현재 우리나라의 스마트그리드는 실증 단계를 넘어서 확산 단계로 넘어가고 있는 과정에 있다. 이미 세계 최초, 최대 규모로 추진된 제주 스마트그리드 실증사업이 올 5월 마무리됐고, 2015년부터는 3년간 확산사업이 본격적으로 진행된다. 이는 이제 기술개발 단계를 넘어서 실증을 완료한 제품 및 시스템들이 본격적으로 우리 실생활에 속속 스며든다는 것을 의미한다. 즉, 이제 우리나라의 스마트그리드는 시장 창출과 비즈니스 모델 개발에 모든 역량이 집중되고 있다.
그렇다면 과연 어떤 제품·시스템들이 스마트그리드 시장에서 두각을 나타내고 있을까. 이에 대한 답은 지난 16일부터 19일까지 서울 삼성동 코엑스에서 개최된 ‘제4회 코리아 스마트그리드 위크(Korea Smart Grid Week)’ 행사 시 개최된 ‘코리아 스마트그리드 엑스포’에 어떤 업체들이 어떤 제품·시스템을 주력상품으로 들고 나왔는지를 보면 쉽게 파악할 수 있다. 결론적으로 말하면 현재 에너지저장장치(ESS), 첨단계량인프라(AMI), 전기차 및 관련 부품, 전기차 충전 인프라 등과 관련된 제품들이 많은 발전을 이루며 시장에 선보이고 있다는 점이다. 이번 엑스포에 전시된 각 사의 스마트그리드 관련 핵심 제품·솔루션들을 소개한다.

한전, 스마트그리드의 전부를 보여주다

먼저 한전은 AMI를 기반으로 소비자에게 전력정보를 제공하고, 수요반응을 통해 합리적인 전기사용을 유도하는 소비자 중심의 에너지 효율화 신 비즈니스 모델을 직접 선보였다.

지능형운송 분야에서는 전기차 운행을 위한 충전 인프라(전기차충전기, 요금결제 및 운영 시스템 등)를 총망라해 보여줬는데, 특히 한전 컨소시엄이 국내 최초로 시행 중인 전기차 공동이용(Car-Sharing) 서비스에 대한 홍보를 진행했다.

지능형신재생과 관련해서는 전력품질보상장치(STATCOM/AVC), 에너지저장장치(BESS, PCS), 에너지관리시스템(EMS)으로 구성된 지능형신재생 시스템을 선보였다. 이 시스템은 신재생발전원의 출력을 개선시키고, Smoothing, 에너지 Shifting 기술 등의 구현을 가능케 함으로써 신재생발전원의 효율적인 계통연계를 도모한다.

그리고 한전은 스마트그리드 환경에서의 비즈니스 모델 개발을 지원하기 위해 분야별 운영현황을 모니터링하고 실시간 전기요금 테이블을 제공하여 운영 결과를 분석·평가하는 종합관제소인 TOC(Total Operation Center)를 전시했다.

끝으로 한전은 송전, 변전, 배전 각각의 운영시스템의 정보를 공통정보 모델(CIM)로 통합해 계통운영 정보 및 상태를 감시하는 ‘파워그리드 운영시스템(PGOMS, Power Grid Operation and Management System)’을 선보였다.

LS산전, 지속가능도시 구현할 기술 선보여

LS산전은 지속가능 녹색도시를 만들어가기 위한 핵심 기술로서 △지능형전력망(SPG) △HVDC(초고압직류송전) △전기차 충전 인프라 △ILCMS(항공등화 개별 점소등 제어 시스템) △지능형신재생 △에너지저장장치 △Smart Green Home △Smart Green Building △Smart Green Factory 등 9개 분야를 제시, 각 분야를 체험할 수 있는 기회를 제공했다.

SPG는 국가단위 에너지 관리 시스템인 EMS, 차세대 한국형 EMS와 함께 한국형 EMS 기술을 기반으로 이라크 시장에 진출한 DCC(Distribution Control Center) 등이 소개됐다.

‘송전 기술의 꽃’으로 불리는 HVDC 기술과 함께 AC 완속 및 급속 충전기, 월 박스(Wall Box) 등이 전기차 충전 인프라로 전시됐으며, 제주공항 구축에 이어 최근 김포공항 사업까지 수주에 성공한 첨단 등화관제 시스템인 ILCMS도 눈길을 끌었다.

이와 함께 LS산전의 대표적 특화제품인 수상 태양광 모듈과 태양광 인버터(PCU)와 함께 스마트 그린 시티 구현의 핵심인 ESS, 그린 빌딩 솔루션, FEMS(Factory EMS) 등을 선보여 관람객들의 호평을 받았다.

포스코ICT, 가장 효과적 에너지 절감 기술 제공

스마트그리드에서 포스코ICT의 경쟁력은 Smart EMS에서 빛난다. 포스코ICT는 앞선 기술력을 바탕으로 산업별 공통 비즈니스 영역을 모아 IBM 지능형운영센터(IOC)를 기반으로 에너지 관리 시스템인 Smart EMS를 개발했다. 이 Smart EMS는 공장에 특화된 FEMS(Factory EMS), 빌딩에 특화된 BEMS(Building EMS)로 구성돼 있다.

우선 포스코ICT FEMS는 에너지 측정에서 모니터링, 분석, 계획, 그리고 제어를 통해 공장 내에 공급 및 소비되는 에너지를 최적화 시켜주는 에너지 관리 솔루션이다. Smart Idling, Smart Air & Fluid, Smart Cost, Smart Room, Smart Diagnosis 등 5가지 비즈니스 모델로 구성된 산업공통기능과 지능형운영플랫폼인 IOC, 산업표준 데이터 수집 기술을 적용한 IIC(Integrated Information Core)를 기반으로 제작됐으며, 특정 산업에 제약 없이 다양한 산업과 공장의 에너지 관리에 적용 가능하다.

특히 FEMS는 포스코를 비롯해 국내외 산업현장의 에너지 절감사례 1만 여건을 분석해 적용이 쉽고 효과가 우수한 사례를 솔루션에 반영하고, 에너지 효율화를 위한 데이터 수집과 분석 기능을 대폭 강화했다는 평가를 받고 있다.

포스코ICT BEMS는 빌딩의 에너지 사용 최적화를 위해 빌딩 내 에너지 소비패턴이나 설비의 비효율적인 운전 현황을 분석, 진단하고 그에 따른 설비 구축·운영에 이르기까지 최상의 에너지 절감 서비스를 제공한다.

또한, 전체 에너지 현황 요약 데시보드, 중요 성능 지표 관리, 자동화된 표준 운영 프로세스, 스마트 이벤트 관리 등을 제공한다. 무엇보다 포스코ICT BEMS의 경우 상업빌딩, 병원, 학교, 호텔 등 다양한 빌딩 특성을 반영한 고객 맞춤형 시스템 구축이 가능하며, 클라우드 기반의 시스템 구축으로 통합관제센터에서 다수의 빌딩을 통합 관리하는 군(群) 관리 기능을 제공한다.

송암시스콤, 최적의 SG 통신망 구축 ‘선봉장’

송암시스콤은 스마트그리드 통합 플랫폼, 지능형 교통시스템(ITS), 산업용 L2 스위치, 다기능 광전송장치(MOTS), 디지털계통보호전송장치(PITR), 전력통신용 통합단말장치, RFID 전력량계 관리시스템 등의 제품을 생산하고 있다. 이번 엑스포에서 송암시스콤은 HSR 모뎀과 Merging 유닛(Unit)을 선보였다.

HSR 모뎀은 스마트그리드 통신망 구축에 적합한 장비로, 다양한 단말 및 네트워크 장비들을 수용할 수 있도록 다양한 통신 인터페이스를 제공하며, IEC 62439-3 표준의 HSR을 적용해 고신뢰성을 보장한다. 또한, 설치가 용이하고 기존 장비들과의 높은 호환성으로 별도의 변환장치 없이도 간단하게 스마트그리드 망을 구성할 수 있다.

Merging 유닛은 Process Bus 인터페이스 최적의 솔루션으로, 변전소 전력설비로부터 취득한 아날로그 신호(전압, 전류)를 IEC 61850 9-2 기반의 디지털 프로토콜로 변환해 SV(Sampled Value)를 디지털 통신으로 변전자동화시스템의 보호·제어 IED(Intelligent Electronic Device)들에게 정보를 제공한다.

한전KDN, 첨단 스마트그리드 시스템의 ‘진수’

이번 엑스포에서는 WAMAC(Wide Area Monitoring and Control, 광역정전계통감시·제어시스템), SDMS(Smart Distribution Management System, 스마트배전운영시스템), AMI 등 첨단 스마트그리드 기술들을 선보였다. WAMAC은 전력계통 상태를 실시간으로 인지 및 판단해 외란의 파급을 사전에 예방하는 시스템으로, 실시간 광역전력계통 감시·제어 기술을 통한 스마트그리드의 총괄 운영이 가능해진다.

이를 통해 환경에 따라 시시각각 변화하는 신재생에너지원의 감시 및 적절한 운영계획 수립은 물론, 예상치 못한 마이크로그리드의 계통 분리 및 병입에 따른 안정적 대처가 가능하다.

그리고 한전KDN은 다양한 통신방식을 이용한 AMI 시스템 구성이 가능한데, 이번 엑스포에서는 PLC 기반의 AMI 시스템을 선보였다. 아울러 SDMS는 배전 전력망의 신뢰도 향상은 물론 신재생에너지, 마이크로그리드 등으로 인해 갈수록 복잡해지는 배전계통과 분산자원의 통합 운영을 통해 신재생에너지의 효율성을 높이고, 배전계통의 감시·제어를 수행하는 차세대 전력계통 운영시스템이다.

코캄, 차세대 이차전지 토탈 솔루션 제공

특히, 코캄은 순간 전류 출력 성능이 우수한 SLPB 개발 성공을 시작으로 단 셀 기준 25mAh~240Ah의 폭 넓은 제품 구성을 시장에 선보이며 소형전자기기, RC용 고출 배터리, 전기차, 선박, 항공, 군수, 무정전전원공급장치, 그리고 ESS까지 배터리 적용 범위를 확대하고 있다. 무엇보다 코캄은 우수한 ESS가 에너지 문제 해결의 시발점이 될 수 있다고 판단, 리튬 폴리머 단전지를 이용해 각종 스마트그리드 사업을 추진하고 있다.

코캄의 ESS의 경우 Home(KHESS), Community(CES), Commercial Scale(KCE) 등 용량별로 다양하게 출시되고 있다(괄호 안은 모델명). KHESS는 5.3~15.5kWh의 용량으로 제공되며, 신재생에너지와의 연동, 첨두부하절감, 무정전전원공급장치의 역할을 수행함으로써 스마트그리드를 실현할 수 있다.

CES는 30~60kWh의 용량을 고객의 요구에 맞게 구성할 수 있으며, 배터리관리장치, 화재진압시스템, 온도조절시스템 등을 포함한 턴키 솔루션으로 제공 가능하다. KCE는 250kWh~10MWh의 용량을 이동가능한 20ft/40ft 컨테이너에 설치해 각종 스마트그리드 관련 분야에 적용 가능하다.

중앙제어·피앤이솔루션·이엔테크놀로지, 전기차 급속 충전 시대 연다

중앙제어는 빌딩자동제어시스템, 홈네트워크시스템에서부터 스마트 미터 차단기, 전기차 충전시스템, LED 램프에 이르기까지 다양한 분야에서 스마트그리드 사업에 참여하고 있는 기업이다. 중앙제어의 경우 완속, 홈, 급속, 급속·완속 충전기들을 생산해 내고 있으며, 충전기 운영시스템까지 제공한다. 특히, 신재생에너지원을 이요한 전기차 충전 기능도 갖고 있다.

피앤이솔루션은 2011년 국내에서 처음으로 중부고속도로에 고속전기차용 급속충전시스템을 구축해 검증사업을 진행하는 등 전기차 전장품 및 충전인프라 구축을 선도하고 있는 기업이다. 피앤이솔루션은 홈, 완속, 급속 충전기를 비롯해 스탠드형을 설치하기 힘든 곳이나 제한된 공간에서 충전할 수 있는 벽걸이형 완속 충전기도 생산하고 있다.

이엔테크놀로지는 전기차 충전기와 계통연계형 양방향 PCS, 배터리 충방전 관리 시스템 등 높은 효율의 스마트그리드 제품 기술개발에 주력하고 있는 전문기업이다. 전기차 고속충전기와 BMS(Battery Management System) 부문에서는 국내 최초로 녹색기술인증을 획득한바 있다.

파워프라자, 실속형 전기차의 가능성을 점치다

무엇보다 파워프라자의 전기차는 실용성에 초점을 맞추고 있다는데 특징이 있다. 파워프라자의 대표 모델인 ‘예쁘자나 S4’는 고객의 선택에 따라 배터리를 추가 장착할 수 있도록 했는데, 1회 충전 주행 거리가 최대 500km까지 가능하다.

특히, 이 차량은 차량탑재용 충전기를 이용해 일반 220V 콘센트에서 손쉽게 충전이 가능하며, 3상 380V를 이용한 고속 충전도 가능하다. 여기에 승객의 안전을 최대한 고려해 80V의 저전압 시스템을 채택하고 있다.

엑스포에서 선보인 0.5톤 실속형 소형화물 전기차인 ‘PEACE’는 고유가 시대와 탄소 배출 강화라는 세계적 흐름에 발맞춰 개발된 상용 전기차이다. 이 차량은 0.5톤 내연기관 상용차의 파워트레인을 구조변경해 만든 개조 전기차로, 장거리 운전 보다 지역 내 화물 운송이나 소규모 상인에게 적합도록 제작됐다. 28kW급 고출력 모터를 채택해 어떠한 언덕길도 여유롭게 올라간다.