사물인터넷 (IoT) 에의한전력인프라의진화 Generation & Transmission Distribution & Operation Distribution & Operation Renewables High Efficiency Generation HVDC ESS(Electrical Energy Storage) DC Distribution Demand Response EES(Electrical Energy Storage) xev 1. 개황 서장철 LS 산전 ( 주 ) 기술전략실실장 사물간을인터넷으로연결하여정보를주고받는사물인터넷 (IoT, Internet of Things) 시대가열리고있다. 인터넷을기반으로모든사물을연결하여사람과사물, 사물과사물간의정보를상호소통하는지능형기술및서비스를지칭하는사물인터넷은 Gartner, Forrester, 한국정보화진흥원등미래기술트렌드를예측하는많은국내외기관에서공통적으로주목하고있는기술분야이며, 전력산업에도이미큰영향을미치고있다. 최근전력수요가급증하고환경에대한관심이높아짐에따라기존의공급위주의전력에너지정책패러다임에변화의바 32 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
사물인터넷 (IoT) 에의한전력인프라의진화 람이일고있다. 발전소건설이점차제한됨에따라전력산업에서는수용가의효율적인에너지사용을이끌어내는것이화두가되고있다. 이는수용가와전력회사간양방향통신을가능하게함으로써합리적인에너지소비를이끌어내는스마트그리드 (Smart Grid) 와수요반응 (Demand Response) 관련기술이많은관심을받고있는이유이다. 특히스마트그리드는배전, 에너지저장장치, 소비자의행동양식변화등을통해전력산업비즈니스모델의변혁을이끌것으로예상된다. 사물인터넷기술은이런시대적흐름속에서기존전력망에 ICT(Information & Communication Technology, 정보통신기술 ) 를융합시켜기기및시스템의지능화를가속시킬것이다. 사물인터넷은전력인프라를어떻게변화시킬것이며현재어떤기술이개발되고있을까. 또정부와기업은사물인터넷이라는글로벌트렌드에어떻게대응하며준비해야할까. 이와같은주제에대한이해도를높이기위해먼저사물인터넷을간략히소개하고, 전력산업에미치는영향을분석한다. 2. 사물인터넷개요사물인터넷은사람과주변사물들이유무선네트워크로연결되어정보를상호수집, 공유하며통신하는인터넷환경을의미한다. 이는사물이네트워크통신주체로등장한인터넷패러다임의전환이며, 사람-사물혹은사물-사물의생성데이터에이르기까지모든것들이인터넷으로연결되는기술및서비스환경을통칭한다. 이러한사물인터넷을실현하기위해사용되는대표적인기술로는센서 (Sensor), 데이터 (Data), 네트워크 (Network) 관련기술이있다. 사물인터넷의주요대상산업으로는전기 / 수도 (Utility) 를비롯하여가전 (Consumer Electronics), 헬스케어 (Healthcare), Intelligent 건물및설비 (Building & Facility), 차량 (Automotive) 등이있다. 사물인터넷시대가본격적으로도래하면위에언급된기존산업을중심으로산업간에융복합이가속화될것이며, 각종기기들을통해수집한정보를분석하여새로운기회와가치를창출해내는빅데이터 (Big Data) 의중요성도더욱커질것이다. 공급위주정책 수요중심정책 발전소건설 송전선로건설 수요반응유도 (DR) HVDC, FACTS 송전신기술 환경파괴환경보존 ( 전기차, 신재생 ) 화석연료사용 에너지다소비산업구조 지속가능에너지사용 에너지절약산업구조 기존에너지기술 ICT 신산업생태계창조 [ 그림 1] 전력인프라패러다임의변화 2014 October + 33
응및제품 / 시스템의고부가가치화를진행중이다. 그현황을예시를통해알아본다. [ 그림 2] 사물인터넷의개념 3. 진화하는전력인프라사물인터넷시대를맞아 ICT 융합이전분야로확산되고기기및시스템의지능화가가속화되는가운데, 전력인프라관련기업과기관은기존솔루션에사물인터넷기술을활용함으로써적극적인시장대 가. 스마트시티말라가프로젝트 ( 스페인 ) 스페인은 EU가목표로한 2020년까지에너지소비 20% 감축을달성하기위해에너지절약과관련된투자를확대해나가고있다. 그중가장대표적인활동이남부안달루시아지방에있는말라가시의 스마트시티말라가프로젝트 이다. 스마트시티 (Smart City) 는스마트플랫폼을통한데이터수집및분석으로한정된도시자원을최적으로분배하여도시에너지이슈를해결하는첨단도시의형태를말한다. 이런도시를실현하기위해서는사물인터넷기술인센서, 네트워크, 통신기술이필수적으로요구된다. 본프로젝트는최첨단방식의전력관리운영과재생에너지기반전력생산등을통해에너지효율성을극대화하여이산화탄소배출을감소하는데중점을 [ 그림 3] 스마트시티개념 34 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
사물인터넷 (IoT) 에의한전력인프라의진화 두고있다. 스마트그리드에서부터재생에너지발전시스템, 전기자동차충전망구축까지포괄적으로다루고있기때문에스페인최대전력기업인 Endesa 를중심으로 IT 인프라관련기업 11개와 14개의연구소가참여하고있다. 이렇게구축된전력인프라는도심곳곳에위치한소형 초소형발전시설 ( 소형풍력발전소, 태양광패널등 ) 을기존중저압전력망에연결한후전력수급이원활하게이루어지도록실시간으로관리 감시하는스마트시스템을가능하게하였다. 고압변전소에위치한제어장치가중저압전력망곳곳에부착된기기를통해자동전력수요공급을실시간으로제어할수있게하는인프라또한본프로젝트를통해가능하게된다. 환경만조성하는것이아니라전력빅데이터를이용한수요관리 고객요금관리등다양한콘텐츠를고객에게제공할수있기때문이다. LS산전에서한전에공급중인저압수용가원격검침용데이터집중장치 (DCU) 는수용가의전자식전력량계에설치된모뎀과통신을수행함으로써다양한데이터를검침한후, 한전 AMI 서버로데이터를전송하게된다. 집중장치는 IEC 12139-1 전력선통신기술을비롯하여 KS X 4650-2 B-CDMA 무선통신을기반으로전력량계검침및변압기부하감시를수행하는 Embedded 시스템으로서사물인터넷관련기술이접목된 AMI 시스템의주요제품이라고할수있다. 한전은 AMI 시스템을 2020년까지전국 1,700만호에보급할계획이다. 나. 한전 AMI( 한국 ) 국내에서는한국전력이사물인터넷기술을이용한전력인프라구축에앞장서고있다. 대표적인예로 AMI(Advanced Metering Infrastructure, 지능형전력계량시스템 ) 사업이있는데, 이사업은스마트그리드기초인프라구축작업으로써큰부가가치를창출할것으로예상된다. 이인프라는단순히원격검침 4. 전망사물인터넷은빅데이터와함께다가오는 ICT 융복합시대의거스를수없는글로벌트렌드로판단된다. 위에언급된스마트시티, AMI 시스템이외에도사물인터넷기술이접목된전력인프라관련제품및 [ 그림 4] AMI 시스템구성도 2014 October + 35
시스템이개발될것이다. 사물인터넷기술을활용한전력인프라가본격적으로보급되기시작하면크게두가지현상이나타날것으로예상된다. 첫째, 전력인프라관련기관들은사물인터넷을통해수집된정보를바탕으로전력서비스를개발하고공급하기위해빅데이터분석기술을필요로하게될것이다. 수용가의전력사용량과사용패턴을분석하여수요예측및관리를하기위해사물인터넷과빅데이터공통플랫폼을사용하게될것이다. 둘째, 전력기기들의기술개발에있어기기및시스템간호환성 (interoperability) 이더욱강조될것이다. 사물인터넷기술을활용한스마트그리드등의에너지관리시스템의궁극적목표는각기기와시스템이유기적으로수시로소통하여에너지의효율적사 용및시스템의고신뢰성을실현하는것이다. 이를위해전력기기및시스템간의상호호환이더욱요구될것이다. 우리나라에는사물인터넷관련기술을이용하여전력인프라를진화시키는데필요한 ICT 환경이매우발달되어있고, 세계적수준의통신, 반도체, 네트워크기술을보유한기업들이포진해있다. 또한, 국가적으로는 ICT기술과전력시장을창조적으로융합하여새로운시장을형성하고, 이를통해新성장동력, 新서비스업을육성하겠다는취지하에다양한정책을시행하고있다. 따라서기업들은사물인터넷이라는거대한시대적흐름에발맞춰이런유리한환경을적극적으로활용하여관련기술의개발및사업화에박차를가해야할것이다. [ 참고문헌 ] 1. 서울대문승일교수강연 (2013. 04. 17), 그림1 2. Dave Evans, Cisco Blog, 2012.11.07, 그림2 3. 박상서, Smart Place 제주실증단지구축사업추진현황, 전기저널, 2012.10, 그림4 4. 산업통상자원부, 창조경제시대의 ICT기반에너지수요관리新시장창출방안, 2013.08 5. 미래창조과학부, 사물인터넷기본계획, 2014.05 36 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine