스마트그리드/EMSㆍESS 기술/시장현황과 마이크로그리드 국내외 동향 및 구축사례

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제조사: 지식산업정보원

규격: 682쪽 (A4)

ISBN: 979-11-5862-045-5 (93500)

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스마트그리드(Smart Grid)는 에너지 효율을 최적화하는 차세대 지능형 전력망이다. 기존 전력망에 정보통신기술(ICT)을 접목해 전력 공급자와 소비자가 쌍방향으로 실시간 전력 정보를 교환해 에너지 효율을 최적화하는 시스템이다. 세계적으로 신재생에너지 비중이 높아지면서 에너지의 효율적 활용측면에서 스마트그리드의 변화는 더욱 빨라질 것으로 보인다. 대표적인 관련 기술로는 원격검침인프라(AMI), 에너지저장장치(ESS), 전기차 충전인프라, 마이크로그리드, 에너지관리시스템(EMS), 스마트그리드 보안, 수요관리 등이 있다.

 

 국가 전력계통 측면에서 시작된 국내의 스마트그리드 구축사업은 투자기간과 규모가 방대해 초기 시장 형성에 어려움을 겪었다. 이에 대한 해결책으로 제시된 것이 ‘마이크로그리드’이다. 마이크로그리드는 작은 단위의 스마트그리드로, 구축기간과 투자비용이 상대적으로 적다. 국내에서는 에너지자립섬과 같은 도서지역의 마이크로그리드 구축이 주를 이루고 있는데 대학 캠퍼스, 산업단지, 병원, 군부대 등 그 범위를 커뮤니티 단위로 확대 한다면 시장은 훨씬 빠르게 성장할 수 있을 것이다. 

 

 이에 본원 R&D정보센터에서는 신 기후체제 대응과 에너지 편익증진에 기여하는 스마트그리드 기술개발과 확산사업에 도움이 되고자 「스마트그리드/EMS･ESS 기술/시장현황과 마이크로그리드 국내외 동향 및 구축사례」를 발간하였다. 본서 1편에서는 국내외 스마트그리드 정책/시장/표준화 동향과 관련 기술인 AMI, EMS, ESS 등의 주요 동향을 수록하였고,  2편에서는 세부적으로 마이크로그리드의 정책/시장/표준화/구축 사례 등을 수록하였다. 본서가 학계･연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러

분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

 

제Ⅰ편 스마트그리드/EMS/ESS 주요동향
제 1장 국내외 스마트그리드 정책 및 실증프로젝트 동향
1. 스마트그리드 및 산업개요
1) 개념
2) 산업의 정의
3) 산업의 범위
(1) 기반구축 산업
가. 스마트그리드 구축업
나. 스마트그리드 운영업
(2) 제조 산업
가. 전력망 설비 제조업
나. 정보･통신망 설비제조업
다. 기타 설비 제조업
(3) 서비스 제공 산업
가. 전력 서비스 제공업
나. 정보･통신 서비스 제공업
다. 기타 서비스 제공업
4) 특징
5) 필요성
2. 국내외 스마트그리드 정책동향
1) 해외정책 동향분석(주요국 동향)
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 일본 
(4) 중국 
2) 국내정책 동향분석
(1) 전력IT 사업
(2) 스마트그리드 국가로드맵
가. 지능형전력망(Smart Power Grid)
A) 추진 목표
B) 기술 개요
C) 실행 계획
나. 지능형소비자(Smart Place)
A) 추진 목표
B) 기술 개요
C) 실행 계획
다. 지능형운송(Smart Transportation)
A) 추진 목표
B) 기술 개요
C) 실행 계획
라. 지능형신재생(Smart Renewable)
A) 추진 목표
B) 기술 개요
C) 실행 계획
마. 지능형서비스(Smart Electricity Service)
A) 추진 목표
B) 기술 개요
C) 실행 계획
바. 투자계획
(3) 지능형전력망 특별법
가. 개요 
나. 지능형전력망법률 주요 내용
A) 기본계획 및 시행계획의 수립 및 시행
B) 지능형전력망 구축 및 이용촉진 기반 조성
C) 실증단지 및 거점지구의 조성
D) 지능형전력망 추진체계 구축
E) 정보의 활용 및 보안
다. 시행령 및 시행규칙 주요 내용
라. 제정 의의
(4) 지능형전력망 기본계획(2012~2016)
가. 5대 분야별 기본계획 
A) 지능형 서비스: 수요자원 1.2GW 확보
B) 지능형 소비자: AMI 보급률 50%
C) 지능형 운송: 전기차 보급계획과 연계, 150,000기의 전기차 충전기 보급
D) 지능형 송⦁배전망: 정전구간 및 정전시간 최소화를 통해 전기공급 신뢰도 10% 향상
E) 지능형 신재생: 신재생 4.3% 달성
나. 제1차 지능형전력망 기본계획 이행을 위한 정책 과제
A) 제도 개선
B) 시장 창출
C) 기술개발
D) 기반조성
E) 투자계획 및 기대효과
다. 2013년도 지능형전력망 시행계획
A) 개요
B) 주요 내용
C) 2013년도 시행계획 추진성과
라. 2014년도 지능형전력망 시행계획
A) 제도개선 추진방향
B) 시장 창출 추진방향
C) 기술개발 및 기반 조성 추진방향
(5) ICT 기반 에너지 수요관리 신시장 창출 방안
가. 석탄화력 주파수 예비력 ESS로 대체
나. 대규모 건물·공장 EMS 설치 유도
다. ICT 활용 고효율기기 보급 촉진
라. 한전의 전력 효율향상 사업 확대
마. 수요자원관리 시장 활성화 유도
바. 스마트그리드 구현·확산이 필수
사. 2017년까지 3조5,000억원 시장 창출
3. 주요국 스마트그리드 실증프로젝트 동향 
1) 미국
(1) 주요 동향 
(2) 스마트그리드 실증 프로젝트
가. Southern California Edison Company Smart Grid Regional Demonstration Project(캘리포니아)
A) 목적
B) 주도기관
C) 예산
D) 주요 실증내용
E) 실증 기술
나. Southern California Edison Company Smart Grid Storage Demonstration Project(캘리포니아)
A) 목적
B) 주도기관
C) 예산 
D) 주요 실증내용
E) 실증 기술
다. Black Hills/Colorado Electric Utility Co. Smart Grid Project(콜로라도)
A) 목적 
B) 주도기관
C) 예산 
D) 주요 실증내용
E) 실증 기술
라. City of Leesburg, Florida Smart Grid Project(플로리다)
A) 목적
B) 주도기관
C) 예산 
D) 주요 실증내용
E) 실증 기술
마. City of Quincy Smart Grid Project(플로리다)
A) 목적
B) 주도기관
C) 예산 
D) 주요 실증내용
E) 실증 기술
바. Beacon Power 20MW Flywheel Frequency Regulation Plant(매사추세츠)
A) 목적
B) 주도기관
C) 예산 
D) 주요 실증내용
(3) 스마트그리드 프로젝트 성과
2) 유럽
(1) 국가별 주요사항
가. 영국 
나. 핀란드
다. 네덜란드
라. 덴마크
마. 기타
(2) 스마트그리드 실증 프로젝트
가. Acea Distribuzione smart metering in Rome (이탈리아)
A) 목적
B) 주도기관
C) 주요 실증내용
D) 실증기술
나. ICT4E2B Forum (이탈리아) 
A) 목적
B) 주도기관
C) 주요 실증내용
D) 실증기술
다. Endesa Cervantes Project (스페인)
A) 목적
B) 주도기관
C) 주요 실증내용
라. Sarecar Project (스페인)
A) 목적
B) 주도기관
C) 주요 실증내용
D) 실증기술
마. HiPerDNO(영국)
A) 목적 
B) 주도기관
C) 주요 실증내용
D) 실증기술
바. ERDF smart meters (프랑스) 
A) 목적 
B) 사업기간
C) 주도기관
D) 주요 실증내용
E) 실증기술
사. Hassfurt Smart Meter Project (독일)
A) 목적
B) 주도기관 
C) 주요 실증내용
D) 실증기술
3) 일본
(1) 스마트그리드 실증 프로젝트
가. 요코하마 시티 스마트그리드(대도시)
나. 교토 스마트그리드 프로젝트(R&D 중점)
다. 도요타 시티 스마트그리드 프로젝트(소도시, 지방)
라. 키타큐슈 스마트그리드 프로젝트(산업도시)
(2) 4개 프로젝트 성과
4) 중국 
(1) 스마트그리드 실증 프로젝트
가. 양저우 스마트그리드 실증 센터 (중국)
A) 지역
B) 목적
C) 주도기관
D) 주요 실증내용
E) 실증기술
나. 상하이 월드 엑스포 스마트그리드 실증 프로젝트 (중국)
A) 지역
B) 목적 
C) 주도기관
D) 주요 실증내용
E) 실증기술
5) 한국
(1) 스마트그리드 확산사업
가. SK텔레콤 컨소시엄
A) 개요 
B) 내용
C) 사업추진체계 및 역할 
D) 연차별 추진일정
나. LS산전 컨소시엄
A) 개요 
B) 내용 
다. 짐코 컨소시엄
A) 개요
B) 내용 
라. kt 컨소시엄
A) 개요
B) 내용
C) 탄소제로운송서비스
D) 자립형 분산전원 서비스
E) 시민참여형 전력 재판매
F) 컨소시엄 구성
마. 포스코 ICT 컨소시엄
A) 개요
B) 내용
C) 운영체계 및 참여기업
바. 한국전력공사 컨소시엄
A) 개요
B) 전력재판매 서비스
C) 수요반응 서비스
D) 에너지 소비 컨설팅
E) 전기차 대여 서비스
F) 신재생에너지 출력안정화 및 품질개선 서비스
사. 현대오토에버 컨소시엄
A) 개요
B) Smart Place (지능형 소비자형) 주요사업내용
C) 참여기업
아. 현대중공업 컨소시엄
A) 개요
B) 주요 사업내용
C) 주요 제품과 시스템
D) 기대효과
E) 운영체제 
(2) 제주 스마트그리드 실증단지 사업
가. 제주 실증사업 성과
나. 국가별 실증사업 상호비교 결과
6) 기타 국가 
(1) 인도 
(2) 베트남 
(3) 브라질 
(4) 호주 

제 2장 스마트그리드 시장동향 및 보안·표준화 현황
1. 스마트그리드 시장 동향 및 전망 
1) 세계 및 미주 지역 스마트그리드 시장
(1) 세계 스마트그리드 투자
(2) 미주지역 스마트그리드 투자현황 및 전망
(3) 미국 스마트그리드 시장 변화요인
(4) 캐나다 스마트그리드 투자 현황 및 전망
(5) 남미지역 스마트그리드 투자 현황 및 전망
가. 브라질 
나. 멕시코 
2) 유럽 지역의 스마트그리드 투자 현황⋅전망
(1) 유럽 스마트그리드 시장현황
(2) 유럽 주요 국가의 스마트그리드 투자현황
(3) 유럽지역의 스마트그리드 투자전망
3) 아시아･태평양 지역 스마트그리드 투자 현황･전망
(1) 아시아･태평양 지역 투자 현황
(2) 일본 스마트그리드 시장
가. 시장현황 및 전망 
나. 에너지 시장 개방의 필요성: 일본 사례
(3) 중국 스마트그리드 시장
(4) 호주 스마트그리드 시장
가. 스마트 그리드, 스마트시티 프로젝트(Smart Grid Smart City, SGSC Project)
A) 사업기간
B) 참여업체
C) 호주 전반의 기후 및 환경을 대표하는 5개의 도시를 선정
D) 향후 투자 확대를 위한 성공적인 결과 도출
나. 현지 주요 기업
A) Lanids +Gyr
B) Itron
C) Ausgrid
D) AGL Energy Limited(AGL)
다. 한국 업체의 호주 진출전략
(5) 인도 스마트그리드 시장 
2. 스마트그리드 표준화 동향 분석 
1) 해외 표준화 동향 분석
2) 국내 표준화 동향 분석
3) 국제표준화 동향
(1) 스마트 에너지 시스템 위원회(SyC)
(2) TC8(MG)
(3) TC13(AMI)
(4) TC57(전력 시스템 관리)
(5) TC69(EV)
(6) PC118(DR)
(7) TC120(EES)
4) 사실상의 표준화 동향
(1) IEEE(전기전자기술자협회)
(2) SGIP 1
5) 전망
3. 스마트그리드 수요반응 표준화 추진현황 
1) 개요
2) 현황
(1) 기술개발 현황
(2) 표준화 현황
가. 국외
나. 국내 
(3) 주요이슈 및 대응방안
가. 주요이슈 및 현황
A) 이슈 
B) 현황
나. 국내 대응방안
4. 스마트그리드 보안 기술 동향
1) 국내의 보안 기술 동향
(1) 국내의 법·제도 현황
(2) 국내의 스마트그리드 보안 연구 동향
2) 해외의 보안 기술 동향
(1) 미국
(2) 국제 표준화 단체 IEC
(3) EU
3) 스마트그리드 보안 표준
(1) IEC TC 57
(2) NIST IR 7628
4) 국내외 프라이버시 위협사례 조사 및 분석
(1) 국내외 스마트그리드 보안 위협 및 해킹 사례
(2) 스마트그리드에서의 프라이버시 위협

제 3장 AMI/EMS 주요동향 및 전기차 과금/충전인프라 분석
1. 지능형 소비자 분야 주요동향 
1) 지능형 소비자 개요 및 구성
2) 주요국 AMI 추진현황 및 기술동향 
(1) AMI 개념과 구성요소 205
(2) 주요국가의 AMI 보급 및 운영 현황
가. 미국
나. 유럽 
다. 일본
라. 인도 
마. 한국 
A) 추진현황
B) 추진계획
(3) AMI 특징 및 활용분야
(4) AMI 기반의 소비자 서비스 사례와 유틸리티 편익 분석
가. 서비스 사례 ① : 에너지 컨설팅
A) Opower社
B) SDG&E 社
C) ENNET 社
D) Bidgely 社
E) 정부주도의 AMI 기반 에너지정보 제공 플랫폼 : 그린버튼
나. 서비스 사례 ② : 시간대별 차등요금제 및 상세화된 고지서 제공
A) PG&E 社
B) ComEd 社
다. Con Edison 社 유틸리티 편익 분석
A) AMI 비즈니스 플랜 운영 시 유틸리티 편익 분석
B) AMI기반 요금제 운영에 따른 유틸리티 편익 분석
라. Ameren Illionis 社 유틸리티 편익 분석
(5) AMI 활용 비즈니스 모델과 고려사항
가. AMI의 비즈니스 모델 확장 요소
나. 유틸리티의 AMI 기반 비즈니스 모델 사례
A) [EV+AMI] SMUD 社의 EV 충전 인프라 실증
B) [DR+AMI] Con Edison社의 DR 운영 경제성 평가
C) [스마트기기+AMI] LG&E社와 GE社의 스마트가전 실증사업
(6) AMI 활용 시 고려사항
(7) AMI 효과적 구축 위한 이동통신기술 채택 확산동향 
3) ICT를 활용한 스마트 미터링 최신 기술동향 
(1) 지구 온난화에 대한 에너지 자원 효율화 중요성 부각
(2) 기후변화 에너지 효율화를 위한 스마트 미터링 중요성 부각
(3) 기후변화 대응을 위한 ICT 융복합 에너지신산업의 등장
(4) 최신 ICT를 적용한 스마트 미터링, 에너지신산업의 중심에 서다
(5) 스마트 미터링을 통한 전통적 제조업에서 지식 기반 산업으로 혁신
(6) 국내 법정계량기 표준 및 시험인증 대표기관, KTC 스마트 미터링 표준 선도
4) 에너지관리시스템(EMS) 기술동향 
(1) EMS 정의 및 기능
(2) EMS의 구성요소
(3) 에너지관리시스템(EMS) 주요 핵심기술
가. 에너지 계통 해석 및 분석 기술
나. 에너지 네트워크 통신망 기술
다. 에너지 사용량 계측 기술
라. EMS 게이트웨이, 클라이언트 기술
마. 수요 반응 서비스 기술
바. EnMS
(4) HEMS (Home Energy Management System) 기술 및 표준 
가. 에너지 소비 모니터링
나. 에너지 소비 분석
다. 에너지 최적 운영 
(5) BEMS (Building Energy Management System) 산업 기술동향
가. BEMS기능 및 구성요건
A) BEMS 기능
B) BEMS구성요건
나. 주요 선진국 BEMS관련 제도 및 지원 사업 현황
A) 일본
B) 미국
C) EU
D) 덴마크
E) 이탈리아
F) 스웨덴
G) 프랑스
H) 스페인
I) 독일
J) 네덜란드
다. BEMS국내외 시장현황
A) 전 세계 시장규모 및 전망
B) 국내 시장현황
C) 해외 시장현황
라. BEMS 관련 기술표준 현황 및 기술동향
A) BEMS 제공 서비스
B) 상호 운용성을 위한 정보통신표준
C) BEMS관련 ISO표준
D) 국내외 기술동향
마. BEMS 적용 사례
(6) FEMS(Factory EMS) 기술동향과 활용방향
가. 정의 및 기능 
나. FEMS의 구성요소
다. FEMS의 활용현황
라. FEMS 특징과 기술 동향
마. FEMS의 활용방안
A) 에너지 이용 및 사용량 분석
B) 중요 에너지이용 파악
C) 기준(Base Line) 및 성과지표(EnPI) 설정
바. FEMS 표준 
(7) EMS 국산화 현황과 기대 효과
가. 차세대 EMS 특징
나. 차세대 EMS 개발 과정
다. 전망 
(8) 에너지관리시스템(EMS) 시범사업 및 실증사례
가. K-MEG(Korea - Micro Energy Grid)사업
A) 실증 사례 1 : G-Valley, 삼성물산 주관
B) 실증 사례 2 : 서울대학교, KD Power 주관
C) 실증 사례 3 : 세종시 첫마을, KT 주관
D) 실증 사례 4 : 경기중소기업 종합 지원센터 GSBC, 효성과 나라컨트롤 주관
E) 실증 사례 5 : 코엑스, KT 주관
나. ICT기반 ESCO 시범사업
A) 실증 사례 1 : 오피스 건물 에너지관리(2012 ~ 2013년), LIG 엔설팅 주관
B) 실증 사례 2 : 편의점 에너지관리(2012 ~ 2013년), LG 전자 주관
C) 실증 사례 3 : 대학교 캠퍼스 에너지관리(2011 ~ 2013년) 삼성전자 주관
D) 실증 사례 4 : 조선소 압축공기 공정 에너지관리(2012년), 대우조선해양 주관
E) 실증 사례 5 : 조선소 도장 공장 에너지관리(2012년), 현대삼호중공업 주관
F) 실증 사례 6 : 섬유염색공장 에너지관리시스템 구축(2013년), 우일염직 주관
G) 실증 사례 7 : 석유화학공장 스팀에너지관리시스템 구축(2013년), 아텍에너지 주관
H) 실증 사례 8 : 자동차 부품공장 에너지관리시스템 구축(2013년), 신일이앤씨 주관
I) 실증 사례 9 : 주조 전기로 에너지 최적관리시스템 구축(2013년), 금호이엔지 주관
J) 실증 사례 10 : 대·중소기업간 에너지관리시스템 구축(2013년), 우성파워텍 주관
K) 실증 사례 11 : 대형마트 LED 조명 최적관리(2012 ~ 2013년) 
2. 지능형 운송 분야 주요동향 
1) 지능형 운송의 구성과 개요
2) 전기자동차 국내외 기술 현황
(1) 해외 전기자동차 R&D 방향
가. 전기자동차 가격 인하
나. 비용절감 및 효율성 제고를 위한 공정혁신 강화
다. 배터리 개발 경쟁의 가속화
(2) 전기자동차 고효율화를 위한 핵심부품 기술 개발 현황
(3) 주요국 기술 개발 현황
가. 미국 
A) 모델S 주요 기술
나. 유럽 
A) BMW i3 EV 주요 기술
B) Chevrolet 전기자동차 주요 기술
다. 일본
A) 일본의 닛산 리프(Leaf) 주요 기술
라. 중국
(4) 국내 기술 개발 현황
가. KIA Soul EV
나. KIA Ray EV
다. Hyundai 아이오닉 EV
3) 전기자동차 충전인프라 기술 현황
(1) 전기자동차 충전인프라 주요 기술
(2) 완성차 업체 충전기 개발 동향
가. 테슬라 - 슈퍼차저(Super-Charger)
A) 완속충전기
B) 슈퍼차저 - 급속충전기
나. 혼다 - 전기자동차용 스마트 홈시스템(HSHS) 구축
다. BMW - 급속충전기 및 폭스바겐과의 공동전기차 충전소 구축
라. 미쯔비시 - 판매점에 전기차 충전기 설치
마. 닛산 - 판매점에 전기차 충전기 설치
(3) 전기자동차 충전인프라 표준화 현황
4) 전기자동차 보급현황과 지원정책 
(1) 국내 현황
가. 보급 현황
나. 지원정책 
다. 연관 사업 현황
(2) 해외 현황
가. NEV(Neighborhood Electric Vehicle)
나. 각국의 전기차 지원정책
다. 실용화된 고성능 전기차
5) 전기자동차 충전인프라 시장 현황
(1) 세계 시장 현황
(2) 국내 시장 현황
6) 전기차 과금 시스템
(1) 전기차 충전요금
가. 전기차 충전요금 체계
나. 전기차 충전요금
A) 전기차 급속충전요금, kWh당 313.1원으로 결정
B) 환경부가 제시한 전기차 충전요금 vs 내연기관 유류비 비교
다. 전기차 충전요금 유료화에 대한 찬반논란
라. 현재 시판중인 전기차 및 휘발유, 경유차간 요금 비교 
마. 환경부의 급속충전시설 설치 계획
(2) 전기차 충전요금 과금방법
가. 전기차 충전요금 과금의 특징
나. 과금처리 방법
다. 충전기에서 결제단말기로 실시간 과금처리
라. 충전기에서 카드결제 S/W를 이용 실시간 과금처리
마. 전기요금 합산처리로 실시간 과금처리
바. 일괄 과금처리
사. 충전 사업자간 상호 호환성
아. 상용화를 위한 과금처리 시 고려사항
7) V2G 과금방법
(1) V2G(Vehicle to Grid) 과금의 특징
(2) V2G 과금 방법
(3) 과금시스템 발전방향
8) 전기차 역전송 (V2G)
(1) 개요 
(2) 국내외 V2G 관련 연구동향 및 기술수준
가. 국내동향
A) V2G(Vehicle to Grid) 인프라 구축
B) V2G(Vehicle to Grid) 실증
C) V2G(Vehicle to Grid) 기술실증
D) V2G(Vehicle to Grid) 운영실증
나. 국외동향
A) PJM 실증실험
B) Grid on Wheels
C) EDISON 프로젝트
D) 미국 국방부 V2G 실증
E) SPIDERS
(3) 국내외 V2G 산업동향 및 시장전망
가. 국내동향
나. 국외동향

제 4장 신재생에너지 계통연계 현황과 에너지저장장치(ESS) 주요동향
1. 신재생에너지 현황 및 전망
1) 세계 신재생에너지 현황 : 신규 설치 및 투자 증가
2) 세계 신재생에너지 전망 : 패러다임 전환으로 성장 지속
2. 신재생에너지 글로벌 이슈
1) 신재생에너지의 높은 성장세 유지
2) Grid parity 달성 지역의 확대
3) 신재생에너지 하이브리드 시스템 시장 확대
3. 신재생에너지 업계동향 
1) 기업들의 에너지 신산업 선점 경쟁
2) 태양광, 연료전지 및 풍력 부문에서 글로벌 진출 확대
(1) 태양광 
가. 한화 
나. LG전자
다. OCI
(2) 연료전지
가. 포스코
나. 두산 
(3) 풍력 
가. 동국S&C
나. 씨에스윈드
4. 신재생에너지 계통연계
1) 신재생에너지 계통연계와 관련한 도전과제 
(1) 통제 불가능한 가변성
(2) 부분적 예측 불가능성
(3) 지역 의존성
2) 대용량 신재생에너지 계통연계 확대방안 
(1) 신재생에너지 계통연계를 위한 기술적 솔루션
가. 계통친화적 신재생에너지 발전 
나. 재래식 발전의 유연성 개선 
다. 송전 확대 
라. 운영 개선 
마. 수요 반응 
(2) 신재생에너지의 계통연계 확대방안
가. 신재생에너지 계통연계 기준 개선
A) 현황 및 문제점
B) 개선방안 검토
나. 신재생에너지 변전소 계통연계 개선
A) 현황 및 문제점
B) 개선방안 검토
C) 검토 결과
D) 기대 효과
다. 향후 계획
(3) 해상풍력 계통연계 방안관련 기술개발 현황
가. 현황
나. 내부전력망 구성
A) 내부망 전압
B) 내부망 구성
다. 해상변전소 구성
A) 해상변전소 설치 위치
B) 해상변전소 형태 및 구성
C) 상부구조물 형태
D) 하부구조물 형태
라. 외부전력망 구성
A) 외부전력망 전압
B) 외부전력망 회선수(HVAC 경우)
마. 향후 계획
(4) 풍력발전기의 전력계통 수용한계 증대기술
가. 풍력발전단지의 자체예비력 확보
나. 풍력발전 출력예측의 정확도 개선
다. 풍력발전단지의 중앙집중제어
라. 기타 풍력발전의 전력계통 수용한계 증대기술
A) 풍력발전기의 FRT(Fault Ride Through) 기능
B) 전압 및 무효전력 제어
C) 증감발율 제어
D) 주파수 droop 특성제어
E) 풍력발전기의 계통관성응답(Inertial Response) 제어
(5) 신재생에너지원 확대보급을 위한 능동 전압제어기술 
가. 분산전원 연계점 능동 전압제어 기술
나. 배전선로 능동 전압제어 기술
다. 향후 전망 및 과제
5. 에너지저장장치(ESS) 주요동향 
1) 정의 및 범위
(1) 정의
(2) 범위
2) 주요제품
(1) 저장장치
(2) BMS(Battery Management  System)
(3) 전력변환장치(PCS)
3) ESS의 필요성과 용도
4) 산업 분석 
(1) 환경 분석 
가. 정책 
A) 촉진요인
B) 저해요인
나. 경제(Economy)
A) 촉진요인
B) 저해요인 
다. 사회(Society)
A) 촉진요인
B) 저해요인
라. 기술(Technology)
A) 촉진요인 
B) 저해요인
(2) 산업특징 및 구조
가. 산업의 특성
나. 산업 구조
5) 주요국의 에너지저장장치(ESS) 관련 법정책 분석
(1) 미국 
가. 미국의 에너지저장장치 관련 법정책 분석
나. 캘리포니아의 에너지저장시스템 관련 법제 
A) AB 2514상 에너지저장시스템의 정의 규정
B) 에너지저장시스템의 조달 계획 및 절차
C) Public Utilities Code의 Sec. 9620 개정
D) 자체발전보조금 프로그램(Self-Generation Incentive program)
(2) 영국
(3) 독일
(4) 일본
가. 기술개발 지원 정책
나. R&D관련 재정 지원 정책
다. 산업생태계 구축 및 보급지원 정책
라. 부하관리 인센티브제도
마. 가정용 에너지저장장치 대여사업 지원
(5) 한국
6) 에너지저장장치(ESS) 실증 및 기술동향
(1) ESS 용도별 실증사업 동향
가. 송배전용 ESS
A) 덴마크
B) 이탈리아
C) 미국
D) 한국
(2) 소비자용 ESS
(3) 해외 R&D 동향
(4) 국내 R&D 동향
(5) 기술별 활용분야 및 성숙도
(6) 특허동향 분석
가. 세계동향
나. 국내동향
7) 에너지저장장치(ESS) 최신연구 동향
(1) ESS를 이용한 분산전원 전기품질 향상에 관한 연구
가. 태양광발전의 도입에 따른 영향
나. 계통도입 검토사항
다. 축전지 전력저장 기술
라. 태양광-전력저장장치 기술 적용
마. 태양광-ESS 연계 출력 특성고찰
(2) 수소(Hydrogen)기반 ESS 기술개발 현황
가. 수소(Hydrogen)기반 ESS의 개요 
나. 수소(Hydrogen)기반-ESS의 특징 및 응용 분야 
다. 국내외 수소기반 ESS 관련 시장현황
라. 해외 수소기반 ESS 기술개발 동향
마. 국내 수소기반 ESS 기술개발 동향
(3) 신재생에너지의 보급확산과 에너지저장 설비 인증 기술
가. 배경 및 필요성
나. 신재생에너지 및 에너지 저장 장치 인증
(4) 차세대 에너지 저장기기 리튬이온 커패시터 기술 동향
가. 에너지 저장기술
A) 전기자동차와 에너지 저장기술
B) 리튬이온전지의 한계를 극복하는 슈퍼커패시터 기술
C) 리튬이온 커패시터
나. 차세대 에너지 기기 리튬이온커패시터
A) 새로운 에너지저장기기에 대한 니즈
B) 시장 현황 및 예측
다. 최신 기술개발동향
A) 국외 기술개발동향
B) 국내 리튬이온커패시터 연구 개발 현황
라. 미래자동차의 새로운 동향 ISG(Idle Stop & Go) 기술
8) 에너지저장장치(ESS) 시장 현황 및 전망
(1) 현황
(2) 시장전망
9) 에너지저장장치(ESS) 주요 업체동향
(1) 시장점유율
(2) 기술별 주요 플레이어
가. 나트륨황(NaS) 전지
나. 레독스 흐름전지 (Redox Flow Battery) 
A) EnSync, 미국 
B) Prudent Energy, 중국
다. 리튬이온전지 (Lithium Ion Battery)
A) A123, 미국
B) 완샹그룹, 중국
C) BYD, 중국
D) 삼성 SDI, 한국
E) LG화학, 한국 
F) 파나소식, 일본
G) 테슬라, 미국
(3) 글로벌 ESS 비즈니스 Trends
가. Hardware 기업에서 EMS와 Developer 중심으로 사업 구조가 변화
나. ESS 사업영역의 Convergence와 가정용 시장의 확대
다. 신재생시장에 활용되었던 금융 모델들이 ESS에 적용되기 시작

제 5장 스마트그리드 송·배전 기술동향 및 수요자원거래 시장현황
1. 지능형전력망(Smart Power Grid) 기술동향
1) 광역계통 감시 및 제어(WAMAC) 기술동향
(1) 위상 측정 장치(PMU) 기술
(2) Synchro-phasor 설치 위치 선정
(3) WAMAC 시스템 구성
(4) 2단계 부하차단 스킴 개발
(5) RTDS를 이용한 Smart WAMAC 시스템 성능 검증
2) 지역 간 계통연계를 위한 멀티터미널 초고압 직류송전시스템(HVDC
(1) 개요
가. HVDC 시스템
나. HVDC 시스템 분류
다. 개발 방향
A) (전류형) 기술이전을 통한 국산화 추진
B) (전압형) ICT 기술을 기반으로 자체 기술확보 추진
(2) 산업 생태계 현황
가. 핵심부품
나. 모듈
다. 변환소
라. 시스템
(3) 시장 동향 및 전망
가. 세계시장 규모 및 전망
A) 미국
B) 유럽
C) 중국
D) 인도
E) 기타
나. 국내시장 규모 및 전망
(4) 기술 현황
(5) 우리나라의 경쟁력
가. 업계 현황
나. 국산화 현황
다. 문제점
A) 현실점검
B) 시사점
(6) 정책 동향 
가. 북미(미국, 캐나다)
나. 유럽 
다. 일본
라. 중국 
마. 국내
A) 정부 동향
B) 민간 동향
C) 세계 최고 수준의 기술경쟁력 확보
D) 산업발전 생태계 조성
E) 법·제도 기반구축
3) 초전도케이블시스템 개발 현황 및 전망
(1) 초전도케이블시스템의 연구 개발
가. DAPAS 프로젝트(초전도 전력기술 개발 시작)
나. 이천 프로젝트(초전도 전력기술 실계통 실증)
A) 1단계(실계통 최초 운전)
B) 2단계(대용량·상용화 핵심기술 개발)
다. 송전급 프로젝트(초전도 전력기기 실계통 적용기술 발전)
A) 1단계(세계 최초 DC 80kV 초전도 케이블 실계통 적용)
B) 2단계(세계 최고 AC 154kV 초전도 케이블 실계통 적용)
(2) 대용량 초전도 기술동향
가. 미래 대용량 초전도 전력계통
나. 독일 AmpaCity 프로젝트
다. 국내계통 확대적용 방안
라. 한전, 세계 최대 154kV 실증
(3) 초전도케이블시스템 사업 전망
4) 유연송전시스템(FACTS)의 특성 및 국내 기술개발 사례
(1) 유연송전시스템의 역할
(2) FACTS 설비의 종류 및 특성
가. TCSC(Thyristor-Controlled Series Capacitor)
나. STATCOM(STAtic synchronous COMpensator)
A) STATCOM 제어기 구성
B) 전압제어 모드
C) 무효전류 제어 모드
D) STATCOM의 연속 정격
다. SVC (Static Var Compensator)
A) SVC 제어기 구성
B) 자동 전압제어 모드
C) 상시 서셉턴스 제어 모드
D) SVC 연속 정격
라. UPFC (Unified Power Flow Controller)
(3) 국내 기술개발 사례
가. 강진변전소 80MVA UPFC
나. 수도권 지역의 FACTS
다. 제주 지역의 FACTS
5) 디지털 변전소 시스템의 기술 현황
(1) 디지털 변전소 구성 및 현황
가. 디지털 변전소 개요
나. 디지털 변전소 네트워크 Bus 시스템 구성
다. Station bus 및 Process bus 특징
(2) 국내외 현황
가. 국내 현황
나. 국외 현황
A) IEC 61850-5
B) IEC 62439-1 
C) IEC 62439-2
D) IEC 62439-3 
(3) Process bus 시스템 기술
가. 기술 개발의 필요성
A) 국내 154kV 적용 현황 
B) 국내 345kV 적용 현황
나. Process bus 신뢰도
A) 신뢰도 평가 기술
B) 신뢰성 및 가용성
C) 신뢰도 계산
다. Process bus 기술 개발 현황
A) 주요 기술 개발 분야
B) Process bus 실증 사례
라. Process bus 구조별 적용 방식
A) P2P Process Bus
B) LAN Type Process Bus
(4) 적용 기대 효과
가. 변전소 디지털화 구축 사례
나. Process bus 시스템 구축 패널 사례
다. 예상 기대 효과
2. 지능형 배전시스템 기술동향
1) 신재생에너지를 적용한 직류 배전 테스트베드 구축
(1) DC 배전 시스템 구성 
(2) DC배전시스템 전압원
(3) DC 배전 시스템 계측 관제 기술
(4) DC 배전 시스템 보호 기술
(5) DC 배전 시스템 부하 기술
2) 직류 배전 기술개발 현황 및 계획
(1) 직류 배전 현황 및 전망
가. 직류 배전 기술개발 추진 경위 
나. 직류 배전 해외 기술개발 현황  1
다. 직류 배전 핵심 기술
라. 직류 배전 시장 전망
(2) 한전의 직류 배전 추진 방향
가. 직류 배전 실 선로 최초 적용을 위한 시범선로 구축
나. DC 독립섬 실증사업
다. 특고압 직류(MVDC) 기술개발
3) 분산형 전원 배전계통 연계기간 확대 추진현황
(1) 현황
가. 분산형전원 배전계통 연계현황 
나. 분산형전원 연계기술기준 개정
다. 분산형전원 능동전압 제어장치 개발(DG-AVM)
(2) 전망
4) 지능형 ADR 기술동향
(1) 수요반응자동화(ADR) 기술
가. 정의
나. 기술개발 배경
(2) 해외 수요반응자동화 기술개발
(3) 국내 기술개발 현황
가. 지능형 DR 운영 현황
나. 전력 수요관리 핵심기술(한국전기연구원)
다. 향후 전망
3. 지능형전력서비스(Smart Electricity Service) 현황과 기술동향
1) 가상발전소(VPP) 기술 현황 및 전망
(1) VPP의 기술적 특성
(2) VPP 운영 현황
(3) VPP 도입을 위한 단계별 추진 전략
(4) 전망
2) 수요자원 거래시장의 국내외 현황
(1) 수요자원 거래시장 개요
가. 개념
나. 등장배경
다. 기대효과
(2) 주요국 수요자원 시장 현황
가. 수요자원 시장
나. 미국
A) PJM 
B) ISO-NE
C) ERCOT
다. 캐나다
라. 유럽
A) 영국
B) 프랑스
C) 벨기에
마. 싱가폴
바. 일본
사. 한국
A) 추진경위
B) 기존 수요관리 대비 차이점
C) 운영방법
D) 참여 대상
E) 등록 요건
F) 운영 성과
G) 중·장기 발전방안
(3) 국가별 수요반응 운영현황
가. 미국
나. EU
다. 아시아
A) 일본
B) 대만
C) 싱가폴
D) 태국
E) 베트남
(4) 자동차 업체의 수요자원 거래시장 참여 동향
가. 해외 유명 자동차업체의 수요자원 거래시장 참여 확산
나. 전력회사와 자동차업체 간 수요자원거래 관련 파트너십 사례
A) BMW i ChargeForward pilot project ('15.1)
B) 유럽시장에 V2G 모델 도입 (‘15.3)
C) 주택용 배터리 저장장치 시장 진출
다. 전기차의 수요반응프로그램 참여에 대한 이해관계자 동향
3) 스마트그리드 환경에서의 빅데이터 활용 방안
(1) 빅데이터와 클라우드 컴퓨팅
가. 데이터 수집(Data Collection)
나. 데이터 조절(Data Conditioning)
다. 데이터 저장(Data Storage Operation)
라. 데이터 분석 및 통합(Data Analysis & Mash-up)
마. 데이터 스토리텔링 및 시각화(Data Storytelling & Visualization)
(2) 해외 전력 빅데이터 활용 현황
가. 에너지 절감서비스
A) Centrica사
B) OPower사
C) Vestas사
나. 설비 공장예방
다. 설비 유지보수
(3) 국내 전력 빅데이터 활용 현황 
가. 전력 빅데이터 센터
나. 전력 빅데이터활용

 

제Ⅱ편 마이크로그리드 주요동향

제 1장 국내외 마이크로그리드 주요동향
1. 마이크로그리드 개요
1) 마이크로그리드의 정의 
2) 마이크로그리드의 구성 및 분류
3) 마이크로그리드의 장단점
2. 마이크로그리드 관련 기술동향
1) 독립형 마이크로그리드의 기술동향 및 수준
(1) 마이크로그리드의 요소 기술
(2) 마이크로그리드의 기술적 성숙도
(3) 국내 독립형 마이크로그리드 기술 수준 
2) 배전급 마이크로그리드 기술개발 및 사업화
3) 저압 직류 마이크로그리드 기술동향
(1) 직류 마이크로그리드
(2) DC 마이크로그리드 기술 개요 
가. 전력 컨버터
나. 보호
다. DC 링크 구성
라. 제어
A) 레벨 0 (Inner control loop)
B) 레벨 1 (Primary control loop)
C) 레벨 2 (Secondary control loop)
D) 레벨 3 (Tertiary control loop)
(3) 연구 현황
가. 해외현황
A) Moku o Lo’e DC Microgrid
B) Bosch DC Microgrid Project
C) Chinese-Danish Cooperation Project
나. 국내현황
4) 마이크로 그리드용 공통플랫폼 서비스 개발
(1) 연구 배경 및 목적
(2) 관련 기술 동향
(3) 개발 도구의 개요
가. 개발 도구의 목적 및 구성
나. 개발 도구의 활용 시나리오
(4) 제안 도구 및 구조
가. 구성 요소별 기능모듈과 구조
나. 개발 도구 요소기술
5) 마이크로그리드 보급에 따른 전기안전 연구 동향
(1) 배경 및 필요성
(2) 마이크로그리드 관련 전기안전 연구 동향
(3) 테스트 베드 구축 통해 기술 개발 중
3. 마이크로그리드 표준화 현황
1) 해외 마이크로그리드 표준화 현황
2) 국내 마이크로그리드 표준화 현황
4. 주요국 마이크로그리드 관련 정책
1) 미국 마이크로그리드 관련 정책 현황
(1) 하와이 주의 정책 지원 현황
(2) 캘리포니아 주의 정책 지원 현황
2) 호주의 에너지 정책
(1) ARENA의 I-RAR 프로그램
(2) ARENA의 CARRE 프로그램
3) 중국 마이크로그리드 관련 정책 
4) 인도네시아 전력정책
5) 필리핀 마이크로그리드 관련 정책
6) 국내 마이크로그리드 관련 정책
(1) 에너지신산업 지정
(2) 마이크로그리드 활성화 기반 강화
가. 마이크로그리드 신산업자 시장진입 허용
A) 현황 
B) 개선방향
C) 추진 계획
나. 요금제도
A) 현황
B) 개선방향
C) 추진계획
다. 전력시장
A) 현황
B) 개선방향
C) 추진계획
라. 다양한 분야에 적용 가능한 기술 개발
A) 현황
B) 개선방향
5. 국내외 마이크로그리드 시장
1) 글로벌 시장 동향 및 전망
(1) 미국
(2) 중국
(3) 인도
(4) 브라질
(5) 러시아
(6) 남아공
(7) EU
(8) 글로벌 기업동향
가. ABB
나. GE Energy
다. 지멘스 
라. Honeywell
마. 미쯔비시전기
바. ETAP, DNV-GL
사. General Microgrid사
아. PowerTech사
자. BC Hydro사
차. Lockheed Martin사
카. NREL
2) 국내 시장동향 및 전망

제 2장 국내외 주요 마이크로그리드 구축사례
1. 해외 마이크로그리드 프로젝트 구축 현황
1) 미국
(1) 미국 내 도서지역 마이크로그리드 구축 현황
가. 캘리포니아 주 샌타 카탈리나 섬의 마이크로그리드 구축 사례
나. 하와이 주의 마이크로그리드 구축 사례 
A) 몰로카이 섬과 코코넛 섬의 마이크로그리드 구축사업
B) 마우이 섬의 JUMP Smart 사업 
(2) 캠퍼스 마이크로그리드 구축 사례 및 연구 동향 
가. 미국 캘리포니아 샌디에고 주립대 마이크로그리드
A) 캘리포니아 샌디에고 주립대 캠퍼스 마이크로그리드 에너지 포트폴리오 구성 요소 B) 캘리포니아 샌디에고 주립대 캠퍼스 마이크로그리드 최적 운영 기법
나. 미국 일리노이 대학 캠퍼스 마이크로그리드
A) 일리노이 대학 캠퍼스 마이크로그리드 구성 요소
B) 일리노이 대학 마이크로그리드 운영 기술
다. 미국 텍사스 오스틴 대학 캠퍼스 마이크로그리드
라. 뉴욕대학
2) 호주(King Island)
(1) 사례 개요
(2) 적용 기술
(3) 주요 이해관계자의 역할
3) 중국
(1) 상하이 총밍섬(上海崇明岛) 스마트 마이크로그리드 프로젝트
가. 사업 개요
나. 사업 특징
다. 건설 규모
라. 사업 효과
(2) 주하이 동아오도(珠海东澳岛) 스마트 마이크로그리드 프로젝트
가. 사업 개요
나. 사업 특징
다. 건설 규모
라. 사업 효과
4) 인도네시아
(1) 인도네시아 태양광 발전단지 구축계획 현황
(2) 인도네시아 Sumba Iconic Island 프로젝트
5) 필리핀
6) 유럽
7) 일본
2. 국내 독립형 마이크로그리드 주요 사례
1) 가사도 에너지 자립섬 
2) 울릉도 에너지 자립섬 
3) 국내 캠퍼스 마이크로그리드 구축 사례 및 연구 동향
4) 해외 진출사례 
(1) 아프리카
(2) 캐나다
(3) 인도네시아 수출전략
가. 인도네시아의 지리적 정보
나. 인도네시아의 전력현황
A) 풍부한 에너지와 부족한 전력
B) 전력생산 실적 및 전망
C) 인도네시아 정부의 전력정책
다. 인도네시아 MG 타당성 조사사업
라. 기대효과

 

통계(도표) 목차