[글=박세환 Ph.D.]
前한영대학교 교수 | 기술법인 엔펌 전문위원(Chief Consultant) | 디엑스랩즈㈜ 자문위원 | 한국산업기술진흥협회-ReSEAT프로그램 전문위원 | 한국CCTV연구소 영상보안CCTV산업발전연구회장 | 한국인터넷방송통신학회 수석이사 | 한국지식정보기술학회 이사·종신회원 | 한국철도공사연구원 철도차량부품개발사업 6분과위원장 | 과학기술정보통신부 연구자권익보호위원회 위원

급속히 진행되는 산업화, 도시화로 인해 전 세계적으로 에너지 사용량도 빠르게 증가하고 있다. 대부분 에너지는 재생 불가능한 소모성 자원인 화석 연료(석탄, 석유, 천연가스 등)로부터 생산된다. 최근 들어, 과도한 냉난방비가 사회적 이슈로 떠오르면서 에너지의 효율적인 관리를 위한 EMS(Energy Management System)에 대한 필요성이 제기되었다.

EMS 구축을 통해 각 산업 부문별(산업·건물·수송 등) 에너지 효율성 제도 기준 등이 합리적으로 개선되어가고 있다. 나아가 에너지 소비 절감을 유도하고, 에너지 효율성이 높은 기기 보급을 가속화하여 중장기적으로 에너지 효율 혁신 및 신에너지 시장 활성화를 기대하고 있다. 정량적으로는 최종 에너지 소비율을 2018년 대비 2030년 30% 이상 개선, 2050년 40% 이상 개선하는 것을 목표로 하고 있다.

이와 관련해 전력 공급 계통의 실시간 정보를 기반으로 발전 설비를 최적으로 제어하여 에너지 효율성 향상을 위한 EMS의 개요 및 Smart EMS 개발 동향을 살펴 보고, EMS의 정책적 이슈를 정리했다.

EMS의 개요

EMS 구축 목표는 전체 전력 공급 계통에서 수집된 실시간 정보를 기반으로 시스템에 연계된 발전 설비를 최적으로 제어하여 에너지 효율성을 향상하고자 하는 것이다. 신재생 에너지의 저장 및 사용을 위한 ESS(Energy Storage System)의 에너지 흐름 제어를 통해 상태 정보를 수집 및 관리하여 에너지 사용성을 최적화하기 위한 시스템이기도 하다.

EMS는 ICT 첨단 기술(AI, IoT 등)을 접목해 건물 등 시설물의 에너지 사용량을 정확히 예측하여 최적화된 에너지 소비 구조를 도출하는 고품격 서비스 단계에 접어들었으며, 다양한 요소 기술(공조 장치(HVAC)·전기차 충전 시설·수요 관리·마이크로 그리드 등)의 집약체로 인식되고 있다.

사용자 정의 기반의 통합 ESS 모니터링 제어 기능, Web 접근법을 이용한 사용자 로그인 기능 등을 활용한 ESS 운전 효과 리포트를 기반으로 사용자 정의 제어, 기상 조건 기반의 신재생 에너지 발전량 예측, 수용가 전력 부하 예측, 최적 충·방전 스케줄링 등 다양한 성능을 구현하고 있다.

EMS는 ESS 운영 프로그램을 이용한 실제 부하 예측과 최적화 정보를 기반으로 자동 운전 스케쥴 및 실시간 전력 감시 기능을 통해 피크 저감 수요 관리를 수행함으로써 요금 절감과 부하의 평준화 기능을 수행하는 Smart EMS로 발전하고 있다. Smart EMS 개발 동향을 정리하면 다음과 같다.

발전 사업자용 REC-EMS는 실시간 전력 추적 기능과 실시간 설비 관리를 통한 장애 대응, 최적 충·방전 스케줄 시나리오 운영 및 편집 등 다양한 특장점이 있는 것으로 평가받고 있다. 수요 관리용 BESS 운영 시스템은 HMI·SCADA 플랫폼을 통해 2MW급 연축전지에 적용할 수 있는 EMS로 발전하고 있다.