Case Study

계통 관리를 위한 신재생자료취득 시스템

PKI 기반의 보안 통신과 로컬 EMS 연동을 통해 소규모 재생에너지 발전기의 출력을 자동 제어하고, 고비용 전용 시스템 없이도 안정적인 운영 환경을 구현한 사례입니다.

소규모 재생에너지 출력을 위한 안전한 원격 제어 체계 구축

고비용 전용 시스템 없이, PKI 기반 보안 통신과 로컬 EMS 연동으로 출력 제어 자동화와 비용 절감을 동시에 달성한 사례입니다.

문제점

  • 분산형 재생에너지 제어를 위한 인프라 부족

    송전망에 작은 규모의 재생에너지가 지속적으로 유입되고 있고, 이를 관리할 수 있는 체계가 필요함

  • 소규모 발전소의 관제 시스템 연계 한계

    발전소 관제 시스템 연계를 위하여 기존 수백MW~ 수GW급 발전가와 동일한 체계를 갖추기에는 비용이 너무 비싸고 시스템적으로도 맞지 않는 부분이 있었음

    • 전용 통신라인 구축: 년간 약 1,500만원
    • 전용 설비 구축: 약 1-3억원 소요
  • EMS 연계 자동·수동 제어 이중화 요구

    자동화된 제어를 위하여 EMS에서 계산된 출력 요청 값이 자동 전달되어야 하며, 비상시에는 망 운영 자가 수동으로 발전기 제어를 할 수 있어야함

  • 신규 발전기의 제어 성능 자동 검증 필요

    신규로 유입되는 발전기에 대해서는 제어성능에 대 한 자동화된 테스트가 필요함

해결책

  • PKI 기반 고수준 인터넷 보안 통신 적용

    인터넷 뱅킹 등에서 사용되는 PKI 암호화 통신 기술을 적용하여 일반 인터넷 상에서 적용 가능한 높은 수준의 보안 기술을 적용

  • 국정원 인증 암호화 모듈 및 독립 인증서 관리 체계 구축

    국정원에서 인증한 암호화 모듈을 사용함으로써 오픈소스에서 발생할 수 있는 보안 허점에 대응하고, 자체 인증서 발급 서버를 도입하여 인증서에 대한 독립적인 관리 체계를 확보

  • EMS 연계 출력제어·수동제어·성능평가 모드 제공

    EMS와 연계된 출력제어 및 수동출력제어, 기술성능평가 모드를 제공하여 출력제어 목적에 따라 활용 가능하도록 구현

  • 로컬 EMS 기반 간접 출력제어로 분쟁 요소 최소화

    출력제어를 인버터에 대한 직접 제어가 아닌 개별 사업자의 중간서버 (로컬 EMS)에 위임함으로써 설비 직접 제어로 인한 사업자와 시장 운영자 간의 분쟁 요소 최소화

  • IoT 기반 장치 설계로 비용 절감 유도

    IoT 기술을 기반으로 장치를 구성함으로써 사업자의 비용 부담 최소화

적용 효과

적용 효과 이미지

“저비용 보안 통신 기반의 시스템 구축을 통해 재생에너지 출력의 효율적 제어와 전국 단위 출력 예측, VPP 연계를 통한 확장 운영을 실현하였습니다.”

  • 범용적인 PKI 기술을 사용함으로써 약 150만원 가량의 제품 개발이 가능했으며, 현장 인터넷을 그대로 활용하여 계통관리자와 안전하게 통신
  • 재생에너지의 비중이 매우 높은 시기엔 관리자의 사전 예약 제어를 통해 운영 효율성 극대화
  • 실시간으로 들어오는 재생에너지 출력을 활용하여 전국의 재생에너지 출력을 유추하도록 시스템 확장
  • VPP 에 대해서도 동일한 시스템을 활용하여 EMS의 출력제어 지시를 자동으로 전달

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