[스마트그리드 10대 핫 이슈] 스마트미터의 중심 첨단 계량 인프라(AMI)


스마트그리드는 기존 전력망에 정보·통신기술을 접목하여, 공급자와 수요자간 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 지능형 수요관리, 신재생에너지 연계, 전기차 충전 등을 가능케 하는 차세대 전력 인프라 시스템으로 스마트미터를 중심으로 하는 첨단 계량 인프라(AMI ; Advanced Metering Infrastructure), 에너지관리시스템(EMS), 에너지 저장시스템(ESS), 전기차 및 충전소, 분산전원, 신재생에너지, 양방향 정보통신기술, 지능형 송·배전시스템 등으로 구성된다.
2013년 들어 국제적으로 두드러진 변화의 흐름을 살펴보면 스마트그리드 표준화 활동의 중심이 되고 있는 IEC SMB(Standardization Management Board)의 SG3(Smart Grid Strategy Group)가 2013년 11월에 개최된 서울 회의를 시작으로 스마트그리드의 시스템적인 특성을 표준화에 반영하기 위해 시스템 위원회(System Committee)로 탈바꿈하기 시작했고, 그 중간 과정으로 SEG2(System Evaluation Group 2)란 이름으로 재탄생하게 되는 것이 큰 변화이다. 그리고 인구의 도시 집중화에 따른 도시의 지속성, 효율성을 제고하기 위해 ISO, IEC 등에서 스마트시티의 표준화에 관심을 가지기 시작했으며 2013년 12월 IEC SEG1(스마트시티)가 1차 총회(독일 베를린)를 기점으로 본격적인 활동에 들어간 점도 우리가 유의해야 할 큰 변화의 흐름이다. 이러한 흐름은 소위 사물통신기술이라고 하는 M2M(또는 IoT) 기술과 연관하여 진행되고 있다는 것이 특징이다.
한편 국내에서는 2013년도 상반기에 제주도 실증단지 사업이 마무리되고 상호운용성 시험센터 구축사업이 시작됐으며, 국내 AMI 시스템 인프라의 통신기술과 전기차 충전 인프라용 통신기술 사이의 상호간섭 문제가 이슈가 돼 관련 전문가들이 해결을 하기 위하여 노력을 경주하고 있다.



2014년은 이러한 환경 변화의 흐름 속에서 IEC의 스마트그리드와 스마트시티 등의 시스템 위원회 활동 내용이 구체화될 것이며, 현재 국내에서 이슈가 되고 있는 AMI-EV 충전 시스템 간 통신간섭 문제도 여전히 시급히 해결해야 할 과제로 남게 될 것 같다. 수요자 중심의 에너지 정책이 DR 사업 활성화로 이어지고, ESS 자원의 발전 자원 인정 문제 등의 접근에도 상당한 진전이 이루어질 것으로 전망된다.이외에 2014년도는「스마트그리드 상호 운용성 표준 프레임 워크 및 로드맵 2.0」 발표 등 2015년에 시작되는 스마트그리드 확산사업 준비를 위하여 많은 것들을 차질 없이 준비하는 중요한 한해가 될 것이다.
AMI(Advanced Metering Infrastructure)는 에너지 부하자원의 효율적인 관리와 에너지 소비 절감을 위해 에너지 공급자와 사용자 간 양방향 정보 교환을 위한 인프라로서 에너지 사용 정보를 측정·수집·저장·분석하고, 이를 활용하기 위한 총체적인 시스템을 의미하며, 또한 협의의 의미로는 유틸리티 사업자가 에너지 사용자의 에너지 사용 정보를 취득하여 과금을 하기 위한 인프라를 의미한다.
IEC TC 13에서는 스마트미터의 프로토콜인 DLMS/COSEM(Device Language Message Specification/Companion Specification for Energy Metering)에 대한 표준화를 진행했고, 최근에는 상호운용성을 위하여 DLMS/COSEM의 CIM 연계 방안에 대한 표준화를 진행하고 있다. MDMS와 AMI 데이터를 가공하고 활용하여 서비스를 제공하는 상위 다양한 애플리케이션 간에는 IEC TC 57에서 표준화를 진행하고 있는 IEC61970과 IEC 61968 기반의 기술들이 적용되고 있다.
IEEE에서는 802.15.4g Smart Utility Networks Task Group을 중심으로 AMI 통신망에 대한 표준화를 전개하고 있으며, ITU-T에서는 Smart Grid Focus Group을 중심으로 NAN(Neighborhood Area Network)과 HAN(Home Area Network)의 구성 구조 모델에 대한 표준화를 진행하고 있다. UCAIug(Utility Communication Architecture International User Group)의 Open SG Subcommittee에서는 유틸리티 관점, HAN 관점 그리고 보안 관점에서의 AMI에 대한 시스템 요구사항을 도출하고 있다.
우리 정부는 2012년에 ‘1차 지능형전력망 기본계획’을 수립하여 2016년까지 AMI 50% 보급이라는 보급 목표를 제시했으며, 국가 차원의 체계적인 AMI 보급을 위해 2013년 하반기까지 ‘AMI 전환 기본계획’을 수립하고 2020년까지 전국의 모든 전력량계를 스마트미터로 교체하고 AMI로 전환한다는 방침이다. 그간 AMI 보급이 국가 차원의 로드맵 없이 판매 사업자인 한전 차원으로만 추진함에 따라 관련 산업의 유인과 활성화에 미흡했다는 평가도 있었지만, 국가 차원의 ‘법정 전환 기본계획 수립으로 예측 가능한 보급계획 구축이 가능할 것으로 예상된다.
이번 AMI 전환 기본계획에는 전력량계의 68%를 차지하는 한전의 전력량계를 포함할 뿐 아니라 한전 소유가 아닌 개별 소유자의 소유인 아파트, 빌딩 등의 전력량계 교체 방안도 포함되어 있다. 정부는 전환 기본계획의 추진을 위한 특별법 제정, 시행계획 수립, 추진 체계 구축 등을 검토하고 정부의 재정 지원 규모뿐 아니라 정부의 재정 지원만으로 전 국민에 대한 보급 달성이 곤란하므로 민간 투자 유인을 위한 제도개선 방안도 검토할 예정이다. 또한 AMI 검침 데이터를 관리하는 별도의 기관을 설립하는 방안도 검토 중에 있다. 향후 한전 및 민간이 참여하는 AMI 보급 사업이 성공적으로 활발하게 이루어지기 위해서는 AMI에 대한 표준기술과 상호호환성에 대한 요구사항이 더욱 중요해질 것으로 예상된다.
현재 주로 사용되고 있는 PLC 통신 방식과 데이터 집중장치를 통한 AMI 아키텍처뿐 아니라 다양한 부가서비스와 비즈니스 모델이 가능한 통신 방식과 AMI 아키텍처에 대한 연구와 표준 기술이 필요할 것이다.
신재생에너지 기반의 분산전원 및 전기자동차의 보급 확산과 전력품질의 중요성이 높아지면서 스마트그리드의 배전 인프라와 AMI의 연계가 필요하게 되고 수요반응, 요금제 서비스, 스마트 홈서비스 등을 비롯한 에너지 사용자에 대한 새로운 비즈니스와 부가서비스 창출을 위해 스마트미터를 중심으로 AMI와 HAN 영역 간의 연계가 이루어질 것으로 예상되기 때문이다. AMI가 배전 그리드 및 에너지 사용자 영역을 연계하는 인프라로서의 역할을 수행하기 위해서는 반드시 개인정보 보호 측면과 전력 인프라의 보안적인 측면에서 사이버 보안 분야에 대한 연구개발과 표준화가 지속적으로 필요할 것이다.