Smart Grid 기술개발전략및추진방안 2009. 3. 27 K E P C O
목차 스마트그리드란무엇인가? 전력산업환경변화 전력망지능화 ( 안 ) 기술개발전략 추진방안
스마트그리드란무엇인가? 3
필요성 지구온난화방지, CO2 의무감축 전력과환경의조화 고도정보화사회로의진전 고품질의전력공급요구증가 산업화초기도입된노후전력설비 교체시기도래 전력 IT 연구성과물의글로벌시장진출 Reference 확보필수 4
스마트그리드 Keyword Sensor Network TACC 고장복구 Intelligent 전력공급 Wind 가전 +IT PV 조력 Renewable Energy Smart Grid Efficiency 설비 +IT 네트워크 +IT 자동화 Fault Prevention CO2 Reduction EV 손실감소 고장예측 다기능단말장치 설비축소 5
스마트그리드개념도 Smart City Wind PV Wind PV EV TACC PV TP Wind NP HP EV Smart Grid Sensor Fiber TACC : Total Automation Control Center 6
스마트그리드주요기능 향상된디지털정보기술및제어 신뢰성, 보안성, 효율성향상 전력설비상태원격감시 진단 고장예측및사전대응 고객과실시간양방향통신 수요관리및부가서비스제공 新재생에너지활용증대 CO2 배출감소, 지구온난화방지 기여등 7
스마트그리드요소기술 신재생에너지원접속 가전 +IT 고속 / 저렴한네트워크 사용자전력설비 Network 통합제어 저손실, 소형화자기진단전력설비 +IT 융합 H/W+S/W 설비효율화 8
전력산업환경변화 9
전력소비량및지구온난화 전력소비량증가전망 75억명 61억명 15,400TWh 27,000TWh 2000 년 2020 년 [Source : Siemens IEA, UN, 2006] 지구온난화심화 - 산업혁명이후이산화탄소 (CO2) 방출량급격한증가 -한국CO2 배출량 : 전세계의 1.8% ( 05년세계9위 ) - 온실가스배출의약 27% 가전력부문에서발생 10
전력계통운영방식의진화 진화단계 ~1970 수지상 1980~90 Tie Line 2000 Network 2015~30 Smart Grid ( 농업시대 ) ( 산업화시대 ) ( 정보화시대 ) ( 고도지식기반사회 ) S/S S/S S/S S/S S/S S/S D/G D/G S/S S/S S/S S/S D/G S/S 스마트그리드등장 Background 대규모빌딩첨단산업화 IT산업출현 전력설비전력계통전력소비 자동화디지털화네트워크화 효율성향상안정성제고실시간거래 스마트그리드실현 경제발전과고도정보화에따라전력사용환경변화 11
보유설비 항목 1961 년 2007 년비고 송전선로 (c-km) 5,237 29,526 5.6 배 변전소수 291 669 2.3 배 변전용량 (kva) 1,209,008 228,249,400 188.8 배 배전선로 (c-km) 9,171 401,485 43.8 배 변압기 ( 대수 ) 52,967 1,859,245 35.1 배 지지물 ( 기수 ) 182,198 7,894,577 43.3 배 12
경영효율 항목 1961 년 2007 년비고 부하율 66.20% 73.90% 송배전손실률 29.35% 3.99% 미국 :593% 59.3% 일본 : 62.9% 미국 :67% 6.7% 일본 : 5.0% - 송변전 11.18% 1.74% 84% - 배전 18.17% 17% 2.29% 29% 87% 미국은 05 년, 일본은 06 년기준임 13
전기품질 항목 2003 년 2007 년 정전시간 19.7 분 / 호 17.19 분 / 호 - 송변전 13 1.3 분 / 호 121 1.21 분 / 호 - 배전 18.4 분 / 호 15.87 분 / 호 주파수유지율 99.7% 99.87% 공급전압유지율 99.9% 99.91% 14
운영중인 System O SCADA : 99년국산화개발및교체 - 기능 : 송변전설비상태감시 / 측정및제어 O TDAS : 00년종합DAS 국산화개발및보급 - 기능 : 배전설비상태감시 / 측정및제어 O EMS : 02년 ALSTOM 社제품도입 ( 현재국산EMS 개발중 ) - 기능 : 전력부하변동에따라발전기출력자동제어 O NDIS : 01년국산화개발및보급 - 기능 : GIS를기반으로배전설비계획, 운영및관리 O DSM : 99년국산화개발및보급 - 기능 : 협약고객에어컨을원격에서제어 O PTR 무선부하감시 : 02년국산화개발및보급 - 기능 : 주상및지상변압기부하상태실시간감시 15
해외스마트그리드기술개발동향 16
미국 IntelliGrid ( 기간 : 01 30) O 참여기관 : EPRI, EDF( 프랑스 ), Hitachi, GE 및미국주요전력회사 O 특 징 : 전력설비와정보통신이결합된새로운전력시스템개발 Smart Grid 에대한국가정책사업지원법안통과 ( 07.12 미의회 ) 국가의송전망및배전망현대화, 수용가전력사용효율화등을지원 SmartGridCity O Xcel Energy사는 Colorado Boulder시에미국최초의스마트그리드기술을도입하여 SmartGridCity 구축 17
유럽 SmartGrids Technology Platform ( 기간 : 06 20) O 참여기관 : ABB, SIEMENS, Shell 등유럽계다국적기업 O 특 징 : EU정부주도로대체에너지사용, 국가간전력거래활성화추진 Central power plant Offices Houses Storage Microturbines Fuel cells Virtual Power Plant Industrial Plants Wind-turbines 18
일본 TIPS (Triple I Power System) I : Intelligent, Interactive, Integrate O 참여기관 :CRIEPI( 일본중앙전력연구소 ) 및일본주요전력회사 O 특 징 : 신재생에너지의연계를위한분산전원연계를위한 연구활발 AiChi 프로젝트 : 분산전원통합운영 Hachinohe 프로젝트 : 분산에너지통합실증 19
전력망지능화 ( 안 ) 20
단계별추진계획 1 단계 ( 05.10 10.9 ) 전력 IT 10 개과제개발 2 단계 통합실증기술개발 ( 08.12 13.11 ) 스마트그리드마스터플랜수립 3 단계 ( 13 (13 ) 지능형전력망확대 21
전력 IT 10 개과제및통합기술개발개념도 계통관리 K-EMS 배전 배전지능화 - SCADA+DAS 통합주장치개발 - 전력품질감시, 분산전원감시 - 지능형단말장치및배전기기개발 - 실증시험장구축 송전 / 변전 S/S D-S/S GA Cus. GA DG GA P.Tr Meter 디지털 S/S 지능형송전 FACTS 공통기술 고객 / 분산전원 PLC 텔레매트릭스 반도체 고객자원관리 마이크로그리드 22
단계별전력망지능화기술 AMI TACC PV Wind EV 스마트그리드 자기진단가전지능화설비지능화그리드 K-EMS FACTS 디지털변전 배전지능화 지능형송전 PLC 전력 IT 10 대과제 저장장치 DC 배전 TDAS SCADA EMS 능동형텔레메트릭스 현재전력망 PTR 감시 NDIS DSM 전력반도체 고객자원관리 마이크로그리드 연료전지 23
기술개발전략 24
개발목표 스마트그리드체계에대한 실증단지구축및실증 통합실증단지구축및실증 기기성능평가체계구축 스마트그리드체계및통합평가도구개발 25
개발방침 통합실증단지운영에필요한인프라구비지역선정 연구가완료된성과물의필수기능중심으로검증시행 o 참여기업의해외수출가능시작품을우선검증및미비점보완 사내외전문가참여시켜실계통운영상문제검토후추진 실증단지이동시간, 접근성, 지자체협조, 예산등고려 26
개발체계 실무위원회 전문위원회 전력계통운영기술 ( 한전 ) 통합실증단지 연구성과물 ( 참여기관 ) 통합체계 표준화 실계통검증 전력망지능화 27
개발내용 Component 지능화 Protocol확정통합운영시스템개발분산전원연계 새로개발된설비설치실계통통합Test 시험운전, 미비점보완완결성확보 전력계통선진화체계개발기술국제표준화계통운전최적화확대운영 완성 적용 설계 1 단계 2 단계 3 단계 28
실증단지구축규모 3,000 가구규모실증사이트설치및운영 ( 주거, 빌딩, 공장 Mix) 복수의신재생에너지원연계 ( 태양광, 풍력등 ) 최소 2Bank 이상의멀티급전, Bank 당 4 개 Feeder 분리로계통구성 첨단전력서비스연계 ( 전기자동차등 ) 전력 IT 결과물연계 29
추진내용 1 단계 ( 기간 : 08.12 ~ 11. 5, 30 개월) O 전력 IT 연구성과물분석, 해외사례조사, 실증단지 Site 선정 O 통합실증기술개발, 실증단지설계, 기반시설구축 ( 테마파크포함 ) O 전력 IT 연구성과물과전력계통간인터페이스및통합운영체계개발 2 단계 ( 기간 : 11. 6 ~ 13.11, 30 개월 ) O 전력 IT 연구성과물현장설치및실계통통합실증 Test O 개발기술국제표준화및전력계통선진화체계개발 참여기관 :13 개기관 ( 총괄 :KEPCO) 사업비 : 810 억원 ( 정부 : 532 억원, 민간 278 억원 ) 30
추진일정 구분 추진일정 Y+1 Y+2 Y+3 Y+4 Y+5 연구성과물분석, 해외사례조사및실증단지구축 Site 선정 실증단지기반시설구축 연구성과물현장설치및실증 연구성과물과전력계통간시스템인터페이스및통합운영체계개발 개발기술국제표준화, 성과도출 전력계통선진화체계개발 31
Green Power through Smart Grid! Thank you ^^ 32