[스마트그리드 10대 핫 이슈] 스마트그리드 시험·인증


스마트그리드의 보급 속도와 완성도를 높이기 위해서는 상호운용성의 확보가 필수적인데 이는 표준 적합성을 포함한 상호운용성 시험 및 인증을 통해서 달성할 수 있다. 국내에서의 상호운용성 시험에 대한 제3자 인증은 그 수요가 한정되어 있어 사업화에는 한계가 있을 것으로 보이며 해외 시장까지 대상으로 포함해야 자생력이 있을 것으로 판단된다.

상호운용성(Interoperability) 평가에 있어 표준 적합성(Conformity)은 기본 요구사항이며 추가로 다양한 사용 사례(Use Case)의 적용을 통해 완성할 수 있는데, 이는 표준 내 상호운용성 또는 어플리케이션 간 상호운용성, 도메인 간 상호운용성, 전력계통 간 상호 유틸리티 운용성 등으로 구분할 수 있다. 미국의 NIST는 금년 9월 SGTCC를 통해 ‘Priority Testing and Certification Needs for Smart Grid Interoperability’를 발표했는데 시험인증 대상 표준에 우선순위를 매겨 발표함으로써 확산 속도에 맞추어 개발될 수 있도록 했다.
스마트그리드(이하 SG) 시험·인증의 목표는 SG를 구축함에 있어 시행착오를 줄이고 짧은 시간 내에 완성도를 높이는 것이다. SG는 각 도메인(예 ; 스마트 소비자, 스마트 운송, 스마트 파워그리드 등) 단위로 구현되는 유틸리티별 엔지니어링 기술이 필요하며 이를 완성시키기 위해 적용되는 수많은 표준이 있다. 따라서 적용된 표준에 대한 적합성(Conformity) 시험이 있으며 또한 구현한 유틸리티 내에서 다양한 사용 사례(Use Case)를 통해 기기와 제품들 간에 유기적으로 충돌 없이 상호운용되는가에 대한 상호운용성(Interoperability) 시험이 있다.



‌상호운용성 시험

큰 틀에서의 상호운용성 시험에는 적합성 시험이 포함되는데, 이는 상호운용성의 유무를 평가하기 위한 기본 절차가 적합성 시험이기 때문이다. 필자가 미국의 NIST(National Institute of Standards and Technology ; 미국국립표준기술연구소)를 방문하여 표준을 만족하더라도 상호운용성을 만족하지 못하는 경우가 있는데 이에 대한 평가는 어떻게 하는가에 대하여 질문했을 때 그것은 구현 단계에서 나올 수 있다는 답변을 받았다. 상호운용성은 단계별로 이해할 수 있는데 다음과 같다.
a. 표준 내 상호운용성
IEC 61850 표준은 변전소 자동화 분야의 상호운용성 문제를 해결하고자 만든 표준인데, 이는 표준 내에 변전소 자동화를 위한 다양한 사용 사례(Use case)가 표현되어 있어 이에 대한 적합성 평가를 통해 상호운용성이 입증되기 때문이다. 물론 대상 기기인 IED가 UCAIug(Utility Communication Architecture International Users Group) : 공공 서비스(전력, 수도 등) 국제 통신 사용자 단체) 인증시험과 같은 IEC61850 적합성 시험에 통과하더라도 제조사별 또는 어플리케이션별로 완벽하게 동작하지 않는 경우가 발생된다. 이에 대한 몇 가지 주요 원인은 이미 밝혀졌지만 여기서는 주요 논점이 아니므로 다음 기회에 이야기하기로 한다. 또 다른 예로 SEP 2.0(Smart Energy Profile) 2.0 : 스마트그리드의 수요반응(DR)을 위해 댁내 통신망에 적용하는 프로파일) 적합성 평가 툴의 경우도 상호운용성을 평가할 수 있도록 해 놓았는데, 툴 내부에 다양한 사용 사례(Use case)를 포함시켜 표준에 대한 적합성 평가와는 별도로 상호운용성을 평가할 수 있도록 해 놓았다. 언급한 두 가지 경우가 표준 내 상호운용성이라 할 수 있겠다.
b. 유틸리티 또는 어플리케이션 간 상호운용성
설명하기 가장 좋은 사례가 전기자동차의 경우인데, 현재 나라별로 각종 지원 제도를 통해 전기자동차 보급 확대를 위해 노력하고 있음은 주지의 사실이다. 이 경우 전기자동차와 전기자동차 충전기 간에 제조사 및 충전 서비스 운용사별 상호운용성 문제가 발생된다. 세계 각국은 이에 대한 문제를 시험인증 제도를 통해 해결하고자 하고 있으며 유럽의 경우 EV Ready mark(프랑스 인증기관인 ASEFA가 주도하고, 유럽 내에서 통용되는 자율인증제도로, 제품(충전기) 및 설치자를 인증대상으로 운영되고 있음) 제도 운용을 통해 해결하고자 시도하고 있으며 일본은 ChaDeMo(일본의 전기자동차 및 전기자동차 충전기 표준 운용기구)의 상호운용성을 포함한 시험인증을 통해 이를 해결하고자 한다.
c. 도메인 간 상호운용성
우리나라의 경우 스마트그리드는 5개 도메인(스마트소비자, 스마트운송, 스마트신재생, 스마트파워그리드, 스마트e-서비스)으로 구분하고 있으며 각 도메인은 상호 연결되어 유기적으로 동작해야 하는데 이 경우에도 상호운용성의 문제가 발생한다. 도메인 간에 충돌이 일어난다면 이는 표준이나 유틸리티 내 상호운용성 문제와는 비교될 수 없는 큰 문제가 되는데 이는 한쪽이 서비스를 접는 상황이 올 수도 있기 때문이다.
이러한 고민으로부터 출발한 것이 바로 공통정보모델(CIM)인데 이에 대한 표준으로는 IEC61968, IEC61970 등이 있다. IEC61850 표준이 변전소를 대상으로 하는 하위 레벨 표준이라면 CIM 계열 표준은 상위 레벨 표준이라 할 수 있다. 아직 CIM 계열 표준에 대한 적합성 시험 방안은 나오지 않고 있는데, 표준이 완성되고 공표되면 어디선가 툴이 만들어지고 인증제도가 나올 것으로 예상된다.
d. 전력계통간 상호운용성
우리나라의 경우 단일 전력사(KEPCO) 체제이므로 전력계통간 상호운용성 문제는 당분간 없겠지만 미래 통일 이후의 문제를 고려한 전력계통간 상호운용성을 고려한 스마트그리드 구축이 필요할 것으로 판단된다. 하지만 이는 매우 어려운 문제이며 불가능할지도 모르겠다.


‌적합성(Conformity) 시험

SG를 구현하기 위해 다양한 표준이 필요한데 기존의 적합한 표준이 있으면 적절히 보완하여 사용하면 되지만 없는 경우 만들어야 하는데, 우리나라나 미국 등 해외나 사정은 마찬가지인 것 같다. 표준이라고 해서 모두 수월하게 적합성 평가가 이루어지는 것은 아닌데 제정 단계부터 적합성 평가가 가능하도록 만들어야 한다. 이때 필요한 것이 ‘표준제정 시험인증 지침서’이다.
미국의 NIST는 금년 9월 SGTCC를 통해 ‘Priority Testing and Certification Needs for Smart Grid Interoperability’를 발표했는데, SG 시스템과 기기들 간의 상호운용성을 지원하기 위해 요구되는 필요 시험들을 우선순위별로 개발하기 위함이다.
SGTCC(SGIP Testing and Certification Committee : SGIP(Smart Grid Interoperability Panel) 시험인증위원회)는 과제 참여자를 통해 받은 다양한 정보를 분석하고 시험 니즈 10대 과제와 SGIP에서 권고한 갭 문제를 발전시키기 위하여 워킹그룹을 구성했는데, 이러한 시험 니즈에 초점을 맞춘 새로운 PAP를 도출하고자 함이다.
스마트그리드의 보급 속도와 완성도를 높이기 위해서는 상호운용성의 확보가 필수적인데 이는 표준 적합성을 포함한 상호운용성 시험 및 인증을 통해서 달성할 수 있다.
현재 우리나라는 제주도에 구축한 실증단지(Test Bed)의 결과를 전국적으로 확산하고자하는데 실증단지에 구축한 다양한 사용사례(Use Case)의 표준화와 이에 대한 적합성 평가 도구(Tool)개발이 상호운용성 평가 인프라 구축의 핵심이라 하겠다.
상호운용성 평가 도구는 자체(in-house) 시험용 및 제3자 인증용 모두 사용 가능할 것이다. 그러나 국내에서의 상호운용성 시험에 대한 제3자 인증은 그 수요가 한정되어 있어 사업화에는 한계가 있을 것으로 보이며 해외 시장까지 대상으로 포함해야 자생력이 있을 것으로 판단된다.