[전력기자재 전문 전시회, 2014 한국전기산업대전] IoT 기반의 스마트그리드

등록 2014.08.28 14:47:19

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[전력기자재 전문 전시회, 2014 한국전기산업대전] IoT 기반의 스마트그리드

발전소를 세우고 송전시설을 만드는 것보다 소비를 줄여야 한다는 인식이 강해지면서, 이제는 에너지 정책의 패러다임 시프트가 이뤄지고 있다. 그에 발맞춰 정부에서 올해 초 발표한 ‘제2차 에너지 기본계획’에 따라 추진 중인 정책에 대해 알아본다.

김형수 KT 부장

스마트그리드(Smart Grid)는 에너지 분야의 새로운 콘셉트다. 파워그리드는 전력계통으로, 발전·송전·배전·수용가 등 통신망과 유사한 구조를 가지고 있다. 동일한 모습에서 정보통신이 합해져 기존의 파워그리드가 스마트해진다는 개념이다. 스마트그리드는 국내에서도 꽤 오랫동안 회자되고 있는 기술 중 하나다. 스마트그리드는 녹색성장으로 이전 정부의 국정과제 중 하나였으며, 우리나라뿐만 아니라 미국 또한 오바마 정권의 국정과제 중 하나로 스마트그리드가 포함됐다.

‌스마트그리드의 이점

2011년 일본에서 후쿠시마 원전 사고가 났을 때 타 지역에서 전력을 끌어오지 못했는데, 전문가들은 그 원인이 스마트그리드가 구현되지 못했기 때문이라고 분석하고 있다. 스마트그리드가 적용되면 어디에서 무슨 일이 일어나는지 바로 알 수 있기 때문에, 문제에 대응할 수 있는 방법을 비교적 수월하게 찾을 수 있기 때문이다. 발전·송전·배전·수용가 등 모든 것을 정보통신으로 연결하는 것이 스마트그리드의 핵심이다.
일례를 들면, 여름에 에어컨의 가동 여부를 고민할 때 제일 걱정하는 부분이 전기요금이다. 2시간 가동하면 누진세가 얼마가 되는지, 또 이번 달에 현재까지의 요금이 얼마나 되는지 알 수 있으면 남은 기간에 조절을 하며 가동할 수 있는데, 한 달에 한 번 받는 전기요금 고지서를 받기 전까지는 알 수 없다.
이때 계량기에 M2M(Machine to Machine) 칩을 삽입하면 실시간으로 자신이 사용하고 있는 양을 모니터할 수 있고 그 정보를 웹이나 스마트폰을 통해 확인, 앞으로 얼마나 더 사용할지 결정할 수 있다. 이것이 전통적인 파워그리드에 정보통신기술이 더해지면서 얻을 수 있는 여러 가지 이점 중 하나다.
또한 정부는 주요 정책 중 하나로 실시간 요금제를 준비하고 있다. 가정에서도 1시간 단위로 요금에 변동을 주겠다는 것이다. 새벽에는 요금이 저렴하고, 전력수요가 많은 낮에는 요금이 비싸져 수용가 스스로가 전력 사용량을 줄일 수 있도록 하는 정책이다.
이를 위해서는 계량에 대한 데이터, 발전소에서의 생산량, 원가, 특정 시간대의 요금 등 수용가에게 정보를 제공해야 하고, 또한 그러기 위해서는 통신과 휴대전화의 종류가 늘어나야 한다. 그렇기 때문에 스마트그리드가 IoT에 있어서 큰 비즈니스가 될 것이며, 정보를 분석하여 수용가 혹은 데이터를 필요로 하는 사람들에게 전달이 될 수 있다.

‌전력 시장과 스마트그리드

스마트그리드는 방대한 양의 M2M이 필요하다. 하지만 한 가지 맹점이 있다. 국내에서 에너지, 특히 전기와 관련된 것은 어떠한 좋은 기술, 새로운 아이디어가 나오더라도 결국 구매자는 스마트그리드 체제에서는 한전일 수밖에 없다는 점이다.
통신 환경이 경쟁 환경으로 바뀌었듯 전력 시장도 경쟁 환경으로 바뀌었고, 미국의 경우 전력시장의 플레이어들이 4천개가 넘는다. 우리나라도 일단 전력시장을 경쟁 환경으로 바꾸겠다고 결정을 했다. 현재 국내 발전회사가 80개가 넘는다. 물론 한전의 자회사 5개와 수력 원전이 대부분의 발전을 커버하고 있지만, 국내 전력시장을 개방한다는 큰 흐름 속에서 민간 발전사들이 생겨나고 있다.

‌제2차 에너지 기본 계획

지금까지 우리나라는 공공 위주의 에너지 정책이었다. 그래서 발전소를 세우고 생산된 전력을 수도권으로 보내는 것이 우리나라 전력 계획의 주를 이뤘다. 그런데 더 이상 발전소를 세우고 송전시설을 만드는 것이 유효한 정책이 아니라, 소비 자체를 줄여야 한다는 인식이 생겼다.
2014년 1월, 산업통상자원부에서 제2차 에너지 기본계획을 발표했다. 공급확대에서 수요관리 중심으로 에너지 정책의 패러다임 시프트(Paradigm Shift)를 이뤄내는 것이 계획의 목적이며 ▲수요관리 중심의 정책 전환 ▲분산형 발전시스템 구축 ▲에너지 정책의 지속가능성 제고 ▲에너지 안보 강화 ▲원별 안정적 공급체계 구축 ▲국민과 함께하는 에너지 정책으로 구성된 6대 중점 과제를 내세웠다. 이를 위해 2035년까지 에너지 수요의 13%, 전력 수요의 15%를 절감하고, 전기-非전기 간 소비왜곡 개선을 위한 에너지 세율 조정을 추진할 예정이다. 또한 환경/사회적 비용 반영, 용도별 체계 개선, 수요관리형 요금제 확대 등의 요금 개편, 스마트그리드(ESS 인센티브)와 EMS 보급 및 수요관리시장 활성화 등 ICT형 수요관리를 추진한다.
소비 감소를 위한 수요관리 중심의 정책과 관련해 여러 방면에서 고민이 있었고, 그 결과 도출된 방법이 에너지저장장치와 에너지관리시스템을 의무화하는 방안이다.

‌지능형 DR

소비를 줄이기 위해 정부가 만든 새로운 제도로 지능형 DR(Demand Response, 수요반응)이 있는데, 지능형 DR의 시장 개요는 다음과 같다.
• ‌고객이 감축 가능한 수요량을 계약하고, 전력 부족 시 거래소의 지시에 따라 수요 감축
• 계약용량에 대한 용량요금(기본급) 분기 지급
• 수요 감축 시 감축지원금(성과급) 지급
• ‌1년 30회, 60시간 한도, 1일 1회 2~4시간 부하 감축 약정
• 1년 단위 계약 (2014년은 1~8월 개설)
• ‌용량가격은 입찰로 결정
• 감축지원금 : 최고 550원/㎾ 수준
• ‌약정 불이행(80% 미만) 시 용량요금 감액
한전에서 오래 전부터 해왔던 일이기도 하지만, 여기에 정보통신을 접목한 기술 개발을 시작했다. 정보통신을 이용하면 자동으로 조명, 엘리베이터 등의 작동을 조절하여 전력소비를 줄이고, 전력을 얼마나 사용했는지도 쉽게 확인을 할 수 있다.

‌첨단계량인프라(AMI)

계량기에 대한 정보통신과 연결을 AMI(Advanced Metering Infrastructure), 즉 첨단계량인프라라고 한다. AMI를 통해 전기를 얼마나 사용하고 있는지 알고, 가정, 건물, 공장 내의 모든 기기들의 에너지 상태를 모니터하겠다는 것이 하나의 방향이다.
한전은 2020년까지 1,800회선을 보급하겠다는 계획이다. 한전에선 그동안 파워라인 커뮤니케이션 프로토콜(Power Line Communication protocol)을 사용했다. 전력선에 데이터를 보내는 기술로, 우리나라에서 오랫동안 연구개발해서 만든 것이지만, 이제 다른 기술도 사용하겠다는 입장이다.
산업부는 2014년 ‘AMI 전환계획’을 통해, AMI 보급에 가속도를 내겠다고 밝혔다.

‌에너지관리시스템 (EMS)

1000만에 달하는 관리되고 있지 않은 계량기들에 대해서도 역시 M2M, IoT가 필요한 상황이다. 극단적으로 말하면 모든 조명 기기에 M2M, IoT 칩이 들어가야 하겠지만 현실적으로 쉽지 않은 작업이다. 하지만 조명, 급수, 사무기기, 냉난방 모두 에너지관리시스템과 연결되어 관리되어야 하기 때문에 또 하나의 큰 이슈가 될 것이다.
신아현 인턴기자 (tls2246@hellot.net)

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