AI를 활용한 전력 공급 안정화 체계 구축
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AI를 활용한 전력 공급 안정화 체계 구축
  • 윤광제 기자
  • 승인 2019.09.11 14:02
  • 댓글 0
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(AI타임스=윤광제 기자) 인공지능(AI)은 지난 2년간 가장 과대평가되고 과대평가된 용어 중 하나가 됐다. 그러나 AI를 통해 전력망 복원력을 높여 에너지 보안을 강화하고, 에너지 급증과 부족에 따른 정전 가능성을 줄일 수 있게 됐다.

전력망은 현대 경제가 움직이는 동맥이다. 그들은 발전소에서 변전소로 그리고 마지막으로 소비자들에게 전기를 분배하고 전달하는 책임을 맡고 있다. 끊임없는 전력 공급에 대한 우리의 심각한 의존성을 감안할 때, 전력망이 경제 및 국가 안보를 위해 가장 전략적으로 중요한 기반 시설 중 하나라는 것은 놀랄 일이 아니다.

그러나 많은 나라에서 정전과 공급 중단은 거의 일어나지 않는다. 극한 날씨로 인해 전력 공급 중단이 발생할 수도 있지만 사람들의 조작 오류, 과부하, 노후로 인한 장비 고장으로 인해 발생할 수 있다. 예를 들어, 지난 달 영국에서는 번개로 인한 정전으로 인해 100만 명이 넘는 사람들이 어둠 속에서 지냈는데 이는 영국에서 발생한 10년 만에 발생한 가장 큰 정전 피해였다.

전력 공급 장애의 영향은 대부분의 사람들이 생각하는 것보다 크다. 사이언티픽 아메리칸 (Scientific American)에 따르면 미국의 정전으로 연간 700억 달러 ($70 billion)에서 1,200억 달러 ($120 billion)의 엄청난 경제적 손실이 발생하고 약 50만 명의 사람들이 매일 2시간 이상 전력을 공급받지 못하고 있다고 한다.

가까운 미래에 전력 장애와 관련된 피해는 더 클 것이다. 차량, 난방, 기타 에너지들은 이산화탄소 배출 절감을 위해서 전기로 운영될 것이 분명하고 정전에 따른 피해는 현재보다 더욱 클 것이다. 또한, 기후 변화는 열파 (Heatwaves)의 빈도를 증폭시켜 전기 부하를 증가시키고 중요한 전력 인프라에 부담을 주며 정전 가능성을 더 높일 것이다.

여러 가지 이유로 일부 국가는 공급 중단에 대처하기 위해 훨씬 더 나은 장비를 갖추고 있지만, 정전의 위험이 전 세계의 많은 사업자들에게 지속적인 도전 과제로 남아 있다는 것은 의심의 여지가 없다.

◆ AI 도입
특히, 극한 기후 사건으로 인한 정전을 완전히 방지하는 것이 거의 불가능하더라도 최근의 기술 발전은 그리드 운영자에게 도움이 될 수 있다.

에너지 산업의 빠르고 광범위한 디지털화는 사물의 산업 인터넷(IIoT)의 증가와 함께, 기업들이 그 어느 때보다도 많은 양의 데이터에 접근할 수 있게 해주었다. 그 결과, 이 새로 얻은 데이터의 패턴을 인식하도록 설계된 인공 신경망(인간의 두뇌를 따라 느슨하게 모델링된 알고리즘)에 공급할 수 있게 됐다. AI는 이러한 신경망을 이용해 시스템 오류로부터 정상 운영 데이터를 분류할 수 있다.

석유 및 가스 회사들은 탄화수소 탐사 및 생산을 더욱 효율적으로 만들기 위해 이미 이러한 돌파구를 이용했다. 마찬가지로 전력망 사업자는 AI를 이용하고 기반구조를 탄력적으로 만들어 최소한 두 가지 다른 방법으로 공급 중단에 대비할 수 있다.

첫째, 인공신경망은 전력망의 취약점을 식별한 다음 그리드 인프라가 언제 어떤 상황에서 오작동하는지에 대한 데이터 기반 예측을 할 수 있다. 그리드 취약성에 대한 이러한 통찰력을 통해 네트워크 운영자들은 장비 고장을 미연에 방지할 수 있다. 따라서 영향이 적은 중단을 통해 눈덩이처럼 불어나게 될 그리드 파괴 가능성을 줄일 수 있다.

둘째, 인공신경망은 그리드 균형 문제를 운영자에게 도울 수 있다. 데이터를 분석함으로써 알고리즘은 에너지 공급과 수요 패턴을 정확하게 예측할 수 있으며, 이는 전력 부족을 방지하거나 최소한 그 영향의 범위를 완화하는 데 도움이 될 수 있다. 네트워크 운영자들이 점점 더 많은 가정용 전기 생산자와 풍력이나 태양열과 같은 간헐적인 전기 공급원을 다루어야 하는 점점 더 벅찬 도전에 직면함에 따라 그러한 알고리즘 채택의 필요성은 앞으로 훨씬 더 커질 것이다.

보안의 관점에서 보면 전력 그리드의 디지털화는 어느 정도 양날의 검이다. 정교한 산업 제어 시스템과 IIoT(산업용 사물인터넷)는 AI를 유용한 도구로 만들었지만, 또한 전력 그리드를 해커들에게 더 취약하게 만들었다. IIoT와 상호작용하는 일부 산업용 제어 시스템은 사이버 보안을 염두에 두고 구축된 것은 아니다. 많은 증거들은 하드웨어가 종종 적절한 보안 프로토콜이 없거나, 오래된 소프트웨어에서 실행되거나, 네트워크 보안 구성이 잘못돼 어려움을 겪는다는 것을 암시한다. 그러나 사이버 보안이 제대로 처리된다면 디지털화의 이득은 훨씬 많을 것이다.


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