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능미 부
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1 전기공학관점에서의스마트그리드인력양성추진방안에대한제언 An Integrated Strategy for Training Tomorrow's Smart Electric Grid Engineers in Terms of Electrical Engineering 허돈 Don Hur Assistant Professor, Department of Electrical Engineering, Kwangwoon University, Kwangwoon Rd. 26, Nowon-gu, Seoul, Korea 우리나라는전력망을탄소배출량감소를수월하게하고, 발전설비투자를지연하여수용가부하를담당함으로써현존인프라 / 자원을좀더효율적으로활용하고, 실시간감시및제어를통해신재생에너지원을지원할목적으로정보및운영기술을활용하는지능형전력망으로대체하기위한세계최초의국가가되고자하는계획을세우고있다. 이러한상황에서대학들은오늘날의전력망이디지털네트워크화되어감에따라최신식기술을다룰수있는스마트그리드인력양성을최우선과제로추진할필요가있다. 본논문에서는 2007 년부터시행되고있는전력 IT 인력양성사업을교훈삼아스마트그리드인력양성의효과적인추진방안을다방면으로제안하여전기공학분야에있어서의전력및 IT 전문가를지속적으로배출하는것을목표로한다. 주제어 : 전기공학, 전력및에너지구상, 스마트그리드, 인력양성 Abstract Korea plans to be the world's first country to transform its electricity network into smart grids, which use information and operational technologies to help to facilitate the reduction of carbon emissions, make more efficient use of existing infrastructure/resources through meeting customer demand/less generation, and support renewable resources with real time monitoring and controls. In this situation, universities do the needful on priority to nurture smart grid engineers who will be responsible for state-of-the-art technologies as today's electric grid transitions to a digital network. This paper thus attempts to permanently turn out high-quality human resources in electrical engineering by fleshing out strategies for training smart electric grid engineers, based on lessons from a national undertaking of nurturing qualified power IT engineers starting on February 1 of Keywords: Electrical engineering, Power and energy initiative, Smart grid, Training human resources Ⅰ. 서론 현정부가 2009년부터강력하게추진하고있는저탄소녹색성장전략은지구기후변화와에너지문제에대응하기위한것으로, 그린과 IT의융합을통해녹 논문접수일 : 2010 년 3 월 2 일최종수정일 : 2010 년 6 월 13 일논문완료일 : 2010 년 6 월 16 일 교신저자 : 허돈본과제 ( 결과물 ) 는지식경제부의지원으로수행한에너지자원인력양성사업의연구결과입니다 ( 과제번호 : 2006-P-PI-IM-E ). 색산업과 IT 경쟁력을증진시키는이른바그린 IT가주요화두인것이다. 그린 IT와관련된기술과서비스에는스마트그리드와 U-시티사업, 지능형교통시스템등이있으나, 특히지능형전력망으로불리는스마트그리드는전력망에첨단정보통신기술을접목시킴으로써에너지사용의효율성을도모하고환경문제해결에앞장선다는취지에서그린IT의대표적인사례로각광을받고있다. 스마트그리드의정의는국가별, 기관별로약간상이하기는하지만 [1], 양방향통신과제어기술, 분산처리, 통신시스템요소와전력시스템요소가상호운용 11

2 한국공학교육학회제 13 권제 3 호 성 (interoperability) 을가지는전자적인지능형기기를광범위하게사용하는전력망 으로요약할수있다. 우리나라는 2004년부터산학연전문가들을통하여기초기술을개발해왔으며, 2008년그린에너지산업발전전략의하나로지능형전력망기술을선정하고법적, 제도적기반을마련하기위하여스마트그리드로드맵총괄위원회및운영위원회분과위를신설하였다. 그후 2009년 6월 5일주택과상업시설, 신재생발전시설등이혼합된 3000세대규모의제주도구좌읍부지가스마트그리드실증단지로선정되었다. 정부와한전은 7 월제주도와실무협의및주민의견을수렴하였고, 12 월컨소시엄별실증추진전략에기초하여, 2010년부터는본격적인기술실증에착수할예정이다. 기술실증이완료되는대로 2011년부터지정 운영예정인스마트그리드시범도시를중심으로대규모보급을개시해 2020 년까지는소비자중심광역단위의지능화를, 2030 년까지는세계최초국가단위의지능형전력망을구축할예정이다. 이러한노력의결실로지난 2009년 7월 8일부터 10일까지열린 G8 확대정상회의에서세상을바꿀 7개의전환기술에합의하였는데, 여기서우리나라는스마트그리드분야의선도국가로선정되었다. 2009년 8월 20일스마트그리드사업을체계적으로지원하기위한지식경제부산하재단법인인 한국스마트그리드사업단 이출범하였고, 이에앞서 5월 21일에는회원사간협력지원을위한 한국스마트그리드협회 창립총회가개최되었다. 2009년 11월 17일에개최된 스마트그리드국가로드맵초안공청회 를시작으로, 정부는업계와학계등의의견수렴을거쳐 2010년 1월 25일에스마트그리드국가로드맵최종안이발표되었다. 이러한일련의변화속에서본논문에서는기존과는차별화된스마트그리드인력양성의필요성을제기하고, 스마트그리드사업및연구개발이추진됨에따라전기공학입장에서어떠한분야의지원이더가속화되어야할것인가에대해서집중적으로조명하고자한다. Ⅱ. 기존인력양성사업 2002년부터정부지원의전기분야인력양성사업을살펴보면우수한자질의국내석 박사고급인력양성, 대학의연구및실험장비확보, 해외유명대학석 박사진학자장학지원, 미래국내연구인력자질향상을목표로하는고급인력양성과전문대와대학의전기관련학과에우수인력을유치하고학부생들의자질향상, 취업률제고를목표로, 전기관련유관학과학생들에게장학금지급, 교육실습시설지원, 산업체운영교육과정참가지원등의사업을추진하는기초인력양성, 원활한산업현장인력수급및재직자의실무능력향상을위한산업체인력양성이있다 [2]. 이와같은인력양성사업들은전기분야관련학과우수학생유치및자질향상지원, 산업체인력직무능력향상지원, 안정적인전력공급체계확보에필요한인력지원, 전력기술연구선도인력을체계적으로양성하기위한지원등일관된산학연인력양성을통해지속적인전기에너지산업발전의초석이되는것을공통적인목표로하고있다. 특히, 2006년 12월부터는대학기반의저변인력과대학원기반의고급인력양성이연계되어다학제적전력IT 인력양성과산학연협업체제구축을통해전력IT 핵심 R&D 전문가집단 < 표 1> 전력망의변천 <Table 1> The transformation of electric grid 현재전력망주요특징미래전력망 계통사고후의설비보호에초점을맞춤소비자에게정보가제공되지않으며, 전력계통에참여하지않음제한적인도매전력시장이최적의운영모델을도출함 제한적인계통운영데이터와자산관리기법과의최소한의연계가존재함 극소수의대용량발전기가전력을공급하며, 분산전원을연계하기위한많은난관이존재함 자가복구 소비자참여 전력시장 자산최적화및효율적운영 발전및저장옵션수용여부 실제송배전문제를자동으로감지하고대응하는체계를구축함 소비자반응을통한광범위한참여가이루어지며, prosumer 로서의역할이기대됨 도 소매전력시장이성숙하고, 번창함 전력망상태의감지및계측이가능하고, 자산과비용을효과적으로관리하기위해전력망기술은자산관리기법과연계함 대규모발전소를대체하기위한많은분산전원및저장장치가설치되고, 신재생에너지원에의존하며, plug- and-play 편의성에기반함 12

3 육성을목적으로하는전력IT 인력양성사업이올해 4년째에접어들고있다. 전력IT 인력양성사업에서요구하는인재상이기존의전력시스템과 IT, 통신, 컴퓨터등이융복합된효율적인신개념의전력인프라구축에필요한인재라고한다면, 스마트그리드사업에서필요로하는인력은효율적인신개념의인프라가가지는무한한가능성을이해하고신성장동력창출에이바지하는인재라고정의할수있다. Ⅲ. 스마트그리드에서의인력소요분야 스마트그리드도입전 후의전력망의변화를 < 표 1> 과같이비교해볼수있다 [3]. 이러한전력부문에서의획기적인변화에능동적으로대처하기위해서는전문지식에기초한논리적사고를갖추고, 관련분야의경험을토대로한선험적지식을보유하고있는전문인력의양성이그어떠한시기 < 표 2> 전기공학전공전문인력의담당분야및역할 <Table 2> Job opportunity and responsibility of work force who majored in electrical engineering 전문인력담당분야주요역할 Policy maker 전력정책및규제방안수립 - 국내장기에너지전략구상 - 수요관리 ( 부하관리및효율향상 ) 정책수립 - 신재생에너지원보급정책및연계에따른기술적지침수립 - 전기에너지부문기후변화협약대응전략수립 - 분산전원, 저장장치, 소비자반응 (DR 1) ) 활용을위한시장및계통운영규칙제정 - 전기요금체계및다양한시장참여자에대한규제안수립 - 계통운영자간협조체계수립 Electricity market analyst 전력시장설계, 운영, 감시, 분석 - 다수사업자간경쟁을기반으로하는스마트그리드상품및서비스 ( 녹색전기등에너지원별판매, DC 전기등품질별판매 ) 촉진방안마련 - CO 2 배출권거래, 신재생에너지거래등의구축에필수적인실시간전력가격체제도입및소비자의가치와선택권확대를위한 DR 활성화대책마련 - 신재생발전단지의기후예측을포함한발전량입찰제도개선 - 자산관리및운영최적화 - 시장참여자간담합및시장지배력행사감시 Power system engineer IT engineer 전력계통계획, 운영, 감시, 해석, 분석 Application 설계, 구축, 유지보수 - 스마트그리드요소기술 ( 전기자동차, DR) 도입에따른계통영향 ( 전원구조, 송전선투자등 ) 을반영한전력수급기본계획및계통계획수립 - 시장가격및전원별적정구성비를고려한예방정비계획수립 - 전력계통실시간운영및자가복구 (self-healing) 기술 - 신재생및전기자동차계통연계안정화기술과신재생계통연계를위한전력저장장치활용기술 - 전기자동차, DR 등불확실성증대를고려한수요예측시스템과신재생및전기자동차를고려한발전기공급능력산정프로그램개발 - 전력계통운영설비구성체계확립 (EMS-DMS-MicroEMS) 과분산전원및 Micro Grid 를고려한계통복구전략개발 - 전력계통운영설비간통신범위및전달방식, 정보구성요소에관한계통운영아키텍처설계 - 통신인프라, 디지털계량, 계량데이터통합을포함한 AMI 2) 구축 - 소비자웹포탈또는소비정보통합관리시스템등의지능형 application 개발 - 전력수요자원거래시스템및 EMS 연계시스템개발 - 취득정보의관리및가공방식에대한연구를포함한사이버보안문제해법 Energy trader/ Aggregator 전력거래, 컨설팅 - 전기에너지의거래업무수행및대행 - 전기에너지판매 / 소비패턴등에따른시장참여자의수익분석및에너지사용의혁신적인고부가가치화를위한자문 1) DR (Demand Response): 연료비와전력수급상황등과연동된가격을최종수용가에게실시간으로전달하고, 수용가는변동하는가격신호에따라전력사용을줄이거나전력사용시간대를옮겨경제적이득을취하는것으로수용가가적극적으로시장에참여하는기회가됨. 2) AMI (Advanced Metering Infrastructure): 지능형전력량계, Home-DR 등스마트기기와시스템간실시간정보교환을통해전력수요를조정하는선진화된계량운영체계로서, 효율적으로전력설비를운영하고, 수용가의에너지절감을유도하는데기여할것으로기대됨. 13

4 한국공학교육학회제 13 권제 3 호 < 표 3> 전력분야유관기관별전문인력확보현황 (2009 년기준 ) <Table 3> Employment status of work force by official institutes in electric power industry as of end-dec 분야 전력정책분야 전력시장분야 전력계통분야 정보통신분야 수 규 기관 립 제 설계운영감시 분 석 계획 운영감시 해 분 전력거래분야 비 석 석 설계구축 유지보수 고 정책 / 규제기관 공공기관 / 연구소 전력거래소 발전회사 한국전력 ( 송전 ) 한국전력 ( 배전 ) 한국전력 ( 판매 ) 대규모수용가 사기업 ( 컨설팅 ) ( 下 ) ( 下 ) 1) 인력확보현황은 ( 거의미확보 ), ( 조금확보 ), ( 대부분확보 ) 로표시함 2),, ( 下 ) 는업무관련성정도를표시함 3) 인력충원의시급성정도 ( 진할수록충원이필요함 ) 는셀안의색깔명암으로표시함 4) 전력계통분야에서의분석은스마트그리드요소기술이시장에미치는영향평가 / 분석을의미함 보다시급하다고할수있다. 2010년 1월지식경제부에서발표한로드맵 [4] 에근거하여전기공학전공의전문인력을필요로하는분야및역할을 < 표 2> 와같이정리해보았다. < 표 3> 은전력분야기관별로조직구성도에기초하여전문인력확보현황과업무연관정도, 채용우선순위를일목요연하게나타낸것이다. < 표 4> 는스마트그리드인력의수급전망을나타낸것으로, 2010년에는약 9,285명의초과공급이나타나겠지만, 2015년이되면약 15,014 명정도의공급이부족한상황이발생할수도있을것으로분석되어이에대한대책이시급할것으로판단된다. 스마트그리드사업이본격적으로파급되는시점이되면유관인력이상대적으로부족해짐을예측케하는대목이다. 공급과관련된자료는 [2] 에기초하고있으며, 수요와관련된 자료는 [6] 으로부터인용하였다. < 표 2> 에서제시된각담당업무별인력의수급전망은다음과같다. 1 정책수립및규제기관으로서의지식경제부와전기위원회의인력충원은제한적일수밖에없으므로수요에비해공급이부족할것으로예상된다. 2 신재생에너지보급확대를위한전력직거래범위가 1000 [kw] 로확대되고, 구역전기사업자의전력시장거래조건이완화됨에따라집단에너지사업자부문의인력이기존발전사업자에비해상대적으로더필요할것으로보인다. 3 한국전력의경우스마트그리드사업의본격적인추진을위해서스마트그리드추진실을가동중이고, 스마트그리드연구센터를조성하는등추가적인인력이필요할것으로보인다. 4 전력거래소의경우국가로드맵의지능형전력망, 14

5 < 표 4> 스마트그리드인력수급전망 <Table 4> Supply and demand prospect of work force in smart grid ( 단위 : 명 ) 스마트그리드인력수급 2010년 2015년 공 급 전력생산 2,353 2,378 송변전시스템 2,092 2,149 배전시스템 1,089 1,063 내선시스템 1,030 1,004 전력시장 4,138 4,412 전력기기 1,707 1,696 신재생및분산전원 1,272 1,236 전력부가서비스 6,480 6,607 SI개발 / 설계 2,786 2,972 SW개발 / 설계 1,817 1,779 시스템운영관리 1,435 1,425 통신서비스 3,086 3,292 소계 29,285 30,014 수 요 20,000 45,000 부족인력 -9,285 15,014 지능형전력서비스구현을위해서는전력시장처, 성장기술실, 정보기술처등에서인력이상당수소요될것으로보인다. 5 제주실증단지에전력 통신 자동차 가전등스마트그리드유관기업으로구성된 10개공모컨소시엄 (168 개업체 ) 이참여한것으로볼때, 향후 SK텔레콤, KT, LG전자, SK에너지, GS 칼텍스, 포스콘등의업체에서도전력분야의인력을채용할것으로보인다. 물론컨설팅업무를담당하는사업자도등장할것으로기대된다 [6]. Ⅳ. 스마트그리드인력양성방안 본절에서는 II 절에서언급되었던전력IT 인력양성사업의성과를요약하되, 다소부족했던점을보완하여향후전기공학전공의스마트그리드인력양성의추진방안을단기적인측면에서살펴보도록한다. 전력IT 인력양성사업은 4개권역으로나뉘어, 각권역별로거점대학과참여대학, 그리고기업체로구성된산 학 연협력체제구축으로지역고급인력및핵심전문인력양성을목표로한다. 학부 3, 4학년학생을대상으로전력과 IT 전공과목을일정수준이상이수할경우전력IT 트랙인증서를수여하며, 우수트랙이수자에게는장학금도지급하는 < 표 5> 전력IT 인력양성사업의성과 <Table 5> Outcome of nurturing qualified engineers for power IT technology 권역거점대학참여대학참여기업 수도권 광운대 성균관대 중앙대, 서울산업대 명지대, 한양대 ( 안산 ) 중부권강원대충남대, 충북대 호남권전북대 군산대, 우석대, 제주대, 조선대 효성외 8 개업체 현대중공업외 18 개업체 LS 산전외 3 개업체 이엠텍외 22 개업체 영남권부산대동아대, 울산대한국전기연구원외 5개업체 인력분류 2007년 2008년 2009년 2010년 ( 예측 ) 학부생 대학원생 산업체인력 형식으로운영되어왔다. 특히, 대학간학점교류및교육과정확산등으로대학간상호협력체제가구축되고, 지역특성에부합하는지역산업체교육프로그램및산업체별맞춤형교육강좌를개설하는등의국가균형발전을위한지방우수인재양성에도상당히기여한것으로보인다. 전기공학전공만이아닌타전공전문가와의학문적또는기술적교류가밀접하게이루어졌으며, 전력및통신분야로의학생들의관심을유도하여 < 표 5> 에서와같이 [5], 전력 IT 트랙에참여하는학부생및대학원생수가매년증가하고있으며, 산업체인력의재교육도꾸준히늘어나고있다. 과거 3 년의전력 IT 인력양성경험에비추어볼때, 향후스마트그리드인력양성은다음과같은측면에중점을두고추진해야할것으로보인다. 1 전력 IT 트랙인증대상자의양적인성장에만연연해할것이아니라, 유관기관취업률, 업무만족도조사등을실시하여질적인성장에도초점을맞춰인력양성의목표를개선시킬필요가있다. 2 각학교별로학부교과과정을전면적으로개편하는것은현실적으로불가능하기때문에, 예를들면 < 표 6> 과같은스마트그리드의지능형전력서비스요소기술을구현하기위해서요구되는대학원교과목을선별적으로개설하여맞춤형고급인력을양성하기위한특성화된교육을실시할필요가있다. 더불어스마트그리드사업과관련하여최소한전기공학관점에서기초지식에서부터심화지식까지를아우르는융 복합형교재를개발하는것도시급하다고할수있다. 15

6 한국공학교육학회제 13 권제 3 호 < 표 6> 지능형전력서비스요소기술구현을위한대학원교과목개설예 <Table 6> Example of curriculum in graduate school to implement elementary technology in smart electricity service 요소기술교과목시장운영파생금융상품론, 소비자행동론, 산업경제학 발전계획 가격결정시장감시지능형요금제수요반응 지능형전력거래 계통해석 계통감시 최적화이론 ( 선형계획법, 비선형계획법 ), 수요예측이론 ( 계량경제학, 시계열분석, 인공지능 ), 신뢰도공학미시경제학, 산업조직론, 송전요금이론게임이론, 공공경제학실시간요금이론, 공공요금이론수요관리론, 최적화이론 컴퓨터 OS, 서버관리, 소프트웨어공학, 정보시스템공학 전력계통공학 ( 계통모델링, 조류계산, 경제급전, 고장전류계산, 안정도 ) 전력계통공학 ( 계통보호 ),EMS/SCADA 관련소프트웨어및기술, 지능형시스템활용, 암호학 3 기존에는산업체인력의재교육을위한학계와산업계의공조가이루어졌다고한다면, 앞으로는전기, 전자, 정보통신등유관학과학부생및대학원생의인턴제도를활성화하고, 산업체전문가와학생이멘토 / 멘티의관계를형성하여졸업논문또는연구과제등에적극적으로참여할수있는기회를제공하는것도스마트그리드분야의인식을제고하기위해서는필요하다. 4 기초전력연구원, 한국전력, 한국전력거래소등의국내교육기관을통한학부 / 대학원 / 산업체인력의재교육을지속적으로수행할필요는있으나, 전력시장및전력계통에서요구되는정보통신기술분야에대한전문가를찾는것이어렵다는점에서해외교육기관 (PTI, APT, DSI 등 ) 의파견교육도병행할필요가있다. 5 미국에너지부는스마트그리드프로젝트추진을위해배정한 40억달러와는별개로 1억달러를스마트그리드전문인력양성을위해책정하기로 2009년 9 월에결정하였다. 우리나라도전력IT 인력양성사업의후속사업을위한기금출연금을마련하여관련교육사업과실습장비또는시설을지원하여역량을결집할수있어야한다. 6 녹색직업, 녹색인재를창출하고, 대학과기업간의인식차를해소함과동시에세계적흐름을선도할수있는국제경쟁력을확보하기위해서는정부출연연구기관을전문인력양성센터로활용하거나, 서울대학교에 너지자원신기술연구소의자원개발아카데미와같이대학과산업체가공동으로스마트그리드전문교육원설립또는대학의우수전공분야별로특수대학원 ( 예를들면, 에너지환경정책또는기술전문대학원 ) 을유치할필요도있다. Ⅴ. 결론 현재미국을비롯한유럽, 일본등선진국들은모두국운을걸고미래의신성장동력산업으로스마트그리드기술에총력을기울이고있다. 우리나라역시 2010 년지능형전력망촉진법개정과더불어스마트그리드사업을차세대핵심먹거리로설정하고방향설정에골몰하고있다. 그러나이러한녹색기술에진입하기위해서는무엇보다도전문인력양성을간과해서는안된다. 적용범위가매우넓고, 융복합기술이므로단시간에해결될문제가아니라, 체계적이고구체적인계획을세워서인력양성에접근해야할것이다. 본논문에서는전기공학전공의전문인력이스마트그리드사업과관련하여담당할수있는분야를전력정책, 전력시장, 전력계통, 정보통신, 전력거래로분류하여각해당항목에서의세부적인역할까지논의하였다. 또한전력분야유관기관별로전문인력확보현황에따라스마트그리드사업단계별로요구되는인력을예측해보았다. 마지막으로기존인력양성사업의문제점을극복하고좀더내실있는성과를도출하기위한향후스마트그리드인력양성의단기적방안을구체적으로제시함으로써전기공학분야인력양성의영속성을유지할필요성을제시하고있다. 참고문헌 박종배 (2009). 스마트그리드의이해와그시사점, 정보통신산업진흥원. 전력IT 인력양성사업기획단 (2006). 2005년도전력산업연구개발사업전력IT 연구기획조사보고서 : 전력IT 인력양성사업. Illinois smart grid initiative (2009). Empowering consumers through a modern electric grid. 지식경제부 (2010). 스마트그리드국가로드맵. 기초전력연구원 (2010). 스마트그리드인력양성방안, 스마트그리드인력양성방안토론회, 삼성동코엑스. 손소현 (2009). 에너지소비효율화를위한스마트그리드, 정보통신산업진흥원. 16

7 저자소개 허돈 (Hur, Don) 1997년 2월 : 서울대학교전기공학부학사 1999년 2월 : 서울대학교전기공학부석사 2004년 8월 : 서울대학교전기컴퓨터공학부박사 2005년 8월 : The University of Texas at Austin Department of Electrical Engineering 박사후연구원 2005년 9월 ~ 현재 : 광운대학교전기공학과교수 17

Ⅰ. 들어가며 (Smart Grid) - -, IT, 2000, , ,,,, , 2012,, - -,

Ⅰ. 들어가며 (Smart Grid) - -, IT, 2000, , ,,,, , 2012,, - -, J D I FOCUS 제주발전연구원원장 양영오.. : 690-029 1 18-4 726-7406, 751-2168, e-mail skeom@jdi.re.kr 똑똑한전력망스마트그리드거점지구 (Smart Grid City) 지정을위한제주의대응전략 엄상근 ( 제주발전연구원책임연구원 ) C ontents Ⅰ. 들어가며 Ⅱ. 스마트그리드거점지구 Ⅲ. 스마트그리드추진동향