발전기술

연구분야 발전기술

『청정 발전기술을 선도하는 Global Top 연구소』의 비전 달성을 위하여 청정발전원 개발, 분산전원 포용 확대 및 디지털 발전 등의 발전기술혁신을 통해 친환경 에너지 사회 구현에 역량을 집중하고 있다. 특히 발전분야 Digital One-KEPCO 구현을 위해 지능형 발전 기술 사업화의 핵심기술인 터빈/보일러 운전 및 정비 앱 4종 개발 및 실증을 완료하였으며, 세계 최초로 AI를 활용한 가스터빈 감시·진단시스템을 서부발전 평택복합화력에 실증하였다. 미래 발전 포트폴리오 원천 기술을 확보하고자 초임계 CO2를 작동유체로 하는 직접 가열식 친환경 고효율 순산소연소 가스터빈 발전 싸이클을 개발하였으며, 연소기 인젝터 시제품을 이용하여 고압(50bar) 연소시험을 수행하였다. 고효율 CO2 저감 발전기술 개발을 위하여 세계 최초로 IGCC 합성가스 정제 99.99% 순도 수소생산 및 IGFC 발전을 실증하였으며, 한전-GTI(美) 국제 공동연구를 통해 환경오염물질 배출 Zero 발전기술인 순산소 가압유동층 개념 설계툴을 확보하였다. 기술지원 분야에서는 연구성과물의 현장적용과 기술지원 고도화를 통해 해외 운영발전소(사우디 리빅 등)의 설비안정화 진단/솔류션을 제공하였으며 국내 발전사의 현안 문제에 신속하게 대응하고 있다.

지능형 디지털 발전 구축 기술

IDPP(Intelligent Digital Power Plant)는 발전소의 운전데이터를 디지털/지능화함으로써 발전설비 운전 및 정비를 최적화할 수 있는 기술이다. 환경변화와 정보통신기술 등의 혁신으로 에너지 산업의 패러다임 변화에 대응하기 위해, 한전에서는 『Intelligent Digital Power Plant 구축(’17∼’22)』 연구과제를 수행하고 있으며, 발전 5사와 공동으로 『지능형 디지털 발전소 구현을 위한 발전소 맞춤형 플랫폼 및 앱 개발(’19∼’23)』 연구과제를 착수하였다. 현재까지 화력발전소 주기기 핵심 요소기술 앱 4종을 개발하였으며, ‘20년도에는 실증발전소를 대상으로 검증을 진행할 계획이다. 이러한 기술을 활용하여, 발전소의 설비 운영관리시스템 최적화를 통한 발전수익 극대화, 정비비용 최소화 및 운전 유연성을 확보할 수 있을 것으로 기대되며, 국내 발전사와의 유기적 협력을 통해 고부가가치 앱을 개발하고 서비스를 제공함으로써 발전소 운영 플랫폼 생태계를 조성할 수 있을 것으로 기대된다.

고효율 친환경 신발전 기술

탈석탄 및 환경규제 강화로 이에 대응하는 고효율 Near-Zero-Emission 기술인 순산소 가압유동층 발전기술을 개발하고 있으며, 2019년에는 연소로 개념설계툴 및 순산소 가압유동층 복합발전 기본프레임을 개발하였다. 또한 석탄을 이용한 수소생산 및 연료전지발전 기술인 IGFC 기술 개발을 위해 태안 IGCC 합성가스의 정제 및 전환을 통한 고순도 수소생산 및 이에 연계한 100kW급 연료전지 실증운전에 성공하였다. 기존 화력발전의 안정적 운영 및 열효율 향상을 위해 레이저기반 보일러 실시간 계측 및 최적연소제어 기술을 개발하여 중유/석탄화력 발전소에 실증적용 하였으며, 가스터빈의 경우 최적연소 튜닝을 위한 동압센서의 건전성 평가장치를 개발하고 성능시험을 완료하였다. 또한 석탄화력 저탄장 자연발화 방지 기술 실증 및 대체연료인 페코크의 최적 연소기술을 개발하여 저비용 고효율 발전기술 확보에 기여하였다.

가스터빈 최적운영/신뢰성 평가기술

화력발전의 온실가스 배출 및 미세먼지 저감에 대한 사회적 관심이 증대되고 있어, 환경오염 및 유해물질의 발생저감 기술 개발이 필수적이다. 가스터빈 발전의 운영 및 유지보수 기술 고도화와 친환경 고효율 신발전 시스템 개발로, 기후변화에 대응 하고자 한다. 가스발전 설비의 신뢰성 확보와 향상을 위한 최적 운전지원시스템을 개발하였다. 가스터빈 엔진의 기능이상진단/고장예측으로 불시정지 예방, 복합화력 성능감시/진단 시스템으로 효율저하를 줄일 수 있다. 현재 발전소 검증을 완료하고 추가 고도화를 추진하고 있다. 가스터빈 고온부품에 대한 성능 및 신뢰성 평가를 위한 고속회전시험, 버너리그시험 및 가진시험 설비를 구축하고, 성능시험 연구를 착수하였다. 국산화 고온부품의 신뢰성 확보로 고온부품 수입대체 및 정비비용 절감이 기대된다.

발전설비 종합진단 기술

전문기술센터는 기계진단기술팀과 전기·성능팀으로 구성되어 있다. 주요업무는 발전소 주기기설비 진단과 고장원인 분석 등의 기술지원을 수행하고, 이러한 분야별 기술을 융합하여 발전소 계획예방정비공사중 여러 분야 전문가들에 의해 종합정밀진단을 수행하고 있다. 또한 좀 더 장기적으로 현안문제 해결을 위한 현장 밀착형 과제를 수행하고 있다. 특히 해외사업의 경우 입찰에서 운영까지 전방위적으로 기술지원을 수행하고 있다. 기계진단팀에서는 증기터빈, 가스터빈, 보일러, 발전소 보조설비의 설비진단과 수명평가, 진동소음 평가, 스케일 화학분석, 손상해석 등을 수행하고 있다. 전기·성능팀에서는 발전기와 전기설비 진단, 고압전동기와 전선 절연진단, 보호계전기 시험 및 발전 플랜트 성능시험, 계측기 국가공인교정을 수행하고 “발전비용평가 성능시험 안전제고를 위한 차세대 특설계측기 개발” 과제를 진행 중에 있다.