오차 0.2%급 초정밀 전자식 전력량계 국산화 개발
- KERI, 중소기업지원과제 통해 전량 수입해오던 스마트그리드 핵심기기 국내 최초개발 성공
- 피에스텍 기술이전 통해 수입대체 및 수출기회 창출
- 전력산정 오차 0.2%로 최소화...지능형 전력망 조기정착에도 기여
KERI 김종수 박사
KERI 김종수 박사
전자식 전력량계는 기존의 정확한 전력량 계측 기능 외에 다양한 부가 기능과 기술이 복합된 기기로 특히 0.2급은 전력요금 산정의 오차를 0.2%내로 줄일 수 있는 초정밀 계기이다. 전력량계는 현재 0.2%급 외에도 0.5%급(광업, 제조업 등 산업용), 1%급(공공, 학교, 박물관 등 일반용 및 교육용), 2%급(일반 주택용) 등이 사용되고 있으며, 오차가 적을수록 정교한 전력요금 산정과 비용절감이 가능해 진다. 예를 들어, 2009년 기준 한국전력의 연간 전력판매금액은 약 32조원에 달하는데, 2%급으로 전력요금을 산정할 경우 전체 누적 오차요금이 약 6,595억원에 이르는 반면 0.2%급을 사용할 경우 659억원으로 오차를 1/10 수준으로 대폭 낮출 수 있다.
지금까지 0.5급 이상의 전자식 전력량계는 국산화를 이뤘지만 발전소나 전력거래소 등 전력생산과 거래에서 핵심적인 역할을 담당하는 기관에서 주로 사용하는 고압용 0.2급 전자식 전력량계는 생산이 되지 않아 전량 수입에 의존해야만 했었다. 일부 관련 대기업과 중소기업을 통해 0.5급 및 1.0급의 정밀 전자식 전력량계가 생산되고 있으며, 전력품질 관련 기능을 일부 포함하고 있을 뿐이다. 반면 미국 ABB와 독일 지멘스 등이 고압용 0.2급 초정밀 전자식 전력량계에 전력품질 검지 기능 등 다양한 기능을 부가한 제품을 생산하여 전세계를 대상으로 판매하고 있는 실정이다.
한국전기연구원(이하 ‘KERI’)는 이번 0.2급 초정밀 전자식 전력량계 개발에 성공함으로써 중소기업으로의 기술이전 및 사업화를 통해 핵심 전력기기의 수입 대체 및 수출기회 창출에 일조할 것으로 기대하고 있다.
아울러 이번 0.2급 전자식 전력량계 개발은 현재 전력산업의 새로운 패러다임이 되고 있는 스마트그리드의 연구와 구현에도 기여할 전망이다. 스마트그리드는 기존의 전력시스템에 정보통신기술을 접목하여 전력망을 실시간으로 관찰, 통제하면서 공급자와 수요자간의 양방향 통신을 통해 전력망의 운영 효율을 최적화하는 미래형 전력시스템이다. 초정밀 디지털 전력량계의 주 수요처인 한국전력 등은 전력량계를 통해 원격으로 전력 사용량은 물론 전력량계가 위치한 지점의 상태를 감시하고 있으며, 필요에 따라 전력량계의 내부 설정치를 수정하여 다양한 정보를 수집, 관리할 수 있다.
연구책임자인 KERI 김종수 박사는 “스마트그리드 구현을 위해서는 다양한 IT기술과 기기가 요구되며, 그 중 대표적인 것이 바로 전력요금 정보를 실시간 모니터링 할 수 있는 초정밀급 전자식 전력량계”라고 강조하고 “이번 개발은 해당 기기의 수입 대체 및 수출기회 창출뿐만 아니라 스마트그리드 조기정착에도 기여하게 될 것”이라고 말했다.
관련 기술을 이전을 받은 피에스텍(주)은 이번에 개발한 전자식 전력량계가 국가공인시험기관의 형식승인을 통과함으로써 앞으로 한국전력공사, 전기사업자, 발전사업자 등 주 수요처에서 필요로 하는 애플리케이션을 적용하여 판매공급에 나선다는 계획이다.
▲전자식 전력량계(스마트미터) : 시간대별 사용량을 측정하여 그 정보를 송신할 수 있는 기능을 갖추어, 시간대별 요금을 알 수 있는 전자식 전력량계를 말한다. 기존 전력 미터기와 모양은 비슷하지만 LCD 디스플레이를 이용하며, 전력 사용량 실시간 체크와 전력공급자와 사용자 간 양방향 통신 등이 가능하여 전력 공급자와 사용자가 검침비용 및 에너지 절약 등의 효과를 거둘 수 있다.
▲초정밀 전자식 전력량계와 스마트그리드 : 초정밀 전자식 전력량계는 최대수요전력, 시간대별 전력량 등 전력량을 측정하는 고유 기능 외에 전압변동, 주파수, 고조파 등 전력품질 검지기능과 온습도, 수도사용량 검침, 가스 사용량 등 기타 검지기능과 원격검침 기능 등 다양한 기능을 포함하고 있다. 때문에 계량 정밀도 확보, 전력품질 관리, 실시간 요금 부과, 임계 최대 수요 요금 관리 및 국제표준 통신 규격 적용에 의한 다양한 통신 네트워크 구성 등 관리용 계기로 사용되고 있으며, 향후 스마트그리드의 적용에 필수적인 역할을 하게 될 전망이다.
가령, 지경부는 올해초 상반기내 2만여 가정에 IHD(In Home Display)를 보급하겠다고 발표한 바 있다. IHD는 가정 내에서 에너지 사용 현황을 확인하게 해주는 스마트그리드의 핵심 장치로 IHD가 설치되면 집에서도 한 달 예상 전기요금과 전기 사용 현황·탄소배출량 등을 한눈에 볼 수 있게 된다. IHD에 이러한 전력정보를 게시하기 위해서는 우선 각 가정에 ‘전자식 전력량계’가 설치되어야 한다.즉, 전자식 전력량계는 IHD 및 스마트그리드 구축의 충분조건이라 할 수 있다.
한국전기연구원 개요
한국전기연구원(KERI)은 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연연구기관이다. 1976년 국가공인시험기관으로서 첫 출발한 이후 2017년 기관평가에서 우수 등급을 획득하는 등 최고 수준의 전기전문연구기관이자 과학기술계 대표 정부출연연구기관으로 성장했다. 현재 경남 창원에 소재한 본원 외에 2개의 분원(안산, 의왕)이 있으며, 전체 직원수는 620여명에 달한다. KERI는 실현 가능하면서도 대규모 파급효과가 기대되는 연구과제를 집중 선정하여 국가사회에 기여하는 대형 성과창출을 위해 연구개발에 매진하고 있다. 주요 업무분야는 차세대전력망 및 신재생에너지, 초고압직류송전(HVDC), 전기추진 및 산업응용 기술, 나노신소재 및 배터리, 전기기술 기반 융합형 의료기기, 중전기기 시험인증 등이 있다.
웹사이트: http://www.keri.re.kr
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