스마트 그리드 구축하기: 당신이 알아야

스마트 그리드 솔루션에 대한 정의는 많은 혼란을 야기합니다. 대부분의 사람들은 전기 그리드를 가리키는 '그리드'라는 용어를 알고 있고, 스마트 그리드와 전기 그리드가 같은 것으로 가정합니다. 실제로는 전기 그리드와 스마트 그리드는 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 현재 고객들이 요구하는 바를 충족시키기 위해 오랜 시간에 걸쳐 전기 그리드가 자연스럽게 진화한 것과 관련이 있죠.

 

최초의 전기 그리드는 19세기 말에 등장했습니다. 현재 전 세계적으로 9,200개 이상의 그리드가 존재하며 다양한 소비자들에게 약 100만 메가와트의 전력을 공급하는 데 사용되고 있습니다. 이제 스마트 그리드란 무엇이며, 효과적인 스마트 그리드 솔루션을 구축하기 위해 무엇을 알아야 하는지 알아보겠습니다.

 

 

스마트 그리드란?

스마트 그리드는 하나의 에너지 관리 시스템(EMS) 유형으로 연결된 시스템 내부에서 전기가 생산되고, 분배되고, 저장되는 방식을 관리합니다. 스마트 그리드 기술 도입은 아날로그 그리드 기술이 확장된 것으로 볼 수 있으며 가전제품을 양방향 통신으로 제어할 수 있게 해 줍니다. 간단히 말하면 스마트 그리드는 전기 생산 지점과 소비자에게 도달하는 지점 사이의 전력 흐름을 모니터링하고 실시간으로 발생하는 요구 사항을 해결할 수 있도록 전력 흐름 제어를 가능하게 하는 요소가 추가된 전기 그리드를 말합니다.

• 자동화
• 통신
• IT 시스템

 

스마트 그리드 vs. 전기 그리드

기존의 전기 그리드 시스템은 전력 흐름 고장 및 이슈에 대한 가시성이 부족합니다. 전기 공급자는 고객들이 불만을 제기할 경우에만 그리드에 문제가 있음을 알 수 있습니다. 이는 곧 전기 그리드 시스템이 전력 흐름 불균형에 대한 알림을 받은 후에 반응하는 방식으로 전력 흐름을 관리한다는 것을 의미합니다. 전기 그리드 시스템은 고객의 피드백만으로는 전력 흐름과 관련된 어떤 이슈도 해결할 수 없습니다. 시스템에서는 소비자가 전기를 공급받았는지 가시적으로 확인할 수 없기 때문입니다.

 

반면, 스마트 그리드는 전력 흐름을 모니터링합니다. 따라서 전기 공급이 중단되는 잠재적인 문제 지점을 자동으로 식별할 수 있습니다. 서비스 공급업체는 다른 소비자 영역에 영향을 미치는 걸 예방하기 위해 자동 반응을 갖추고 있습니다. 이러한 서비스는 전기 발전과 소비 사이에서 서로 다른 수준의 데이터 수집 및 모니터링을 통해 충분한 정보를 제공하도록 설계된 스마트 그리드의 주요 구성요소 때문에 가능합니다.

• 전력 변압기의 데이터
• 주 변속장치의 데이터
• 배전 시스템의 데이터
• 전기 계량기(가정용 공급 시스템)의 데이터

 

스마트 그리드는 사전 대응 기능을 갖추고 있으므로 전력 흐름 사고 문제에 대해 외부로부터 보고받지 않고도 실시간으로 해결할 수 있습니다. 스마트 그리드는 모니터링, 제어, 대응을 위해 디지털 기술을 이용하기 때문에 서비스 공급업체와 소비자 사이의 직접적인 연결점을 갖추게 됩니다.

 

그리드를 스마트하게 만드는 방법

미국 에너지부는 전기 그리드에서 스마트 그리드 솔루션으로 전환하는 데 도움이 되는 4가지 구체적인 기술 발전 유형을 설명합니다. 4가지는 다음과 같습니다

• 정확한 측정을 위한 센서가 포함된 기술
• 의사결정 지원 소프트웨어와 메커니즘을 갖춘 관리 패널 기술
• 배전, 고장, 수리를 목표로 하는 자동 제어
• 완전히 통합되고 자동화된 전기 그리드 구성요소 간의 양방향 통신

 

이 스마트 그리드 시스템은 효율성을 높이고, 에너지 소비와 비용을 절감하고, 에너지 공급망의 투명성과 신뢰도를 높이기 위해 공급망 전반에 걸쳐 모니터링, 분석, 제어, 통신 기능을 제공합니다. 스마트 넷 미터를 활용한 스마트 그리드는 기존 전기 그리드의 단점을 해결하기 위해 개발되었습니다. 즉 스마트 그리드가 기존 전기 그리드의 업데이트된 버전이라는 걸 인지하는 것이 중요합니다.

 

스마트 그리드 솔루션의 주요 기능

스마트 그리드 솔루션은 전기 공급자뿐만 아니라 소비자에게도 유용한 기능을 많이 갖추고 있습니다.

 

• 실시간 모니터링
• 정전 및 신속한 전력 복원을 위한 자동화된 관리
• 향상된 에너지 관리 기능
• 에너지 사용량 추적 및 관리 기능
• 전기 소비를 줄이고 절약할 수 있음
• 효과적인 추적을 위한 자체 디스플레이
• 웹 포털 및 모바일 앱을 통한 스마트하고 자동화된 추적 및 개요
• 소비자가 비용을 낮출 수 있도록 에너지 사용량을 변경하도록 장려
• 자동 가격 책정 매커니즘
• 재생 에너지 발전을 위한 더 나은 통합

 

환경에너지연구소(EESI)가 2009년에 이미 에너지 효율 전력망 구축에서 스마트 그리드 기술이 중추적인 역할을 한다는 것을 인식했다는 점은 주목할만합니다. 스마트 그리드 솔루션은 전기 그리드에 재생 에너지 시스템 구현을 위한 중요한 기반입니다. 실제로 태양 에너지, 풍력에너지 같은 재생 가능 에너지원은 가변적이기 때문에 효율적으로 에너지를 최대한 활용할 수 있는 수요 대응식 그리드가 필수적으로 필요합니다.

 

스마트 그리드 솔루션 구축의 이점

전통적인 전기 그리드에서 아래와 같은 현대의 에너지 소비 문제를 더욱 잘 해결할 수 있도록 구성된 스마트 그리드 솔루션으로 전환하는 것은 합리적인 선택입니다.

• 에너지 비용 증가 및 에너지 빈곤 퇴치
• 기존의 발전 방식이 환경에 미치는 강력한 영향
• 탄소 발자국 및 가스 배출 목표
• 많은 소비자 수
• 개별 소비자당 많은 양의 에너지 요구
• 그리드에 가해지는 압력이 증가함에 따라 정전 위험을 유발

 

스마트 그리드 솔루션을 이미 구현한 그룹은 전통적인 전기 그리드 문제를 성공적으로 해결할 수 있었습니다. 스마트 그리드 솔루션을 구축하면 소비자와 규제 기관 모두에게 다음과 같은 다양한 이점을 제공할 수 있습니다.

• 전력의 효율적인 전환 및 분배
• 소비자 뿐만 아니라 운영, 유지 보수, 관리에서도 비용 절감
• 최고 수요 감소의 결과로 전력 요금 인하
• 피크 전력 수요 감소
• 피더 및 라인 장애가 발생한 이후 신속한 복구 제공
• 재생 가능 에너지원과의 완벽한 통합
• 대규모 부하 공유 및 부하 감소

 

스마트 그리드 솔루션이 전기 그리드의 단점을 해결할 순 있지만 그렇다고 해서 아예 문제점이 없는 것은 아닙니다.

 

 

스마트 그리드 구축의 문제점

스마트 그리드 솔루션은 높은 비용, 전력 부족 시 부족한 대응, 환경에 미치는 강력한 영향 등 전기 그리드서 발생하는 몇 가지 주요 불만 사항을 효과적으로 해결할 수 있습니다.

 

하지만, 전기 그리드에 디지털 기술을 통합하면 다음과 같은 새롭고 다양한 문제가 발생하게 됩니다.

• 그리드 신뢰성
• 그리드 효율성
• 그리드 보안

 

 

그리드 신뢰성

스마트 그리드를 안정적으로 유지하는 것이 그 어느 때보다 중요해졌습니다. 그리드 운영자는 중단을 방지하기 위해 모든 예방 조치를 취해야 합니다. 그 이유는 요즘과 같은 시기에 전력 소비 패턴이 급격하게 변하고 있기 때문입니다.

 

많은 최종 사용자들의 피해를 막기 위해 전기 공급 경로를 재설정하면서 문제를 식별, 격리, 제거하는 조치는 전략적인 장애 관리와 효과적인 기술(장애 위치, 격리, 서비스 복원)을 통해서만 가능합니다.

 

그리드 효율성

기술적 손실은 스마트 그리드 솔루션의 심각한 위협이 되고 있습니다. 이러한 손실은 다음과 같은 원인에 의해 자주 발생합니다.

• 광범위한 유통망
• 너무 적은 송전선의 도체
• 라인 과부하
• 로드 센터에서 너무 멀리 떨어진 배전 변압기 설치 관리자
• 배전 시스템 전반의 저역률
• 균형이 맞지 않는 피더 상전류
• 부적절한 변압기 크기 및 선택

 

그리드 사이버 보안

에너지 부문은 점점 더 디지털화되고 있지만, 여기에는 단점도 있습니다. 해커 집단이 에너지 회사 시스템을 손상시키고 정전을 일으켜 수천 가구에 영향을 미친 다수의 사례가 있었습니다.

 

스마트 그리드 솔루션 활용 분야

스마트 그리드 솔루션은 전체 커뮤니티 수준 또는 소규모 환경에 적용할 수 있습니다. 임시 행사에 사용되는 마이크로 스마트 그리드 구축을 예로 들 수 있습니다. 그러나 스마트 그리드 솔루션은 규모와 관계없이 다양한 분야에 사용될 수 있습니다.

 

1. 지속 가능성: 재생 가능 에너지원과 통합과 탄소 중립 미래 구축을 위해 스마트 그리드 솔루션을 활용합니다.
2. 재연 재해에 대한 회복력: 폭풍 등 기상이변이 잦은 지역에서 스마트 그리드 솔루션을 활용해 정전을 줄이고 자가 복구 기능을 활성화합니다.
3. 증가하는 요구와 가구에 대한 확장성: 밀집 지역 내 소비자들 사이에서 다양하게 늘어나고 있는 요구 사항을 충족할 수 있도록 스마트 그리드 기술을 사용합니다.
4. 테러 공격에 대한 보호: 전력을 줄이면 전 지역이 다운될 수 있습니다. 하지만 스마트 그리드 환경에서 마이크로 그리드는 빠른 복구를 지원할 수 있습니다.
5. 비용 절감 정책: 스마트 그리드 솔루션은 꾸준하게 증가하는 에너지 비용에 대한 완벽한 대응을 제공하며, 소비자가 비용을 보다 쉽게 관리할 수 있게 합니다.

 

 

FSP 스마트 그리드 솔루션 권장 사항

자체 스마트 그리드 솔루션 구축을 고려하고 계십니까? FSP 그룹은 안정적이고, 효율적이며, 확장 가능한 스마트 그리드 시스템에 대한 기술 권장 사항을 공유하고 있습니다.

 

인버터를 통한 재생 가능 에너지 통합

태양 에너지 시스템의 가장 중요한 구성요소 중 하나는 인버터입니다. 인버터는 태양광 패널에서 생산된 직류(DC) 전기를 전력망에 필요한 교류(AC) 전기로 변환하는 장치입니다. 자세한 내용은 PowerManager Hybrid 10kW 참조하시기 바랍니다.

 

가변 에너지원을 위한 에너지 저장소

궁극적으로 태양 전지판이 재생 가능 에너지에서 가장 선호되는 옵션일 수 있지만, 태양이 비치지 않는 경우를 대비한 솔루션이 필요합니다. 바로 그 솔루션이 Battery Rack cabinet 12U입니다.

 

단일 그리드가 아닌 여러 개의 소형 그리드

마이크로 그리드는 자체 전력 공급을 생성하고 제어할 수 있는 독립적인 장치의 역할을 하며 대형 그리드와 병행으로 작동하거나 완전히 분리될 수 있습니다. 마이크로 그리드는 용도가 다양합니다. 그리드에 대한 공격이 발생할 경우, 마이크로 그리드는 공격과 그로 인한 영향을 차단합니다. 또한, 마이크로 그리드는 재생 가능 에너지 채택에서 중요한 역할을 합니다. 재생 가능 에너지 포인트가 지역마다 생겨나기 때문에 전압 변동이 발생하지 않는 안정적인 방식으로 재생 가능 에너지를 피드백하는 노듈(nodule)로서 마이크로 그리드를 사용하는 것이 논리적입니다. 마이크로 그리드 솔루션에 대해 자세히 알아보세요.