서울메트로 통합 SCADA 시스템 구축에 대한 연구

Abstract

전기철도 시스템에서는 전력공급계통의 무인운영, 관리, 유지보수를 위해 SCADA 시스템을 도입하여 운영하고 있다. SCADA 시스템의 장애는 경제적 손실과 사회적 문제를 초래하게 된다. 최근 금융, 전력, 항공 국방 분야 등에서 시스템의 고가용성 확보방안에 대한 끊임없는 연구 개발이 이루어지고 있으며, 고가용성 확보를 위한 방안으로 ftServer를 활용한 무정지 시스템 구현으로 발전하고 있는 추세이다. 서울메트로는 1~4호선의 운영을 담당하고 있는 기관으로서 전력 공급계통의 감시 및 제어를 위해 각 호선별로 독립적인 SCADA 시스템을 도입하여 운영하고 있으며, 1호선은 종로5가역에 나머지 2~4호선은 방배동 본사에 설치 운영중이다. 각 호선별 SCADA 시스템의 사용기간은 1호선 16년, 2호선 8.5년, 3호선 및 4호선은 13년으로 평균 12.5년간 운영하고 있어 장기간 사용으로 인한 노후화 진행으로 시스템의 Down-time이 증가하고 있다. 이로 인하여 가용성이 점차 낮아지고 있는 추세로 전력계통 운영에 부담으로 작용하고 있다. 또한, 호선별 독립시스템 운영으로 시스템 관리 및 인력운영 측면에서 효율성이 떨어지고 장애발생시 지휘 및 통제가 조직적이지 못한 문제점을 안고 있다. 본 연구에서는 호선별 SCADA 시스템의 진단을 통해 문제점을 찾고자 하였고, 이를 해결하기 위한 대책으로 전기철도 SCADA 시스템의 최신 기술동향을 참고하여 1~4호선의 새로운 통합 SCADA 시스템 구축을 제시하였다. 통합 SCADA 시스템은 신뢰성, 가용성, 확장성, 경제성을 고려하여 계획하였으며, ftServer를 이용한 무정지 시스템 구현에 초점을 맞추어 진행하였다. 주컴퓨터장치(HOST)는 ftServer를 사용하였고, Master와 Slave의 HA로 구성하였다. Master와 Slave가 모두 Down 되더라도 시스템에 운영에 지장이 없도록 재해복구 서버(DR Server : Disaster Recovery Server)를 설치하는 방안을 제시하였다. 경제적인 비용으로 시스템을 구축하기 위해 기존시스템의 일부는 교체하지 않고 통합 SCADA 시스템에 연계하여 계속 사용하는 방안에 대해 연구하였으며, 해결 방안을 제시하였다. 실시간 온라인 통신을 위해 FEP와 RTU간에는 표준 Protocol인 DNP3.0을 적용하였으며, RTU와 배전반의IED 간에는 제조사별 IED 특성에 맞는 최적의 Protocol을 선정하였다. 기존 시스템에서는 전력관제 근무자가 전력계통 운영과 SCADA 시스템 의 유지보수를 병행하였으나, 통합 SCADA 시스템에서는 시스템 물량 감소에 따른 잉여인력 해소 방안 및 종사자의 전문성 향상을 위해 전력계통 운영과 SCADA 시스템의 유지보수를 분리하여 전문적이고 효율적인 업무수행 방안을 제시하였다.