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『효율적인 국가에너지정보시스템

발전방안에 대한 연구』

별책 4:

에너지 신산업

2015. 08. 12.

<제목 차례>

1. 에너지신산업 분야 에너지기술개발 지원 현황 ···································································· 1

가. 추진여건 ··························································································································· 1

나. ‘15년 에너지기술개발 추진전략 ······················································································· 3

1) 기본방향 ······················································································································ 3

2) 청정에너지 공급 확대 ································································································ 4

3) 효율적 에너지 수요관리 강화 ···················································································· 6

4) 산업계 배출권거래제 대응 ························································································· 8

다. 에너지신산업 관련 2015년 지원계획 ··············································································· 8

2. KIER 에너지신산업 관련 연구개발 추진현황 ····································································· 10

3. 에너지 정보․통계 추가생산 및 관리 ·················································································· 16

4. 주요 선진국 Open Data 정책 현황 ····················································································· 23

5. 미국 EIA 및 에너지 공공 Data 활용 사례 ·········································································· 38

6. 해외 선진기업별 사례 ··········································································································· 45

가. 스마트 미터 ···················································································································· 46

나. 스마트 서비스 ················································································································· 51

7. 그린버튼 ································································································································· 60

8. 전력 Data 활용 사례 ············································································································· 68

9. AMI 및 EMS 이슈 ················································································································· 72

가. AMI ································································································································ 72

나. EMS ································································································································ 99

다. AMI / EMS 표준이슈 ·································································································· 168

10. 정부 3.0과 에너지신산업 ··································································································· 172

11. 정부 3.0과 One-Stop 에너지서비스, 그리고 공공부문의 DB ········································· 175

가. (사례 1) 맞춤형 에너지 서비스정보제공 ······································································ 175

나. (사례 2) GIS기반의 공공정보를 활용한 맞춤형 에너지 서비스정보제공 ···················· 185

<표 차례>

<표 1> 에기본-기술개발계획-실행계획(기술개발사업) 정합성 ····················································· 2

<표 2> 주요 정책과제 및 관련 기술 ·························································································· 10

<표 3> 신사업 모델 및 관련 기술 ····························································································· 11

<표 4> 6대 핵심기술 ·················································································································· 12

<표 5> KIER 주요 사업 R&D 현황(14년 기준) ········································································· 12

<표 6> 요약내용 ························································································································· 16

<표 7> 미국 전기미터 주요 수입국 현황(단위: US$ 천, %) ······················································ 48

<표 8> 해외 전력 Data 활용 비즈니스 사례 ············································································· 69

<표 9> 검침기술의 발전 ············································································································· 74

<표 10> 한전의 스마트미터 타입별 내용 ··················································································· 84

<표 11> 규격별 주요기능 ··········································································································· 85

<표 12> AOS 주요기능 ··············································································································· 88

<표 13> 제주 실증단지 컨소시엄별 AMI 특징 ·········································································· 90

<표 14> 2012년도 지능형 DR 시범사업 참여업체 현황 ·························································· 91

<표 15> AMI 구성 요소별 표준 ································································································· 92

<표 16> PLC 표준화 추진 동향 ································································································· 93

<표 17> ZigBee 스마트 에너지 승인 제품 ················································································· 94

<표 18> Z-Wave 가정용 스마트 에너지 지원 기업 및 제품 ····················································· 96

<표 19> AMI 주요 통신 기술 시장 경쟁 분석 ·········································································· 96

<표 20> K-EMS 계통해석 애플리케이션 분류 ·········································································· 101

<표 21> 기존 건물관리시스템과 BEMS의 차이 ········································································ 110

<표 22> 국내 FEMS 적용사례 ·································································································· 113

<표 23> K-MEG 사업 세부과제 ································································································ 120

<표 24> 2013 스마트그리드 보급사업 참여 8개의 컨소시엄 ··················································· 138

<표 25> BEMS KS 표준화 및 기술기준 제정 단계별 시행계획 ·············································· 140

<표 26> OpenADR 주요 서비스 ······························································································ 167

<표 27> OpenADR2.0 주요 참조모델 ······················································································· 168

<표 28> 에너지 관련 통계청 승인통계 현황 ············································································ 179

<표 29> 데이터 분석에 사용된 데이터베이스 테이블과 주요 항목 ······································· 181

<표 30> 원별 발전소 현황(RPS, FIT, RPA), ( 2014년 2분기 ) ················································ 191

<표 31> 지역별 태양광발전소 보급현황, ( 2014년 2분기 ) ····················································· 191

<표 32> 지역별 비태양광발전소 보급현황,( 2014년 2분기 ) ··················································· 192

<표 33> 발전차액지원통계의 주요변수 ····················································································· 192

<표 34> 보급 사업 데이터 유형 ······························································································· 193

<그림 차례>

[그림 1] 마이트로그리드 핵심기술 ····························································································· 14

[그림 2] 친환경에너지타운 ·········································································································· 15

[그림 3] 신재생에너지 자원지도 ································································································· 15

[그림 4] IT Dashboard에 표시된 연방정부의 영역별 IT 예산 배분 현황화면 ·························· 31

[그림 5] IT Dashboard에 표시된 부처별 IT 예산 소요 현황화면 ············································· 31

[그림 6] Energy consumption in homes by end uses ······························································ 34

[그림 7] Households with selected appliances and electronics, 2009 ······································ 34

[그림 8] 미국의 그린버튼을 활용한 에너지 사용현황 관리감시 정책 ······································· 42

[그림 9] 전기소비량 전망 ············································································································ 47

[그림 10] 에너지인프라 건설시장 전망 ······················································································ 47

[그림 11] Smart Meter 미국시장 업체 점유율 ··········································································· 51

[그림 12] 전력 데이터 활용 분야와 소스 ··················································································· 52

[그림 13] DR 미국시장 규모 전망 ······························································································ 56

[그림 14] 미국 DR 밸류체인 ······································································································ 56

[그림 15] 한국전력의 스마트그리드 종합운영시스템 개념도 ····················································· 57

[그림 16] 미국내 DR 시장점유율(2010) ······················································································ 59

[그림 17] 그린버튼 혁신 사이클 ······························································································· 62

[그림 18] 2012년 6월 기준 그린버튼 참여 유틸리티 ································································· 63

[그림 19] 연도별 그린버튼 경과 ································································································· 63

[그림 20] 그린버튼 참여 주 ········································································································ 64

[그림 21] NSTAR 사례 ··············································································································· 65

[그림 22] EnerNOC 사례 ············································································································ 65

[그림 23] 향후 전력산업 가치사슬 ····························································································· 69

[그림 24] AMI 구성도 ················································································································· 73

[그림 25] 스마트 미터의 여러 가지 형태 및 적용 사례 ···························································· 75

[그림 26] MDMS 역할 및 포지션 ······························································································· 77

[그림 27] AMI 통신 영역별 구분 ······························································································· 78

[그림 28] HAN (Home Area Network) 개념도 ········································································· 79

[그림 29] eZEX 사의 IHD 메인 화면 ························································································· 79

[그림 30] eZEX 사의 스마트폰 솔루션 ······················································································· 80

[그림 31] 에너지관리공단 실증 스마트 계량 시스템 구성도 ····················································· 81

[그림 32] 한국스마트그리드사업단의 스마트미터 디스플레이 보급사업 개념도 ····················· 82

[그림 33] 스마트홈 통신방식 ······································································································ 83

[그림 34] AMI시스템 구성요소 및 데이터 ················································································· 84

[그림 35] 시스템 내역 ················································································································· 86

[그림 36] AMI구성도 ·················································································································· 86

[그림 37] 원격제어 체계 ············································································································· 86

[그림 38] 단상2선식 ···················································································································· 87

[그림 39] 3상4선식 ······················································································································ 87

[그림 40] A 컨소시엄 제주 실증단지 DR시스템 구성도 ··························································· 91

[그림 41] B 컨소시엄의 DR 시스템 구성도 ··············································································· 92

[그림 42] EMS 구성 하드웨어 및 소프트웨어 ·········································································· 100

[그림 43] 전력선통신 원격검침망기반의 에너지관리개념도 ····················································· 102

[그림 44] 스마트 그린 네트워크 게이트웨이 정보 전달 절차 ················································· 103

[그림 45] 건물 환경에서의 스마트그리드와 건물에너지관리 시스템 구성 ······························ 104

[그림 46] 에너지경영시스템(ISO 50001) 개요 ··········································································· 106

[그림 47] HEMS 주요 구성 요소 ······························································································ 107

[그림 48] HEMS 구성 예시 ······································································································· 108

[그림 49] BEMS 구성 체계 ······································································································· 111

[그림 50] Factory Energy Management System의 주요 구성 요소 사례 ································ 114

[그림 51] Factory Energy Management System의 주요 구성 요소 사례 ································ 114

[그림 52] IEC TC65의 표준 범위 ······························································································ 115

[그림 53] Smart Place 구축 개념도 ·························································································· 116

[그림 54] 시스템 구성 ··············································································································· 117

[그림 55] KT 스마트그리드 통합관제 센터 ·············································································· 118

[그림 56] LG 전자 시스템 구성 ································································································ 119

[그림 57] Home Manager Management System ······································································ 119

[그림 58] 건물에너지소비효율의 통합 플랫폼 ········································································ 121

[그림 59] 통합 운영∙관리시스템 목표 논리 구성도 ································································ 122

[그림 60] Cell-BEMS ················································································································ 123

[그림 61] COEX의 에너지관리 적용기술 ················································································ 124

[그림 62] 통합 에너지관리시스템 개념도 ················································································· 125

[그림 63] N-BEMS 구성도 ········································································································· 125

[그림 64] GEMS ························································································································ 126

[그림 65] 편의점 에너지관리시스템 기능 구성도 ····································································· 126

[그림 66] 강원대학교 BEMS ······································································································ 127

[그림 67] 시스템 네트워크 구성도 ···························································································· 128

[그림 68] 에너지관리시스템 현황 ····························································································· 129

[그림 69] 통합 에너지관리시스템 현황 ····················································································· 130

[그림 70] 에너지관리시스템 ······································································································ 131

[그림 71] SMIS 시스템 주요 로직 ···························································································· 132

[그림 72] 에너지통합관리시스템 ······························································································· 132

[그림 73] 최대전력부하제어 관리 시스템 ················································································· 133

[그림 74] 에너지관리시스템 전체 구성도 ················································································· 134

[그림 75] 에너지관리시스템 전체 구성도 ················································································· 135

[그림 76] 클라우드형 FEMS 전체 구성도 ················································································· 136

[그림 77] 홈플러스 조명시스템 ································································································· 137

[그림 78] Olleh-BEMS ··············································································································· 140

[그림 79] 시스템 인터페이스상의 도메인 구성 ········································································ 144

[그림 80] FMS와 스마트 그리드 인터페이스 개요 ··································································· 145

[그림 81] WG17 표준 범위 ······································································································· 145

[그림 82] ISO 위원회 조직도 ···································································································· 147

[그림 83] HEMS 아키텍처 ········································································································ 150

[그림 84] 국내 표준화 그룹 구성도 ·························································································· 151

[그림 85] BACS interconnection ······························································································· 153

[그림 86] 기능블록 예제 (이벤트 카운팅 기능 블록) ······························································· 154

[그림 87] ISO/IEC 15076-3 HES 에너지 관리 모델 ································································· 155

[그림 88] Energy Management Agent ······················································································ 157

[그림 89] Energy Management Agent functions ····································································· 158

[그림 90] 전형적인 HES 모델 구성요소들 ················································································ 159

[그림 91] 액터, 역할, 그리고 관계 ···························································································· 161

[그림 92] 통신 도메인의 예 ······································································································ 162

[그림 93] IEC 62746의 어플리케이션 ························································································ 162

[그림 94] SEP 2.0 역할 ············································································································· 164

[그림 95] HAN 시스템에서의 ZigBee IP ················································································· 165

[그림 96] OpenADR 스마트 그리드 도메인 ············································································· 165

[그림 97] OpenADR 표준화 과정 ····························································································· 166

[그림 98] VTN과 VEN 관계 ····································································································· 167

[그림 99] AMI 관련 기술영역 ··································································································· 170

[그림 100] 정부3.0과 정부, 기업, 소비자의 Need에 적합한 에너지정보서비스 ····················· 173

[그림 101] 에너지정보 Data Warehouse체계 개념도 ······························································· 174

[그림 102] DOE의 BPD (Building Performance Database) 홈페이지 ······································ 176

[그림 103] BPD 맞춤형 서비스유형 1 ······················································································ 177

[그림 104] BPD 맞춤형 서비스유형 2 ······················································································ 177

[그림 105] BPD 맞춤형 서비스유형 3 ······················································································ 178

[그림 106] BPD 맞춤형서비스와 신산업 효과 ·········································································· 178

[그림 107] 건축물 데이터베이스의 에너지관련 데이터의 구조 ················································ 180

[그림 108] 건물부문 에너지성과의 평가개념도 및 평가가능분야 ············································ 182

[그림 109] 국내 신재생자원지도 시스템의 현황 ······································································· 186

[그림 110] GIS기반의 공공정보를 활용한 맞춤형 에너지서비스 ·············································· 186

[그림 111] 에너지관리공단 전자민원 ························································································ 188

[그림 112] RPS-RPA 통합관리시스템 (에너지관리공단) ··························································· 188

[그림 113] 신재생에너지 지원설비 설치확인관련 web 정보 (1) ·············································· 189

[그림 114] 신재생에너지 지원설비 설치확인관련 web 정보 (2) ·············································· 190

[그림 115] 신재생에너지 모니터링시스템 (KONESIS)(1) ·························································· 194

[그림 116] 신재생에너지 모니터링시스템 (KONESIS)(2) ·························································· 194

- 1 -

1. 에너지신산업 분야 에너지기술개발 지원 현황가. 추진여건◇ 친환경 에너지 공급과 더불어 수요관리 중심의 정책으로 전환(제2차 에너지기

본계획(’14.1))

○ ’35년까지 에너지 수요의 13%, 전력수요는 15% 절감 목표로 ICT기반 수요관리

및 수요관리시장 활성화

○ 분산형 발전시스템 구축(15% 확대), 신재생에너지 공급 확대(11%)를 위한 기술

혁신 요구

○ 화력발전의 지속가능성 확보를 위해 CCS, USC 등 온실가스 감축기술 적용 촉

진

◇ 기후변화 대응 관련 에너지산업을 비용이라는 인식에서 벗어나 미래시장을 선

도할 신산업이라는 관점으로 새롭게 접근

○ 신기술, 시장을 활용한 보다 진보된 형태의 수요관리로 급격히 변화

§ 기후변화대응 에너지신산업 창출방안(’14.7), 에너지신산업 대토론회(’14.9), 5차

에너지이용합리화계획(’14.12)

§ 수요자원시장 개설(’14.11)을 통해 수요관리분야 신 비즈니스 패러다임으로 전환

○ 해외시장 진출 확대를 통해 국내보급과의 상호 선순환 체계 구축 및 새로운 시

장창출 강화 등 신재생에너지 시장 생태계 조성 강화

§융복합형 투자경제성 중심으로 보급사업 개편 등(4차 신재생에너지기본계획

(’14.9))

○ 융복합화, 신기술 접목 등을 통해 에너지 중심의 융복합신산업 촉발

§ 사물인터넷(IoT), 3D프린팅, 빅데이터 등 기존 에너지산업의 성능 비용 시장의

한계 극복 추구

- 2 -

제2차 에너지기본계획에너지기술개발계획

(17대프로그램)'15년 실행계획

수요관리

중심

정책전환

•ICT형 수요관리 강화

•전력수요 15% 감축

•ESS, EMS 보급확대

스마트 FEMS •산업단지 에너지 최적화

스마트 홈․빌딩 •리모델링 특성 반영 수요관리 최적화

스마트

마이크로그리드•캠퍼스 마이크로그리드 실증

수요대응형 ESS•신재생에너지 연계형 ESS

•ICT기반 수요관리 ESS

에너지

네가와트 시스템

•보급형 에너지네가와트 시스템 구축

•효율향상자원시장 운영시스템

분산형

발전

시스템

•송전제약 극복

•분산전원 15% 확대

•신재생보급 11%

차세대송배전 •DC기반 비동기 전력망 연계

신재생

하이브리드시스템

•신재생에너지 하이브리드 고효율

에너지변환 기술

환경

안전과의

조화

•발전 온실가스 감소

•원자력 안전 강화

•CCS 등 기후변화

대응제고

CCUS•차세대 저비용 포집 기술

•이산화탄소 고부가화 기술

고효율청정화력발전•화력발전소 Retrofit 실증 기술

•저등급석탄 upgrading 기술

국민안심

원자력발전•원전 안전 강화 기술

에너지안보

강화와

안정적공급

•안정적 에너지원

확보

차세대

전략자원개발

•희유금속광물 회수 소재화 및 친환경

기술

차세대청정연료•저급원유 처리 고도화

•수송용 연료 제조

에너지

신시장

창출

•ICT 융합 에너지

신시장 창출

•새로운 일자리 창출

에너지IoT +

Big Data 플랫폼•IoT기반 에너지관리 기술

무선전력송수신 * 혁신기술프로그램으로 하반기 지원

<표 1> 에기본-기술개발계획-실행계획(기술개발사업) 정합성

○ (태양광) 기존의 대규모 발전용 중심 기술개발을 벗어나 시장진출을 위한 가정용

시장, DIPV, ESS 및 EMS와 결합한 솔루션 기술개발로 확대

○ (해상풍력) 개발비용을 절감을 통해 시장진입 노력

§풍력터빈 및 단지 대형화, ICT를 활용한 운전유지보수 및 공정 효율화에 주력

○ (청정화력발전) 고효율, 경제성 있는 신기술 탐색(A-USC, IGCC 등)

§ `14～`20년 시장규모 예상: USC 20,260MW(12.6조원), IGCC 984MW(1.9조원)

○ (수요관리) ICT를 접목한 전력 수요관리(네가와트발전), 에너지관리통합서비스, 전

기차 서비스 등 신사업모델 초기시장 창출 노력

- 3 -

3D 프린팅기반

최신제조공정•3D 프린팅 적용 제조 혁신 기술

미래형에너지발전 •미이용 폐열을 이용한 열전발전

미래형 고효율

에너지변환․저장

•Li-S 전지 개발

•저가 레독스플로우전지 ESS

나. ‘15년 에너지기술개발 추진전략1) 기본방향◇ 2015년 에너지기술개발 추진전략의 기본방향은 아래와 같음

비 전신산업 창출과 창의적 혁신생태계 구축으로

에너지기술 선진국 도약

추 진

방 향시장으로 - 세계로 - 미래로

핵 심

전 략

및

중 점

과 제

1. 청정에너지 공급 확대

가. 기저발전원 고효율․친환경화

나. 신재생에너지 보급․확산

다. 안전한 에너지 사용환경 조성

2. 효율적 에너지 수요관리 강화

가. ICT 기반 신산업 창출

나. 지능형 수요관리 및 분산전원 활성화

다. 산업계 배출권거래제 대응

3. 에너지 R&D 혁신기반 확충

가. 산업계 애로 해소를 위한 인프라 조성

나. 창의․융합 인력양성

다. 글로벌 생태계를 감안한 국제협력

4. 미래선도를 위한 新R&D 체계 구축

가. (기획) 과제 개방성 및 투자효율성 제고

나. (선정평가) 창의․도전 시스템 강화

다. (성과활용) 시장창출을 위한 사업화 R&D 강화

- 4 -

2) 청정에너지 공급 확대가) 기저발전원의 고효율 ․친환경화

(1) 전략기술 확보

◇ 노후발전소 증대, 청정석탄 기술 이용 등 변화하는 화력발전 시장을 선점하기 위한 핵심

기술 확보

○ 노후발전소 수명연장 성능향상* 및 저급탄 활용도 제고**기술개발 추진

* 표준화력 500MW Retrofit을 위한 주기기 교체설비와 기존 보조설비와의 최적화,

발전출력/발전효율 증대를 위한 기술개발

** 고수분 석탄 업그레이딩 실증 기반기술

◇ ‘원전 안전 최우선’ 정책 이행을 위한 기술개발 강화

○ 재난재해 등에 대한 공공이익 확보, 국민안심 원전운영을 위한 안전강화형 기술

개발 중점 추진

§ 중대사고 동안 원전 안전 확보를 위한 재난대응(원자로건물 피동냉각계통 개념설

계 등), 가상환경 모의훈련 기술개발 등

○ 원전 설비 및 운영성능 고도화, 원전해체 및 방사능저감 기술개발 강화

§ 원전 안전 설비 운영 신뢰도 향상, 방사성 오염수 이동형 처리설비 개발 등

○ 원전산업의 건전한 생태계 구축을 위한 중소·중견 기업 기술혁신 역량 강화

§ 원전기자재 공급 중소기업 지식관리 플랫폼 개발 등

(2) 비즈니스 중심 R&D◇ 화력발전산업 경쟁력 강화를 위해 연구결과 실증을 통한 현장적용성 제고

○ 미실증 연구결과에 대한 Track Record 확보 및 신뢰성 입증을 위해 발전핵심기

술 실증 Test Bed 구축

§ 그간 운영사의 사고우려 등으로 인해 연구결과의 발전소 현장적용 기피

나) 신재생에너지 보급 ․확대(1) 전략기술 확보

- 5 -

◇ 신재생에너지 정책 변화 및 보급정책의 시의적 대응을 위한 기술개발에 중점

○ 서남해 해상풍력 실증단지의 수정계획 수립과 병행하여 핵심기술 발굴 지원

§ ’15년 하반기 지원 예정

○ RPS/RFS 대응을 위해 연관 시장 수요에 부응하는 기술개발 강화

§바이오연료 보급확대를 위한 저가형 분리정제 공정 개발, 바이오가스연료기반 연

료전지 융합 공정 개발 등

(2) 비즈니스 중심 R&D◇ 신재생에너지 조기 보급 및 해외시장 진출을 위한 시장경쟁력 강화

○ 시스템 전반의 기술 향상을 통한 발전 단가 저감 지속 추진

§ 예) 태양광 발전 시스템 연성비용1) 절감, 핵심소재 부품 국산화 등

○ 융복합화, 보급연계형 R&D를 통한 다양한 비즈니스 모델 창출

- 신재생원간 융복합화를 통한 다양한 응용시장 개척 및 효율향상 등 시장진입

장벽 해소

§ 신재생에너지 고효율 에너지변환기술, 제로에너지 건물용 신재생 융합시스템 등

- 보급정책에 걸맞는 기술개발을 추진하여 개발제품 초기시장 창출 지원

§ IoT 기반 독립형 신재생 하이브리드 발전기술 등

다) 안전한 에너지 사용환경 조성


◇ 소비자 수용성을 고려한 에너지안전 기술 강화

○ 수용가 전기재해 예방을 위한 전기안전 요소기술 개발

○ 가스 전기 사용 밀집 지역에 대한 안전성 및 사고 예방 강화를 위한 스마트 에

너지안전관리 플랫폼 기술개발 추진

3) 효율적 에너지 수요관리 강화1) 계통연계, 설계, 인허가 등 하드웨어 이외 비용(주거용 PV시스템의 경우 비용의 약 64% 차지)

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가) ICT 기반 신산업 창출


◇ ICT를 접목한 차세대 신기술을 확보하여 에너지수요관리 최적화를 위한 핵

심․전략 기술개발 추진

○ 건물․수송부문을 대상으로 ICT기반 에너지성능 향상을 위한 기술개발 추진

§ 건물부문의 에너지공급과 수요를 최적화할 수 있는 에너지효율 극대화 기술

§ V2G기술을 활용한 기술개발․실증

○ 차세대 핵심기술(IoT)을 활용한 열에너지 소비효율의 관리․증대를 위한 기술개

발 강화

§열에너지의 효율적 이용을 위한 통합관리 기술

○ 장기적인 에너지수요저감과 신기술 확산을 유도할 수 있는 에너지 수요자원시

장의 저변 확대와 활성화를 위한 기술기반 확보

§ 에너지효율(Energy Efficiency) 시장의 신뢰성 확보를 위한 기술

○ ICT 기술을 활용해 전기에너지 소모를 줄이는 기술개발 추진

§ LED조명에 IT기술을 접목한 ‘LED시스템조명’ 기술 등

(2) 비즈니스 중심 R&D◇ 새로운 시장의 조기진입을 목표로 에너지산업의 신규수요를 반영한 개발기술

상용화 확대

○ 시장수요를 반영한 개발기술 사업화를 중심으로 고부가가치 창출과 파급효과가

큰 기술개발 지원

§ 에너지효율化․최적化를 위한 요소기술 개발, 통합관리 시스템 적용 기술

나) 지능형 수요관리, 분산전원 강화


◇ 효율적 에너지 이용 및 분산전원 기반 강화를 위한 핵심기술 개발

○ 수용가 수요관리를 위해 LiB-ESS의 통합 제어 관리 기술개발 및 실증

- 7 -

§ EES를 이용한 수요관리 사업의 기반 구축 등을 위해 현재 개별적으로 설치 운영

되고 있는 EES의 통합 제어 및 스마트그리드 운영기술과 연계 필요

○ 에너지저장장치의 국제 표준화 대응* 및 차세대 전지기술** 확보

* 장주기용 ESS 시험평가 플랫폼 개발

** 리튬-황 전지 등

◇ 송전망 추가 건설 한계 극복을 위한 DC 기반 비동기 전력망 연계 기술개발*

추진

* 부하에 따른 적정 수준의 신뢰도 확보 및 고품질 전력공급을 위한 다수의 이종

전력망 간 연계 기술 개발

(2) 비즈니스 중심 R&D◇ 에너지저장시스템 저가화 기술개발로 시장다변화 도모

○ 대용량 ESS에 적합한 저단가 레독스플로우전지 시스템 확보를 위한 고출력화*

기술 확보

* 40W/L 이하 → 80W/L 이상

○ 단주기 전력저장 기술의 시장진입을 위한 기술개발 추진

§ 리튬이온 캐패시터 가격 저감 ($40/kF → $15/kF 이하)

◇ 마이크로그리드 사업화 및 세계 시장 진출을 위한 실증 추진

○ 세계 시장 점유율이 가장 큰 캠퍼스, 밀리터리(Military) 분야 실증을 우선적으

로 추진

4) 산업계 배출권거래제 대응(1) 비즈니스 중심 R&D◇ 배출권거래제 시행으로 부담이 가중될 산업계에 대하여 기기별·업종별 온실가

스 감축을 위한 산업계 수요기술 중점 지원

○ 보일러 등 에너지 다소비 기기의 스마트화 시스템화를 통한 효율향상 및 상호

연동 기술개발을 통한 에너지절감 및 온실가스 감축

§ (예) 스마트기기 상호간 네트워크강화, 고효율·저공해 보일러(공업로) 등

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○ 석유화학, 철강 등 에너지 다소비 업종에 대하여 공정효율 개선과 에너지관리

최적화를 통한 에너지원단위 최소화 기술개발 강화

§ (예) FEMS(공장에너지관리시스템), 에너지 네가와트 시스템 등

○ 온배수열, 스팀, 배기가스 등 폐열을 재활용하여 새로운 에너지원으로 이용할

수 있는 기술 발굴

◇ 이산화탄소 포집, 처리 기술의 시장진입을 위한 문제해결형 기술개발에 주력

○ (발전부문) 이산화탄소 포집기술 적용으로 인한 발전단가 상승 문제 해소를 위

한 차세대 저비용 포집 실증 기반 기술 확보

§ 상용급 실증 단계에 있는 1세대 포집기술의 성능을 뛰어넘는 고효율 저비용 포

집기술에 초점

○ (산업부문) 온실가스 대량 배출원 사업장의 이산화탄소 처리 고부가가치화를 통

한 비즈니스모델 적극 발굴

§ 예) 이산화탄소 자원화, 연료대체 기술 등

다. 에너지신산업 관련 2015년 지원계획○ 정부 에너지정책 실현에 기여하기 위한 전략기술 확보 및 에너지 R&D 성과

창출을 위한 시장지향형/융복합 기술개발 중점 지원

◇ 정보통신기술(ICT) 기반 신산업 창출, 분산전원 강화, 산업계 배출권거래제 대

응을 위한 기술개발에 31과제에 412억 원을 지원

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< 수요관리분야 주요 지원내역 >

○ (에너지효율향상) 에너지다소비기기 스마트화 시스템화, 에너지다소비 업종에 대한

효율향상 및 에너지관리 최적화를 통한 에너지절감 및 배출권거래제 대응력 강화

○ (에너지저장) 저가화 기술개발로 시장다변화 도모

§ 대용량 에너지저장장치(ESS)에 적합한 저단가 레독스플로우전지 시스템 확보, 단주

기 전력저장 기술의 시장진입 강화

○ (에너지신산업) 정보통신기술(ICT)를 접목한 차세대 신기술 확보를 통해 에너지수

요관리 최적화 및 에너지수요자원시장의 저변확대와 활성화 도모

○ (온실가스처리) 이산화탄소 포집, 처리 기술의 시장진입을 위한 문제해결형 기술개

발에 주력

§ (발전) 이산화탄소 포집 기술 적용으로 인한 발전단가 상승 문제 해소

§ (산업) 온실가스 대량 배출원 사업장의 이산화탄소 처리 고부가화

○ 정부 에너지정책 실현에 기여하기 위한 전략기술 확보 및 에너지 R&D 성과창

출을 위한 에너지신사업 창출분야를 중점 지원

§ ’15년 에너지 신사업 모델 기술개발 신규지원과제(예시)

ü 소형화물 전기자동차 플랫폼 기술 개발

ü 2차전지(xEV)용 폐배터리를 이용한 500kWh급 에너지저장장치(ESS) 기술 개발 및 실

증

ü 공공건물 에너지효율 극대화를 위한 최적화 기술 개발

ü 유럽 풍력 단지 연계형 장주기 Flow Battery Systems 개발

ü 효율향상(EE)자원시장 성과검증 및 운영시스템 개발

ü 사물인터넷(IoT)기반 지역난방 열수요 통합관리시스템 기술 개발

ü 서비스 연계형 비이클 투 그리드*(V2G:Vehicle to Grid) 기술개발 및 실증

․ 전기차 배터리에 저장된 전력을 전력망에 보내는 기법

ü 사물인터넷(IoT) 기반 캠퍼스 마이크로그리드 구축 및 실증

ü 건물 에너지 절감을 위한 태양광 발광다이오드(PV-LED) 융복합 시스템 개발

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2. KIER 에너지신산업 관련 연구개발 추진현황◇ 에너지 신산업 정의

○ 기후변화대응, 에너지 안보, 수요관리 등 에너지 분야의 주요 현안을 효과적으

로 해결하기 위한 ‘문제 해결형 산업’으로서, 시장의 흐름에 맞추어 가용 가능한

신기술·정보통신기술(ICT) 등을 신속하게 활용하여 사업화 하는 새로운 형태의

비즈니스군을 의미

§ 에너지신산업 예: 수요관리 시장, 에너지관리서비스, 전기차 서비스, 에너지자립

섬, 태양광렌탈, 발전소 온배수열 활용 등

정책 과제 관련 기술

전력 수요관리 시장 개설스마트 그리드

EMS, ESS

ESS/전기차 등 신산업 맞춤형 전기요금 도입 ESS, EV

ESS/전기차 저장전력 거래 허용 등 ESS, EV

전기차서비스 및 유료충전사업 스마트 그리드, EV

전기차/제로에너지빌딩은 공공기관부터 EV, 제로에너지빌딩

지능형 전력망 대규모 보급사업 추진 스마트 그리드

친환경에너지타운 시범사업 본격 추진제로에너지건물

신재생에너지 하이브리드

출처: 에너지신산업 활성화 위한 대토론회, 2014.09.04.

<표 2> 주요 정책과제 및 관련 기술

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◇ 산업부 7대 에너지 신사업모델

신사업 모델 관련 기술

① (네가와트 발전) 민간 수요관리사업자가 절전량(네가와트)을 전력시장에 입찰하

여 수익 창출

* '14년 말까지 민간 수요관리사업자가 참여할 수 있는 전력시장을 개설하고,

대기업 참여비중 제한 등 공정한 시장환경 조성 (전기사업법 시행령 개정)

스마트 그리드

ESS, EMS

② (ESS·EMS 통합서비스) ESS·EMS의 사업성 분석부터 사후관리까지 사업 전주기

서비스를 통합하여 제공하는 민간 서비스 사업자 육성

스마트 그리드

ESS, EMS

③ (전기차 충전) 민간 충전사업자가 전기차 셰어링 등 전기차 서비스 업체에 대한

B2B 충전 서비스와 회원제 정액 유료충전 서비스 제공

스마트그리드,

EV

④ (태양광 렌털) 대여사업자가 가정에 태양광 설비를 설치하고, 가정이 납부하는

대여료와 신재생생산인증서 판매수입으로 투자금 회수PV

⑤ (LED금융) 입주민의 초기 비용부담 없이 아파트관리회사가 금융사의 자금을 활

용하여 지하주차장의 조명을 LED로 발주하고 투자비용 회수LED

⑥ (에너지 자립섬) 발전단가가 높은 도서지역의 디젤발전기를 신재생에너지와 ESS

로 대체하여 전력공급, 관광 등 지역특화산업 창출

Renewable

Hybrid

ESS, Micro-Grid

⑦ (화력발전 온배수&CO2 활용) 화력발전 주변 영농법인이 온배수와 CO2 포집설

비를 활용하여 식물성장 촉진, 고부가제품 생산

* 발전소 온배수를 신재생으로 인정, REC 가중치를 부여하여 수익성 제고

CCUS

출처: 기후변화대응 에너지 신산업 창출방안, 11차 국가과학기술자문회의, 2014.07.

<표 3> 신사업 모델 및 관련 기술

◇ 미래부 기후변화대응 6대 핵심기술

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1. 에너지효율 기술개발

1-1. 차세대 마이크로그리드 핵심기술 개발

1-2. 스마트 에너지네트워크 기술개발

1-3. 고효율 에너지저장기술개발

1-4. 초임계 이산화탄소 발전시스템 최적화 및 운전기술 개발

<표 5> KIER 주요 사업 R&D 현황(14년 기준)

신사업 모델 관련 기술

① (태양전지) 세계 최고의 반도체 기술을 바탕으로 차세대

태양전지 기술을 확보하여 글로벌 리더산업으로 육성태양전지

② (연료전지) 세계 최초로 양산에 성공한 수송용 연료전지

기술력을 바탕으로 핵심부품 기술개발을 통해 미래 수소경

제 이머징 산업분야 선점

연료전지 자동차

③ (바이오에너지) 바이오 에너지 원료수급 및 경제성 확보

로 석유사용량을 저감하고, 세계 수준의 국내 원유정제기

술을 접목하여 신산업 창출

바이오에너지

바이오화학제품

④ (이차전지) 이차전지 고효율·소형화 기술 확보를 통한

IT 산업 고도화 및 에너지 공급 효율성과 안정성 제고를

위한 대용량 이차전지 개발·상용화

ESS

⑤ (전력 IT) 세계 최고의 ICT 기술과 신·재생에너지 기술

을 융·복합하여 에너지 효율화 및 탄소 배출 저감

EMS

신재생에너지 하이브리드

⑥ (이산화탄소 포집 & 처리 장치) 세계 최고수준의 CCS

기술을 개발하여 온실가스 감축의무화에 따른 탄소 배출권

및 CCS 시장 선점

CCS

출처: 기후변화대응 에너지 신산업 창출방안, 11차 국가과학기술자문회의, 2014.07.

<표 4> 6대 핵심기술

◇ 정부 정책동향을 통해 파악한 핵심 신기술

○ 스마트 그리드, 마이크로 그리드, EMS, ESS, EV, HFCV, 제로에너지빌딩, 신재

생에너지 하이브리드, PV, LED, CC(U)S, 바이오에너지

◇ KIER 주요 사업 R&D 현황(14년 기준)

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2. 신재생에너지기술개발

2-1. 차세대 태양전지 기술개발

2-2. 50 미크론 초박형 실리콘 태양전지 사업화 미래원천기술 개발

2-3. 수소연료전지 핵심요소 기술개발

2-4. 나노융합소재기반 차세대에너지변환 저장기술 개발

2-5. 신재생에너지 자원지도 3.0 - 표준화 및 예보기술 개발

2-6. 신재생에너지기반 제로에너지 그린커뮤니티개발 및 조성

3. 기후변화 및 청정연료기술개발

3-1. 이산화탄소 포집 및 고부가가치 전환기술 개발

3-2. 청정석탄 핵심기술개발

3-3. 석유가스 핵심기술개발

3-4. 바이오 및 자원순환 기술개발

4. 미래 창의 융합기술개발

4-1. AMTEC용 요소기술 및 시스템 기술개발

4-2. 멤브레인 기반 에너지기술 개발

4-3. 탄소 복합소재기술 개발

4-4. 태양에너지 소재기술 개발

5. 육해상 융복합 에너지기술개발

5-1. 육해상 신재생에너지 융복합 원천기술 개발

5-2. 스마트그리드연계 고효율 무방류 해수농축기술 개발

5-3. 육해상 풍력발전기반 스마트그리드 혁신사업

6. 부처임무형 사업

6-1. 저온 지열원 100kWe급 ORC 발전 기술 개발

6-2. 고에너지밀도 메탈-공기 전지 핵심 원천 기술 개발

◇ 신산업 관련 주요 기술 소개(14년 기준)

○ 차세대 마이크로그리드 핵심기술 개발 ('13~'15, 35억원)

- 과제개요: 신재생에너지원 , 전력계통 모델, 전기자동차 충전부하, 건물에너지

부하 모델링을 포함하는 전산모사를 통하여 신재생에너지의 출력변동과 간헐

성으로 인해 발생하는 전력시스템의 신뢰성 및 전력품질의 저하 등과 같은 문

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제에 대한 통합기술 솔루션 개발

- 예상 수요 데이터: 신재생에너지원별 지역별 시간대별 발전량, 건물유형별 에

너지원별 시간대별 부하 등

[그림 2] 마이트로그리드 핵심기술

◇ 신재생 기반 친환경에너지타운 기술개발 ('10~'14, 12억원)

- 과제개요: 하수처리장과 그 인근지역에 다양한 신재생에너지 설비를 구축하고

이들을 융복합적으로 활용함으로써, 대표적 혐오시설을 친환경 에너지 생산에

적극적으로 이용하고, 님비현상 극복과 환경 및 에너지 문제를 동시에 해결하

고자 하는 미래지향적 친환경에너지타운 기술개발 및 실증 연구

- 예상 수요 데이터: 지역별 기후 및 부하 관련 데이터

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[그림 3] 친환경에너지타운

◇ 신재생에너지 자원지도 3.0 - 표준화 및 예보기술 개발 ('14~'16, 19억원)

- 과제개요: 다양한 신재생에너지원의 시공간 자원정보를 측정·분석하여 표준화

한 데이터베이스를 구축하고 다양한 목적과 용도의 자원평가를 수행할 수 있

는 지리정보시스템 기반의 솔루션 개발 및 신재생에너지 발전의 간헐성을 극

복하고 전력계통 측면에서 계획된 안정적 수급조정을 하기 위하여 사전에 신

재생에너지 발전량을 예측하는 기술

[그림 4] 신재생에너지 자원지도

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3. 정부 3.0과 에너지신산업○ 산업통상자원부는 이번 정부 들어 에너지산업을 획기적으로 전환하여 다양한

비즈니스 모델을 접목한 새로운 산업을 육성하기 위한 정책을 개발해왔고, 그

결과 작년 8월에 수립·발표한 ICT기반 에너지 수요관리 방안에 이어, 지난 7월

17일 국가과학기술자문회의를 통해 앞서 설명한 것과 같이 6개의 에너지신산업

모델을 발굴한 에너지신산업 창출방안을 발표하였음2)

○ 또한 산업통산자원부는 10월 23일부터 에너지수요관리정책단 아래 에너지신산

업과를 신설. 또한 에너지신산업 포털을 구축하여 정부 정책을 한눈에 이해하기

쉽고, 관련 정보가 원활하게 공유될 수 있도록 구성하여 에너지신산업에 대한

대국민 소통의 장을 마련할 계획이라고 발표

○ 에너지신산업을 위해서는 에너지 정보통계 시스템을 갖추는 것이 선결조건이며

이와 같이 정부3.0과 에너지DB를 활용한 다양한 공공서비스와의 관련성을 도식

화하면 다음과 같음

[그림 5] 정부3.0과 정부, 기업, 소비자의 Need에 적합한 에너지정보서비스

2) 에너지신산업의 새로운 패러다임을 책임질 에너지신산업과 신설, 보도자료, 산업통상자원부, 2014.10.24

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○ 정부의 정책목표수립과 집행을 위한 정보통계, 기업의 정보수요와 기술개발, 소

비자의 정보수요 및 관련 패턴의 변화 및 해외시장의 변동과 이에 대한 시의적

절한 대응을 위한 에너지정보 등은 수요패턴의 변화, 기술의 진보 및 변화, 공

급원의 다변화, 산업의 분산화 그리고 세계시장의 환경 등 다양한 에너지 분야

에 대한 정보통계 구축을 통해 가능

○ 이러한 다양한 소비자의 Need에 따라 발생하는 정보의 수요에 대해 Data

Warehouse가 구축되어, 정보의 수집, 가공, 저장, 분석 및 모형화 그리고 공유

에 이르는 정보의 흐름이 원활히 되어야만 One-Stop 서비스가 가능한 체계로

완성. 또한 이러한 과정에서 발생하는 문제점과 새로운 필요성에 따라 수정된

방법으로 정보의 흐름이 지속적인 선순환구조를 갖추어야 함

[그림 6] 에너지정보 Data Warehouse체계 개념도

○ 정부 3.0 그리고 에너지 신산업의 발전을 위해 추가적으로 생산, 관리되어야 하

는 정보통계는 다음 장에 설명

가. (사례 1) 맞춤형 에너지 서비스정보제공○ 이 장에서는 맞춤형 에너지서비스 정보제공과 관련한 해외 사례를 살펴봄. 다음

의 사례는 건물부분 맞춤형 서비스의 사례로서, 이러한 맞춤형 에너지서비스 정

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보제공은 건물부문이외에 수송부문, 산업부문, 전환부문 (발전자회사 및 민간발

전사업자), 신재생에너지 부문 (국내 신재생에너지 자원지도 활용), 에너지원별

관련부문의 정보 (해당에너지부문관련 산업 및 소비자) 에서도 가능

○ 이러한 서비스를 가능하게 하기위한 관련 내용 및 추가적으로 필요한 절차 및

관련정보DB의 유형에 대해서도 함께 살펴봄

◇ 건물부문 맞춤형 서비스의 해외사례

○ DOE는 BPD (Building Performance Database)를 운영

[그림 7] DOE의 BPD (Building Performance Database) 홈페이지

출처: http://energy.gov/eere/buildings/buildings-performance-database

○ 소비자가 관심 있는 건물유형, 위치(지역정보) 정보를 입력하게 되면, 비슷한 유

형의 건물 (또는 Peer Group)에 대한 정보를 다음과 같은 분포의 형태로 정보

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를 제공하고, 제시된 소비자의 관심대상 건물의 에너지소비특성이 전체 비교대

상에서 차지하는 위치가 어느 정도에 있는지를 다음과 같은 형태로 보여주고

있음

[그림 8] BPD 맞춤형 서비스유형 1


○ 아래에서는 관심건물의 증개축 등을 염두에 두고, 기존 건물의 냉난방설비를 기

존의 설비대비 향후 원하는 설비를 선택하면 경제성이 어떻게 나타는지 등의

결과를 제공함으로써, 일반건물소비자, 관련 건축주 등 다양한 소비자에게 필요

한 맞춤형 정보를 제공



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○ 또한 건물에서 사용되는 다양한 기기들의 에너지효율정보, 경제성분석모형의 결

과, 정책관련 정보 등 다양한 정보의 Warehouse기능을 담당하게 함으로써 명실

상부한 One-Stop에너지정보서비스가 맞춤형으로 가능



○ 이는 새로운 정보기술을 활용한 맞춤형서비스, 창업과 기업 활동의 지원강화 그

리고 개인 맞춤형 서비스제공 측면에서 정부 3.0이 지향하는 등과 직결됨

[그림 11] BPD 맞춤형서비스와 신산업 효과

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◇ 해외 건물부문 맞춤형 서비스를 국내에서 시행하기 위해 필요한 DB

○ 현재 산업부 산하기관에 다양한 건물부문 에너지정보를 보유하고 있음. 하지만

이러한 정보가 Raw Data수준에서 모두 확보된다고 하더라도 상기와 같은 맞춤

형 서비스를 하기에는 충분하지 않음

○ 건물부문 에너지총조사는 상업용 대형건물부문이 전수조사 (579개 조사대상)라

는 점을 제외하면, 가정용과 상업용 중소형 건물부문에 대해서만 조사를 하고

있고, 각각 5006개의 표본, 5414개의 표본조사를 통해 이루어짐(2007년 기준).

- 전국을 16개 광역시도로 구분하고

- 건물유형을 가정부분 5개 (단독, 다세대, 연립, APT, 기타비거주용), 그리고 상

업용건물을 15개로 구분하는 현재의 경우, 총표본 10,420개를 20개의 건물유형

(5+15) x 16개 지역구분 = 320개 구분이 되어, 각 지역별, 건물유형별 표본은

32.5개 정도로 나타난다. 따라서 16개 광역시도 구분이 군, 구 수준으로 낮아지

는 분석에 어려움

- 표본이라는 특성으로 전체 모수 (해당 건물의 총 건축면적 등)에 대한 정보가

전혀 없다는 점은 표본에서 얻어진 에너지정보로 전체 에너지정보를 추계할

방법이 없음을 의미

- 또 표본선정은 매 3년 표본조사시마다 바뀜에 따라, 가구 에너지소비행태의 변

화추이를 추적하기 힘듦

○ 이러한 단점을 보완할 수 있는 정보는 산업부 이외 다른 공공기관에 존재

- 지번이 부여된 모든 건물의 에너지 DB (국토부)

- LURIS (Land Use Regulation Information System, 국토부) - 토지이용관련 공

간규제정보

- 신재생자원지도 DB (에너지기술연구원) - 1km 격자별 GIS기반 자원정보

○ 따라서 국토부의 DB를 기반으로 하되, 표본추출 결과를 이 DB와 연결한 후, 상

설표본화한다면 세부 정보가 추가됨으로써 엄청난 정보를 기반으로 맞춤형 건

물부문 에너지정보서비스가 가능. 이 외에 규제관련 공간정보 등이 추가된다면

DOE의 BPD보다 나은 정보제공이 가능

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○ 또 자원지도정보가 추가되는 경우, 건물에너지의 일부분을 신재생설비로 담당하

게 되는 경우의 경제성, 보급가능성 등을 제공하는 서비스도 가능

◇ 수송부문 맞춤형 서비스의 가능성과 필요 DB

○ 수송부문에서도 조사의 기반은 2000만 대 이상의 모수정보를 DB화하고 있는

국토부의 차량등록정보를 기반으로 하되, 상설표본화하여 추가 에너지관련 정보

(주행거리, 에너지유형별 사용량, 여객, 화물의 운송량 등)에 대한 조사를 수행

하여 연계한다면 이러한 맞춤형서비스가 가능

◇ 산업부문 맞춤형 서비스의 가능성

○ 산업부문의 에너지소비실태에 대한 조사는 에너지관리공단을 통해 거의 전수에

해당하는 조사가 이루어지고 있지만, 단위기입오류 등으로 제시된 정보의 질적

문제가 해결되어야 함. 이러한 문제를 해결하고, 각 산업을 표준산업분류를 기

준으로 구분하여 상세 정보를 DB화하는 경우, 맞춤형 서비스제공으로 관련분야

의 산업체가 다양한 정보서비스를 통해 에너지절감 및 관련 일자리 창출에 큰

도움을 주는 시스템 구축이 가능

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4. 에너지 정보․통계 추가생산 및 관리구분 내용

에너지효율정보

BEMS, HEMS, FEMS 실시간 데이터 수집 및 표준화

산업공정별, 기기별 효율 및 시스템, 모델

수용가의 에너지 사용 정보(전기/가스/열)

LCA 대응 단계별 투입에너지 정보

신재생에너지 원별

통계

원별 보급 통계 및 발전 실적

원별 발전 원가 및 시장규모

에너지 R&D 정보

에너지 R&D 선진 사례 및 통계

에너지 신기술 및 신제품 정보

R&D 실증 사례

국내외 기술동향 및 시장전망

에너지기술 전문가 정보

산업동향

국가별 에너지 생산 및 사용 관련 분석/동향보고서

산업별 에너지 분석 모형

신규 프로젝트 및 시장 물량/분석 정보

에너지자원 기업 정보

지자체, 산업단지

에너지정보

지자체별 에너지 생산 및 사용

산업단지별 에너지 생산 및 사용

수요자원 거래시장수용가별 전력소비 정보

시간대별 전력예비율 정보

에너지관리 통합서비스신재생에너지 발전설비 정보

에너지 다소비 기기 정보

독립형 마이크로그리드도서지역별 에너지 정보

도서지역별 신재생에너지 자원량 정보

발전소 온배수열 활용

농수산업에서 활용가능한 온배수열 정보

화력발전소 온배수열 이용 가능 지역 통계

REC 정보

충전식 전기자동차전기자동차 보급대수

충전인프라 및 충전패턴 정보

태양광대여가정용 태양광 설비

신재생에너지 생산인증서 가격통계

제로에너지 빌딩건물에너지 정보

가정용 태양광/태양열/지열 설비 정보

친환경 에너지타운타운별 에너지소비 정보

소규모 지역별 신재생에너지 자원량 정보

<표 6> 요약내용

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◇ 에너지효율정보

○ BEMS, HEMS, FEMS 실시간 데이터 수집 및 표준화

- (비용절감) EMS 도입 등 수요관리 정책의 성과분석, 행태분석

- (실시간 에너지 사용 변수) 수용가의 1분 단위 변수 정보

- (고객정보) 세대 타입, 세대 구성원수, 구성원 나이, 소득 수준 등

- (모델개발) 새로운 사업 모델 및 표준화 방법론 개발

○ 산업공정별 효율 및 시스템, 모델

- 에너지모델 및 공정모델, 에너지효율에 대한 베이스라인 모델링

○ 수용가의 에너지 사용정보(전기/가스/열)

- 실시간 데이터의 분석 제공

- 전기, 가스, 수도, 열, 급탕 등 소비량

- 에너지 다소비 공정의 최신데이터

- 압축공기, 공업용수, 가스, 스팀 등 사용량 통계

○ LCA 대응 단계별 투입에너지 정보

◇ 신재생에너지 원별 통계

○ 원별 보급 통계 및 발전 실적

- 연구개발 활용을 위한 상세 data 및 고급 정보

○ 원별 발전원가 및 시장규모

- 설치비, 운영비 등 세부 원가정보

- 발전원가 추이

◇ 에너지 R&D 정보

○ 에너지 R&D 선진 사례 및 통계

○ 에너지 신기술 및 신제품 정보

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○ R&D 실증 사례 통계

○ 국내외 기술동향 및 시장전망

○ 에너지기술 전문가 정보

○ R&D 연구과제에 대한 목록 및 초록(Web-based)

◇ 산업동향

○ 국가별 에너지 생산 및 사용 관련 분석/동향보고서

- 시장동향, 기술동향, 특허현황

○ 산업별 에너지 분석 모형

○ 신규 프로젝트 및 시장 물량/분석 정보

○ 에너지자원 기업 정보

- 신생 기업 및 비상장 기업, 상장기업의 R&D 현황, 국내외 투자정보

○ 미래 예측 전망

◇ 지자체 및 산업단지 에너지 정보

○ 지자체별 에너지 생산 및 사용

- 지역별/도서/산간 지역 전력 및 가스 원가정보

○ 산업단지별 에너지 생산 및 사용

- water/air/gas/electricity/steam의 실시간/일별/월별/연간 사용량

◇ 수요자원 거래시장 (네가와트 발전)

○ 수용가별 전력소비 데이터

- 대상 : 전력 수요관리시장 참여가 가능할 것으로 판단되는 고압 사용자 -

세부내용 : 시간대별 전력 소비량

- 근거 : 사용자별 시간대별 전력 소비 패턴을 이용하여 수요관리시장 참여 가능

성 및 효과를 추정하는데 활용

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○ 시간대별 전력예비율 데이터

- 근거 : 현재 EPSIS(전력통계정보시스템)에서는 일별 전력예비율만을 제공하나

수요자원 거래의 경제성 분석을 위해서는 시간대별 전력예비율 정보 필요

◇ 에너지관리 통합서비스사업 (ESS/EMS)

○ 신재생에너지 발전설비 데이터

- 대상 : 에너지저장시스템 연계가 가능한 대규모 신재생 발전단지

- 세부내용 : 타입/용량 등 설비 정보, 시간대별 설비별 전력 생산량

- 근거 : 지역별 설비별로 발전 패턴을 이용하여 에너지저장시스템 설치에 따른

기대효과 및 경제성 분석에 활용

○ 수용가별 전력소비 데이터

- 대상 : 전력다소비사업장, APT단지

- 세부내용 : 시간대별 설비별 전력 소비량

- 근거 : 사용자별 시간대별 전력 소비 패턴을 이용하여 에너지관리시스템 도입

에 따른 기대효과 및 경제성 분석에 활용

○ 에너지 다소비 기기 데이터

- 대상 : 전동기, 보일러, 조명기기, 요/로, 건조기, 가전기기 등 건물 및 산업 부

문의 주요 에너지 다소비 기기 (기존기술 및 신기술 포함)

- 세부내용 : 제품유형(기술분류)별 이용율, 효율, 투자비용, 유지보수비용, 수명,

보급현황, 보급가능시기(신기술의 경우) 등 기기의 성능 및 경제성 관련 데이

터

- 근거 : 고효율기기 보급, EMS 도입 등 효율향상에 따른 효과 및 경제성 분석

을 위한 기준자료로 활용

◇ 독립형 마이크로 그리드사업 (에너지자립섬)

○ 도서지역별 에너지통계

- 대상 : 인구 또는 에너지소비량 기준 주요 도서지역

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- 세부내용 : 에너지원별(석유, 석탄, 천연가스 등) 부문별(산업, 건물, 수송, 공공·

기타) 연도(월)별 에너지소비량, 시간대별 전력(열에너지) 소비량, 발전설비 보

급 현황

- 근거 : 현재 시도별로 제공되는 지역에너지통계를 주요 도서지역별로 제공함으

로써, 독립형 마이크로그리드 보급을 위한 기초자료로 활용

○ 도서지역별 신재생에너지 자원량 통계

- 세부내용 : 시간대별 일사량, 풍력밀도 등 신재생에너지 자원량 정보

- 근거 : 신재생에너지 보급의 경제성 분석을 위한 기초자료로 활용

◇ 발전소 온배수열 활용 사업

○ 농수산업에서 활용 가능한 온배수열 통계

- 대상 : 개별 발전소

- 세부내용 : 각 발전소별 연도(월)별 온배수열 열량, 농수산업에서 활용 가능한

비중

○ 화력발전소 온배수열 이용 가능 지역 통계 (GIS 데이터 형태로 제공)

- 세부내용 : 발전소에서의 거리, 배관 설치 가능 여부 등, 온배수열을 활용할 수

있는 수요처가 가능한 지역의 정보를 제공할 필요가 있음

- 근거 : 온배수열을 활용한 사업계획 수립시 활용 가능

○ REC(신재생에너지 공급인증서) 통계

- 세부내용 : 월별 REC 가격 통계, 거래량 통계 등

- 근거 : 온배수열을 신재생에너지원으로 인정해 REC를 발급하여 발전사들의 참

여를 유도할 경우, 경제성 분석을 위한 주요 자료로 활용 가능

◇ 충전식 전기자동차 사업

○ 전기 자동차 보급 대수 통계

- 세부내용 : 지역별/인구 형태별 전기자동차 보급 대수 통계

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- 근거 : 보급 대수 전망 및 충전 인프라 구축 계획에 활용하는 등 공공사업에

활용 가능

○ 충전 인프라 통계

- 대상 : 전국 지역

- 세부내용 : 전기자동차 충전가능 장소

- 근거 : 해당 데이터를 공공데이터 서비스 개념으로 공개하여, 전기자동차 보급

확산에 기여할 수 있음

○ 전기 자동차 충전 패턴 통계

- 대상 : 개별 전기자동차

- 세부내용 : 스마트 미터를 설치한 개별 가정에서의 소비 패턴 정보와 같이, 개

별 전기자동차의 충전 패턴을 빅데이터로 공개할 필요가 있음

- 근거 : 해당 데이터를 분석하여 단기적인 전력수급계획에 활용할 수 있으며,

ENERNOC과 같은 충전 패턴을 변화시켜 수익을 창출하는 서비스 산업이 생

겨날 수 있음

◇ 태양광 대여사업

○ 가정용 태양광 설비 DB

- 세부내용 : 태양광 대여사업에 활용 가능한, 가정용 태양광 설비 DB

- 근거 : 태양광 대여사업 사업자들이 가장 경제성 있는 설비를 선택하여 사업

-> 사업자와 가정 양측 이익 증대

○ 신재생에너지 생산인증서(REP) 가격 통계

- 세부내용 : 태양광 대여사업에서 발생하는 주요 수입원인 REP 가격 정보 공개

필요

- 근거 : 사업자들의 사업성/경제성 평가에 활용 가능

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◇ 제로에너지빌딩 사업

○ 건물 에너지 통계

- 대상 : 개별 건물, 건물 형태별, 지역별

- 세부내용 : 에너지 형태별(전기 혹은 열) 소비량, 조명/냉·난방 등 부문별 건물

에너지 소비량, 시간대별 에너지 소비량, 가전기기 효율 등급/단열 등급 등 규

제 수준 및 보급 기술 수준 등

- 건물부문에서 발생할 수 있는 모든 에너지 통계가 사업에 도움 됨

○ 가정용 태양광/태양열/지열 설비 DB

- 세부내용 : 제로에너지빌딩에 주로 활용되는 신재생에너지원인 태양광/태양열

/지열 설비에 대한 DB 정보

- 근거 : 제로에너지건물 사업성/경제성 평가 시 활용가능

◇ 친환경에너지타운

○ 타운별 에너지소비 통계

- 대상 : 하수처리장 등 기피/유휴시설, 저밀도 공동주택 단지, 리조트 단지 등

- 세부내용 : 에너지원별(석유, 석탄, 천연가스 등) 연도(월)별 에너지소비량, 시간

대별 전력(열에너지) 소비량

- 근거 : 중소규모 타운별 에너지소비 통계를 제공함으로써, 신재생에너지 하이

브리드 시스템 보급을 위한 기초자료로 활용

○ 소규모 지역별 신재생에너지 자원량 통계

- 세부내용 : 시간대별 일사량, 풍력밀도 등 신재생에너지 자원량 정보

- 근거 : 신재생에너지 보급의 경제성 분석을 위한 기초자료로 활용

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5. 주요 선진국 Open Data 정책 현황◇ 美 오바마 정부의 「Open Data Strategy」개요('13.5.9)

○ 2009년 1월 21일 오바마 행정부가 정부의 개방성(openness)을 전례없는 수준으

로 확대하기로 하며, 공공 부문 신뢰도 제고, 투명한 시스템 구축, 공공 참여 및

협력을 견고히 함으로써 정부의 효율성을 증대하는 방향성을 제시함

- 대통령의 '투명성과 열린 정부에 대한 보고서(The President's Memorandum

on Transparency and Open Government, '09.1)‘는 기관들이 투명성, 참여, 협

력의 원칙을 이행할 것을 요구

- 열린 정부 지침(Open Government Directive)'에서 기관들이 정보를 오픈 포맷

으로 온라인 공개해 접근성을 높이도록 요구하고 있으며, OMB는 또한 기관

들이 탄탄한 정보 관리 관행을 정립하는데 도움이 되도록 OMB Circular

A-130 및 OMB Memorandum M-06-02 등의 관련 정책을 수립

< ‘투명하고 열린 정부’ 지침의 주요 내용 >o 정보의 온라인 공개

- 공공기관들은 온라인 상에 정보를 공개해야 한다는 전제를 수용

- 45일 이내에 관련 기관들은 최소한 계획 수립, 계획 발표일, 계획 구성요소를 포함한 자료를

온라인 상에 공표하고 Data.gov에 등록

- 웹페이지는 국민들이 공개된 정보에 대해 피드백 및 평가할 수 있는 메커니즘 제공

- 국민이 제공한 입력물에 대해 답신 제공

o 열린 정부에 대한 문화 창출 및 제도화

- 120일 이내에 공공기관들은 투명성 증진 방안과 국민의 참여·협력 유도 방안을 웹페이지에

공개

- 45일 이내에 예산관리국의 부이사, CIO 및 CTO는 투명성, 성과 책임, 참여성 및 협력 증진을

위한 워킹그룹 구축

출처: data.go.kr - 정보자료실 (2013.5.20)

○ 이후, 헬스, 에너지, 기후, 교육, 금융, 공공안전, 글로벌 개발 부문에서 오픈 데

이터 노력을 확대하는 다수의 오픈 데이터 이니셔티브를 추진해 왔음

- data.gov 사이트를 구축('09.5.21) 해 약 37만여 종의 데이터세트(원 데이터, 공

간지리)를 다양한 포맷으로 민간에 제공 중(‘13.5 현재)이며 해당되는 데이터

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자산을 통해 국민에게 이익이 되는 많은 제품과 서비스 창출

[참고] 관련 근거

- 문서감축법(Paperwork Reduction Act)

- 전자정부법(E-Government Act of 2002)

- 프라이버시법(Privacy Act of 1974)

- 연방정보보안관리법(FISMA: Federal Information Security Management Act of 2002)

- Confidential Information Protection and Statistical Efficiency Act of 2002(CIPSEA)

- 정보자유법(Freedom of Information Act)

- 정보품질법(Information Quality Act)

- 연방기록법(Federal Records Act)

- OMB 및 과학기술정책실(OSTP: Office of Science and Technology Policy)의 지침

○ 2013년 5월 9일 정부 정보의 개방 및 기계판독 구현 의무화(Making open and

machine-readable the new default for government information) 실시 → 대통

령 행정명령으로 요구

- 모든 신규 정보 생성 및 수집 활동에 '기계판독이 가능한 오픈 포맷', '데이터

표준', '공통 필수 메타데이터와 확장 가능한 메타데이터'를 사용해야 함

- 기관들은 오픈 라이선스를 사용하고, 프라이버시와 정보기밀, 보안 등 정보의

배포와 관련된 제약사항을 사전에 검토하는 책임을 가짐

- 이 밖에도 각 기관은 상호운용성과 정보 접근성을 극대화하고, 내 외부 데이터

자산 저장소를 유지하며, 정보 안전성을 강화하고, 정보 관리 책임을 명확히

할 수 있도록 정보 시스템을 구축하거나 개선해야 함

◇ 美「오픈 데이터 정책(Open Data Strategy)」수립('13.5.9)

* 오바마 대통령 행정명령에 따라 예산관리국(OMB)이 CIO, CTO, 정보규제국(OIRA)과 협의해

오픈 데이터 정책을 수립

1) 필요성 및 목적

○ 정보는 귀중한 국가 자원이며 연방정부와 공공의 전략적 자산이므로 각 기관은

정보의 생명주기에 따라 자산으로서 정보 관리 필요

- 누구나 쉽게 정보의 검색․접근․활용→ 창업, 혁신, 과학적 발견 등의 촉진→

국민의 삶의 질 향상과 막대한 일자리 창출

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- (예) 기상정보와 GPS 정보 개방: 이를 활용하여 내비게이션, 기상예보, 재해 경

보, 위치기반 서비스 등의 많은 비즈니스 모델이 창출됨

○ 특정 정보의 개방 여부를 떠나 정보의 생명주기 각 단계에 따른 정보자원의 효

율성/가치향상을 위한 기본 프레임워크를 수립 및 적용

2) 용어 정의

○ 자산으로서의 정보자원 관리를 위한 오픈 데이터 정책 내의 주요 용어(데이터,

데이터세트, 정보 생명주기, 오픈 데이터 등)를 정의

용어명 정의

데이터데이터란 별도의 언급이 없는 한 모든 구조적 정보(structured information)를

지칭

데이터세트 데이터세트란 테이블 또는 비테이블 형식으로 제시된 데이터의 집합을 의미

공정정보

실무원칙

공정 정보 실무 원칙이란 정보 시스템, 프로그램, 프로세스 상에서 프라이버시가

일으키는 문제를 파악하고 경감하기 위해 널리 수용되고 있는 8가지 원칙

※ 8가지 원칙 : 수집제한의 원칙, 내용 정확의 원칙, 목적 명확의 원칙,

이용제한의 원칙, 안정성 확보의 원칙, 개인정보정책 등의 공개원칙, 정보주체의

참여 원칙, 수집기관 책임의 원칙

정부정보 정부 정보란 연방 정부가 생성, 수집, 처리, 배포, 폐기하는 정보를 의미

정보

정보란 어떤 형식이나 수단에 관계없이 팩트(사실), 데이터, 또는 견해와 같은

지식의 표현이나 소통을 의미

이러한 형식과 수단에는 텍스트, 숫자, 그래픽, 지도, 내러티브, 시청각 등이 포함

정보

생명주기

정보 생명주기란 정보가 통과하는 단계를 의미

통상적으로 생성, 수집, 처리, 배포, 활용, 저장, 폐기로 구분

개인 식별

정보

개인 식별 정보(PII)란 개인의 신원을 구분하고 추적하는데 있어서 단독으로 또는

특정 개인과 연결된 다른 정보와 병행하여 사용될 수 있는 정보

모자이크

효과

모자이크 효과란 고립되어 있으면 개인 신원 파악의 위험이 없는(또는 보안과

같은 다른 중요 사항에 위협이 되지 않는) 개별 데이터세트가 다른 가용 정보와

결합했을 때 해당 위험을 발생시키는 효과를 의미

오픈 데이터

오픈 데이터란 최종 사용자가 100 퍼센트 발견하고 사용할 수 있는 방법으로

구조화된 공개 데이터를 의미

적용 원칙 : 공개, 접근성, 재사용, 완전성, 시의적절성, 배포 후 관리 등

프로젝트

오픈 데이터

프로젝트 오픈 데이터는 기관들이 본 지침에서 제시한 프레임워크를 도입하는데

도움이 되는 각종 툴, 우수 사례, 스키마(schema)를 제공하는 온라인

저장소(repository)

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[참고] 오픈 데이터(Open Data)

○ 오픈 데이터는 최종 사용자가 100 퍼센트 발견하고 사용할 수 있는 방법으로

구조화된 공개 데이터를 의미하며, 일반적으로 다음의 원칙이 오픈 데이터에 적

용됨.

- 공개(Public): 기관들은 OBM의 열린 정부 지침(Open Government Directive)에

입각하여 법이 허용하고 프라이버시, 기밀, 안보, 기타 유효 제약에 준하는 범

위 내에서 정보를 개방함

- 접근성(Accessible): 오픈 데이터는 회수, 다운로드, 색인, 검색이 가능하도록 편

리하고 수정 가능한 오픈 포맷으로 만들어져야 하며, 포맷은 반드시 기계판독

이 가능하여야 함(예: 데이터는 자동 처리가 가능하도록 구조화). 오픈 데이터

구조(structure)는 특정인 또는 집단에 차별적이어서는 안 되며, 소비를 위해 다

양한 포맷으로 데이터를 제공함으로써 최대한 광범위한 사용자와 목적에 유효

하도록 만들어져야 함. 이러한 포맷들은 법이 허용하는 범위 내에서 비독점적

이고, 공개적으로 유효하며, 사용상의 어떠한 제약도 없어야 함

- 기술(Described): 오픈 데이터는 데이터 소비자가 그 강점, 약점, 분석 상의 제

약, 보안 요건, 처리 방법을 이해하기 위한 충분한 정보를 얻도록 완전하게 기

술되어 짐. 이를 위해 견고하고 세밀한 메타데이터(데이터를 설명하는 필드 또

는 요소), 데이터 요소의 문서화, 데이터 사전 등의 사용이 수반됨. 또한 필요

한 경우, 데이터 수집의 목적, 모 집단, 표본 특성, 데이터 수집 방법에 대한

추가적 설명을 제공

- 재사용(Reusable): 오픈 데이터는 사용에 어떤 제약도 없는 오픈 라이선스로 공

개

- 완전성(Complete): 실용성과 법, 기타 요건이 허용하는 한도 내에서 가장 작은

입상도(granularity)를 구현하기 위해 오픈 데이터는 원시 형태(예: 출처에서 수

집된 그대로)로 배포됨. 파생 또는 통합된 오픈 데이터도 배포할 수 있으나, 이

경우 반드시 원시 데이터의 출처를 명시하여야 함

- 시의 적절성(Timely): 오픈 데이터는 데이터의 가치를 보존하기 위해 가능한

빨리 공개. 배포 빈도는 핵심 사용자와 하향스트림 요구를 고려하여야 함

- 배포 후 관리(Managed Post-Release): 데이터 사용을 지원하고 오픈 데이터 요

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구사항과 관련한 민원을 응대하기 위해 연락 담당자(contact point)를 지정

[참고] 프로젝트 오픈 데이터(Project Open Data)

○ 프로젝트 오픈 데이터(Project Open Data): OMB(예산관리국)과 OSTP(과학기술

정책실)의 새 자원인 프로젝트 오픈 데이터는 기관들이 본 지침에서 제시한 프

레임워크를 도입하는데 도움이 되는 각종 툴, 우수 사례, 스키마를 제공하는 온

라인 저장소(repository)

§ * http://project-open-data.github.io

- 프로젝트 오픈 데이터는 오픈 데이터 이행을 촉진하는 커뮤니티 자원으로서

정의, 코드, 체크리스트, 사례 연구 등을 포함하고 있으며, 민간 개발자와의 파

트너쉽 속에서 연방 정부 기관들의 상호 협업

- GitHub라는 오픈소스 플랫폼을 통해 개발자들이 협력하고 공유하는 시스템을

갖추며 중앙 정부나 지방정부, 일반 국민들이 무료로 오픈 소스 툴을 사용할

수 있게 하기 위함

- 오픈 소스 프로젝트, 백악관 예산관리실( Office of management and budge,

OMB)와 과학기술정책실(Office of Science and Technology Policy, OSTP)에서

주관하고 있으며 연방 CIO, CTO가 참여

3) 적용 범위

○ 신규 정보 수집·생성, 시스템 개발, 기존 시스템의 업데이트 및 재설계 시, 기관

들이 운영 중인 정보 시스템에서 사용되는 모든 데이터세트 관리

§ 단, 국가 안보 시스템(National Security Systems)은 적용대상에서 제외

4) 정책 요구사항

○ 각 기관은 정보 수집·생성에 앞서 기획 단계부터 정보 자원 관리를 위한 전략

계획을 수립하여, 생명주기에 따른 지속적 정보 관리 필요

- 생명주기에 따른 정보 자원의 관리 강화와 정부의 개방성 원칙을 촉진하기 위

해 다음의 활동(action) 수행을 의무화

① 하향스트림 정보 처리와 배포가 가능한 방법으로 정보를 수집·생성

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- 수집·생성하는 정보에 기계판독이 가능한 오픈 포맷 사용

- 데이터 상호운용성과 개방성을 촉진할 수 있는 데이터 표준 사용

- 데이터의 활용에 제약이 없도록 오픈 라이선스 기반으로 정보 관리

- 공통 필수 메타데이터와 확장 가능한 메타데이터 사용

② 상호운용성과 정보 접근성을 지원하는 정보 시스템을 구축

- 향후 변경에 대비하여 확장가능하고, 유연하며, 다양한 포맷으로 데이터를 추

출할 수 있는 방식으로 시스템 설계

- 시스템에서 생성된 모든 데이터는 상기 ①의 요건을 충족해야 하고, 전사적 데

이터 저장소(enterprise data inventory)에 등록

- 데이터 스키마와 데이터 사전은 문서화하여, 내부와 민간에 공유

③ 데이터 관리 및 배포(release) 기준 강화

- 기관의 정보시스템에서 사용하는 모든 데이터세트를 확인할 수 있는 전사적

데이터 저장소 구축

- 공개가 가능한 데이터세트는 www.[agency].gov/data에 등록하여 공개 데이터

목록을 만들고 관리

- 데이터의 우선순위 선정과 공개를 촉진하기 위해 민간 참여 프로세스 수립

- 효율적이고 효과적인 데이터 배포(release)를 촉진하기 위해 각 책임자의 역할

과 책임을 명확하게 규정

④ 데이터 안전, 프라이버시 및 기밀 보호 대책을 강화

- 정보 생명주기 단계마다 해당 정보에 대한 프라이버시 분석을 실시

- 기관의 업무 수행에 필수적이고, 실질적으로 유용한 정보만 수집·생성

- 개인 신원 파악이 가능한 정보의 수집 및 생성은 기관의 업무 수행에 반드시

필요하고 법적으로 승인된 경우로 제한

- 개인 신원 파악이 가능한 정보, 재정 정보가 포함된 정보의 공유는 법적으로

승인된 경우에 한하여 허용되며, 기밀유지 의무가 유지되도록 정보 사용에 대

한 조건(condition)을 부여

- 해당 정보의 상실, 오용, 인가되지 않은 접근, 수정 등으로 인한 위해 정도와

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위험에 비례하여 정보를 보호

- 특정 정보가 개인 식별 정보(용어 참조)에 해당하는지 판단할 때, 기 공개된 다

른 정보와 함께 고려

⑤ 상호운용성 및 개방성 요건을 기관의 핵심 프로세스에 통합

- 정보자원관리(IRM) 전략 계획을 수립하고 유지해야 하며, 매년 PortfolioStat의

프로세스의 일환으로서 IRM 전략 계획을 갱신

§ portfoliostat : 기관의 IT 포트폴리오 관리 프로세스의 성숙도를 평가하고, 중복

제거, 공통 솔루션 활용 등을 통해 IT 투자 효과를 극대화하기 위해 OMB가 제

시한 프로세스 지침(‘12.3)

5) 정책 이행

① 역할과 책임: 기관의 CIO에게 오픈 데이터 정책 이행 책임, 권한 부여

- 개인정보보호책임자 및 기타 보안 책임자와 협력하여 기획 프로세스 각 단계

마다 프라이버시, 기밀, 보안 이슈를 분석

- 근거법: 정보기술관리혁신법(Clinger-Cohen Act)

② 범정부적 조정(coordination)

- 연방 CIO는 연방 CIO 위원회(Federal CIO Council)의 지원을 받아 기관 간 워

킹 그룹을 설립

- 워킹 그룹은 정보 상호운용성과 개방성을 지원하는 툴의 개발을 도움으로써

정책의 범정부적인 이행을 위한 지렛대 역할 수행

③ 자원

- 각 기관의 정보 생명주기 관리 프로세스의 성숙도에 따라, 정책의 이행을 위한

선행 투자가 필요

- 초기 투자는 미래의 편익으로 판단하며, 기관의 예산 계획과 절차에 따라 적절

하게 투자

④ 책임 메커니즘

- 정책 이행에 대한 진척상황은 기관의 공개 데이터 목록, 전사적 데이터 저장소

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의 완결성, 정보자원 관리 계획의 업데이트 여부 등의 분석을 통해 OMB와 민

간에 의해 평가

◇ 벤치마킹 사례: IT Dashboard

○ (개요) 미국 연방 정부는 2009년 6월부터 정보기술 투자와 관련한 상세 정보를

연방이나 일반 공공기관을 물론 기업을 포함한 일반 관련자들이 자유롭게 열람

할 수 있는 웹 사이트를 오픈

- IT Dashboard를 통해 각 부처 및 정부 기관의 IT 예산 사용 내역 및 IT 프로

젝트의 진척도 정보를 확인하는 것은 물론, 정보 확인자의 의견을 개진하는 것

이 가능

- IT Dashboard의 오픈 당시, 정보 열람이 가능한 사람은 공공 분야 종사자에

한정되었지만 현재는 기업체는 물론, 일반인에게도 개방

- IT Dashboard에 보이는 데이터들은 모두 실시간 정보를 반영하고 있기 때문에

정보의 추가 가공이나 왜곡에 대한 우려를 제거

○ (필요성) 예산이 처음 목적과 다르게 집행되는 경우도 많고 프로젝트 기간도 변

화가 심하게 일어나는 폐해나, 각 부처나 정부기관은 IT 예산 사용 내역 관련

보고 시, 여러 가지 방법을 이용해 자신들에게 유리한 정보만 공유하거나 객관

성을 상실한 정보를 제공하는 경우를 폐단을 방지

- 미의회는 물론 행정부에서도 IT 투자 예산이나 정책 방향 결정 시 IT

Dashboard의 각종 데이터나 의견을 참고하도록 권고

→ 객관적인 정보 제공과 합리적인 정보기술 예산 지출 도모

○ (목적) 해당 정보를 다른 공공기관은 물론, 민간 부문과도 공유를 함으로써 예

산 및 IT 프로젝트에 대한 투명성을 확보하고 다양한 의견 수렴을 통해 예산

집행에 대한 효율성을 제고

- `미 연방정부에서는 연간 750억 달러 규모로 집행되는 정보기술 관련 예산에

대한 투명성 제고 요구가 증가에 대응

- 정부에서 추진하는 각종 IT 사업에 대한 정보 공유를 통해 다양한 의견을 청

취하고 이를 통해 합리적인 IT 투자 의사결정이 가능하게 하기 위함

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[그림 12] IT Dashboard에 표시된 연방정부의 영역별 IT 예산 배분 현황화면

[그림 13] IT Dashboard에 표시된 부처별 IT 예산 소요 현황화면

◇ Data.gov 분석

○ 주제별 datasets를 보면 기후(climate) 다음으로 에너지가 가장 많은 datasets를

제공하고 있는 분야임.

- 에너지 분야 datasets의 경우, 에너지와 직․간접적으로 연관된 datasets를 모두

포함한 개념으로, DOE 뿐 만 아니라 다양한 부처 및 기관에서 생산한

datasets를 포함

○ 미국 EIA에서 API를 통해 가능한 데이터를 제공하고 있으며, 민간, 비영리 기

관, 공공 부문의 혁신 및 서비스 부가가치 창출을 할 수 있도록 제공하며 주요

datasets는 다음과 같음

§ 408,000 electricity series organized into 29,000 categories

§ 30,000 State Energy Data System series organized into 600 categories

§ 115,052 petroleum series and associated categories

§ 11,989 natural gas series and associated categories

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§ 132,331 coal series and associated categories (released Feb 25, 2014)

§ 3,872 Short-Term Energy Outlook series and associated categories (released

May 27, 2014)

§ 368,466 Annual Energy Outlook series and associated categories (released

May 27, 2014)

○ 에너지 Data의 소스는 Federal, Non Federal, General Reference 로 분류

- (Federal) 과학기술정보국(the office of scientific and technical information,

OSTI), EIA, NOAA Global Earth observation-Integrated Data Environment

- (Non Federal) NYSERDA Monitored Performance and Operational Statistics,

New York: Empire state oil&gas information system, North carolina green

technologies database

- (general) NERC assessments and tools, natural association of regulatory

utility commissioners(NARUC), NREL renewable energy certificate and green

power markets, NREL technology and program market data, NREL energy

analysis division

No 주제 # of datasets

1 Climate 444

2 Energy 414

3 Safety 379

4 Ocean 299

5 Education 294

6 Consumer 248

7 Ecosystems 230

8 Agriculture 217

9 Research 188

10 Finance 166

11 BusinessUSA 163

12 Disasters 142

13 Law 101

14 Manufacturing 48

15 World Wide Human Geography Data 31

○ 성공사례: 미국 Opower사

- EIA에서 제공하는 가정용 에너지 소비 조사 데이터*를 사용(residential energy

consumption survery files, energy consumption, 2009)

§ 1978년부터 주거용 에너지 소비 조사가 국가 샘플 조사로 수행되었으며 가정단

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위에서 에너지 관련 데이터를 수집하기 시작

§랜덤하게 선택된 12,083 가구로부터(complex multistage, area-probability

sample design) 데이터를 수집하며, 이는 113.6millon 미국 가구를 대표(센서스

국의 통계추정치)

[참고] EIA와 KESIS 가정용 에너지 소비 데이터의 비교

ㅇ (KESIS) 가정에서 소비하고 있는 석탄, 석유, 도시가스, 전력, 열, 신재생 등 6개 분야의

19997년부터 2014년까지 월별 데이터를 제공하고 있음

단위: 1,000toe

연도-월 석탄 석유 도시가스 전력 열 신재생

xxxx-xx

ㅇ (EIA) 가정용 에너지 소비 데이터 제공을 위해 월별 데이터 외에도, 조사하고 있는

샘플링 12,083가구의 원시데이터를 제공

- 원시데이터의 제공 항목은 930개로 샘플조사의 코딩결과를 엑셀로 바로 제공

구분 1 2 3 … 930

DOEID REGIONC DIVISION REPORTABLE_DOMAIN … SCALEKER

1 2 4 12 … -2

… … … … … …

12,083 4 10 26 … -2

- RECS DAT FILES, LAYOUT FILES, VARIABLE AND REPONSE CODEBOOK,

SURVERY FORMS, RELEASE DATE를 엑셀파일형태로 제공

- EIA에서 주거용 에너지소비에 대한 다양한 분석 수행(아래는 예시)

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[그림 14] Energy consumption in homes by end uses

[그림 15] Households with selected appliances and electronics, 2009

[참고] Opower사의 비즈니스 모델

○ (비즈니스 모델) 에너지 효율향상 사업, 수요반응(DR) 사업, Digital Engagement

사업, 고객관리 사업임

- 2007년 창업한 이래 Opower 고객에서 절감된 에너지는 5조Wh 규모로, 세계 50대

스타트업(비즈니스위크) 및 미국 10대 환경기술 기업(월스트리트저널)으로 선정

- 직원수는 500여명

○ (특징) 행동과학적 근거를 기초로 소비자들을 설득

- ①지구보호를 위한 에너지 절약, ②비용 절감, ③이웃들은 이미 에너지를 아끼

고 있다는 설득 등 소비자를 설득하는 근거를 행동과학적 실험 결과 ③ 이웃

과의 비교의 경우가 설득에 효과가 있는 것으로 분석

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- 에너지 절약을 통한 벌 수 있는 금액 보다는 손실 금액을 제시하고, 전력회사

가 나를 위해 특별한 리포트를 제공했다는 디자인을 제공

- 소비자의 에너지 사용 습관을 데이터로 분석하여 휴대폰 문자메시지를 송부

○ (애로사항) 수많은 전기․가스 사용 데이터의 수집이 필요

- 2~3곳의 전력회사를 설득해 파일럿 프로그램으로 opower 고지서 프로그램을

실험한 결과 에너지 사용량이 1.2%~2.1% 감소했으며 현재 100여개 전력․가스

회사로 파트너 관계를 확대해 데이터를 획득

→ 5000만 가구의 에너지 사용 데이터 분석(미국 전체 가구의 37%)

- Google 및 MS 등 대기업의 파워미트 및 홈(Hohm) 서비스와 경쟁했으나 오파

워의 에너지 분야 전문성 강화 및 전력회사와의 견고한 파트너 관계 유지로

극복

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○ (수익창출) 전력회사로부터 소비자들에게 고지서를 발송하는 대가를 받으며 전

력회사의 경우 고객만족도 향상과 고객관리 및 인프라 구축비용 절감효과를 얻

음

◇ EU Open Data Portal

․ https://open-data.europa.eu/en/data

○ EU에서 제공하고 있는 Open Data 분야는 에너지를 포함하여 21개 분야로 제

공 중

- 투명하고 열린 정부, 혁신(innovation)을 지향하며 EU 관련 기관에서 생산하는

공공데이터를 공개하여 누구다 다운로드 받아 재사용 및 서비스 창출에 사용

할 수 있도록 함

→ 공공부문 정보에 대한 접근성 증대와 재사용을 궁극적 목적으로 포털을 구축

○ (특징) EU 멤버국의 정부 오픈데이터 및 글로벌 오픈데이터와 연계하였고, 유럽

의 다양한 data 생성기관 및 출처들을 통합 연계한 포털을 구축하여, EU 관련

data를 얻기 위한 one-stop 서비스를 제공함

- EU 관련 기관 및 단체에서 생성된 데이터에 대해 접근이 가능하도록 메타데이

터 목록을 제공

- 해당 데이터는 재사용이 가능한 형태로 기계화(machine readable) 및 표준화

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작업 등을 추진하고 데이터 사용을 편리하게 하기 위한 애플리케이션 등을 제

공

- EU 멤버국의 오픈데이터 포털

․ publicdata.belgium.be

․ govdata.de

․ opendata.ee

․ data.gov.ie

․ data.gov.gr

․ datos.gob.es

․ data.gouv.fr

․ dati.gov.it

․ data.gov.mt

․ data.overheid.nl

․ data.gv.at

․ dados.gov.pt

․ data.gov.sk

․ oppnadata.se

․ data.gov.uk

․ opendata.cz

․ opendata.gov.lt

․ nio.gov.si/nio/

․ danepubliczne.gov.pl

․ data.gov.ro

․ avoindata.fi

․ digitaliser.dk

- 글로벌 오픈 데이터 포털(EU 관련)

․ publicdata.eu

․ data.un.org

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․ data.worldbank.org

○ 영국 사례: data.gov.uk

- 영국의 경우 ‘15.3월 현재 약 23,881개의 datasets를 제공하고 있으며, 주요 주

제의 구분은 환경, 맵핑, 정부지출, 사회, 정부, town&cities, health, 교육, 교통,

산업경제로 구분

§ 에너지 데이터는 환경, 정부, town&cities, 산업경제 등 다양한 부문 내에 하위

수준으로 포함되어 있음

- 에너지 데이터의 경우 DECC(에너지기후변화부)에서 모두 제공

§ EIA와 같이 분류체계가 상세히 되어 있지는 않으나 주요 이슈별로 제공하는 데

이터 목록 및 발간 예정일 등을 공지

6. 미국 EIA 및 에너지 공공 Data 활용 사례◇ data.gov의 기대효과

○ 미국의 경우 data.gov 사이트를 통해 모든 공공 부문에서 제공하는 data를 민간

에 통합 제공하고 있으며, 대표적인 data의 활용사례 및 기대효과를 제시하고

있음

- 정부 데이터를 오픈함으로써 얻을 수 있는 기대효과로써, 비용 절감, 효율 향

상, 기업 활성화, 공공서비스 개선, 정책 알림, 성능개선, 연구과학적 발견, 대

중의 참여 증대 및 정책의 투명성 제고 등을 제시하고 있음

- open data의 분야는 금융, 소비자, 기업, 기후, 건강, 에너지, 농업, 교육 등 8개

분야임

○ data.gov 사이트에서 제시하고 있는 기대효과 대표사례 중 에너지 분야는 다음

의 3가지 사례를 발표함.

․ 참고자료: www.data.gov/impact/#energy

(1) 미국 Opower사

- Opower사의 비즈니스 모델을 통해 에너지 요금을 $701,478,022 절감하는 효과

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를 얻음

- Opower는 에너지 사용에 대한 데이터를 수집하여 개인이 그들 가구의 에너지

사용량을 추적하는 것이 가능하게 함으로써 에너지 사용 및 비용을 낮추고 이

산화탄소 배출량을 줄이며 가구 에너지 절약을 활성화시킴.

- Data: EIA의 Residential Energy Consumption Survey를 사용함

§ * 참고: 오파워에서는 미국 가정의 절반에 해당하는 약 5천만 가구의 에너지 사

용량 데이터를 이용해 KW단위로 세세히 분석하여 개인이 얼마나 전기를 빨리

사용하고 있는지, 각 가정의 에너지 소비가 이웃과 비교해 얼마나 높은지를 인포

그래픽스로 고지서를 작성해 제공함

․ ⇒ 에너지 신산업 모델 : 주거용 에너지 소비조사 데이터를 이용해 지역별 맞춤형

에너지 절약 모델을 설계 및 제공하는 사업

(2) 미국 Clean Power Finance사

- 금융지원이 필요한 태양광 전문가, 배급자, 제조사를 투자자와 연결해 주는 역

할을 함으로써 주거용 태양광의 시장 확대에 기여했으며 $90million의 매출을

올렸음

- Data: NREL의 National Renewable Energy Lab's solar photovoltaic data를 사

용함

- https://openpv.nrel.gov/

․ ⇒ 에너지 신산업 모델 : 주거용 태양광 발전 파이낸싱 사업

(3) 미국 simple energy사

- simple energy mobile app을 사용하여 에너지 소비를 주변이웃과 비교할 수

있는 시스템 제공, $8.9million 매출을 올렸음

- Data: EIA의 electricity power sales, revenue, and energy efficiency data를 사

용함

- http://www.eia.gov/electricity/data/eia861/

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․ ⇒ 에너지 신산업 모델 : 주거용 에너지 소비조사 데이터를 이용해 지역별 맞춤형

에너지 절약 모델을 설계 및 제공하는 사업

◇ data.gov의 활용사례

․ https://www.data.gov/applications?q=&currentpage=11

○ data.gov를 통해 국민들의 의사결정을 돕기 위한 소프트웨어 애플리케이션을

활성화하였음

- 정부의 open data를 활용한 모든 분야의 예시를 제공하고 있는데, 예시들 중

30% 이상이 에너지자원과 관련된 분야로써 에너지 분야 open data가 활성화

되어 있음.

- 에너지 분야 소프트웨어 애플리케이션은 주로 EIA 또는 NREL 등 에너지자원

관련 기술 연구소에서 제공하는 data를 바탕으로 민간에서 제작하고 있으며,

일부 공공기관의 일반 국민들의 활용을 쉽게 하기 위해 제공하는 것도 있음.

(1) Energy IQ

- Energy IQ는 비주거용 건물에 대해 에너지 효율, 비용 절감, 온실가스 배출 감

축을 위한 분석 데이터를 제공할 수 있는 툴을 제공해 줌.

(2) country energy profiles map

- 219개 국가에 대한 에너지 데이터 맵을 보여줌

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- 데이터:http://catalog.data.gov/dataset/international-energy-statistics

(3) Geothermal Companies

- 미국의 지열 기업 지도를 제공함

- 데이터:http://en.openei.org/wiki/Map_of_Geothermal_Facilities

(4) 그린버튼

- 미국의 NIST(National Institute of standards and technology)에서 수행

- http://collaborate.nist.gov/twiki-sggrid/bin/view/SmartGrid/GreenButtonInitiative

․ 참고. 그린버튼을 활용한 에너지 사용현황 관리감시 정책 시행: 2011년 만들어진 그

린버튼은 에너지공급업체가 참여하여 에너지 사용과 관련된 모든 데이터를 한꺼번

에 관리하고 공개하는 웹사이트로 실시간 정보가 업데이트됨

§ 고객들은 에너지 사용 현황을 확인하고 그래프의 색에 따라 전력 피크를 표시하

여 에너지 수급 상황을 알려주고 소비패턴 분석을 통해 에너지 요금제 옵션 비

교 및 최적의 요금제를 선택할 수 있게 함

§ 실제로 그린버튼이 보급된 캘리포니아주에서는 수요측면의 데이터 분석과 프로그

램 운용 덕분에 약 1500만kW의 전력공급이 감소되었으며 500MW급 발전기 30

개를 추가적으로 건설해야하는 필요성이 없어짐

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§ 미국 오바마 정부는 ‘13년 12월 2020년까지 그린버튼을 활용해 에너지 사용 현

황을 관리․감시하는 정책을 시행하겠다고 발표함

§ 미국 에너지부(DOE)는 관민이 공동으로 그린버튼과 관련된 애플리케이션과 소프

트웨어 및 시스템 개발에 나설 수 있도록 지원책을 펼치고 있음

[그림 16] 미국의 그린버튼을 활용한 에너지 사용현황 관리감시 정책

- 에너지 신산업 모델 : 한국형 그린 버튼 애플리케이션 개발 지원

(5) Home Energy Saver

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(6) In My Backyard

- 미국 NREL에서 개발

- 개인이나 기업이 생산할 수 있는 신재생에너지 전력을 산출해 주는 계획 프로

그램 제공

(7) Leafully

- 시설에 대한 에너지 사용량을 모니터링함으로써 에너지 비용 절감 유도

- https://leafully.com/

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(8) Natural gas pipeline

- 미국 내 천연가스 수송 및 생산을 설명하는 맵 제공

(9) NREL technology and program market data

- 다양한 신재생에너지기술에 대한 시장에 대한 정보를 포함

- http://www.nrel.gov/analysis/market_re_data.html

◇ 기타 사례들

○ 영국 에너지기업 센트리카, 스마트계량기로 전력 수요 예측

- 영국의 최대 가스, 전력회사인 센트리카는 3O분마다 고객의 스마트계량기로부

터 받은 검침데이터와 날씨, 기온, 습도 등 데이터의 패턴을 분석함으로써 전

력 수요를 예측함

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- 고객별 에너지 소비 패턴을 파악하고 이를 그룹화하고 그룹별 행동특성을 도

출하여 미래 전력소비 예측에 활용하고 있음

․ ⇒ 에너지 신산업 모델 : 한전 AMI 보급 사업

○ 빅데이터 활용의 증가로 인해 IT기업의 신재생에너지 도입 활성

- 빅데이터 시대에 대응하기 위해 IT기업들은 기하급수적으로 늘어나는 모바일

이용자의 데이터를 처리하기 위해 각 기업에서 매년 축구장 3~4개 크기의 데

이터 센터를 증설함

- IT기업은 데이터센터 유지비용을 친환경에너지로 낮추며, 친환경에너지를 새로

운 사업의 기회로 확보하기 위해 풍력 및 태양광발전사업을 시작함

§ 구글 : 태양광발전소, 풍력발전소

§ 애플 : 풍력발전소

§ MS : 풍력발전소

§ Facebook : 풍력발전데이터센서

◇ 주요 시사점

○ 가정용, 건물, 시설의 전력 사용량 절감을 위한 소프트웨어 개발을 위해 에너지

데이터의 중요성이 증대되고 있음

- 계량기, 전력망, 재생에너지 통합 분석 등 관련 시장이 커질 전망이며, 에너지

관련 업체는 고객의 에너지 데이터가 전략적으로 매우 가치있는 것으로 관리

- 유럽에서는 에너지 공급부터 소비에 걸친 에너지 네트워크 특정 포인트마다

실시간으로 데이터 수집하려는 노력 중

○ 우리나라 공공데이터 통계는 문서 위주로 가치가 제한적이므로 기업의 니즈를

반영할 수 있는 오픈 데이터의 개방범위 확대 필요

- 53 -

7. 해외 선진기업별 사례가. 스마트 미터

※ 스마트미터 시장이 치열한 경쟁상황에 도달하면서 관련 기업들이 소프트웨어 및 서비스

제공으로 비즈니스 범위를 넓히고 있는 중

※ 현재 스마트 미터가 유기적으로 연결되지 못해 IT 솔루션들이 전력회사의 중요한 과제 중

하나인 소비자 참여 촉진에 효과적으로 대응하지 못함

※ 스마트 미터 보급은 포화상태에 도달해 신규설치도 줄어듦에 따라 인력 감축 및 구조조정

시작(Itron 등)

◇ 미국 스마트 미터 시장동향(출처: Kotra 글로벌윈도우)

․ http://www.globalwindow.org/gw/exportbright/GWOMAL020M.html?SCH_TY

PE=SCH_SJ&SCH_VALUE=&SCH_AREA_CD=00000&SCH_NATION_CD=000000

&SCH_TRADE_CD=0000000&NM_KO=&HSCODE=&SCH_START_DT=&SCH_E

ND_DT=&RowCountPerPage=10&BBS_ID=19&MENU_CD=M19049&UPPER_ME

NU_CD=M19048&MENU_STEP=3&Page=1&MODE=L&ARTICLE_SE=20400&NM

_EN=&ARTICLE_ID=5020235

○ (시장규모) 미국 스마트미터(수도,전기,가스) 시장규모는 지난 5년간 연평균 성장

률 12.9%를 기록했으며 2014년 15억 달러 달성 전망

- 2009년 말 1300만대에서 2013년 상반기 4600만대로 3배 이상 증가했으며, 2013

년 상반기 기준 보급률 25% 이상을 달성한 주가 20개

구분 2010 2011 2012 2013 2014

총매출액

(US$백만)1,009.4 1,241.6 1,152.2 1,302.0 1,532.5

부가가치창출

(US$백만)354.3 424.7 380.2 434.8 536.4

총수출액

(US$백만)378.5 496.6 420.6 429.7 490.4

생산업체수

(개사)40 41 39 46 51

국내수요 1,004.4 1,185.8 1,175.2 1,393.1 1,678.1

*부가가치창출: 총생산량의 시장가치-생산원가

*국내수요: 총매출액-총수출+총수입

- 54 -

○ (성장요인) 스마트그리드 전환에 따른 스마트미터 수요의 폭발적 증가 및 오바

마 행정부의 경기부양법(ARRA, 2009) 발표에 따른 정부보조금 투입(34억$ 규

모)

- 전 세계적으로 에너지절약이 화두가 되면서 인구증가와 생활패턴 변화로 에너

지소비량 증가와 함께 스마트미터 산업이 지속적으로 성장 전망

- 미국 내 낙후한 에너지 인프라의 현대화에 대한 요구 증대로 정부차원의 인프

라 투자도 증가할 전망

- 신규 진입한 민간 에너지 회사가 경쟁력 확보 수단으로 스마트 미터를 대거

도입해 민간 투자규모도 확대

[그림 17] 전기소비량 전망 [그림 18] 에너지인프라 건설시장 전망

○ (시장전망) 2014년~2019년까지 연평균 16.8% 성장률을 보여 2019년에는 33억$

이상 시장규모로 성장할 전망

구분 2014 2015 2016 2017 2018

총매출액

(US$백만)1,532.5 1,771.6 2,054.8 2,365.9 3,326.3

부가가치창출

(US$백만)536.4 609.4 715.1 818.6 938.6

총수출액

(US$백만)490.4 549.2 688.4 780.7 864.9

총수입액

(US$백만)636.0 690.9 842.5 970.0 1210.8

생산업체수

(개사)51 57 63 70 76

국내수요 1,678.1 3,922 3,973 4,018 4,071

- 55 -

○ (장애요인) 미국 정부의 경기부야야 및 에너지 효율화 일환으로 지원된 정부보

조가 중단될 경우 시장 타격이 클 것으로 전망

- 에너지 효율에 선도적인 움직임을 보이고 있는 캘리포니아주는 스마트미터 보

급률이 99%에 달해 시장이 포화상태에 달하면 수요 감소

- 스마트 미터 안전성을 둘러싼 언론 보도가 스마트 미터 보급에 악영향을 미침

(방사선의 인체 유해 등 과학적 검증 안된 안전 문제들)

○ (소비자 분석) 주거용 시장이 89%, 상업용 10.3%, 산업용 0.7%

- 전기 미터 75.4%, 가스 15.6%, 수도 9.0%

- 전기전자제품의 사용량의 증가할수록 에너지 요금 절약을 원하는 주거용 가구

의 수요가 커질 전망

§ * 주택경기 활성화로 신규 주택의 경우 대다수 스마트 미터 도입

- 양방향 소통방식의 스마트기기(AMR) 도입으로 에너지 업체가 원격으로 실시

간 에너지 공급현황 파악, 정전 및 비상상황 실시간 복구 가능

○ (수입 동향) 미국 업체가 전기미터 시장을 주도해 미국 내 전기미터 수입량 증

가율은 저조한 것으로 분석

순위 국가금액 점유율 증감률

2011 2012 2013 2011 2012 2013 13/12

총계 423,479 365,630 335,841 100 100 100 -8.15

1 멕시코 365,658 325,516 299,510 86.35 89.03 89.18 -7.99

2 중국 34,307 20,423 12,983 8.10 5.59 3.87 -36.43

3 영국 5,375 7,474 7,132 1.27 2.04 2.12 -4.59

4 베트남 - 131 6,568 - 0.04 1.96 4884.68

5 캐나다 6,974 6,187 5,615 1.65 1.69 1.67 -9.25

6 이스라엘 3,104 2,615 2,190 0.73 0.72 0.65 -16.24

7 일본 240 676 364 0.06 0.19 0.11 -46.11

8 대만 325 253 309 0.08 0.07 0.09 21.87

9 독일 134 313 197 0.03 0.09 0.06 -36.90

10 네덜란드 323 95 118 0.08 0.03 0.04 23.40

24 한국 788 23 26 0.19 0.01 0.01 15.62

<표 7> 미국 전기미터 주요 수입국 현황(단위: US$ 천, %)

- 56 -

○ (경쟁 동향) Itron이 미국 내 생산공장을 가지고 시장 점유율 25.6%, GE가 미국

내 생산공장을 가짖고 15.9% 시장 점유

- 이외 스위스 Landis+Gyr, 독일 Elster, 미국 Sensus를 포함한 주요 5개사가 전

기스마트미터 제조협회를 구성해 활동, 전체시장의 70% 차지

- GE를 제외하고는 중소/중견기업 인수합병을 통해 시장 진입에 성공

- 한국 제품은 인지도 미미

○ (수출 전략) 가격경쟁력, 품질관리 능력, 기술수준이 중요

- 자본집약도가 큰 스마트미터 산업 특성상 가격 경쟁력 확보가 중요

- 자연재해에도 작동하는 내구성, 제품 신뢰성 제고를 위한 기술 수준 확보를 위

해 적극적 R&D 투자 필요

- 현지 에너지회사와의 협력 관계, 장기적 네트워킹 필요

- 글로벌기업의 밸류체인 진입 및 R&D 협력 필요

- 하드웨어 외적으로 소프트웨어 솔루션 제공 등 분야 공략

◇ 프랑스 전력공사 (EDF; Electricite De France)

○ 프랑스는 발전과 송전 및 배전 사업의 자유화, 지방 분산화에 따라 송전 및 배

전 네트워크의 효율적 관리 및 에너지 절약 필요성 증대

- EDF 자회사로 배전을 담당하는 ERDF(Electicite Reseau Distribution France)는

실시간으로 배전 데이터를 통신할 수 있는 지능형 전력망 구축 추진

- 2010년부터 ERDF는 스마트 미터 링키(Linky) 도입 프로젝트를 추진해 전력소

비자가 실시간으로 소비 전력을 확인해 요금이 싼 시간대에 가전제품을 이용

하는 등 전기사용 관리 및 에너지 절약 시스템 도입 계획

§ 서비스 시작 종료, 용량 변경, 요금 시스템 변경을 원격 조작하고 신재생에너지

발전 생산 전력도 링키에 통합

○ ‘13년 프랑스 정부는 불경기를 벗어나기 위한 정책으로 광섬유 통신망, 스마트

미터, 디지털 인프라 투자계획을 발표, ’16년 본격 착수 예정

- 57 -

- 예산의 상당수는 연구소 및 대학으로 배분될 예정이며 에너지 효율 및 신재생

에너지 촉진, 스마트미터 설치, 항공/디지털/건강 산업 육성 분야에 배정

- 스마트미터*의 경우 300만대 설치를 목표로 계량기의 80%는 프랑스 내 제조,

전력선 통신망 사용, EDF의 수출 사업화 추진(5,000개 정규직 일자리 창출 전

망)

§ *지능형 가전기기와 통신이 가능하며 50억 유로(5조원 이상) 예산 투입을 통해

3,500만대 스마트미터 보급을 2020년 완료할 계획

․ http://www.smartgridnews.com/story/france-ordering-3-million-smart-meters-32

-million-more-come/2013-07-16

․ http://blog.naver.com/gwatercenter?Redirect=Log&logNo=150175879219

◇ 스위스 Landis+Gyr

○ (비즈니스 모델의 변화) 에너지는 더 적게 팔면서 돈은 더 많이 버는 비즈니스

모델을 개발하기 위해 스마트미터, 에너지관리 솔루션 및 서비스 분야 선도

- 물리적 자산(Physical asset) 중심에서 정보자산( Information asset) 중심으로

비즈니스 모델을* 변모

§ * 스마트 가전제품, 스마트 전력량계, 부가가치 서비스 등 예전과는 다른 제품 및

비즈니스 모델로 수익 창출

․ → 지능형 계량 소프트웨어를 도입해 효율 개선과 함께 소비자의 에너지 사용 및

관리를 개선하도록 적시에 정보를 제공

․ → 전기차 확산에 대비해 실시간 과금(Billing) 솔루션인 하이딜(Highdeal)을 적용해

전기차 충전 사용 에너지를 일반 전기요금 청구서에 통합 고지하는 시스템 개발

․ → 최종고객이 에너지 생산량과 사용량을 통합 관리할 수 있는 애플리케이션과 서

비스를 판매함으로써 새로운 수익 창출

○ Landis+Gyr는 AMI 세계 시장을 주도해 온 미국시장의 경우 2010년 기준으로

스마트 미터 부분의 26%의 점유율을 차지

- 58 -

[그림 19] Smart Meter 미국시장 업체 점유율

출처 :pike research, 2010

○ 2013년 2분기 말에도 북미지역 스마트미터 판매회사 선두를 유지(누적점유율

25%)

§ http://www.renew-grid.com/e107_plugins/content/content.php?content.10392

◇ 미국 Itron

○ (비즈니스 모델) 유틸리티 측정, 모니터, 에너지 및 수질관리를 위한 솔루션을

공급하며, 전기, 가스, 물, 열 측정과 제어기술, 통신시스템, 소프트웨어, 서비스

등 제품 포트폴리오가 다양

- 100여 개국에서 8000여개 유틸리티를 지원

- 최근에는 글로벌 ICT 업체인 시스코와 협력해 스마트그리드 분야 비즈니스 모

델 구축

나. 스마트 서비스※ 전력 부문에서도 데이터를 활용한 사업들이 증가하는 추세

※ 에너지 절감은 수익창출이라는 발상의 전환

- 59 -

◇ 스마트미터를 활용한 전력 빅데이터 활용 비즈니스 모델

<전력회사 관점의 비즈니스 모델>

○ (활용 현황) 스마트 미터 설치 이후 전력회사의 데이터가 급증하고 있으나 전력

회사는 수집된 데이터도 충분히 활용하지 못하고 있는 상황

[그림 20] 전력 데이터 활용 분야와 소스

○ (활용 효과) 전력회사는 빅데이터 분석이 기업경영에 도움이 된다고 평가했으며

업무프로세스, 설비관리, 수용전망, 고객서비스 개선에 효과

- 이외에도 빅데이터 기반의 예측을 통해 수익증가, 비용절감 효과 기대

○ 전력 빅데이터 활용사례 및 비즈니스 모델

- (1) 발전, 전력수요, 정전, 기상 등 데이터 통합 분석을 통한 설비 및 인력 운영

최적화

- 60 -

- (2) 검침, 고객, 정전, 지리, 자산, 설비 등 데이터 통합 분석을 통한 매출손실

요인 발견 (정확도 25%→75%)

- 61 -

- (3) 연료가격, 전력수요, 설비특성, 균형시장 입찰/낙찰 실적 등 데이터 통합을

통한 리스크 최소화 및 설비운영 최적화

- (4) 기상, 계통, 수요 등 데이터 통합을 통한 신재생 발전기 운영 최적화 및 발

전량 극대화

- 62 -

- (5) 실시간 전력사용량 정보 제공을 통한 전력소비 감축

○ (전력회사 비즈니스 모델) 데이터 시스템의 통합을 통한 가치 창출

- 고객 서비스 개선, 비용절감, 수익향상

○ (서비스 제공회사 관점의 비즈니스 모델) 빅데이터 통합관리 및 지능형 서비스

솔루션 판매를 통한 가치 창출

- 수요반응(DR)과 같은 공급자 위주의 일방향적인 에너지 시장구도를 변화시키

는 에너지 관리 플랫폼이나 서비스 애플리케이션 사업

- 에너지 절감 서비스 공급자 : 소프트웨어 측면 이외에도 커뮤니케이션, 모니터

링, 제어 및 자동화를 위한 하드웨어 사업을 포함

- HEMS : 가정 내 온도조절 장치, 난방장치, 조명, 에어컨 시스템과 같은 기기에

소프트웨어 및 네트워크 기능을 부가해 전력회사 및 소비자에게 비용절감 효

과 제공

- BEMS : 소프트웨어 및 제어 솔루션 뿐 아니라 빌딩시스템, 센서, 모니터링 하

드웨어 등 분야를 포함한 빌딩에너지 관리시스템 분야

- 63 -

[그림 21] DR 미국시장 규모 전망

출처: Pike research

[그림 22] 미국 DR 밸류체인

※ DR 1.0은 에너지절감 서비스 제공자가 출연하기 이전

※ DR 1.5는 에너지절감 서비스 제공자가 출연함으로써 중소형 상업 및 산업 부문 소비자와 일부 일반가정으

로 확대되는 단계

※ DR 2.0은 DR 서비스 대상이 모든 일반가정으로 확대되고 새로운 DR 제품 및 보조 서비스가 출현하는 단

계

- 64 -

[그림 23] 한국전력의 스마트그리드 종합운영시스템 개념도

◇ 미국 OGE(Oklahoma Gas& Electric)

○ (빅데이터 활용) 스마트그리드 시스템에서 발생한 새로운 데이터와 기존의 데이

터를 통합할 수 있는 시스템 구축, 스마트그리드 시스템 실행을 위한 고급 분석

수요, 데이터 용량의 기하급수적 증가, 대고객 최상 서비스 제공 등을 위한 시

스템 도입

- 빅데이터의 대표적인 글로벌 기업 테라데이타는 지능형 전력망 구축을 위해

미국 전력회사인 OGE에 데이터웨어하우스 어플라인스 플랫폼 구축

§ * 스마트그리드 시스템에서 발생한 새로운 데이터와 기존의 데이터를 통합하는

바익의 솔루션

§ * 데이터웨어하우스 플랫폼에서 새로운 스마트 그리드 데이터와 기존 데이터를

통합함으로써 고객을 보다 잘 이해하고 강화된 서비스 제공, 에너지 사용변화가

발전 수요에 미치는 영향, OGE 그리드 시스템 사용 분석 등 실제 에너지 소비

에 대한 통합된 통찰력 확보 기대

- 100여 개국에서 8000여개 유틸리티를 지원

- 65 -

○ (수요반응 프로그램의 성공) OGE는 미국 내 소비자 만족도 랭킹 1위, 미국

DOE의 혁신적인 스마트어워즈 프로그램으로 우수성 인정 받음

- OEG는 실버스프링네트웍스(SSN; Silver Spring Networks)의 표준에 기반한 스

마트 에너지 플랫폼을 활용해 업계를 선도하는 DR 프로그램 추진

§ * 소비자들이 에너지 소모 방식을 바꾸고, 전기비용을 절약하고, 최대 전력을 낮

추도록 격려하는 실버스프링의 커스터머IQ(CustomerIQ) 고객 참여 솔루션 등

기술을 포함

- 소비자들이 최대전력 시간에서 부하이전을 하게 유도하는 혁신적인 end-to-end

가격 대응 솔루션 구축 → 세계 최초 수요반응 프로그램으로 4만 4천명의 사

용자를 모집, 평균 191달러 절약, 67메가와트 이상 부하조정

- (성공요인) 커스터머IQ 솔루션, 네트워킹 인프라, 후선 지원업무, 구간별 요금

제를 위한 최신식 계량기, 프로그램가능한 온도조절기 등 설치를 통해 소비자

가 최대전력 시간대 전력수요를 경부하 시간대로 전환할 수 있는 툴 및 다양

한 전기요금률 제공

◇ 미국 에너녹(EnerNOC)

○ 세계 최대 수요관리 전문회사로 수요반응, 에너지 효율향상 및 에너지 구매 전

략 분석 등 컨설팅 사업으로 연간 수십억$ 수익 창출

- 대규모 사업장 등 수용가의 예상 전력 소비량을 감축, 감축한 전력을 집단으로

모아 발전 시장에 거래하는 가상발전소(VPP) 사업 선도

§ * 석탄, 화력 등 발전소 확보없이 에너녹이 연간 운영하는 전력양은 9GW 수준

으로 원자력발전소 9기의 발전용량 수준

§ * 아시아, 유럽, 북미시장 등 17개국 DR 시장에 진출, 지난해 4000억원 규모 매

출 달성

- 초기 시장인 세계 DR 시장 확대 등을 선도

○ 2009년 cogent energy와 equilibrium solutions를 인수해 수용반응시장에서 경쟁

우위 유지

- 66 -

[그림 24] 미국내 DR 시장점유율(2010)

8. 그린버튼◇ 그린버튼 이니셔티브(Green Button Initiative)

○ (개요) 미국에서 2011년부터 착수된 소비자의 전기 사용 정보 제공 및 에너지

소비 데이터 활용 촉진 제도, 미국 오바마 정부가 2013년 12월, 2020년까지 그

린버튼을 활용해 에너지 사용 현황을 관리 감시하는 정책을 시행하겠다고 발표

- 전력 수용가들의 전기사용 정보를 웹 및 스마트 디바이스상에 공개하도록 하

여 수용가가 직접 자신의 정보를 확인 및 절전 노하우를 불특정 다수와 함께

공유할 수 있는 시스템 제공

§ 에너지공급업체가 참여하여 에너지사용과 관련된 모든 데이터를 한꺼번에 관리하

고 공개하는 웹사이트로 실시간 정보 업데이트

§ 미국 에너지부(DOE)는 관민이 공동으로 그린버튼과 관련된 애플리케이션과 소프

트웨어 및 시스템 개발에 나설 수 있도록 지원책을 펼치고 있음

- 수용가 스스로 전기요금을 체크하고 자신의 소비패턴을 분석할 수 있으며 그

린버튼을 기반으로 에너지컨설팅 전문 업체 발생

§ 고객들은 에너지 사용 현황을 확인하고 그래프 색에 따라 전력 피크를 표시해

에너지수급상황 알림 및 소비패턴 분석을 통해 에너지 요금제 옵션 비교 및 최

- 67 -

적 요금제 선택 가능

- 전기사용량이 많은 빌딩 및 공장에서 에너지 컨설팅 효과가 크며 적은 요금으

로 전기를 효율적으로 사용하는 에너지 절감에 기여

§ 미국 캘리포니아주의 경우 제도 도입 후 1500만kW 전력공급이 감소되었으며

500MW급 발전기 30개 추가 건설 필요성이 없어짐

- 미국 에너지부는 일반 가정의 에너지 사용량 및 소비행태 등의 정보를 보다

쉽게 파악하고 이해할 수 있도록 하여 소비자들의 전력소비 절감 노력을 촉진

한다는 "녹색버튼계획(Green Button Initiative)" 추진

○ (추진배경 및 근거) 미 오바마 행정부의 데이터 접근성(Data Access)에 대한

관심 및 기후변화, 에너지 안보에 대한 대응을 위한 정책의 일환으로 추진

- [Open Data Initiatives] 기업의 신성장 동력, 신제품 및 서비스, 일자리 창출

촉진을 위한 목적으로 ‘정부 정보 자원’에 대한 대중의 접근성을 높이고 전산

활용이 용이한 형태로 제공하는 계획

- [My Data Initiatives] 소비자의 개인 보건, 에너지, 교육 관련 데이터를 보다

안전하게 접근할 수 있는 계획으로 보건 부문에서는 블루버튼(Blue Button)이

추진되었고, 에너지 부분에서는 그린버튼(Green Button)이 추진됨

- [기후액션플랜] 그린버튼 표준을 통해 에너지 데이터를 안전하고 사용하기 쉬

운 포맷으로 통합함으로써 에너지 소비 관리 역량 강화, 온실가스 배출 감축,

지속가능 발전 목표를 달성할 수 있을 것(2013년 6월 25일, 대통령 기후액션플

랜)

- [대통령 각서, Presidential Memorandum] Sec. 3. 건물성능 및 에너지관리 부

에 모든 정부 기관은 그린버튼을 포함하도록 규정(2013년 12월 5일,

Presidential Memorandum on Federal Leadership in Energy Management)

- [Department of Energy American Energy Data Challenge] Challenge 2에서

DOE API, 그린버튼 데이터 관련 베스트 사례 발굴

§ energychallenge.energy.gov

○ (추진경과) 미 W/H OSTP 주관으로 그린버튼 이니셔티브를 출범한 후 전력 산

업계가 자발적으로 참여해 공통된 그린버튼 포맷으로 소비자 데이터를 제공하

- 68 -

기 시작

- 적극적인 소비자들은 유틸리티사로 피드백을 제공하고 전력회사들은 기술개발

에 활용하여 최종적으로 소비자들이 다시 혜택을 받는 사이클 생성

- 기술개발 장벽을 낮춤으로써 기술개발 기업의 혁신을 가속화하는데 그린버튼

채택이 도움을 주는 것으로 분석

[그림 25] 그린버튼 혁신 사이클

- 2012년 6월에 20개 유틸리티사, 약 3600만 가구 소비자들이 그린버튼에 참여하

고 68개의 그린버튼 애플리케이션 개발

[그림 26] 2012년 6월 기준 그린버튼 참여 유틸리티

- 69 -

[그림 27] 연도별 그린버튼 경과

○ (참여기관) 현재 150개 이상 유틸리티 및 서비스 제공 업체가 참여하여 6000만

이상의 가구 및 기업의 에너지 사용 정보를 제공

○ (추진체계) W/H(OSTP), NIST, DOE, state regulators, 유틸리티, vendors, SGIP,

North American Energy Standards Board 협력으로 추진

- (정부) W/H OSTP, NIST, DOE를 중심으로 그린버튼 생태계 확대 및 그린버

튼 데이터 일관성 향상 등 목표 추진

- 32개 주 및 DC에서 유틸리티 및 전력공급업체가 참여

[그림 28] 그린버튼 참여 주

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○ (운영 내용) 산업계 컨센서스를 통해 그린버튼 표준 포맷 형태로 제공 중

- (데이터 다운로드) 소비자가 해당 유틸리티 웹 포털을 방문해 로그인 후 해당

그린버튼 데이터를 XML-형식 파일로 다운로드 가능

- (데이터 연결) 소비자들이 제 3자 서비스 제공자에게 그린버튼 데이터 접속 권

한을 주는 것이 가능

○ (활용 결과) 태양광 등 신재생에너지 기업의 판매 전략 수립, 에너지 서비스 기

업에 비즈니스 모델 제공 등

- 태양광 업체(NSTAR) -> 그린버튼 다운로드 마이데이터 -> 에너지 사용량 및

요금 분석

- 71 -

[그림 29] NSTAR 사례

- (third party vendor: EnerNOC) 그린버튼을 통해 데이터를 취합 및 새로운 서

비스 및 제품 제공

[그림 30] EnerNOC 사례

○ (기대효과) 웹포털 기반의 에너지 사용량 분석 및 사용팁 제공, 소비자 맞춤형

냉난방 가능, 에너지 효율 교육, 에너지 효율 개선을 위한 의사결정 분석 도구,

에너지 효율 투자에 대한 검증, 건물 구매 시 에너지 비용 제공, 태양광 패널의

비용 및 사이즈 최적화

- 72 -

[기술개발 측면]

- 그린버튼 이전에는 에너지 소프트웨어 벤더가 소수밖에 없었으나 벤더 및 개

발자들이 유틸리티사와 협업을 통해 에너지 효율 향상을 지원하는 비즈니스

모델을 창출(DR, 에너지 효율 관련 사업)

- 그린버튼은 표준화된 포맷을 제공하여 보다 상호운영이 가능하고 공개 접근성

이 높아지게 함으로써 많은 개발자들의 생태계를 조성

- 스마트폰 산업에서 애플은 개발자에게 iOS 플랫폼에 접근하기 위해 $100dmf

지불하고, 개발자들은 이 플랫폼을 통해 650,000이상의 앱이 앱스토어에서 생

산되며, 애플은 $50억 이상의 수익을 공유

[소비자 측면]

- 그린버튼 이니셔티브는 소비자들이 그들의 에너지 소비 행태와 어떻게 줄일

수 있는지를 이해시키는데 목적이 있음

- 유틸리티와 상호작용하는 것이 1년에 평균 6분을 소비하는 평균적인 소비자의

경우 에너지 소비에 대한 관심을 갖도록 하는 것은 어려움

- 그린버튼을 통해서 소비자와 효과적으로 연결

◇ 사례

○ Pacific Gas&Electric(PG&E) 사례

- 오파워(Opower)와 협력하여 그린버튼 다운로드 옵션을 MyEnergy customer

portal과 통합

- 에너지 효율 및 요금 관리 분야에 그린버튼을 활용

- 소비자가 자신의 데이터를 다운로드함으로써 에너지 효율적인 기기 및 행동

등을 채택하는데 동기를 부여를 촉진

○ Aclara&San Diego Gas&Electric 사례

- 미국 내 AMI, 소비자 참여 포털 등 제공에 있어서 선도하는 기업으로써 50개

- 73 -

이상의 유틸리티가 Aclara의 포털을 활용하고 이들 기업은 그린버튼을 사용

- Aclara 플랫폼을 통해 그린버튼을 연결

○ 기술개발 사례

- 기술개발자들은 그린버튼에 참여함으로써 유틸리티사에 소비자 관리와 관련한

솔루션을 제공

- 스마트미터 데이터와 소비자 간의 분석 솔루션을 제공

- 2012년 6월 기준으로 36개의 기술기업이 참여

- (사례) SNUGG HOME : 가정 에너지 감시 프로세스 툴을 만드는 회사로 웹

기반 감시 툴을 이용하여 감시를 수행하는데 드는 시간을 절감하고 가정 에너

지 효율을 보다 효과적이고 정확하게 향상시키는데 기여

§ 에너지 사용 데이터의 누적된 input(시계열 데이터)을 활용해 에너지 소비 관련

된 가정이 없이 정확한 분석을 수행

- (사례) Retroficiency: 유틸리티사, 에너지서비스기업, 건물 소유주가 에너지 효

율을 평가하는 소프트웨어 제품을 판매

§ 시계열 소비 데이터(historical)는 15분 또는 한시간 단위의 데이터를 수집하여

웹 기반 소프트웨어 상에서 분석할 수 있도록 제공

- 74 -

○ (사례) Energy Challenge 앱: 유틸리티 커뮤니티가 그린버튼 생태계를 지원하

고 있으며 2012년 4월~5월에 DOE가 Itron과 PG&E와 파트너를 맺고 에너지 챌

린지 앱을 주최

- 2개월 내에 12,000 팔로워와 56개 그린버튼 애플리케이션 개발이 지원됨

- NREL의 Open Energy Info(OpenEI) website와 Tendril's 그린버튼 커넥트 플

랫폼과 같은 다양한 앱시장 형성

§ Leafully: 그린버튼 웹 애플리케이션으로 $30,000 그랜드 상을 받았으며 그린버

튼 데이터를 분석해 사용자들이 환경에 미치는 영향을 분석 가능하게 하고 에너

지 사용을 달러와 kWh로 표시하는 대신에 CO2 감축에 필요한 나무 단위로 표

현

- (사례) San Die해 Gas& Electric: 2012년 제3자가 전기 사용 데이터에 접근할

수 있는 플랫폼을 오픈하였으며, 이 데이터는 산업 표준 포맷을 제공

9. 전력 Data 활용 사례3)◇ 미래 전력산업의 가치사슬 변화

○ 기술 혁신과 소비자 수요 변화 등으로 인해 기존 전력산업 가치사슬은 복잡성

이 증대될 전망이며 이와 함께 다양한 비즈니스 모델 출현

- 최근의 소비자들은 에너지 지출, 에너지 사용 정보, 환경적 영향 등을 고려한

전력소비를 원하기 시작

○ 에너지 공급자 이외에 제3의 서비스 사업자(service providers)가 출현하며 최종

소비자들은 에너지 생산, DR, 에너지저장을 통해 수익 창출

- 전력수급 불균형, 첨두수요 대응을 위해 AMI, xEMS 기반의 계시별 요금제

(TOU), 수요반응(DR) 등 신기술 및 서비스 도입 필요성 증대

3) 출처: 한국에너지기술평가원, 2014

- 75 -

구분 기업 내용

스마트

미터

EDF

(프랑스)

․ 프랑스는 국영 유틸리티인 EDF를 통해 2014년까지 3백만대 스마트 미터

를 보급할 계획

․ 주요 참여기업은 Toshiba, Landis+Gyr, Itron, Iskraemco(슬로베니아),

Elster(독일) 등

․ 자국내 개발된 기술로써 Linky라는 스마트 미터 통신 기술로 표준화를

추진

Landis+Gyr

․ 브라질 공기업 라이트(Light)와 스마트그리드 솔루션을 공급하는 계약 체

결($3억)

․ 라이트는 자사 네트워크 전반에 걸친 모니터링 및 통제 포인트를 강화하

고 고객들의 에너지 사용을 효율적으로 관리, 맞춤화된 가격 옵션 제공

예정

․ 전체 고객의 40%인 160만명의 고객에게 제공

․ 중국을 제외한 글로벌 AMI 계량기 시장의 44%를 점유

Itron

(미국)

․ 스마트 미터를 통해 TOU나 CPP와 같은 정보데이터를 유틸리티 기업이

활용

․ DR 뿐만 아니라 홈 네트워킹 사업 추진

․ 고객으로부터 정교한 데이터 수집 및 전문적인 서비스를 제공할 수 있는

네트워크 기반 구축

Mitsubishi

Elec.

(일본)

․ 스마트미터 사업의 글로벌 확장을 위해 Echelon co.(미국)과 파트너십 체

결

․ 첨단 계량기와 통신시설을 결합

스마트

서비스

OGE-Silver

Spring

Networks

․ 미국 OGE는 Silver Spring Networks와 파트너쉽을 맺고 스마트그리드

네트워킹 플랫폼 및 솔루션 제공

<표 8> 해외 전력 Data 활용 비즈니스 사례

[그림 31] 향후 전력산업 가치사슬

- 76 -

(미국) ․ 가격 기반의 DR 보급에 포커스

Enernoc

(미국)

․ 부하관리, DR 솔루션 분야 사업 강화를 위해 Cogent Energy(에너지효

율 및 건물제어시스템)와 eQuilibrium Solutionmd 스마트그리드 관련

기업 인수

Honeywell

(미국)

․ 건물관리 분야 선도 기업으로써 OpenADR 기술에 기반한 회사인

Akuacom을 인수

․ Akuacom은 Southern California Edison과 같은 전력회사 DR 프로젝트

를 tngodgoo CPP 프로그램 운영 경험이 있음

․ 향후 상업용 및 가정용 CPP 시장이 증가할 것에 선제 대응하며 이미 세

계시장을 선도

Opower

(미국)

․ 전력회사와의 파트너십을 통해 소비자의 가정의 에너지 사용 데이터를

수집

․ 전력소비 절감을 유도하는 고지서 발행 및 고객관리 대행을 통해 전력회

사로부터 수수료 수입 창출

․ 전력회사는 고객만족도 제고 및 관리비용을 절감하고 소비자들은 에너지

요금을 절감하는 효과를 얻음

Simple

Energy

(미국)

․ 소비자에게 에너지 소비량을 알려주는 시스템을 제공, $890만 매출 발생

센트리카

(영국)

․ 30분마다 고객에 설치된 스마트계량기로부터 받은 검침데이터와 날씨,

기온, 습도 등 데이터 패턴 분석을 통해 전력 수요를 예측

․ 고객별 에너지 소비 패턴을 그룹화 및 행동특성 도출을 전력소비 예측에

활용

◇ 한국의 전력 data 활용 신산업 수준

○ 국내 AMI 하드웨어 제조역량은 세계적 수준이지만 사이버 보안 등을 고려한

소프트웨어 경쟁력의 향상이 필요

- AMI 및 xEMS의 설치가 증가되면서 관련 국내 시장은 연평균 10.9% 성장해

‘20년 시장규모는 약 1,998억원 이상 규모에 달할 전망

§ (AMI 시장) ‘13～’20년 AMI 미터기 설치 등 약 2,900만대로 추정

§ (EMS 시장) ‘15년 이후 가정용/산업용/빌딩용 EMS 설치가 촉진될 전망, 고가인

EMS의 투자회수기간은 5년으로 소비자들이 설치를 회피해 성장이 더딤

- 77 -

* Smart Place: AMI 및 xEMS 시장을 통칭

- 국내 선도기업으로는 한전KDN, LSIS, 옴니시스템, SK텔레콤, KT, LG U+ 등이

있으며 누리텔레콤의 경우 가나에 120만대의 AMI 공급

§글로벌 주요 기업: Landis+Gyr, Elster Metering, Itron, Silver Springs,

Honeywell, Archisystems, Siemens, GE

○ 전력 서비스 부문은 세계 시장에 비하면 다소 뒤쳐진 편으로 계시별 요금제

(TOU) 및 최대피크요금제(CPP) 개발 등 분야의 R&D 지원 필요

- 전력 서비스 관련 국내 시장은 전력수급 안정과 전력소비 감축을 위한 솔루션

으로써, 연평균 61.4%의 높은 성장률을 보이며 ‘20년 시장은 약 1,568억원 이상

규모에 달할 전망

- 78 -

* Smart Service: DR 기술을 중심으로 한 수요관리 서비스 분야를 통칭

* (DR 보급) ‘12년 52.5MW→’13년 106.9MW→‘16년 1,084MW→’20년 3,692MW

- 장기적으로 전력 서비스 부분의 수출 산업화를 통한 글로벌 시장 잠재력이 높

은 분야임

- 한국의 DR 부문은 한전 및 KPX가 독자적인 기술을 개발해 독점하고 있고, 관

련 기업 수는 미미한 실정으로 산업 가치사슬이 형성되지 않아 글로벌 경쟁력

이 미흡함

§글로벌 주요 기업: Schneider Electric, ABB, Siemens

10. AMI 및 EMS 이슈가. AMI◇ AMI 정의 및 기능

○ 스마트그리드의 주요 분야인 AMI는 최종 전력 소비자와 전력회사 사이의 전력

서비스 인프라로 스마트그리드 실현에 필수적인 핵심 인프라 시스템

- 79 -

[그림 32] AMI 구성도

○ AMI는 전력 공급자와 수요자의 상호 인지 기반 DR 시스템 구현 및 운영을 위

한 중요 수단

○ 또한, 다양한 유형의 분산전원 체계, 배전지능화 시스템 등과의 정보 연계 등

미래 지능형 전력망 운용을 위해 요구되는 최우선적으로 구축해야 할 지능화

전력망 인프라

○ AMI는 표준화된 프로토콜을 통해 시스템 간 상호운용성을 확보하여 미터기를

통한 양방향 통신 지원

○ 수용가와 전력회사 간의 양방향 데이터 통신을 통해 다양한 부가서비스 제공

- 전력의 공급자와 수요자 간의 상호 정보제공 수단이며 다양한 유형의 부가 서

비스 제공

- TOU(Time Of Use), CPP(Critical Peak Pricing), RTP(Real Time Pricing) 등 고

도화된 Time-based 요금제 지원

- 이를 통해 수용가 측 DR을 통하여 능동적인 에너지 절감 참여 유도 가능

- 부하예상, 부하제어, 정전관리, 전력품질 모니터링 등 전력회사 측면에서의 효

율적인 전력 수급을 위한 부가서비스 제공 가능

- 80 -

범 주 AMR(자동검침시스템) AMI(첨단검침인프라)

요금 에너지 총 소비량

- 에너지 총 소비량

- 계시별 요금제(TOU)

- 피크 요금제(CPP)

- 실시간 요금제(RTP)

DR -

- 부하제어

- 소비자 입찰

- 수요 예측

- 임계 피크 리베이트제

소비자 피드백 월별 요금

- 월별 요금

- 월별 상세 내역

- Web 디스플레이

- In Home Display(IHD)

소비자 요금 절약 수동적인 가전기기 turn off

- 가전기기 turn off

- 최대 부하이전

- 수동/자동 제어

고장 고객 알림- 자동 검출

- 개별적 가정에서의 복구 확인

배전 운영 Engineering model 사용 동적, 실시간 운영

<표 9> 검침기술의 발전

○ 강점요인

- AMI 구축 필수요소인 유무선 통신기술(PLC, ZigBee 등) 보유

- 대수용가 기반의 원격검침 기술 및 운영 노하우 확보

- 스마트미터 개발 핵심 기술 보유로 기술 선도 가능

- 고속 PLC기반의 원격검침 사업 진행 중

- 전자식 전력량계의 국제표준(IEC 62056) 도입 완료

- BPL, WiMAX, 등 통신부분의 국제표준 주도

○ 약점요인

- 소비자 DR 관련 기술 및 인프라 미흡

- AMI를 수용할 요금제도가 없어 시장 형성 없음

- 낮은 전력요금 체계로 수요 낮음

- 표준에 대한 인식부족으로 적극적인 대처 미흡

- 일부 기술 분야를 제외하고는 표준 경쟁력이 미흡하며, 기술 개발과 표준화의

연계 미흡

- 81 -

- AMI 국내산업 표준의 미정립, 관련 기술의 빠른 변화 등은 사업화에 있어 위

험 요소로 작용.

◇ AMI 구성요소

○ 스마트미터

- 기존 전력량계 대비 진화된 전력량계로 보통 시간별 전력 사용량을 측정 저장

하고 한 발 더 나아가서 다양한 요금제에 대응하는 기능을 가진 계량기

- 기존의 전력량계는 총 전력 사용 누적량 만을 알 수 있었으나 스마트 미터는

내부에 메모리를 탑재하여 전력의 시간별 사용량을 일정기간 저장할 수 있어

야 하고 이러한 기능을 통해 사용자의 전력 사용 추이와 패턴 등을 알 수 있

고 시간과 연동된 다양한 요금제(Time-of-Use Pricing, Real-Time Pricing,

Critical-Peak Pricing) 구현이 가능

- 현재 다양한 규격이 존재하여 표준화가 필요하나 기본적으로 전력회사와의 양

방향 통신(Two-way communication)을 통하여 필요한 정보를 송신하는 것이

필요하며 경우에 따라 사용자가 저장된 정보들을 눈으로 확인할 수 있는 인터

페이스를 지원하기도 함

[그림 33] 스마트 미터의 여러 가지 형태 및 적용 사례

- 82 -

○ MDMS(Metering Data Management System)

- 스마트미터를 통해 전송받은 계량정보들을 가공하여 저장하는 D/B를 의미하

는 것이 일반적임.

- 가공된 계량정보는 전력사업자가 전력요금을 결정하거나 수요반응 프로그램을

운영하는데 효율적으로 사용될 수 있으며 소비자에게 이를 제공하여 효율적인

전력사용을 유도할 수 있음.

- MDMS는 다양한 AMI/Meter 솔루션으로 부터의 사용 데이터를 통합, 검증,

추정 등을 통해 정제된 데이터로 통합 저장하는 레파지토리 역할을 수행하며,

다른 유관 시스템과 데이터 측면에서 용이하게 연계시키는 허브 역할을 수행

함.

- Meter Data는 요금청구(Billing), 정산(Settlement), 부하검사(Load Research), 가

격산정(Pricing), 예측(Forecasting)과 수입관리(Revenue Management)등의 전반

에 영향을 미치는 가장 핵심적 데이터.

- Meter Data는 오류나 누락 등이 없이 완결성을 유지하여야 하며, 데이터의 품

질관리가 이루어지지 않으면, 수입에 있어서의 누락, 부정확한 결제 처리, 부적

절한 의사결정의 결과를 가져오게 됨.

- 효과적인 Meter Data 관리는 단순한 데이터의 집계와 관리를 넘어서 데이터의

품질을 검증하고 오류를 신속히 처리할 수 있는 유연성을 제공함으로써 회사

의 리스크를 줄이고 효율적인 운영을 가능하게 함으로써 궁극적으로 수입의

증대 및 고객 서비스 비용의 절감을 가져올 수 있음.

- 83 -

[그림 34] MDMS 역할 및 포지션

○ 통신 인프라

- AMI 통신 인프라는 유틸리티, 소비자, 제어 가능한 전기적 부하 사이에 지속

적인 상호작용을 가능하게 함

- 이를 위해 높은 보안수준 의 개방형 양방향 통신표준이 반드시필요

- 이러한 통신 인프라는 AMI 이상의 다양한 최신 그리드 기능을 위한 토대를

제공

- 다수의 미터기로부터 데이터를 수집하고 backhaul 채널을 통해 중앙서버로 데

이터를 전송해주는 지역데이터 수집 및 전송장치(local concentrator)를 가진 다

양한 아키텍처가 적용될 수 있으며 PLC, Wireless, Ethernet 등의 다양한 통신

매체가 가능

- 통신대역폭은 향후 사용될 스마트그리드 어플리케이션과 소비자 측 서비스를

반드시 고려하여 결정하여야 함

- 84 -

[그림 35] AMI 통신 영역별 구분

○ 가정용 네트워크 (HAN, Home Area Network)

- HAN은 소비자 포털과의 연계를 통해 스마트미터와 제어 가능한 전기적 설비

를 연결

- HAN/소비자 포털은 소비자 측 에이전트의 역할을 수행하며 시장으로의 지능

형 연계환경을 제공할 뿐만 아니라 보안 모니터링과 같은 새로운 부가 서비스

도 지원이 가능

- 미터기, 인근 자료 수집기, 유틸리티에 공급한 Stand alone형 게이트웨이나 소

비자가 직접 제공한 설비에 구현된 소비자 포털과 함께 다양한 방법으로 구축

가능

- 85 -

[그림 36] HAN (Home Area Network) 개념도

○ 소비자 정보표시장치(IHD, In-home Display)

- 소비자에게 자신의 전력사용에 대한 여러 가지 정보를 전달해줌으로써 효율적

인 전력사용을 유도할 목적으로 제작되는 단말기를 의미

[그림 37] eZEX 사의 IHD 메인 화면

- 86 -

- 해외 각국의 몇몇 실증사례들을 참고로 할 때 스마트미터 디스플레이를 통해

주로 소비자에게 제공되고 있는 정보는 전력 요율, 사용 요금, 예상 요금 등이

있으며 전력공급자(LSE, Load Serving Entity, 또는 Utility 사업자)로부터의 메

시지를 송신할 수 있는 기능들도 포함되며 디바이스적인 측면에서는 다양한

크기의 디스플레이를 장착한 독립적인 기기로 존재하는 형태가 많음

- 최근 스마트폰 등 모바일 환경의 조성에 따라 가젯(Gadget)이나 어플리케이션

형태 등 기존의 단말 상에서 소프트웨어적으로 제공되는 경우도 늘어나고 있

음. KEPCO는 이미 2009년 9월부터 고압사용자에게 이러한 정보를 스마트폰으

로 제공해 왔으며 2014년부터는 수도, 가스 등의 통합검침량을 제공하기 위한

기술개발을 추진 중이며 KT 또한 IPTV 및 스마트폰을 이용해 소비자에게 관

련정보를 제공하는 유사사업 추진 중으로 파악. 국내에서도 상용화된 솔루션이

존재하며 아래 그림은 eZEX사가 제공 중인 솔루션으로 internet 혹은 스마트미

터를 이용하여 전력사용량을 파악하고 가전기기 및 에너지 관리 기기들과의

통신을 이용하여 스마트폰에 실시간으로 전력 사용량을 표시해주는 어플리케

이션 임.

- 특히 IHD(eZEX)는 스마트 폰을 이용한 기능과의 상충으로 인하여 스마트폰과

의 구별되는 기능을 보완해서 융합시장에 진출을 시도 중.

- IHD를 이용한 에너지 절감을 효율적으로 하기 위해서는 총량비교에 따른 에

너지 절감을 유도하는 기능 및 기기 별 에너지 사용량을 보여줌으로 인하여

소비자의 보다 적극적인 에너지 절감을 유도 할 수 있음.

[그림 38] eZEX 사의 스마트폰 솔루션

- 87 -

◇ AMI 주요사업

○ 에너지관리공단 스마트 계량시스템 실증 및 보급사업

- 에너지관리공단에서 스마트 계량 시스템의 실증 및 시범사업을 시행

- 2008년에는 약 100여 세대를 대상으로 실증 작업 추진. 2차년도는 8,000여 세

대로 확대 보급

- IHD는 세대 내에 설치하고 스마트 미터는 기존 계량기의 위치에 기존 계량기

를 철거하고 대치하여 설치

- -데이터 집중 장치(DGU, Data Gathering Unit)는 공용 주택의 세대 공용부에

적당한 위치에 설치되며 스마트 계량 시스템의 서버는 인터넷 선로를 이용하

여 공용 주택의 관리실이나 원격지에 설치 할 수도 있음

- 공용 주택 내 통신 선로는 BPL PLC 통신 규격을 사용하며 BPL 망으로 구성

된 통신망은 모두 하나의 Broadcasting Domain(영역 안의 모든 기기가 같은

미디어의 통신 채널을 사용하는 통신 구성, 다른 말로 Collision Domain이라고

도 함)안에 구성되며 이 망으로 전송된 정보 패킷은 모두가 수신 가능

- BPL의 전송거리 한계는 500m 정도이며 이 거리를 벗어나는 구역을 하나의 시

스템으로 묶어 구현할 때는 구성도에는 표시되지 않았지만 BPL 리피터

(Repeater)를 설치하여 통신 범위를 확장하여 설치

- DGU와 서버 사이의 통신은 IP 기반의 Ethernet 통신

스마트 계량시스템 Server 데이터 집중 장치

Ethernet(10/100 Based T)BPL(380V, 3P4W)) BPL(220V, 1P2W))

Smart Meter 에너지 관리 사용자 장치IHD (In Home Display)

22.9KV/380V

변압기

BPL(220V, 1P2W))

BPL(220V, 1P2W))

세대 내부 설치

[그림 39] 에너지관리공단 실증 스마트 계량 시스템 구성도

- 88 -

○ 한국스마트그리드사업단 스마트미터 디스플레이 보급사업

- 에너지관리공단의 사업과 유사. 2010년 1차로 전국 20,000세대에 보급

- 각 컨소시엄의 구성의 자유도를 최대한 허용하였으나 향후 스마트그리드

HAN 환경에서의 무선통신 표준으로 대두되고 있는 Zigbee Smart Energy

Profile을 준수할 것을 요구

- 한전이 기존에 AMR 사업을 진행하고 있는 지역 및 민수용 아파트 두 가지 유

형의 Site에서 진행

[그림 40] 한국스마트그리드사업단의 스마트미터 디스플레이 보급사업 개념도

○ 한국전력의 AMI구축사업

- 한국전력은 지능형 전력망 기본계획(‘12.7, 지경부)과 연계하여 2020년까지 지

능형 전력계량인프라(AMI) 보급계획을 수립하였으며, APT등 고객소유 전력량

계를 제외한 전체 고객을 대상으로 원격 검침이 가능한 스마트 미터로 교체하

는 AMI 사업을 진행

- 한국전력은 양방향 통신이 가능한 AMI보급을 통해서 전력사용량, 시간대별 요

금정보 등의 전기사용정보를 고객에게 제공함으로써 자발적인 수요반응 효과

- 89 -

및 피크저감을 유도

- AMI의 주요기능으로는 원격검침(AMR), 수요반응(DR), 단전/재공급, 위양 및

도전방지, 정전정보 감시, 전기품질(전압, 전류, THD등), 변압기 부하관리, 배전

업무 지원, 분산형 전원관리, 원격 부하제어등의 기능이 있음

- 한전의 AMI 시스템 구성요소는 스마트미터와 통신설비, 계량데이터 관리 시스

템 및 지능형 전력계량 인프라 운영시스템으로 구성됨

§ 통신설비인 데이터 집중장치(DCU)는 미터에서 계량된 Data를 취합하여 서버로

전송

§ 검침서버는 스마트미터로부터 취득한 데이터를 저장, 분석 및 장애관리 등의 업

무를 수행

§ 통신방식은 근거리통신망(PLC, 무선 등)과 광역통신망(광, HFC, 무선 등) 방식을

통해 정보를 전달

[그림 41] 스마트홈 통신방식

- 지능형 전력계량인프라 운영시스템(AOS)은 계량데이터를 활용한 원격검침 정

보, 정전정보 및 원격부하차단등의 부가 서비스를 제공

§ AOS 기능은 계량데이터 활용서비스(실시간 정보제공, 전기품질, 변압기 부하관

리) 및 스마트 미터 부가기능 서비스(수요반응, 단전/재공급, 위약/도전방지, 정

전관리), 배전업무 효율향상 지원 서비스(배전계획 및 설계 지원, 분산형 전원)등

의 서비스 제공

- 계량데이터관리시스템(MDMS)은 검침서버와 연계하여 계량정보(실시간계량,

정기검침, LP)를 검증 및 관리하며 TOU, CPP, RTP 등 요금계산 및 수요관리

를 위한 데이터를 제공함

- 90 -

- 계량데이터 검증(Validation) : 물리적 범위 체크, 현실적 범위 체크, 계량주기

오류 체크, 플랫라인 체크, 변화량 체크, 계량기 타임오류 체크, 누락 사용량

체크 및 Sum체크 수행

- 계량데이터 추정(Estimation) : 선형보간, 이력에 의한 추정, 정기 계량값을 이

용한 추정 및 고객 부하 예측 방법

- 기간별(년, 월, 일, 시간대), 지역본부별, 계약종별, 고객별 계량데이터 분석 및

현황제공

- 계량데이터 오검침 누락 현황, 코드(업종코드, 계약종코드, 사업소코드) 관리

- 고객정보, 요금내역, 계기 배수 등의 데이터 연계를 통해 정확하고, 유용한 계

량데이터 제공가능

[그림 42] AMI시스템 구성요소 및 데이터

구분 E-typeG-type

(‘14년 본격사용)

대상 단상 5㎾이하 고객 단상 5㎾초과 및 삼상 고객

용도 주택, 농사용 상가, 소규모 공장

<표 10> 한전의 스마트미터 타입별 내용

- 91 -

구 분

E-type G-type

계약종별

및

공급범위

저압고객

주택용, 농사용저압 고객

5kW이하10kW초과

500kW미만 고객

공급방식 단상 단상, 3상

규격종류 2종(밑면, 상하) 4종(상별 각 100A, 5A)

모뎀연결

(모뎀별도구매)외부에서 연결

계기내

탈부착식

계량 기능 유효 유·무효, 피상, 피크

양방향 계량* ×(수전) ◯(송전, 수전)

양방향 통신* ◯ ◯

전기품질 정전감지 정전, 고조파, Sag/Swell

원격 On/Off × ◯

신뢰성 10년 보증15년 보증

(예상)

* 양방향 계량 : 1대의 계기로 송전과 수전계량이 동시에 계량이 가능한 기능

* 양방향 통신 : 계량 및 계측데이터 송수신이 양방향으로 이루지어는 통신 방식

<표 11> 규격별 주요기능

◇ AMI 구성장치 및 시스템 내역

- 시스템 내역

- 92 -

[그림 43] 시스템 내역

- AMI구성 및 원격제어 체계

[그림 44] AMI구성도 [그림 45] 원격제어 체계

- 93 -

○ AMI 미터사진

[그림 46] 단상2선식 [그림 47] 3상4선식

◇ AMI 운영시스템(AOS) 주요기능

- 94 -

구 분 활용방안 비 고

○ 원격검침(AMR) · 검침비용 절감

○ 수요반응

(Demand Response)

· 피크저감 및 에너지절감

· 전력설비 투자회피

· 전력구입비 절감

TOU, CPP, RTP

○ 실시간 사용량

정보제공· 에너지절감 유도

인터넷, 스마트폰,

스마트TV, IHD 등 활용

○ 원격부하차단

· 단전 및 재공급업무 수행

· 수금업무 효율성 제고

· 비상시 전기안전 관리

○ 변압기 부하관리

· 변압기 감시시스템 대체

· 배전용 변압기 상태점검

· 변대단위 부하관리

DCU 기능 활용,

계량정보 활용

○ 정전관리

· 고장복구시간 단축

· 정전고객 자동통보

(특수농작물 피해예방 등)

· 전선도난 감시

○ 전기품질관리· 배전선로 말단전압 상시 측정

· 상불평형 측정 및 상관리 가능무효, 고주파 등

○ 배전운영 지원

· 배전선로 구간부하 관리

· 배전선로 고장구간 탐지

· 분산형 전원 감시

양방향계량 활용

○ 배전계획 지원· 실시간 배전선로 구간부하 집계

· 회선신설 활용

○ 위약 및 도전방지 · 전기사용량 실시간 확인

○ 이사 검침 및 정산· 실시간 사용량 검침

· 고객서비스 향상

○ 통합검침 · 수도, 가스, 난방 검침

<표 12> AOS 주요기능

- 95 -

○ 제주 실증단지 컨소시엄 별 AMI 구성

- A 컨소시엄

구 성 도 전력량계

[스마트미터] [표준형] [E-type]

- B 컨소시엄


[WCDMA 내장형] [Wibro 내장형]

- C 컨소시엄


[ZigBee모뎀 내장형]

- D 컨소시엄


[ZigBee모뎀 내장형] [PLC내장형(Itron)]

- 96 -

컨소시엄 통신 방식 특 징 장·단점

A광+PLC

광+ZigBee

DCU적용

(WAN과 NAN 분리)

- 구간별 최적 통신방식 유연한 적용 가능

- 타 구성모델 대비 NAN구간 통신성능 저하

BWCDMA

Wibro3G/4G 무선통신망 사용

- 계기와 서버 간 데이터 전송시간 최소화

- 구축비용 상승(계기용 무선모뎀 약 10만원)

C 인터넷+ZigBee댁내 G/W를 통한

통신(ZigBee)

- 구성방식 단순 (HAN: ZigBee, WAN: 인터넷)

- 검침성공률 및 적시성 저하

DWibro+PLC

Wibro+ZigBee

WAN구간무선통신 적용

댁내G/W를통한통신(PLC)

- 다양한 구성방식 적용을 통한 최적화 중

- 실증을 위해 해외 AMI기술 도입(Itron)

<표 13> 제주 실증단지 컨소시엄별 AMI 특징

◇ 수요반응(Demand Response, DR)

○ 수용가의 에너지 사용량, 요금제도, 예상요금 등 에너지에 대한 다양한 정보를

인지할 수 있고, 자발적으로 에너지 절감 프로그램에 동참할 수 있도록 의사결

정을 내리고, 수용가내 조명, 냉난방, 가전기기 등의 부하들에 대한 임계치에 따

른 자동제어 또는 수동제어를 할 수 있는 기능

○ 수용가내 온라인 에너지 관리 시스템을 이용하여 실시간 부하관리, 실시간 에너

지 사용량 분석 및 이에 따른 미래 사용량 예측정보 인지 가능

○ 전기기기의 에너지 사용량을 분석한 보고서를 제공받고 수용가 DR 프로그램에

따른 경제적 비용 절감액을 열람할 수 있기 때문에 자발적으로 에너지 절감 행

위를 참여하도록 유도함

○ 국내 기술개발 현황

- 에너지관리공단에서는 "스마트 계량 시스템 기술 규격 개발 및 실증 적용 연

구”과제를 통해 스마트 계량시스템 보급을 위한 시범연구 진행

- IHD 시스템을 시범적으로 구현 및 설치한 후 소비 전력량의 증감을 비교한

결과, 약 12%의 소비전력 감소효과 도출

- 지식경제부는 스마트미터 등 스마트그리드 기술을 이용하여 1시간 이내에 수

요 감축이 가능한 지능형 DR 프로그램을 7월부터 시범 도입 예정

․ 24.6억 원의 예산을 투입하여 전력거래소를 통해 시행하며, 6개 수요관리 사업자 참

여

- 97 -

- 지식경제부는 연말까지 진행되는 시범사업의 성과를 분석하고, AMI, ESS 등

보급사업과 연계하여 지능형 수요자원의 단계적 확대 계획

구분 수요관리 사업자 용량(kW) 비 고

1 (주)케이티 24,006

('13년 참여준비 중)

LG C&S, 한전KDN, 삼성SDS, 한국하니웰,

LG유플러스, 한화S&C, 삼인제어시스템,

금호E&G, 누리리소스, 엑서지엔지니어링,

옴니시스템, 존슨콘트롤즈코리아, 우암 등

2 (주)아이디알서비스 11,278

3 (주)서브원 4,958

4 벽산파워 2,597

5 한국산업기술컨설팅 1,110

6 SK텔레콤 990

계 44,849

<표 14> 2012년도 지능형 DR 시범사업 참여업체 현황

[그림 48] A 컨소시엄 제주 실증단지 DR시스템 구성도

- A컨소시엄 DR 시스템에서는 HAN과 NAN을 연계하기 위해서 ESI(Energy

Service Interface) 사용

§ PLC 기반 AMI에서는 PLC 모뎀과 ZigBee 모뎀이 결합된 Hybrid modem을

사용하여 ZigBee SEP 기반의 HAN과 연계

§ ZigBee 기반 AMI에서는 2개의 ZigBee 모뎀이 내장된 Home ESI를 사용하여

HAN과 NAN 연계

- 98 -

[그림 49] B 컨소시엄의 DR 시스템 구성도

- B 컨소시엄은 제주 스마트그리드 실증단지에서 W-CDMA를 통한 일반 수용가

스마트 미터링 및 WiBro 기반의 대수용가 스마트 미터링, FTTH를 통한 대용

량 데이터 처리 등이 각 대상 수용가의 특성 및 소요 데이터의 규모, 통신망

구축의 용이성에 맞추어 적절히 적용하는 방식을 채택하여 운용 중

◇ AMI 구성 요소별 표준

구성 요소 적용 표준

스마트미터

- 통신 프로토콜

· 미국 : ANSI C12

· 유럽 및 한국 : IEC 62056 - DLMS/COSEM(Device Language Message

Specification)/COmpanion Specification for Energy Metering)

- 통신 방식 : PLC, ZigBee, Z-Wave 등

DCU- 통신 프로토콜 : IEC 62056 - DLMS/COSEM

- 통신 방식 : PLC, ZigBee, Binary CDMA 등

DR OpenADR

IHD SEP, ZigBee

MDMS IEC 61968(CIM), IEC 61970, Multispeak 등

SUN

NAN

- 통신 프로토콜

· 미국 : ANSI C12

· 유럽 및 한국 : IEC 62056 - DLMS/COSEM

- 통신방식 : PLC/BPL, ZigBee, Binary CDMA, 무선메쉬, IEEE 802.16e(WiMax) 등

WAN TETRA, CDMA, SONET, IEEE 802.11b(WiFi), IEEE 802.16e(WiMax), GSM 등

HANSEP, PLC, ZigBee, Z-Wave, IEEE 802.11b(WiFi), OpenHAN, IEEE 802.15.4,

IEEE 802.11, IEEE 1901 등

<표 15> AMI 구성 요소별 표준

- 99 -

○ PLC 표준화 동향

- 국내·외의 PLC 표준화는 많은 단체에서 진행이 되고 있으며 다양한 표준이 혼

재 및 경쟁

- 현재 PLC 표준화는 국제표준화기구(ISO)의 전기기술위원회(IEC)에서 관장

- 저속 PLC 표준에 있어서는 X-10의 제품을 defacto-standard로 사용하였으며 자

동화, 제어 및 빌딩관리용 ISO/IEC 14908이 미국 Lon-works사 제품으로 승인

되었고, 홈 전자시스템용 ISO/IEC 14543은 유럽 KNX사 제품으로 국제 표준이

최근 승인

- 고속 PLC 표준은 EMC관련 국제 표준과 통신방식에 관한 국제 표준으로 구분

․ EMC 표준은 미국, 캐나다, 호주, 한국 등에서는 기준 레벨 이하이면 허가 없이 사

용가능한 반면, 유럽은 ETSI와 CENELEC에서 공동 표준화한 CENELEC 205A 기

준치와 각 나라 EMC 기준을 동시 만족해야 함

- HomePlug는 Intellon의 기술을 중심으로 표준화를 추진하여 2005년

HomePlug AV 표준 사양을 완료. HomePlug BPL 표준 사양 작업을 진행 중

이며 IEEE P1901 WG에서 이종 BPL간 공존을 위한 MAC/PHY 계층 사양을

제정하여 2007년 7월 표준 사양 완료

국가 유럽 미국 일본

단체명 PLC Forum HomePlug ECHONET

설립년도 2000.3 2000.4 1997

주파수 대역1.6~10MHz(액세스)

10~30MHz(댁내)4.5~20.7MHz 10~450MHz

규제 단체 ETSI, CENELEC FCC 총무성

참여 단체 100개사 이상 80개사 이상 100개사 이상

기타 표준화 단체 UPA, OPERA IEEE CEPCA

<표 16> PLC 표준화 추진 동향

- G3-PLC 연합을 결성하여 새로운 통신표준 도입 추진

․ ERDF, Texas Instruments, Cisco, Itron, Landis&Gyr 등 12개 주요 사업자

- 100 -

기업명 제품군 제품명

alektrona ESP Z-Aperture

ComputimeThermostat CTW200

IHD CTW300

ComvergeThermostat SuperStat Pro

IHD PowerPortal IHD

Cooper Power Systems Thermostat UtilityPRO

Digi ESP ConnectPort X2 ESP

<표 17> ZigBee 스마트 에너지 승인 제품

등이 참여하여 G3-PLC Alliance를 2011년 10월에 결성, 세계표준기구

(IEEE, ITU, IEC, ISO)에 G3-PLC 도입 독려 중

․ G3-PLC는 10~490kHz 주파수 대역에 설계되었으며 CENELEC, FCC, ARIB 규제

기관의 규정 준수

○ ZigBee 표준화 동향

- 868MHz, 902~928MHz 및 2.4GHz에서 동작하는 WPAN(Wireless Personal

Area Network) 규격으로 IEEE 802.15.4에서 PHY/MAC을 정의했으며, ZigBee

Alliance가 상위 3개 계층(데이터링크, 네트워크, 어플리케이션 계층) 정의

- 스마트그리드 응용에 필요한 통신 거리, 실외 환경에서의 페이딩에 대한 통신

방식의 강인성 및 기존 통신 방식들과의 공존성을 위해 새로운 PHY 표준을

IEEE 802.15.4g에서 진행

- IEEE 802.15.4g의 표준 규격으로 MR-FSK, MR-OFDM, MR-O-QPSK 규격 제안

- ZigBee Alliance에서 활발하게 표준 명세 작업을 진행하고 있으며 다양한 업체

들에서 ZigBee 스펙에 준하는 칩, 스택, 프로파일 등을 개발

․ ZigBee Alliance는 260개 이상의 글로벌 기업들이 참여하고 있으며 세계 시장 톱

10위 글로벌 반도체 7개사의 지원을 받고 있음

- 전력 회사로는 Center Point Energy, Southern California Edison 등이, 스마트

그리드 솔루션 기업으로는 Celnet, Eton, Itron, Philips, Simens 등 참여

- 미국 및 노르딕 국가를 중심으로 댁내 장비 및 변압기 간의 무선 통신 기술로

ZigBee가 높은 호응을 얻고 있으며 이에 따른 에코시스템 확장이 탄력을 얻고

있음

- 101 -

기업명 제품군 제품명

ecobee Thermostat Smart Thermostat

Energate Thermostat Pionner Z100

Energy Aware IHD PowerTab

Greenbox(Silver Spring

Networks)ESP Interactive Energy Management

ItronESP OpenWay

Meter OpenWay Gas Module

Landis+GyrESP Gridstream RF Focus AX

IHD ecoMeter

LS 산전 Meter LK Meter

L.S. Research IHD

PRI Controller Customer Information Panel

출처 : ZigBee Alliance

○ WiFi 표준화 동향

- 무선랜 메쉬 네트워크 표준인 IEEE 802.11s는 멀티 홉 기반의 근거리 통신망을

구성하여 통신 서비스 제공

- 무선 메쉬 노드들 간의 효율적인 멀티 홉 데이터 전송을 위하여

HWMP(Hybrid Wireless Mesh Protocol)라고 불리는 MAC 계층의 경로 설정

기법 정의

- IEEE 802.11s 무선랜 메쉬 네트워크 기술은 고속 통신 능력과 확장성, 자동 관

리 등의 특성으로 인해 대용량 데이터가 수시로 발생하는 스마트그리드의 통

신 기간망 구성에 적합

○ Z-Wave 표준화 동향

- Z-Wave Alliance는 덴마크 홈네트워크 시장 공략을 목적으로 덴마크 회사인

Zensys에 의해 주도되고 있는 근거리 무선 표준

- 주파수는 868.32MHz(유럽) 또는 908.42MHz(미국)로 9.6kbps의 전송속도를 갖

는 무선 RF 기술

- 102 -

Technology Market Adoption Customer Interests

ZigBee 업계 내 다수의 기업들이 적용· 업계 내 다수의 기업들이 적용

· 향후 지속적으로 확대 구축될 것으로 기대

PLC 업계 내 다수의 기업들이 적용

업계 표준화가 이뤄지지 않고 주요 칩 벤더들로

부터 지지도가 약한 점은 AMI 에코시스템 형

성의 지연 요인으로 작용

Z-Wave

· 업계 내 다수의 기업들이 해당

기술 알고 있음.

· Panasonic, Intel, Cisco 등의 주요

기업들이 전략적투자 시행.

· 현재 덴마크 전력사업자인 Modstroem이 유일

하게 채택 중.

· Z-wave 기반 제품은 주로 홈오토메이션에서 활

용 중이며, Control AMI 어플리케이션은 타 기

술 간의 결합을 통해서 가능할 것으로 보임

<표 19> AMI 주요 통신 기술 시장 경쟁 분석

- Z-Wave는 현재 홈오토메이션과 같이 장치를 제어하기 위해 가장 폭넓게 사용

되는 RF 기술로, 양방향 RF, 메쉬 네트워킹 기능으로 ZigBee와 직접적인 경쟁

기술

- 2009년 12월 시점 160개국이 참여하였고 스마트그리드 및 AMI 구현 상에서

미터기와 가전 간의 통신 및 HAN에 대한 Needs가 높아지며 Z-Wave에 대한

산업 환기가 높아지고 있는 추세

- 그러나 글로벌 규모의 대기업들의 참여도가 떨어지며 유럽 업체들 중심으로

참여를 이끌어내는 등 상대적으로 ZigBee Alliance 대비 스마트그리드 에코시

스템 전반에 걸친 지지도는 낮은 편

<표 18> Z-Wave 가정용 스마트 에너지 지원 기업 및 제품

출처 : Z-Wave Alliance

- 103 -

분석

· 전력회사들은 기존 “매개체”를

이용할 수 있다는 점에서 PLC

에 높은 관심을 보이고 있음.

· 그러나, 안정적인 데이터 통신

에 적합하지 않다는 점은 PLC

의 중요한 취약점으로 노출되

어 있는 상황임

· AMI 액세스 네트워크 채택과 관련, 국내와 해

외는 상당히 대조적인 양상을 보이고 있음.

· PLC(BPL)는 국내에서 정책적 드라이브에 의해 주도.

· ZigBee는 댁내로의 액세스 네트워크 및 댁내

전력 기기 제어 기능을 중심으로 글로벌 시장

에서 업계 내 폭넓은 자발적 수용도를 확보하

고 있음.

· Z-Wave는 다양한 분야에서 중요한무선 기술로 검토되

고 있음. 그러나 이 기술의 가장 취약점은업계 포괄적

인 참여보다는 단일기업에 의해 주도된다는 점.

출처 : ETRI, iNFiDES

○ SEP(Smart Energy Profile) 표준화 동향

- ZigBee에서 제정된 SEP는 HAN 영역에서 에너지의 관리 및 DR을 위해 스마트

미터와 디바이스 간의 무선 통신을 제공하고 PCT 및 IHD 등을 포함한 가

정 기기에 대한 관리 규격

- 가격설정(Pricing) 지원, 에너지 소비, 텍스트 메시징, 부하제어 및 DR 등을 지원하

기 위한 프로파일을 기술하고 디바이스 규격 규정

- SEP 1.0 규격은 2008년 5월에 제정되었고 SEP 1.0을 탑재한 스마트미터는 현

재까지 북미에서만 2,000만대 이상 설치

- SEP 1.1 규격은 변동 요금제, 타 프로토콜의 터널링 등의 일부 기능이 업그레

이드되어 2011년 7월에 공식 발간

- SEP 1.x 규격은 IEEE 802.15.4 상의 네트워킹을 위한 어플리케이션 프로토

콜인 ZigBee PRO 스택에 기반

- 스마트그리드 내의 모든 기기의 IP 사용 등 진화하는 스마트그리드의 요구사

항을 충족하기 위해 ZigBee에서는 OpenHAN과 협력하여 IP에 기반하여

통신 매체에 대한 종속성 없이 SEP만 준용하면 되는 방향으로 확장을 진행

하여 SEP 2.0 규격 제정

- SEP 2.0 규격은 HAN 내의 스마트미터와 기기들 간에 에너지 사용에 대한 데

이터를 다양한 네트워크(IEEE 802.15.4, IEEE 802.11, IEEE 1901 등)를 통해

전송할 수 있도록 함

- 104 -

- HAN 영역에 속한 IHD, PCT, LC(Load Controller), 스마트미터, 스마트 가전

등 SEP 내에 정의된 디바이스 외에도 전기차나 HEMS, 홈 게이트웨이 등의 확

장된 가정용 디바이스들에도 도입 예상

- 그러나 SEP 2.0 개발에 있어 SEP 1.x와의 역호환성의 해결이 중요한 문제점

으로 도출되었고 이를 해결하기 위해 스마트그리드 상호운용성 확보를 위

한 표준 개발을 담당하고 있는 SGIP에서 SEP 1.x에서 SEP 2.0으로의 이행

을 위한 가이드라인 개발 중

○ OpenADR(Automated Demand Response) 표준화 동향

- DR이란 전력망의 우발적 사고가 전력 공급과 수요 간의 균형을 위협하거나 전력

비용 상승 시장 상황이 발생한 경우에 부하를 감소시키기 위해 취해지는 일련의

조치를 의미

- 미국 캘리포니아의 LBNL(Lawlence Berkley National Laboratory)산하의

DRRC(DR Research Center)에서는 2002년부터 자동 DR에 대한 프로젝트를 시

작하여 규격 개발, 현장 시험 등을 토대로 OpenADR 1.0 규격을 개발하여 2009

년 공식 발간

- OpenADR 1.0 규격은 전력회사 및 계통 운영자로부터 전력 고객으로의 DR 신

호의 송수신을 촉진시키기 위한 통신 데이터 모델로서, 다양한 DR 프로그램

및 변동 요금제에 대한 고객 응답의 자동화를 촉진하기 위해 사용되는

DRAS(DR Automation Server)의 기능 및 특징에 대한 인터페이스, DR 이벤트

모델, 보안 정책 등 규정

- 현재 업데이트된 규격인 OpenADR 2.0 초안은 2010년 12월에 공개 검토가 완

료되어 2011년 하반기에 공식 발간

- OpenADR 규격은 해외 표준화 기구를 통해 스마트그리드와 관련된 표준으로

써 제정되고 있는데 SGIP에 참여하고 있는 표준화 기구인 OASIS에서는

OpenADR 규격을 토대로 DR과 DER(Distributed Energy Resources)의 자

동화된 구현을 위한 표준 시맨틱 모델인 EI(Energy Interoperation) 표준 개

발 중

○ 스마트그리드 보안 표준화 동향

- NIST SGIP산하 CSWG (Smart Grid Interoperability Panel Cyber Security

Working Group)

- 105 -

§ 미국의 스마트그리드 상호운용성 및 보안성 확보를 위한 표준화 주도

․ IEC 61850 표준 테스트 프로그램, DNP 프로토콜에 대한 보안성 검토와

AMI 키 관리 시스템 보안 설계, 스마트그리드 관련 개인정보 공유 시 프라

이버시 보호 Use Case와 권고안 개발, 전기차 충전 시 프라이버시 침해

여부에 대한 연구, ZigBee SEP 2.0, PAP 4, 11, 12, 13, 15, 16 표준 문서들

에 대한 보안성 검토 등

- IEC TC57 WG15에서 지능형 배전 네트워크에 사용될 다양한 통신 기술에 대

한 보안 표준을 개발 중이며 IEC 60870, IEC 61850 등의 전력분야 통신 프로

토콜에 대해 보안 표준 개발 중

- IEEE P2030은 스마트그리드 표준화를 진행 중이고 P1686/P1711에서 SCADA

관련 보안 표준, P1686에서 변전소 IED(Intelligent Electronic Device) 메시지

암·복호화 통신 및 메시지 인증에 관한 Draft 발표, P1711에서 SCADA 시스템

시리얼 통신 구간에 대한 암·복호화 통신 및 메시지 인증을 위한 표준 Draft

발표

나. EMS◇ EMS 정의 및 기능

○ 에너지소비자가 과학적으로 에너지를 관리 절약할 수 있도록 건물 공장의 위치

용도별 에너지소비 측정, 흐름 제어를 통해 에너지 사용을 최적화하는 에너지

관리 통합 모델 및 에너지 경영을 정량적으로 지원하기 위한 에너지 관리 시스

템 기술

- 에너지 경영 및 이를 지원하는 에너지 관리 시스템과 연관된 공통기반기술, 엔

지니어링, 제품, 시스템, 서비스 등을 포함함

○ xEMS의 구분

- HEMS(Home Energy Management System)

- BEMS(Building Energy Management System)

- FEMS(Factory Energy Management System)

- DEMS(Data Center Energy Management System)

- SEMS(Ship Energy Management System)

- 106 -

○ 통합 에너지관리 솔루션인 EMS는 계측, 통신 및 시각화 장비 등 하드웨어와

데이터 집계, 분석 및 제어 등 소프트웨어 기술로 구성되어 있음

◇ EMS의 구성요소

○ 통합 에너지관리 솔루션인 EMS는 계측, 통신 및 시각화 장비 등 하드웨어와

데이터 집계, 분석 및 제어 등 소프트웨어 기술로 구성되어 있음

[그림 50] EMS 구성 하드웨어 및 소프트웨어

- 모니터링 시스템(계측 및 시각화)은 에너지 사용 설비 및 기기의 에너지 사용

량을 계측하여 집계·저장하고 실시간으로 시각화하여 보여줌

- 제어 시스템은 계측을 통해 수집된 데이트를 이용하여 에너지 사용 설비 및

기기에 대한 수동 또는 자동 제어 등의 관리기능을 제공

- 에너지 분석 시스템은 집계·보관 통계를 이용하여 시간/일/월/년별로 사용 형

태를 분석하여 제공

- 시뮬레이션 시스템은 모니터링 시스템의 분석결과를 토대로 시뮬레이션 분석

을 예측하고, 또한 설비 및 기기의 운전성능 분석을 통하여 라이프 사이클 관

점에서 종합 평가하여 교체 시점 등에 관한 정보를 제공

- 외부 및 연계 시스템은 인터넷, 스마트기기 등을 통해 시간과 공간의 제약 없

이 모니터링과 제어 등 원격 에너지관리 기능을 제공

◇ 에너지관리시스템(EMS) 주요 핵심기술

- 에너지 계통 해석 및 분석 기술

- 에너지 네트워크 통신망 기술

- 에너지 사용량 계측 기술

- 107 -

- EMS 게이트웨이, 클라이언트 기술

- 지능형 전력정보관리시스템(MDMS) 개발 기술

- 수요 반응 서비스 기술

○ 에너지 계통 해석 및 분석 기술

- 한국형 EMS의 계통해석 에플리케이션은 실시간 변화하는 전력계통의 전반적

인 상태를 분석하는 것으로 사용목적에 따라 실시간 모드와 검토모드로 구

성됨

- 실시간 모드 애플리케이션은 실시간 계통평가를 통해 실시간 운영에 도움을

주는 것으로 다음과 같은 기능으로 구성됨

․ 측정값 정보를 이용하여 계통의 토폴로지를 처리하고 계통의 기본상태를 추정하는

상태추정 기능

․ 상태추정을 통해 얻어진 계통에 주요 송전선 등 전력설비의 고장을 상정하고 예상

고장발생시 계통에 미치는 영향을 평가하는 상정고장해석 기능

․ 상정사고계통에서 발생할 수 있는 과부하 및 저전압 해소를 위해 적용 가능한 제어

방안을 제시하는 안전도개선 기능

- 검토모드는 실시간 모드에서 얻어진 전력계통모델을 이용한 계통 검토가 주

목적으로 다음과 같은 기능으로 구성됨

․ 긴급휴전에 따른 계통의 영향을 평가하고 대책을 수립할 수 있는 조류계산 기능

․ 단락고장 발생에 따른 고장전류를 계산하여 적절한 대책을 세울 수 있는 고장해석

기능

실시간 계통 해석 검토모드 계통 해석

○ 상태추정

-토폴로지 처리

-송전선로 손실 계수 산정

-모선부하 분배 계수 산정

○ 급전원 조류계산

-토폴로지 처리

-송전선로 계수 산정

○ 상정고장해석 ○ 상정고장해석

○ 안전도개선 ○ 안전도개선

○ 제약급전 ○ 고장해석

○ 전압, 무효전력배분 ○ 휴전계획

○ 최적조류계산

○ 송전선 과부하 완화

<표 20> K-EMS 계통해석 애플리케이션 분류

- 108 -

○ 에너지 네트워크 통신망 기술

- 에너지관리서비스는 사용자와 서비스 제공업자 간 양방향 통신 채널을 확보함

으로써 제공될 수 있으며, 이러한 양방향 통신망으로 원격검침을 위해 구축한

전력선통신망 인프라를 통해 활용 가능함

[그림 51] 전력선통신 원격검침망기반의 에너지관리개념도

- 그림은 전력선통신 원격 검침망 기반의 에너지관리 개념도를 나타내고 있으며

저탄소 녹색성장을 위한 스마트그리드 환경의 전력에너지 시장에서 효율적인

에너지소비를 유도하기 위한 RTP, TOU와 같은 탄력적인 요금정책적용은 신뢰

성 있는 통신망 인프라 기반에서 가능함

○ 에너지 사용량 계측 기술

- 에너지 절감을 위한 즉각적인 대응을 위해서는 다양한 데이터의 수집이 이루

어져야 하며 이를 위해서 더 많은 에너지 사용량을 측정하는 계측기의 설치가

필요함

- WSN(Wireless Sensor Network, 무선 센서 네트워크로 국내에서는 zigbee와

같은 USN(Ubiquitous Sensor Network)로 알려져 있음)은 센서의 설치와 통신

을 용이하게 하며 계측기의 데이터 수집에 많은 도움이 됨

- 계측기로부터 전송된 정보는 전송 계측기의 프로토콜과 사용될 다른 장비의

종류 및 프로토콜에 따라 다른 타 장비와의 통합이 필요할 경우가 생기며 이

- 109 -

런 경우에 미들웨어를 구축하여 이종 기기간의 통신을 통합하여 서버로 전송

이 가능함

○ 에너지 사용량 계측 기술

- 여러 곳의 빌딩 및 홈에 대해서 에너지 관리를 원격에서 수행하는 EMM 관제

시스템에서는 빌딩 및 홈별로 설치된 게이트웨이 H/W 또는 S/W 로부터 에

너지 정보를 수신하게 되며, 해당 정보를 바탕으로 빌딩 및 홈에 대한 모니터

링/분석/통계 등을 통해 최적 에너지 관리 서비스를 제공하게 됨

[그림 52] 스마트 그린 네트워크 게이트웨이 정보 전달 절차

- 빌딩 및 홈에 대한 에너지 정보를 수집하기 위한 외부의 서버 시스템은 시스

템 초기화를 수행한 후 개별 클라이언트 장치에 대한 검색을 수행하며, 이를

위해 브로드캐스트 형태의 Query 메시지와 keep-alive 응답 메시지 절차를 수

행함

- 검색된 게이트웨이로 해당 빌딩의 빌딩 모니터링 참조 테이블을 전송하게 되

며, 각각의 클라이언트 장치들은 참조 테이블을 수신하는 경우 소속 빌딩 및

홈 내의 설비/환경센서/미터링 등의 에너지 정보를 가진 기기 및 해당 제어

서버로 데이터 보고 요청 메시지를 전송하고, 이후 수신되는 개별 에너지 정보

데이터를 CCL 메시지 형태로 EMM 관제 서버로 전송하는 절차를 수행하게

됨

○ 수요 반응 서비스 기술

- 110 -

- EMS 환경에서의 스마트그리드 시스템은 외부적으로는 전력 유틸리티 사업자

또는 서비스 사업자와 네트워크를 통해 연결되는 시스템 연결 구성을 가짐

- 이 연결 구성에서 EMS 환경에서의 지능형 전력량계인 스마트미터는 전력 유

틸리티 사업자의 전력 미터링 정보 수집 장치(DCU, Data Collection Unit)와

연결되고, 전력 시스템의 안정성 및 신뢰성 향상을 위해 도입되는 수요반응

(DR, Demand Response) 시스템인 DR 클라이언트 시스템은 에너지 사용자 인

터페이스(ESI)를 통해 구현될 수 있으며, 이 시스템은 서비스 사업자의 DR 서

버 시스템과 연결되는 시스템 연결 구조로 구성

- 또한, EMS 환경에서의 스마트그리드 시스템은 빌딩/홈 내 네트워크 기술을

기반으로 전력 에너지 생산 장치(DER 또는 Renewable), 전력 에너지 저장 장

치, 전력 에너지 소비 장치들이 연결되어 있는 구조임

- BEMS 환경에서의 에너지관리 시스템(BEMS)은 빌딩 내 네트워크 기술을 기반

으로 건물 에너지 설비에 대한 운용 정보 및 관리 정보가 전달될 수 있는 연

결 구조를 가지고 있으며, 또한 에너지 소비를 효율적으로 관리하기 위하여 건

물 환경 정보를 수집하는 시스템 구조를 가지며 건물에너지관리 시스템에서의

에너지 제어 및 관리 기능은 건물에너지관리 서버 시스템에서 기능을 담당

[그림 53] 건물 환경에서의 스마트그리드와 건물에너지관리 시스템 구성

- 이러한 스마트그리드 시스템과 건물에너지관리 시스템이 함께 존재하는 건물

환경에서 스마트그리드 연동을 위한 서비스는 다음과 같이 5가지로 크게 구분

하여 정의할 수 있음

․ 수요반응(DR) 연동 서비스 : 전력 계통의 안정성 및 신뢰성을 향상시키기 위하여

- 111 -

도입되는 수요반응(DR) 시스템과의 연동을 통해 제공되는 서비스

․ 전력 에너지 모니터링 연동 서비스 : 건물 환경에서 사용되는 전력 소비기기의 전력

에너지에 대한 상세 정보의 취합 및 동작 상태의 모니터링을 통해 제공되는 연동

서비스

․ 분산형 전력에너지 생산 장치 연동 서비스 : 신재생 에너지의 활용 증대에 따라 건

물 내에 설치되는 신재생 에너지 생산 장치의 에너지 생산 모니터링 기능과 연동하

여 제공되는 서비스

․ 전력에너지 저장장치 연동 서비스 : 전력 에너지의 저장 기능을 통해 에너지의 가

격과 연동하여 전력 저장장치의 동작이 제어되는 기능을 활용하는 서비스

․ 전기자동차 연동 서비스 : 전력 에너지를 구동 에너지로 사용하는 전기자동차의 배

터리 기능을 활용하여 건물 환경에서의 전력 상태와 연계하여 전기자동차에 대한

충방전을 통해 부가적인 서비스를 제공하기 위한 연동 서비스

○ EnMS

- 에너지경영시스템(EnMs: Energy Management system)은 최고경영자를 포함한

조직 구성원 전체가 에너지의 효율적 이용을 위해, 에너지 절약 및 효율 개선

방침과 목표를 설정하고, 이를 달성하기 위하여 인적·물적 자원 및 관리 체계

를 일정한 절차 및 기법에 따라 체계적이고 지속적으로 관리하는 전사적 에너

지관리 활동임

- 에너지경영시스템(EnMS)의 국제표준 규격인 ISO 50001을 국제표준화기구(ISO)

가 2011년 5월 발표함

- ISO 50001은 정부 및 공공기관, 제조 및 서비스 기업 등 모든 조직을 대상으로

적용할 수 있는 체계적 에너지관리 Tool을 제공하고 있음

- PDCA(Plan-Do-Check-Act)의 프로세스 방법론에 기초하고 있으며, 경영적 측면

과 기술적 측면으로 구성됨

- EMS는 ISO 50001에서 규정한 에너지경영시스템(EnMS) 이행을 위한 기술적

핵심 인프라임

- 112 -

[그림 54] 에너지경영시스템(ISO 50001) 개요

◇ x-EMS

○ HEMS (Home Energy Management System)

- HEMS(Home Energy Management System)은 가정에서 전기, 수도, 가스 등의

에너지를 효율적으로 모니터링하고 관리하기 위한 시스템으로 사용자에게 에

너지 사용량을 알려주어 에너지 절감을 유도할 수 있도록 하는 시스템임.

- HEMS는 에너지의 사용량을 수집, 계측할 수 있는 계량장치(Meter), 에너지의

공급 및 수요 상황을 소비자에게 표시하기 위한 표시장치(IHD)를 포함하여 에

너지의 사용을 줄일 수 있는 조명, 냉/난방, 대기전력 차단 콘센트(Smart

Plug), 이들 간의 통신을 담당하는 통신 장치(DCU) 및 이들 모든 장치를 관리

하여 데이터 저장, 보고서 출력, 요금 관리를 담당하는 시스템(MDMS)으로 구

성된다. 아래 그림은 HEMS의 주요 구성 요소를 나타냄

- 113 -

[그림 55] HEMS 주요 구성 요소

- HEMS의 주요 기능은 모니터링, 분석 및 운영으로 구분되고 다음과 같음

1. 에너지 소비 모니터링

- 에너지 사용량

- 에너지 품질

2. 에너지 소비 분석- 에너지 절감 방안 분석- 에너지 효율 증대 방안 분석

3. 에너지 최적 운영 - 에너지 사용량 제어- 기기 효율적 관리

- HEMS는 전력 등 에너지 관리뿐만 아니라 홈오토메이션 기능과 신재생발전원

연계 발전량 모니터링 및 관리 기능, 가정용 에너지저장장치, 전기차 충전기

연계 기능 등 여러 가지 편의 기능을 확장해 나가고 있다. 그림2는 HEMS의

구성 예시를 보여줌.

- 114 -

[그림 56] HEMS 구성 예시

출처: 2013년 스마트그리드 구현을 위한 HEMS 세미나, “스마트홈과 스마트그리드 관점에서의 HEMS”

(주)코콤

- HEMS의 구체적인 기능의 예는 다음과 같음.

․ 스마트미터 해당 세대의 현재 전력사용량을 수신하고 화면에 표시, 에너지 사용량

표시

․ 온수, 수도, 가스, 열량 표시

․ 수요반응 기능(DR)․ 에너지 사용량 예측

․ 신재생에너지 발전량과 현재 상태

․ 에너지 저장 장치 연동

․ 홈 컨트롤(조명, 가스, 난방, 냉방, 환기, 커튼, 대기전력 차단 스위치

․ 전화, 메시지, 세대 현관, 방문자, 방범, 엘리베이터 호출

․ 요금 관리(전력 누적 사용량, 실시간 전력 사용요금, 예측, 요금 이력 관리)․ CO2 절감량 조회

- 115 -

- HEMS의 표준은 국제적으로 많은 기술이 시장에 혼재해 있는 상황으로 표준

화가 진행되기까지 많은 시간이 소요될 예정으로 국내 대응 방향이 중요함.

- 한국스마트그리드망협회에서는 스마트그리드표준화포럼을 통해 HEMS 관련

국내 단체표준개발을 추진 중임. 다음은 HEMS 기기별 국내 표준 리스트를

나타냄.

․ KS4503 : 지능형 홈네트워크용 월패드

․ KS4501 : HN상호연동 프로토콜

․ KS4502 : HN상호연동 시험규격

․ KS4504 : 지능형 홈네트워크용 홈게이트웨이

․ KS450X : 지능형 HN용 단지서버 표준 프로토콜

․ 스마트 에너지 홈 참조 모델 : TTA단체표준(PG214)○ BEMS (Building Energy Management System)

- BEMS(Building Energy Management System)는 컴퓨터를 사용하여 건물관리자

가 합리적인 에너지 이용이 가능하게 하고 쾌적하고 기능적인 업무 환경을 효

율적으로 유지·보전하기 위한 제어·관리·경영 건물에너지관리시스템임.

- BEMS는 건설기술과 ICT 기술, 에너지기술을 융합 활용하여 건물에 대한 각종

정보를 수집하고 데이터를 분석하여 건물에 최적의 환경을 제공하고 에너지를

효율적으로 관리하여 주는 시스템으로 발전하고 있으며, 기존의 빌딩 자동화

시스템인 BAS(Building Automation System), IBS(Intelligent Building System),

FMS(Facility Management System), BMS(Building Management System) 등을

대체하거나 기존 시스템과 협조하여 설치되고 있다. BEMS와 기존 건물관리시

스템의 차이는 아래표와 같고, 가장 큰 차이점은 에너지 관리 기능이라고 볼

수 있음.

- 116 -

종류 주요 기능

BASBuilding Automation System

기계/전기설비, 조명, 방재 등 각종 설비의 상태감시, 운전관리

IBSIntelligent Building System

설비, 조명, 방재, 엘리베이터 등 건물 내 시스템의 통합관리

FMSFacility Management System

건물정보, 자재, 장비, 작업, 인력, 도면, 예산 관리, 보고서(평가/분석) 작성, 자산관리

BMS

Building Management System

상태감시 및 제어, 주차관제 등 각 설비별 독자 관리, 수선 및 보전 스케줄 관리,

설비대장 및 과금자료 관리

BEMS

Building Energy Mangement System

에너지 및 환경의 관리, 건물에너지설비 관리 분석, 시설운영분석, BAS 중앙 시스템

연계 통합 관리

<표 21> 기존 건물관리시스템과 BEMS의 차이

- 국내외 사례를 통해 BEMS 설치 시 10~30%의 에너지절약 효과가 있는 것으로

조사되었으며, 최근 건물에너지 효율화로 유지관리 비용을 줄이려는 시장수요

가 증가하여 향후 BEMS 시장 급성장이 예상되고 있음.

- BEMS는 건물 내 에너지 사용기기(조명, 냉난방설비, 환기설비, 콘센트 등)에

센서 및 계측장비를 설치하고 통신망으로 연계하여 에너지원별(전력,가스,연료

등) 사용량을 실시간으로 모니터링하고, 수집된 에너지사용 정보를 최적화 분

석 S/W를 통해 가장 효율적인 관리방안으로 자동제어하는 시스템임. BEMS

구축을 위해서는 건설기술(Construction Technology)과 정보통신기술

(Information Technology) 및 에너지기술(Energy Technology)의 융합이 필요하

며, 더불어 용도와 규모별로 건물에너지 패턴을 분석하고 이를 해석해서 최적

안을 도출해 낼 수 있는 전문인력 확보가 중요함.

- BEMS는 보유한 기능에 따라 Conventional BAS, Passive BEMS, Active BEMS,

Potential BEMS 등으로 나누어지며, 그 구성은 그림3에 표시하였음.

- Conventional BAS는 BEMS 이전의 일반적인 건물관리시스템으로 건물 내의

각종 설비를 대상으로 상태를 감시하고 고장발생 등의 경우에 경보를 발생시

- 117 -

키는 기능을 가지고 있음.

- Passive BEMS는 계측, 통신 및 데이터 관리 등 정보통신기술을 이용하여 건물

내의 실내 환경과 에너지 소비 현황 등에 관한 정보를 수집하여 다양한 목적

으로 활용할 수 있도록 제공하는 기능을 가지고 있음.

- Active BEMS는 Passive BEMS에서 제공되는 데이터를 분석한 후 BEMS에 탑

재된 전문 알고리즘을 통해 건물에너지 최적 소비를 위한 운전방법을 제시하

고 능동적으로 제어하는 기능을 가지고 있음.

- Potential BEMS는 수집된 정보를 통계적으로 분석하거나 가공하여 제공하는

기능을 가지고 있으며, 제공된 자료를 통해 건물 설계, 시공 및 운영관리와 제

도개선 등의 장기적인 의사결정에 활용되는 기능을 가지고 있음

[그림 57] BEMS 구성 체계

출처: 한국BEMS협회(한국건설기술연구원)

- BEMS는 FEMS에 비하여 개념의 정의나 표준화가 빠른 분야이지만, 기존 기업

별 제품 개발 방향과 데이터 수집, 처리, 제어에 대한 방법이 상이하여 상호운

영성이 미흡한 상황임. 이에 국토교통부에서 BEMS 보급활성화 방안 발표와

- 118 -

국가표준 개발을 추진 중임. 국제적으로는 BACnet(Building Automation and

Control Network)을 기반으로 표준화가 진행되고 있음.

○ FEMS (Factory Energy Management System)

- FEMS(Factory Energy Management System)는 공장용 에너지 관리 시스템으

로, 공장 내 설비의 에너지 측정에서 모니터링, 분석, 계획 그리고 제어를 통해

공장 내에 공급, 소비되는 에너지를 최적화 시켜주는 에너지 관리 시스템임.

- FEMS는 적용 대상이 빌딩에서 공장으로 바뀔 뿐 개념적으로는 BEMS 와 유사

하다고 볼 수 있음. 주요 차이점은 빌딩과 다르게 공장의 특성에 따라 다양한

생산 설비에 대한 관리가 필수적이어서 설비에 대한 이해와 경험이 중요하며,

생산 설비의 제어에 대하여 실시간성이 중요시 된다는 점임. 산업용 에너지 관

리 시스템에 대한 시장이 늦게 시작되었고, 공장의 에너지 관리 요구 사항이

특화되어 있어서 BEMS에 비해 상대적으로 개념에 대한 정의와 관련 표준이

부족한 현황임.

- 최근의 산업부문 특히 산업생산 시설인 공장은 국가 에너지와 전력의 최대 수

요처로서, 중장기 에너지 사용량 및 온실가스 배출량 감축 요구에 직면하고 있

음. FEMS는 에너지가격 상승과 배출권거래제 시행에 따른 에너지비용 감축 및

온실가스 배출량 산정 및 보고의 필요성에 의해 중요성이 강조되고 있는 현실

임.

- 산업통상지원부와 정보통신산업진흥원이 50인 이상 사업체중 3000개 사업장을

대상으로 실시한 ‘2013년 국내 EMS 도입현황 실태조사’에 따르면, EMS를 사

용 중인 일반 사업장에서 BEMS는 60.5%, FEMS는 39.5%를 도입 운영하고 있

으며, 평균 구축비용은 BEMS의 0.96억 대비 FEMS는 2.16억으로 나타나고 있

음. 에너지 다소비 사업장에서 BEMS는 42.6%, FEMS는 57.4%를 도입 운영하

고 있으며, 평균 구축비용은 BEMS가 4.45억이고, FEMS는 3.4억으로 나타남.

조사 내용에 따르면, 현재 구축중인 FEMS는 단순한 에너지 관리 기능만을 가

지고 있는 것으로 판단되며, 앞으로 대규모 공장에 특화된 FEMS가 개발되고

도입되면, BEMS에 비하여 단위 규모는 더 성장하리라 판단됨. 이와 같이

FEMS의 필요성 및 시장 확대에 대한 기대감은 표2와 같이 다양한 업체에서

FEMS 관련 솔루션의 개발과 시범적용 및 사업 발굴 등의 활동이 활발하게 이

루어지고 있음.

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회사 설 명

현대자동차2010년부터 공장 및 사무실 대상 에너지 관련 및 통제시스템 구축. 관련

협력사도 동참

POSCO ICT ‘C&IT’ 플랫폼 기반 솔루션 추진

옴니시스템 대기업 물류창고 외 에너지 관리 시스템 구축

두산인프라코어 GEMS 구축 (전사 통합 에너지관리 시스템)

두산중공업 전 공장과 사무실 대상 통합 에너지관리 시스템 구축

대우정보시스템 생산 현장 특성에 맞는 시스템 개발 확대

누리텔레콤 금호타이어 평택 공장을 비롯한 여러 산업에 시스템 적용

KT ‘KT 전기 에너지 다이어트 계획’ 실시

SK 텔레콤 ‘클라우드 FEMS’를 통한 에너지 효율화

LG 유플러스 ‘U+Biz iLS’ 제품 출시

LS 산전 ‘F-EMS’ 구축 및 운영

출처 : 한국스마트그리드협회, “Smart Grid 표준 이슈 보고서”

<표 22> 국내 FEMS 적용사례

- FEMS의 에너지 관리 기능은 주로 컨설팅, 설비구축, 분석, 최적화의 순으로 적

용되고 있음. 컨설팅 단계는 공장에서의 에너지 효율 향상을 위한 설비 진단

및 시스템 설계를 주로 수행하는 단계로 FEMS 도입 이후 성과에 큰 영향을

끼침. 설비구축은 공장의 에너지의 효율적인 관리를 위해서는 현장의 다양한

데이터를 모니터링하기 위한 제반 환경인 계측기, HMI/SCADA, EMS 등의 시

스템 구축과 에너지 효율 향상을 위한 다양한 설비 교체가 이루어짐. 이후, 모

니터링 시스템을 통해 현장에서 수집된 다양한 데이터를 통해 에너지 사용량

을 가시화하였다면, 다음 단계는 수집된 데이터를 전문화된 S/W(알고리즘)로

분석하여 공장의 어떠한 설비에서 에너지가 비효율적으로 낭비되고 있는지 파

악함. 마지막 단계는 FEMS의 최종 단계로 가시화와 분석을 통해 나온 결과를

공장 설비 운전 또는 공정에 반영하여 제어하는 작업임.

- 아래 그림들은 FEMS의 주요 구성 요소에 대한 사례를 나타냄.

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[그림 58] Factory Energy Management System의 주요 구성 요소 사례

출처 : POSCO ICT, “Smart EMS”

[그림 59] Factory Energy Management System의 주요 구성 요소 사례

출처 : Samsung SDS Journal of IT Services Vol.8 / No.2, “에너지 효율화를 위한 ICT 서비스 동향 보고”

- 121 -

- FEMS에 대한 표준화는 국내 전문위원회를 통해 국제표준화 적극 대응 및 전

문가 지원을 통해 국내기술 반영 추진하고 있으며, IEC TC65/WG17(System

interface between industrial facilities and the smart grid)에서 표준화를 진행

하고 있다. 아래 그림은 IEC TC 65의 표준에 대한 범위를 간략하게 나타냄.

[그림 60] IEC TC65의 표준 범위

출처 : 한국스마트그리드협회, “Smart Grid 표준 이슈 보고서”

○ EMS 실증현황

- 스마트그리드 제주실증단지 Smart Place사업

§ 목표 : 소비자와 전력공급자 간 실시간 정보교환을 기반으로 전력의 공급과 수요

를 최적화하는 에너지관리시스템(EMS)과 첨당계량인프라(AMI) 등 관리시스템

구축 및 활용

- 122 -

[그림 61] Smart Place 구축 개념도

§ SK Telecom 컨소시엄 : 최첨단 스마트 그린홈 구축

ü 주요기능 : HEMS(Smart Home Manager, Home Renewable Manager, Home

Energy Potal 등), C&I Manager Management System(C&I Energy Manager, C&I

Energy Manager, C&I Renewable Manager Management 등), EV Manager

Management System(Smart Place Charging, EV informatics) 서비스 제공

․ Home Energy Management : 실시간 에너지 요금분석 제공, 최적화된 컨트롤 및

관리를 통한 에너지 효율성 개선

․ C&I Manager Management : 에너지 사용 패턴 분석, 상업적 건물의 에너지 효율

성 개선

․ Demand Response : peak shaving 방법을 통한 에너지 효율성 향상

․ EV Energy Management : 전기차 및 충전소 관리

ü 참여 기업 : ICT/솔루션에 SK C&C, SK Telesys, 안철수 연구소, ISET 등 29개사

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[그림 62] 시스템 구성

§ KT 컨소시엄 : 전력과 통신의 융합서비스

ü 주요 기능 : 홈, 빌딩 내 스마트 그리드 기반 시스템 구축, 양방향 통신 인프라 구축,

수요반응(DR) 기반 전력거래, 판매 시스템 구축 등 에너지 효율화 서비스와 소비자

참여 전력거래 서비스 제공

․ 전력설비 운영, 관리, 전력 사용량을 모니터링 : 실시간 사용량, 사용량 일/월/년 비

교 분석, 부서층/층별/계통 별 사용량 제공

․ 전력설비 환경상태 판별/경보발생절연 : 설비의 적정온도 분석, 설비의 절연 및 접

촉상태 판별, 설비의 이상 유무 진단

․ 건물 내 설비 모니터링/제어

ü 참여 기업 : 삼성SDS, 삼성전자, KT, 효성, 삼성SDI, ETRI 등 14개 사

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[그림 63] KT 스마트그리드 통합관제 센터

§ LG 전자 컨소시엄 : 스마트 가전기술 개발

ü 주요 기능 : Smart EMS, Smart DR/RTP, Smart 통합 Platform, 에너지 환경 효율화

등 서비스 제공

․ 가격신호에 연동한 에너지 Care 서비스 제공 : 가전기기가 전력요금을 자동으로 인

식해 기기가 알아서 스마트하게 작동

․ 원격 에너지 관리 및 고장진단, 보안 서비스 등 고객에게 다양한 편의 서비스를 제

공

․ 홈∙빌딩 내 모든 기기를 Smart Network으로 연결하고, 4 Screen(PC, TV, 휴대폰,

VoIP) 에너지 포털을 제공

ü 참여 기업 : LG파워콤, GS건설, GS EPS, 이글루시큐리티, 제노텔 등 15개 사

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[그림 64] LG 전자 시스템 구성

§ 한국전력 컨소시엄 : 에너지 효율적 이용

ü 주요 기능 : 홈∙빌딩 EMS, 수요반응, 스마트미터, 맞춤형 고객 서비스, 고객 데이터

운용 및 정전관리(OMS) 등 제공

․ 에너지 포털(Web, 모바일 등), 전기수도 통합, 전기수도 통합검침, GIS 기반 전력망

감시 제어, 양방향 거래

ü 참여 기업 : 대한전선, 누리텔레콤, 넥스챌, 우암 등 37개 사

[그림 65] Home Manager Management System

§ K-MEG(Korea - Micro Energy Grid)사업

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ü 사업기간 : 2012년 07월 ~ 2014년 06월 (36개월)

ü 주관 : 산업통상부 R&D사업단

ü 목표 : 에너지 생산과 사용을 효율적으로 운영해 에너지 자족 도시(건물)를 구현할 수

있는 토탈 에너지 솔루션 개발 및 실증을 통한 비즈니스 모델 발굴

K-MEG 사업 세부과제

세부과제 과제 내용

제 1 세부과제 ∙K-MEG 비즈모델 실증 및 사업화

제 2 세부과제 ∙K-MEG 에너지 통합운영 관리 시스템 개발 및 구축

제 3 세부과제 ∙K-MEG 에너지 그리드 구축

제 4 세부과제 ∙에너지 소비원 최적 관리 시스템 개발

제 5 세부과제 ∙DC 배전 적용 K-MEG 개방향 테스트베드 구축

<표 23> K-MEG 사업 세부과제

○ 제 4 세부과제

- 건물에너지소비효율의 최적화 통합 플랫폼을 구축

§ 개발형 통합 관리 시스템 OEMS (Optimal EMS) 개발

§ 에너지 시스템의 상호 연동과 호환을 위한 개방형 통합 API 개발

§ 리모델링 시장 진입을 위한 자동화 시스템 Plug & Play 지원

§빌딩 자동화와 에너지시스템 통합제어 및 유지관리

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[그림 66] 건물에너지소비효율의 통합 플랫폼

- 건물 에너지 예측 및 최적화 기술

§ 최적 에너지 예측 엔진

§ 실시간 에너지 환경 정보 처리 기술

§빌딩 에너지 예측 라이브러리 개발

§ 공조, 열원 시스템의 에너지 최적화 기술

§복잡한 건축 설비 환경에 대해 적응성을 극대화

- 그린 빌딩 에너지 융합 기술

§ DR 시그널과 건물의 에너지 시스템 연동 기술

§ DR에 따른 에너지 소비와 제어 전략 최적화

§ CAD/BIM 데이터와 실시간 현장 데이터 병합 기술

§ 건물의 설계, 운영, 유지관리를 포함하는 에너지

§ 관리 및 운영 체계 제공

- 에너지 소비원 최적화 기술

§ 개별 에너지 소비원의 에너지 사용 최적화 기술

§ 지능형 조명 제어 시스템

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§ 고효율 조명 기기 개발

§ 스마트 분전반 및 관리 기술

§ 전력 수요관리 기술

[그림 67] 통합 운영∙관리시스템 목표 논리 구성도

- 참여 기업 : 나라컨트롤 및 ABIsystems, MAT, Gagyo Tech, Donga Elecomm,

Rootech 등 20개 사

- 실증 사례 1 : G-Valley, 삼성물산 주관

§ 건물의 에너지 사용량을 최적화하기 위한 시작으로 구로디지털 단지에 2013년

실증 인프라를 구축. 인프라는 스마트계량기, 모바일 기반 스마트 에너지 관리

서비스, 개별 사무실 단위 에너지 관리 시스템(Cell-BEMS), 비상발전기 시설 등

을 포함

- 129 -

[그림 68] Cell-BEMS

- 실증 사례 2 : 서울대학교, KD Power 주관

§ AMI 시스템 및 TOC 연동, 에너지 절감 기술 및 BEMS 연동, 분전반 통합감시

시스템 설치

- 실증 사례 3 : 세종시 첫마을, KT 주관

§ 주민센터와 파출소, 우체국, 119안전센터에서 기관별로 개별 운영 중인 태양에너

지, 전력, 지열냉난방, 조명 등의 에너지를 도시에너지통합관리센터(에너지통합상

황실)에서 통합관리

- 실증 사례 4 : 경기중소기업 종합 지원센터 GSBC, 효성과 나라컨트롤 주관

§ 건물 간 에너지 sharing 및 생산원 통합관리, 통합빌딩제어 및 에너지관리시스템

인 N-BEMS(BEMS), MEGA-NT series(BAS) 구축

- 실증 사례 5 : 코엑스, KT 주관

§ 건물 에너지 평가 및 예측, BEMS의 냉난방 에너지 최적화 가이드 기능 개선 추

진, 이기종 BAS 통합기술(COEX 아티움 건물에서 실증) 서비스 구축

- 130 -

[그림 69] COEX의 에너지관리 적용기술

◇ ICT기반 ESCO 시범사업

○ 사업기간 : 2012년 05월 ~ 2012년 10월 (12년 시범사업, 6개월)

2013년 05월 ~ 2013년 10월 (13년 시범사업, 6개월)

○ 주관 : 정보통신산업진흥원(NIPA)

○ 목표 : 일정 기간내 투자비 회수가 가능한 ESCO 사업모델을 발굴하여 기술의

현장 적용성 및 시장성을 검증하고 에너지사용자가 과학적으로 에너지를 관리

ㆍ절약할 수 있는 에너지 관리시스템(EMS) 등 ICT 기반 에너지절약시스템 보

급 확산

- 실증 사례 1 : 오피스 건물 에너지관리(2012 ~ 2013년), LIG 엔설팅 주관

§ IT기반의 건축물 군/지역 통합관리를 위한 N-BEMS 시스템 구축

§ 대상 건물 : LIG 손해보험 수원 인계사옥과 수원연수원

§ 주요 기능 : IT기반 통합 에너지관리시스템(에너지 계측, 에너지 분석, 에너지 제

어로 구성)

- 131 -

[그림 70] 통합 에너지관리시스템 개념도

§ 원격 건물 관제 및 분석 알고리즘 구현

§ 입주사를 위한 에너지 절감 모니터링 및 온실가스 관리 서비스

§ 설비별, 층별, 에너지원별 에너지사용정보 수집자동화 : 전기, 용수, 가스 등 데

이터를 수집 하여, 통합 BEMS/FMS용 DB서버에 저장하는 구조

§ 최대전력 피크제어

[그림 71] N-BEMS 구성도

- 실증 사례 2 : 편의점 에너지관리(2012 ~ 2013년), LG 전자 주관

- 132 -

§ 편의점 매장의 통합 에너지 절감·관리 시스템 구축

§ 대상 건물 : 전국 6개소 편의점

ü 7 Eleven 망원점, CU 궐동장고개, CU 신사현대점, GS 25 수원대점, GS 25 이천설

봉점, GS 25 이천안평점

§ 주요 기능 : GEMS(Green store Energy Management System)

ü 실시간으로 매장의 에너지 사용량 모니터링 및 제어를 통하여 합리적이고 효율적으로

관리, 조절이 가능

ü 목표전력관리 : 냉난방 시스템의 전력 사용량에 대한 절감 목표를 설정하고 지속적인

자동 제어를 통해 목표에 도달하여 에너지 절감하는 기술

ü 디밍 제어 : 움직임에 따라 디밍 제어하는 기존의 방식과 달리 창을 통해 들어오는 일

사량에 비례하여 조명의 조도를 조절하는 기술

[그림 72] GEMS

[그림 73] 편의점 에너지관리시스템 기능 구성도

- 133 -

- 실증 사례 3 : 대학교 캠퍼스 에너지관리(2011 ~ 2013년) 삼성전자 주관

§ 그린 IT 기반 BEMS 개발을 통한 대학 시설에 에너지 절약시스템을 구축하고,

캠퍼스의 사용 특성에 맞는 에너지저감 알고리즘의 적용을 통해 Green IT

Campus를 구축

§ 대상 건물 : 강원대학교 도계캠퍼스 총 7개 건물

§ 주요 기능 : 통합제어시스템(기계설비·공조·조명 등의 통합제어와 실시간 원격제

어로 구성)

§ 하드웨어는 조명제어기, Zigbee 무선센서 시스템, 모바일 기기로 구성

§ 소프트웨어는 RMS(원격관리시스템) , ZENSYS(통합설비제어시스템), BEMS

System, DMS B-net으로 구성

[그림 74] 강원대학교 BEMS

§ 모든 시스템 BACnet/IP 기반의 오픈 프로토콜을 채택하여 운영.

BACnet은 Zensys 하부 최상위 제어기에 적용되었으며 Zigbee는 무선 센서

구간에 적용

- 134 -

[그림 75] 시스템 네트워크 구성도

- 실증 사례 4 : 조선소 압축공기 공정 에너지관리(2012년), 대우조선해양 주관

§압축공기 최적사용을 위한 에너지효율관리 및 제어시스템 구축

§ 대상 건물 : 대우조선해양 옥포조선소

§ 주요 기능 : FEMS(공기압축기 시스템 최적화, 압축공기 공급계통 최적화)

ü 압축기 설정압력 강하 기술 : 전체 압력을 균일하게 유지하고 평균 설 정 압력을

낮추고 최단거리 압축기에서 공급

ü 압축기 유니트 대수제어 기술 :유니트 대수제어 기술을 적용하여 압축 기의 운전율

및 장비성능, 운전시간 등을 분석하여 최적의 운전 장비를 결정하는 기술

ü Leakage 압축공기 목표관리 : 베이스라인을 설정하고 압력변화율을 통 해 누설유

량을 확인하여 누설범위를 벗어나 비정상적으로 운영되는 곳을 파악하고 관리

ü 압축공기 공급계통 효율관리 : 압축공기의 공급 경로 및 수요처에 대 한분석을 통

하여 과잉 생산 및 손실을 막을 수 있고 최적 분배와 정량적 분석이 가능

- 135 -

[그림 76] 에너지관리시스템 현황

- 실증 사례 5 : 조선소 도장 공장 에너지관리(2012년), 현대삼호중공업 주관

§ Global Leading Plant 구축을 위한 ENERGY SAVING SYSTEM 구축

§ 대상 건물 : 현대삼호중공업

§ 주요 기능 : 통합 에너지관리시스템

ü 기존 에너지관리시스템과 연계하여 통합 시스템을 구축하고 데이터 DB를 종합적으로

관리

ü 통합 에너지관리시스템을 구축하여 전사적인 에너지 모니터링 및 온실 가스, 목표관리

등 정책대응이 가능

ü 모바일 기반 서비스를 제공하여 에너지 모니터링을 실시간으로 감시

- 136 -

[그림 77] 통합 에너지관리시스템 현황

- 실증 사례 6 : 섬유염색공장 에너지관리시스템 구축(2013년), 우일염직 주관

§ ICT를 활용한 섬유업종 Heat Balance 플랫폼 구축

§ 대상 건물 : 우일염직 사업장 내 텐터 공정

§ 주요 기능 : 에너지관리시스템

ü IT system 기반으로 배기공기의 온/습도를 측정하여 ID FAN의 회전 수 제어로

배기손실열량 감소 및 ID FAN 인버터 제어로 전력절감

ü 폐열회수장치로 배기열 회수

ü 생산시스템(POP)의 생산 정보 인터페이스를 통하여 주요 생산 정보 (생산량, 불량률)

를 함께 모니터링 하여 에너지 절감뿐만 아니라 제품 생 산 효율을 향상

․

- 137 -

[그림 78] 에너지관리시스템

- 실증 사례 7 : 석유화학공장 스팀에너지관리시스템 구축(2013년), 아텍에너지

주관

§ Chemical 산업의 스팀 에너지 효율화를 위한 SMIS(Steam Management

Information System) 구축

§ 대상 건물 : 한화케미칼 여수사업장

§ 주요 기능 : 에너지관리시스템

ü SMIS 구축 : 스팀 유량계로부터 수집된 데이터를 기초데이터로 활용하여 스팀사용량

실태를 분석하고 에너지 절감과 효율향상을 위한 관리체계를 수립하고 예외상황이나

이상감시 데이터를 감시하고 제어를 통해 사업장의 스팀을 관리

ü VCM 공정 폐열회수 시스템 : Oxy-4 Stripper Interchanger 설치, Oxy-3 Feed

Preheater 설치

- 138 -

[그림 79] SMIS 시스템 주요 로직

- 실증 사례 8 : 자동차 부품공장 에너지관리시스템 구축(2013년), 신일이앤씨 주

관

§ 자동차 부품산업을 위한 EMS 구축

§ 대상 건물 : 다스 경주사업장

§ 주요 기능 : 에너지통합관리시스템

[그림 80] 에너지통합관리시스템

- 139 -

ü 전력설비 관리 : 통합된 전력계통 정보와 동력 분전반의 전력 사용량 정보를 수집하여

에너지관리 서비스를 하기 위하여 전력계통 통합과 동력 분전반 전력감시를 구축

[그림 81] 최대전력부하제어 관리 시스템

ü 냉난방기 관리 : 최대전력 부하제어 장치를 활용하여 시스템 에어컨 제어를 함으로써

구축비용을 최소화하고, 다양한 제조사별 냉·난방기를 제어할 수 있도록 구성

ü 조명 관리 : 조명 관리는 스케줄에 의한 조명제어 및 조도센서에 의한 조명관리

ü LNG 난방기 관리 : 각종 LNG 난방기에 대한 구역별 스케줄 관리 기능으로 주간휴식

시간 및 야간휴식시간 각 1시간씩, 1일 2시간 LNG 난방 기 제어를 실시

ü 압축공기 관리 : 호기별 공압 자동 설정, 공압기 On/Off 제어장치를 통하여 조업시간

을 위주로 스케줄 제어

- 140 -

[그림 82] 에너지관리시스템 전체 구성도

- 실증 사례 9 : 주조 전기로 에너지 최적관리시스템 구축(2013년), 금호이엔지

주관

§ 주조 전기로 최적 스케줄링에 의한 에너지 절감 및 Network Factory Energy

Management Platform 구축

§ 대상 건물 : 오리엔스 사업장

§ 주요 기능

ü 최대수요전력관리 : 최대수요전력관리를 위해 Demand Controller와 제어 부하를 실

시간으로 제어하여 연간 목표량으로 관리하며, 전력 기본요금과 사용량을 관리

ü 조명 관리 : 공장동의 경우 무전극등 교체에 의해 1차적으로 에너지를 절감하고 조도

센서로부터의 실외 조도로 격등 제어하며 사무동의 경우 LED등 교체, 스케줄 제어,

재실감시, Peak 연동 제어에 따른 자동 조명 on/off 제어

ü 냉난방기 관리 : 적외선 센서에 의한 인체 감지로 재실 제어하고 에너지통합관리시스

템과 연동하여 냉난방기기에 대한 Peak 제어로 최대전력관리

ü 용해로 및 보온로 최적 제어 : 연료 계측기를 설치하여 투입 연료량 및 생산 스케줄을

- 141 -

원격 관리

ü 폐유 처리 시스템 : 열회수시스템 방식 및 진공 저온 운전에 의한 에너지 절감 및 폐

열회수 방식의 진공 증발 농축 순환 폐수 처리 설비 도입

[그림 83] 에너지관리시스템 전체 구성도

- 실증 사례 10 : 대·중소기업간 에너지관리시스템 구축(2013년), 우성파워텍 주

관

§ 대중소 기업간 실시간 에너지 모니터링 및 제어 시스템 구축 (M-FEMS)

§ 대상 건물 : 우성파워텍 공장, 에이테크솔루션 공장, 두양산업 공장, 신흥정밀 공

장

§ 주요 기능 : 클라우드형 FEMS

ü 설비 관리 및 업종 별 SQ 표준 시스템 구축

ü 사출 설비 실시간 제어 및 모니터링

- 142 -

[그림 84] 클라우드형 FEMS 전체 구성도

- 실증 사례 11 : 대형마트 LED 조명 최적관리(2012 ~ 2013년) : SKC라이팅이

주관사로 대형마트 에너지 절감을 위한 지능형 LED 조명 원격제어 및 모니터

링 시스템 구축

§ 대상 건물 : 홈플러스 강서점(지하 1층, 지상 5층, 지상 6층 주차장), 가양점(지하

3층, 지상 2층, 지상 3층 주차장)에 구축

§ 주요 기능 : 원격제어기술

ü LED 디밍 제어 : 주차장 출입구, 주차구역, 매장출입구 주변, 지상 주차장으로 총 4

구역으로 구분하여 구역별 특성에 맞게 디밍율과 디밍시간을 상이하게 적용

ü 스케줄링 제어 : 스케줄에 맞추어 LED등을 On/Off로 제어

§ 조명 효율화 시스템 구성요소

ü 하드웨어 : LED 조명기구, LED 조명 제어기, 게이트웨이, PIR 센서, Microwave 센

서, 모니터링 시스템, 전산전력계로 구성

ü 소프트웨어 : 전력사용량과 조명의 상태를 점검할 수 있는 모니터링 소프트웨어 프로

그램 (MS Visual C++)

ü 네트워크 프로토콜 : LAN, Zigbee RF(Radio Frequency) 통신,

- 143 -

TCP/IP(Transmission Control 프로토콜/Internet 프로토콜) 방식, RP-NET 무선통신

프로토콜을 적용

[그림 85] 홈플러스 조명시스템

○ 스마트그리드 보급사업

- 사업기간 : 2012년 08월 ~ 2012년 12월 (12년 보급사업, 5개월)

2013년 08월 ~ 2013년 12월 (13년 보급사업, 5개월)

- 주관 : 스마트그리드사업단

- 목표 : 스마트그리드 조기구축을 통한 인프라 기반마련하고 관련 산업 활성화

촉진 및 수용가의 스마트그리드 인식제고에 기여.

- 2013 스마트그리드 보급사업

§ 199억원의 예산이 투입되며, 2013년 말까지 전국 약 1만2000호를 대상으로 AMI

와 9MWh 규모의 ESS를 보급할 예정

- 144 -

보급 장치 컨소시엄

ESS(에너지저장장치) ∙LS산전, 효성, 우진산전, LG CNS

AMI(지능형 검침 인프라) ∙롯데정보통신, 우암코퍼레이션

ESS, AMI ∙벽산파워, 현대오토에버

<표 24> 2013 스마트그리드 보급사업 참여 8개의 컨소시엄

§ 실증 사례 1 : 신라대학교 미술관(2013년), LG CNS 주관

ü 대상 건물 : 신라대학교 캠퍼스 내 미술관

ü 주요 기능 : 500kW급 전력변환시스템(PCS Power Conditioning System)과 1.8MWh

리듐이온배터리로 구성된 에너지저장장치와 EMS를 구축

§ 실증 사례 2 : 코레일 일산선 원당, 백석 변전소, 우진산전 주관

ü 대상 건물 : 코레일은 일산선 원당과 백석 변전소

ü 주요 기능 : 코레일은 일산선 원당과 백석 변전소에 각각 520kW급 규모의 ESS(EMS,

PCS, Battery Charging)를 설치

○ 공공기관 ESS 시범보급사업

- 사업기간 : 2013년 10월 ~ 2013년 12월 (3개월)

- 주관 : 에너지관리공단

- 목표 : 공공기관에 대용량 에너지 저장장치(ESS, Energy Storage Systems)를 설

치하여 피크 전력 저감, 전력품질개선 추진, 공공기관 에너지이용합리화 추진

에 관한 규정에 의하여 계약전력 1,000kW이상의 건축물에 100kW이상의 ESS

를 설치를 권고한바, 공공기관 대용량 ESS 시범보급사업의 효과성 분석 및 제

반 기술시반 마련

- 실증 사례 1 : 한국지역난방공사 고양사업소(2014년 1월 14일)

§ 대상 건물 : 한국지역난방공사 고양사업소

§ 주요 기능 : 고양사업소에서 ESS(EMS, PCS, Battery Charging) 500kWh 설비

구축

- 실증 사례 2 : 명동정동극장, KT ENS 주관

§ 대상 건물 : 명동정동극장

- 145 -

§ 주요 기능 : 명동극장에 ESS(EMS, PCS, Battery Charging) 설비를 구축

○ 국토부 BEMS 시범사업

- 사업기간 : 2012년 9월 ~ 2012년 12월 (12년도 시범보급사업, 4개월)

- 2013년 9월 ~ 2013년 12월 (13년도 시범보급사업, 4개월)

- 주관 : 국토해양부, 에너지관리공단

- 목표 : 건축물의 운용단계에서 에너지절약 대책으로 건물에너지관리시스템

(BEMS)을 도입함으로써 에너지 소비동향의 정확한 파악·분석과 적정관리가 가

능한 바, BEMS를 도입하는 사업장에 대해 도입 비용의 일부를 지원하며,

BEMS 도입 기능별 에너지 절감의 효과가 우수한 사업을 위주로 공모 및 평가

를 통해 지원

- 실증 사례 1 : 신라대학교, LG전자 주관

§ 대상 건물 : 신라대 캠퍼스 내 15개 건물

§ 주요 기능 : 시스템에어컨, 조명, 바닥 난방, 급탕, 피크전력 제어장치 등을 해당

건물에 설치하여 에너지 소비와 냉난방 특성에 맞게 최적화 구축

§ 절감 효과 : 2011ㆍ2012년 1분기와 2013년 1분기 에너지 사용량 비교 : 850TOE

(석유환산톤)였던 사용량이 746TOE로 12.2% 감소

- 실증 사례 2 : 비씨카드 퓨처센터 (2012년), KT 주관

§ 대상 건물 : 비씨카드 퓨처센터

§ 주요 기능 : 전기에너지만 100% 사용하는 건물에 건물에너지관리시스템(BEMS)

를 시범적으로 도입

ü KT에서 자체 개발한 Olleh-BEMS 적용 : 빌딩에서 소비되는 전력을 사무실 단위로 상

세하게 모니터링할 뿐만 아니라 자동 분석 및 제어를 통해 에너지 효율을 최적화 시

킴

ü 5분마다 평균 1만2000건의 데이터를 처리할 수 있는 시스템 구축

§ 절감 효과 : 2011ㆍ2012년 1분기와 2013년 1분기 에너지 사용량 비교 : 553TOE

에서 511TOE로 7.6% 감소

- 146 -

[그림 86] Olleh-BEMS

그림 86. Olleh-BEMS

- 실증 사례 3 : KT 선릉센터, KT 주관

§ 대상 건물 : KT 선릉타워

§ 주요 기능 : 선릉타워에 BEMS 솔루션을 구축

§ 절감 효과 : 2011ㆍ2012년 1분기와 2013년 1분기 에너지 사용량 비교 결과

214TOE에서 199TOE로 7.0% 감소

ü BEMS KS 표준화 및 기술기준 제정 : BEMS 구성요소(계측기·통신장비·서버 등) 간

신뢰성·호환성 확보를 위해 KS 규격 개발·제정 추진

날짜 내용

2012년 ~ 2013년 9월 ∙기본규격 개발

2014년 3월 ∙BEMS KS 규격 제정·시행

2014년 하반기 ~ ∙단계적으로 표준 확대

2014년 ~

∙기본규격(적용범위, 정의, 기능 및 요구사항)

∙연계규격(건물에너지 소비량 및 절감량 산정방법, 관 제점

선정, 하드웨어 및 데이터 관리 등) 건축물 신축 시

계획·시공단계에서 BEMS 설치(계측·네트워크 장비 등)를

고려하여 비용을 절감할 수 있도록 설계 및 시공기준 마련

2014년 ∙BEMS 인증제도 도입방안 마련 및 시범운영

2015년 ∙BEMS 관련규정 개정 및 인증제도 운영

<표 25> BEMS KS 표준화 및 기술기준 제정 단계별 시행계획

- 147 -

○ 민간차원 BEMS 구축 현황

- 실증 사례 1 : 코엑스(COEX)

§ 대상 건물 : 서울 삼성동 55층 무역센터를 비롯해 연면적 129만㎡의 13개 건물

§ 주요 기능 : 무역센터(COEX)는 2006년부터 BEMS를 자체 개발ㆍ도입

§ 절감 효과 : COEX는 연간 5% 가까운 에너지사용량을 절감해 해마다 10억 원

이상의 전력비용을 절감

- 실증 사례 2 : 삼성 서초사옥

§ 대상 건물 : 2008년 준공된 연면적 2만 5천 평, 지하 7층 지상 32층으로 구성된

오피스 빌딩

ü 건설 단계에서부터 BEMS를 도입하여 친환경 최우수 인증을 받은 건물

ü 삼성물산 건설부문과 삼성SDS가 자체 개발한 BEMS : 369곳의 계량기와 계측기를 통

해 1분 간격으로 정보를 수집, 15분간 누적된 평균값을 분석 제어

§ 절감 효과 : BEMS를 활용하여 열원기기를 최적화 하는 등의 전문가 활동을 진

행한 결과, 2008년 385 Mcal/m2y의 에너지 사용실적과 비교했을 때 2010년에

는 330 Mcal/m2y의 에너지를 사용함으로써 약 16.7%를 절감

- 실증 사례 3 : 포스코 광양제철소

§ 대상 건물 : 포스코 광양제철소 산소공장

§ 주요 기능 : 2010년 추진된 광양 산소공장 에너지 효율화 사업은 포스코ICT와

포항산업과학연구원(RIST)이 개발한 에너지관리시스템이 적용

ü 산소공장에 구축된 시스템은 실시간으로 산소 수요를 예측해 전력 단가가 낮은 시간대

에 공장을 집중 가동하는 방식

ü 산소탱크에 남아 있는 산소량과 수요량을 실시간 점검해 적절한 생산량을 조절

§ 절감 효과 : 에너지관리시스템이 적용 후 연간 60억9000만원 에너지 절감 효과

- 실증 사례 4 : SK케미칼 연구소(에코랩)

§ 대상 건물 : 경기도 판교 SK케미칼 연구소(에코랩)

§ 주요 기능 : 에코랩은 건물의 에너지 사용을 최적화하기 위한 BEMS 구축으로

2010년 건물에너지효율 1등급을 획득

ü EWMS(Building Energy & Water Management System) : 건물의 에너지와 용수를

최적 상태로 운영하기 위한 관리 시스템으로, 각종 장비와 시스템별 에너지 ,CO₂사

용량, 에너지 효율, 패턴 등을 수십여 개의 모니터를 통해 집계

- 148 -

§ 절감 효과 : 연간 에너지 절감 비용은 40%, 건물에서 발생하는 CO₂의 발생량

을 기존 건물 대비 33% 절감

○ IEC PC 118 - 사용자 관점의 그리드-사용자 인터페이스

- SMB에서는 『스마트 그리드 사용자 인터페이스』 관련 국제 표준을 개발하기

위하여 2011년 11월부터 PC 118을 설치 운영. PC118에서 다루고 있는 『사용

자 인터페이스』란 스마트 그리드 어플리케이션을 정상적으로 수행하기 위해

전력의 공급자측과 사용자측 사이에 필요한 상호작용을 의미. 특히 PC118에서

는 사용자측의 관점에서 그리드와 사용자의 인터페이스를 표준화하기 위한 작

업 진행

- PC 118은 중국, 미국, 독일, 프랑스, 일본 등 17개국에서 멤버로 참여하여 표준

화 활동을 펼치고 있으며, 9개 국가에서는 옵저버 멤버로 참여하여 동향을 예

의주시하고 있다. 현재 PC 118의 사무국은 중국이 맡고 있음

- PC118에서는 산하에 두 개의 WG을 운영하고 있는데, WG1은 사용자측의 스

마트 장치와 그리드 사이의 인터페이스(Exchange interface between

demand-side smart equipment and the grid) 분야를 다루고 있음. WG1에서는

전력 그리드의 관점에서 특히 스마트 빌딩, 스마트 홈, 분산 에너지 리소스,

EV 등을 중심으로 사용자측 장치와 스마트 그리드 사이의 상호 운용 가능한

인터페이스를 정의하기 위한 활동을 수행하고 있음. WG1에서는 사용자측 장

치와 전력 그리드 사이의 정보 교환 모델을 객제 지향적인 모델링 기술을 사

용하여 수립하기 위해 노력하고 있으며, 상호동작 모드, 데이터 포맷, 통신 프

로토콜, 보안 및 보호와 같은 분야들도 함께 정의해 나가고 있음.

- WG2에서는 전력 수요반응(Power demand response)을 다룸. WG2에서는 스마

트 홈, 스마트 빌딩, 전기차(EV), 분산 에너지 리소스 등을 포함하여 스마트 시

스템과 전력 그리드 사이의 상호작용에 관한 통신 모델 정의. 또한 전력 수요

반응에 대한 일반적인 기능상의 요건이나 성능 인덱스, 그리고 관련된 보안이

나 보호 기법들을 정의

- IEC PC 118에서는 『IEC PC 118 Smart Grid User Interface Technical Repor

t』라는 기술보고서 작성. 이 기술보고서에서는 사용자 인터페이스와 관련된

표준안을 작성하기에 앞서, 현재 각국에서 바라보는 스마트 그리드의 개념, 스

- 149 -

마트 그리드와 관련된 각국의 기술적/정책적 진행사항, 그리고 각국의 관련 표

준들을 수집하여, 이들 간의 갭을 분석하는 작업 선행 중. 이러한 작업을 바탕

으로 IEC PC 118에서 중점적으로 다루어야 할 범위를 명확히 하고, 이에 관한

각국의 합의를 이끌어 낸 이후에 사용자 인터페이스에 관한 세부적인 표준안

이 작성될 것으로 예상

○ IEC TC57 WG21 – 공급자 중심의 그리드-사용자 인터페이스

- IEC TC57은 『전력시스템 관리 및 관련 정보교환(Power systems management

and associated information exchange)』을 다루는 분과로 스마트 그리드의 관

점에서 보면 전력의 공급자 측의 기술을 주로 다룸. TC57은 EMS, SCADA

(Supervisory Control And Data Acquisition), 배전 자동화 등을 포함한 전력

시스템 제어 장치 또는 시스템 자체를 표준화하며, 전력 시스템의 설계, 운용,

관리에 사용되는 실시간/비실시간 데이터 교환에 대한 표준 제정. TC57 산하

에는 12개의 WG과 2개의 JWG(Joint Working Group)이 활동 중에 있으며, 31

개국이 멤버로 참여하고 있고, 13개국이 옵저버 멤버로 참여하여 활동 중. 현

재 TC57의 사무국은 독일이 맡고 있음

- TC57 산하 12개 WG들 중에서도 WG21은 『전력 그리드에 연결된 시스템과

관련 있는 인터페이스 및 프로토콜 프로파일(Interfaces and protocol profiles

relavant to systems connected to the electrical grid)』을 다룸. WG21에서는

전력 그리드에 연결된 시스템들의 유스 케이스를 정리하고 있으며, 전력 시스

템 관리 부문과 홈/빌딩/공장 에너지 관리 시스템 부문 간의 상호작용에 초점

을 맞추어 표준작업 진행

- 150 -

[그림 87] 시스템 인터페이스상의 도메인 구성

- TC57 WG21에서 발표된 표준 문건으로는 IEC 62746-3 『System interfaces

and communication profile for systems connected to the smart grid』이 있

음. 이 표준문건은 소비자/프로슈머측의 에너지 자원을 관리하는데 활용될 수

있는 IEC 62746 표준문건들에 대한 아키텍처를 정의. 이 문건에서 언급하고 있

는 아키텍처에서는 그리드 운영자, 시장 운영자, 배전시스템 운영자, 전력 공급

업체, 대행 사업자(aggregators), 서비스 공급자, 그리고 에너지 자원들 간의 통

신에 인터넷을 활용하는 것에 초점을 맞춤. 이 문건에서는 IETF의

XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol)와 IEC TC57 표준, 그리고

W3C 표준을 함께 활용함. 아래의 그림은 IEC 62746과 다른 국제 표준들과의

관계, 그리고 IEC TC57 내의 다른 WG들에서 다루는 영역 대비 IEC 62746 표

준의 작업 영역을 보여줌. 그림에서 알 수 있듯이, IEC TC57 자체는 발전, 송

전, 배전, 분산자원(DER), 그리고 사용자를 아우르는 매우 많은 도메인을 다룸.

현재 IEC 62746-3 문건은 CD(Committee Draft) 상태로 문건의 초안이 다듬어

져 가고 있음

○ IEC TC65 WG17 – Factory Energy Management System

- 151 -

[그림 88] FMS와 스마트 그리드 인터페이스 개요

- IEC TC65는 『산업용 프로세스 측정, 제어 및 자동화 (Industrial – process

measurement, control and automation)』분야의 표준을 다루고 있는 분과로,

산하에 4개의 SC (Sub committees), 7개의 WG, 2개의 JWG이 활동하고 있으

며, 26개국이 멤버로, 16개국이 옵저버 멤버로 활동. 현재 사무국은 프랑스가

맡고 있음

- TC65 산하 WG들 중에서 WG17은 『산업용 설비와 스마트 그리드간의 시스템

인터페이스 (System interface between industrial facilities and the smart gri

d)』분야를 담당. WG17에서는 산업용 설비와 그러한 설비에 포함되어있는 자

동화 시스템들이 전력/전력관련정보의 흐름을 계획하고 조정하며 관리하기 위

하여 스마트 그리드와 통신을 할 때 필요한 표준들과 프로파일을 정의. GW17

은 현재 일본에서 주관. - TC65 WG17에서 다루고 있는 표준 범위는 아래 그

림과 같음

- 152 -

[그림 89] WG17 표준 범위

- 그림에서 알 수 있듯이 WG17의 활동범위는 factory의 최상위 계층인 레벨 4와

유틸리티간의 인터페이스만을 다루는 것으로 되어 있었고, 공장 내부의 energy

efficiency 관련 업무는 TC65/JWG14의 영역으로 간주. 그러나 2013년 5월 도

쿄 회의에서, 일본 측에서는 Factory Smart Grid Interface Model을 다루는 레

벨 3 까지는 포함되어야 한다고 영역 확대를 도모하고 있는 반면, TC65 및

SC65C 측에서는 원래 활동범위인 레벨 4만을 다루어야 한다고 주장하고 있어,

향후 WG17의 활동 범위를 확정하기 위한 논의들이 한동안 지속될 것으로 예

상

- 사용자 도메인의 대표적인 에너지 관리 시스템인 BEMS, HEMS, FEMS 영역

중에서, IEC TC65 WG17에서 다루는 FEMS 분야는 표준활동의 결과물이 아직

구체적으로 준비되지 않고 있는 상태이고 아직 표준 개발의 초기 단계여서, 국

내에서도 이 분야에 대해 적극적으로 대응한다면 충분히 주도적인 위치에서

국제 표준을 개발해 나갈 수 있는 분야로 예상됨

○ ISO (International Organization for Standardization)

- ISO의 국제 표준규격 작업은 IEC와 마찬가지로 ISO 산하 TC(Technical

Committees)에서 진행되며, 필요에 따라 TC 하부에 SC(Subcommittees) 또는

WG(Working Groups)등을 두어 표준 활동을 진행. IEC와 공동으로 표준안을

- 153 -

진행하는 TC의 경우에는 JTC(Joint TC)에서 이를 담당. 만일 전 세계적으로 이

슈가 되는 특정 주제에 대한 국제표준을 제정하는 경우, 아직까지 이를 다루는

TC가 없거나 특정 TC로 할당하여 진행하기 어려운 경우에 한하여 PC(Project

Committees)를 구성하여 진행

[그림 90] ISO 위원회 조직도

- ISO에서는 ISO/IEC JTC1이라는 독립된 기구를 통하여 IEC와 협력 하에 스마

트 그리드와 관련된 표준 활동을 담당. JTC1은 ISO와 IEC의 동의하에 설립된

독립된 표준기구로, 정보기술(Information Technology) 분야를 담당하고 있는

데, 직접적으로 334개의 국제표준 규격을 유지/관리하고 있으며, 간접적으로는

약 2600여개의 국제표준 제정에 관여하고 있는 거대한 그룹임. 현재 8개의

WG과 19개의 SC가 활동 중이며, 34개국이 참여하고, 57개국이 옵저버 국가로

활동

- ISO에서는 스마트 그리드와 관련된 국제 표준안을 작업하기 위하여 2009년 11

월 ISO/IEC JTC1 회의에서 JTC1 산하에 SWG 4(Special Working Group 4)를

설립하여, 스마트 그리드와 관련된 표준 활동을 본격적으로 시작. SWG4에서

는 JTC1의 스마트 그리드 활동뿐만 아니라, IEC, ISO, ITU-T, 그리고 그 외에

스마트 그리드 표준을 개발하는 표준 기구들의 활동을 중재하는 활동을 진행

- ISO의 표준화 활동 중에서 EMS(Energy Management System) 측면에서 주목

해보아야 할 부분은 ISO TC 205 WG3임

- 154 -

○ ISO TC 205 WG3 – Building Energy Management System

- ISO TC 205는 『빌딩 환경 디자인(Building Environment Design)』분야의 표

준을 다루고 있는 분과로, 1992년 설립되어 신축 건물이나 기존 건축물의 실내

환경, 에너지 보전 및 효율화 설계 분야의 표준들을 다룸. TC205는 산하에 10

개의 WG이 활동하고 있으며, 26개국이 멤버로, 25개국이 옵저버 멤버로 활동.

이미 17개의 표준을 개발하여 발표하였고, 17개의 표준을 개발하고 있는 등 매

우 활발하게 활동하고 있으며 현재 사무국은 미국(ANSI)이 맡고 있음

- 이중 WG3은 『빌딩 자동제어 시스템 디자인 (Building automation and

control design)』 분야를 다룸. 특히 TC 205 WG3를 주목해야 하는 이유는,

WG3에서 현재 국제적인 빌딩 자동화 시스템의 표준규격을 정의하고 있기 때

문. TC205 WG3에서 발표한 ISO 16484 시리즈 표준은 빌딩 자동화 시스템의

정의, 하드웨어 및 기능, 어플리케이션, 통신 프로토콜, 상호 운용성 시험방법

등을 정의. 따라서 빌딩 환경에 관하여 국제적으로 널리 받아들여지고 있는 표

준을 이미 개발해오고 있는 TC 205, 그 중에서도 빌딩의 자동화 시스템에 관

한 모든 표준을 개발 중인 WG3에서 스마트 그리드의 사용자 인터페이스 분야

를 표준화하고 있으므로, 향후 BEMS 분야의 국제표준 방향은 TC205 WG3에

서 주도할 가능성이 매우 높음

- BEMS와 관련된 표준 활동이 TC205 WG3에서 주도적으로 이루어지고 있기 때

문에, 우리는 또 한 가지 주목해야 할 부분이 있음. 바로 현재 국내뿐만 아니

라 전 세계적으로 빌딩 자동화 시스템의 표준 통신 프로토콜로 채택된

BACnet (Building Automation and Control Network)임

- 앞서 언급한 바와 같이, TC205 WG3에서는 ISO 16484 표준 시리즈를 개발하

여 발표하였음. 이 표준 중에서 PART 5인 ISO 16484-5에서는 빌딩 자동제어

시스템의 통신 프로토콜을 정의하고 있는데, BACnet이 바로 이 프로토콜로 채

택. 또한 상호 운용성 시험 규격인 PART 6 역시 BACnet의 상호 운용성 시험

규격인 ANSI/ASHRAE 135.1 규격을 채택

- 이상과 같은 상황으로 볼 때, BEMS는 ISO TC205 WG3을 중심으로 표준개발

이 진행될 가능성이 크고, 사용자 도메인 중에서도 빌딩쪽의 경우에는 BACnet

- 155 -

과 스마트 그리드의 연동에 관한 많은 연구와 논의가 이루어질 것으로 예상

- TC205 WG3에서는 사용자 도메인과 그리드 도메인 사이의 인터페이스와 교환

되는 정보를 표준화하기 위하여 『BSR/ASHRAE/NEMA Standard 201P 사용

자 스마트 그리드 정보모델 (Facility Smart Grid Information Model)』을 표준

문건으로 개발하고 있으며, 상당부분 진행이 되어 있음. 또한 TC205 WG3에서

기존에 진행되어 있는 표준들도 이미 상당부분 체계를 갖추고 실제 현장에서

받아들여지고 있는 만큼, 국내에서 이 분야의 동향을 빠르게 파악하고 국내에

도입하는 방향으로 국제 표준에 대응하여야 함

○ ISO/IEC JTC1

- 앞서 ISO의 표준화 활동에서 살펴본 바와 같이, ISO에서 스마트 그리드와 관

련된 표준화 활동은 ISO/IEC JTC1에서 담당. 이 중에서 EMS의 관점에서 주목

할만한 그룹은 ISO/IEC JTC1 SC25 WG1 임. 왜냐하면 SC25 WG1에서는

HEMS(Home Energy Management System)과 관련된 표준 활동이 진행중이기

때문

- ISO/IEC JTC1 SC25는 『정보기술 장치간 상호접속 (Interconnection of

information technology equipment)』를 주제로 국제표준을 개발하는 분과로,

29개국이 활동하고 있고 18개국이 옵저버 국가로 참여. SC25 산하에는 1개의

프로젝트 팀을 포함하여 총 4개의 그룹이 활동 중인데, 이중 WG1에서 『홈

전자 시스템 (HES: Home electronic systems)』을 다루고 있으며, 이 표준이

스마트 그리드 사용자측 EMS 중에서도 HEMS와 가장 근접한 표준안임. SC25

WG1은 홈 시스템과 관련한 국제적인 시장을 형성시키고, 상호 운용이 가능한

커맨드와 인터페이스를 개발하는 것을 목표로 활동

- - SC25 WG1에서는 RG(Residential Gateway)를 접점으로 홈 내부와 외부가 연

결되는 전체 구성을 바탕으로, 홈 내부 장비들 간의 통신을 위한 프로토콜과

이를 통한 장비간 상호 운용성 확보 방안에 관심을 가지고 있으며, 이러한 기

반을 통해 홈 내부의 에너지 관리를 실현하고, RG를 통해 그리드와 인터페이

스되어 최종적으로는 전체 스마트 그리드와 연계된 HEMS를 구성하는 형태의

아키텍처를 개발. 이러한 구조는 아래의 그림에서 확인 가능

- 156 -

[그림 91] HEMS 아키텍처

- SC25 WG1에서 발표된 문건들 중에서 주목할 만한 것은 HES(Home Electronic

System)의 어플리케이션 모델을 정의하고 있는 ISO/IEC 15076임. 이 표준의

PART 3은 홈 에너지 시스템에서 수요 반응에 대한 모델을 정의하고 있음

○ 국내 표준화 동향

- 국내 스마트 그리드 활동은 2006년부터 추진한 전력IT 표준화 사업의 출범으

로 시작 되었다고 볼 수 있으며, 2010년 6월 ‘스마트 그리드 표준화 포럼’의 창

립 이후 국제협력을 위한 체계가 갖추어지고 표준화 활동이 시작되. 스마트 그

리드 표준화 포럼은 6개의 상임 워킹 그룹과 9개의 도메인 위원회를 통한 표

준화 활동을 통하여 국가단위 스마트 그리드 구축 활동을 진행. 6개의 상임 워

킹 그룹은 스마트 그리드의 공통 부문에 대한 가이드라인을 작성하고 표준을

개발하며, 도메인 위원회는 각 분야별로 프로젝트 팀을 운영하여 표준 개발

- 2012년 4월에는 『스마트 그리드 상호운용성 표준 프레임워크 및 로드맵 1.0』

문서 발표. 이 보고서에서는 미국 상무부 산하 NIST에서 발표한 8대 우선 관

심분야와 IEC에서 발표한 스마트 그리드 관련 13대 세부 응용분야, 그리고 국

내의 시장과 기술 등을 종합적으로 검토하여, 국내 환경에 적합한 분야를 선

정. 이를 바탕으로 표준 기술들간의 갭(Gap)을 분석하고, 우선 표준화 대상 표

준들을 선정

- 157 -

[그림 92] 국내 표준화 그룹 구성도

- 또한 이 보고서에서는 국가 단위의 스마트 그리드 구축을 위한 로드맵으로, 스

마트 그리드 표준화 프레임워크 개발단계, 우선표준대상 표준화단계, 그리고

스마트 그리드 상호 운용성 확보단계의 3단계를 거쳐 완성되는 로드맵을 제시

○ ISO 16484 빌딩 자동제어 시스템 설계

- 앞서 살펴본 바와 같이 ISO TC 205에서는 Building environment design과 관

련된 표준을 개발하고 있으며, 이중에서 WG3에서는 빌딩 자동제어 시스템

(BACS: Building Automation and Control System) design에 대한 표준을 정의

하고 있는데, 이 부분이 BEMS와 직접적으로 관련되어있다. ISO TC205 WG3에

서는 일련의 16484 규격을 개발 및 공개. ISO 16484 규격들 중에서 이 보고서

에서 관심있게 다루어 볼 표준은 아래와 같음

○ ISO 16484-1: Project specification and implementation

- 이 표준은 빌딩 자동제어 시스템과 관련된 프로젝트를 어떻게 설계하고 구현

하여야 하는지에 대한 기준을 제시하는 표준으로, 프로젝트의 요구사항들을 어

떻게 결정하여야 하는지, 이러한 요구사항들을 어떻게 문서화 시켜야 하는지를

- 158 -

정의하며, 엔지니어링과 설치, 커미셔닝, 그리고 최종적으로 프로젝트 완료 후

마무리 단계에 걸친 사항들을 정의함

○ ISO 16484-2: Hardware

- 이 표준은 빌딩 자동제어 시스템에 포함된 기능들을 수행하기 위한 하드웨어

적인 요구사항들을 제시하며, 일련의 ISO 16484 규격을 이해하기 위해 필요한

기본적인 용어와 약어 등을 정의. 이 규격에서는 빌딩 자동제어 시스템에 포함

된 디바이스들의 다양한 요구사항이나 특성들 중에서도 특히 하드웨어적인 관

점에서 어떻게 디바이스의 성능을 제시하고 평가하여야 하는지 평가 항목들을

제시함

- 주목해야 할 부분은, 이 표준에서는 ISO 16484에서 바라보는 빌딩 자동제어 시

스템의 아키텍쳐를 정의하고 있는 것임. 그림 31에서 알 수 있듯이, 빌딩 자동

제어 시스템은 시스템을 통합 관리하는 『관리 통신망 레벨』, 각종 제어기들

을 시스템별로 통합 관리하는 『자동화/제어 레벨』, 그리고 각종 필드 제어기

와 센서/구동기들로 구성된 『필드 통신망 레벨』의 3단계 계층구조로 정의.

이러한 구성은 현재 대다수 빌딩 자동제어 시스템에서 채택하는 아키텍처임

- 159 -

감시 및 운영자유니트/스테이션

프로그래밍유니트

데이터 인터페이스 유니트

전용 시스템 전용 시스템


데이터 처리 장비/서버 스테이션

프로그래밍 유니트

감시 & 운영자 유니트/스테이션


전용 시스템

감시 & 운영자 유니트

통신 인터페이스 제어 / 어플리케이션 전용 제어기

어플리케이션 전용 제어기

제어/자동 스테이션/어플리케이션 전용 제어기

실 운영자 유니트

현장 강제명령/지시 장치

통신망관리

통신망

자동화/제어

통신망필드

기능레벨 내의 상호접속

기능레벨 간의 상호접속블라인드/스크린

조명/디밍

M M MM M

M

M

모터포텐셜미터

개폐기 M 전동밸브

[그림 93] BACS interconnection

○ ISO 16484-3: Function

- 이 표준은 빌딩 자동제어 시스템의 기능을 기능블록 형태로 표현하는 방법을

정의. 이 표준을 접하는 많은 사람들이 기능(Function)이라는 용어로 인해 실제

제어 시스템의 디바이스의 소프트웨어적인 기능을 연상하는 경우가 많음. 하지

만 이 표준에서 이야기하는 기능은 디바이스 하나하나의 기능이라기보다는, 빌

딩 자동제어 시스템의 전체 기능을 의미. 따라서 이 표준에서는 어떻게 표준화

된 형식으로 전체 시스템(프로젝트)의 기능을 문서화하여, 설계-설치-운용-유지

관리 주체들이 설계된 바와 동일하게 설치하고 운용 및 유지관리 할 것인지에

중점. 그리고 이를 위해 빌딩 자동제어 시스템에서 주로 사용되는 기능들을

‘기능블록’ 형태로 정의하고, 이를 도면에 활용하는 방법 제시

- 160 -

[그림 94] 기능블록 예제 (이벤트 카운팅 기능 블록)

○ ISO 16484-5: Data communication protocol

- 이 표준은 빌딩 자동제어 시스템을 구성하는 디바이스들간의 데이터 교환을

위한 통신 규약인 통신 프로토콜을 정의. ISO 16484에서는 ANSI/ASHRAE에

서 최초에 개발한 빌딩 자동제어 시스템의 표준 프로토콜인 BACnet 프로트콜

을 BACS의 표준 프로토콜로 채택

- BACnet(Building Automation and Control Network) 프로토콜은 1995년에

ANSI 표준으로 등록된 이후, 전 세계 많은 국가들의 빌딩 자동제어 시스템의

자국 표준 프로토콜로 채택된 오픈 프로토콜이며, 국내에서도 KS X 6909로 빌

딩 자동제어 시스템의 표준 프로토콜로 채택되어 현장에 적용. 여기에, ISO

16484 표준의 일부로 채택됨으로 인해 명실상부한 국제 표준 프로토콜로 위상

이 높아졌음

○ ISO 16484-6: Data communication conformance testing

- 이 표준은 빌딩 자동제어 시스템을 구성하는 디바이스들간의 데이터 통신 성

능을 시험하기 위한 표준. ISO 16484-5로 채택된 BACnet은 서로 다른 데이터

통신 프로토콜을 사용하는 이기종 장비간의 통신 호환성을 확보하기 위하여

탄생한 프로토콜로, 이기종 장비간의 상호 동작성 확보가 가장 중요한 핵심 목

표. 이러한 상호 동작성 확보를 위한 방편으로 통신 호환성 인증시험을 진행하

는데, 이때 인증시험의 항목과 절차, 인증통과 기준 등을 항목별로 정의한 규

격서가 바로 이 표준임

- 161 -

- 원래 ANSI/ASHRAE 135 BACnet 표준의 경우, 통신 상호 동작성 시험을 위

한 ANSI/ASHRAE 135.1 표준안을 함께 제정하고 있는데, ISO 16484 표준에서

도 BACnet을 표준 프로토콜로 채택하면서, BACnet 호환성 시험규격인 135.1

표준을 함께 채택

○ ISO/IEC 15076

- ISO/IEC 15076 표준은 HES(Home Electronic System)의 어플리케이션 모델을

정의하고 있으며, 이 표준의 PART 3인 ISO/IEC 15076-3은 홈 에너지 시스템

에서 수요반응에 대한 모델을 정의하고 있는데, 이 표준이 현재 스마트 그리드

와 연계한 HEMS에 대한 가장 대표적인 표준임. ISO/IEC 15076-3은 홈 환경의

디바이스들 중에서도 시간에 따라 변경되는 전력공급 및 가격에 동적으로 반

응하여 장비의 전력 소비나 생산을 관리할 수 있는 제품이나 서비스에 초점을

맞추고 있음. 이 표준 에서는 다양한 환경 하에서 이러한 장비들의 에너지 관

리 모델을 제공하려는 목적으로 작업이 진행 중이며, 특히 스마트 그리드의 소

비자 측에 적용 가능하도록 개발

- 이 표준에서는 사용자측의 수요반응(Demand-response)에 대한 에너지 관리 모

델을 제공하고 있는데, 『Direct control』, 『Local control』, 『Distributed

control』세 가지 수요반응 방식에 대한 모델 제시

[그림 95] ISO/IEC 15076-3 HES 에너지 관리 모델

- 162 -

○ Direct (Load) Control 방식

- 전력 부하를 전력 공급자가 직접 제어하기 위해서는, 유틸리티 또는 수요반응

에너지 관리 서비스를 제공하는 제3의 공급자가 제어신호를 전달하여 에어컨

과 같은 홈 내부 장비의 동작을 외부에서 원격으로 직접 중단시킬 수 있어야

함. Direct load control의 경우, 유틸리티나 서비스 공급자와 사용자간의 사전

동의나 계약이 있어야 함

○ Local (Load) Control 방식

- Local load control은 사용자측 수요에 의한 간접 부하 제어(Indirect control

of customer demand)라고도 함. Direct load control 방식과는 달리, Local

load control 방식에서는 유틸리티나 공급자가 사용자의 부하를 직접 제어하지

못함. 대신 유틸리티나 공급자는 TOU(Time-of-use) pricing 같은 공급 내역

(supply indications)을 사용자측에 전달. 유틸리티는 TOU pricing을 우편을 통

해 사용자에 통지할 수도 있고, 디스플레이를 가지는 사용자 인터페이스 장비

또는 RG(Residential Gateway)를 통해 전자식으로 알릴 수도 있음

○ Distributed (Load) Control 방식

- Distributed load control을 채택한 유틸리티 공급자는 “실시간” 가격정보가 포

함된 공급 내역(supply indications)을 사용자의 HAN(Home Area Network)과

연결된 통신경로를 통해 각 사용자에게 전달하여야 함. HAN은 RG(Residential

Gateway)를 통해 유틸리티 네트워크와 연결되어야 함. Distributed load

control은 앞서 설명된 local load control과 direct load control의 특성이 결합

된 형태임

- Direct load control 방식을 통한 수요반응에서는 ISO/IEC 14543-2-1에 정의된

아키텍처를 가지는 HAN(Home Area Network)과 유틸리티 통신 네트워크가

서로 연동되어야 함. HAN 상의 장비들(스마트 가전)은 댁내 가전이나 사용자

전자장비, 센서, 구동기, 사용자 인터페이스나 제어기들이 될 수 있으며, 유선

이나 무선 또는 유무선 복합적으로 상호 연동 가능

- 163 -

- 이 표준에서는 사용자측에 distributed load control 기능과 분산자원

(Distributed Energy Resource, DER) 제어 기능을 제공하는 대리자(Agent) 역

할을 하는 EMA(Energy Management Agent)를 추가로 정의. EMA는 제한된

에너지(또는 제한된 에너지 관련 예산)을 장비들 (appliances)로 배분해주고, 사

용자가 미리 설정한 방식에 따라 그리드로부터 공급되는 에너지 소스와 로컬

에서 발생된 에너지, 그리고 배터리간의 전환을 수행하는 장비임. EMA는 다른

장비나 제어기에 통합될 수도 있고, 별도의 장비로 설치 가능

[그림 96] Energy Management Agent

[그림 97] Energy Management Agent functions

- 164 -

- EMA가 제공하는 기능은 아래의 그림과 같으며, 크게 grid-to-home 기능과

home-to-grid 기능으로 구분하여 조금 더 세부적인 기능 요건을 제시. 그림에

서 좌측의 세 가지 데이터 흐름이 grid-to-home 기능을 나타내며, 우측의 세

가지 데이터 흐름이 home-to-grid 기능을 나타냄

- EMA의 grid-to-home 기능의 경우, 사용자가 수동으로 강제 조작하지 않은 경

우에는 EMA가 에너지 비용이나 요구사항을 고려하여, 언제 어떻게 장치들

(applicances)을 조작할 것인지를 결정하고 자동으로 수요 반응 기능을 수행하

도록 정의. 또한 수요자(customer)는 언제나 EMA의 기능을 강제로 조정

(override)할 수 있다고 정의

- EMA의 home-to-grid 기능의 경우, 이 표준에서는 EMA의 기능이

DER(Distributed Energy Resources)이나 전력 서브시스템으로 확장될 수 있을

것으로 보고 있으나, 더 자세한 사항은 현재까지 정의하지 않고 있음

- EMA와 함께, 이 표준에서는 수요반응을 이용한 에너지 관리를 모델링한

HES(Home Electronic System) 에너지 관리 모델을 정의. 아래의 그림은 이 표

준에서 정의하고 있는 전형적인 HES 모델과 그 구성요소(components)들을 보

여줌

[그림 98] 전형적인 HES 모델 구성요소들

- 165 -

○ IEC 62746-3

- IEC 62746 시리즈 표준은 유틸리티와 스마트 그리드 사이의 인터페이스에 관

한 표준안이며, 이중 Part 3인 이 표준안에서는 IEC 62746 시리즈 표준에서 수

요자(경우에 따라 ‘프로슈머’라고 사용하기도 함)의 에너지 리소스를 관리하는

용도로 활용 가능한 아키텍쳐를 정의. 이 표준에서 정의하고 있는 아키텍쳐는

그리드 운영자, 시장 운영자, 배전 시스템 운영자, 전력 공급업체, 대행사

(aggregator), 서비스 공급자, 그리고 에너지 리소스들이 인터넷을 활용하여 데

이터를 교환하는 부분에 초점

- 이 표준에서는 XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol)라는 XML

을 기반으로 한 통신 프로토콜을 사용하는 것으로 설정하였으며, 아키텍쳐는

중요한 몇 가지 기능상의 요건들을 만족시키도록 정의. 아래는 이 표준에서 선

정한 아키텍쳐의 기능상 요건을 간략하게 보여줌

§ 디바이스는 고유한 식별자를 통해 통신상에서 식별되어야 한다.

§ 디바이스는 신뢰가능한 통신 인프라에 인증된 커넥션을 수립할 수 있도록 자격증

명을 설정할 수 있어야 한다.

§ 디바이스는 인바운드 커넥션을 수락하지 않아도 되며, 자신의 자격증명을 사용하

여 통신 인프라로 아웃바운드 커넥션을 발생시키기만 하면 된다.

§ 디바이스는 제어기 폴링 없이 비동기식으로 메시지를 수신할 수 있어야 한다.

§ 특정 목적지로 메시지를 지정하여 보낼 수 있어야 한다.

§ 그룹 통신이 지원되어야 한다.

§ 제어기가 디바이스의 존재 여부와 상태값을 미리 정해놓을 수 있어야 한다.

§ 메시지들간의 가상의 순서가 유지되어야 한다.

§ 인터넷을 통한 데이터 교환시에는 암호화되어야 한다.

§ 메시지의 내용은 확장 가능하여야 한다.

§ 디바이스는 디바이스의 동작 특성을 제어하는 파라미터나 디바이스의 성능을 지

정하는 파라미터를 설정할 수 있어야 한다.

§ IETF 프로토콜을 통신 인프라의 기본 프로토콜로 사용한다.

§ 자격증명을 업데이트하기 위한 메커니즘이 있어야 한다.

§ 디바이스 또는 제어기는 서로 다른 통신 상대와 각기 다른 신뢰도 레벨을 사용

하여 동시에 하나 이상의 커넥션을 유지할 수 있어야 한다.

- 이와 같은 기능상의 요건들 뿐만 아니라, 기능 외적인 여러 요건들을 아키텍쳐

- 166 -

의 전제조건으로 선정하여, 아래와 같이 아키텍쳐 모델을 정의. 아래의 그림은

액터(actor), 액터들의 역할(role), 그리고 이들간의 관계(relationship) 관점에서

바라본 아키텍처를 보여줌

[그림 99] 액터, 역할, 그리고 관계

- 이 그림에서는 액터간의 관계(relationship)이 반드시 그렇지는 않지만 일반적

으로 계층구조(hierarchical) 형태를 보이는 것이 전형적이며, 상향식(upstream)

또는 하향식(downstream) 관계를 가진다는 것을 보여줌

- 167 -

- 아래의 그림은 통신 도메인(communication domain) 관점에서 바라본 아키텍

처를 보여줌. 각각의 개별 통신 도메인 내에는 여러 참여자(participants)가 존

재하며, 주로 대행사(aggregator)나 서비스 공급자와 같은 참여자들은 하나 이

상의 통신 도메인에 존재하기도 함

[그림 100] 통신 도메인의 예

- 통신 도메인 간에는 HeadEnd와 EndPoint로 통신의 양단이 정의되며, 이러한

개념을 바탕으로 IEC 62746의 어플리케이션을 표현하면 아래의 그림과 같음

- 168 -

[그림 101] IEC 62746의 어플리케이션

- 이밖에도 이 표준에서는 XMPP 프로토콜을 기반으로 IEC 62746에서 교환되는

메시지를 함께 정의

○ SEP 2.0

- 스마트 그리드 구현에 필요한 표준 중의 하나가 SEP 2.0 임. 스마트 그리드의

가장 큰 특징 중의 하나는 소비자가 에너지의 생산 및 사용을 관리하는 것이

며 이를 위해서 다양한 장치 간에 정보교환이 필요. SEP 2.0은 이러한 장치 간

상호 운용성 제공을 위한 표준으로 미국 NIST(National Institute of Standards

and Technology)가 지정한 스마트 그리드의 상호 운용성 표준 중 하나임. SEP

2.0은 보안, 서비스 탐색, 장치의 전원 및 네트워크 상태, 수요 반응 및 부하

제어, 전력 측 정, 요금 계산, 청구 및 지불 등의 다양한 응용 계층 메시지 규

격을 정의하고 있어 계량기 원격 검침뿐만 아니라 기기의 에너지 수요 제어,

실시간 요금 정보와 같은 서비스의 제공에도 사용 가능

- ZigBee Alliance는 2006년 말에 계량기 회사, 전력시설 및 가정용 장치 제조업

체의 이해관계에 기초한 스마트 에너지 적용 프로파일을 정의하기 위하여 노

- 169 -

력. 이 프로파일은 2008년에 발표되었으며, 단일 인증기관이 제공하는 타원곡

선 암호방식(elliptic curve cryptography)을 이용한 IEEE 802.15.4 표준에 대한

네트워킹용 지그비 얼라이언스(ZigBee Alliance) 특유의 2진 응용 프로토콜로

작성된 기존의 ZigBee PRO 에 기반을 둠. 현재 100개 이상의 제품들이 SEP의

최초 버전인 SEP 1.0의 인증을 받음. 일부 초기의 첨단계량인프라(AMI)의 구

현 및 스마트 그리드 투자지원금(SGIG) 으로 SEP 1.0을 이용한 고객 가정용

통신망(HAN)의 실현 가능. ZigBee Alliance는 2011년 중에 이 프로파일에 대

하여 추가적인 수정을 하여 SEP 1.1 버전 발표

- ZigBee Alliance는 2009년 말에 후속 버전인 SEP 2.0을 정의하기 위하여

HomePlug Alliance 와 공동 작업 시작. 현재는 ZigBee Alliance, HomePlug

Powerline Alliance, Wi-Fi Alliance, EPRI, SunSpec Alliance, SAE, IETF,

UCAlug 등 여러 단체가 개발에 참여. 이 버전에서 다중 MAC/PHY 계층, 다

양한 보안 프로토콜 및 OpenHAN 2.0 시스템 요건에 따른 요건 지원을 비롯

한 몇 가지 주요한 특성들에 대하여 설명

[그림 102] SEP 2.0 역할

- SEP 2.0은 IP에 기반을 두고 있어서 기존IP-기반 시스템들과 프로토콜들을 보

다 용이하게 통합할 수 있으며, 보다 많은 시스템들과 상호 운용성을 확보하기

위해 대안적인 MAC/PHY 계층들에 대하여 적용 가능. SEP 2.0의 인증은 공개

적이며 기술 중립적인 방식으로 수행될 예정. SEP 2.0 적용 계층의 기능은 또

- 170 -

한 전기자동차, 분산형 에너지 자원, 개선된 보안 및 개선된 네트워크 관리 등

의 특성들이 포함될 수 있도록 기존의 SEP 1.x 규격에서 제공되는 내용의 범

주를 초월하여 확대되고 있음

- SEP 2.0은 SEP 1.x 또는 네트워크 및 적용 계층이나 보안 아키텍처와 관련하

여 어떠한 기존 프로그램과도 호환되지 않음. 이러한 점은 이미 알려져 있는

문제이며, SEP 2.0의 개발이 진행되고 있다는 점도 또한 널리 인지되어 있음.

다수의 미터기들이 SEP 1.x을 이용하여 개발되고 있거나 또는 이미 개발되어

있으므로, 필요한 업그레이드 사항, 업그레이드 가능 범위 및 업그레이드 할

경우, 그러한 전환 경로 결정과 관련하여 많은 논의가 진행중

[그림 103] HAN 시스템에서의 ZigBee IP

○ OpenADR

- OpenADR 은 캘리포니아 지역 대 정전을 계기로 2002년에 전력 그리드의 경

제성과 신뢰성을 개선하기 위해 동적으로 변하는 가격에 대응하기 위해 본격

적인 개발 시작

- 171 -

[그림 104] OpenADR 스마트 그리드 도메인

- OpenADR은 전기 공급과 수요 사이의 최적화를 개선하기 위해 개발되었고, 미

국 스마트 그리드 상호 운용성 표준이 되는 기본 요소임. OpenADR은 수요자

측에서 자동화된 DR 동작을 용이하게 하기 위해 설계. 또한, 실시간 가격이나

미래 가격 같은 지속적으로 변화하는 가격 신호를 제공하기 위해 설계. 현재

Pilot Test, OpenADR V1.0 을 거쳐 현재 V2.0(a/b)가 발표. 다음 그림은

OpenADR2.0 표준화 과정임

[그림 105] OpenADR 표준화 과정

- 172 -

- OpenADR은 전력 서비스 공급자와 수요자간의 정보 교환을 용이하게 하는 통

신 데이터 모델임. 몇몇 통신 프로토콜처럼 비트 구조 등을 기술하는 프로토콜

이 아니고 XML(eXtensible Mark-up Language)과 같은 현존하는 개방형 표준

과 공통의 의사 전달 수단으로서 IP(Internet Protocol), 그리고 DR 신호를 교

환하기 위한 프레임워크를 이용

- OpenADR에서 정의하는 노드로는 VTNs(Virtual Top Nodes)와 VENs(Virtual

End Nodes) 가 있음. VTN 은 그리드 상태(가격, 신뢰성 이벤트 등)을 수요자

측 리소스를 제어하는 다른 엔티티들에게 전송. VTN은 자신이 속해있는 도메

인에 존재하는 VEN 디바이스들이나 시스템들과 그리드 간에서 통신 가능. 또

한, VTN 은 다른 VTN과 동작할 때는 VEN으로 동작 가능. VEN은 리소스들

이나 프로세스들의 집합을 제어할 수 있고, 이들의 전기적인 에너지 수요를 제

어 가능. VEN은 에너지를 생산할 수도 있고 또한 소비도 가능. VEN은 스마트

그리드 메시지를 송수신VTN과 통신함(양방향). VEN은 VTN으로 동작 가능

- OpenADR의 주요 서비스는 다음 표와 같음

서비스 내용 관련 표준 Profile

EiRegstration VEN 또는 Party 등록 EI1.0, OpenADR2.0(B/C)

EiEnroll 리소스 등록 EI1.0 Only

EiMarketContext 시장 정보 EI1.0 Only

EiEvent DR 이벤트 전송 EI1.0, OpenADR2.0(A/B/C)

EiQuote 급변하는 가격정보 요금체계 등의 정보 전송 EI1.0, OpenADR2.0(C)

EiReport주기적 또는 특정 시점에서 리소스 상태 정보

보고EI1.0, OpenADR2.0(B/C)

EiAvail 특정 자원에 대한 가용정보 EI1.0 Only

EiOpt EiEvent에 대한 Opt-In/Opt-Out 정보 전송 EI1.0, OpenADR2.0(B/C)

<표 26> OpenADR 주요 서비스

- OpenADR2.0 은 기존 표준 모델들을 수용해서 높은 상호 호환성을 가짐. 다음

표는 OpenADR2.0의 주요 참조 모델임

- 173 -

[그림 106] VTN과 VEN 관계

순번 표준 내용

1 OASIS EI 1.0Energy Interoperation OASIS Committee Specification

Version 1.0

2 OASIS EMIX 1.0OASIS Committee Specification, Energy Market

Information Exchange 1.0

3 OASIS WS-Calendar WS-Calendar OASIS Committee Specification 1.0

4 RFC2246 Transport Layer Security(TLS) Protocol Version 1.0

5 SOA-RMOASIS Reference Model for Service Oriented

Architecture 1.0

6 RFC2616 Hypertext Transfer Protocol-HTTP/1.1

7 RFC6120Extensible Messaging and Presence Protocol(XMPP) :

Core Version 1.0

8 RFC6122Extensible Messaging and Presence Protocol(XMPP) :

Address Format

<표 27> OpenADR2.0 주요 참조모델

- 현재 OpenADR 은 유틸리티와 HEMS, BEMS, FEMS 간의 인터페이스로 사용

되고 있으며, PC118과 TC21에서 표준으로 정하려고 하고 있는 상황이어서 표

준으로 채택될 가능성이 매우 높음

- 174 -

다. AMI / EMS 표준이슈○ AMI

- 스마트미터를 포함한 AMI는 스마트그리드 추진의 핵심 요소기술로 모든 비즈

니스는 AMI를 통해 진행 될 것으로 예상됨

- AMI와 관련된 모든 기술분야 영역에 대한 표준화가 국제 및 국내에서 추진

중에 있음

- 특히, AMI의 요소기술인 스마트미터를 중심으로 통신방식 및 프로토콜(프로파

일)에 대한 다양한 표준이 개발 진행되고 있음

- 크게 댁내의 통신에 대한 이수로 댁내에는 기존의 스마트 가전, 조명, 냉난방

의 오토메이션을 위해 홈네트워크를 통해 제어하고 있으나, EMS의 기능은 현

재 없는 상태임

- 스마트그리드 환경에서 댁내는 기존의 기기 이외에도 ESS, EV 충전시스템, 소

형 태양광, 연료전지 등의 인터페이스들이 필요함. 또한 이를 통해 에너지 관

리 및 수요반응이 요구되고 있음.

- 댁내 관련표준은 주로 PLC, ZIgbee, WiFi 등 다양한 통신방식을 활용하고 있

으며 정보전달을 위핸 데이터 프로토콜은 SEP 2.0을 활용할 것으로 예상됨. 현

재 국내에는 홈네트워크 표준만 존재하고 있으며 스마트그리드협회는 SEP 2.0

을 표준화하기 위한 작업을 추진 중임

- 댁내의 표준이 SEP 2.0으로 확정된다 하더라도 현재 스마트미터를 통해 한전

의 AMI HES로의 인터페이스는 IEC 62056을 따르는 DLMS/COSEM 프로토콜

을 따르고 있어 댁내의 가전기기들을 스마트미터로 연동하여 한전과 연계하기

위해서는 게이트웨이 또는 별도의 표준개발이 요구되고 있음

- 국내의 경우 실증단지 등에서는 통신매체의 경우는 주로 PLC, Zigbee 기반의

SEP 1.0 또는 DLMS/COSEM (IEC 62056)의 통신방식을 추진함

- 또한 AMI는 주로 DLMS/COSEM의 정보모델을 따르고 있으나 그 이후의 전

력계통과의 연계를 위해서는 CIM(IEC 61970/61968) 모델과의 정합 필요

- 수요관리의 경우 댁내의 EMS와 수요관리 사업자간의 정보교환이 필요한 부분

- 175 -

으로 국제적으로는 Open ADR이 표준화 되어 있어 이와의 연계가 필요함. 하

지만 앞서 말씀드렸듯이 댁내의 경우 SEP 2.0을 활용하고 있고 외부의 수요관

리는 Open ADR을 활용하고 있어 별도의 정보모델을 구축하거나 게이트웨이

또는 Harmonization하는 표준개발이 필요할 것으로 보임

§ 현재 국제 표준에서는 다양한 도메인 Knowledge에 따라 다양한 정보모델을 채

택 및 검토 중으로 이에 대한 국내 대비가 요구됨

§ 스마트미터를 통한 계량의 경우 주로 DLMS/COSEM을 따르고 있으나 상위시스

템간의 연계를 위해서는 DLMS/COSEM과 CIM간의 정합모델 표준화가 진행되

고 있음

§댁내의 경우 SEP 2.0의 표준을 채택할 가능성이 매우 높으나 향후 스마트미터와

의 연계를 위해서는 SEP 2.0과 DLMS/COSEM간의 정합모델 표준이 요구됨

§또한 댁내의 부하기기를 관리하여 향후 DR 서비스를 위해서는 DR 서버와의 통

신이 요구되고 있음. 이와 관련해서는 Open ADR 2.0b 표준이 현재 국제표준으

로 유일하게 채택되어 있어 이를 반영할 필요가 있음. 하지만 Open ADR은 미

국 방식으로 유럽은 이를 견제하기 위해 CIM 모델을 수요관리 분야까지 확장하

기위한 표준을 개발하고 있음. 이에 SEP 2.0, DLMS/COSEM, Open ADR의 정

보모델간의 유기적인 정보교환을 위한 표준이 추진 중임

- 176 -

[그림 107] AMI 관련 기술영역

○ EMS

- EMS는 에너지관리시스템을 일컫는 용어로 크게 스마트그리드환경에서는

HEMS, BEMS, FEMS 등으로 분류하여 구분할 수 있음.

- HEMS의 경우 앞서 언급한 SEP 2.0으로 추진될 가능성이 매우 높음

- BEMS의 경우 BACnet(Building Automation and Control Network) 기반으로

통신프로토콜이 표준화 되어가고 있음

- 하지만 기존 건물의 제어는 각 해외 기술이 포함되어 있어 이를 통합하는 어

려움이 있음. 예를 들어 대규모 건물 집합체(코엑스 등)의 경우 이미 BAS를 통

하여 조명, 난방, 가스, 화재, 방범, 전기 등등은 다양한 프로토콜로 연계되어

있어 현재 기 건축된 건물에 BEMS를 BACnet 프로토콜을 사용하기에는 어려

움이 따를 것으로 예상됨. 다만, 서비시스템으로 기능을 확장 가능

- FEMS의 경우 앞선 언급한 바와 같이 현재 IEC TC 65에서 논의가 진행 중에

있어 이는 추가적인 모니터링 필요

eml.ajou.ac.kreml.ajou.ac.kr/suduk/teach/contents/별책_4.에너지... · 2015-08-13 · 3 40<...

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