발전소 전기 시스템 통합 최적화 솔루션
Ⅰ. 핵심 목표
발전 효율 향상, 전력 공급 신뢰성 확보, 전체 수명 주기 운영 비용 감소, 그리고 전력 시스템의 지능형 조절 달성.
Ⅱ. 핵심 하위 시스템 최적화 솔루션
변압기 전용 솔루션
문제점 분석: 변압기는 전력 전송의 중요한 중심으로서, 발전소 전체 에너지 손실의 3%~5%를 차지합니다. 고장으로 인한 중단은 발전소 전체의 정전을 초래합니다.
1. 변압기 선택 및 기술 혁신
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최적화 방향 |
실행 전략 |
기술적 이점 |
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초고효율 변압기 |
SCRBH15 클래스 또는 그 이상의 비정질 합금 변압기 또는 1등급 에너지 효율적인 유체 잠김 변압기 채택 |
무부하 손실 40%~70% 감소, 단위당 연간 100,000 kWh 절약 |
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임피던스 최적화 설계 |
단락 전류에 따라 임피던스 값 맞춤 (±2% 정확도) |
단락 충격 억제, 장비 안전성 향상 |
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지능형 냉각 시스템 |
VFD 팬 + 오일 펌프와의 조정된 제어 통합 |
<60% 부하에서 50% 전력 감소, 소음 ≤65dB |
2. 핵심 성능 향상 경로
graph LR
A[자기장 최적화] --> B[계단식 랩 코어]
A --> C[에폭시 수지 진공 주조]
B --> D[15% 영동 손실 감소]
C --> E[국부 방전 <5pC]
E --> F[수명 40년 연장]
3. 디지털 O&M 시스템
- 상태 감지 계층
- 내장 광섬유 온도 센서 (±0.5°C 정확도)
- 온라인 DGA 모니터링 (H₂, C₂H₂ 경고 임계값 ≤1ppm)
- 지능형 진단 플랫폼
- IEEE C57.91 열 노화 모델을 이용한 수명 예측
- 강화 학습 알고리즘을 이용한 회전수 간 결함 위치 파악 (≥92% 정확도)
Ⅲ. 시스템 수준의 협업 최적화
변압기-하위 시스템 통합
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협업 모듈 |
최적화 조치 |
종합적인 이점 |
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발전기 |
18펄스 직류 변환기 구성 |
THD 8% → 2%로 감소 |
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스위치 기어 |
변압기-GIS 보호 조정 시간 ≤15ms |
고장 제거 속도 3배 빠름 |
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부하 관리 |
±10% 동적 전압 조절 (OLTC) |
전압 준수율 ≥99.99% |
Ⅳ. 정량화된 실행 이점
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지표 |
최적화 전 |
최적화 후 |
개선 |
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종합 효율 |
95.2% |
98.1% |
↑ 3.04% |
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계획 외 정전 |
연간 2.3회 |
연간 0.2회 |
↓ 91.3% |
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kWh 당 석탄 소비량 |
285g/kWh |
263g/kWh |
↓ 7.7% |
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O&M 비용 |
18 USD/kVA/년 |
9.5 USD/kVA/년 |
↓ 47.2% |
Note: 표준 석탄 환산
Ⅴ. 핵심 기술적 보안 조치
- 생애 주기 비용 (LCC) 모델
- 구매 비용 비율: 75% → 45%, 20년 O&M 최적화 강조
- 전기-열-기계 다물리학 시뮬레이션 (ANSYS Maxwell + Fluent)
- 핫스팟 온도 오차 ≤3K, 설계 여유 15% 감소
