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스마트 그리드와 IT 기술 적용 방안

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스마트 그리드에 필요한 IT요소기술은 전력망에 IT 인프라가 접목되어 공급과 수요 등 양방향의 실시간 정보교환을 통하여 에너지효율의 최적화와 합리적 에너지 소비를 유도하기 위한 다양한 부가 서비스를 창출할 수 있는 개방형 시스템 네트워크 및 프로토콜이 적용되어야 할 것이다. 스마트그리드는 상위 시스템과 많은 하위 시스템들 간의 통합 네트워크로써 통신 인프라는 지능형 전자기기들(IEDs)간의 단대단 서비스를 제공해야 하고 무엇보다도 전력 공급을 안전하고, 신뢰성 있게 유지되도록 해야 하며, 다양한 인터페이스에 대한 상호 호환성을 지원해야 한다.
스마트 그리드는 기존의 전력망에 정보기술(IT)을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 지능형 전력망으로 정의하고 있다. 그러면 지금까지 기존 전력망으로도 전력을 잘 공급하고 있었음에도 불구하고 왜 복잡하고, 신뢰성과 호환성이 보증되지 않은 IT 기술을 도입해야 하며, 실시간 양방향 통신까지 적용해야만 할까? 목적은 에너지 이용 효율을 최적화하는 데 있다.
스마트 그리드와 IT 기술
스마트 그리드 시스템을 운영하기 위해서는 IT기술의 적용은 필수적이다. 스마트 그리드에서 IT기술이 적용되어야 할 첫 번째 주요대상 분야로는 전체 전력의 수요와 공급을 통합 관리하여 실시간 전력요금을 산정하는 지능형 전력시스템 및 전력거래시스템을 들 수 있다.
각 발전원별 연료비, 발전량, 급전정보 등 실시간 정보를 취득하고 총괄하여 실시간 전력요금 단가를 산정한 다음 그 정보를 수용가의 스마트 양방향 전력량계(AMI)에 뿌려줄 수 있는 시스템으로 수용응답(DR) 체계, 분산전원 및 신재생에너지 운영관리 체계 등과 연계되어 요금산정이 이루어져야 한다. 이러한 시스템은 발/송/변/배전 시스템에 연결되는 모든 전력기기(IED)의 상태를 진단하고 고장지역을 최소화하는 광역감시제어기능을 병행해야 하기 때문에 고도의 정보보안이 요구되는 분야로서 독립적인 전력망으로 구축되어야 한다.
스마트 그리드 활용을 위하여 IT기술을 적용해야 할 두번째 응용대상 분야로는 1차 IT시스템에서 산정된 전력 단가 정보를 활용하여 개별 수용가의 전력요금을 실시간 계산하기 위한 2차 IT 시스템의 구축이다.
수용가별 양방향 스마트 전력량계에 의해 계량된 전력의 사용과 공급량 및 요금 정보는 배전지역별로 기록 유지되어야 한다. 개별 소비자에게는 실시간 전력요금 표시장치를 설치하여 인위적으로 낮은 전력요금 시간대에 전력을 사용토록 유도하고, 스마트 칩이 부착된 스마트 가전제품의 설정을 조절하여 자동으로 저가의 전력을 사용할 수도 있게 된다.
또한, 기본적인 전력 계량 이외에 다양한 네트워크 프로토콜(PLC, 무선, Zigbee 등)을 활용하여 가스, 열 사용량, 수도검침 등 가정용 홈네트워크 시스템과 연계하여 원격으로 가전기기 등을 제어할 수도 있다.
스마트 그리드에 대한 운영 효과를 예상해 보면, 소비자는 실시간 전력요금지원 인프라를 통해 보다 경제성 높은 저가의 전력을 선택할 수 있게 되어 인위적인 에너지절감이 이루어질 것이며, 스마트 칩이 부착된 가전제품에 의한 자동 전력수요조절, 양방향 스마트 전력량계에 의한 신재생에너지 및 저장에너지에 의한 소비자의 전력 재판매 가능, 전력수요응답(DR)에 의한 전력공급자의 효율적 생산계획 수립이 용이, 원자력 발전 비율이 높아짐에 따라 화력발전 비율이 낮아짐으로 기후변화와 녹색성장에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.
스마트 그리드와 IT 요소기술
스마트 그리드에 필요한 IT요소기술은 전력망에 IT 인프라가 접목되어 공급과 수요 등 양방향의 실시간 정보교환을 통하여 에너지효율의 최적화와 합리적 에너지 소비를 유도하기 위한 다양한 부가 서비스를 창출할 수 있는 개방형 시스템 네트워크 및 프로토콜이 적용되어야 할 것이다. 스마트그리드는 상위 시스템과 많은 하위 시스템들 간의 통합 네트워크로써 통신 인프라는 지능형 전자기기들(IEDs)간의 단대단 서비스를 제공해야 하고 무엇보다도 전력 공급을 안전하고, 신뢰성 있게 유지되도록 해야 하며, 다양한 인터페이스에 대한 상호 호환성을 지원해야 할 것이다.
스마트 그리드에 적용 가능한 통신전달 네트워크 기술로써는 파장분할 멀티플랙싱(WDM) 기술, SONET/SDH 파이버링크, 패시브옵티컬 네트워크(PON), 기가비트이더넷(GbE, 10GbE), 전력선통신(PLC) 등의 유선 네트워크기술과 IEEE 802.15 기반의 ZigBee기술, IEEE 802.11 기반의 WiFi기술, IEEE 802.16 기반의 와이브로 기술, 3GPP/3GPP2 기반의 CDMA, GPRS, 3G/4G 등의 무선/이동통신 기술이 대두되고 있다.
HAN(Home)/BAN(Building)/IAN(Industry)은 스마트 소비자 분야의 홈, 빌딩, 산업체 영역의 통신 네트워크 기술로 기존의 전력선 통신인 PLC 기술과WPAN 영역의 대표기술인 ZigBee, WLAN 분야의 WiFi 등이 대표 기술로 거론되고 있으나 저 전력, 저 가격 및 신뢰성 기반의 통신환경 제공을 주장하는 다양한 프로토콜 간의 시장 확보를 위한 표준선점 경쟁이 치열한 상황이다.
NAN(Neighborhood Area Network)은 스마트 그리드의 필드영역을 담당하는 통신전달 네트워크 기술로 CDMA, 와이브로와 같은 기존의 공중 이동통신망 기술과 IEEE802.11s WiFi 매쉬, IEEE802.15.4g 기반의 SUN(Smart Utility Network) 등의 무선 매쉬 네트워크 기술 및 전력선 통신 PLC 기술,WPAN 영역의 대표 기술인 ZigBee 등이 제시되고 있다.
WAN(Wide Area Network)은 Core/Metro 네트워크와 Backhaul 네트워크로 구성된다. 이 영역의 중계시스템 간 연동은 Ethernet 기반의 유선 네트워크가 사용되고 있으며, Utility 시스템과 관리 시스템 간에는 NAN 영역에서 사용되는 무선 및 이동통신 네트워크 기술인 와이브로와 CDMA 기술이 사용 가능할 것으로 보인다. 이 영역은 무엇보다도 전력시스템 및 네트워크에 대한 정보보안 기능의 신뢰성 검증이 제일 중요하다고할 수 있다.
스마트 그리드의 IT 기술 표준화
전력망에 정보기술(IT)을 접목하여 대형 디지털 제어시스템으로 스마트 그리드를 구현하기 위해서는 각 구성요소별 표준화 작업이 중요하다. 개별 시스템 간, 네트워크 간 및 디바이스 간의 다양한 물리적 인터페이스 및 프로토콜 등 시스템 통합을 위한 상호호환성을 보장하기 위하여 무엇보다도 표준을 정하는 것이 성공을 보장할 수 있기 때문이다.
물론 정보기술 분야에서 인터넷 프로토콜(IP), 유•무선 통신기술, 네트워크 기술 등 기존의 디지털 요소기술들은 이미 대부분 국제표준 또는 단체표준으로 제정되어 있으나 스마트 그리드의 전개과정에서 새로이 출현되는 정보통신기기, 시스템 및 데이터 간의 호환성을 보장하기 위한 새로운 기술체계가 필요하고 이러한 체계가 정립되면서 새로운 표준으로 등장하게 될 것으로 보인다.
예로써 스마트 그리드가 전개되면서 디지털 통신기능이 접목된 양방향 적산전력계, 실시간 전력요금 표시장치 등이 출현되고, 변전소 간 네트워크 프로토콜 및 배전계통 제어시스템 기술, 전력 생산원가를 반영한 실시간 전력요금산정 체계의 플랫폼 기술, 에너지를 저장하는 축전시스템(전기자동차, 전력저장소) 운영 네트워크 기술 등이 제안되고 있으며 이들은 향후 새로운 전력거래 비즈니스 모델의 핵심이 될 것이다.
전력계통에서 IT기술은 디지털 제어시스템을 구성하며 실시간 전력요금으로 전력의 수요와 공급의 균형을 총괄 제어하여 설비 및 에너지 이용률을 최적화하는 차세대 전력제어망의 핵심기술 중 하나이다. 전력시스템에 IT기술이 접목되는 스마트 그리드는 표준화를 통하여 완성될 수 있으며, 우리가 글로벌 표준을 선도해 나갈 수 있을 때 우리나라의 전력에너지 이용효율 향상은 물론 관련제품의 세계시장 진출도 가능하게 될 것이다.
또한, 우리나라 IT산업도 세계적인 새로운 수요창출이 가능한 스마트 그리드 산업의 활성화에 따라 가전/통신 신화에 이어 또 다른 새로운 도약을 창출할 수 있는 기회가 될 수 있을 것이다. 에너지, 전력, IT, 자동차 등 다양한 산업이 통합되어 국가적 시너지를 생산할 수 있는 스마트 그리드의 미래를 기대하게 된다.
아이씨엔 매거진 2010년 06월호

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힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

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힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

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[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

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'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

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2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

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인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

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