AI가 풍력발전 실시간 모니터링… 이상징후 잡아내고 수명도 예측[AI 대전환으로 새롭게 도약하라]

지난달 29일 부산 벡스코 ‘기후산업국제박람회(WCE 2025)’ 현장. 전시장 한편에 마련된 두산에너빌리티 부스에는 해상풍력 터빈 모형이 전시돼 있었다. 대형 스크린에는 해상풍력 발전 시장에서 적용 가능한 인공지능(AI) 플랫폼에 대한 설명이 한눈에 들어왔다. 두산에너빌리티는 국내 최대 에너지·기후·환경 종합 전시회인 이번 WCE에서 ‘AI를 위한 에너지, 에너지를 위한 AI(Energy for AI & AI for Energy)’라는 주제로 AI 시대 전력 수요에 대응할 수 있는 에너지 솔루션을 선보였다.

최인욱 두산에너빌리티 파워서비스 사업부문(BG) 풍력필드기술팀 수석은 이날 “급성장하고 있는 해상풍력 시장에서 앞으로 발전기 운용 리스크를 최소화할 기술이 필요하다”며 “AI는 방대한 데이터 속에서 패턴을 찾아내 예측 및 자동화를 구현하는 데 특화된 기술”이라고 말했다. 최 수석은 해상풍력 설비 유지·보수(O&M) 최적화를 위한 AI 적용 사례를 발표하며 두산에너빌리티가 AI를 통해 어떤 방식으로 해상풍력 장비 운영·정비 효율성을 끌어올리고 있는지 조목조목 제시했다.

최 수석은 이 자리에서 AI 운영 시스템인 ‘윈드링크(WindLink)’를 소개했다. 두산에너빌리티가 개발한 윈드링크는 해상풍력 O&M에 특화된 종합 운영 플랫폼이다. 윈드링크는 해상풍력 발전 현장과 중앙 관제센터를 실시간 데이터로 연결해준다. 현장에 설치된 풍력터빈의 발전량과 온도, 압력, 회전속도 등 각종 운전 데이터와 진동 데이터가 풍력발전단지 내 데이터베이스(DB) 서버에 초 단위로 수집되고, 데이터를 안정적으로 이관하는 이른바 ‘엣지 서버’를 거쳐 두산 경남 창원 본사와 경기 성남시 분당두산타워 중앙데이터센터로 전송된다. 데이터 센터 내 클라우드 시스템에서는 두산 자체 AI 엔진들이 24시간 데이터를 분석한다.

윈드링크는 엣지 서버가 통합 관제 및 데이터 수집(SCADA)·상태 모니터링 시스템(CMS) 센서 데이터를 끊김 없이 수집·처리해 클라우드로 보내고, 클라우드에서는 설비 운전·진동 데이터를 실시간 분석해 이상·손상 징후를 조기에 포착한다.

윈드링크는 두 가지 AI를 기반으로 고장 진단 시스템을 가동한다. 첫 번째 시스템은 풍력발전 터빈의 운전 데이터 이상을 감지하는 ‘프리비전(Prevision)’이다. 프리비전은 수백 개의 센서를 통해 들어오는 발전기의 전기적·기계적 데이터를 AI 모델이 일일이 들여다보도록 구축됐다. 장비 이상 여부가 감지되면 ‘예방정비가 필요하다’는 경고를 내리고 담당 엔지니어에게 알람을 보내준다. 두 번째 시스템은 풍력 발전기 진동 데이터를 전문적으로 분석하는 AI인 ‘두베스 WT(Dooves-WT)’다. 해상풍력 터빈은 거대한 구조물인 만큼 베어링이나 기어박스와 같은 터빈 부품에 이상이 생기면 미세한 진동 변화로 신호를 보낸다. 두베스 WT는 터빈 곳곳에 장착된 진동 센서의 데이터를 실시간으로 읽어 평소와 다른 진동 패턴이나 주파수를 포착한다. 특히 두베스 WT는 단순한 이상 징후 알림을 넘어 축적된 데이터를 기반으로 고장 진행 단계, 남은 수명을 예측할 수도 있다.

윈드링크 도입으로 풍력발전소별 실시간 모니터링 체계를 구축하고, 방대한 빅데이터를 분석할 수 있는 환경이 마련됐다는 평가가 나온다. 최 수석은 “AI를 기반으로 한 관제 시스템을 통해 발전기가 갑작스레 멈추는 시간을 줄이고, 터빈 주요 회전체 부품 손상 징후를 조기에 탐지해 매우 크고 심각한 고장을 최소화할 수 있다”며 “고장 원인 진단과 해결책 제시까지 가능해 정비 시간도 획기적으로 단축할 수 있다”고 설명했다.

두산에너빌리티는 지난 3일 제주에 전국 풍력발전기를 24시간 실시간 모니터링·제어하는 통합관제센터 ‘윈드파워센터(WPC)’를 열었다. 국내 풍력발전기 제조사 중 원격 기술을 지원하기 위한 ‘통합 컨트롤타워’를 마련한 것은 두산에너빌리티가 처음이다. 윈드링크를 통해 수집되는 실시간 데이터가 모두 제주 관제센터로 모여들고, AI 진단 결과를 바탕으로 원격 제어 및 기술지원이 이루어진다. 최 수석은 “AI와 윈드링크로 해상풍력 O&M의 새로운 기준을 만들 것”이라고 강조했다.

최지영 기자