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문제 정의
- 국내의 차세대 전자식 WHM는 단순한 형태의 원격검침 수준을 넘어서 전력회사의 입장에서는 고객의 부하사용에 대한 정보를 수집하여 수요관리를 효과적으로 시행할 수 있도록 하고, 고객의 입장에서는 미래의 사용량을 예측하고 기타 전력 사용패턴 등을 관찰함으로서 고객이 능동적으로 전력시스템의 활용에 참여할 수 있도록 활용성과 부가가치가 높은 전력서비스의 제공이 가능한 지능형 WHM로 발전해 나갈 전망이다. 본 논문에서는 스마트미터링과 연계되는 지능형 홈기기 관련 VAS는 포함하지 않고 전력회사가 운용하는 WHM를 중심으로 살펴보고자한다.
제안 방법
- WHM 및 전력회사의 입장에서 VAS 항목으로 우선적으로 고려해야 할 대상항목과 항목 별로 구현하고자 하는 기술수준 세부 적용사항은 표 3과 같으며 각 항목별 적용사항은 국내 환경에 적합한 VAS를 도출하기 위해 모두 16개의 대상항목을 후보항목으로 설정하였다.
- WHM의 활용성 증대와 전력회사의 수익보호 그리고 전력설비 운용효율 향상을 위한 VAS의 항목의 선정은 국내에서 WHM를 활용하는 현장 실무자의 사용 중 불편사항 또는 개선이 요구되는 사항과 국내의 전력계량 기술분야 기술자 및 연구 참여자의 평가의견을 토대로 VAS 후보 항목에 대한 중요도를 평가하도록 하였다.
- 본 논문에서는 최근 연구과제로 수행된 ‘전자식 WHM를 활용한 부가서비스(VAS ; Value-Added Services) 시행방안 연구’의 연구결과를 토대로 하여, 국외 주요국가의 스마트 WHM 활용 VAS 기술개발 추세를 조망하고 향후 국내환경에 적합한 스마트 WHM의 VAS 적용전망 등을 도출하였다[5].
- 전력품질 가운데, 전압품질은 일반적으로 전압의 크기 및 지속시간과 관련이 있다. 본 연구를 통한 스마트 전력량계 시연장치에는 시간대별 전압변동 트렌드와 최대전압, 최소전압 정보를 표시화면을 통해 제공하도록 하였다.
- 스마트급 전자식 WHM 활용 VAS의 모의를 위한 VAS의 항목은 전력회사의 설비운영 및 관리효율 향상에 중점을 두고 적용이 용이하고 시급성이 요구되는 항목 2건과 최대 전력사용 시간대의 분산과 고객 전기사용 절감효과를 기대할 수 있는 항목 등을 포함하였다.
- 시연장치의 시험운영을 통해서 전기사업자(운영자) 또는 고객의 입장에서 개선해야 할 사항을 점검하고 각 VAS의 효율적 운용을 위해 각 VAS 상호간 연계작용을 어떻게 만들어 갈 것인가를 세부적으로 검토해 보았다.
- 저압고객을 대상으로 한 원격검침시범사업은 무선 방식과 고속 PLC 방식으로 병행 실시하였다. 무선방식은 제주지역 1,500호를 대상으로 2002년 5월에 착수하였다.
- 차세대 전자식 WHM용 VAS 항목의 평가는 크게 저압용 단상 120A 이상의 규격에 관한 것과 고압용 WHM 규격으로 구분하여 실시하였다. 상기의 VAS 적용항목 도출을 위한 총 16개의 적용대상별 점수배점을 실시한 평가결과의 세부내역은 생략한다.
대상 데이터
- 저압고객을 대상으로 한 원격검침시범사업은 무선 방식과 고속 PLC 방식으로 병행 실시하였다. 무선방식은 제주지역 1,500호를 대상으로 2002년 5월에 착수하였다. 또한, 국내 전력회사 주도하에 전기·가스·수도 통합 원격검침 허브(Hub)를 구축하고 원격검침 해외사업 진출을 위한 통합검침 모델 확보 및 기술력 검증을 위해 2007년 하반기에 추진되었다.
- 유럽에서는 2006년부터 EU 연구프로그램으로 지정되어 스마트그리드 기술 플랫폼 개발에 착수하였다. 주요 참여 기관들로는 ABB, Siemens, BP 등이다.
- 미국은 2003년 ‘그리드 2030’을 제시하였고 2007년에는 지원방안이 의회에서 통과되었으며 2008년부터 국가 정책사업으로 추진되고 있다. 주요 참여 기관들로는 전력중앙연구소(EPRI)와 GE, Lucent, Cisco, IBM 그리고 구글 등이다.
성능/효과
- 단, 본 연구과제를 통해 도출하고자 하는 VAS의 평가에 있어서 통신방식과 웹 기반의 VAS 적용은 고려사항에서 제외 하였으며 WHM를 중심으로 고객측 및 상부 서버측과의 인터페이스를 참조하여 적용방안을 도출 하였다. 즉, 통신인프라의 구축과 밀접한 관련이 있는 원격 S/W 업데이트와 국내 환경에서 활용가능성이 적은 선불요금제 그리고 현수준에서는 크게 고려할 수준이 되지 못하는 도전예방기능 등은 제외하였다.
- 미국, EU 등 주요 전력선진국에서의 WHM 산업은 스마트 미터링 시스템의 도입을 시작하여 초기 파이롯트(Pilot) 시스템을 통한 표준화 작업을 진행 중에 있다. 미국 규제관련기관에서 조사한 AMI 시스템의 사용목적에 대한 설문조사 결과는 스마트 미터링이 원격검침, 고객 서비스 및 고객 만족, 자산관리, VAS, 정전관리 등에 다양한 이익을 창출하는 것으로 나타났다. 스마트 WHM가 가져야 주요 기능들로는 시간에 따른 요금 부과, 소비자와 공급자가 필요로 하는 사용량 데이터 제공, 순수 전력 사용량 측정, 전력 손실 및 복구통보, 원격 차단/투입 동작, 요금 불성실 납부자 또는 수요관리 목적을 위한 부하제한, 에너지사용요금 선납, 전력품질에 대한 감시, 그리고 미터에 불법적 접근 및 도전 탐지, 홈 내 다른 지능형 기기와의 통신기능 등이 있으며 이러한 기능들은 질적 양적측면에서 지속적으로 진화 발전 될 전망이다.
- 저압 및 고압용에 대한 전반적인 평가결과는 역률정보제공과 오결선 감지/경보기능, TOU Tariff 방식 적용 그리고 전압 변동율 측정이 가장 높은 우선순위를 보였으며, 기타 주요 항목으로는 전력사용량 측정 분석, 양방향 계량기능, 누적유효전력량 고정표시, CPP Tariff 방식 적용 등이다.
후속연구
- 이를 계기로 우리나라 여건에 적합한 전력 VAS의 개발과 현장 적용성의 증대는 매우 중요하다. 스마트그리드와 연계한 차세대 스마트 미터링 시스템의 성공적 적용과 활용은 스마트그리드의 성공적 추진에도 많은 기여를 할 것으로 예상된다. 현장중심의 전력 VAS의 도출과 적용은 세계시장을 선도하는데 있어서 필수적인 요소이다.
- 국내 환경에 적합한 VAS의 구체적 적용전망은 고압용의 경우에는 역률정보의 제공과 함께 양방향 계량 기능, 실시간 순간정전 감시 등의 적용과 함께 TOU(Time of Use)와 CPP(Critical Peak Pricing) 과금 방식의 적용이다. 이는 곧 다양한 요금제도의 시행이 필요함을 의미하며 차세대 스마트 전력량계는 다양한 VAS를 적용과 이와 연계한 다양한 요금제도가 적용될 때 높은 활용성과 경제성을 가질 수 있을 것으로 판단된다.
- 최근 세계 주요 전력사의 향후 정책전망을 가늠해보면, 미국 뉴욕의 대규모 정전 사태 및 중동전쟁 이후 전력의 관리 및 에너지 자원 확보에 대한 관심과 투자가 확충 될 것으로 예상되며 전력과 IT 결합형의 새로운 기술체계와 수요자가 시장에 참여하는 형태의 환경구축에 많은 전력회사들이 관심을 갖고 투자에 나설 것으로 예상된다. 향후 국외사용 환경 요금구조의 다양화와 대고객 서비스 수준의 향상으로 예상되며, 요금구조의 다양화는 고객별 소비형태에 적합한 선택적 요금제도의 도입사용과 가변 요금제의 도입이 검토될 것으로 전망되고 이를 통한 수요관리 시행으로 투자비 감소를 유도할 것으로 예상된다. 대고객 서비스 수준 향상은 고객의 전력사용형태 분석을 통한 고객의 요구에 부합하는 경제적이고 합리적인 요금제도가 제시되고 있으며, 전력 사용과 관련한 다양한 부가정보의 제공과 고객의 에너지절감 등 자체 부하관리에 필요한 계량정보를 제공하는 추세에 있다.
- 향후, 국내에서는 대규모의 저압전자식 WHM의 도입을 앞두고 있다. 현 시점에서는 지금까지의 품질관련 연구와 더불어 전자식전력량계 활용 극대화와 경제성 확보를 위한 지능형 전력계량시스템의 연구개발에 심혈을 기울여야 할 것으로 판단된다.
- 향후, 국내에서는 대규모의 저압전자식 WHM의 도입을 앞두고 있다. 현 시점에서는 지금까지의 품질관련 연구와 더불어 전자식전력량계 활용 극대화와 경제성 확보를 위한 지능형 전력계량시스템의 연구개발에 심혈을 기울여야 할 것으로 판단된다.
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