초록 ▼

Ⅱ. 과제의 목표 및 내용
1. 배경 및 필요성
▶ 연구개발 배경 및 필요성
▸ 미래 Energy 4.0 시대에 대응하기 위하여 차세대 에너지 관리 핵심기술 구현이 필요하며, 구현되는 에너지 관리 핵심기술은 수요관리 자원의 능동적 확보를 통해 에너지 사용량 절감과 사용자 편익을 최적화 할 수 있는 기술임.
▸ 복잡 거대계 시스템에 적합한 차세대 에너지 관리 요소 기술로 ICBT(IoT, Cloud, Big Data, Mobile) 관련 에너지관리 플랫폼 구현 기술에 대한 개발이 필요하며, 전력에너지 생산과 소비

Ⅱ. 과제의 목표 및 내용
1. 배경 및 필요성
▶ 연구개발 배경 및 필요성
▸ 미래 Energy 4.0 시대에 대응하기 위하여 차세대 에너지 관리 핵심기술 구현이 필요하며, 구현되는 에너지 관리 핵심기술은 수요관리 자원의 능동적 확보를 통해 에너지 사용량 절감과 사용자 편익을 최적화 할 수 있는 기술임.
▸ 복잡 거대계 시스템에 적합한 차세대 에너지 관리 요소 기술로 ICBT(IoT, Cloud, Big Data, Mobile) 관련 에너지관리 플랫폼 구현 기술에 대한 개발이 필요하며, 전력에너지 생산과 소비의 능동적 상호 연계가 가능한 양방향 분산 전력망 구현 핵심 기술 개발이 필요함.
▸ 수요관리 관련 DR (Demand Response) 시장은 미국이 세계 최대 시장을 운용중이며, 향후 10년내 EU 및 아시아 시장이 급속히 성장할 것으로 전망됨. 한국, 일본, 대만 중심의 아시아 시장은 2019년 약 8억 달러 규모로 급속한 성장이 예상됨에 따라 미래 수요관리 시장에 적극 대응할 수 있는 차세대 에너지 관리 핵심기술 개발이 필요한 시점임.

[세부과제 연구개발 배경]
1. 실시간 데이터 기반 지능형 부하예측 및 Analytics 기술 개발
▸ 기존의 전력계통에 신재생 에너지를 비롯한 마이크로 그리드가 연결되면서 정교한 예측에 의한 에너지 제어가 중요해지고 있음. 또한, 전기그리드에 열 및 연료의 네트워크가 서로 통합되고 확장되는 Community 관점에서 에너지관리 솔루션이 필요한 시대로 진입하게 됨에 따라 이에 대응할 수 있는 고도화된 EMS(에너지관리시스템, Energy Management System) 기술 개발이 요구되고 있음.
▸ 기본적으로 EMS는 사용량 즉, 부하예측을 기반으로 하는데 최근에는 비정규적으로 발생하는 부하변동이 많고 이들의 영향이 전체 부하사용량에 미치는 영향이 커짐에 따라 기존의 일반적인 예측모델을 극복할 수 있는 기술이 필요함.

2. Self-powered IoT 에너지 환경 센서 기술 개발
▸ IoT/WSN 기반의 관련 기술이 점차 현실화 되면서 소형, 고감도, 저전력 에너지 환경 센서의 수요가 증가하고 있어 저전력의 에너지를 지속적으로 발생시킬 수 있는 기술이 요구됨.
▸ 에너지 하베스팅 (Energy Harvesting) 기술은 주변 환경에서 낭비 또는 버려지는 에너지를 활용하여 전기에너지로 변환시키는 청정에너지 기술임.
▸ 기존의 환경 센서의 경우 높은 소비전력, 크기가 크고 제한적인 서비스만 가능한 문제가 있음.
▸ 수십에서 수만개의 센서를 연결하기 위해서는 무선연결이 이루어져야 하므로 센서 구동을 위한 센서 각각의 전력 공급원이 필요함.
▸ 나노센서는 수 mw 이하 또는 수 uW에서도 구동이 가능하기 때문에 저전력을 무한히 생산할수 있는 에너지 하베스터의 개발이 필요함.

3. 양방향 에너지 제어를 위한 Energy Router 기술 개발
▸ Energy Router는 Community EMS의 에너지 최적제어 기능 구현을 위한 핵심구성 요소 중 하나로 능동적으로 전력 에너지 양방향 흐름을 제어할 수 있으며, 복수의 단위 전력계통이 Energy Router를 통해 연결되기 때문에 분산 에너지의 생산과 소비 간의 직접적인 최적 전달이 가능해짐.
▸ Energy Router 는 전력 계통과 신재생 분산 발전원 간의 유연한 연계를 통하여 Community 내의 분산 에너지원의 Penetration Level 향상이 가능하며, 전력계통 연계 간 보호 기능을 활용하여 정전사고 등 예상치 못한 사고 발생 시 연쇄적인 고장을 방지하여 Community 의 에너지 공급 신뢰성을 향상시킬 수 있음.
▸ 기존 미국 등 선진국을 중심으로 에너지 클라우드 (Energy Cloud) 및 에너지 인터넷과 연계 되어 전력의 양방향 흐름제어를 위해 SST를 비롯한 전력반도체 기반 하드웨어 구현 기술에 대한 연구가 국가적 지원을 통해 지속적으로 수행되고 있지만, 국내에서는 관련 연구에 대한 관심이 아직 높지 않은 상황임.
▸ 에너지 생산과 소비가 최적으로 연계되어 구현되는 미래형 에너지 Community 구현과 이의 운영을 위한 EMS 기술의 개발을 위해서는 생산 및 소비 간 양방향 전력흐름을 능동적으로 제어 할 수 있는 Energy Router 기술 확보가 필요한 시점임.

( 출처 : 본론 Ⅱ. 과제의 목표 및 내용 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 일반현황 ... 4
• Ⅱ. 과제의 목표 및 내용 ... 5
• 1. 배경 및 필요성 ... 5
• 2. 최종목표 ... 6
• 3. 연차별 연구목표 및 주요 연구내용 ... 7
• Ⅲ. 추진 전략 ... 8
• 1. 기술개발팀 편성도 ... 8
• 2. 주요 기술개발 이슈 ... 9
• 3. 타개전략 ... 10
• Ⅳ. 추진 실적 ... 11
• 1. 성과목표 및 기술목표 달성도 ... 11
• 2. 추진계획 대비 실적 ... 17
• 3. 계획대비 진도 부진 시 개선대책 ... 45
• Ⅴ. 향후 계획 ... 46
• 1. 계속과제인 경우 ... 46
• 끝페이지 ... 47