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국내외 캠퍼스 마이크로그리드 구축 사례 및 연구 동향 원문보기

전기의 세계 = The proceedings of KIEE, v.65 no.8, 2016년, pp.28 - 37  

배성우 (영남대학교 공과대학 전기공학과)

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문제 정의

  • 그림 3의 도표에서 보듯이 마이크로그리드 시장 중 캠퍼스 마이크로그리드의 시장 규모가 가장 크고 성장 가능성이 높으므로, 본 기고문의 본론에서는 국내․외 마이크로그리드 구축 사례로 미국 캘리포니아 샌디에고 주립대(University of California, San Diego) 마이크로그리드, 일리노이 대학 (Illinois Institute of Technology,Chicago) 마이크로그리드, 텍사스 오스틴 대학(University of Texas at Austin) 마이크로그리드, 국내 마이크로그리드 실증 사업 현황 및 서울대 캠퍼스 마이크로그리드사업에 대해 살펴보고자 한다.
  • 특히, 그림 3의 2015년 추정 북미 마이크로 그리드 시장 점유율에서 보듯이 캠퍼스 마이크로그리드를 중심으로 시장이 확산될 것으로 Pike Research는 예상하고 있다 [3]. 따라서, 본 기고문에서는 캠퍼스 마이크로그리드란 무엇인지 살펴보고, 국내․외 캠퍼스 마이크로그리드의 구축 사례 및 캠퍼스 마이크로 그리드의 최신 연구 동향을 살펴보고자 한다.
  • 본 기고문에서는 Pike Research의 시장 점유율 예상에서 예측되었듯이 마이크로그리드 확산 및 사업화가 가장 먼저 이루어질 캠퍼스 마이크로그리드란 무엇인지 살펴보고, 국내․외 캠퍼스 마이크로그리드의 구축 사례 및 캠퍼스 마이크로그리드의 최신 연구 동향을 살펴보았다.
  • 특히 캠퍼스 마이크로그리드 연구 개발 및 확산 사업에서 앞서 나가고 있는 선진 구축 사례로 미국의 캘리포니아 샌디에고 주립대 (University of California, San Diego) 캠퍼스 마이크로그리드, 일리노이 대학 (Illinois Institute of Technology,Chicago) 캠퍼스 마이크로그리드, 텍사스 오스틴 주립대학(University of Texas at Austin) 캠퍼스 마이크로그리드, 뉴욕대학 (New York University) 캠퍼스 마이크로그리드의 규모, 에너지 포트폴리오 구성, 캠퍼스 마이크로그리드 계통 운영 기술에 대해 살펴보았다. 
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
일리노이 대학 캠퍼스 마이크로그리드의 운영 기술은 무엇인가? 미국 일리노이 대학 (Illinois Institute of Technology,Chicago)의 캠퍼스 마이크로그리드에는 그림 12에서 보는 바와 같이 3단계의 제어 레벨로 운영되고 있다. 1단계인 프라이머리 제어 (Primary control)는 캠퍼스 마이크로그리드 내 부하와 분산전원 간의 드룹 제어 (Droop control) 방식에 기반하고 있다. 2단계 제어 (Secondarycontrol)는 1단계 드룹 제어에서 발생한 정상상태 오차를 줄이기 위한 보정 제어 알고리즘 이다. 3단계 제어 (Tertiary control)는 캠퍼스 마이크로그리드 내 분산전원의 최적 발전을 이룩하고, 캠퍼스 마이크로그리드와 캠퍼스 외부 전력 계통 간 계통 연계 운전 모드와 독립 운전 모드의 최적 운영을 위한 캠퍼스 마이크로그리드와 외부 전력 계통 간의 전력 조류를 제어하는데 그 목적이 있다 [7].
마이크로그리드란 무엇인가? 마이크로그리드는 소규모 지역을 중심으로 지능형 전력망 구축, 신재생에너지원의 발전 등을 통해 전력을 자체 생산 및 공급하는 전력망 시스템이다. 그림 2에서 보는 바와 같이 세계 마이크로그리드 시장은 현재 북미 지역에서 주도하고 있으나 [3], 중국, 일본, 한국 등 아시아 지역에서도 시장 점유율이 확대될 것으로 전망된다.
정부가 기후 변화 대응, 에너지 안보, 수요관리 등 에너지 분야 주요 현안을 효과적으로 해결하기 위해 구축한 8대 에너지 신산업 모델에 해당하는 산업은 무엇인가? 정부는 신기후체제 출범에 선제적으로 대응하고 이를 우리 경제의 새로운 도약의 기회로 활용하기 위한 정책방안을 모색하기 위해 “기후변화 대응 및 에너지신산업 토론회”를 개최하고, “2030 에너지 신산업 확산전략”을 발표한 바 있다 [1, 2]. 이에 따르면 기후 변화 대응, 에너지 안보, 수요관리 등 에너지 분야 주요 현안을 효과적으로 해결하기 위해, 정부는 그림 1과 같이 전기자동차, 수요자원 거래시장, 에너지 자립섬, 에너지저장 장치, 친환경 에너지타운, 제로에너지 빌딩, 온․배수열 활용사업, 태양광 대여 산업의 8대 에너지 신산업 모델을 구축하기로 하였다. 이를 위해 2015년까지 민간 자금 8,020억 원 등 총 1조8,300억 원을 투입하여 에너지 신산업 생태계 (그림 1) 조성을 계획하고, 2017년까지 총 4조 6,000억 원 이상의 시장 및 1만400 여개의 일자리를 창출하여 경제 활력을 제고할 계획을 수립하였다 [1, 2].
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참고문헌 (15)

  1. 산업부 보도자료, "신기후 체제에 대한 선제적인 대응, 2030 에너지 신산업 확산전략,"2015. 11. 24. 

  2. 산업부 보도자료, "에너지 신사업의 사업화를 촉진시킬 변화와 혁신,"2014. 09. 04. 

  3. P. Asmus, A. Lauderbaugh, and K. Adamson, "Navigant Pike Research report, Microgrid Development Tracker 4Q12,"2012. 

  4. B. Washom, J. Dilliot, D. Weil, J. Kleissl, N. Balac, W. Torre, and C. Richeter, "Ivory Tower of Power,"IEEE Power & Energy Magazine, Vol. 11, No. 4, pp.28-32, Jul./Aug. 2013 

    상세보기 crossref

  5. Berkeley Lab, "Examples of Microgrids: University of California San Diego"[Online]. Available: https://building-microgrid.lbl.gov/ucsd 

  6. B. Washom, "Replicapability and Scalability of UC San Diego's 42 MW Microgrid for Pacific Islands,"2013. 

  7. M. Shahidehpour and M. Khodayar, "Cutting Campus Energy Costs with Hierarchical Control: The Eeconomical and Reliable Operation of a Microgrid," IEEE Electrification Magazine, Vol. 1, No. 1, pp. 40-56, 2013. 

    상세보기 crossref

  8. Berkeley Lab, "Examples of Microgrids: Illinois Institute of Technology"[Online]. Available: https://building-microgrid.lbl.gov/illinois-institutetechnology 

  9. Power Plant and Chilling Stations [Online]. Available: https://utilities.utexas.edu/services/powerplant/ 

  10. Austin Energy [Online]. Available:www.austinenergy.com/ 

  11. Pecan Street Project [Online]. Available: www.pecanstreet.org/ 

  12. 윤범진, "스마트시티 최근 동향과 과제, 똑똑한 도시를 만들기 위한 6가지 과제,"Electronic Science, May 2012. 

  13. 산업부 보도자료, "에너지 신산업의 플랫폼, 마이크로그리드 개발 본격화 - 서울대에서 국내 최초로 캠퍼스 마이크로그리드 구축,"2015. 07. 17. 

  14. Berkeley Lab, "Examples of Microgrids: New York University"[Online]. Available: https://buildingmicrogrid. lbl.gov/new-york-university 

  15. How NYU's New Cogeneration Plant Works [Online]. Avaliable: https://www.nyu.edu/content/dam/nyu/publicAffairs/documents/PDF/NYU-CoGen-plant-How-it-works.pdf 

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