스마트그리드 생태계를 예측·분석한다
스마트그리드 생태계를 예측·분석한다
  • 충북대학교 김재언 박사
  • 승인 2011.01.17 11:40
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▲ 김재언 박사
지난 100년간 지속해 온 전력산업의 기본 틀은 한 마디로 “많이 쓰고, 많이 생산하는 체제”로 요약할 수 있다. 물론 이러한 질문의 배경에는 오늘날 세기전에 비해 매우 달라진 에너지 산업 환경에 대한 인식이 깔려있다. 바로 이점에서 스마트그리드(Smart Grid: SG)는 지난 100여년간 지속되어온 전력산업 체제, 그리고 전력산업을 넘어 에너지 산업 전체에 근본적인 변화를 초래하는 ‘향후 100년간 에너지산업의 패러다임 변화’라는 관점에서 접근할 필요가 있다.

SG를 생태계의 측면에서 접근하여 그 본질적인 의미를 파악하고자 하는 시도가 일부에서 이루어지고 있다.
먼저, 스마트그리드 생태계(Smart Grid Ecosystem)개념은 자연생태계의 비유로부터 ‘인간, 전력, 정보가 최적하게 공존하는 시간적·공간적 환경’ 으로 정의하고, 스마트그리드 생태계의 구성요소는 생태계 자체를 구성·운영·유지하는 능력을 갖는 능동적 요소와 생태계내부에서의  통로 역할을 하는 전력 및 정보로 구성되는 수동적 요소로 구분될 수 있다. 능동적 요소에는 전력 생산자(발전 사업자)·전력 수송자(송배전 사업자)·전력 소비자(수용가)·서비스 제공자(망사업자)·전력시장 운영자·설비 제조업자 등이 고려될 수 있으며, 수동적 요소의 특징에 의거한 스마트그리드 생태계는 발전 생태계, 송전 생태계, 배전 생태계, 수용가 생태계로 구분될 수 있다.

스마트그리드 생태계내부의 각 생태계는 전력과 정보라는 2개의 요소를 통하여 서로 연결되어 있고, 각 생태계는 정보교환/의사결정/동작이 가능한 개체(Devices, S/W, Computer Systems, Hybrid Organizations)들에 의하여 보전·유지된다. 이들 개체는 동종의 개체들과 개체군을 형성하고, 다수의 개체군들로 같이 군집을 이루며 경쟁을 통하여 쇠퇴와 진화를 하게 된다. 스마트그리드 생태계를 구성·운영·유지하는 능동적 요소는 전력 생산자(발전 사업자), 전력 수송자(송배전 사업자), 전력 소비자(수용가), 써비스 제공자(망사업자), 전력시장 운영자, 설비 제조업자로 구분될 수 있다.

전력 생산자(발전 사업자)로서는 대용량에서 소규모에 이르기 까지 다양한 형태의 전력생산자가 여기에 해당한다. 즉, 원자력발전 사업자, 수력발전 사업자, 화력발전 사업자, 신재생발전 사업자, 기타 분산형 전원 발전사업자 등으로 구분된다. 전력 수송자(송배전 사업자)는 생산된 전력을 수용가에게 판매하기 위한 유통사업자로서 그 규모에 따라서 대규모인 송전 사업자와 소규모인 배전 사업자로 구분된다. 전력 소비자(수용가)는  전력을 소비하는 수용가로서 대규모의 전력을 소비하는 송전급 수용가와 소규모의 전력을 소비하는 배전급 수용가로 구분된다. 써비스 제공자(망사업자)는 전력 생산자, 전력 수송자, 전력 소비자, 전력시장 운영자 등 에게 각 종 정보를 제공하는 사업자로서, 유선 또는 무선 통신 사업자, 인터넷 사업자 등을 고려할 수 있다. 전력시장 운영자는 전력의 생산자와 소비자간에 이루어지는 전력거래를 담당하는 전력시장운영자가 여기에 해당한다. 설비 제조업자는 전력의 생산, 수송, 소비에 필요한 설비를 제조하는 사업자로서 개체(Devices, S/W, Computer Systems, Hybrid Organizations)를 생산·공급하는 역할을 담당하게 된다.

스마트그리드 생태계의 최적존속 목표를 달성하기 위하여서는 기본적으로 광역 실시간 감시제어(Wide-Area Situational Awareness: WASA), 수요반응(Demand Response), 에너지저장, 신재생에너지의 대규모 계통연계, 플러그인 전기자동차의 대규모 계통연계, 실시간 양방향 미터링(Advanced Metering Infrastructure: AMI), 배전망관리(Distribution Grid Management: DGM), 사이버보안, 표준화된 통신방식에 의한 정보처리 등과 같은 기능들이 새롭게 생성되는 개체들에 의하여 수행되어야 한다.

스마트그리드 생태계의 진화방향은 인간에 의하여 요구되는 기능을 실현시킬 수 있는 개체에 의하여 결정된다. 스마트그리드 주요기능과 그 주요기능을 수행하는 개체들의 구조 및 상관관계로부터 스마트그리드 생태계의 진화방향은 먼저 기존의 계통에 양방향 AMI 개체와 PEV 개체의 도입에 의한 DR개체의 운용, 분산전원(전력저장장치개체, 신재생발전) 개체의 도입으로 인한 Microgrid 개체의 운용이 특히 배전생태계와 수용가생태계를 중심으로 전개될 것으로 예측된다.

결론적으로 스마트그리드가 앞으로 어떻게 전개될 것인가는 스마트그리드 생태계의 진화와 쇠퇴에 의하여 결정된 것으로 보이며, 차후 이와 관련된 국내 스마트그리드 산업계 생태계 모델과 체계도 도출, 그리고 스마트그리드 상호운용성 표준화 수립에 계속적인 생태학적 연구접근방식이 중요한 역할을 담당하게 될 것으로 판단된다.

 


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