한국전력공사(KEPCO), 변전소 운전 실적 관리 시스템에 엑사데이타 구축해 수십 배 빨라진 데이터 처리로 전력설비 운영 효율성에 대한 가시성 확보
 
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한국전력공사(KEPCO), 변전소 운전 실적 관리 시스템에 엑사데이타 구축해 수십 배 빨라진 데이터 처리로 전력설비 운영 효율성에 대한 가시성 확보

  • Oracle Customer:  한국전력공사(KEPCO)
    Location:  한국
    Industry:  전력
    Employees:  약 20,000 명 (2011년 기준)
    Annual Revenue:  Over $5 Billion

1961년 1월 발족한 한국전력공사는 현재 전국 약 2천만 고객에게 안정적으로 전기를 공급, 국민 경제 발전에 기여하고 있다. 한국전력공사는 세계 5위 전력 회사로 거듭나기 위해 스마트 그리드를 선도하고, 녹색 성장을 지원하는 글로벌 에너지 회사로 발전하고 있다. 산업용 전력 및 디지털 생태계와 IT 인프라 체계가 발전하며 전력에 대한 수요가 매년 10% 이상 급증하고 있다. 이를 지원하기 위해 전력 수요 및 공급 상황을 실시간으로 파악 및 분석, 가시성을 확보하는 것이 선결 과제로 떠올랐고, 변전소 운전 실적 관리 시스템(Substation Operating Results Management System; 이하 SOMAS) 고도화를 추진했다.

변전소 운전 실적 관리 시스템은 전국의 변전소 별 주 변압기, 송전 선로, 배전 선로 등에 대한 부하 현황과 차단기 상태 정보를 전력계통 원방감시 제어시스템(Supervisory Control and Data System; 이하 SCADA)으로부터 수집해, 전국에 산재되어 있는 변전소와 관련된 선로의 부하정보 와 운전 정보를 제공하는 시스템이다.

 
실시간 분석 예측력 강화로 효율적 전력 생산 가능해져

A word from 한국전력공사(KEPCO)

  • “한국전력공사는 한국 최대 전력 공사로 국민에게 안정적으로 전기를 공급하고 향후 녹색 성장을 적극적으로 지원하기 위해 변전소 운전 실적 관리 시스템을 고도화했다. 오라클 엑사데이타가 제공하는 스마트 스캔, 하이브리드 컬럼 압축 기능 등을 활용해 데이터를 최대 20배 압축하고, 100배 향상된 속도로 처리가 가능한 차세대 환경을 갖추었다. 급증하는 전력 수요와 이를 체계적으로 관리해 실시간으로 관리하는 역량이 필수적인 에너지 기업으로서, 한국전력공사는 데이터 분석의 적시성을 확보, 국민에게 보다 효율적이고, 안정적으로 전력을 공급할 수 있도록 실시간 전력수급현황 분석 및 예측 기반을 마련했다.” – KEPCO

디지털 생태계가 발달하고 사회가 고도화 됨에 따라 전력 수요량은 점차 증가하고 있다. 전력의 공급 부족으로 인한 정전은 사회적 문제와 심각한 재산 피해를 야기할 수 있으며, 과잉 공급 또한 녹색성장과 기업의 효율성을 저해한다. 한국전력공사는 실시간 분석 역량을 강화하기 위해 오라클 엑사데이타를 기반으로 전국에 산재되어 운영중인 변전소에 대한 변압기 상황을 SCADA로부터 실시간 데이터 연계를 2분 주기에서 30초 주기로 단축, SOMAS 시스템에서 실시간 제공하고 있다. 이와 함께 기존에는 3~4개월 단위로 분석하던 전력소 부하 변동을 Oracle BIEE OLAP(Oracle Business Intelligence suite Enterprise Edition Online Analytical Processing) Tool을 통해 최대 3년 단위로 파악할 수 있게 했으며, 시간대 별로 조회할 경우에는 10년간의 데이터 추이를 분석할 수 있도록 했다. 이를 통해 보다 설득력 있는 정보를 토대로 송전 및 변전 설비 운영과 계획 업무를 실행할 수 있게 됐다.

 
100배 빨라진 처리 성능, 적은 스토리지 공간 두 마리 토끼 잡아

 
기존 투자 보호하며 차세대 데이터센터 환경으로 진화

 
 

 
 

Challenges

  • 변전소 운전 상황을 실시간으로 파악해 전력 공급을 제어하고, 정전 등의 비상 사태에 민첩하게 대비할 수 있도록 부하 패턴의 이상이 발견되는 경우 이를 분석하는 등 실시간 분석 역량을 갖출 필요성이 대두되었다.
  • 전력 수요량과 이용자가 꾸준히 증가함에 따라 데이터의 양은 지속적으로 증가하고 있어, 데이터 베이스 설계에도 어려움이 따랐다. 이를 대용량 데이터 처리에 적합한 속도와 확장성을 겸비한 아키텍처로 고도화하는 것이 중요한 과제였다.
  • 한국전력공사의 기존 시스템은 OLTP와 OLAP 워크로드가 함께 처리되기 어렵고, 성능지연을 가져오는 단점이 있어 이를 개선하고자 했다.
  • 한국전력공사가 기존에 운영하던 미션 크리티컬한 애플리케이션들의 조정을 최소화하여 빠른 구축 시간을 확보하고자 했다.
  • 한국전력공사는 늘어나는 데이터양을 관리하기 위한 스토리지 사용률을 낮춰 비용 효율적인 환경을 구현하고자 했다.

Solutions

  • 오라클 엑사데이타에 기반한 SOMAS 고도화를 통해 한국전력공사는 전국 변전소에 설치된 주 변압기, 송전 선로, 배전 선로 등의 부하 현황 및 차단기 상태 정보를 30초 단위로 지연 없이 업데이트해 실시간 분석 역량을 강화 하였다.
  • 기존에는 3~4개월 단위로 분석하던 전력소 부하 변동을 오라클 엑사데이타가 제공하는 BI OLAP을 통해 최대 3년 단위로 파악할 수 있게 되었다. 시간대 별로 조회할 경우에는 10년간의 데이터 추이를 분석할 수 있다. 이를 통해 송전 및 변전 설비 운영과 계획의 신뢰도를 대폭 개선했다.
  • 변전소별 전력 사용량 데이터를 변경 없이 테스트한 결과, 압축/비압축, 인덱스 유/무에 상관없이 평균 100배 이상의 획기적인 성능 향상을 기록했다.
  • 오라클 엑사데이타를 활용해 데이터 수집(OLTP)과 분석(OLAP) 업무가 서로 영향을 받지 않도록 설계, 성능 종속성을 완전히 제거하고 종속으로부터 발생하는 성능 및 작업 지연 문제를 해결했다.
  • 오라클 스마트 스캔, 하이브리드 컬럼 압축 기능을 활용해 데이터 테이블을 OLTP 모드에서 최대 6배, 쿼리 하이모드에서 최대 20배로 압축해 대용량 데이터 처리를 위한 디스크 공간을 대폭 절감하고, OLTP 압축모드에서 120배 이상, 쿼리 하이 압축모드에서 150배 이상의 성능 향상효과를 가져왔다.
  • 데이터베이스 서버의 시간대별 CPU 사용량을 평균 95%에서 평균 10%로 대폭 낮춰 안정적인 시스템을 갖추었다.
  • 오라클 데이터베이스 10g를 사용하던 한국전력공사는 엑사데이타를 기반으로 한 새 데이터베이스 시스템은 기존에 활용하던 애플리케이션의 변경이 거의 필요하지 않아 쉬운 마이그레이션 작업을 거쳐, 구축작업을 한달 안에 완료하고, 손쉬운 성능 개선 효과를 거뒀다.
  • 기존 2 Tier 형태로 운영하던 시스템을 사용자 단말기, 데이터베이스 서버, WAS(Web Application Server)로 구성된 3 Tier 형태로 재구성해 접근제어를 통한 보안강화와 안정성을 개선했다.

Why Oracle

한국전력공사가 기존 SOMAS 시스템 인프라 고도화를 위해 가장 중점을 둔 고려요소는 먼저 지속적으로 일어날 데이터 증가에 대비할 수 있도록 확장성과 속도를 갖추었는지, 이러한 대용량 데이터의 운영 비용과 효율을 높일 수 있는 기술을 지원하는지, 기존 애플리케이션의 변경 없이 안정적인 마이그레이션을 지원하는지 여부였다. 이를 검증하기 위한 PoC(Proof of Concept) 결과는 인상적이었다. 솔루션의 적합성 검토를 위한 SQL 수행 테스트를 실시한 결과, 거의 모든 SQL 수행 속도가 기존 대비 100배 이상의 획기적인 성능 향상을 보여 엑사데이타의 효용성을 확인시켰다. 특히, 기존 오라클 데이터베이스 10g를 사용하던 한국전력공사는 거의 모든 애플리케이션을 복잡한 변경 없이 빠른 시간 안에 안정적으로 마이그레이션할 수 있다는 점을 높이 평가했다.

특히 DW 어플라이언스 선정은 다음 4가지 항목에 중점을 두었다. 대용량 데이터 처리에 맞는 아키텍쳐와 향후 확장성, 데이터에 대한 압축기술을 제공하고 마이그레이션 시 빠른 데이터 전환, 그리고 결정적으로 마이그레이션 용이성 항목에서 기존 운영 데이터베이스 와 동일한 데이터베이스로 운영되기 때문에 애플리케이션 변경 없이 빠른 시간 안에 안정적인 마이그레이션이 가능하다 라는 결론을 도출하면서 “Oracle Exadata” 를 선정하게 되었다.

Implementation Process

한국전력공사는 SOMAS의 고도화를 위해 한전KDN과 다양한 대안들을 3년간 면밀히 검토한 끝에 오라클 엑사데이타를 선택했다. 숙고 끝에 선택한 오라클 엑사데이타 X2-2 쿼터랙의 구축 작업은 2011년 12월 시작된 이후, 데이터베이스 이전 및 환경 구성과 사업 관리를 일주일 만에 완료하는 등 발주에서 협의를 거쳐 점검 및 안정화하는 모든 기간이 채 두 달이 걸리지 않는 등 순조롭게 완료되었다.

Partner

한전 KDN(주)는 한국전력공사의 전력 IT 자회사로서, 적극적인 경영혁신과 부단한 기술 개발을 통해 전력 정보통신 분야에서의 입지를 강화하고 있다. 한국전력공사의 전력 IT 인프라 구축 및 운영, 유지 보수, 숙련된 기술 인력, 첨단의 정보 통신 기술을 지원하고 있으며, 고객에게 전력의 생산과 공급 계통을 제어하는 자동화 및 제어 시스템, 전력 사업 운영을 위한 전력 정보 시스템과 인프라, 전력의 수요와 공급을 조정하는 전력 거래 시스템 등 최강의 솔루션과 인프라를 제공하고 있다.