중국, 도시 배전시스템 자동화계획

1. 서론

도시 전력산업의 발전에 따라, 각종 업종 및 주민생활에 전력공급 신뢰도、전력품질、서비스품질 등에 대한 요구 제고, ≪전력법≫의 철저한 시행과 사회 법제의식의 강화, 전력기업 시장운영체제 추진 및 전력회사 자체의 경제효익과 현대화 관리에 대한 요구, 특히 도시 배전망 건설 개조에 필요한 자금의 점차적인 해결로, 배전시스템자동화는 이미 각 전력회사의 계획에 반영되었다. 중국 전력기업연합회 전력기업가협회、도시 전력공급 전기연구회(2000년 中电연합전력분회로 변경)는, 각 회원사가 상기 항목을 더욱 발전시킬 수 있도록, 1999년 이미 일부 전력기업의 기술사와 관련 전문가를 초빙하여, 현재 중국 배전자동화 프로젝트의 추진상황、문제점 및 중국의 배전자동화는 어떤 방향으로 계획 건설되어야 적합한가 등 설문조사와 여러번 좌담회를 시행 하였다. 본 문건의 관련자료는 주로 상기 조사 연구 중에 비교적 통일된 의견을 주로 반영하였다.

2. 도시 배전자동화 추진상황 및 문제점

33개 전력기업의 설문조사에서 보듯이, 이미 87.9% 地급시이상의 전력기업이 각자 수준에 따라 배전시스템자동화 조사연구、가행성연구 및 시범프로젝트를 전개하였다. 이중 15개 기업은 이미 시범프로젝트를 건설(점유율: 45.5%)하였고, 이외 14개 기업(점유율: 42.4%)은 지금 조사연구 및 가행성연구를 진행하고 있으며, 일부 省에서는 관련기술 규정을 제정하였다. 이와 동시에, 국내 중국电科院科锐公司、烟台동방전력공사、南京자동화연구원전력망제어공사、河北华电자동화설비공사、河北三川공사 등 10여개 연구개발기업과 많은 제조공장에서 배전시스템자동화에 대한 집성기술、응용소프트웨어와 1、2차설비를 연구 개발하였으며, 이것은 시범기업의 전력공급 신뢰성、전력품질、설비안전、노동생산성、고객서비스、현대화관리 수준향상에 영향을 미쳤을 뿐아니라, 배전자동화 기술연구개발기업、설비제조기업의 기술진보와 상품질량의 향상을 가져왔고, 배전시스템자동화에 대한 사람들의 인식을 좀더 깊고 실질적으로 만들었다. 이것들은 중국 배전시스템자동화 발전을 위하여 경험을 쌓고、여건을 조성하였다.

지급시 : 각 省의 직할市가 아닌 지방에 속하는 중소도시

중국 배전시스템자동화는 이제 시작하였기 때문에, 시범프로젝트에서 시행하는 회선수는 해당회사 전체회선수 중 겨우 3%정도를 점유하며, 적합한 규범 및 표준이 부족한 상태이며, 외국의 전형적인 설비기준이 중국 배전망 실제요구와 일치하는 데 어려움이 있고, 조기에 시범프로젝트를 시행한 회사는 당시의 인식수준、인터넷망、통신기술 및 가격분야에서 제약을 받음으로써 성공한 사례는 그다지 많지 않다. 중요한 문제는 다음과 같다.

(1) 단순한 기능, 낮은 실용성, 고가의 제조가격

몇 년전 수입하여 설치한 리크로져、섹쇼널라이져 및 자동화개폐기는 현장제어 방식의 선로자동화 형태로, 겨우 고장처리만 할 수 있고, 중성점 소전류접지 전력망의 단상접지고장은 검출할 수 없었다. 중국 대다수 도시에서 볼때, 고장정전시간이 고객의 정전시간 중에서 차지하는 비율이 겨우 25%정도로 아주 작고, 게다가 대부분 단상접지고장이기 때문에 전력공급 신뢰도에 미치는 영향은 아주 작으며, 도입된 리크로져、섹쇼널라이져 및 자동화개폐기 가격은 상당히 고가로, 투입된 예산에 비해 효과는 미미하였다.

(2) 통일된 계획 부족, 각자 별도로 시행, 자원 및 정보의 미공유

(3) 중국에 적합한 기본기능 모델에 대한 인식 불일치, 표준 미통일, 소프트웨어와 하드웨어 미겸용, 도시 망구조와 설비가 부적절

3. 기본기능 모델에 대한 비교 및 건의

3.1 현존의 기본기능 모델

(1) 현장제어 선로자동화(FA)

3가지 기본방식이 있다. 첫째는 리크로져방식으로 전류시간 조합방식이라 칭하며, 둘째는 리크로져(혹은 여러번 재폐로 기능을 구비한 변전소 인출 개폐기)에 섹쇼널라이져(혹은 자동화개폐기)방식으로 전압시간 조합방식이라 칭하고, 세 번째는 혼합방식이다. 고장을 검출、회선분리 및 건전구간에 대해 자동복구 전력을 공급하는 방법은, 고장이 발생하여 처리하는 과정에서 전류、전압、시간및 개폐기를 조합하여 여러 가지 로직으로 시행하는 것이다. 이 기능은 고장정전 범위와 시간을 축소시고, 전력공급 신뢰도를 향상시킨다.

(2) 통신집중 제어방식을 구비한 배전자동화(DA또는 DAS)

이 방식은 배전가공선로 분기점、연계점에 설치된 부하개폐기 또는 케이블선로 개폐소、배전실의 인입 인출점에 설치된 환상망개폐기(혹은 단로기), 동시에 이러한 부하、환상망개폐기에 설치된 제어단말(FTU、RTU)들을 통신설비를 이용하여 배전망제어센타(사령실)의 컴퓨터와 연결하여, 선로에 고장이 발생하면 현장의 제어단말은 고장정보를 수집하여 사령실로 그 내용을 송신하고, 사령실의 컴퓨터시스템은 고장구간을 분석 판단, 이에 따른 일련의 개폐기 조작지령을 송출하여 고장을 처리하는 기능을 말한다. 동시에 통신시스템과 제어센타를 이용하여 전체 배전망의 각 구분점、설비 및 中壓고객에 대한 SCADA 원격감시기능을 시현한다.

(3) 배전자동화(DA 또는 DAS)와 배전관리시스템(DMS)을 실시간 상호 연결하는 배전시스템자동화 모델 DA/DMS.

이 방식은 집중제어 모델 중 이미 건설된 통신선로를 이용하고, 지리정보시스템(GIS)기술과 컴퓨터기술을 활용하여 실시계통의 DA와 DMS 및 기타 여러시스템을 집성하는 것으로, 이 시스템은 AM/FM-GIS、고객정보、부하관리(제어)、배전변압기 감시검측 등을 포함하고, 이 기능을 더욱 확대하여 배전、고객 영업시스템 전체에 대해 on-line 및 off-line으로 자동제어와 관리를 시행하는 것이다.

3.2 기본기능 모델의 비교

(1) 현장제어 선로자동화(FA)

이 방식의 특징은 통신설비가 필요없고, 계통구조가 단순하다. 결점은 ① 여러번 개폐기를 투입 개방하여 고장점을 찿아내는 방식으로, 계통에 대한 충격이 크며, 종종 전부하를 여러번 투입하는 경우가 있는 등, 전통적인 방식인 개폐기 투입 개방으로 고장점을 찿는 것으로, 간단한 환상망 선로에 적용할 수 있다. ② 도시 전력망의 단락용량이 갈수록 커지고、전력공급 반경은 갈수록 짧아지며、운전방법도 다양화되고 있는 상황에서, 단지 시간특성곡선에 의거하여 시현하는 상、하 곡선을 조합하는 방식은 상당히 어렵고, 변전소 인출개폐기의 보호정수를 바꾸어야 하며 적당히 시간제한을 하거나 심지어 분리운전을 하게되어, 변전소인출 단락고장시 신속히 개방하지 못하게 되어 주변압기 안전에 위험을 끼치게 되므로, 이를 방지하기 위해 리크로져의 차단능력과 기계성능에 대한 요구는 높아지게 되고 따라서 가격도 높아진다. ③ 리크로져와 부하개폐기(섹쇼널라이져)를 조합하는 방식은 가격이 비교적 저렴하지만, 필히 여러번 동작하여야 고장점을 찿을 수 있고, 심지어 연계된 건전선로도 여러번 동작하게 되어, 도시에서 이런 방식의 적용은 사회에 미치는 영향은 상당히 크다. 또한 리크로져、섹쇼널라이져 혹은 자동화개폐기 가격이 비싸고, 제어기 성능의 제한으로, 집중제어모델을 적용하기에는 경제상 및 기술상 불합리하고, 도시전력망에 활용하기에는 적당하지 않다.

(2) 집중제어모델의 DA 혹은 DAS.

이 방식은 통신、PC기술의 발전 및 가격이 지속적으로 인하되는 상황에서 나타난 것으로, 고장처리가 신속할 뿐만 아니라(여러번 재폐로 불필요), 현지제어모델의 수많은 폐단을 피할 수 있고, 복잡하게 연계된 선로에서 고장 후 적합하게 선로를 재구성 할 수 있다. 배전선로의 각종 설비에 대한 SCADA 원격감시기능 및 고객제어기능을 시현하여, 배전선로 운전 중 직원을 현장에 보내 감시 측정 조작해야 하는 상황을 변화시켰으며, 제어감시 및 설비안전、전력공급신뢰도、적합한 무효분포、부하의 합리적인 조정 등 여러 가지 목적을 향상시켜서, 3번째 모델로 가기위한 중간단계로 적용하기에 유리하다.

(3) DA 혹은 DAS와 DMS를 서로연계한 DA/DAS 모델

이 방식의 on-line기능은 DAS의 모든기능을 포함하며, off-line기능은 설비관리、시공관리、고객정보 및 민원관리、원방(자동)계량 및 전력량(선로손실)관리, 전압합격율、전력공급신뢰도 자동통계 등을 포함한다. on,off-line、실시간 데이터를 공유하는 상황에서는 일련의 고급 응용소프트웨어 개발이 가능하다. 전력품질、전력공급신뢰도、전력회사의 경제효익、고객서비스품질、관리품질 및 노동생산성 등 여러 가지 목적을 향상시켜, 전력회사와 고객 모두에게 수익을 가져다 준다.

3.3 실용성 분석

상기 분석을 통해 두번째 모델이 첫 번째 모델보다 실용적이고, 세번째 모델이 두 번째 모델보다 더욱 실용적이라는 것을 알 수 있다. 이외에 다시 몇가지 실용성 분석을 해보면 다음과 같다.

3.3.1 공급신뢰도에 대한 영향

중국의 도시건설、도시전력망 건설 개조속도가 대단히 빠른 데다가, 설비관리부문에 능력도 부족한 상태이기 때문에, 전력공급신뢰지표에 영향을 주는 년평균정전시간 중 대부분은 아직 계획정전이 차지하고 있다. 국가전력공사 신뢰도관리센타의 발표자료에 의하면 전국 중소도시이상 대도시의 1997、1998、1999년 종합년평균 전력공급신뢰도RS3는 99.802%、99.824%、99.868%이며, 년평균 고객정전시간은 17.32、15.369、11.542 h이다. 이중 고장정전시간은 4.820.、4.126.2、2.846 h(계획정전 미포함)이다. 상기 고장정전시간에는 배전자동화 범위에 포함되지 않는 35kV이상 계통고장으로 인해 파급되는 中壓고객 정전과 배전자동화에서 아직 잘 해결하지 못한 중성점 비접지계통 혹은 소호리액터접지계통의 단상접지고장으로 파급되는 고객정전은 포함하고, 배전자동화설비 신증설로 인한 전력공급신뢰도에 미치는 불리한 영향은 잠시 제외한다. 낙관적으로 볼때 자동화가 구축되어 고장정전시간이 반으로 감소하면, 상기 전력공급신뢰도는 99.827%(↑0.025)、99.846%(↑0.024)、99.884%(↑0.016)로 상승할 것이다. 만약 계획정전 역시 반으로 감소하면 RSC는 99.874%(↑0.072)、99.888%(↑0.064)、99.917%(↑0.049)상승하고, 이것은 전자에 비해 약 3배정도이다. 이로써 향후 몇 년간 전력계통 구조개선、설비갱신、배전활선작업 확대、계획휴전작업 관리강화 및 감소 등이 중점적으로 추진해야 할 사업임을 알 수 있다. 선진국의 전력공급신뢰도가 “5개 9(즉,99.999%)”에 도달할 때, 계획휴전은 일반적으로 전체 정전시간의 25% 정도이다. 일본의 몇 개 전력공사는 거의 0에 가깝다. 도시건설、도시전력망 개조가 계속 진행되고, 종합관리가 점차 강화되어, 계획휴전시간 비율이 매년 감소하여, 고장정전시간이 계획휴전시간 보다 크거나 같아질 때, 배전시스템자동화가 전력공급신뢰도 향상에 미치는 영향은 분명하게 나타날 것이다. 따라서 단지 전력공급신뢰도 향상이 목표이고, 배전자동화의 더 많은 감시 제어 및 관리기능을 사용하지 않을 것 이라면, 이렇게 많은 자금을 투입하여 급하게 배전자동화설비를 구축할 필요가 없다.

3.3.2 배전지리정보시스템(GIS)이 도면 및 설비관리에 미치는 영향

도시배전망은 광범위하게 분포、결선이 복잡、교차지역이 많고、많은 설비를 동일전주에 설치、설비가 분산、변동이 빈번함 등의 특징이 있어, 전통적인 도면(단선도、지형배치도、장주도를 포함)、자료의 관리방식으로는 근본적으로 현장요구를 만족할 수 없어서, 기본적으로 경험에 의존하여 작업하고 있다. GIS가 잘 구축된 도면、설비관리 기능을 이용하면, 생산 및 관리중에 보편적으로 존재하는 난제를 쉽게 해결할 수 있으며, 실시간으로 도면과 현장상황을 일치시킬 수 있다. 많은 전력국은 심지어 먼저 GIS를 기초로 배전관리시스템을 건설하는 것이, 실시간 DA보다 훨씬 실용적 가치가 있다고 여긴다.

3.3.3 몇 개 경제기술지표 및 기타관리부문에 미치는 영향

영향은: ①배전자동화설비의 FRTU、통신선로와 서버를 충분히 이용하고, 배전선로、선로 각구간、배전변압기BLOCK 및 중저압 고객의 계량기에 대한 계량을 하게 되면, 임의 선로 혹은 구간、임의 배전변압기에 대하여 임의시간에 전원의 평형과 실질적인 선로손실을 계산할 수 있어서, 도전범위를 축소할 수 있고 심지어 도전고객을 직접 발견 할 수도 있다. ②더 큰범위의 전압품질을 감시 제어를 할 수 있다. 자료에 의하면, 고객의 전압품질에 대한 요구는 1년중 몇시간 정전되는 것과 비교하면 더욱 엄격하다. 그러나 중국의 현재 전압품질 감시 측정 통계에서 볼때, 고객의 감시 측정점은 아주 적은수량인 “대표고객”을 측정하며, 대략 중압고객의 1/30-1/20, 저압고객의 1/10,000-1/20,000을 점유하고 있어, 실제 정황을 반영하기가 아주 어렵다. 배전자동화를 이용하면, 훨씬 더 많은 고객의 전압품질을 측정 감시할 수 있으며, 전압합격율을 자동생성, 전압품질에 대한 조정을 시행한다. ③전력공급신뢰도 통계를 구할 수 있다. 현재 중국에서 시행하는 전력공급신뢰도지표 통계나 중압 전력공급신뢰도는, 국제적으로 통용되는 통계범위와 차이가 많다. 배전자동화를 이용하면 전력공급신뢰도(저압고객 포함)통계를 구할 수 있다(이것은 인력으로 거의 만들 수 없는 것이다) ④배전자동화의 지리정보시스템을 이용하면 고객 정전민원을 손쉽게 처리할 수 있다. 현재의 고장정전은 거의 모두가 고객이 먼저 발견하고, 전력국은 단시간내에 정전구간을 명백하게 밝히지 못하여 피동적으로 움직이게 되는 형태이다. 따라서 DA/DMS의 효과는 모두 “즉시 효과를 볼 수 있는 것”이다.

좀더 발전적인 각도에서 본다면, 전력시장화 개혁 추진에 따라 고객 전력시장화가 얼마 남지 않았으며, 이것은 실시간계통 및 관리계통을 결합한 계통에 의존해야 한다는 것을 의미한다.

따라서 실시간 DA 혹은 DAS와 배전관리계통(DMS)을 함께 결합한 배전시스템자동화를 한번에 계획 건설하는 것은, 현재의 실용화 관점에서 보든 정보화、시장화발전의 관점에서 보든 관계없이 모두 필요한 것이다.

4. 배전자동화시스템의 구성계획 및 관련문제의 처리방안

4.1 자동화시스템의 구성계획에서 고려해할 기본원칙

기본원칙은 : ①자원이용、정보공유의 원칙. ②확충가능 원칙. 상층은 개방식 접근구조, 종단은 누적식 구조이어야 한다. ③신뢰성 원칙. 소프트웨어、하드웨어가 모두 상대적으로 성숙、안정、신뢰적이어야 한다. ④안전성 원칙. 실시、관리、망 사이에 안전보호조치 및 바이러스예방 조치를 취해야 한다. ⑤유지보수 가능 원칙. ⑥간단화 원칙. 기능 요구에 영향이 없다는 전제하에, 1、2차설비는 되도록 간단화하여, 투자를 감소하고, 신뢰성을 제고한다. ⑦정보 현장처리 원칙. ⑧지역에 따라、망에 따라 사용하기에 편리한 원칙.

4.2 구성계획

자동화시스템의 구조는 종、횡 양방향으로 계획되어야 한다. 횡방향구조로, 하나는 상층 서버구조이고, 하나는 하층 FRTU간 구조이다. 상층 DA/DMS서버의 배전SCADA、배전고장처리기능을 포함하여, AM/FM/GIS、고객정보、사용전력관리、고객민원 및 정전관리、사용량 계량、배전변압기 감시측정 등을 DA/DMS의 자계통으로 구성하여 같이 운영하는 것으로, SCADA/EMS、MIS、부하제어 등 현재 시스템과 연결하고, 이러한 시스템들은 상대적으로 독립되어 있으나 서로 자료를 공유하며, 정보의 유일성 및 공유성을 실현하고, 동시에 시스템 확장에 용이한 것이다. 현급이하의 작은도시、 區는 현재의 현(區

) 급전 SCADA시스템 서버와 망 및 기기를 같이 사용하는 것을 고려할 수 있다. 하층 FRTU는 횡방향 간에 통신매체 및 구조가 달라서, 하나의 회선、하나의 공급구역 혹은 환상망의 FTU、RTU 간에 RS485 직、병렬간선방식으로 연결하거나 개별통신방식으로 주서버 혹은 자서버와 직접 연결한다. 광통신을 사용할 때, 각각의 FRTU간에 Lonworks를 사용할 수 있으며 심지어 Ethernet (LAN)방식을 사용하여 연결, 주서버 및 자서버와 통신하여, 전송율을 제고시키고, 광케이블의 전송능력을 충분히 활용하게 되는 것이다. 하나의 배전변압기BLOCK안에 계량기계통은 변압기 감시 측정장치와 FTU를 공유할 수 있으며,  여러개의 배전변압기BLOCK은 RS485이중연선으로 연결하고, FTU를 통해 간선과 연결하여 통신한다.

종방향구조는 도시전력망 규모、통신망구조、2급기구의 설치와 정보량 등의 상황에 따라, 2층 구조를 설치할 수 있으며, 자동화 주서버에서 배전FRTU에 이르는 구조이다 ; 혹은 3층구조로 자동화 주서버에서 자동화 자서버(2급서버), 다시 배전FRTU에 이르는 구조이다. 3층구조의 중간층은 계획시 정보수집 범위와 감시 측정 범위에 대하여 명확하게 하여야 한다. 대단위 도시 전력망에 대해서는 4층구조를 계획할 수 있으며, 주서버에 다시 중심서버를 설치하는 것이다.

4.3  1차계통에 대한 감시 제어범위 계획

선로의 고장처리기능을 시현하기 위해서는, 배전시스템자동화 감시 제어범위를 변전소 중압(6-20kV) 인출단로기에서 시작하여, 중、저압고객까지 포함하여야 한다. 도시전력망 규모에 따라, 구조 및 관리형태는 소수의 주장이기는 하지만 중압모선、변전소 변압기 심지어 변전소까지 확대하고, 인출단로기、중압모선、주변압기 혹은 변전소와 같은 상급 급전SCADA 인터페이스상의 설비와 함께 1급위주의 2급감시 제어를 시행한다. 이때 변전소 자동화RTU는 지역급전과 통신하는 동시에 배전제어 주서버와 통신하게 하여, 지역급전SCADA를 통하여 배전자동화가 필요한 모든 변전소 관련설비의 제어 감시를 시행하므로써, 정보의 중복수집, 하드웨어의 중복설치를 피할 수 있게 된다.

4.4  도시 전력망 건설 개조 계획

도시전력망은 전력기업이 생존하는 중요한 기반일 뿐만아니라, 배전자동화의 기반이기 때문에, 합리적인 구성、탄력성있는 구조、부하전환 능력 큰 도시전력망이 아니라면 배전자동화 기능은 많은 제약을 받게 된다. 동시에 자동화는 정보수집위치 선정, 정보전송 방법, 통신망의 계획 선택 및 자동화계통의 구조 등에 영향을 받는다. 도시전력망은 배전자동화와 같이 계획건설하거나 혹은 배전자동화 건설개조가 선행되어야 한다. 지금부터 전력망구조의 개조、설비의 선택은 전부 향후 시행되는 배전자동화의 요구를 고려하여야 한다.

4.5 통신계통 계획

통신계통의 기능은 배전시스템자동화 성공여부의 관건일 뿐만아니라, 전력기업의 전체 정보교류계통을 구성하는 부분이다 : 배전자동화 정보송수신요구를 고려하는 것은 물론, 기업전체 정보화 발전요구 및 심지어 고객에게 서비스제공 가능성까지 고려하여야 하므로, 장기계획에 따라 단계별 건설이 필요하다.

배전자동화 및 기업발전 수요, 신뢰성요구와 광케이블가격의 지속적인 하락세 및 성능의 우월성에 비추어 볼때, 배전자동화는 필히 광케이블통신을 우선 선택하고, 특별히 주서버에서 2급서버(혹은 변전소)와 2급서버에서 전력케이블 전력망 개폐소(배전개폐소)까지는 우선 광케이블을 채택한다. 변전소에서 가공선로간선까지는 원칙적으로 광케이블을 사용하여야 하나, 외물로 인해 파손되기 쉽거나 가공선로 경과지변경 등 사유가 있는 곳은, 현지실정에 적절하게 그 통신방식을 채택한다. 배전변압기BLOCK의 정보수집계통은 저압반송파 혹은 주파수확산 스펙트럼 반송파통신을 사용할 것을 제안한다. 단, 어떤 하나의 도시전력망에 단일통신방식을 사용하는 것은 그다지 가능성이 없어 보이며, 각지역의 실제상황에 따라, 성능 가격비교를 통해 현지실정에 적절하게 선택하게 된다. 지금 사용하고 있는 무선통신(상업전화、극초단파、주파수확산 스펙트럼 등을 포함)、중압 전력선반송파、통신케이블 혹은 이중연선등 통신방식에 대해서는, 계속 경험을 종합하고, 장점을 살리고 단점은 제거하며, 진일보된 경험을 쌓아가야 하겠다.

4.6 부하제어시스템 관련문제

현행의 부하제어시스템은 중국이 전력부족 상황하에서 시행한 것으로, 현재 전력 수요공급 형세에 변화가 있기 때문에, 이미 구축된 시스템에 대한 기능의 변화 및 DA/DMS와 통합하여야 하며, 배전자동화 통신시스템이 필요할 때, 배전자동화 통신설비로 개조하여 주서버로 정보를 송신하는 설비로 활용하고, 대체한 부하제어 종단은 아직 부하제어가 설치되지 않은 고객에 설치하거나 혹은 예비설비로 남겨둘 수 있다. 부하제어시스템을 아직 구축하지 않았으면 DA/DMS와 같이 설치하는 것을 고려하여야 하며, 이것을 DA/DMS의 부하관리 즉 수용가관리 자계통으로 활용하는 것이다.

4.7 저압계량시스템 관련문제

저압 원방계량시스템의 정보량은 비교적 많고, 전력량요금계산과 관련되어 있으나, 실시간 정보전송에 대한 요구가 낮고, 상대적으로 독립되어 설치된 시스템이며, 하드웨어는 특별한 통신설비로 배전자동화와 기능을 공유하고, 동시에 배전망자동화와 편리하게 정보를 교환할 수 있다. 새로 구축하는 계량시스템은 DA/DMS와 같이 계획하여야 하며, 이미 건설된 계량시스템은 DA/DMS에서 통신시스템이 필요할 때, 개조하여 DA/DMS에 활용한다. 앞으로는 원방계량을 위하여 원방전송계통을 단독 건설하는 것은 피해야 할 것이다.

4.8 배전1차결선도와 지리정보회선도 관련문제

현장에서 사용할 때, 배전급전은 단선도를 사용하는 것이 편리하고, 배전 생산운전관리、공정관리、고객영업현황관리는 GIS지리배경 배치도를 사용하는 것이 편리하기 때문에, 배전관리시스템은 반드시 GIS기초상에 구축하여, 실시간 SCADA - DA가 일치되도록 설계하여, 실시간시스템과 관리시스템간 정보교환이 되도록 하여야 한다.

4.9 전력공급신뢰도 통계기능 확대 문제

국가전력공사 자료를 보면, 일류전력기업은 통계를 만들때 저압고객(공급전력 계량점)까지 전력공급신뢰도를 작성한다. 많은 기업이 이미 이러한 기능을 포함한 DA/DMS를 출시하였다. 저압고객 인입구에 설치된 전력량계에, 정전내용을 자동으로 기억하는 장치를 추가하고, 장치에 기억된 자료를 계량기 통신선을 이용하여 자서버 혹은 주서버로 송신, 자동으로 통계를 작성한다.

4.10 변전소 종합자동화와 배전자동화 2급 자서버의 일체화 문제

배전 2급 자서버를 변전소에 설치할 때, 변전소 종합자동화와 일체화를 고려한다.

4.11 단계별 실행계획

배전자동화는 규모가 크고、기술이 복잡、상호연계계통이 비교적 많으며 1차 배전망이 개조 건설된 기초상에 구축되어야 하기 때문에, 통일된 계획、시범프로젝트 사전시행、단계별로 시행하여야 한다. 관건은 통일된 계획에 있으며, 이것은 오로지 DA/DMS일체화에 의거한 통일된 계획이 되어야 만, 자원을 공용할 수 있으며, 정보를 빠르게 전달 공유하며, 선 후투자 자원 모두가 유용하게 되고, 반복투자로 인한 손실을 피할 수 있다. 통일된 계획하에 일차 전력망개조를 우선 시행하되, 시행방법은 전력국별、전력공급 구간별 혹은 몇 개 선로로 나누어 우선 시범프로젝트를 시행할 수 있으며, 시범프로젝트는 계획기능 요구에 따라 현장정보를 수집하는 하드웨어는 최고 좋은 설비를 사용, 통신시스템의 기능을 검사하고 아울러 그 기능을 충분히 발휘하며, 또 주서버시스템의 하드웨어기능을 검사할 수 있으며, 인재를 양성할 수 도 있다. 시범프로젝트는 먼저 SCADA-DA 및 고장처리기능을 시현하고, 차후에 DMS기능을 시현하며, 또  먼저 GIS기초위에서 도형、설비관리기능을 차후에 DA기능을 시현하고, 나아가 고급 응용프로그램을 개발한다. 이때 특히 주의해야할 것은, 후속시스템 혹은 후에 건설되는 설비가, 사전에 건설된 시스템 혹은 설비에 용이하게 접속될 수 있도록 하여야 하며, 통일된 계획설계 원칙 이외에도, 운영회사는 후에 건설하는 설비 및 시스템의 인터페이스 요구에 대한 구체적인 자료를 주의깊게 요구 및 보존하여야 한다.

5. 지속적으로 연구 해결할 문제

5.1 중성점비접지 혹은 소호리액터접지계통의 단상접지고장 검출문제

현재 사용하고 있는 영상전류법、영상역률법、가청주파수 주입법、고조파신호검출 분석법 등과 같은 단상고장선로 선택 혹은 검출장치는 현장에서 사용시 모두 효과를 보지 못하고 있다. 영상역률검측법과 같은 일부 방법은 아직도 중성점접지 PT를 대량으로 설치하고 있어, 새로운 불안전 요소를 증가시키고 있다. 현재 연구개발하고 있는 저주파변환법、소호접지계통의 잔류전류 증가법과 여러 가지 파라메타 종합분석비교법 등은 이러한 난점을 해결할 것으로 보이며, 실험 및 연구에 박차를 가해야 할 것이다.

변전소에 설치운영중인 일부 단상접지선로 검출장치는, 먼저 접지선로를 검출한 후, 원방으로 Tie개폐기、구간개폐기를 순차적으로 조작하여, 고객에게 정전을 시키지 않고 고장구간을 찿아낸다. 이것은 배전개폐소의 1차설비 간소화、전력공급신뢰도 제고에 대해 많은 도움을 줄 것이다.

5.2  단선고장 검출에 관한 문제

조사에 따르면 많은 회사에서 배전선을 절연화한 후에 단상단선고장이 다소 증가하였다. 자료에 의하면 절연전선을 가장 먼저 사용한 일본은, 단선고장이 전체 배전선로고장 중 62.3%를 차지하고 있다. 따라서 단선고장을 배전선로 고장의 한 형식으로 분류하여 모니터링 하여야 할 것이다. 비록 현재의 FTU를 이용하여, 이 기능을 구현하는 것은 결코 어렵지 않으나, 이 기능에 대한 현장시험은 아직 하고있지 않다.

5.3  국산 주상자동개폐기에 대한 문제

배전시스템자동화를 전면적으로 시행하고, 주상자동개폐기 용량이 커짐에 따라, 그 신뢰성 및 가격은 배전자동화 발전에 제약요소가 될 것이다. 현재, 수입개폐기 가격은 아주 비싸고, 국산개폐기 구조 및 절연성능은 사용자를 불안하게 만들고 있기 때문에, 더욱 열심히 연구 개발하여야 한다.

5.4 경제효익 평가에 대한 문제

배전자동화 시행은 확실히 전력품질을 향상시킬 수 있고, 전력공급신뢰도 제고、선로손실 감소(도전발견 포함)、평형부하(첨두두하 조절、삼상부하평형)、인력감소 효율증대、노동생산성 제고、최고 고객서비스제공、전력망건설 연기 등, 공급자、소비자 모두에게 이익을 주며, 아울러 전력기업의 현대화 관리수준을 대대적으로 제고시킬 수 있다. 그러나 전력가격제도와 신뢰도 등 품질지표의 연계 및 불시정전 손실보상제도를 만들기 전에는, 투입보다 생산이 크다는 결론을 얻기는 아주 어렵다.

5.5 시급하게 제정할 관련표준 및 규범

표준규범을 제정하므로써, 배전시스템자동화는 무엇을 하고、어떻게 해야 하는가를 훨씬 용이하게 해결할 수 있으며, 표준통일、규범통일、규약을 통일하고, 설비를 통용시키며, 소프트、하드웨어를 겸용하게 하여, 자원의 충분한 이용、정보의 최대 공유 등을 할 수 있게 한다.

6. 결론

(1) 현장제어모델의 선로자동화는 기술상、경제상、실용성이 발전, 상술한 것들이 모두 실현된다 하더라도, 도시 전력망에 적용하기에는 적합하지 않다.

(2) 중국 도시전력망 년평균 고객정전시간을 볼때, 75%정도가 작업정전이며, 더구나 중성점비접지 혹은 소호리액터접지계통의 단상접지고장 검출문제를 아직 해결하지 못한 상태에서, 단지 전력공급신뢰도를 향상시키기 위하여 배전자동화를 건설하는 것은, 투자는 크나 효과는 아주 작다; 실시간 배전자동화(DA)와 GIS를 기본으로 하는 배전관리시스템(DMS)이 상호 결합된 배전시스템자동화를 계획 건설하는 것은, 실용성이 높고, 즉시 효과를 볼 수 있는 것으로, 전력시장 운영 및 정보기술 발전방향에 부합되는 것이다.

(3) DA/DMS 기본기능모델의 배전시스템자동화를 건설은, 필수적으로 자동화시스템、통신시스템、일차전력망 구성계획을 효과적으로 구축하여, 관련시스템간에 연계를 스스로 처리하고, 자원공유、정보공유、시스템에서 분리운전 방지 및 반복적인 공사로 인한 낭비요소인 방지 등을 시현할 수 있다.

(4) 소전류 접지계통의 단상접지고장、단선고장의 검출기술을 지속적으로 연구 해결 및 국산 자동화개폐기의 신뢰성 문제 등, 관련 기술규범을 되도록 빨리 제정해야 한다.