스마트그리드는 대표적인 선행표준 분야로 상호운용성 표준 없이는 스마트그리드 R&D의 진행이 불가능 하다는 특징을 갖는다. 이러한 특징 때문에 스마트그리드의 시스템 인터페이스의 표준화를 통한 상호 운영성 확보를 위하여 세계 각국은 법·제도적 기반을 정립하고 막대한 예산 투입 및다양한 시범사업을 통해 세계시장 및 국제표준 주도권 확보에 주력 중이다. 미국에서는 NIST가 중심이 되어 2010년 1월 ‘Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability Standards Release 1.0’을 발표하고, 관련위원회와 홈페이지 운영을 통해 표준화 활동을 하고 있으며, 유럽의 SGCC에서는 2012년 11월 ‘First Set of Standards’를 발표 후 시험·인증 분야를 강화하기 위한 추가 활동을 계속하고 있다. 일본 경제산업성에서는 2009년 8월 ‘차세대 에너지시스템 국제표준화 연구회’를 발족하고, 2010년 1월에 일본의 스마트그리드 표준화 로드맵‘을 발표했다. 독일 DKE, DIN 그리고 VDE의 전기전자 및 저보기술위원회를 중심으로 E-에너지 및 지능형 전력망에 대한 독일의 로드맵 보고서를 2010년 3월 발간했다. 우리나라도 2030년까지 세계 최초 국가단위 스마트그리드 구축을 목표로 하고 있다. 국내에서는 이러한 스마트그리드 표준의 상호운용성확보를 위해 ‘스마트그리드 표준기반 R&D 로드맵’과 ‘스마트그리드 상호운용성표준 프레임워크 및 로드맵’ 두가지를 통해 표준의 확보를 추진해 나가고 있다. 현재 이에따른 상호운용성 표준 프레임워크 1.0이 진행 중이며 50개 PAI(Priority Action Item) 항목을 도출해 놓은 상태이다. 이중 13개 항목에 35개 표준개발이 완료됐으며 17개 항목에 30개 표준 개발이 진행되고 있다. 이러한 표준기반 R&D 활성화의 필요성으로는 스마트그리드 같은 융합 산업에는 표준과 R&D가 혼재되어 있는 과제들이 출현할 가능성이 높고, 과제 성격상 R&D 과제, 표준화 과제의 구분이 애매하다는 특징을 갖는다. 이에 따라 표준기반 R&D를 발굴, R&D 국책사업에서 지원해 핵심 표준선점을 추구하는 전략이 필요한 것으로 지적되고 있다.
중요분야 표준화 전력스마트미터
AMI(Advanced Metering Infrastructure)는 광의로는 에너지 공급자와 사용자간 양방향 정보교환을 위한 인프라로서 에너지 사용정보를 측정·수집·저장·분석하고, 이를 활용하기 위한 총체적인 시스템을 의미한다. 또한 협의로는 유틸리티 사업자가 에너지 사용자의 에너지 사용정보를 취득해 과금을 하기 위한 인프라를 의미한다. 미국, 캐나다, 유럽, 호주 등 대부분의 선진국 유틸리티 사업자는 대규모 AMI 프로젝트를 이미 수행 완료하였거나 100% 보급을 위해 가속도를 내고 있다. 이는 AMI가 유틸리티 사업자와 에너지 사용자간의 안전하고 다양한 서비스를 제공하기 위한 스마트그리드 핵심 인프라임을 인식하고 있기 때문이다. 특히 AMI의 다양한 서비스를 개발해 제공하기 위해 스마트미터에 새로운 기능이 추가되고 있다. 미국의 경우 스마트그리드 관련 투자액 상당 분이 우선적으로 스마트미터와 AMI기반 구축에 사용되고 있다. 특히, 펜실베니아주, 캘리포니아주, 텍사스 주에서는 전력회사가 스마트미터로 교체하도록 법적 의무화를 제도화했다. 유럽 다수의 유틸리티 사업자들이 구성한 OPEN Meter 컨소시엄에서는 스마트미터와 AMI 시장을 확장시키기 위한 기술적인 기반 작업을 이미 수행하고 있다. 이탈리아와 스웨덴은 모든 가구에 보급을 완료했고, 영국은 2019년까지 100% 보급시한을 잡고 있으며, 프랑스는 2016년까지 95%, 스페인은 2018년까지 100%, 오스트리아는 2019년까지 95%, 핀란드는 2014년까지 80%, 노르웨이는 2016년까지 70%, 네덜란드는 2020년까지 80%를 목표로 AMI 보급을 서두르고 있다. 우리 정부는 2012년에 ‘1차 지능형전력망 기본계획’을 수립 2016년까지 AMI 50% 보급이라는 보급목표를 제시했으며, 국가차원의 체계적인 AMI보급을 위해 2013년 하반기까지 ‘AMI 전환 기본계획’을 수립하고 2020년까지 전국의 모든 전력량계를 스마트미터로 교체하고 AMI로 전환한다는 방침이다.
수요반응
수요반응기술 표준화의 경우 Open ADR이라고 불리는 미국 내 기술이 앞서나가고 있다. Open ADR은 2008년 미국의 국립연구소인 로렌스버클리 연구소가 직접 알고리즘 및 시제품을 개발하는 형태였으나, 2010년부터는 각 산업계의 선도업체가 Open ADR지원을 화두로 수요반응기술 시장에 속속 참여하고 있다. 미국의 경우 Open ADR을 보다 다양한 기기에 탑재하려는 시도들이 시행되고 있다. Tridium사의 경우, 자사의 에너지 관리 소프트웨어 체계에 Open ADR을 쉽게 구현할 수 있도록 클라이언트 드라이버를 탑재하는 것은 물론, 다양한 기기에 Open ADR을 활용하기 위한 시도들도 본격적으로 시행하고 있을 만큼 표준으로서의 역할을 충분히 수행하고 있다. 미국의 수용반응기술 표준화가 Open ADR을 중심으로 이뤄지고 있는 상황과 맞물려 세계표준화에 대한 움직임도 가속화되고 있는 상황이다. 특히 IEC의 PC118은 ‘수요반응 시스템 간의 상호 정보교환 및 수요측 부하장비와의 연결’이라는 명확한 목표를 가지고 표준화 활동을 하고 있으며 다른 워킹그룹의 주제와 중복되는 부분이 있으나 나름 독자적인 영역을 구축하면서 세계 표준화 진행에 가속도를 내고 있다. ISO의 경우에는 TC205 WG3 관련 표준화 활동을 통해 수요반응에 관련된 표준화 활동이 진행 중이다. ASHRAE에서 공표한 FSGIM 규격이 ISO TC 205 WG3에서 CD단계로 시작되어 국제표준으로 완료될 예정이며, 관련 규격이 PC118 표준범위와 유사한 부분이 있어 장기적으로는 IEC PC118과 ISO TC205 WG3이 통합되어 표준화가 진행될 가능성도 높다. 직접부하제어의 경우 IEC에스는 IEC 62056 표준에서 ‘Data exchange for meter reading, tariff and load control’을 다루고 있다. IEC 62056 표준에서 직접부하제어의 데이터를 어떻게 정의하고 어떻게 교환할 것인가에 대한 표준이 정의되어 있으므로 IEC PC118, ISO TC 205 WG3에서는 이를 준용할 것으로 예상된다.
에너지저장시스템(ESS)
국내에서는 국가기술표준원의 지원과 관리 하에 지능형전력망협회의 스마트그리드 표준화 포럼의 분산전원 도메인위원회에서 태양광, 풍력, 연료전지 및 전력저장에 대한 표준화 업무를 수행하고 있다.
‘에너지저장시스템용 전력변환장치의 성능 요구사항(SGSF-05-2012-04)’과 ‘단상저압연계용 전기저장장치의 일반요구사항 및 시험방법(SGSF-04-2013-02)’, ‘삼상저압연계용 전기저장장치의 일반요구사항 및 시험방법(SGSF-04-2013-03)’이 이미 제정되었고, 현재 대용량 전기저장장치의 기술표준인 ‘삼상저압연계용 전기저장장치의 일반 요구사항 및 시험방법’이 제정 중에 있다. 이 ESS 표준은 상용 교류 단상 전력과 분산형전원을 이용하여 축전장치에 전기에너지를 저장했다가 필요 시 사용하는 전기저장장치에 적용하는 것으로, 이 표준에 적용되는 전지저장장치는 분산형전원 전력 또는 상용전력을 저장했다가 정전 시 또는 계통에서 피크부하가 발생할 때 사용하는 것을 주목적으로 하고 있다. 한편, 전기저장장치를 포함한 신재생에너지 분야는 기술선진국을 중심으로 국제표준(IEC)을 주도하고 있다. 태양광, 풍력, 수소, 연료전지 등 4개 분야의 총 43개 워킹그룹 중, 미국(8개), 일본(8개), 덴마크(8개), 캐나다(6개), 독일(5개), 네덜란드(2개), 영국, 프랑스, 벨기에, 스웨덴, 노르웨이가 각각 1개씩이고, 미국은 전 분야에 걸쳐 고르게 활동하고 있으며, 일본은 IEC에 ‘Electrical Energy Storage System’이라는 새로운 TC를 제안해, 2012년 12월에 IEC TC120을 발족시켰다. 국내에서도 국제표준에 적극 대응하고 참여하기 위해 TC120의 국내전문위원회를 조직 활동하고 있다.
에너지관리시스템
에너지관리시스템은 기본적으로 자동화시스템 기술을 기반으로 발전해 왔으며, 그 중심에는 홈자동화시스템, 빌딩자동화시스템 그리고 공장자동화시스템이 있다. 최근에는 스마트그리드 기술이 도입되어 보다 정교하고 효율적인 에너지관리 기술이 보급되고 있는 상황이다. 표준화 측면에서는 기존 홈네트워크 시스템 분야 표준화, 빌딩자동화시스템 표준화 및 통신 네트워크 기술 표준화 등 다양한 분야에서 에너지관리기술 표준화가 논의되고 있다. 홈환경에서의 에너지관리시스템을 위해 에너지관리시스템에 대한 응용 모델을 정의하는 ISO/IEC 15067-3표준이 제정되었으며, 이 표준에서는 전력시스템의 수요반응 중심으로 에너지 관리시스템에 관해 정의하고 있다. 또한, 직접 부하제어, 분산형 부하제어 및 로컬 부하제어 등으로 구분해 논리적 모델을 정의하고 있다. 현재 이 표준은 국제표준으로 제정된 상태이며, 홈에너지관리장치에 대한 정의를 통해 댁내에서 에너지 생산, 소비 및 저장 등에 대한 기능을 갖도록 하고 있다. 빌딩 분야의 에너지관리시스템에 대해서는 ISO TC205위원회에서 주로 관여하고 있으며, ISO TC205에서는 빌딩자동제어시스템 표준을 통해 빌딩 환경에서의 자동화 및 제어 기능을 제공하기 위한 시스템 표준으로 이미 제정되어 있는 상태이다. ISO TC205위원회에서는 기 제정된 표준을 기반으로 빌딩에너지 관리시스템에 대한 표준화 추진에 대해서도 고려하고 있다. 그 예로 스마트그리드 기술의 빌딩 환경 도입에 따른 에너지관리 정보모델에 대한 표준화를 추진 중이다. 이 정보모델은 미국의 냉난방공조협회의 표준인 201-2012를 기반으로 제안한 빌딩 설비 측면의 스마트그리드 정보 모델에 대한 표준화 작업을 추진 중이다. 이와 더불어 IEC PC118에서는 스마트그리드 분야에서의 수요반응 및 소비자 측면의 장비간의 상호 연결을 위한 정보교환을 중심으로 표준화를 추진할 계획이며, 특히 스마트그리드 사용자인터페이스 분야에 대한 표준화 작업을 추진하기 위해 기존 다양한 표준들에 대한 검토가 이뤄지고 있다. 한편 ZigBee Alliance에서는 에너지 정보 표현 및 프로토콜에 대해서 다루고 있는 스마트에너지프로파일2.0표준을 완료 발표했다. 이 표준에서는 스마트그리드 소비자 도메인에서의 에너지관리 기능을 제공하기 위한 다양한 장치들 간의 정보 교환을 위한 정보모델을 포함하고 있다.
스마트그리드 확산사업
스마트그리드 확산사업은 스마트그리드 제주 실증사업의 성과를 바탕으로 사업모델을 실제 환경에서 정부 주도로 우선 구현하고 향후 민간주도로 확대하기 위한 기반 조성 사업이다. 실증사업이 기술적 검증과 혁신 및 기술테스트 단계를 거쳤다면 확산사업은 상업화, 상용화 그리고 보급 및 확산의 단계를 진행하게 된다. 사업의 목적으로 실증사업에서 검증된 사업모델의 초기 확산을 위해 정부 주도의 공동 사업을 실시해, 향후 민간 주도의 본격 확산을 유도한다는 계획이다. 또한 정량적 의미로는 스마트그리드 확산사업을 통해 에너지 사용절감 9%, 피크 수요 절감 18%(322,287kW), CO2 배출량 감소 9% 달성을 목표하고 있다. 이를 위해 확산사업에 총 8,764억원이 소요될 예정이며 이 중 국비지원 비율은 약 36.7%를 차지하게 된다. 구체적으로는 국비 3,220억, 지방비 851억, 민간 4,693억 원이 예정되어 있다.
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