5개 성, 7가지 주요 "5G+스마트 그리드" 적용 사례!

5G+ 스마트 그리드 개발이 본격적으로 진행되고 있습니다.

2020년 3월 12일, 국가발전개혁위원회와 산업정보화부는 공동으로 성명을 발표했다."2020년 신규 인프라 건설 사업 기획 및 시행에 관한 공지 (광대역 네트워크 및 5G 분야)"

해당 공지에서는 스마트 의료, 인터넷 플러스, 스마트 그리드, 차량 인터넷, 스마트 교육, 스마트 항만, 초고화질 제작 및 방송 시스템 인프라 구축 등 2020년에 도입될 7가지 5G 혁신 애플리케이션을 제안하고 있습니다.

그 중에서,스마트 그리드를 위한 5G 신기술의 대규모 적용본 기관은 새로운 5G 네트워크 아키텍처 및 스마트 그리드 시나리오를 기반으로 5G 엔드투엔드 네트워크 슬라이싱 및 자원 스케줄링 시스템에 대한 연구 개발을 수행하고, 핵심 네트워크 장비 및 프로토타입 시스템을 개발하며, 5G 기술을 통합한 종합적인 스마트 그리드 솔루션을 제공할 것입니다.

　　
그렇다면 “5G+스마트 그리드”의 구체적인 적용 분야는 무엇일까요? 다음에서 살펴보겠습니다!

　　중국 남방전력망에 5G+ 스마트 그리드를 적용한 사례

5G+AI는 전력망에 안전하고 유연한 지능형 가상 사설망(VPN) 서비스를 제공하여 중국 남방전력망의 디지털 전환 전략을 크게 지원합니다. 배전 시나리오에서는 5G의 고정밀 타이밍과 저지연 기술을 활용하여 배전망의 차등 보호를 구현함으로써 네트워크 구축 비용을 50% 절감할 수 있습니다. 송전 및 변전 시나리오에서는 5G+AI를 통해 지능형 검사를 실행하여 작업 효율을 80배 향상시킬 수 있습니다. 또한, 종단 간 슬라이싱 기술과 칩 암호화 기술을 통해 전력망 서비스의 안전한 격리를 보장합니다.

현재 이 기술은 광저우와 선전에서 소규모로 상용화되었으며, 2021년에는 남방전력망 5개 성으로 확대 보급될 예정입니다. 보급 규모는 1천만 가구 이상, 사회경제적 이익은 50억 위안을 넘어설 것으로 예상됩니다. 향후 5G는 전력 소비 등 더욱 광범위한 분야로 확대 적용되어 수천만, 나아가 수십억 가구에 달하는 전력 단말기에 활용될 것입니다. 이를 통해 정전 시간을 효과적으로 단축하고, 전력 공급 효율을 종합적으로 향상시키며, 전기 요금을 절감하고, 사회경제적 손실을 방지하고, 전력망 운영 비용을 절약할 수 있을 것입니다.

　　국가전력망 5G + 베이더우 드론 전력선 점검

최근, 국가전력망공사(State Grid)의 첫 번째 5G + 베이더우 드론 전력선 검사 시스템이 칭다오 전력 공급 회사에서 연구 개발, 공동 디버깅 및 시험 비행을 완료했습니다. 이는 5G 및 베이더우와 같은 신기술이 전력망에 적용되는 또 다른 중요한 사례를 의미합니다.

최근 몇 년 동안 송전선로 점검 작업의 강도를 낮추기 위해 드론을 이용한 점검 방식이 본격적으로 도입되고 있습니다. 하지만 이러한 방식이 점차 보편화됨에 따라 몇 가지 문제점이 드러나고 있습니다. 첫째, 드론 비행 조작이 어렵다는 점입니다. 점검 담당자가 세부 사항을 명확하게 파악하려면 송전탑과 송전선로를 근접 촬영해야 하는데, 조작이 미숙할 경우 송전선로와의 접촉으로 추락이나 사고가 발생하기 쉬워 드론 점검의 안전과 품질에 악영향을 미칩니다.

둘째, 데이터 전송이 어렵습니다. 드론 검사로 촬영한 이미지는 기본적으로 메모리 카드에 저장됩니다. 비행 임무 완료 후 메모리 카드를 꺼내 컴퓨터로 가져와 분석 및 처리해야 합니다. 이미지를 실시간으로 전송할 수 없기 때문에 결함 발견의 신속성이 크게 제한됩니다. 또한 공용 네트워크 전송을 통한 전력 정보 유출 위험이 있으므로 안전한 데이터 전송 채널을 시급히 마련해야 합니다. 이미지 분석 또한 어렵습니다. 드론으로 촬영한 검사 사진은 수동으로 분류하고, 하나씩 확대하여 결함을 검사하고, 라벨을 붙이고 이름을 지정해야 합니다. 이러한 일련의 이미지 분석 및 처리 과정은 많은 시간을 소모하여 드론 검사의 전반적인 효율성 향상을 저해합니다.

위의 문제들에 대응하여, 국가전력망 칭다오 전력공급회사는 5G 슬라이싱 네트워크와 전력 베이더우 지상 강화 시스템을 통합하여 영상 결함의 지능형 분석 잠재력을 활용하고, "5G+" 및 "베이더우+" 산업 인터넷의 적용 범위를 확대하며, 자율 드론 검사, 실시간 5G 영상 전송, 지능형 결함 식별, 자동 데이터 분석 등 완전한 지능형 검사 솔루션을 구축했습니다. 이는 송전선 검사의 효율성과 지능화 수준을 크게 향상시키고, 베이더우, 5G 등의 기술망 적용을 촉진할 것입니다.

　　장쑤성 전력공사는 "5G + 전력"이라는 새로운 상생 생태계를 조성합니다.

2021년 3월 4일, 장쑤성 최초의 "5G+ 스마트 충전기"가 양저우시 가오유시 쉬셴로에 위치한 고속 충전소에서 가동을 시작했습니다. 이 충전기는 차량 충전, 5G 마이크로 스테이션, 스마트 조명, 영상 감시 등 다양한 기능을 통합하여 다목적 활용이 가능하며, 토지 자원을 효율적으로 절약하고 건설 비용을 절감하며 스마트 도시의 새로운 인프라 구축을 지원합니다.

국가전력망 장쑤전력은 5G 네트워크 구축을 지원하기 위해 충전소에 5G 마이크로 스테이션을 설치하는 또 다른 사례를 제시했습니다. "기존에는 5G 마이크로 스테이션 건설에 평균 100,000만 위안 이상이 투자되었지만, 스마트 충전소에 설치하는 데는 5만 29,000천 위안만 투자하면 되어 기존 투자액의 약 70%를 절감할 수 있고 추가 토지도 필요하지 않습니다." 국가전력망 양저우전력공급회사 과학기술인터넷부의 위샹 부장은 이처럼 적은 면적을 차지하고 다양한 기능을 갖추면서 투자 비용이 저렴한 스마트 충전소 구축을 장려하면 공공 및 지방 정부에 서비스를 제공하는 동시에 빠르게 공유 수익을 창출할 수 있고, 새로운 인터넷 사업의 발전을 더욱 촉진할 수 있다고 말했습니다.

"현재 우리는 기존에 건설된 충전소를 '5G+ 스마트 충전소'로 점진적으로 전환하고 있습니다. 다음 단계에서는 지자체의 계획 수립 및 신규 충전소 건설과 협력하여 장쑤성 전역에 '5G+ 스마트 충전소'를 전면적으로 보급할 계획입니다."라고 장쑤성 전력인터넷부 사업개발실의 자오 웨(Zhao Yue)는 밝혔습니다. 동시에, 회사는 부지, 송유관, 광케이블 등 기본 자원 공유 규모를 점진적으로 확대하고, 기존의 물리적 자원 공유에서 인터넷 기반 사업으로 영역을 넓혀 전력망 플랫폼의 허브 및 연결 역할을 지속적으로 수행하며, 공유와 공동 관리를 위한 에너지 생태계를 구축해 나갈 것입니다.

　　허베이 차이나유니콤과 허베이 전력은 "5G+ 파워" 시범 프로젝트를 구축합니다.

2020년 10월 20일, 허베이 차이나 유니콤과 국가전력망 허베이 전력회사가 공동 개발한 "5G SA 네트워크 기반 배전망 계전기 보호 시범 프로젝트"가 전문가 그룹의 승인을 통과하며, 중국 최초의 독립적인 네트워크 아키텍처 기반 "5G + 엣지 컴퓨팅" 전력 보호 시범 프로젝트로 공식 출범했습니다.

본 프로젝트는 5G+MEC 네트워크의 초저지연 특성을 활용하여 슝안 신구의 배전망 전력 설비 무선 및 디지털 업그레이드를 위한 "모델룸"을 구축하고, 신에너지 및 모바일 부하의 "플러그 앤 플레이" 도입과 고속 자동 정전 복구를 실현했습니다. 핵심 기술은 국제적으로 선도적이며, 여러 응용 분야는 업계 최초입니다. 이는 두 중앙 기관의 "강력한 협력"을 통해 국가 디지털 경제 및 "신형 인프라" 전략을 구현하는 벤치마크 프로젝트입니다.

　　국가전력망 허베이 전력은 "5G+인공지능" 스마트 영상 감시 시스템을 도입했습니다.

2020년 9월, 국가전력망 허베이전력(State Grid Hebei Electric Power Co., Ltd.)은 혁신적인 "5G + 인공지능" 스마트 영상 감시 시스템을 공식 도입했습니다. 한 달여 동안 이 시스템을 활용하여 33개 전력 공급 사업소, 20개 충전소, 3개 계량선에 대한 파노라마 실시간 모니터링을 구현했으며, 약 2만 대의 스마트 계량기와 120만 대의 데이터를 저장할 수 있는 스마트 계량기 데이터베이스를 매일 점검하고 있습니다. 이를 통해 전력 공급 서비스의 질과 효율성을 향상시키고 고객 불만 건수를 크게 줄였습니다.

"5G+인공지능" 스마트 영상 감시 시스템은 전력 공급 사업장, 충전소, 마케팅 운영 현장, 자동 에너지 계량기 교정 라인, 스마트 창고 등 다양한 사업 시나리오의 모니터링을 종합적으로 분류하고 통합합니다. 사업장 내 대기열, 작업 현장의 안전모 미착용, 비에너지 차량의 충전 공간 점유 등 46가지 유형의 이상 상황을 자동으로 포착하고 지능적으로 식별하여, 즉각적인 경보 처리를 위한 폐쇄 루프 관리 및 제어 시스템을 구축합니다. 이 시스템은 동시에 시·도 3단계의 운영 권한을 제공하며, 책임 인터페이스에 따라 단계별 통합 모니터링을 수행하여 이상 상황에 대한 신속한 처리를 보장하고, 마케팅 서비스 역량을 강화하며, 고객 만족도를 향상시킵니다.

　　스마트 변전소 검사 로봇: 24시간 연중무휴 고주파 검사, 3일치 작업량을 1시간 만에 완료

펑청 변전소는 선전시 전력 공급국의 "5G + 스마트 그리드" 생태계 내 5G 중앙 집중식 응용 시범 사업장입니다. 이 프로젝트는 선전시 "선전 밝히기, 5G 스마트 시티 컨퍼런스"에서 5G 스마트 모델 프로젝트 인증을 획득했습니다.

펑청 변전소의 일일 부하는 선전 전력망의 약 20%를 차지하는 것으로 알려져 있습니다. 이 변전소는 윈난 북서부 직류 프로젝트 완공 후 선전으로 전력을 공급하는 중요한 허브 변전소입니다. 과거에는 장비 점검, 운영 및 기타 작업의 상당 부분을 현장에서 수작업으로 처리해야 했기 때문에 작업 부담이 상당히 컸습니다.

펑청 변전소에서 작은 로봇이 전자 눈을 깜빡이며 발전소의 모든 나사를 꼼꼼히 검사하고 제어실 단말기로 데이터를 전송하고 있습니다. 최근 개보수된 500kV 펑청 변전소는 중국 남방전력망 선전시 전력공급국의 차세대 5G 스마트 변전소입니다. 이러한 검사 로봇은 변전소의 기계식 안전장치 역할을 합니다.

이제 5G 기술 덕분에 작업자는 컴퓨터에서 클릭 한 번으로 변전소 검사 로봇을 즉시 자유롭게 작동시킬 수 있습니다. 로봇은 설정된 궤적을 따라 천천히 이동하며 헤드 카메라를 회전시켜 스위치, 압력판, 표시등, 계측기 등을 식별하고 판독합니다. 고화질 비디오 영상 정보는 관제 센터로 전송됩니다. 소요 시간은 1밀리초에 불과하여 매우 빠르기 때문에 거의 무감각에 가깝습니다. 이를 통해 전력망 설비 검사 효율을 270%까지 향상시킬 수 있습니다.

　　“5G+UHV”는 전력망의 혁신과 업그레이드를 촉진합니다.

2020년 6월 2일, 칭하이-허난 ±800kV 초고압 직류 프로젝트(이하 "칭위 직류 프로젝트")의 허난 남부 변전소 건설 현장에서 VR 홀로그램 카메라, 적외선 열화상 카메라, 4K 가시광선 카메라를 장착한 5G 지능형 로봇이 특정 경로를 따라 자동 정찰을 수행했습니다. 전방에 장애물이 감지될 경우, 초음파를 이용하여 자동 장애물 회피 기능도 구현했습니다.

이는 허난성 남부의 '칭위 직류(Qingyu DC)' 프로젝트 변전소 건설 현장에서 5G 기술을 적용한 사례입니다. 또한, 허난성 내 초고압 인프라 건설 현장에 5G 기술이 적용된 최초의 사례이기도 합니다. 이 프로젝트는 초기 건설 단계부터 향후 운영 단계까지 모든 요구 사항을 고려하여 스마트 인프라 건설 현장과 이후 구축될 지능형 변전소를 연동시켰습니다.

"칭위 직류(Qingyu DC)" 프로젝트는 우리나라 최초로 청정에너지 전송을 위해 특별히 구축된 초고압 채널입니다. "신형 인프라"의 핵심 사업인 허난성 남부의 변전소에 5G 기술을 적용한 것은 신형 인프라 프로젝트, 변전소 자원과 사회 자원의 결합, 에너지 혁명과 디지털 혁명의 결합을 보여주는 사례이며, 전략적으로 매우 중요한 의미를 지닙니다.