[전자과학 신윤오 기자] 고효율 LED 조명이 백열등을 대체하면서 많은 전력을 절감하고 있지만, 정전 사태까지 초래할 수 있는 고조파가 발생하거나 전력 품질에 문제가 생기기도 한다. 고정밀 미터기 또한 전력 절감 효과를 가져왔지만 고조파 발생을 피할 수 없다.

이러한 문제를 해결하기 위해 힘써 온 슈나이더일렉트릭(한국지사 대표 김경록)이 이번에 한층 더 강화된 지능형 전력 관리 솔루션을 선보였다. 빌딩, 그리드, 산업, 데이터센터 등에 적용되는 전력 네트워크를 위한 핵심 아키텍처 플랫폼 ‘에코스트럭처 파워(EcoStruxure Power)’ 플랫폼을 강화하겠다는 전략이다.
 


슈나이더일렉트릭의 통합 아키텍처 플랫폼인 ‘에코스트럭처(EcoStruxure™)’의 하나인 에코스트럭처 파워는 통합 네트워크 시스템을 구축하여 관리할 수 있으며 사물인터넷 및 디지털 기술을 활용해 설계 및 실시간 운영, 분석이 가능하다. 

13일, 제품 출시 간담회에 참석한 슈나이더일렉트릭 코리아 김경록 대표는 인사말을 통해 슈나이더가 지향하는 부분을 명확히 했다. “4차 산업혁명, 디지털 기술로 에너지 패러다임이 달라졌다, 에너지 혁신, 스마트 에너지는 삶의 질을 고도화시키고 에너지 수요도 증가시키고 있다. 그 동안 한국의 산업이 성장을 위해 생산에만 목표를 두면서 예비율, 리던던시 등을 중요시했다면 앞으로 더 중요한 것은 생산성 효율화이다. 안전과 신뢰성을 지키면서 생산성과 친환경 기술을 확보해야 한다.”

이를 위해 김 대표는 “생산 최적화를 달성하기 위해서는 디지털 기술이 필요하다”며, “슈나이더의 에코스트럭처는 IoT 기반의 플랫폼이자 개방형 솔루션으로 이번에 발표하는 스마트전력관리 솔루션은 이를 대표하는 중점 솔루션”이라고 소개했다.  

전력 품질 분석기, 전력 계통 안전성 및 신뢰성 향상

이어 에코빌딩 비즈니스의 이호걸 팀장과 이성호 매니저가 현재 스마트 전력 관리, 빌딩 에너지 관리 시장 및 에너지 절감 동향과 관련된 신제품을 소개했다. 

에코스트럭처 파워는 커넥티드 제품(Connected Product), 엣지 컨트롤(Edge Controls), 앱, 분석 및 서비스(Apps, Analytics & Services) 등 3가지 계층으로 구성되어 있다. 24시간 연결돼 데이터를 수집하고 관리할 수 있는 광범위한 커넥티드 제품을 갖춘 슈나이더일렉트릭은 이를 기반으로 지능형 스마트 통합 전력 솔루션을 구축했다. 
 
이호걸 팀장은 “25%의 전력관리시스템이 네트워크 구성 문제와 위기 상황에 처할 수 있는 데이터 품질 문제를 안고 있다”며, “전력관리시스템 내 구성 장치의 10~15%는 수명연한에 임박해 있고 설비의 15% 이상이 전력 품질이 안 좋은 상태로 운용 중에 있다”고 말했다.

이에 이 팀장은 에너지 효율 극대화 및 에너지 비용 절감을 위해 지능형 전력 관리시스템이 필요하며, 에코스트럭처 파워는 전체 라이프사이클 내 모든 공정의 모든 관계자에게 가치를 제공한다고 강조했다.  이어 그는 "에코스트럭처 파워는 특히, 전력 계통에 발생한 각종 이벤트를 분석하여 고장 사고를 예측하고 에너지 사용을 분석한다”며, “전력 시스템 사고 예방 및 자산 신뢰도 향상, 고조파 및 노이즈를 분석하고 대처하며 역률 저하에 따른 에너지 손실 감소 및 그에 따른 벌금을 방지한다”고 설명했다. 더구나 사용된 에너지를 CO2로 환산하여 모니터링 및 관리가 가능한 친환경 기술이라는 것이다.   

대표적인 하드웨어 제품도 함께 나왔다. 전력 관련 커넥티드 제품으로 발표된 전력 품질 미터기인 ‘PowerLogic ION9000’과 고성능 능동형 고조파 필터 ‘AccuSine PCSn’ 제품이 바로 그것이다. 

전력 품질 분석기 ‘PowerLogic ION9000’은 IoT 기반의 이벤트 분석을 통해 정확도 측면에서 이전보다 대폭 향상된 기능을 갖췄다. ‘ION9000’이 파워 미터의 수준을 한 차원 끌어올린 제품이라고 소개한 이성호 매니저는 “외부 기관으로부터 Class 0.1S 수준의 정확성을 인증받은 제품으로 견고한 설계와 -25℃~+70℃ 및 3000m라는 고정밀도 구성 요소를 채택하여 가장 까다로운 환경에서도 고객의 요구를 만족시킨다”며, “특히 I/O 확장 모듈을 사용하여 유연하게 맞춤식으로 확장할 수 있고 보안 중심 아키텍처와 통합되는 경우, 미터기의 사이버 안전성을 바탕으로 중요한 전력 자산 및 시스템의 취약성을 최소화할 수 있다”고 말했다. 
  이에 1시간의 전력 손실이 발생하면 100만 달러의 비용 손실이 생기고 에너지 비용이 50%에 달하는 데이터센터나, 환자의 생명과 직결된 문제뿐만 아니라 법적 문제를 야기할 수 있는 전력 사고를 감지 및 예방할 수 있는 의료 분야에도 적합하다. 또한 산업 분야에서 에코스트럭처 파워 엣지 컨트롤 소프트웨어와 결합하면 전기 인프라에 대한 상세한 사고 예방 계획을 세울 수 있고 전력 시스템 장애의 근본 원인을 정확하게 파악할 수 있다.  

이 매니저는 “지능형 기술과 통합한 ION9000을 통해 전기 시스템에 대한 가시성을 확보할 수 있으며 직원의 업무와 프로세스를 방해하지 않고 전력을 효율적으로 복구하며, 유틸리티 피드를 전환하는 동시에 전력을 안전하게 복구한다”며, “엣지 컨트롤 전력관리 및 컨트롤 소프트웨어, 분석 서비스는 수요에 맞게 확장 가능하며, 요구 사항에 맞춰 조정할 수 있다”고 설명했다. 

"정확한 진단 처방 받아야 낫는 감기처럼, 고조파 왜곡도 정확히 분석해야"

설비 오작동을 일으키는 고조파 왜곡을 완화하는 ‘아큐싸인(AccuSine) PCSn’은 확장가능하고 유연한 고성능의 능동형 고조파 솔루션이다. 

우선 능동형의 고조파 완화 기능을 갖추고 있으며, 동급 최강의 성능으로 THDi(Total Harmonic Current Distortion)를 3% 미만으로 줄여준다. 또한, AccuSine+ 기술을 기반으로 제작되어, 시스템에서 고조파를 없애주고 시스템 신뢰성을 개선하며 운영효율성과 가동 시간을 높여준다. 미국내의 인프라스트럭처에서 발생하는 전력품질 관련 사고의 22% 원인은 조조파 발생과 영향이 있으며 미국 데이터센터의 예기치 않은 정전으로 인한 비용을 연구한 결과 분당 7900달러였다. 

이호걸 팀장은 "60Hz 파형에 들어있는 기본파의 정수배 주파수를 갖는 것으로 왜곡된 파형을 형성시키는 고조파(Harmonic)는 일종의 감기처럼 열이 생기고 과열되면 차단기 오동작을 일으킨다. 감기도 정확한 진단을 받고 처방을 받아야 하는 것처럼 고조파 왜곡도 정확한 분석을 해야 예방할 수 있다“고 말했다.