정보통신기사, 정보통신학과, 통신직 등 정보통신일반 요점 정리 149. 스마트 그리드

149. 스마트 그리드

가. 개념
최근 스마트 그리드(Smart Grid)가 통신업계의 새로운 아이템으로 부상하고 있다.
스마트 그리드란 “발전→송·배전→판매”로 이어지는 단방향의 기존 전력망 비즈니
스 구조에 정보통신기술(ICT, Information and Communication Technology)을 접목하
여 공급자와 소비자 간에 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최
적화한 지능형 전력망을 의미한다. 한국과 미국 등 세계 주요 국가들은 스마트 그리
드를 전략산업으로 육성하면서 차세대 전력망 시대를 준비하고 있다. 바로 이런 지능
형 전력망을 구현하는 데, 이동통신사의 네트워크가 중요한 몫을 담당한다는 점에서 스마트 그리드는 포화된 통신시장의 지평을 넓혀줄 기회로 인식되고 있다.
스마트 그리드는 [그림 8-79]와 같이 개별 계량기와 전력관리 서버 사이에 무선 모
뎀 단말기가 장착된 원격검침기를 설치해 운영하는 구조이다. 이 원격검침기는 15분
단위로 전력 사용량을 전력관리 서버에 전송함으로써 전력 자원을 효율적으로 배분할
수 있다. 이렇게 되면 공급자 위주의 기존 단방향 전력 공급은 공급자와 소비자간 양
방향으로 전환되면서, 비용 절감 및 업무 효율성 증대, 시간대 및 지역별 전기 사용량
증감에 따른 전력 배분의 효율화가 가능해진다. 앞으로는 고압전력 사용 고객뿐만 아
니라 저압전력을 사용하는 일반 가정으로까지 스마트 그리드가 확대될 전망이다. 특
히 시간대에 따라 전기요금이 달라지는 변동제의 경우, 전기요금을 줄이기 위한 지능
형 전력망 도입이 가속화될 것으로 전망하고 있다.

나. 한국형 스마트 그리드 모델
[그림 8-80]은 한국형 스마트 그리드 모델을 표현한 것이며, 5대 중점 추진분야를
단계별로 추진하여 스마트 그리드를 구축할 예정이다. 국가적으로는 에너지 효율 향
상 및 탄소 배출을 줄이고 기업에게는 신 성장 동력 발굴 및 수출산업화를 꾀하고자
한다. 아울러 개인에게는 국민 삶의 질을 향상시켜 저탄소 녹색성장의 기반을 조성
하는 것이 목표이다.

(1) 지능형 전력망(Smart Power Grid)
다양한 형태의 소비·공급원과 연계가 자유로운 개방형 전력망을 구축하여 새로운
비즈니스 모델의 창출이 가능한 기반을 조성하고 전력망 고장의 사전예측 및 자동복
구 체제의 구축을 통해 고품질, 고 신뢰성이 확보된 전력을 공급하는 지능형 전력망
을 의미한다. 지능형 전력망 기술은 기존의 전력망에 정보통신기술을 접목하여 전력
망의 신뢰도 및 운용 효율을 향상시키는 기술이며, 지능형 송전시스템, 지능형 배전
시스템, 지능형 전력기기, 지능형 전력통신망 기술로 구성된다.

(2) 지능형 전기 서비스(Smart Electricity Service)
에너지 절감이 가능한 다양한 요금상품이 개발됨에 따라 다양한 수요자의 니즈 충
족을 통해 소비자의 선택권을 부여하고 전력과 정보통신의 결합으로 다양한 전력부가
서비스가 제공되며, 전력 및 파생상품 거래가 가능한 실시간 전력거래 제도를 확립한
다. 지능형 전기 서비스 기술은 다양한 전기요금제도를 개발하고 소비자 전력거래 시
스템을 구축하여 전력망의 효용을 증대시키는 한편, 수요반응 및 지능형 전력거래 등
다양한 사업을 가능하게 하는 기술이다. 지능형 서비스 기술은 지능형 요금제 기술,
지능형 수요 반응 기술, 지능형 전력거래 기술로 구성된다. 실시간요금제 기술은 변
화하는 요금정보를 소비자에게 실시간으로 전달하여 전력수요의 가격반응을 유도하
는 기술이며, 수요반응 기술은 전력가격 및 시스템 상황에 반응하여 소비자가 전력소
비를 조정하도록 유도하여 시스템의 신뢰도 향상과 비용 절감을 추구하는 기술이다.
전력거래 기술은 수요와 공급의 다양한 참여자가 각기 보유한 전력자원을 자유롭게
거래하여 에너지 효용을 극대화하는 기술이다.

 

(3) 지능형 운송(Smart Transportation)
전국에 다양한 형태의 충전인프라를 구축하고, 전기자동차 사업자와 협력을 통
해 새로운 비즈니스 모델을 창출한다. 전기요금이 저렴한 시간대에 전기차를 충전하
고, 비싼 시간대에 전력을 재판매하는 V2G(Vehicle-to-Grid) 시스템을 구축한다. 지
능형 운송 기술은 전력망과 전기차가 양방향으로 자유롭게 접속함으로써 새로운 비
즈니스를 창출하고 전기자동차 배터리에 충전된 전력을 비상 전력으로 사용하여 전
력망의 효율 향상 및 온실가스 배출량 감축에 기여하는 기술을 말한다. 지능형 운송
기술은 부품·소재 기술, 충전 인프라 기술, V2G 기술로 구성된다. 부품·소재 기
술은 소형 및 중대형 전기자동차 핵심 부품 및 소재에 해당하는 전기모터, 배터리,
BMS(Battery Management System) 등을 개발하는 기술이며, 충전 인프라 기술은 전
기자동차에 효율적으로 전기를 공급하기 위한 급속 충전기, 충전 인터페이스 부품 및
인증 과금 등을 위한 전기자동차 정보통신기술 서비스 시스템을 구축하는 기술을 의
미한다. V2G 기술은 전력망과 전기자동차 배터리 전원을 연계하여 양방향으로 전력
을 전송하는 기술로서 실시간 시장요금에 근거하여 효율적인 계통 연계 및 운용 방안
을 구축하는 기술이다.

(4) 지능형 소비자(Smart Consumer)
현재의 단방향·폐쇄적 에너지 공급에서 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 기
반의 양방향 에너지 종합관리시스템 구축을 통한 에너지 소비의 합리화를 도모하고
스마트미터 및 AMI 구축 등을 통해 전기요금에 반응하여 에너지를 절약하는 가전기
기 보급 및 부하관리를 실현하여 최대전력 소비를 감소시키는 것을 말한다. 지능형
소비자 기술은 양방향 통신 인프라를 접목하여 소비자에게 다양한 서비스를 제공함
으로써 에너지 효율을 향상시키는 기술이다. 지능형소비자 기술은 AMI 기술, 에너
지관리시스템 기술, 양방향 통신 네트워크 기술로 구성된다. AMI 기술은 양방향 통
신망을 이용하여 전기 등의 에너지 사용에 대한 검침, 사용 정보 수집 뿐 만이 아니라
개별 에너지 기기에 대한 능동적 제어가 가능한 기술이다. 에너지관리시스템 기술은
전기 등의 에너지 사용에 대한 모니터링, 제어 및 최적화를 구현하는 시스템 기술로
서 가정, 빌딩, 공장 등에 적용 가능한 기술이다. 양방향 통신네트워크 기술은 소비
자와 공급자 양방향으로 에너지 사용 및 제어 데이터 등을 자유롭게 전달할 수 있는
기술로서 다양한 유무선 통신방식이 적용된다.

 

(5) 지능형 신재생(Smart Renewable)
발전이 간헐적이고 출력제어가 어려운 신재생 발전소를 기존의 전력망에 안정적으
로 연계, 운용할 수 있는 인프라를 구축하고 에너지 자급자족이 가능한 가정(Green
Home) 및 빌딩(Net Zero Energy Building), 마을(Green Village)을 구현하는 것이 목표
이다. 지능형 신재생 기술은 신재생에너지 보급에 장애가 되는 요인을 극복하여, 신
재생 발전소를 기존의 전력망에 안정적 연계가 가능케 하는 기술이다. 지능형 신재생
기술은 마이크로그리드 기술, 에너지저장기술, 전력품질 보상기술, 전력거래 인프라
기술로 구성된다. 마이크로그리드 기술은 충분하고 다양한 신재생 발전소를 포함한
분산전원과 부하의 통합적 관리를 통한 지역적 전기-열에너지 공급체계 기술을 말한
다. 에너지저장 기술은 배터리, 플라이휠, 압축공기저장장치 등 에너지 저장 매체 기
술 및 운용하는 기술이다. 전력품질 보상 기술은 신재생 발전소의 급격한 출력 변동
과 전력조류 변경에 기인한 계통 전압과 주파수 변동을 억제하는 전력품질유지 기술
이다. 전력거래 인프라 기술은 실시간 전력요금제에 의한 실시간 전력입찰 및 발전량
계량을 위한 통신체계와 분산 발전소 제어체계 관련 기술을 의미한다.