[스마트그리드 10대 핫 이슈] 스마트 마이크로그리드
마이크로그리드는 신재생발전원과 전력저장장치를 전력공급계통과 독립 또는 연결된 형태로 전력을 공급하는 시스템을 말한다. 향후 전력수요의 증가 대비 대규모 전력생산과 공급설비의 설치가 어려울 것으로 전망되는 관점에서 분산전원을 이용한 마이크로그리드의 활용성이 크게 부각될 것으로 예상된다.
스마트 마이크로그리드는 풍력이나 태양광발전과 같은 분산전원을 전력계통과 연계하거나 독립적인 형태로 전력을 공급하면서 다양한 계통운영 환경 변화에 따라 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 시스템을 말한다.
마이크로그리드는 신재생발전원과 전력저장장치를 전력공급계통과 독립 또는 연결된 형태로 전력을 공급하는 시스템을 말한다.
독립형의 경우에는 도서 지역이나 내륙 오지에 전력설비를 설치하는 경우 투자비가 많이 소요되고 유지관리가 어려운 지역에 적합하고, 연계형은 대규모 태양광이나 풍력발전과 같은 신재생발전원으로 생산된 전력을 기존의 원자력이나 화력 발전으로 생산되어 공급하는 대규모 전력계통에 접속하여 운전한다.
마이크로그리드의 구성은 독립형인 경우 디젤 발전기, 태양광, 풍력, 연료전지와 같은 신재생발전원과 전력저장장치, 전력변환장치 및 운영시스템 그리고 통신망과 모뎀 등으로 구성된다.
마이크로그리드의 주요 기능은 전력의 생산과 공급설비의 상태 감시, 전력계통 관리가 있으며 이를 통해 전력공급의 안정화에 기여하고, 전력수요의 조절과 신성장동력원의 원천기술을 확보할 수 있고 이산화탄소 배출 감소로 지구온난화 방지에 기여할 수 있다.
특히 일본 후쿠시마 원전사고로 원자력발전에 대한 거부 인식의 확산과 송전 철탑과 같은 전력 기간설비를 혐오시설로 인정하고 설치 반대 여론이 높아 향후 전력수요의 증가 대비 대규모 전력생산과 공급설비의 설치가 어려울 것으로 전망되는 관점에서 분산전원을 이용한 마이크로그리드의 활용성이 크게 부각될 것으로 예상된다.
또한 마이크로그리드의 구성 요소가 정상적으로 동작하기 위해서는 다음과 같은 기술적 요소가 구비되어야 한다.
·자연 에너지를 활용하기 위한 태양광, 풍력과 같은 에너지원의 활용 기술
·각각의 전원으로부터 생산된 전력을 DC에서 AC로 변환시키고 전압과 주파수, 위상 형성 PCS 기술
·각각의 구성 요소를 모니터링하고 운영하기 위해 네트워크 구성 및 연결용 게이트웨이
·기간 전력망과 마이크로그리드를 연계하기 위한 전환 스위치
·전체 구성 요소를 모니터링하고 운영하기 위한 EMS 등이 필요하다.
마이크로그리드의 종류는 사용 지역과 용도에 따라 분류할 수 있으며 전력망과 연계 또는 독립형으로 사용되는 유형에 따라 구분된다. 연계형은 주로 다음과 같은 지역에 사용되고 있다.
•도시형 : 도심지 부하 밀집지의 정전 방지와 신재생발전원의 조류 병목을 해소하기 위해 사용
•전원형 : 관광지와 농어촌 지역의 정전 방지와 장거리 배전선로의 손실 저감 및 송전설비 투자비 절감
·배전선로용 : 산업단지, 대학 캠퍼스 및 대형 쇼핑센터를 대상으로 전력제어, 전기품질 신뢰도 개선, 손실저감, 열병합 및 수요관리용으로 활용
·수요관리용 : 빌딩, 아파트 등 대상으로 다품질의 전력제어, 열병합 수요관리용으로 활용 독립형은 주로 다음과 같은 지역에서 사용되고 있다.
·도서, 산간 오지, 함정 및 군사시설용 : 신재생에너지 열병합 또는 특수 목적 관리용으로 활용
마이크로그리드 BM의 활성화를 위한 유형은 독립형, 커뮤니티용, 산업용, 상업용, VPP용, DR 사업자와 군용이 있다. 마이크로그리드의 표준화 동향을 살펴보면 국내 마이크로그리드 실증을 통해 표준화를 진행하고 있으나 IEC, IEEE 등지의 관련 표준을 활용 조속한 국내 표준화가 필요한 실정이다.
•마이크로그리드는 통합 관점의 시스템으로서 개별 구성 요소 기기별 표준, 시스템 운영에 대한 표준, 통신에 대한 표준이 제정되어야 사업의 활성화와 유지관리가 용이하다
•통신과 관련된 표준은 디지털 변전소와 연관된 IEC 61850, 기기에 대한 표준은 IEC 62477, 계통연계와 관련된 표준은 IEEE 1547 등이 있다.
2014년도 주요 이슈와 전망
스마트 마이크로그리드의 주요 이슈는 다양한 기술융합을 통해 투자 대비 활용성을 높이기 위한 방안을 강구하는 데 많은 노력을 기울여 시장의 활성화를 도모하게 될 것이다.
·ESS와 연계된 마이크로그리드의 출현
·스마트그리드 스테이션 개념의 마이크로그리드 등장
·수요조절과 피크커트용 중소형 마이크로그리드 개발
·마이크로그리드 구성 요소 기기의 지능화
·운영시스템의 사용자 편의성 증가
·각 기기와 운영시스템의 인터페이스 표준화
·마이크로그리드 운영시스템의 표준화
·구성 장치 간 연계용 네트워크와 통신 모뎀의 표준
·데이터 수집 및 활용을 위한 프로토콜 확정 추진 등이 핵심 사안으로 부각될 것이다.
마이크로그리드의 시장 전망은 투자에 대한 경제성 확보가 어려워 확산은 서서히 진행될 것이나 전기요금의 상승과 지구온난화 문제의 부각에 따라 경제성과 기술의 편의성이 개선될 경우 급속한 시장 확대로 이어질 것으로 전망된다.
