제품 개발 및 DT 기반 서비스 솔루션 개발, 배전 솔루션 기술·시장 선도제품 개발
▲ 김영근 상무
LS산전(주)
회사 소개
LS산전(주)(이하 LS산전)은 1974년 창립 이래 오직 ‘품질 확보’와 ‘혁신’을 바탕으로 전력과 자동화 분야 국내 1위 기업으로 성장해 우리나라 산업발전을 선도해 왔습니다.
‘Futuring Smart Energy(스마트에너지의 미래를 만들어 갑니다)’라는 미션에 걸맞게 현재 안정적으로 유지하고 있는 전력, 자동화 사업에 있어 세계 최고 품질과 기술력을 지속적으로 유지하는 한편 전력, 자동화 기술 융합의 산물인 스마트에너지 분야에서도 글로벌 시장을 리드할 수 있는 기업으로 발돋움하기 위해 노력하고 있습니다.
LS산전은 R&D가 기업경쟁력의 핵심임을 인지하여 지속가능한 경쟁우위를 확보하고 미래를 준비하기 위해 매년 매출액 대비 약 5%를 연구개발에 투자하고 있고, 이를 통해 기존 주력사업의 활성화와 차세대 성장엔진의 조기 확보를 추진하고 있습니다.
특히 급속히 진행되고 있는 디지털 트랜스포메이션에 선제적으로 대응하고자 스마트에너지(Smart Energy), 스마트팩토리(Smart Factory) 사업 등을 선도하기 위한 R&D 역량에 집중하고 있습니다.
국내에는 안양, 청주, 천안, 부산의 4개 지역에 특화된 연구소를 운영하고 있으며, 해외에는 중국 무석 사업장 내 연구소를 운영하여 생산현장을 밀착 지원하고 설계와의 시너지 창출을 극대화하고 있습니다.
또한 LS산전에서 생산하는 모든 제품에 대해 국제적 수준의 시험서비스를 실시하여 최고의 성능과 품질을 유지하겠다는 대원칙을 세우고 실행에 옮기고자 1999년에 국내 민간기업 최초로 2,000MVA급 단락시험설비와 초고압 합성시험 설비, DC 시험설비를 갖춘 전력시험기술원(Power Testing & Technology Institute, PT&T)을 발족하였으며, 20년이 지난 지금 LS산전의 PT&T는 국제적 수준의 시험평가와 교정서비스가 가능한 KOLAS 인정 국제공인시험기관으로 위상을 구축하였습니다.
또한 해외 유수 인증기관인 UL(미국), ASTA(영국), CESI(이탈리아)의 공식인정 시험기관으로 지정되어 있고, 중전기기 시험 분야의 품질보증서로 통용되고 있는 세계 최고 수준의 세계단락시험협의체(Short circuit Testing Liaison, STL)의 시험기관으로 정식 가입하여 자체적으로 STL 인증시험을 진행함으로써 대전력, 고전압 시험 연구분야의 기술력 확보와 국내외 위상이 높아질 것으로 생각됩니다.
아울러 새롭게 개발되는 제품의 개발기간을 단축하고, 원하는 시기에 언제든지 시험이 가능하도록 대응하기 위해 현재 가동 중인 단락발전기 1호기와 동일한 용량인 2,000MVA급 단락발전기 2호기를 2020년부터 2022년까지 약 3년에 걸쳐 증설하여 4,000MVA급 단락시험설비를 구축함으로써 세계 최고 수준의 시험연구 경쟁력을 확보할 계획입니다.
2019년 주요 연구개발 성과
2019년 LS산전의 대표적인 연구개발 성과는 대용량 무정전 DC UPS(Uninterruptible Power System)의 제품개발을 완료한 것입니다.
무정전 DC UPS는 기존의 AC UPS와는 다르게 DC형태로 전력을 출력하는 제품으로서, DC 입력을 이용하는 다양한 제품에 무정전의 안정적인 전력을 공급하기 위한 목적으로 개발되었습니다.
AC UPS의 2단 전력변환을 1단으로 줄여 효율 상승 및 설치 면적을 낮추는 효과를 얻을 수 있으며, 사내 테스트베드 운영을 통해 제품의 기능 및 성능을 검증하였습니다.
본 과제는 글로벌 고객사 사업장 전원 시스템 교체를 타깃으로 시작되었으며, 데이터 센터 및 기타 산업 분야에도 적용이 가능할 뿐만 아니라 정부 에너지 정책에 따른 피크관리 및 비상발전 등으로 응용·확대 전개가 가능합니다.
신재생 에너지시장의 중요성이 증가하면서 에너지 효율 향상, 다양한 분산전원의 연계 등을 통해 기존 AC 계통중심의 전력망에서 DC 계통이 공존하는 시대로 변화하고 있습니다.
이에 따라 DC 솔루션의 중요성이 대두되었으며, 효과적인 대응을 위해 기존 축적된 AC 기술을 기반으로 DC 전용 제품군을 개발하고 있습니다.
특히 LVDC(Low Voltage DC) 시장 선도를 위해 제품 라인업을 세계 최고 수준인 DC 1,500V까지 확대하였습니다.
LVDC 플랫폼화를 통해 ESS·PV·충전 Stand 시장 등의 고전압화 및 대용량화 요구에 신속히 대응하고 있으며, 2020년까지 글로벌 시장점유율 10%를 달성할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
작년 국내 주요 전시회에서 시제품을 선보여 많은 주목을 받았던 Smart 수배전반 솔루션은 2019년 상반기 개발이 완료되었으며, 서울대학교 캠퍼스 마이크로그리드 운영 현장 및 사내 사업장에서 실증 운영중입니다.
Smart 수배전반 솔루션은 전력기기 스마트화와 서비스 연결성을 강화하여 고객에게 유용한 서비스를 제공하기 위한 솔루션으로 전력계통 운영 효율화 및 전력공급 신뢰성을 강화하는 데 기여할 수 있습니다.
전력계통의 신뢰도 향상 및 설비효율성 제고를 위한 유연송전시스템(Flexible AC Transmission System, FACTS) 분야에서는 2019년 세계 최대 용량인 675Mvar급 SVC 시스템을 성공적으로 준공하였으며, 최근에는 최신 기술인 MMC(Modular Multilevel Converter) 방식의 STATCOM(Static Synchronous Compensator)을 300Mvar급으로 수주하여 2020년 5월 준공을 목표로 노력하고 있습니다.
자동화기기 분야에서는 제품의 수명과 성능을 높이고 원가를 획기적으로 절감하는 신제품 개발이 완료되어 Compact Drive 시장을 리드하는 데 기여할 것으로 기대하고 있습니다.
R&D 선진개발체계를 구축하는 활동은 스피드업을 더욱 가속화하기 위한 디지털개발 환경 조성에 초점을 맞추어 진행하였습니다.
H/W 설계(CAD) 및 해석(CAE)을 클라우드 환경에서 활용하도록 하고, 표준 설계·해석 체계 구축, 통신 H/W 테스트 환경 구축을 통해 설계·해석의 정합성을 높이고 개발 스피드를 높이는 기반을 마련하였습니다.
또한 ALM(Application Lifecycle Management)시스템 전사확산 및 소재 공용화·표준화, 신뢰성 강건 설계 기술 확보 활동을 실시하여 개발 품질의 향상을 도모하였습니다.
최근 환경 변화 및 전망
지금의 제조업은 1970년대 농업과 같은 위기에 직면해 있습니다.
지금과 같은 방식으로는 더 이상 부가가치 창출이 불가능합니다. 제조업을 기반으로 하되 방식을 바꾸어야 합니다.
그 방식이 바로 DT(Digital Transformation)입니다. DT는 궁극적인 목표가 아니라 목표로 나아가는 수단으로 여겨야 합니다.
제조 선진국들의 역사를 살펴보면 GDP에서 제조업이 차지하는 비율, 고용창출, ROC(자본수익률) 등이 지난 50년 동안 꾸준히 하락하고 있습니다.
우리가 제조 선진국들이 걸어온 길을 그대로 답습한다면 우리나라 제조업의 미래도 마찬가지일 것입니다.
우리는 미국과 독일의 경우에서 시사점을 얻어야 한다고 생각합니다.
미국은 제조업을 포기하는 대신 소프트웨어에 주력하여 성장했고 독일은 제조업을 기반으로 하되 스마트팩토리를 빠르게 도입해 성장했습니다.
DT를 성공적으로 실현하기 위해서는 고객 지향적(Customer-oriented) 마인드를 고객 중심(Customer-centric) 마인드로 바꾸어야 합니다.
더 이상 고객만 바라보아서는 안 되며 고객 속으로 들어가 고객의 눈으로 세상을 바라보아야 합니다.
그런데 제조업이 강한 회사일수록 이 마인드가 쉽게 안 고쳐지는 경향이 있습니다.
과거처럼 고객을 이끌고 가던 회사들은 시대에 적응하지 못하고 사라지고 있습니다.
마인드를 바꾸는 것이 중요합니다.
2020년 연구개발 목표와 추진 전략
LS산전의 전력 분야 사업은 해외시장 경쟁력 강화 및 DT 기반 고객 가치 창출, 배전 솔루션 최강자를 목표로 전략을 전개하고 있습니다.
연구개발 전략도 이에 맞추어 해외 타깃 시장이 원하는 제품 개발 및 DT 기반 서비스 솔루션 개발, 배전 솔루션 기술·시장 선도제품 개발에 중점을 두고 있습니다.
해외 타깃 시장 경쟁력 강화를 위해서는 동남아시장 전용 제품 및 미주 고객 맞춤형 패널 솔루션 개발과제에 R&D 투자를 집중할 계획입니다. DT 기반 서비스 솔루션 확대 및 고도화를 위해서는 지난해 개발 완료된 저압용 Smart 수배전반뿐 아니라 고압용 Smart 수배전반 솔루션을 개발 예정이입니다.
또한, 전력 송배전 분야에서는 안전한 설비관리 및 전력공급 신뢰성에 대한 요구에 대응하는 동시에, 스마트기기와의 디지털 연결성을 확대하여 실시간으로 안전한 설비운영 및 유지보수 편의성 제공하고 수집된 데이터를 활용하여 예측 및 분석서비스까지 제공할 수 있는 운영 및 예지진단 솔루션을 확보해 나갈 예정입니다.
배전보호 분야에서는 DT 기반 서비스 솔루션을 제공하기 위해 두뇌역할을 하는 제품인 전력IED(Intelligent Electric Device, 디지털보호계전기)의 중요성이 커졌습니다.
LS산전은 기존에 보유하고 있는 제품과 차별화된 플랫폼 구조를 가지고 품질·신뢰성 및 유연성을 강화한 제품 개발을 진행하고 있으며, 국내외 전문업체와의 적극적 오픈 이노베이션을 통해 개발 스피드를 높여 2020년 상반기에는 새로운 플랫폼 기반의 대표 모델이 개발 완료될 예정입니다.
뿐만 아니라 본 과제는 선진 개발 기법(Requirement Engineering 및 Agile 기법 등)을 도입하여 개발을 진행하고 있어 고객 니즈 반영 및 품질 향상에 도움이 될 것으로 기대하고 있습니다.
스마트에너지 분야에서는 ESS 시스템의 핵심 요소인 PCS의 차세대 제품을 개발할 예정입니다.
이 제품은 새로운 소재를 기반으로 에너지 효율성과 공간 효율성을 높이고자 하며, 동시에 개발 중인 차세대 DCDC 컨버터가 함께 구성되면 에너지 효율을 더욱 높인 ESS 시스템을 고객에게 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
자동화 분야는 FA공정 솔루션 최강자 사업전략을 바탕으로 R&D전략을 수립하고 있습니다.
최근 일본의 대 한국 수출규제 조치로 인한 국산화 니즈가 증가하여, 사업기회 창출을 위한 고객맞춤형 개발에 R&D 자원을 집중하려고 합니다.
이와 동시에 차세대 핵심기술 및 신제품 확보를 위한 R&D도 지속적으로 투자하고, 운영 효율화를 위한 ODM 개발 및 외부협력도 적극 추진하고 있습니다.
선행개발 조직은 DT 솔루션 개발을 위한 플랫폼을 제공하고 공통 기반 기술을 확보하여 제품연구소의 디지털 제품 개발을 지원하는 활동을 지속적으로 추진하고자 합니다.