지능형 전력망(Smart Grid) 구성요소

정의

지능형 전력망은 전력망에 정보통신기술을 적용한 전력망이다.

공급자와 사용자가 실시간으로 정보를 교환해 에너지 이용효율을 극대화한다.

핵심 키워드는 양방향 정보 교환, 분산전원, 수요반응, 자동 복구다.

기존 전력망과의 차이

기존 전력망은 설비를 중앙에서 방사상으로 운영하고, 정보는 단방향으로 흐른다.

스마트 그리드는 디지털·분산형 구조로 바꾸어 정보와 전력을 함께 양방향으로 다룬다.

고장 복구는 자동으로, 요금은 실시간으로 바뀐다. 기술, 구조, 정보 흐름으로 줄여 쓰면 충분하다.

구성요소

스마트 그리드의 구성요소는 기능에 따라 여섯 가지로 나눠 쓴다.

계측·감시는 전압과 사용량을 측정하고, 통신망은 그 데이터를 운반한다.

운영·제어는 판단해 지시를 내리고, 분산자원은 그 지시를 실제 수급 조정으로 바꾼다.

자동화 기기는 고장 구간을 사람을 거치지 않고 분리하고, 보안·데이터는 전체 고리를 받친다.

원리: 예비율

계통의 여유는 예비율로 계산한다.

예비율은 공급설비용량에서 최대수요전력을 뺀 값을 최대수요전력으로 나눠 구한다.

최대수요 100MW에 공급설비 115MW라면 예비율은 15%다.

15%는 최대수요의 15%만큼 설비가 남아 있다는 뜻이다.

스마트 그리드는 이 여유를 수요반응과 ESS로 대체하는 방향으로 간다.

운영 절차와 고장 대응

운영 절차는 계측, 전송, 분석·판단, 제어 지시, 결과 확인 순서로 진행된다.

스마트미터와 센서가 측정하고, 통신망이 그 값을 운영센터로 보낸다.

운영센터는 분석해 분산자원 출력 조정, 수요반응, 개폐기 동작을 지시한다.

고장 시에는 이 절차의 3~4단계가 자동으로 처리되어 정전 구간이 줄어든다.

헷갈리는 개념

시험에서 자주 틀리는 것은 스마트 그리드와 AMI를 같은 말로 쓰는 것이다.

AMI는 수용가 단위 계량과 통신에 초점을 둔 좁은 개념이다.

기존 망과의 차이도 한 가지로만 쓰면 안 된다. 흐름, 운영, 고장 복구를 함께 비교해야 점수를 받는다.

정리

정리하자. 스마트 그리드는 정보통신기술로 실시간 양방향 정보 교환을 가능하게 하는 전력망이다.

답안은 개요, 기존 망과의 차이, 구성요소, 핵심기술, 과제 순서로 목차를 잡는다.

다음 문제를 풀 때도 이 정의와 구성의 틀을 먼저 떠올리자.