[스마트그리드 10대 핫 이슈] 에너지관리시스템


에너지관리시스템에 대한 표준화는 정보통신기술의 역할이 더욱 중요한 분야로서 정보통신 분야에서의 경쟁력을 가지고 있는 국내 기술을 활용하여 국내 표준화뿐 아니라 국제표준화 추진에도 적극적이고 지속적으로 참여하는 것이 필요하다.


해마다 계속되는 에너지 위기에 대응하기 위해서는 소비자 도메인에서의 효율적인 에너지 관리가 매우 중요하고, 이 소비자 도메인에서는 다양한 기기 및 솔루션이 혼재되어 있어 표준화 추진이 매우 중요한 상황이다. 이러한 소비자 분야 에너지 관리 분야에 대하여 국내 표준화 추진뿐 아니라 지속적이고 적극적인 국제 표준화 참여 및 주도가 필요하다.
글로벌 기후변화 및 에너지 고갈 문제에 대처하기 위한 에너지 분야의 문제 해결 추진 연구 및 기술 개발 추진 전략은 공급자 분야에서 소비자 분야로 점차 확대되고 있다. 일반적으로 소비자 도메인은 크게 거주 공간을 중심으로 하는 홈 환경에 대한 에너지 관리, 상업용 또는 사무용 건물을 중심으로 하는 빌딩 환경에 대한 에너지 관리 및 산업 생산시설을 중심으로 이루어지는 공장 환경에 대한 에너지 관리로 구분된다. 이러한 에너지 관리 시스템 기술은 기본적으로 자동화 시스템 기술을 기반으로 발전하여 왔으며, 그 중심에는 홈자동화시스템(Home Automation), 빌딩자동화시스템(Building automation System) 및 공장자동화시스템(Factory Automation System)이 있다.
소비자 도메인에서 고려할 수 있는 에너지는 열, 가스, 전기, 수도 등 다양한 부분이 포함될 수 있지만, 무엇보다도 최근에 가장 중요하게 다루어지고 있는 부분이 전기 에너지에 대한 부분이라 할 수 있다. 전력시스템에 정보통신(ICT, Information Communication Technology) 기술이 도입됨으로써 통신기술 및 취합된 정보 그리고 소프트웨어 기술을 바탕으로 시스템 기능이 보다 지능화되고, 이를 바탕으로 보다 효율적이고 편리한 에너지원으로 자리 잡으면서 그 중요성이 더욱 더 커지고 있다.
최근에는 스마트그리드 기술이 소비자 도메인 환경에 도입됨으로써 보다 정교하고 효율적인 에너지관리 기술이 보급되고 있는 상황이다. 스마트그리드 기술의 소비자 도메인 도입에 따라 표준화 측면에서는 기존 홈네트워크 시스템 분야 표준화, 빌딩자동화시스템 표준화 및 통신 네트워크 기술 표준화 등 다양한 분야에서 소비자 도메인 분야의 에너지 관리기술 표준화가 많은 논의들이 이루어지고 있다.
정보기기 간의 상호연결에 대한 표준화위원회인 ISO/IEC JTC1 SC25에서는 홈 환경에서의 에너지 관리 시스템을 위해 홈 환경에서의 에너지관리시스템에 대한 응용 모델을 정의하는 ISO/IEC 15067-3 표준을 제정했으며, 이 표준에서는 전력시스템의 수요반응 중심의 에너지 관리 시스템에 대하여 정의하고 있다. 또한, 여기에서는 직접 부하제어, 분산형 부하제어 및 로컬 부하제어 등으로 구분하여 논리적 모델을 정의하고 있다. 현재 이 표준은 국제 표준으로 제정된 상태이며, 이 표준에서는 홈에너지관리장치(EMA, Energy Management Agent)에 대한 정의를 통해 댁내에서의 에너지 생산, 소비, 및 저장 등에 대한 관리에 대한 기능을 갖도록 하고 있다. ISO/IEC JTC1 SC25에서는 지속적으로 홈 환경에서의 에너지 이슈에 대한 표준화에 관심을 가지고 있으며, 이에 대한 후속조치로 에너지 관리 관련 표준에 대한 표준화 작업이 적극적으로 추진될 예정이다. 다음 그림에서 보여주는 ISO/IEC 15067-3에서 정의하고 있는 홈 에너지 관리 모델에 따르면, 홈에너지관리시스템은 그 중심에 홈 게이트웨이가 있어 홈 도메인에서의 전체적인 에너지 정보 네트워크의 허브로 동작하고, 댁내에서의 전력 및 에너지 정보 흐름의 사례를 보여주고 있다.



빌딩 분야의 에너지관리시스템에 대해서는 ISO TC205 위원회에서 주로 관여하고 있으며, ISO TC205에서는 빌딩자동제어시스템(BACS, Building Automation and Control System) 표준을 통해 빌딩 환경에서의 자동화 및 제어 기능을 제공하기 위한 시스템 표준으로 이미 제정되어 있는 상태이다. ISO TC205 위원회에서는 기제정된 표준을 기반으로 빌딩에너지관리시스템에 대한 표준화 추진에 대해서도 고려하고 있다. 그 대표적인 예로, 스마트그리드 기술의 빌딩 환경 도입에 따른 에너지 관리 정보 모델에 대한 표준화를 추진 중이다. 이 정보 모델은 미국의 냉난방공조협회(ASHARAE, American Society of Heating and Air-Conditioning Engineers)의 표준인 201-2012를 기반으로 제안한 빌딩 설비 측면의 스마트그리드 정보 모델에 대한 표준화 작업을 추진 중에 있다. 이 정보 모델에서는 빌딩 환경에서의 제어 시스템과 종단 장치 간의 정보 교환을 위한 모델을 제공하고, 이 모델에서는 빌딩 환경에서의 신재생을 포함한 생산, 저장, 수요반응, 피크 관리 및 부하 모니터링 등 다양한 기능을 수행하기 위한 정보 모델에 대하여 다루고 있다. 이와 더불어 IEC PC118에서는 스마트그리드 분야에서의 수요반응 및 소비자 측면의 장비 간의 상호 연결을 위한 정보 교환을 중심으로 표준화를 추진할 계획이며, 특히 스마트그리드 사용자 인터페이스 분야에 대한 표준화 작업을 추진하기 위해 기존 다양한 표준들에 대한 검토가 이루어지고 있는 상황이다.
한편, 무선 개인 통신망을 기반의 프로파일 표준을 만든 경험이 있는 ZigBee Alliance에서는 2013년에 에너지 정보 표현 및 프로토콜에 대해서 다루고 있는 스마트 에너지 프로파일(SEP, Smart Energy Profile) 2.0 표준을 완료하여 발표했다. 이 표준에서는 스마트그리드 소비자 도메인에서의 에너지 관리 기능을 제공하기 위한 생산, 소비 및 저장 장치들을 포함한 다양한 장치들 간의 정보 교환을 위한 정보 모델을 포함하고 있다. 이 표준에서는 현재는 협회/포럼 차원의 표준이지만, 미국의 스마트그리드 상호운용성에 대한 논의 협회(SGIP, Smart Grid Interoperability Panel) 및 각 나라에서 표준으로 사용하기 위한 심도 있는 검토가 이루어지고 있는 상황이며, 우리나라에서도 스마트 에너지 프로파일 2.0 표준 적용에 대한 논의들이 활발하게 이루어질 것으로 보이며, 향후 다양한 디바이스들이 스마트 에너지 프로파 일2.0을 채택하는 방향을 보일 것으로 기대된다. 다만, 현재는 대기업에서는 스마트 에너지 프로파일 2.0 표준의 제품 적용을 추진하고 있는 상황이지만, 중소기업의 경우 스마트 에너지 프로파일 2.0 적용을 고민하고 있는 상황이라 기술적 및 정책적 도움이 필요한 상황이라 할 수 있다.
2011년 9월 15일의 순환정전사태 이후 해마다 계속되는 전력위기를 맞고 있는 상황에서 지속적인 전력위기 대응을 위해서는 에너지관리시스템에 의해 소비자단에서 보다 효율적으로 대처할 수 있는 방안이 더욱 필요한 상황이다. 그러나 많은 다양한 솔루션들이 존재하고, 다양한 기기들이 혼재되어 있는 소비자 도메인의 특성상 무엇보다 표준화의 필요성이 요구된다. 에너지관리시스템에 대한 표준화는 정보통신기술의 역할이 더욱 중요한 분야로서 정보통신 분야에서의 경쟁력을 가지고 있는 국내 기술을 활용하여 국내 표준화뿐 아니라 국제표준화 추진에도 적극적이고 지속적으로 참여하는 것이 필요하다.