지능형 전력망(Smart Grid)

정의

지능형 전력망은 전력망에 정보통신기술을 적용한 체계다.

공급자와 사용자가 실시간으로 정보를 교환해 에너지 이용효율을 극대화한다.

핵심은 양방향 통신과 실시간 정보교환, 그리고 분산 전원이다.

필요성

기존 전력망은 최대 수요에 맞춰 과잉 설비를 갖추고 전기를 단방향으로 보낸다.

신재생에너지는 출력이 변동하고 예측이 어려워 기존 구조로 받기 어렵다.

그래서 정보로 전력망을 파악하고 조정하는 체계가 필요해진다.

설비 과잉 해소와 신재생 수용이 가장 큰 축이다. 기본계획은 5년마다 수립된다.

구성과 원리

지능형 전력망은 전력설비 위에 통신과 정보 처리·제어 계층을 얹은 구조다.

스마트미터가 사용량을 양방향 통신망으로 올려 보낸다.

EMS·DAS·MDMS가 정보를 분석해 송·배전망을 원격으로 제어한다.

설비는 그대로 두고 정보 교환 계층을 얹어 이용효율을 높이는 것이 핵심이다.

기존 망과 비교

기존 전력망은 중앙집중형과 단방향 흐름, 수동 복구, 고정요금이 특징이다.

지능형 전력망은 분산 구조와 양방향 실시간 흐름을 갖는다.

복구는 자동으로 이뤄지고, 요금은 실시간 요금으로 바뀐다.

비교 답안은 방향을 뒤집지 않도록 주의한다.

AMI와 수요반응

수요반응의 핵심 기술은 첨단계량인프라, 즉 AMI다.

AMI는 스마트미터, 양방향 통신, 계량데이터 관리시스템으로 구성된다.

DR은 그 인프라 위에서 가격신호에 따라 수요를 조정하는 기능이다.

계산 예제

피크 부하가 100MW인 경우를 가정하자.

수요반응으로 피크 시간대 소비를 5MW 줄이면 저감률은 5%다.

저감률은 감축 전력을 감축 전 피크 전력으로 나눈 뒤 100을 곱한 값이다.

직접 풀어 보자. 감축 전력이 10MW라면 저감률은 얼마인가?

정답은 10%다. 감축 전력만 바꿔 넣으면 같은 식으로 구한다.

헷갈리는 점과 정리

스마트 그리드를 스마트미터 설치로만 설명하는 것은 흔한 실수다.

답안에는 양방향 통신과 실시간 정보교환을 빠뜨리지 않아야 한다.

AMI는 인프라이고 DR은 그 위에서 가격신호로 수요를 조정하는 기능이다.

정리하면 지능형 전력망은 정보통신기술로 공급과 수요를 실시간 조정하는 전력망이다.