현대 전력계통 시스템의 대규모화와 복잡화로 인해 숙련된 운전기술이 필요하게 되고, 실제 전력계통 모의를 통한 미경험고장의 처리기술 습득이 필요하고, 운전설비의 첨단화(컴퓨터 시스템화)로 인해 시스템과 운용절차에 대한 지식 습득 및 유지보수 훈련이 필요하게 됨에 따라 교육용 시뮬레이션에 대한 요구가 갈수록 증가되고 있다. 본 연구에서는 교육용 시뮬레이션에서 전력계통의 시스템을 익히고 전력계통 고장에 따른 복구절차를 배우는데 필요한 모의고장 시나리오 및 복구절차 등의 데이터베이스를 구축하며, 데이터베이스를 시뮬레이터와 연동시켜 작동하도록 개발하는 것이 목적이다. 또한 사용자들에게 보다 편리한 환경을 제공하기 위하여 GUI(Graphic User Interface)로 시뮬레이터를 설계할 것이다.
실시간 시뮬레이션이란 시뮬레이션 모델의 시간진행을 실시간에 기반하여 수행하는 시뮬레이션을 말한다. 이러한 시뮬레이션은 가상 운전 교육 프로그램으로 자주 사용되며, 실제로 이를 이용한 교육 훈련 프로그램이 많이 개발되고 있다. 발전소와 같은 대규모 시스템에서는 서로 다른 계통별로 나누어 시뮬레이션 모델링 후 하나의 시스템 안에 통합 시키는 방법으로 사용한다. 본 논문에서는 실제 고리 $\#$1호기 원자력 발전소의 상태와 유사한 시뮬레이터 개발을 통하여, 운전원에게 가상 시뮬레이션 교육용 Simulator로 제작되었던 일부 계통인 Nuclear Instrumentation System에 관련하여 개발된 사례를 서술하고 있다.
전력연구원에서는 발전소와 같이 국민경제에 지대한 영향을 미치는 대형 복합 플랜트에 대한 운영자교육을 효과적 할 수 있는 훈련 시스템을 개발하려는 노력을 1998년부터 계속해 오고 있다. 그 과정으로 하동 화력발전소에 발전소 운전원 훈련용 시뮬레이터의 보조 설비로서 가상현실시스템을 가장 먼저 적용하였으며, 또한 고리 원자력발전소에도 가상현실을 이용한 교육훈련 시스템을 개발하여 설치하였다. 본 논문에서는 이러한 축적된 기술을 바탕으로 울진 표준형 원전 시뮬레이터의 운전원 훈련용으로 개발한, 가상현실을 이용한 컴퓨터 지원 교육훈련 시스템을 소개하고자 한다.
기존의 디지털 계전기 교육/훈련 방법은 적절한 교육용 소프트웨어 및 기기의 부재로 인해 교육을 받는 훈련생들을 단기간 내에 이해시키는데 어려움이 있었다. 본 연구의 목적은 GUI 환경에서 다양한 모의 고장 발생, 모의 고장 시나리오의 입력, 편집 수정, 삭제가 가능하고 디지털 계전기의 교육/훈련 기능과 함께 훈련 결과의 평가와 훈련일지의 작성 기능을 포함하는 디지털 계전기 시뮬레이터의 개발이다. 본 논문에서는 고장종류, 고장발생 각, 고장거리, 데이터의 샘플수에 따라 EMTP를 이용하여 모의한 후, 디지털 신호 처리를 이용하여 직류 성분과 고조파 성분을 제거하고, 기본파 성분을 추출한다. 그리고 추출된 데이터를 사용하여 임피던스 궤적을 도시하고. 그 결과를 사용자에게 보여주도록 하였다. 특히, GUI 환경으로 구성하여 알고리즘의 수행과정을 보다 쉽게 이해하고. 사용할 수 있도록 함으로써, 교육/훈련의 효과가 극대화되도록 하였다.
선박운항자의 인적사고 방지 및 운항 훈련을 위한 방안으로 선박 운항 시뮬레이터가 사용된다. 선박운항 시뮬레이터에서 실시간 3D 가시화 기술은 현실감 있는 직관적인 영상을 제공하여 피교육자에 인지력을 향상시켜 시뮬레이터의 교육 효과를 높이는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 선박 운항 시뮬레이터 장착된 실시간 가시화 시스템의 확장성 및 독립성을 확보하기 위해서, 가시화 시스템의 상업용 그래픽 엔진을 공개형 그래픽 엔진으로 대체하기 위해서 수행된 실시간 3D 가시화 시스템의 설계 결과에 대해서 설명한다. 실시간 3D 가시화 시스템은 요소 기능, 그래픽 데이터 활용, 타 시스템과의 연동 측면에서 도출된 운용 요구사항들을 만족하도록 설계되었고 시스템의 확장성과 상호운용성의 확보도 고려하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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