상 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과에 따라 상기 변전소 기기 별 건전도를 이용하여 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하고 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 생성하는 단계; 상기 변전소 기기 중 유지보수 대상 후보 기기에 대해서 미리 생성된 기준 계통 신뢰도 모델을 기초로 유지보수 시나리오 별 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가를 수행하는 단계; 상기 변전소 기기 별 건전도, 상기 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델, 상기 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가의 결과에 따라 상기 유지보수 대상 후보 기기 별 유지보수 시나리오를 선정한 후 유지보수의 실행 여부를 확인하여, 상기 유지보수의 수행 결과에 따라 상기 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 갱신하는 단계;를 포함하고, 상기 변전소 기기 별 건전도를 이용하여 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 것은, 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 상기 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 상이한 경우, 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 상기 변전소 기기 별 건전도를 적용하여 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상할 수 있다.
기타 실시 예들의 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, 변전소 기기에 대한 건전도(Health Index)를 토대로 변전소 기종 별 신뢰도 모델을 적절히 보상할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 과정을 통해 변전소 기기 별 최적화된 고유 신뢰도 모델을 도출할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 설비 교체 주기, 유지보수 방안 및 자산 관리 기법의 요청에 대한 고객의 니즈를 만족시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 자산관리 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 방법을 상세히 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 2에서 서브시스템의 고장율 보정량을 산출하는 방법을 상세히 나타낸 순서도이다.
도 4는 서브 시스템 별 평균 고장율 그래프의 일예를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 4에서 서브 시스템 별 건전도가 양호한 경우 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하여 적용한 평균 고장율 그래프이다,
도 6은 도 4에서 서브 시스템 별 건전도가 열악한 경우 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하여 적용한 평균 고장율 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 자산 관리 장치의 내부 구조를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 보상 여부 판단 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 기기 별 유지보수 시나리오에 따른 신뢰도 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 방법을 상세히 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 2에서 서브시스템의 고장율 보정량을 산출하는 방법을 상세히 나타낸 순서도이다.
도 4는 서브 시스템 별 평균 고장율 그래프의 일예를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 4에서 서브 시스템 별 건전도가 양호한 경우 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하여 적용한 평균 고장율 그래프이다,
도 6은 도 4에서 서브 시스템 별 건전도가 열악한 경우 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하여 적용한 평균 고장율 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 자산 관리 장치의 내부 구조를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 보상 여부 판단 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 기기 별 유지보수 시나리오에 따른 신뢰도 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 자산 관리 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 변전소 자산 관리 장치는 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 기초로 변전소 기기 별 건전도(Health Index)를 생성한다(S110). 이때, 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보는 변전소 기기 별 온라인 감시 상태 데이터, 변전소 기기 별 오프라인 감시 상태 데이터 및 원격 감시 데이터를 포함한다. 상기의 오프라인 감시 상태 데이터는 변전소 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, 변전소 자산 관리 장치는 변전소 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, 변전소 자산 관리 장치는 변압기(TR)의 기준 신뢰도 모델의 정보를 이용하여 변압기(TR)의 운영 환경, 절연물 열화, 전기적 위험도, 열적 위험도, 화학적 위험도 및 기계적 위험도 등에 따른 기술적 위험도 평가 총점 및 조치 사항을 생성할 수 있다.
다른 예를 들어, 변전소 자산 관리 장치는 가스절연개폐장치(GIS)의 기준 신뢰도 모델의 정보를 이용하여 가스절연개폐장치(GIS)의 운전 이력 데이터, 기밀 성능, 절연 성능, 차단 성능 및 통전 성능 등을 이용하여 가스절연개폐장치(GIS)의 기술적 위험도 평가 총점 및 조치 사항을 생성할 수 있다.
다음, 변전소 자산 관리 장치는 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델과 변전소 기기 별 건전도를 기초로 하여 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 보상 여부를 판단한다.
여기서, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델은 전력 설비 기본 정보 및 고장 이력 정보를 토대로 생성된 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델이다.
이때, 변전소 자산 관리 장치는 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 동일하면 현재 사용되는 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델이 최적화된 기준 신뢰도 모델이라고 판단하여 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하지 않는다.
또한, 변전소 자산 관리 장치는 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 상이하면, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하여 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 생성한다(S120).
즉, 변전소 자산 관리 장치는 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 상이하면, 현재 사용된 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델이 최적화된 기준 신뢰도 모델이 아니라고 판단하여 변전소 기기 별 건전도를 이용해 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행함으로써, 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 생성하는 것이다.
여기서, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상은 변전소 기기의 서브 시스템에 대해 현재 운전년수를 기준으로 업데이트 레벨(Update level) 과 기준(Reference) 해를 산출하고 이를 토대로 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하여 수행되는 것으로써, 이에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 6을 참조하여 후술한다.
상기와 같은 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 과정을 통해 변전소 기기 별로 최적화된 고유 신뢰도 모델을 도출할 수 있다.
다음, 변전소 자산 관리 장치는 특정 우선 순위에 따라 유지보수 대상 후보 기기를 설정한다(S130). 예를 들어, 변전소 자산 관리 장치는 특정 우선 순위가 고장율인 경우, 고장율이 높은 변전소 기특정 우선 순위에 따라 유지보수 대상 후보 기기를 설정할 수 있으며, 또한 다양한 상황에 따른 다른 우선 순위가 적용될 수 있다.
이후, 변전소 자산 관리 장치는 유지보수 대상 후보 기기에 대해서 미리 생성된 기준 계통 신뢰도 모델을 기초로 유지보수 시나리오 별 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가를 수행한다(S140).
단계 S140에 대한 일 실시예에서, 변전소 자산 관리 장치는 미리 생성된 기준 계통 신뢰도 모델에 고장율, 고장 복구 시간, 부하점 별 부하량, 정비 비용, 복구 비용, 유지보수 비용 목표 값, 이자율, 설비 민감도 및 변전소 기기의 상하위 관계 정보를 적용하여 정전 피해 비용, 공급지장 전력량, 설비별 민감도, 현재 가치 및 미래 가치 등을 평가한다.
그리고, 변전소 자산 관리 장치는 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가의 결과에 따라 유지보수 대상 후보 기기 별 유지보수 시나리오를 선정한다(S150).
단계 S150에 대한 일 실시예에서, 변전소 자산 관리 장치는 유지보수 대상 후보 기기 별 신뢰도 평가 출력 값, 기술적 평가 출력 값, 경제성 평가 출력 값 및 유지보수 점검 별 비용 항목에 따라, 변전소 기기 별 유지보수 비용, 우선 순위, 기기 별 점검 주기, 예상 비용, 점검 스케줄링, 유지보수 효과 추정, 기기 별 예상 교체 시점을 포함하는 유지보수 시나리오를 도출 및 선정한다.
단계 S150에 대한 다른 일 실시예에서, 변전소 자산 관리 장치는 변전소 기기 별 건전도 및 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 조합하여 생성된 제1 결과 정보, 변전소 기기 별 건전도와 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가의 결과를 조합하여 생성된 제2 결과 정보, 및 제2 결과 정보와 유지보수 방안을 조합한 제3 결과 정보에 따른 비용 측면 유지보수 시나리오, 신뢰도 측면 유지보수 시나리오 및 최적 점검과 교체 계획을 생성한다.
다음, 변전소 자산 관리 장치는 유지보수 대상 기기 별 유지보수 스케줄링 및 견적을 산출한다(S160).
이후, 유지보수 대상 기기 별 유지보수 시나리오를 이용하여 유지보수가 실행되고(S170), 변전소 자산 관리 장치는 상기 유지보수의 수행 결과에 따라 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 갱신한다(S180).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 방법을 상세히 나타낸 순서도이다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 방법은, 변전소 기기의 건전도를 평가하는 단계(S210), 상기 변전소 기기의 서브시스템에 대해 건전도를 평가하는 단계(S220), 상기 서브시스템의 고장율 보정량을 산출하는 단계(S230), 상기 고장율 보정량을 토대로 상기 서브시스템의 고장율을 보상하는 단계(S240), 보상된 서브시스템의 고장율을 토대로 상기 변전소 기기의 고장율을 보상하는 단계(S250), 및 보상된 변전소 기기의 고장율을 토대로 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 단계(S260)를 포함한다.
도 3은 도 2에서 서브시스템의 고장율 보정량을 산출하는 방법을 상세히 나타낸 순서도이다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 서브시스템의 고장율 보정량을 산출하는 방법은, 변전소 기기의 서브 시스템에 대해 현재 운전년수를 입력하는 단계(S310), 상기 서브 시스템의 업데이트 레벨(Update level)을 계산하는 단계(S320), 서브 시스템의 기준(Reference) 해를 계산하는 단계(S330), 및 업데이트 레벨과 기준 해를 토대로 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하는 단계(S340)를 포함한다.
즉, 본 발명에서는 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하기 위해, 먼저 변전소 기기의 서브 시스템에 대해 현재 운전년수를 입력한다(S310).
다음, 서브 시스템에 대해 입력한 현재 운전년수를 기준으로 2차 방정식 형태로 서브 시스템의 업데이트 레벨을 계산한다(S320). 이때, 2차 방정식의 계수는 서브 시스템 별 업데이트 레벨 곡선 수식테이블과 같은 미리 정의된 테이블을 이용하여 적용할 수 있다.
이후, 서브 시스템의 기준(Reference) 해를 계산하는 단계(S330)에서는, 기준 곡선의 2차 방정식 해인 기준 고장 시간을 구하게 되며, 이때 2차 방정식의 계수는 서브 시스템 별 기준 곡선 수식테이블과 같은 미리 정의된 테이블을 이용하여 적용할 수 있다.
다음, 업데이트 레벨과 기준 해를 토대로 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하는 단계(S340)에서는, 기준 고장 시간과 현재 운전년수와의 차이를 계산하여 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산한다.
이후, 계산된 고장율 보정량을 적용하는 것은 고장율의 시간축을 이동시키는 방식(수평 이동), 고장율을 높이거나 낮춰주는 방식(수직 이동), 또는 현 시점 이후의 예측 고장율의 기울기를 변경하는 방식 등으로 적용할 수 있다.
본 발명에서는, 이상과 같은 방법을 통해 현재 상태를 고려한 고장율 보정을 토대로 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 적절히 보상할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 서브 시스템 별 평균 고장율 그래프의 일예를 나타낸 그래프이고, 도 5는 도 4에서 서브 시스템 별 건전도가 양호한 경우 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하여 적용한 평균 고장율 그래프이며, 도 6은 도 4에서 서브 시스템 별 건전도가 열악한 경우 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하여 적용한 평균 고장율 그래프이다.
도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 가스절연개폐기에 대한 평균 고장율 그래프의 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 고장율을 나타내는데, 상술한 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 방법에 의해 고장율 보정량을 계산하여 적용한 경우의 그래프 예가 도 5 및 도 6 이다. 여기서, 고장율 보정량의 적용은 고장율의 시간축을 이동시키는 방식(수평 이동)을 적용한 것이다.
도 5는 도 4에서 서브 시스템 별 건전도가 양호한 경우 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하여 적용한 평균 고장율 그래프로서, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 서브 시스템 별 건전도가 양호한 경우에는 평균 고장율을 낮추는 방식으로 적용된다.
즉, 서브 시스템 별 건전도가 양호한 경우, 서브 시스템의 고장율 시프트 시간 차가 음수(-)가 되며(기준 고장 시간이 현재 운전년수 보다 작은 경우), 평균 고장율 그래프를 고장율 시프트 시간 차만큼 시간축을 좌측으로 이동시켜 다시 표시되게 된다.
본 발명에서는 이를 통해 측정 시점에서의 평균 고장율이 낮아져 유지보수 대상 선정 시 낮은 우선 순위가 부여됨으로써 변전소의 유지보수 시나리오를 최적으로 산출할 수 있게 된다.
한편, 도 6은 도 4에서 서브 시스템 별 건전도가 열악한 경우 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하여 적용한 평균 고장율 그래프로서, 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 서브 시스템 별 건전도가 열악한 경우에는 평균 고장율을 높이는 방식으로 적용된다.
즉, 서브 시스템 별 건전도가 열악한 경우, 서브 시스템의 고장율 시프트 시간 차가 양수(+)가 되며(기준 고장 시간이 현재 운전년수 보다 큰 경우), 평균 고장율 그래프를 고장율 시프트 시간 차만큼 시간축을 우측으로 이동시켜 다시 표시되게 된다.
본 발명에서는 이를 통해 측정 시점에서의 평균 고장율이 높아져 유지보수 대상 선정 시 높은 우선 순위가 부여됨으로써 변전소의 유지보수 시나리오를 최적으로 산출할 수 있게 된다.
이상에서는, 고장율 보정량을 적용하는 방식으로서 고장율의 시간축을 이동시키는 방식(수평 이동)을 적용하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 고장율을 높이거나 낮춰주는 방식(수직 이동) 또는 현 시점 이후의 예측 고장율의 기울기를 변경하는 방식 등으로 적용할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 자산 관리 장치의 내부 구조를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 7을 참조하면, 변전소 자산 관리 장치는 건전도 생성부(110), 기준 신뢰도 모델 관리부(120), 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가부(130), 유지보수 방안 생성부(140) 및 유지보수 실행부(150)를 포함한다.
건전도 생성부(110)는 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 변전소 기기 별 건전도를 생성한다. 이때, 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보는 변전소 기기 별 온라인 감시 상태 데이터, 변전소 기기 별 오프라인 감시 상태 데이터 및 원격 감시 데이터를 포함한다. 상기의 오프라인 감시 상태 데이터는 변전소 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 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 기초로 변전소 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 기준 신뢰도 모델의 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 기준 신뢰도 모델의 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.
기준 신뢰도 모델 관리부(120)는 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델과 변전소 기기 별 건전도를 기초로 하여 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 보상 여부를 판단한다.
기준 신뢰도 모델 관리부(120)는 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 동일하면 현재 사용되는 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델이 최적화된 기준 신뢰도 모델이라고 판단하여 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하지 않는다.
또한, 기준 신뢰도 모델 관리부(120)는 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 상이하면, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하여 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 생성한다.
즉, 기준 신뢰도 모델 관리부(120)는 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 상이하면 현재 사용된 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델이 최적화된 기준 신뢰도 모델이 아니라고 판단하여 변전소 기기 별 건전도를 이용해 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행함으로써 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 생성하는 것이다.
여기서, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 방법은 이미 상술하였으므로 이에 대한 설명은 생략한다.
상기와 같이, 본 발명에서는 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 계속적으로 이용하는 것이 아니라 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 변전소 기기 별 건전도에 따라 보상함으로써 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 최적화할 수 있다.
계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가부(130)는 특정 우선 순위에 따라 유지보수 대상 후보 기기를 설정한 후, 유지보수 대상 후보 기기에 대해서 미리 생성된 기준 계통 신뢰도 모델을 기초로 유지보수 시나리오 별 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가를 수행한다.
일 실시예에서, 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가부(130)는 미리 생성된 기준 계통 신뢰도 모델에 고장율, 고장 복구 시간, 부하점 별 부하량, 정비 비용, 복구 비용, 유지보수 비용 목표 값, 이자율, 설비 민감도 및 변전소 기기의 상하 관계 정보를 적용하여, 정전 피해 비용, 공급지장 전력량, 설비별 민감도(즉, 경제적 측면, 신뢰도 측면), 경제성 분석 결과(즉, 현재 가치, 미래 가치)를 생성하여 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가를 수행한다.
유지보수 방안 생성부(140)는 변전소 기기 별 건전도, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델, 및 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가의 결과에 따라 유지보수 대상 후보 기기 별 유지보수 시나리오를 선정한다.
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 따라서, 변전소 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 유지보수 대상 후보 기기 별 유지보수 시나리오를 도출 및 선정한다.
다른 일 실시예에서, 유지보수 방안 생성부(140)는 건전도 생성부(110)에 의해 생성된 변전소 기기 별 건전도 및 기준 신뢰도 모델 관리부(120)에 의해 생성된 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 조합하여 생성된 제1 결과 정보, 건전도 생성부(110)에 의해 생성된 변전소 기기 별 건전도 및 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가부(130)에 의해 생성된 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가의 결과를 조합하여 생성된 제2 결과 정보, 및 제2 결과 정보와 유지보수 방안 생성부(140)에 의해 생성된 유지보수 방안을 조합한 제3 결과 정보에 따른 비용 측면 유지보수 시나리오, 신뢰도 측면 유지보수 시나리오, 및 최적 점검과 교체 계획을 생성한다.
유지보수 실행부(150)에서는 유지보수 방안 생성부(140)에서 선정된 유지보수 대상 기기 별 유지보수 시나리오에 따른 유지보수의 수행 여부를 확인하고, 유지보수 수행 결과에 따라 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 갱신한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 보상 여부 판단 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 변전소 자산 관리 장치는 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도(310) 및 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 기초로 생성된 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도(320, 330)를 비교하여 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 보상 여부를 판단한다. 여기서, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델은 상술한 바와 같이 변전소 기기 별 설치/점검 이력 데이터, 노후 철거품 분석 데이터, 가속수명시험 데이터 등을 토대로 생성된 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델이다.
여기서, 도면부호 320은 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도(310) 보다 높은 상태를 나타내며, 도면부호 330은 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도(310) 보다 낮은 상태를 나타낸 것이다.
일 실시예에서, 변전소 자산 관리 장치는 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도(310) 및 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 기초로 생성된 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도(320, 330)가 상이하면, 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하여 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 산출한다.
즉, 변전소 자산 관리 장치는 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도(320, 330)가 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도(310)와 상이하면, 현재 사용된 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델이 최적화된 기준 신뢰도 모델이 아니라고 판단하여 변전소 기기 별 건전도를 이용해 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행함으로써, 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 산출하는 것이다.
한편, 변전소 자산 관리 장치는 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 기초로 생성된 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델(310)과 겹치게 되게 되면 현재 사용되는 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델이 최적화된 기준 신뢰도 모델이라고 판단하여 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 대한 보상을 실행하지 않는 것이다.
본 발명에서는, 상기와 같은 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 과정을 통해 변전소 기기 별 최적화된 고유 신뢰도 모델을 도출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 변전소 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 달리 설정될 수 있다.
도 9에서, 유지보수 전략 A는 기기 교체를 포함하는 유지보수 시나리오로서 신뢰도 향상의 폭이 가장 큰 것을 알 수 있으며(도면부호 340 그래프), 유지보수 전략 B는 정밀점검을 중심으로 하는 유지보수 시나리오로서 신뢰도 향상의 폭은 중간 정도이다(도면부호 350 그래프).
한편, 유지보수 전략 C는 보통점검 위주의 유지보수 시나리오를 적용한 경우로서 신뢰도 향상의 폭이 가장 작음을 알 수 있다(도면부호 360 그래프).
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: 변전소 자산 관리 장치
110: 건전도 생성부
120: 기준 신뢰도 모델 관리부
130: 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가부
140: 유지보수 방안 생성부
150: 유지보수 실행부
110: 건전도 생성부
120: 기준 신뢰도 모델 관리부
130: 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가부
140: 유지보수 방안 생성부
150: 유지보수 실행부
Claims (14)
- 변전소의 자산 관리 방법에 있어서,
변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도 및 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 기초로 생성된 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도를 비교하여, 변전소 기기 별 신뢰도 모델의 보상 여부를 판단하는 단계;
상기 판단 결과에 따라 상기 변전소 기기 별 건전도를 이용하여 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하고 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 생성하는 단계;
상기 변전소 기기 중 유지보수 대상 후보 기기에 대해서 미리 생성된 기준 계통 신뢰도 모델을 기초로 유지보수 시나리오 별 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가를 수행하는 단계;
상기 변전소 기기 별 건전도, 상기 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델, 상기 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가의 결과에 따라 상기 유지보수 대상 후보 기기 별 유지보수 시나리오를 선정한 후 유지보수의 실행 여부를 확인하여, 상기 유지보수의 수행 결과에 따라 상기 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 갱신하는 단계;를 포함하고,
상기 변전소 기기 별 건전도를 이용하여 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 것은,
상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델의 신뢰도와 상기 변전소 기기 별 건전도에 따른 신뢰도가 상이한 경우, 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 상기 변전소 기기 별 건전도를 적용하여 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 것을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델에 상기 변전소 기기 별 건전도를 적용하여 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 것은,
상기 변전소 기기의 건전도를 평가하는 단계;
상기 변전소 기기의 서브시스템에 대해 건전도를 평가하는 단계;
상기 서브시스템의 고장율 보정량을 산출하는 단계;
상기 고장율 보정량을 토대로 상기 서브시스템의 고장율을 보상하는 단계;
보상된 서브시스템의 고장율을 토대로 상기 변전소 기기의 고장율을 보상하는 단계; 및
보상된 변전소 기기의 고장율을 토대로 상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델을 보상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 변전소 기종 별 기준 신뢰도 모델은 전력설비 기본정보 및 고장이력 정보를 토대로 생성된 것임을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 변전소 기기 별 건전도를 생성하는 단계는
변전소 기기 별 온라인 감시 상태 데이터, 변전소 기기 별 오프라인 감시 상태 데이터, 및 원격 감시 데이터를 이용하여 상기 변전소 기기 별 건전도를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 오프라인 감시 상태 데이터는
변전소 기기 별 설치 이력, 점검 이력, 고장 이력, 운영 환경 및 운전 이력 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 변전소 기기 별 상태 데이터와 실시간 모니터링 정보를 이용하여 변전소 기기 별 건전도를 생성하는 단계는
변전소 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
변전소의 자산 관리 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 서브시스템의 고장율 보정량을 산출하는 단계는,
상기 변전소 기기의 서브 시스템에 대해 현재 운전년수를 기준으로 업데이트 레벨(Update level) 과 기준(Reference) 해를 계산하고, 상기 업데이트 레벨과 상기 기준(Reference) 해를 토대로 상기 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하는 것임을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 변전소 기기 중 유지보수 대상 후보 기기에 대해서 미리 생성된 기준 계통 신뢰도 모델을 기초로 유지보수 시나리오 별 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가를 수행하는 단계는
상기 기준 계통 신뢰도 모델에 고장율, 고장 복구 시간, 부하점 별 부하량, 정비 비용, 복구 비용, 유지보수 비용 목표 값, 이자율, 설비 민감도 및 변전소 기기의 상하 관계 정보를 적용하여 정전 피해 비용, 공급지장 전력량, 설비별 민감도, 현재 가치 및 미래 가치를 평가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 변전소 기기 별 건전도, 상기 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델, 상기 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가의 결과에 따라 상기 유지보수 대상 후보 기기 별 유지보수 시나리오를 선정하는 것은,
상기 유지보수 시나리오 별 신뢰도 평가 출력 값, 기술적 평가 출력 값, 경제성 평가 출력 값 및 유지보수 점검 별 비용 항목에 따라 변전소 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 유지보수 대상 후보 기기 별 유지보수 시나리오를 도출 및 견적을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 유지보수의 수행 결과에 따라 상기 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 갱신하는 단계는
상기 유지보수의 수행 결과에 따른 개선 효과를 적용하여 상기 변전소 기기 별 고유 신뢰도 모델을 갱신하는 것을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 변전소 기기 중 유지보수 대상 후보 기기에 대해서 미리 생성된 기준 계통 신뢰도 모델을 기초로 유지보수 시나리오 별 계통 신뢰도 지수 및 경제성 평가를 수행하는 단계는
미리 결정된 우선 순위에 따라 상기 변전소 기기 중 유지보수 대상 후보 기기를 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 업데이트 레벨(Update level)은,
2차 방정식의 형태로 계산되며, 상기 2차 방정식의 계수는 미리 정의된 테이블을 이용하여 적용되는 것을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 기준(Reference) 해는,
기준 곡선의 2차 방정식 해인 기준 고장 시간을 구하게 되며, 상기 2차 방정식의 계수는 미리 정의된 테이블을 이용하여 적용되는 것을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 업데이트 레벨과 상기 기준(Reference) 해를 토대로 상기 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하는 것은,
기준 고장 시간과 현재 운전년수와의 차이를 계산하여 상기 서브 시스템의 고장율 보정량을 계산하는 것임을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 고장율 보정량을 토대로 상기 서브시스템의 고장율을 보상하는 단계는,
고장율의 시간축을 이동시키는 방식, 고장율을 높이거나 낮춰주는 방식, 또는 현 시점 이후의 예측 고장율의 기울기를 변경하는 방식 중 하나인 것을 특징으로 하는
변전소의 자산 관리 방법.
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