스마트그리드- 표준 및 플랫폼

이은주 (brent.itpe@gmail.com)
現 아이리포기술사회, 컴퓨터시스템응용기술사

1. 서론

전통적인 전력망은 소비자가 전력을 소비하고 검침원이 전력 사용량을 계량기를 통해 확인하여 전력사용 고지서를 가정이나 사무실에 전달하는 방식으로 이루어진다. 스마트그리드는 정보통신기술(ICT)과 전력 망의 융합으로 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 차세대 지능형 전력 망이다. 기후변화 대응, 온실가스 감축, 에너지 효율 향상 그리고 4차산업 혁명의 신성장 동력 창출 등으로 관심이 높아지면서 주목을 받고 있다.



[그림 1] 스마트 그리드 개념도
스마트그리드는 전력을 생산하고 공급하는 송배전망, 전력을 사용하는 소비자, 사용한 전력을 전송하는 통신망으로 구분할 수 있다. 스마트그리드의 도입으로 공급자위주의 단 방향에서 수요자와 공급자간의 상호작용하는 양방향의 전력 망 제공으로 소비자에게 다양한 서비스 기반의 효율적인 전력 소비를 추구하고 공급자는 부하평준화에 따른 설비 이용률 최적화 및 전력공급설비의 신뢰도를 최대화가 가능하며, 시장은 전력 수요에 반응하는 스마트 가전제품의 상용화 및 관련 사업의 활성화 등을 기대할 수 있다.

송배전망, 정보통신망 그리고 소비자간의 다양한 인터페이스와 규격, 프로토콜, 검증, 용어, 기술, 참조모델 및 보안등의 다양한 분야에서 이슈와 상호운용성 문제가 발생 할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 관련 표준을 정하고 지키는 것이 중요하다. 스마트그리드의 표준화 단체와 관련 표준들을 알아보고 스마트그리드의 오픈 플랫폼인 OSGP(Open Smart Grid Platform)에 대해 알아보고자 한다.

2. 스마트그리드의 표준

표준화 추진 단체는 국내에 한국스마트그리드협회, 한국정보통신기술협회(TTA) 그리고 국외에 NIST(미국표준기술연구소), IEC, IEEE, NERC등의 스마트그리드 관련 단체 및 표준화 단체에서 표준화에 참여 및 추진하고 있다.



[표 1] 스마트그리드 표준화 단체

가. 한국스마트그리드 협회


[표 2] 한국스마트그리드 협회의 표준화 활동

한국스마트그리드 협회의 상임위원회는 스마트그리드 표준화 프레임워크 및 로드맵 개발, 사이버 보안 관련 활동 및 운영에 관한 표준화 추진하며, 기술위원회는 스마트그리드 6개 분야(용어, 송전？배전, 발전？분산자원, 운송, 소비자, 시장？운영？사업자)에 해당하는 표준의 기술적 사항을 표준화 추진하고 있다.

나. TTA 표준


[표 3] TTA의 주요 스마트그리드 관련 표준

[스마트그리드]로 검색한 표준리스트로 DR, AMI, EMS등 다양한 분야의 스마트그리드 용어로 검색하면 관련표준들을 확인가능하다.

다. NIST PAP


[표 4] NIST의 스마트그리드 우선실행계획
SGIP(스마트그리드상호운용성패널- Smart Grid Interoperability Panel)에서 표준을 직접 제정/발행하지는 않지만 우선실행계획(PAP: Priority Action Plan) 등을 권고하는 역할을 수행한다.

라. IEC(International Electrotechnical Commission) 표준


[표 5] IEC의 스마트그리드 표준
IEC의 스마트 에너지 시스템 위원회(SyC)에서 마이크로그리드(MG), AMI, 전력시스템관리, 전기자동차 충전인프라, DR, ESS등의 스마트그리드관련 표준을 연구개발하고 있다.

마. IEEE 표준


[표 6] IEEE의 스마트그리드 표준
IEEE 2030은 전문 용어, 특성, 기능과 평가 기준과 end-use 어플리케이션과 load를 이용한 전력시스템의 스마트 그리드 상호운용성에 대한 엔지니어링 원칙의 적용 및 상호운용성에 필요한 design table과 data-flow 특성 분류에 대해 정의하고 있다.

3. 스마트그리드 플랫폼(OSGP)

오픈 소스로 만들어진 스마트그리드 플랫폼인 OSGP를 소개하고자 한다. OSGP는 확장성과 고 가용성, 보안성 그리고 벤더의 종속성이 없는 플랫폼이다.

가. OSGP(Open Smart Grid Platform) 개념도



[그림 2] OSGP의 개념도
OSGP(Open Smart Grid Platform)은 스마트 장치 및 통합 응용 어플리케이션을 모니터, 제어 및 관리할 수 있으며, 확장성과 고가용성, 보안성 및 벤더의 종속성이 없다. 주요 특징으로는 Time to Market, 비용절감, 전문가 협업, 오픈소스이다.

나. Open Smart Grid Platform 아키텍처



[그림 3] OSGP의 아키텍처

스마트 장치 및 스마트 응용 프로그램은 스마트 그리드의 핵심 역할을 수행한다. 스마트 그리드 플랫폼을 활용하여 수 천개의 장치에 연결하여 제어하고 성능을 모니터링 해야한다.


[표 7] OSGP 플랫폼의 4계층
OSGP 플랫폼 환경은 4개의 계층으로 구성되어 있다. 각 레이어는 자체 기능을 가지고 있으며 특정 요구에 맞게 조정이 가능하다.

4. 결론

스마트그리드는 전력 에너지 분야와 ICT 분야의 신기술을 융합한 신사업 창출을 확대하고 Global 이슈인 4차 산업혁명 선도 기반 구축하는데 최적의 시장이다. AMI, AMR, SCADA, EMS, DAS, DR, PLC, HAN, WAN등의 다양한 기술과 통신 및 전력 기술 들간의 상호운용성을 위해 표준이 필요하며, 다양한 스마트그리드 장치 및 어플리케이션간에 연결을 도와주는 플랫폼의 필요성도 증가하고 있다.

시장 측면에서는 스마트그리드 장치, 어플리케이션 및 플랫폼을 제작/개발을 하기 전에 관련된 표준이 있는지 조사하고, 표준에 맞추어 제작/개발하여 상호운용성을 확보하여 기술경쟁력을 갖추어야한다. 국가 측면에서는 부족한 표준을 발굴하고, 관련 표준들을 개발하고 배포하는데 투자를 활성화하여 스마트그리드 시장을 선도하는 기수 역할이 필요하다.

스마트그리드의 표준을 선도하고 관련 시장을 활성화하여 4차산업혁명을 통하여 신사업 확대 및 신규 시장 창출을 통하여 신규 일자리를 만들고 스마트그리드 산업의 Fast Mover가 되어야 한다.

참고 문헌
http://www.iec.ch/smartgrid/standards/
http://www.smartgrids.eu/node/6 European technology platform for the electricity networks of the future
https://opensmartgridplatform.org/ OSGP
http://www.ksga.org/ 한국스마트그리드협회
http://www.tta.or.kr 한국정보통신기술협회
http://ieeesa.tistory.com IEEE-SA 한국 공식 블로그
http://collaborate.nist.gov/twiki-sggrid/bin/view/SmartGrid/WebHome NIST Smart Grid Collaboration Wiki for Smart Grid Interoperability Standards
스마트그리드 표준화(김대경, 한국전기연구원 전력설비지능화연구센터)
스마트그리드 표준화(이현기, 한국스마트그리드협회)
국내외 스마트그리드 보안기술 표준화 동향분석 연구(한국인터넷진흥원)

출처 : 한국데이터진흥원

제공 : 데이터 전문가 지식포털 DBguide.net