분산전원 통합·보안문제 해결돼야
최근 제주 스마트그리드 실증단지를 이끌 10개 공모 컨소시엄이 확정되면서 스마트그리드의 상용화가 급진전되고 있는 모습이다.
이번 스마트그리드 실증단지에는 △스마트 플레이스(실시간 전력계측·신재생에너지 저장·전력-통신 융합서비스) △스마트 트랜스포트(전기차 충전·운영) △스마트 리뉴어블(풍력·태양광 안정공급) 등의 개념이 적용된다.
실증단지는 2011년 5월까지 인프라 구축이 완료될 예정이며 그 후 2년간 통합운영 단계를 거칠 예정이다.
국내 각 이동통신사와 제조업체들은 스마트그리드를 자사 신규 사업 추진목록에 추가시키며 기술 개발에 박차를 가하고 있는 모습이다.
스마트그리드의 주요 기술 중 IT를 기반으로 한 지능형 기술에는 어떤 것들이 있는지 지난달 23일 한국전자통신연구원(ETRI)에서 발표한 ‘IT기반 스마트그리드 기술(박완기 저)’ 보고서를 통해 알아본다.
□ 전력망 자가 치유 기술(Self-Healing) = 전력의 사용이 크게 늘면서 안정적인 전력 공급에 대한 요구는 날로 커져가고 있는 상황이다.
IT기술의 도입 이전에는 시스템의 유지와 보수를 전송 선로의 육안 확인에 의존할 수밖에 없었다.
그러나 IT를 기반으로 하면, 망 계통을 센서 네트워크로 구축, 실시간 감지를 통해 망 정보를 분석하고 손상된 전력망을 복구해낼 수 있다.
이를 위해서는 자가 진단 기술은 물론, 시스템의 보호와 단독 운전, 반자동 혹은 자동복구 기능을 탑재해야 한다.
□ 에너지 고효율화 수요 반응 기술(Demand-Response) = 전력시스템은 그 특성상 수요와 공급의 일치가 주요 관심사다.
공급자는 수요자의 전력 상태를 실시간으로 파악해 초과 수요 상태에서도 안정적인 공급을 유지해야 하며, 소비자는 에너지 소비를 지능적으로 관리해 최소한의 비용을 실현하는 절감 기술이 필요하다.
실시간 전력미터링 및 센서 정보를 활용한 원격검침, 수요관리로 에너지 소비의 최소화는 물론, 공급측면에서의 유휴 장비 및 시스템 확보를 최소화할 수 있는 세부적인 기술이 요구된다.
□ 침해방지 전력망 보안기술 = 전력기술은 일반 국민생활과 더불어 국가 안보가 직결된 인프라다.
때문에 외부의 물리적 훼손이나 사이버 공격에 대처할 수 있는 보안 시스템은 필수다.
보안 기술은 두 가지 운영방안이 강구된다. 하나는 IP를 기반으로 한 개방형 운영시스템이다. 기존 통신망을 활용하면 별도의 통신 표준화 논의가 필요없기 때문에 지능형 전산망의 구축과 활성화가 훨씬 쉬워진다.
그러나 기존 바이러스, 스파이웨어, 해킹과 같은 외부 공격으로부터의 위험도 피할 수 없게 된다.
또 하나의 방법은 현재 전력망과 같은 폐쇄형 운영시스템이다. 이 방안은 지능형 전산망에서 쏟아지는 엄청난 패킷과 트래픽을 감당할 단독망을 별도로 설치해야 한다.
보안상 비교적 안전한 편이지만 각각의 망 연계를 위한 통신 프로토콜, 관련 응용분야 서비스 창출 미흡 등과 같은 또다른 문제가 수반된다.
침해방지 전력망 보안기술에는 현재 암호화, 가상사설망(VPN), 전자인증 등이 논의되고 있다.
□ 분산전원 활성화 전력품질 보장 기술 = 화석연료의 고갈로 신재생 에너지원에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다.
신재생 에너지를 이용한 전력의 공급은 그 비용이 저렴하지만, 생산이 일정치 않기 때문에 저장기술과의 혼합이 필요하다.
또한 풍력, 태양 등에 분산된 자원들을 결합해서 수용가에서 충분히 사용할 수 있는 안정적인 전력 시스템을 구축하는 것이 관건이다.
이를 위해서는 양방향·실시간 전력망 제어용 통신기술, 분산전원의 모니터링 기술, 전원공급 중단시에도 다른 분산전원을 통해 전력의 품질을 보장하는 기술 등이 적용된다.
□ 양방향 전력 운용 및 신시장 창출 전력 거래 기술 = 분산전원이 활성화 되면 전력이 일방적으로 생산자로부터 소비자에게 공급되는 방식에서 벗어나 집이나 빌딩 등 분산된 소규모 지역 발전원에서 직접 생산이 가능해 진다.
더 나아가 남는 전력은 이를 필요로 하는 수요자에게 판매될 수도 있어 새로운 시장 창출이 예상된다.
전력거래 시장이 도입되기 위해서는 실시간 가격 및 전력정보를 취합하거나 전력수요와 공급에 대한 예측 등을 할 수 있는 기술이 개발돼야 한다.
현재 전력 운용 전반에 걸친 통합 통신 네트워크, 사용자 인터페이스, 충전 스테이션 운용 기술 등이 연구되고 있다.
