T T A R e p o r t - tta.or.kr 용어 정의 및 약어 3G 3rd Generation mobile network AMI Advance Metering Infrastructure ANSI ... AV Audio and Video BAN Building Area Network

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정보통신기술보고서

TTAR-04.0001 제정일: 2012년 11월 21일

정보통신기술(ICT) 관점에서의

스마트 그리드 참조 모델

Smart Grid Overview: Information and

Communications Technology Perspective


TTAR-04.0001 제정일: 2012년 11월 21일

정보통신기술(ICT) 관점에서의

스마트 그리드 참조 모델(기술보고서)

Smart Grid Overview: Information and

Communications Technology Perspective

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서 문

1. 기술보고서의 목적

본 기술보고서는 정보 통신 기술(ICT) 기반의 스마트 그리드 구축을 위한 스마트 그리

드에 대한 개념 소개와 서비스∙애플리케이션, 통신, 물리적 장치로 이루어진 스마트 그

리드의 각 영역들에 대한 소개와 정보 통신 기술(ICT) 관점에서의 스마트 그리드를 추진

하기 위한 각 도메인별 역할 및 스마트 그리드 참조 모델과 요구 사항을 정의한다.

2. 주요 내용 요약

주요 내용으로는 스마트 그리드 구축을 위한 각 표준화 단체의 표준화 활동 현황 및 I

P 기반의 네트워크 기술 기반의 스마트 그리드 아키텍처 구성에 대한 소개와 각 영역의

특징과 구성 요소에 대하여 정의한다.

3. 기술보고서 적용 산업 분야 및 산업에 미치는 영향

본 기술보고서는 정보 통신 기술(ICT) 기반의 스마트 그리드 관련 표준 제정이 권고되

고 있으므로, 관련 기술의 국제 표준 및 기술적 우위를 선점하는 데 참조 사항이 될 수

있으며, 관련 시장을 새롭게 개척할 것으로 기대 된다.

4. 참조 표준(권고)

4.1. 국외 표준(권고)

- ITU-T, Smart-O-34Rev.3, ‘Smart Grid Overview’, 2011.

4.2. 국내 표준

- 해당 사항 없음

5. 참조 표준(권고)과의 비교

5.1. 참조 표준(권고)과의 관련성

‘ITU-T Smart-O-34 Rev.3’ 표준과 동일함


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5.2. 참조한 표준(권고)과 본 기술보고서의 비교표

준용 표준과 동일함

6. 지적 재산권 관련 사항

본 기술보고서의 '지적 재산권 확약서’ 제출 현황은 TTA 웹사이트에서 확인할 수 있다.

※본 기술보고서를 이용하는 자는 이용함에 있어 지적 재산권이 포함되어 있을 수

있으므로, 확인 후 이용한다.

※본 기술보고서와 관련하여 접수된 확약서 이외에도 지적 재산권이 존재할 수 있다.

7. 시험 인증 관련 사항

7.1. 시험 인증 대상 여부


7.2. 시험 표준 제정 여부


8. 기술보고서의 이력 정보

8. 기술보고서의 이력

판수 제정·개정일 제정∙개정 내역

제 1 판 2012.xx.xx 제정

TTAx.xx-xx.xxxx

8.2. 주요 개정 사항



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목 차

1. 개 요 ···················································································· 1

2. 표준의 구성 및 범위 ································································· 1

3. 용어 정의 및 약어 ···································································· 1

4. 스마트 그리드 개요 ································································· 4

5. 스마트 그리드 특징 ······························································· 15

6. 스마트 그리드를 위한 정보 통신 기술(ICT)의 역할 및 핵심 영역들 ······· 23

7. 정보 통신 기술(ICT) 관점에서의 스마트 그리드를 위한 구조 개요 ········ 27

8. 스마트 그리드 요구 사항 ························································· 31

9. FG-smart와 ITU-T의 관련 SG 간 대응되는 활동들 ·························· 35

부록 I. 기타 스마트 그리드 정의 ···················································· 38

부록 II. ITU-T SG 스마트 그리드 표준화 활동 ··································· 42


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정보통신기술(ICT) 관점에서의 스마트 그리드 참조 모델(기술보고서)

(Smart Grid Overview : Information and Communications

Technology Perspective)

1. 개요

스마트 그리드 개념과 국제 표준화 단체 활동 소개 및 스마트 그리드의 각 영역별 요

구 사항을 정의한다.

2. 기술보고서의 구성 및 범위

본 기술보고서는 스마트 그리드 도입에 따른 정보 통신 기술(ICT) 관점의 스마트 그리

드 참조 모델을 소개함으로써, 향후 관련 도메인별 기능 요구 사항과 참조 모델 표준을

개발하는 데 도움을 준다.

본 기술보고서는 스마트 그리드 개요 및 특징, 스마트 그리드를 위한 정보 통신 기술

(ICT)의 역할 및 핵심 영역 소개, 정보 통신 기술(ICT) 관점에서의 스마트 그리드를 위

한 구조 개요, 스마트 그리드 요구 사항, FG-smart와 ITU-T의 관련 SG 간 대응되는

활동들을 다룬다.

3. 용어 정의 및 약어

3G 3rd Generation mobile network

AMI Advance Metering Infrastructure

ANSI American National Standards Institute

ANTS Access Network Transport Standard

API Application Program Interface

ATIS Alliance for Telecommunication Industry Solutions

AV Audio and Video

BAN Building Area Network

CCSA China Communications Standards Association


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CEN European Committee for Standardization(Committee European de

Normalization)

CENELEC European Committee for Electrotechnical Standardization(Comité Européen

de Normalisation Electrotechnique)

CIM Common Information Model

DER Distributed Energy Resources

DMS Distribution Management System

DNO Distribution Network Operator

DSL Digital Subscriber Line

DSO Distribution System Operator

EMS Energy Management System

ERM Enterprise Risk Management

ESI Energy Services Interfaces

ETSI European Telecommunications Standards Institute

EU European Union

FACTS Flexible Alternating Current Transmission Systems

FG-Smart Focus Group on Smart Grid

GPRS General Packet Radio Service

HAN Home Area Network

HVDC High-Voltage, Direct Current

ICT Information and Communication Technology

IEC International Electro technical Commission

IED Intelligent Electronic Device

IMT International Mobile Telecommunications

IoT Internet of Things

ISO International Organization for Standardization

IT Information Technology

ITS Intelligent Transportation System

ITU-R International Telecommunication Union – Radio communication Sector

ITU-T International Telecommunication Union – Telecommunication

Standardization Sector


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JTC Joint Technical Committee

LAN Local Area Network

LTE Long Term Evolution

M2M Machine to Machine Communication

MAC Medium Access Control

MAN Metro Area Network

MDMS Meter Data Management System

MOC Machine Oriented Communication

NETL National Energy Technology Laboratory

NGN Next Generation Network

NIST National Institute of Standards and Technology

OAM Operations, Administration, and Maintenance

OTN Optical Transport Network

PEV Plug-in Electric Vehicles

PLT Power Line Telecommunication

PON Passive Optical Network

Q Question

QoS Quality of Service

RPR Relay Protection Re-coordination

RSVP Resource Reservation Protocol

RTO Regional Transmission Organizations

RTU Remote Terminal Unit

SCADA Supervisory Control and Data Acquisition

SCL Substation Configuration Language

SDH Synchronous Digital Hierarchy

SG Study Group

SLA Service Level Agreement

SMB Standard Management Board

STP Signaling Transfer Point

SWG Special Working Group


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TA Technical Area

TC Technical Committee

TIA Telecommunications Industry Association

TISPAN Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for

Advanced Networking

TR Technical Report

UNI User-to-Network Interface

URL Uniform Resource Locator

VLAN Virtual Local Area Network

WAN Wide Area Network

WP Working Party

VPN Virtual Private Network

VRRP Virtual Router Redundancy Protocol

WASN Wide Area Sensor and/or Actuator Network

WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access

WSN Wireless Sensor Network

4. 스마트 그리드 개요

4.1. 스마트 그리드의 개념

여러 가지 스마트 그리드 관련 연구 개발 활동이 진행 중에 있지만 ‘스마트 그리드’에

대한 글로벌 정의는 아직 없는 상태이다. 그렇지만 스마트 그리드는 매우 진보된 센싱

및 측정 기술, ICT 기술, 분석 및 의사 결정 기술, 에너지 및 전력 기술과 결합된 자동

제어 기술 및 전력 그리드 인프라와 결집된 새로운 전력 망으로 널리 인식되고 있다. 다

음은 ‘스마트’와 관련된 중요한 측면을 설명한다.

� 관찰력(observability) : 전기 그리드의 상태가 진보된 센싱 및 측정 기술을 이용

하여 정확하고 시기 적절하게 관찰 가능하도록 해 준다.

� 제어력(controllability) : 전기 그리드의 상태를 관찰함으로써 파워 시스템의 효율

적인 제어가 가능하도록 해 준다.

� 시기 적절한 분석과 의사 결정 : 지능적인 의사 결정 처리의 개선이 가능하도록

해 준다.

� 자기 적응(self-adapting)과 자동 복구(self-healing) : 자기 진단 및 장애 로케이

션에 의하여 파워 교란 및 정전을 방지해 준다.


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� 재생 가능 에너지 집적화(Renewable energy integration) : 마이크로 그리드로부

터 전기 뿐만 아니라 태양, 바람 등과 같은 재생 가능한 에너지를 통합하고, 전

기 자동차, 스마트 홈 등을 위하여 효율적이고 안전한 에너지 전달 서비스를 지

원할 수 있도록 해 준다.

스마트 그리드의 응용 및 서비스에 대한 설명은 본 기술보고서의 5.1 절과 6.3 절에

서 논의된다.

4.2. 스마트 그리드의 목표 및 목적

전기의 효율적이고 안전한 송전 및 배전은 중요한 에너지 자원을 가진 사회 및 경제

를 제공하기 위해 필요로 되는 가장 근본적인 요구 사항 중의 하나이다.

오늘날 산업화 국가에서의 유틸리티는 변화와 동요의 주기에 있다. 한편으로는, 파

워 그리드의 많은 부분이 1960 년대에 대부분의 장비들이 설치되어서 수명이 다 되어

가고 있다. 또한 좀 더 경쟁적이고 낮은 에너지 가격, 좀 더 에너지 효율 및 태양, 바

람, 생물 자원, 물을 이용한 재생 에너지 사용의 증가에 대한 강력한 정치적 및 규제

적 압력이 존재한다.

개발도상국가들이 상당히 빠르게 부하 수요가 증가된 반면에 산업화 국가들은 지난

10 년 간 부하 수요는 점차 감소하거나 거의 변화가 없는 상태가 지속되었다. 장비의

노후화, 분산 생산 및 부하 증가는 피크 부하 조건 동안 장비의 과도한 사용으로 인한

문제를 야기할 수 있다. 만약 전력 계통의 업그레이드를 최소한으로 줄여야 한다면,

전력 시스템 운용을 위한 새로운 방법을 찾을 필요가 있다. 많은 나라에서, 유틸리티

들이 전기 에너지의 송전 및 배전 비용을 줄이도록 많은 규제가 이루어지고 있다. 따

라서, 보다 지속적이고, 안전하여, 경쟁적으로 전력 시스템을 운용하기 위한 새로운 방

법(주로 현대적인 정보 통신 기술을 기반)이 요구된다.

스마트 그리드의 일반적인 목표는 비용과 에너지 효율적이고 안전을 위하여 투명하

고, 지속적이며, 환경 친화적인 시스템 운용을 가능하도록 하는 것이다.

스마트 그리드를 개발하는 목적은 국가별로 다양한 요구와 출발점들이 있어 나라별

로 상당히 다르다. 그러나 스마트 그리드의 공동된 목적은 명백하며, 다음과 같이 정

리할 수 있다.

� 견고성 : 스마트 그리드는 광범위한 정전 사고를 피하기 위하여, 끊임 없고 안정

된 전기 흐름을 제공하기 위하여 전력 공급 중단으로부터 회복이 가능해야 한다.

이것은 자연 재해, 극단적인 날씨와 인공 파손과 같은 긴급 상황에서 전기 그리

드의 평상시와 동일한 안전한 운영을 보장하고 자동 복구(self-healing) 능력을

제공할 수 있어야 한다.

� 안전한 운용 : 스마트 그리드는 전기 그리드의 통신 네트워크 및 정보 보호 기능

을 확장시켜야 한다.

� 호환성 : 스마트 그리드는 태양광, 풍력을 이용한 신재생 에너지의 직접화를 지

원해야 한다. 이는 분산 생산 접근 및 마이크로 그리드의 능력을 가지고, 수요반


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응(demand response) 기능을 개선하며, 효율적인 양방향 통신이 가능하게 하며,

소비자의 다양한 형태의 전기 수요를 만족시킬 수 있게 한다.

� 경제적인 에너지 사용 : 스마트 그리드는 더욱 효과적인 전기 시장과 전기 거래

능력을 가지고, 자원의 최적화된 구성을 가능하게 하며, 전기 그리드의 효율을

개선하며 전력 계통의 낭비를 감소시켜야 한다.

� 통합 시스템 : 스마트 그리드가 전기 그리드의 정보와 데이터를 상당히 통합하고

공유할 수 있어야 하며, 표준화되고 세분화된 관리를 제공하기 위하여 동일 플

랫폼 및 모델을 이용할 수 있도록 해야 한다.

� 최적화 : 스마트 그리드는 자산들을 최적화하고, 비용을 절감하며, 능률적으로

운용되어야 한다.

� 녹색 에너지 : 스마트 그리드는 에너지를 보호, 에너지 절감, 이산화탄소 배출

등의 문제들을 해결해야 한다.

스마트 그리드의 유틸리티는 다음과 같은 새로운 이슈가 있다.

� 높은 파워 시스템 로딩

� 생성 및 부하 간의 거리 증대

� 신재생 에너지의 변동성

� 신규 부하(하이브리드∙전기 자동차)

� 분산 에너지 자원의 사용 증대

� 비용에 압력

� 유틸리티 가격 분할

� 에너지 상거래 증대

� 소비자에 대한 투명한 소비와 가격

� 중대한 규제에 대한 압력

스마트 그리드 솔루션의 핵심 시장 추진 요인으로 다음이 고려된다.

� 에너지의 좀 더 효율적 사용을 위한 요구

� 신재생 에너지 자원의 사용 증가

� 지속성(sustainability)

� 경쟁적인 에너지 가격

� 공급(supply) 보안

� 숙성된 인프라와 노동력

지금까지 언급된 스마트 그리드 관련된 이슈 및 시장 추진 요인의 우선 순위는 상황

에 따라 달라진다.


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4.3. ITU-T 외의 스마트 그리드 관련 다른 SDO들과의 관계

4.3.1. IEC(International Electrotechnical Commission)

4.3.1.1. SMB / 스마트 그리드 전략 그룹 3

SMB / 스마트 그리드 전략 그룹 3(Smart Grid Strategic Group 3)에는 다음과 같

은 작업반이 있다.

� 로드맵 작업반

� 활용사례 작업반

� 일반 참조 구조 작업반

전략 그룹 3은 현재 IEC 스마트 그리드 프레임워크에 대한 업무와 ‘One Stop Sho

p’의 역할을 담당하고 있다.

4.3.1.2. TC 57

� WG 13 : 에너지 관리 시스템(EMS) – 응용 프로그램 인터페이스(API)(Project N

umber: IEC 61970)

� WG 17 : 분산 에너지 자원(DER)을 위한 통신 시스템(Project Number: IEC 618

50-7-420, IEC 61850-90-7 TR)

� WG 19 : CIM과 SCL 통합을 위한 장기간 표준에 TC57 내의 상호 운용성

참고 1) 공통 정보 모델(CIM)는 IEC에 의해 공식적으로 채택된 전기 파워 기업체에

의해 개발된 표준이다. 본 기술보고서는 응용 소프트웨어가 전력 망의 환경 및 상태에

관련된 정보를 교환할 수 있도록 해 주는 것을 목표로 한다.

참고 2) 변전소 구성 언어(SCL)는 변전소 장치들을 위해 IEC에서 정의한 언어 및 표

시 포맷이다.

4.3.1.3. TC 100

TC 100/TA 12는 ‘AV 및 멀티미디어 장비를 위한 스마트 그리드 및 에너지 관련 이

슈’로 제목을 바꾸고, 여기에 맞게 새로운 범주를 정하여 관련 표준화 작업을 진행하

고 있다.


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4.3.2. ISO/IEC JTC 1

4.3.2.1. Special Working Group on Smart Grid(SWG-Smart)

� 참여 회원국 : 캐나다, 프랑스, 독일, 일본, 한국, 네덜란드, 싱가포르, 영국, 미

국

� 리에종(liaisons)

- IEC SMB Strategic Group 3 – 스마트 그리드

- ISO/TC 215/WG 7 – 의료 정보 디바이스

- CEN/CENELEC/ETSI Joint Working Group on Smart Grid

- CEN/CENELEC/ETSI Joint Working Group on Smart Meters

- ITU-T 포커스 그룹 스마트 그리드(FG-Smart)

- U.S. NIST 스마트 그리드 상호 운용성 패널(Smart Grid Interoperability Panel)

- U.S. Dept. of Energy GridWise Architecture Council(계획 중)

� 작업 계획

- JTC1의 활동과 관련된 표준화 갭을 분석

- 다른 표준화 기관, 특히 IEC SG3과 JTC1 스마트 그리드 프로그램을 위한 협

력

- JTC 1 표준 채택을 장려하기 위한 전략 개발

- JTC1 스마트 그리드 전략 계획 권고안 개발

참고) SWG는 국제 표준을 개발할 수는 없다.

4.3.2.2. Working Group on Sensor Networks(WG 7)

WG7에서 스마트 그리드 관련 ISO/NP 30101(Sensor Network and its Interface fo

r Smart Grid System) 표준이 있다. 이 표준은 다음을 명세할 것이다.

� 센서 네트워크와 다른 네트워크 간의 인터페이스

� 스마트 그리드 시스템을 지원하기 위한 센서 네트워크 구조

� 스마트 그리드 시스템을 가진 센서 네트워크 간의 인터페이스

� 스마트 그리드 시스템을 지원하기 위한 센서 기반 신규 응용 및 서비스

� 지리∙공간 정보 시스템을 포함한 대규모 이종 네트워크 시스템에서 센서∙디바이

스 상태 및 데이터∙정보 흐름의 시각화

4.3.3. ITU-R(ITU-Radio communications)

ITU-R SG5는 IMT-2000(<표 4-1> 참조) 및 IMT-Advanced(Data rates sourced fr

om Report ITU-R M.2134 <http://www.itu.int/rec/R-REP-M.2134/en> - " Require

ments related to technical performance for IMT-Advanced radio interface(s)")와


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같은 육상 무선 액세스 네트워크(radio terrestrial access networks)에 대한 표준화를

진행해 왔다. 이런 표준화 활동은 스마트 그리드 관련 기술에도 적용됨에 따라 관련

협력 등이 요구된다.

<표 4-1> IMT-2000에 관련된 ITU-R 권고안 목록

표준 번호 표준 제목

ITU-R M.687 International Mobile Telecommunications-2000(IMT-2000)

ITU-R M.816 Framework for services supported on International Mobile

Telecommunications-2000(IMT-2000)

ITU-R M.817 International Mobile Telecommunications-2000(IMT-2000). Network

architectures

ITU-R M.819 International Mobile Telecommunications-2000(IMT-2000) for developing

countries

ITU-R M.1034 Requirements for the radio interface(s) for International Mobile

Telecommunications-2000(IMT-2000)

ITU-R M.1035 Framework for the radio interface(s) and radio sub-system functionality

for International Mobile Telecommunications-2000(IMT-2000)

ITU-R M.1036

Frequency arrangements for implementation of the terrestrial component

of International Mobile Telecommunications-2000(IMT 2000) in the

bands 806-960 MHz, 1 710-2 025 MHz, 2 110-2 200 MHz and 2 500-2

690 MHz

ITU-R M.1078 Security principles for International Mobile Telecommunications-

2000(IMT-2000)

ITU-R M.1079 Performance and quality of service requirements for International Mobile

Telecommunications-2000(IMT-2000) access networks

ITU-R M.1168 Framework of International Mobile Telecommunications-2000(IMT-2000)

ITU-R SG5(WP-A)는 WASN 시스템에 대한 표준화를 시작하였다. 또한 ITU-R SG7

은 외부 플랜트 설비를 위해 무선 센서 네트워크의 사용에 대한 표준을 개발 중에 있

다.

4.3.4. 지역 표준화 기구 및 기타 표준화 기구

4.3.4.1. ETSI

ETSI는 ETSI 위원회 전략 토픽으로 스마트 그리드 관련 표준화를 현재 진행 중에

있다. 초기 표준화를 위해 상당히 많은 워크숍을 개최한 바 있으며, 유럽 및 국제적으

로 스마트 그리드 도메인에 있는 여러 액터들과 협력을 강화하고 있다.

ETSI 멤버들은 TC M2M을 포함하는 ETSI 기술 위원회에 연구 아이템 등을 기고하

고 있으며, TC PLT, ERM 및 TISPAN 등과 더 많은 협력을 진행할 예정으로 있다.


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ETSI TC M2M은 M2M 서비스 플랫폼을 이용한 다양한 응용 및 활용 사례 영향력을

분석하고 스마트 그리드에 의해 생성될 데이터를 안전하게 보호하는 초기 보안 이슈

에 집중하고 있다. TC M2M은 또한 스마트 미터링 연동에 관련된 유럽 mandate M/4

41에 ETSI의 코디네이션을 담당하고 있다. 이런 작업은 스마트 그리드와 관련된 ETSI

의 활동과 밀접하게 관련되어 있다.

EU는 최근에 전기 자동차 충전에 대한 표준화 작업을 요구했고, 이를 TC ITS, M2M

등에서 담당하고 있다. 지금까지 살펴본 바와 같이 이런 모든 활동이 스마트 그리드

와 밀접하게 관련되어 있다

4.3.4.2. ANSI(American National Standards Institute)

다음 ANSI에 소속된 표준화 기구들도 스마트 그리드 관련 활동이 진행 중에 있다.

4.3.4.2.1. TIA(Telecommunications Industry Association)

TIA에서는 다음과 같이 활동들이 진행 중이다. 엔지니어링 위원회 TR-50에서 스마

트 디바이스 통신에 대한 활동으로 스마트 디바이스와 다른 디바이스, 응용 혹은 네트

워크 간의 이벤트 및 정보의 모니터링 및 양방향 통신을 위한 액세스 –agnostic(특정

액세스 기술에 dependency가 없음) 인터페이스 표준을 담당하고 있다. 이들 표준화는

다음 분야와 관련된다.

� 요구 사항

� 부속 위원회 TR-50.1에서 개발 중인 시스템 구조

� 크로스 인더스트리(cross industry) 통신

� 현재 그리고 미래 물리적 인프라의 이점

� 정보 모델(정적 다이어그램)

� 보안(예, 데이터 콘텐츠, 상호 인증)

� 장비 및 네트워크의 종단간 성능 및 확장성

� 네트워크 관리 및 운용

� 디바이스 관리(검색 및 속성을 포함)

� 프로토콜

� 최소 성능, 적합성 및 상호 운용성 시험

TR-50은 스마트 디바이스 통신 프레임워크를 개발할 것이다. 이 기술은 서로 다른

하위 전달 네트워크(유선, 무선 등) 상에서 동작할 수 있도록 정합/통합 계층을 통해

주어진 전달 네트워크에 적용될 수 있다.

TR-50 프레임워크는 잘 정의된 API를 통해 여러 가지 수직적 응용 도메인(의료, 스

마트 그리드, 산업 자동화 등)에 적용 가능한 기능을 추가할 수 있도록 해 준다. 엔지

니어링 위원회 TR-48은 자동차를 위한 텔레메트릭스 기기와 서비스에 대한 표준 개

발을 담당하고 있다. 엔지니어링 위원회 TR-49는 의료 기기, 네트워크 인프라, 응용


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및 운영 지원과 관련된 의료 분야 ICT 응용에 대한 표준 개발을 담당하고 있다. 엔지

니어링 위원회 TR-51은 스마트 유틸리티 응용을 위한 메시 네트워크 토폴로지를 가

진 최적화된 효율적인 액세스 기술에 집중된 스마트 유틸리티 네트워크 기술에 대한

표준 개발을 담당하고 있다. 스마트 유틸리티 네트워크 표준은 유틸리티 회사가 고객

들에게 제공하는 서비스를 개선할 수 있도록 새로운 툴을 제공하는 것을 목표로 하고

있다.

4.3.4.2.2. ATIS(Alliance for Telecommunication Industry Solutions)

스마트 그리드의 구현이 국가적인 우선 과제가 됨에 따라, ATIS는 이 주제에 대한

표준화를 용이하도록 하기 위하여 두 가지 액션을 취하였다.

첫 번째, ATIS는 스마트 그리드 응용에 적용될 수 있는 3GPP 무선 기술을 포함한

현재 관련된 표준들에 대한 분석을 진행하였다. ATIS는 또한 관련된 산업체와의 협업

을 위하여 NIST를 포함한 연방 국가 기관과 긴밀한 협력을 진행하였다. 이를 통해 스

마트 그리드 상호 운용성 표준을 위한 프레임워크 및 로드맵을 NIST가 주도할 수 있

도록 협력체계를 구축하는데 주도적 역할을 하였다.

두 번째, ATIS는 스마트 그리드 응용을 용이하도록 하는데 실제로 필요한 것이 무엇

인지 결정하기 위해 관련 표준화 작업을 분석하는 일을 시작하였다. 이런 노력 중의

하나로, ATIS는 새로운 표준화 노력을 위한 필요성을 조사하기 위하여 스마트 그리드

를 포함한 핵심 사물 통신 응용 간에 상호 연관성을 분석하기 위하여 TOPS(Technolo

gy and OPerations Council)의 핵심 멤버 중의 하나로 초기부터 핵심 역할을 담당하

였다.

4.3.4.3. CCSA(China Communications Standards Association)

CCSA는 연구 기관, 산업체 등에 의해 제안된 기술 설루션이나 사업자에 의해 수행

된 유비쿼터스 네트워크 관련 비즈니스 등에 기반하여 여러 프로젝트 그룹을 만들고,

관련 기술 표준화를 수행할 수 있도록 하기 위해 2010 년 유비쿼터스 기술 위원회(TC

10)를 설립하였다. 이 위원회는 다음과 같이 4 개의 워킹 그룹이 있다.

� WG1 : 일반 워킹 그룹

� WG2 : 응용 워킹 그룹

� WG3 : 네트워크 워킹 그룹

� WG4 : 인식 확장 워킹 그룹

스마트 그리드 측면에서 ‘사물 인터넷(Internet of Things, IoT) 응용 관련 스마트 그

리드의 무선 기술’이라는 새로운 연구 항목을 만들고 다음 분야에 대한 관련 연구를

시작할 예정이다.

� 스마트 그리드 활용 사례


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� 무선 기술의 특징에 대한 연구

� 스마트 그리드에서 사용된 무선 기술 응용 분야에 대한 분석

4.3.4.4. IETF

IETF에는 스마트 그리드 주제와 밀접하게 관련된 4 개의 워킹 그룹이 있다: 6LowP

AN, Roll, Core 그리고 EMAN 워킹 그룹 등이다. IETF는 또한 스마트 그리드 혹은 센

서 네트워크 일반적인 사항에 관련된 다양한 형태의 노력들이 전개되고 있다.

6LowPAN과 Roll은 대부분이 프로토콜 개발을 마무리하고 관련 기술 적용에 대한 논

의를 집중하고 있음에 따라, 많은 활동이 마무리 단계에 와 있다. Core는 대부분 사람

들이 유용할 것이라고 판단하고 있는 홈 네트워크(HAN)를 대상으로 한 HTTP/UDP 모

델에 관련된 프로토콜 개발에 역량을 집중하고 있다. 또한 EMAN은 작년 11 월 에너

지 관리 분야 표준을 새롭게 워킹 그룹 활동을 시작하였으며, 요구 사항, 프레임워크

등 핵심 표준 개발이 진행 중에 있다. EMAN은 전력 그리드 운용과 약간의 차이가 있

지만 HAN 및 지능형 미터링 인프라(AMI)에 적용 가능한 기술 표준들이다.

IETF에서 진행 중인 이들 활동은 스마트 그리드와 직접적으로 관련되지는 않지만

유사성이 많이 있다. <표 4-2>는 스마트 그리드와 관련된 IETF 표준 목록을 보여준다.

<표 4-2> 스마트 그리드 관련 IETF 표준 목록


RFC 5548 Routing Requirements for Urban Low-Power and Lossy

Networks

draft-arkko-ipv6-transition-

guidelines

Guidelines for Using IPv6 Transition Mechanisms during

IPv6 Deployment

draft-baker-ietf-core Internet Protocols for the Smart Grid

draft-c1222-transport-over-ip ANSI C12.22, IEEE 1703 and MC12.22 Transport Over IP

draft-campagna-suitee A Cryptographic Suite for Embedded Systems(SuiteE)

draft-claise-energy-

monitoring-mib

Power and Energy Monitoring MIB

draft-claise-power-

management-arch

Power Management Architecture

draft-ietf-6lowpan-usecases Design and Application Spaces for 6LoWPANs

draft-ietf-eman-energy-

aware-mib

Energy-aware Networks and Devices MIB

draft-ietf-eman-framework Energy Management Framework

draft-ietf-roll-terminology Terminology in Low power And Lossy Networks

draft-lee-iot-problem-

statement

The Internet of Things - Concept and Problem Statement

draft-mrw-nat66 IPv6-to-IPv6 Network Prefix Translation


TTAR-04.0001 13


draft-oflynn-core-

bootstrapping

Security Bootstrapping of Resource-Constrained Devices

draft-oreirdan-mody-bot-

remediation

Recommendations for the Remediation of Bots in ISP

Networks

draft-tychon-eman-

applicability-statement

Energy Management(EMAN) Applicability Statement

4.4. 스마트 그리드 개념 모델 및 참조 구조

(그림 4-1)은 스마트 그리드 상호 운용성 표준을 위한 NIST 프레임워크 및 로드맵

에서 발췌한 것이다. NIST 발표 2.0 표준은 7 개의 주요 기능 분야(도메인)로 구성되

어, 파워 소스로부터 소비자까지 송전 및 배전되는 전력의 흐름을 보여주는 개념적인

스마트 그리드 모델을 보여준다. <표 4-3>은 7가지 도메인의 간단한 설명을 담고 있

다(아래 표준 참고).

� National Institute of Standards and Technology, ‘NIST Framework and Road

map for Smart Grid Interoperability Standards, Release 2.0’, 2011. 7.

� Smart Grid Interoperability Panel, Smart Grid Architecture Committee, ‘Smart

Grid Conceptual Mode’, 2010. 4.

이 모델에서 명시적으로 보여 주지 않은 스마트 그리드를 위한 중요한 새로운 능력

은 소비자, 송전, 및 배전 도메인에서 일어날 수 있는 분산된 전력 생산이다. 만약 생

산과 관련된 시설이 소비자 도메인에 존재하면, 전기 및 통신 흐름의 새로운 경로가

필요하다. 유사하게 송전 및 배전 도메인에서 생산 능력을 위해서는 이런 분석이 요구

된다.

(그림 4-1) 스마트 그리드의 개념 모델


TTAR-04.0001 14

<표 4-3> 스마트 개념 모델에 있는 도메인과 액터

도메인 도메인에 있는 액터

소비자

(customers)

전기의 종단 사용자. 전통적으로 3가지 종류의 소비자가 있다: 거주

용 (residential), 상업용(commercial), 산업용(industrial)

마켓(markets) 전기 시장에 관여된 오퍼레이터 및 참여자

서비스제공자

(service providers)

전기 소비자와 유틸리티에 서비스를 제공하는 조직

운용(operations) 전기의 이동을 관리하는 자

대용량 발전

(bulk generation)

대량으로 전기를 생산하는 자. 후에 분배를 위해 전기를 저장하기도

함

송전(transmission) 대량 생산 전기를 장거리로 운송하는 자. 전기를 저장 혹은 생산하기

도 함

배전(distribution) 전기를 소비자까지(로부터) 분배하는 자. 전기를 저장 혹은 생산하기

도 함

(그림 4-2)는 NIST 표준으로부터 스마트 그리드 네트워크에 대한 개념적인 참조 모

델로 여러 가지 도메인 간 네트워크를 통한 상호 연결을 보여준다. 네트워킹 클라우드

의 일부는 도메인 간의 통신 기능을 강조하기 위해 개별 도메인 외부에 놓여지기도 한

다. 주요 컴포넌트에는 도메인 간의 메시지를 분배하는 백본 네트워크, 광역 네트워크

(WAN)가 있다. WAN, 유사하게 광, 케이블 혹은 DSL과 같은 액세스 네트워크와 여러

도메인 간에 로컬 트래픽을 모으고 분산하는 또 다른 네트워크 클라우드가 있다. 스

마트 그리드 환경에서, 액세스 네트워크는 스마트 미터 및 고객 댁내(customer premi

ses)의 연결을 위해서 필요하다. ‘인터넷∙e-비즈니스’는 공중망과 연결 될 수 있는 현

재 있는 인터넷을 의미하며, 보안 고려 사항 때문에 논리적으로 분리되어 있음을 보여

준다.

각 도메인 내에서는, 도메인의 요구를 만족시켜 줄 수 있는 네트워크 인프라가 있다.

스마트 그리드 측면에서 특히 중요한 것은 소비자 도메인에 있는 스마트 그리드 응용,

다양한 디바이스(가전 기기, 센서, 전기 자동차 충전기, 로컬 제너레이터 등)의 연결

을 위한 홈 네트워크(HAN)이다. 홈 네트워크는 스마트 그리드의 보안 고려 사항에 따

라서 인터넷 접속을 위하여 홈에 있는 기존 로컬 네트워크(LAN)과 동일 할 수도 있고,

그렇지 않은 경우도 있다.


TTAR-04.0001 15

(그림 4-2) 스마트 그리드에 대한 개념적 참조 모델

5. 스마트 그리드의 특징

스마트 그리드의 특징을 알아보는 방법은 3 가지 다른 분야들에서의 스마트 그리드

의 역할을 살펴보는 것이다. 3 가지 다른 분야는 (그림 5-1)에서 알 수 있듯이 스마트

그리드 서비스∙애플리케이션, 통신, 물리적 장치로 구분된다. 스마트 그리드 서비스∙애

플리케이션은 스마트 그리드에 사용되는 시스템을 말한다. 여기서 시스템은 컴퓨터와

프로그램들, 데이터베이스, 관리자뿐 아니라 활용 사례에서 설명한 것처럼 애플리케이

션을 관리하기 위한 추가적인 모든 것들을 포함한다. 통신은 서비스∙애플리케이션과

물리적 장치 간의 통신을 가능하게 해주는 정보 구조나 네트워킹을 말한다. 물리적 장

치는 스마트 그리드 서비스∙애플리케이션에 정보를 전달하거나, 장치들 제어를 위한

제어 명령을 받는 장치들, 센서들, 제어 장치들을 말한다.


TTAR-04.0001 16

(그림 5-1) 스마트 그리드의 핵심 요소들(상세 버전)

Physical

Equipment

Customer Domain: Meter, Customer Appliance, HVAC,

Production Process Device, Distributed Energy

Resource, Energy Storage, Electric Vehicle, Customer

Premise Display, H/B/IAN Gateway

Distribution Domain: Data Collector, Field Devices,

Communication

Markets:

Distributed

energy

resource

aggregation,

wholesaler &

retailer

Generation:

Bulk

generation,

control,

traditional

energy

generation,

Transmission &

Distribution:

Distributed

energy

generation

(including wind,

solar, thermal);

Customer:

Store, manage

energy usage

and generation

(EMS);

Home, building,

Operation:

Distributed

network

operation:

various SCADA,

monitoring/contr

Service

Provider:

Customer

management,

billing/ account

management,

Communication Network

(Architecture: Home//Building/Industry/Access/Neighbour

Area/ Wide Area; Measures: QoS & Security)

Information Access (Data Syntax and Semantic)

Smart Grid

Services/

Applications

Load

Control/Deman


TTAR-04.0001 17

5.1. 스마트 그리드의 핵심 요소

5.1.1. 스마트 그리드 서비스∙애플리케이션

스마트 그리드 서비스∙애플리케이션은 아래에 표기된 개념적 도메인 안의 대표적 애

플리케이션을 포함한다.

• 사용자 도메인

사용자 도메인은 가정, 건물/빌딩, 산업 시설 등 몇 개의 하위 도메인들로 구성

되어 있다. 따라서 애플리케이션은 가정, 빌딩, 산업별 발전, 저장, 관리로 구분될

수 있다.

빌딩과 가정 내의 조명, 온도 제어와 같은 기본 기능뿐 아니라, 에너지 관리 시

스템(EMS)은 가정∙빌딩 내 사용량을 보여주고, 미터 정보, 건물 관리 시스템과의

통합, 원격 제어, 분산 에너지원에 대한 모니터링과 제어를 제공하는 핵심 애플리

케이션이다. 또한 EMS는 문제 해결 및 보안 목적을 위한 감사∙로그 기능도 제공

한다.

• 운영 도메인

운영 도메인은 대용량 발전, 송전, 배전 도메인에 속한 장치들의 상태를 제어하

고 감시하는 원격 감시 제어 시스템(SCADA)을 포함하는 분산 네트워크 운영을

위한 애플리케이션으로 구성되어 있다.

WASA 관련 내용 추가 필요

또한 운영 도메인은 자산 관리나 허가된 기관에서 사용 가능한 에너지 정보를

만들기 위한 계량 데이터 관리(즉, 에너지 사용량, 에너지 발전량, 미터 로그와

미터 테스트 결과)를 포함하는 일반적인 운영을 위한 애플리케이션으로 구성되어

있다.

� 서비스 제공자

서비스 제공자 도메인은 사용자 및 계정 관리, 설치 관리와 같은 애플리케이션

으로 구성되어 있다. 사용자 관리는 사용자 문제점이나 애로 사항에 대한 해결책

을 제공하여 사용자와의 관계를 관리하는 것이다. 반대로 설치 관리는 스마트 그

리드 인프라와의 통신을 위한 댁내 장비를 설치하고, 유지 보수하는 것이다.

또한 서비스 제공자 도메인은 청구∙계정 관리, 가정 관리, 빌딩 관리 등의 애플리

케이션으로 구성되어 있다. 특히 건물 관리는 건물 에너지를 모니터링하고 제어

하며, 건물 거주자에 대한 영향을 최소화하면서 스마트 그리드 신호에 응답하는

것이다. 가정 관리는 가정 에너지를 모니터링하고 제어하며, 댁내 거주자에 대한

영향을 최소화하면서 스마트 그리드 신호에 응답하는 것이다. 청구 관리는 사용

자의 결제 정보를 관리하는 것이다. 계정 관리는 공급업체 및 고객의 비즈니스

계정을 관리하는 것이다.

� 시장

주요 애플리케이션은 분산 에너지 자원 집합, 도매 및 소매 마케팅을 포함한다.


TTAR-04.0001 18

구체적으로 소매업자는 최종 사용자에게 전력을 판매하고 고객과 시장 사이의 브

로커로서 모집자의 역할을 한다. 대부분의 소매업자들은 도매 시장에 참여할 수

전력 거래 조직에 연결되어 있다.

유동 가격제와 거래, 시장 관리와 같은 애플리케이션들이 추가적으로 있다. 시

장 거래자는 시장 참가자이며, 에너지 제공, 소비, 절감 그 외 인증된 참여자들을

모집하는 모집자를 포함한다.

� 대용량 발전

주요 애플리케이션은 대용량 발전소 제어, 측정 및 전통적 발전을 포함한다.

특히 발전소 제어는 운용 도메인이 전력 흐름을 관리하며, 시스템의 신뢰도를 보

장하도록 허용한다. 측정은 전력 흐름에 대한 가시성을 제공하고, 원격으로 필드

상의 시스템들의 상태를 체크하는 데 이용된다.

신재생 에너지 발전 및 저장이 대용량 발전 애플리케이션에 추가적으로 포함

된다.

� 송배전

송전과 배전 두 도메인의 주요 애플리케이션은 분산 에너지 발전(즉, 바람, 태

양, 열), 분산 스토리지, 변전소, 지역 배전 네트워크 모니터링 및 제어를 포함한

다. 변전소 관리 및 제어는 변환, 보호, 제어 장치들, 즉 발전(첨두 발전 요소를

포함하는)에 연결된 변전소와 분산 전원을 위한 저장 장치를 포함하고 있다.

그 외 애플리케이션들은 전기 송배전을 위한 운영을 보호하고 최적화하기 위한

제어, 측정, 기록에 사용되는 지역 네트워크 모니터링 및 제어를 포함한다.

5.1.2. 통신

통신은 다음과 같은 두 개의 하위 영역 또는 기능 그룹으로 구성되어 있다.

� 정보 접근. 정보 접근은 구문 및 애플리케이션 관련 데이터의 의미를 결정한다.

각 특정 도메인을 감안할 때, 애플리케이션∙서비스 요구 사항을 충족하는 데이터

의 형식을 정의한다.

� 통신 네트워크. 통신 네트워크는 애플리케이션∙서비스의 특정 데이터를 신뢰성

있고, 효율적이며, 안전하게 전송한다.

통신 네트워크 상에서 서비스의 품질(QoS)과 네트워크를 통한 정보의 안전한 전송

을 포함하는 애플리케이션∙서비스 요구 사항을 충족시키기 위해 네트워크 구조와 성능

측정 두 가지 요소 모두를 고려할 필요가 있다. 상세한 설명은 아래와 같다.

� 네트워크 구조를 위해서는 댁내 망, 주변 지역 네트워크, 광역 네트워크, 다른

네트워크를 사용하는 인터넷 기반 기술을 사용하는 것에 대한 각기 다른 선택들

을 고려하여야 한다.

� QoS를 위해서는 서로 다른 타입의 애플리케이션(즉, 주어진 시한까지 성공적인

작업 수행을 위해서 특정 데이터 양의 전송이 필요할 때)에 따른 차이점(즉, 단


TTAR-04.0001 19

대단 지연, 대역폭, 지터, 안전성)을 고려해야 한다. 구체적으로 SCADA 시스템

에서의 대기 시간은 첨단 계량 인프라(AMI)에서의 미터 정보 취득 및 설정과 비

교하여 매우 짧다. 2003 년 8 월 14 일 발생했던 정전은 제어 시스템 상에서의

통신 지연이 문제가 되었다. 초기 전원 장치 문제를 제외하고, 계속되는 주요 문

제점은 주어진 시간에 제대로 된 정보를 정확하게 당사자에게 제공하는 문제로

인한 것이다. 통신 링크에서 지원되는 애플리케이션의 타입과 품질에 따라 서비

스 차별화 및 우선 순위 부여가 필요하다. 위에서 언급된 많은 표준들과 통신 프

로토콜들이 차별화된 QoS 서비스를 제공하기 위한 메커니즘을 제공하고 있다.

예를 들어, 권한 제어, 큐 스케줄링 알고리즘, 자원 예약 프로토콜(RSVP) 등 IP

네트워크상에서 QoS를 제공하기 위한 많은 것들이 광범위하게 연구되고 있다.

� 또한 기밀성, 무결성 및 네트워크의 가용성이 보장되어야 한다. 기밀성은 개인

사생활과 개인 정보를 보호하기 위한 수단을 포함하면서, 정보에 대한 접근 및

공개에 대한 권한 제어를 보장해야 한다. 무결성은 정보의 무단 변경 및 삭제를

막고, 부인 방지 및 인증을 정보에 포함시키는 것이다. 각 분류는 조직의 운영,

조직의 자산 또는 개인에 연관된 정보를 파괴함으로써 나타나는 부정적 영향의

정도를 나타낸다. 무결성의 손실은 정보의 무단 변경 또는 데이터의 삭제이다.

가용성은 시의 적절한 정보 접근 및 정보 이용을 보장한다. 각 분류들은 조직의

운영, 조직의 자산 또는 개인에 연관된 정보 혹은 정보 시스템에 대한 접근 방해

및 이용 불가로 인해 발생하는 부정적 영향의 정도를 나타낸다.

� 전력 그리드 정보 보안 및 보호 요구 사항은 사업을 위한 기업 정보(IT) 네트워

크 뿐만 아니라 에너지 송전 및 배전의 운영을 위한 제어 네트워크(즉, SCADA),

컴퓨터 네트워크(즉, 계량 정보 전송)의 관점에서 요구 사항이 있다. 모든 네트

워크가 악의적인 공격 방지 또는 실수로 인한 오류에 대한 정보 보호 서비스를

필요로 함에도 불구하고, 특정 공격 및 오류의 특성과 조직의 정책뿐 아니라 성

능 요구 사항의 차이점은 그들로 하여금 이러한 영역에서 다른 보안 방안을 요

구한다. 따라서 우리가 체계적으로 스마트 그리드의 취약점을 분석하고, 스마트

그리드의 다른 약점을 대상으로 하는 공격에 대해 연구하고, 그 공격으로부터 가

능한 대책을 개발해야 한다.

5.1.3. 물리적 장치

물리적 장치는 스마트 그리드의 필수 부분인 전력 망과 관련된 모든 물리적 장치들

을 포함한다.

(그림 5-1)에서 보여진 물리적 장치에 언급된 장치들은 다음과 같은 에너지 관련 기

능들을 제공한다.

� 가정∙산업 자동화

� 첨단 계량

� 지능형 전력 망 제어 및 관리


TTAR-04.0001 20

사용자 도메인에 포함된 장치들은 계량기, 사용자 가전 및 장치, 분산 에너지 자원

(태양, 바람 등), 전기 자동차, 댁내(산업) 게이트웨이, 열 저장 장치, 태양열 발전 장

치, 댁내 망에 설치된 센서들, 응답 제어 장치들이 포함된다. 일부 장치들에 대한 상

세한 설명은 아래와 같다.

� 계량기 : 계량기는 하나의 도메인∙시스템에서 다른 도메인∙시스템으로의 전기 이

동에 사용되고, 전기 사용량을 측정하는 데 이용되는 전기 판매 시점을 알 수 있

는 장치이다. 계량기는 운영, 서비스 제공자, 분배 도메인과 같은 다른 도메인과

인터페이스를 가지고 있다. 이 점에서 (그림 5-1)과 같이 계량기는 다른 도메인

들을 연결하는 도메인 간 분리 장치가 될 수 있다.

� 사용자 애플리케이션과 장치 : 가정용 냉장고나 TV와 같이 특정 기능을 수행할

수 있게 만들어진 장치나 기계, 특히 전기 장치를 말한다. 전기 가전이나 기계들

을 모니터링 하거나, 제어하거나 또는 표시되게 할 수도 있다.

� 분산 에너지원과 저장 장치 : 태양열, 풍력과 같은 에너지원(사용자 측에 설치된)

은 에너지를 생성하고 저장하는데 사용되며, 에너지 관련 작업을 수행하는 HAN

제어 장치와 인터페이스를 가진다.

� 전기 자동차 : 전력 망에 연결되어 충전되거나, 가솔린 교류 발전기로 충전될 수

있는 재충전 배터리를 의해 구동되는 전기 모터를 가진 자동차

� 사용자 댁내 표시 장치 : 이 장치는 사용자가 현재 자신의 에너지 사용량과 비용

정보 등을 댁내나 건물 내에서 볼 수 있게 해 준다.

� 댁내 망 게이트웨이 : 배전, 운영, 서비스 제공자, 사용자 도메인 사이의 인터페

이스가 되는 장치이며, 사용자 도메인에 포함되는 장치이다.

배전 도메인에 있는 장치들은 분산 데이터 수집기, 필드 자동화 장치, 제어 및 자동

화 장치(원격 단말 장치(RTU) 및 지능형 전자 장치(IED)) 분산 센서 등을 포함한다.

일부 장치들에 대한 상세한 설명은 아래와 같다.

� 분산 데이터 수집기 : 여러 곳에서 데이터를 수집하여 수정하고 필요한 형태로

변환하는 장치

� 필드 자동화 장치 : 전기 사업자에게 광역에 대한 제어 및 운영, 계획에 대한 측

정, 시스템 성능에 대한 결과 보고를 하기 위해 다양한 목적으로 설치된 장치들

� RTU 와 IED : 센서들과 전원 설비에서 데이터를 수집하여, 전압, 전류 또는 주

파수 이상을 감지하여 회로를 차단한다거나, 전압 레벨을 변화시켜서 시스템이

안정적으로 동작할 수 있도록 전압 레벨을 유지시키는 등의 제어 명령을 피드백

으로 줄 수 있는 장치들

� 분산 센서 : 물리적인 품질을 측정하고, 이것을 신호로 바꾸어 배전 네트워크의

상태를 측정할 수 있게 해주는 장치

운영 도메인에 있는 장치들은 제어 장치(송전∙독립 계통 운용자(ISO)∙광역 계통 운영

자(RTO)∙배전 SCADA)와 정보 처리∙정보 저장 서버들, 컴퓨터들과 네트워크 장치 등이


TTAR-04.0001 21

있다. 일부 장치들에 대한 상세한 설명은 아래와 같다.

� 송전∙독립 계통 운용자(ISO)∙광역 계통 운영자(RTO)∙배전 SCADA : 개별 장치들

의 상태를 전송하고, 장치들을 제어하여 에너지 소비를 관리하고, 운영자가 직접

전력 시스템 장비를 제어할 수 있게 해주는 제어 시스템을 말한다. 이런 SCAD

A를 기반으로 운영 도메인은 전기의 발전, 송배전 상태를 모니터링하고 제어 할

수 있다.

� 관리 장치(예를 들어, EMS, DMS와 같은) : EMS와 미터 데이터 관리 시스템(MD

MS)를 위한 관리 장치들을 말한다. 구체적으로 EMS는 전기 사업자의 운영자가

발전 또는 송전 시스템의 성능을 최적화시키고, 제어하고, 모니터링 하기 위해

사용되는 컴퓨터 기반 관리 도구들로 구성된 시스템이다. 모니터 및 제어 기능은

상기 설명된 다양한 SCADA 시스템에 기반하고 있다. MDMS는 계량 데이터(에

너지 사용량, 에너지 발전량, 계량기 로그, 계량기 테스트 결과)를 저장하고, 저

장된 데이터를 기반으로 허가된 시스템에서 사용 가능한 데이터를 만드는 시스

템이다. ISO/RTO 장치들은 일반적으로 발전 애플리케이션 및 네트워크 분석 애

플리케이션을 EMS와 같이 사용하여 높은 수준의 부하 관리와 송전을 위한 보안

분석 기능을 제공하는 전력 시스템 관리 장치를 말한다.

서비스 제공자 도메인에 있는 장치들에 대한 설명은 다음과 같다.

� 컴퓨팅 및 네트워킹 장비 : 전력 서비스 제공자나 기타 서비스 제공자가 사업을

함에 있어 필요한 결제, 통합, 소매 등의 기능을 하는 애플리케이션 포함하는 장

치들이다.

마켓 도메인 있는 물리적 장치들에 대한 설명은 다음과 같다.

� 컴퓨팅 및 네트워킹 장비 : 에너지 거래소, 전력 거래, 도매, DER 통합, 시장 관

리를 포함하는 일반적인 비즈니스 운영에 사용되는 장치들이다.

대용량 발전과 송전 도메인 있는 물리적 장치들에 대한 설명은 다음과 같다.

� 발전소 송전 제어 설비, 전기 저장 장치, 송전, 원격 제어 장치(RCU), 변전소∙측

정∙제어∙모니터링 장치 : 발전소를 제어하고, 전기를 저장하고, 송전을 제어하며,

모니터링 하고 제어하는 여러 목적을 위해 사용되는 장치들

5.2. 스마트 그리드의 기본 특성

스마트 그리드는 다음과 같은 기본 특성들을 지니고 있다.

� 가시적인 스마트 그리드 서비스 지원을 위한 정보, 컴퓨팅, 네트워킹 기술들의

사용 : 에너지 배전 관리, 에너지 거래, 송전망 모니터링 및 관리, 분산 신재생

에너지 통합, 전기 자동차 충전, 분산 에너지 저장, 첨단 계량 인프라

� 스마트 그리드 서비스들은 다양한 도메인에 걸쳐서 많은 부분들이 포함되어 있


TTAR-04.0001 22

고 특정 부분에 있어 사용자들의 적극적인 참여가 필수적이다.

� 스마트 그리드는 에너지 효율, 신뢰성, 자동화와 같은 목표를 달성하기 위해 각

기능 분야에서 새로운 기능을 요구한다. 서비스∙애플리케이션 분야에서 새로운

알고리즘이 필요하고, 통신 분야에서는 안전하고 QoS가 보장되는 양방향 통신이

필요하며, 물리적 장치 분야에서는 양방향 전송 기능, 저장 기술, 새로운 지능

형 센서와 컨트롤러가 필요하다.

� 이러한 서비스들을 위해 ICT 시스템은 다음 사항을 제공해야 한다.

- 가정, 빌딩, 공장 에너지 관리 시스템과 온 디맨드 계량 정보 습득, 수

요 반응 시스템, 송전망 상태 관리, 장애 감지, 격리 및 복구와 같은 광범위한

분야의 애플리케이션을 제공하여야 한다.

- 지능형 센서, 지능형 계량기, 지능형 가전, 전기 자동차와 같은 다양한

장치들을 관리할 수 있어야 한다.

� 네트워크 인프라가 신뢰할 수 있는 양방향 통신을 제공하고, 실시간, 비실시간,

서로 다른 대역폭과 지연 시간, 손실률, 보안 요구 사항 등과 같은 다양한 형태

의 QoS를 제공해야 한다.

� 애플리케이션 및 장치들의 상호 운용성을 보장하기 위해 통신, 정보 표현 및 전

달을 위한 상호 운용 표준들이 필요하다.

� 스마트 그리드의 안전성과 완전성을 위해서 네트워크를 포함한 모든 영역에 걸

친 서비스, 애플리케이션, 장치들의 보안이 가장 중요한 요소이다.

6. 스마트 그리드를 위한 정보 통신 기술(ICT)의 역할 및 핵심 영역들

6.1. 정보 통신 기술(ICT) 관점에서 바라본 스마트 그리드의 개념 및 역할들

정보 통신 시스템(ICT)은 그리드상에서 지능형 관리 및 제어 기능을 수행하기 위한

기반 요소이며, 수요 반응, 실시간 요금제, 홈 에너지 관리를 위한 그리드와 고객 간

양방향 정보 채널을 제공한다. 정보 통신 기술(ICT) 구현을 통해 그리드 정보를 자동

으로 수집 및 분석할 수 있는 그리드 자동화 기술의 향상을 가져올 수 있다.

단일화된 개방형 통신 인프라 및 표준 시스템을 구축함으로써, 그리드 내 장치들 간

네트워크화된 통신을 용이하게 하고, 센서, 지능형 전자 장치 및 응용 시스템 간 상

호 운용성을 제공할 수 있는 플러그 앤 플레이(plug and play) 환경을 구축할 수 있다.

그러므로, 그리드의 자동 복구 능력과 강인성을 향상시킬 수 있다.

스마트 그리드는 정보 기술 기반으로 발전, 송배전, 소비가 이루어지는 전력 시스템

이다. 정보 통신 기술(ICT)은 스마트 그리드 정보 수집, 전송, 처리 및 관리와 같은 핵

심 역할을 수행한다. 정보 통신 기술(ICT) 기반으로, 에너지 관련 장치와 운영 시스템

들 사이에 양방향 통신 채널이 스마트 그리드를 통해 상호 연결될 수 있다. 발전 용량,

고객 수요, 송전 및 배전과 같은 정보를 에너지 관련 장치들로부터 수집하여 종합적

인 그리드 상황을 감지할 수 있다. 지능형 정보 처리, 판단 및 제어 기능의 구현을 통


TTAR-04.0001 23

해서 안전하며, 효율적이고 신뢰 가능한 전력 수요와 공급의 균형을 달성할 수 있다.

지능화되고, 안전하며, 효율적인 미래지향적인 전력시스템 구축을 위하여, 정보 통

신 기술(ICT)은 중요한 역할을 한다고 요약할 수 있다. 다음의 예시들이 스마트 그리

드에서 정보 통신 기술(ICT)의 중요성을 설명해 주고 있다. 스마트 그리드의 핵심 애

플리케이션과 플랫폼은 6.3절에서 다루어 질 것이다.

� 예시 1 : 변화 요인들, 자연 재해 요소, 및 그리드 유동성에 대한 그리드의 내성

을 향상시키기 위해서, 정보 통신 기술(ICT)은 설비 감시 및 보호용으로 스마트

그리드 영역에서 광범위하게 사용되어야 한다. 예를 들어, 전력선 상태 정보 및

환경 정보들(전류, 전압, 주파수, 풍력, 등)은 송전탑 주위 또는 송전 선로에 설

치된 센서에서 실시간으로 수집될 것이고, 수집된 데이터는 다양한 통신 경로(무

선 : GPRS, 3G, LTE, WiMAX 등 ∙ 유선 : 광섬유 등)를 통하여 상응하는 제어

장치로 전달될 것이다.

� 예시 2 : AMI는 에너지 관리 서비스를 위하여 대규모 정보 통신 설비를 제공한

다. AMI는 에너지 소비 최적화를 위하여 EMS 시스템이 게이트웨이(홈 게이트웨

이, 미터 등)를 경유하여 정확한 전력 소비 측정 데이터를 수집할 수 있도록 한

다. 또한, 실시간 전력 가격 및 소비 제안 정보를 제공함으로써 고객들이 전력

소비 패턴에 변화를 줄 수 있도록 유도할 수 있다. 가전 기기를 위한 단일화된

인터페이스와 홈 네트워크는 전력 관련 응용들을 구현하기 위한 전제 조건이다.

스마트 검침(metering)은 고객 전력 사용량 데이터의 반복적인 수집을 필요로 하

며, 비용 절감 측면을 고려하여 이 데이터 수집 경로는 서로 다른 정보 통신 네

트워크들과 다양한 전송 기술들의 조합으로 구성될 수 있다. 광역 액세스 네트워

크∙전력선 통신∙무선 통신을 통해서 스마트 미터로 접근하여 검침 데이터를 갱신

할 수 있을 것이다. 가전 기기들은 근거리 무선 통신 기술(블루투스, 지그비(Zig

Bee), 802.11, 등) 또는 유선 연결(전력선, 케이블, 전화선 등)을 사용할 수도 있

을 것이다.

� 예시 3 : 에너지 절감과 탄소 배출량 감소를 위해서 정보 통신 기술(ICT)은 저탄

소 시스템(신재생 에너지 발전, 분산 발전, 에너지 저장 시스템, 전기 자동차 등)

과 그리드와의 상호 연결을 지원할 수 있다. 정보 통신 기술(ICT)은 저탄소 시스

템들의 운용 및 관리 기능들(고객 관리, 빌링 관리, 고객 수요 정보의 교환, 자동

차 모니터링 전력, 풍력 검침, 그리드 제어 상호 연결 등)의 실현을 담당한다. 예

를 들어, 그리드 내 자동차는 양방향 지능형 제어 장치를 통하여 배전 계통과 상

호 연결된다. 전기 자동차 제어 정보(실시간 용량, 충전 상태 등)는 운용 관리 시

스템(Backstage Management System)으로 전달될 수 있다. 운용 관리 시스템(B

ackstage Management System)은 그 자신의 관리 영역 범위 내에 있는 전기

자동차의 제어 정보를 수집 및 분석하고, 그 정보를 그리드 보안 감시 시스템 및

SCADA 시스템에게 제공한다. 운용 관리 시스템(Backstage Management Syst

em)은 계통의 SCADA 시스템의 스케줄링 명령에 따라 양방향 지능형 제어 장치


TTAR-04.0001 24

에게 충전 및 방전 명령을 전달하며, 양방향 지능형 제어 장치는 전기 자동차상

에서 상응하는 제어 동작을 수행한다.

6.2. 표준화 핵심 영역

(그림 6-1) 처럼, 스마트 그리드 표준화 핵심 영역은 다음과 같다.

� 홈, 빌딩, 공장과 같은 고객 구내에서 자동화된 에너지 관리 및 분산화된 전력

생산을 위한 기술

� 전력 송전 및 배전 레벨에서의 지능형 전력 망 관리

� 스마트 미터들 및 첨단 에너지 검침 인프라

� 에너지 정보 수집(Intelligence), 제어, 보안 기능을 제공하기 위한 정보 통신 인

프라

� 비즈니스 레벨에서의 에너지 시스템 정합(coordination)를 위한 애플리케이션들

및 서비스들

� 스마트 그리드를 위한 각기 다른 레벨의 요구 사항들을 수반한 보안 제어 및 관

리

Intelligent GridManagement

Advance MeteringInfrastructure

Home Automation(Appliances, Vehicles)

Smart Grid Services/Applications

Security Control& Management

Information Communication Infrastructure

(그림 6-1) 정보 통신 기술(ICT) 관점에서의 표준화 핵심 영역

6.3. 스마트 그리드 핵심 애플리케이션과 플랫폼

이 절에서는 정보 통신 기술(ICT) 관점에서 애플리케이션을 지원하기 위한 플랫폼과

스마트 그리드 내 핵심 애플리케이션을 설명한다. (그림 6-2)에서 핵심 애플리케이션

들이 기술되어 있다.


TTAR-04.0001 25

(그림 6-2) 스마트 그리드 핵심 애플리케이션과 플랫폼

� 에너지 배전 관리 : 이 애플리케이션의 목표는 에너지 배전 시스템을 보다 더 지

능화되고, 신뢰성 있고, 자가 치유 및 최적화가 가능하도록 만드는 것이다. 이

애플리케이션은 실시간에 가깝게 대규모 지역에 걸쳐 상호 연결된 그리드 시스

템 컴포넌트들과 그리드 성능을 감시하고 관련 정보를 출력할 수는 있도록 한다.

그리드 붕괴가 발생하기 전에 이를 예상하여 사전에 차단하거나 문제에 대처할

뿐만 아니라 궁극적으로 그리드 네트워크 구성 요소들과 이들의 성능 관리를

최적화하기 위한 유비쿼터스 센서들과 소프트웨어 시스템의 보급(전개)도 포함한

다.

� 분산 재생 에너지 통합 : 이 애플리케이션의 목표는 전체 에너지원 중에서 일부

를 차지하는 재생 에너지원(풍력, 태양광, 화력 등)을 사용할 수 있도록 분산 신

재생 에너지 발전 설비를 통합하는 것이다. 이 애플리케이션을 통해 배전 그리드

의 예상 수요 및 대체 발전 용량을 추정할 수 있으며, 배전 그리드상에 분산 발

전의 통합이 가능하다. 수용가 및 마이크로 그리드 환경에서의 에너지 발전은 스

마트 그리드 양방향 미터링과 양방향 에너지 배전 네트워크를 필요로 한다.

� 분산 에너지 저장 : 피크 발전 시설의 필요성을 줄이고, 수요를 균등하게 분산시

키기 위해서 이 애플리케이션은 분산 구조로 에너지를 새롭게 저장할 수 있도록

하며, 저장된 에너지를 역으로 에너지 배전 시스템으로 공급하기 위한 방법을

제공한다.

� 비이클 투 그리드(V2G, Vehicle-to-Grid): 이 애플리케이션은 운송 시스템과 플

러그인 전기 자동차(PEV)의 통합을 실현하기 위한 것이다. 충전 설비 및 회로의

과부하를 막기 위하여 전력 배전 용량을 수용하는 충전 인프라와 PEV 충전 스테

이션이 필요하며, 배전 관리를 위한 정보 시스템이 지원되어야 한다. 또한, 과금

Smart Grid

Platform

Distributed, Intelligent, & Secured Control &

Management

(Energy intelligence, secured & QoS aware

Connected Electrical Grid/ Communication

Key Applications

in Smart Grid

Energy

Distribution

Distributed

Energy

Distributed

Energy

Vehicle-to- Grid

Monitoring &

Smart

Metering


TTAR-04.0001 26

및 빌링을 위한 고객 인터페이스도 요구된다.

� 그리드 감시 및 관리: 이 애플리케이션은 수요 반응과 고객 에너지 효율화를 목

표로 한다. 수요 반응을 통해서 전력 수급의 균형을 유지시킬 수 있다. 이를 위

하여, 유틸리티, 비즈니스, 산업계 및 거주 고객들은 전력 신뢰성이 위험 수준에

도달하였거나 피크 수요 시간대 동안 에너지 사용량을 줄이거나 차단하는 것이

가능하다. 이 애플리케이션의 실현을 위해서는 가변 가격제(dynamic pricing),

스마트 미터와 실시간 사용량 데이터, 스마트 가전 기기들, 홈 네트워크, 검침

인프라를 위한 네트워크가 필요하다.

� 스마트 검침 인프라: 이 애플리케이션은 첨단 에너지 검침 인프라(AMI)를 가능하

게 하며, 고객들에게 실시간 변동 요금 정책을 제공한다. 또한, 유틸리티 사업자

들이 필요할 때 부하를 감소시킬 수 있도록 지원한다. 이 애플리케이션은 통신

하드웨어 및 소프트웨어, 관련 시스템 및 데이터 관리 소프트웨어를 사용하여 유

틸리티 비즈니스 시스템들과 스마트 미터 사이에 양방향 네트워크를 구축할 수

있도록 하며, 고객과 소매 공급자 또는 유틸리티 사업자들의 정보를 수집하고 분

산시킬 수 있다. 또한, 유틸리티 사업자들은 첨단 에너지 검침 인프라(AMI)를 이

용해서 댁내 수요 반응 애플리케이션을 구현할 수 있으며, 가변 가격 정책 구현

을 위한 주요 메커니즘을 제공한다.

위에서 논의된 스마트 그리드 애플리케이션을 지원하기 위해서, 기존 송배전 인프라

에 컴퓨팅 기술, 통신 기술, 서비스 기술을 추가 및 통합하는 것이 필요하다. 이를 위

하여, 정보 통신 기술(ICT) 플랫폼은 에너지의 양방향 흐름과 양방향 통신 제어 기능

을 제공함으로써 홈과 비즈니스 영역을 위한 스마트 미터링을 포함하는 새로운 기능

들과 애플리케이션이 가능하도록 한다. 일반적으로, 스마트 그리드를 위한 플랫폼은

다음과 같이 구성된다.

� 전력 망과 통신 네트워크의 결합: 전력 계통은 정보 통신, 장비 제어, 에너지 배

전을 위해 양방향 기능을 가진 첨단 디지털 통신 네트워크로의 통합이 필요하며,

다양한 공중 및 사설 통신 네트워크들(유선 및 무선)이 스마트 그리드에 통합될

것이다.

� 지능화된 보안 분산 그리드 제어 및 관리: 전력 계통과 통신 네트워크가 결합된

플랫폼상에서의 지능화된 분산 그리드 제어 및 관리는 상기 논의한 모든 핵심

애플리케이션을 가능케 하는 중요한 역할을 한다. 더 상세하게는, 에너지 정보

수집, 보안, 및 QoS 인지 제어 및 데이터 플레인(planes)이 스마트 그리드 애플

리케이션의 신뢰성, 보안성 및 QoS 요구 사항을 만족시키기 위해 필요하다. 스

마트 그리드는 다양한 IT, 전기 통신, 및 에너지 섹터 네트워크들을 포함하게 될

것이며, 보안성 확보를 위해 어떤 네트워크에서의 보안 위험이 연결된 또 다른

시스템의 보안성을 위태롭게 하지 않도록 보장되는 것이 필요할 것이다.


TTAR-04.0001 27

7. 정보 통신 기술(ICT) 관점에서 스마트 그리드를 위한 구조 개요

7.1. 정보 통신 기술(ICT) 관점에서의 간이(Simplified) 도메인 모델

(그림 7-1)은 4.4 절에 소개된 NIST 7 도메인 모델 기반의 간이 도메인 모델을 보

여준다. 이 간이 도메인 모델은 다음과 같이 5 개의 도메인으로 구성된다.

� 그리드 도메인(대용량 발전, 배전 및 송전)

� 스마트 미터링(AMI)

� 소비자(customer) 도메인(스마트 가전 기기, 전기 자동차, 구내 통신망(HAN, BA

N, IAN))

� 통신 네트워크

� 서비스 제공자 도메인(시장, 운영자, 서비스 제공자)

Customer domainGrid domain

Smart

metering

Service provider

domain

• Bulk generation

• Distribution

• Transmission

• Smart appliances

• Electric vehicles

• premises networks

• Markets

• Operators

• Service providers

5

Communication

Network

1 2 3

4

Energy

(Power Generation

& Energy

Consumption)

Communication

(Control

& Connectivity)

Services/

Applications

(그림 7-1) 정보 통신 기술(ICT) 관점에서의 스마트 그리드 간이(Simplified) 도메인 모

델

(그림 7-1)은 통신 네트워크로부터 다른 4 개의 도메인으로의 4 개의 참조 포인트

들과 스마트 미터링 도메인과 고객 도메인 간 1 개의 참조 포인트를 포함하는 총 5

개의 참조 포인트를 보여준다. 이들 각각의 참조 포인트들에 대한 예시 기능들은 아래


TTAR-04.0001 28

와 같다.

� 참조 포인트 1

그리드 도메인과 통신 네트워크 간 참조 포인트 : 그리드 도메인 내 장치와 서비

스 제공자 도메인 내 장치 간 정보 및 제어 신호의 교환을 가능하게 한다. SCA

DA와 다른 오퍼레이션들의 예는 다음과 같다.

- SCADA 운영을 위한 송전 시스템 내 송전 RTU

- 서비스 제공자 도메인의 SCADA 오퍼레이션과 상호 연동하기 위한 송전 시스

템 내 송전 IED

- 발전소 제어 시스템은 서비스 제공자 도메인 내에서 SCADA와 EMS가 함께

상호 연동한다.

- 발전소 제어 시스템은 시장 오퍼레이션 내 ISO/RTO 도매 시장과 상호 연동한

다(예를 들어, 최적화된 자원 운용, 도매 시장 오퍼레이션을 가능하게 하기

위한 대용량 저장 도메인과 시장 도메인 간 모니터링, 보고, 전화 통화 제어

신호).

- 그리드 도메인(대용량 발전)과 서비스 제공자 도메인(제어 및 오퍼레이션) 간

정보, 제어 신호, 및 발전 정보

- 그리드 도메인(송전 센서들과 계측 장치들)은 가변 선로 등급화(rating), 송전

선 유지 보수 정보, 감시, 보고 및 SCADA를 위하여 송전선으로부터 서비스

제공자 도메인으로 정보를 제공한다.

- 그리드 도메인(발전)과 서비스 제공자 도메인(송전 운용 및 제어) 간 정보 교

환 및 정합(coordination)

- 배전 센서들과 계측 장치들은 분산 에너지원을 위해 배전 시스템 정보를 제공

한다.


스마트 미터링과 통신 네트워크 간 참조 포인트 : 서비스 제공자 도메인 내 운영

자들과 서비스 제공자들을 통해서 고객 도메인 내 고객들과 상호 연동하며 미터

링 정보를 교환할 수 있도록 한다.

- 운영(operations)과 서비스 제공자 도메인에 위치한 AMI 헤드엔드/제어 장치로

부터 통합 미터 데이터 검색, 미터기 관리

- 가격 정보, 부하 차단(shedding) 정보를 포함하는 수요 반응 활용 사례 관련

데이터, 및 효율적인 에너지 사용을 위한 자동화 업무와 관련된 정보들을

교환하기 위한 고객 에너지 EMS 시스템과의 상호 연동

- 서비스 제공자 도메인 내 빌링 시스템이 고객 도메인의 미터와 상호 연동한다.



TTAR-04.0001 29

소비자 도메인과 통신 네트워크 간 참조 포인트 : 소비자 도메인의 장치들이 서

비스 제공자 도메인 내 운영자들 및 서비스 제공자들과 상호 연동할 수 있도록

한다.

- HAN은 고객 EMS 시스템과 가전기기 및 지능형 장치들 간 통신을 위해 설치

될 수 있다.

- HAN은 인터넷 또는 안전한 에너지 서비스 게이트웨이를 통해 참조 포인트 상

에서 통신한다.

- 에너지 서비스 인터페이스(ESI)∙HAN 게이트웨이는 서비스 제공자 도메인(oper

ations) 내 미터링∙빌링∙유틸리티 백오피스와 상호 연동한다.

- ESI/HAN 게이트웨이는 서비스 제공자 도메인(operations)의 부하 관리 시스템

∙수요 반응 관리 시스템과 함께 상호 연동한다.

- 소비자 EMS 시스템은 서비스 제공자 도메인의 에너지 서비스 제공자와 상호

연동한다.

- 서비스 제공자 도메인 내 빌링 시스템은 소비자 도메인의 소비자들과 상호 연

동한다.

- 소비자 EMS 시스템은 그리드 도메인 내 배전 관리 시스템과 상호 연동한다.

- 소비자 EMS 시스템은 제공자 도메인 내 부하 사업자∙소매 에너지 제공자와 상

호 연동한다.

- 소비자 도메인에서 분산 발전과 분산 에너지원(DER)을 위한 감시 및 제어 정

보 교환

- 소비자 EMS 시스템, 댁내 에너지 서비스 게이트웨이, 소비자 가전 기기 및 설

비와 같은 고객 도메인 내 장치들은 스마트 미터와 상호 연동한다.


서비스 제공자와 통신 네트워크 간 참조포인트; 상기 설명된 모든 스마트 그리드

기능들을 위하여 다른 도메인의 모든 액터들이 서비스 제공자 도메인 내 서비

스 및 애플리케이션들과 통신할 수 있도록 한다

� 참조 포인트 5(선택 사항)

스마트 미터링과 고객 도메인 간 참조포인트, 에너지 서비스 게이트웨이 경유

- 스마트 미터는 소비자 EMS 시스템, 댁내 에너지 서비스 게이트웨이, 고객 가

전 기기 및 설비를 포함하는 장치들과 상호 연동한다.

- 스마트 미터는 서비스 제공자 도메인 내 빌링 시스템과 상호 연동한다.

- 스마트 미터들은 이 참조 포인트를 통해 미터 헤드엔드로 신뢰성이 있는 통신

을 보장하기 위하여 미터링 네트워크를 구성한다.

참고) 참조 포인트 5는 선택 사항임.


TTAR-04.0001 30

7.2. 스마트 그리드를 위한 간이 참조 구조

(그림 7-2)은 (그림 7-1)의 5 대 핵심 도메인을 포함하는 간이(simplified) 참조 구

조를 보여주며, 5 개의 참조 포인트들은 그림상에 강조되어 있다. (그림 7-2)에서 보

여진 것처럼, 서비스 제공자 도메인, 그리드 도메인, 고객 도메인, 스마트 미터링은 통

신 네트워크를 경유하여 상호 연결된다. 고객 도메인을 예로 들어 설명하면, 모든 장

치들(전기 자동차, 소비자 EMS, 전기 저장 장치 등)이 구내 망(HAN, LAN 등)을 경유

하여 연결된다. 고객 도메인의 구내 망은 통신 네트워크 클라우드와 연결되며, 이를

통해 다른 도메인에 연결된다. 소비자 도메인 EMS 시스템은 서비스 제공자 도메인의

미터링∙빌링∙유틸리티 백오피스와 상호 연동할 수 있다. 이 그림을 통해서, 통신 네트

워크를 경유하여 도메인들이 서로 상호 연동됨을 알 수 있다. 예를 들어, 그리드 도메

인에 필드 센서들은 실시간 원격 데이터 수집 및 제어를 위하여 서비스 제공자 도메인

의 운영에 속하는 SCADA와 상호 연동할 수 있다.

Operations(RTO/ISO/Transmission/Distribution Ops)

MarketsRetailer /

Wholesaler

Aggregator

Energy Market

Clearinghouse

ISO/RTO

Participant

Market Services

Interface

Plant Control

System

Generators

EMS W AMS

SCADA

Private

Networks/

LAN

Private

Networks/

LAN

Metering System

Bulk Generation/Transmission/Distribution

Service ProvidersUtility Provider

CIS

Billing

Third-Party Provider

Retail Energy

Provider

CIS

Billing

Home/Building

Manager Provider

Aggregator Others

Common Functionality

Platform Provider

GW/Energy

Service

Interface (ESI)

Smart

metering

Customer Equipment,

HVAC,Smart

Appliances,

Customer

EMS

Electric

Storage

Electric

Vehicle

LANLAN

Substation Devices

Field Devices/

sensors

Distributed

GenerationSubstation

Controller

Electric Storage

Data collector

Applications/Data base mgnt

Demand Response

Backbone Networks

Distributed

Generation

Service Provider domain

Grid domain Customer domain

4

32

5

1

Communication NetworkCommunication Network

Premises Networks

(HAN, LAN)

Premises Networks

(HAN, LAN)

Operations(RTO/ISO/Transmission/Distribution Ops)

MarketsRetailer /

Wholesaler

Aggregator

Energy Market

Clearinghouse

ISO/RTO

Participant

Market Services

Interface

Plant Control

System

Generators

EMS W AMS

SCADA

Private

Networks/

LAN

Private

Networks/

LAN

Metering System

Bulk Generation/Transmission/Distribution

Service ProvidersUtility Provider

CIS

Billing

Third-Party Provider

Retail Energy

Provider

CIS

Billing

Home/Building

Manager Provider

Aggregator Others

Common Functionality

Platform Provider

GW/Energy

Service

Interface (ESI)

Smart

metering

Customer Equipment,

HVAC,Smart

Appliances,

Customer

EMS

Electric

Storage

Electric

Vehicle

LANLAN

Substation Devices

Field Devices/

sensors

Distributed

GenerationSubstation

Controller

Electric Storage

Data collector

Applications/Data base mgnt

Demand Response

Backbone Networks

Distributed

Generation

Service Provider domain

Grid domain Customer domain

4

32

5

1

Communication NetworkCommunication Network

Premises Networks

(HAN, LAN)

Premises Networks

(HAN, LAN)

(그림 7-2) 스마트 그리드를 위한 간이 참조 구조


TTAR-04.0001 31

8. 스마트 그리드 요구 사항

8.1. 서비스∙애플리케이션 플레인(plane)

다음은 서비스∙애플리케이션 플레인(plane)의 필수 요구 사항이다:

� 에너지 생산(발전), 송전, 배전과 관계된 장치 상태에 대한 실시간 통신, 모니터,

제어 등의 분산 네트워크 운영 및 관리

� 에너지 자산 관리와 미터 데이터 관리(에너지 사용량, 에너지 발전, 미터 로그

및 미터 테스트 결과)

� 결함을 발견 및 식별하고 구분하여 재가동하는 데 소요되는 시간 개선하기 위한

결함 관리

� 고객 및 계정 관리와 설치 관리

� 수금∙계정 관리, 홈 관리, 빌딩 관리 등

� 분산 에너지원 통합, 도∙소매 마케팅

� 변동 요금제, 거래 및 시장 관리.

8.2. 통신 플레인(plane)

통신(제어 & 접속) 플레인(plane)은 통신 네트워크 도메인을 포함한다. 다음은 통신

플레인(plane)의 필수 요구 사항이다. 프로토콜과 기능적 요구 사항은 본 표준(overvi

ew deliverable)과 관련된 요구 사항 표준(requirement deliverable)에 기술되어 있다.

� IP 기반 전송

- IPv4, IPv6와 같은 IP 기반 전송 지원

� OAM 기능

- 장애 감지 및 알람 전송

- 장애 감지 및 알람 전송을 위한 계층적 운영

- 통신 경로 추적

- 성능 측정

� 보호 및 복구

- 목표 성능에 따라서 하나 이상의 유형 지원(예 : 정전 시간, 지역화, 불필요

한 트래픽 부하)

- 서로 다른 유형 간의 모순 없는 협업(co-operations among types without c

ontradiction)

� 트래픽 엔지니어링과 QoS 제어

- SLA 지침, 트래픽 권한 설정(provision)과 트래픽 제어

� 접속과 라우팅

- IP 기반 접속 기능

- 특정 시그널링 프로토콜(예 : SIP);


TTAR-04.0001 32

- 정적 라우팅

� 액세스 제어

- 다양한 형태의 액세스 인터페이스 : 유선(예 : 광, xDSL, 동축케이블, PLC),

무선(예 : 이동 통신, WiFi, 지그비(Zigbee), 블루투스, 기타 센서)

- 폴링(Poling), 요구 할당, 액세스 제한 없음(no prevention access), 등

� 네트워크 보안

- 인증

- 암호화

참고) 통신 네트워크는 사이버 공격이나 바이러스에서 보호되어야 하며 이와

같은 보호 기능은 네트워크의 진입 포인트에 구현되어야 한다. 최근 NGN과

클라우트 컴퓨팅 분야에서 새로운 네트워크 보안 방법으로 논의되고 있는 CY

BEX(Cyber security information exchange framework)가 스마트 그리드 통신

네트워크에서도 적용될 것이다.

� 네트워크 관리

- 장애, 토폴로지, 성능 등을 관리하기 위한 네트워크 모니터∙감시

- 통신 컴포넌트 유형 및 장애 등을 관리하기 위한 통신 컴포넌트 모니터∙감시

- 운영 파라미터에 대한 권한 설정(provisioning)

- 원격 테스트;

- 정보 압축;

- 상위 네트워크 관리 계층과의 통신을 위한 노스 바운드 인터페이스(northbou

nd Interface)

� 네트워크 단말 장치 관리

- 전기 자동차, 분산 발전, 전력 저장 장치 또는 가전과 같이 에너지 플레인(pl

ane)의 네트워크 단말 장치들에 대한 관리

� 데이터 관리

- 데이터 집적, 통신 네트워크의 트래픽 부하 절감을 위한 인터페이스 규제 및

단일화(suppression and unification)

8.3. 에너지 플레인(plane)

에너지 플레인(plane)은 그리드 도메인, 소비자 도메인, 스마트 미터링을 포함한다.

에너지 플레인(plane)은 통신 인터페이스를 갖춘 에너지 발전, 저장 장치, 소비 장치로

구성된다. 이러한 인터페이스를 통하는 정보는 통신 네트워크를 통하여 전송된다. 다

음은 에너지 플레인(plane)의 각 도메인에 대한 필수 요구사항이다.

8.3.1. 그리드 도메인(발전, 송∙배전)

다음은 발전 및 송∙배전을 위한 필수 요구 사항이다.

� 에너지 발전, 송전, 배전에 대한 모니터 및 제어

� 신재생 에너지의 저장 및 통합


TTAR-04.0001 33

8.3.2.. 스마트 미터링(AMI)

다음은 AMI를 위한 필수 요구 사항이다

� 서비스 공급자(service provider) 도메인의 미터 데이터 원격 검침을 위한 검침

방법 및 네트워크 인터페이스 제공

� HAN 내에서 소비자의 특정 사용 데이터(예 : 순간 사용량, 구간 사용량, 전압,

암페어(amps), 무효 전력(VAR), 역률 등)에 대한 직접 접근 방법을 제공

8.3.3. 소비자 도메인

다음은 소비자 도메인에서의 필수 요구 사항이다.

� 홈∙빌딩 에너지 자동화

� 에너지 관리(제어 및 로깅 포함)

� 신재생 에너지 관리(저장, 관리 및 통합)

� 전지 자동차 충전 지원

� 가전 기기 관리

� 홈 네트워킹 및 관리

� 부하 제어 지원 : 부하 제어 장치(예 : 스마트 가전, 수영장용 펌프 제어기, EMS

등)는 해당 장비의 피크 에너지 소비량을 절감하는 제어 기능을 가지고 있음.

8.4. 모든 플레인(plane)에 적용되는 공통 요구 사항

모든 플레인(plane)은 아래 다음과 같은 공통 요구 사항을 따른다.

8.4.1. 보안

네트워크 보안 뿐만 아니라, 다음의 보안 기능이 요구된다:

� 기밀성(confidentiality) : 스마트 그리드는 통신을 통한 정보 접근 및 공개에 대

한 허가된 규정을 준수해야 하고, 개인의 프라이버시와 사유 정보에 대한 보호

방법을 제공해야 함. 허가되지 않은 정보 공개는 기밀성 상실을 의미함.

� 데이터 & 사용자 프라이버시 : 데이터는 사적인 정보로 취급되어야 하며, 개인

세부 정보에 대한 통합(aggregation)과 삭제 기능이 필요할 수 있다. 스마트 그

리드는 데이터의 사용 및 저장과 관련해서 허가된 규정을 준수해야 하고, 개인의

프라이버시와 사유 정보에 대한 보로 방법을 제공해야 함. 데이터의 사용과 저

장에 관련하여 허가되지 않은 정보 공개는 데이터와 사용자 프라이버시 상실을

의미함.

� 무결성(integrity): 스마트 그리드는 부적절한 정보 변경 또는 파기를 방지해야 하

고 정보에 대하여 부인 방지(non-repudiation)와 확실성을 보장해야 함. 정보에

대한 비인가 변경 또는 파기는 무결성 상실을 의미함.


TTAR-04.0001 34

� 가용성(availability): 스마트 그리드는 정보에 대한 접근 및 이용을 관한 적절한

시간과 신뢰도를 보장해야 함. 정보 접근 및 사용 또는 정보 시스템 중단은 가용

성 상실을 의미함.

위에서 언급된 보안 기능들과 관련하여 아래의 사항들이 고려될 필요가 있다.

� 폭넓은 데이터 수집과 양방향 정보 흐름은 데이터에 대한 기밀성과 고객 프라이

버시 정보 누설 간의 타협 가능성, 그리고 개인 데이터와 고객 프라이버시에 대

한 침입에 대한 타협 가능성을 높일 수 있음;

� 그리드의 복잡성은 취약점이 될 수 있으며, 잠재적인 사이버 공격 또는 의도하지

않은 에러에 대한 노출을 증가시킬 수 있음;

� 접근 지점과 경로가 증가할수록 사이버 공격 위험성도 증가함.


TTAR-04.0001 35

9. FG-smart와 ITU-T의 관련 SG 간 대응되는 활동들

스마트 그리드 애플리케이션은 기존 ITU-T 활동에 일부 영향을 주었을 것이다. 요

컨대, 통신 네트워크(제어 및 접속) 플레인(plane)은 ITU-T에서 명시하는 현재의 통신

기능에 일부 영향을 주었을 가능성이 있다. ITU-T의 각 SG에서는 스마트 그리드를

위한 통신 기능 범위 내에서의 그들의 역할에 대한 활발한 논의가 진행되고 있다. <표

9-1>는 스마트 그리드를 위한 통신 플레인(plane)에서의 요구 사항과 일반적인 측면

에서 ITU-T SG 내에서의 현재 활동 간의 관계를 나타낸다.

<표 9-1> 통신 플레인(plane)의 일반적 측면에서의 현재 ITU-T SG 활동들

Items SGs and aspects NOTE

(1) Capability of IP base

transport

SG11 Signalling protocol

SG13 NGN aspect

SG15 Transport capability NOTE

1

(2) OAM function SG15 Ethernet OAM

(3) Protection and restoration SG15 Physical layer, PON, Ethernet

protection

(4) Traffic engineering and

QoS control

SG11 Protocol support for NGN QoS

SG12 SLA(Application level, IP level) NOTE

1

SG13 QoS control framework based on

NGN

SG15 IP home network and access

network QoS

(5) Connectivity and routing SG11 Signalling protocol

(6) Access technology SG15 Technology in Physical layer NOTE

2

(7) In-home networking SG15 Technology for physical layer and

data link layer

(8) Network security SG17 Conventional security and CYBEX

(9) Network management N/A

(10) End networked device

management

SG15 Home network remote management

SG16 USN applications and services

(11) Data management N/A NOTE

3

참고 1) SLA


TTAR-04.0001 36

ITU-T(특히 SG12)에서는 애플리케이션 수준 성능에 대한 연구가 진행되었음(G.101

0, G.1000). 이러한 표준들은 스마트 그리드 애플리케이션을 포함해야 함. 또한, IP

수준 성능에 대해서는 Y.1541에 명시되어 있음. 현재 Y.1541에 명시된 클래스들과 Q

oS 파라미터들이 스마트 그리드를 고려했을 경우 충분한지에 대한 논의가 진행되어야

할 것임.

참고 2) 액세스 네트워크와 NAN(Neighborhood Area Network)

ITU-T SG15에서는 옵티컬 액세스(Q2)와 메탈 액세스(Q4)와 같이 액세스 네트워크

에 대한 스터디가 진행되었음. 이러한 활동에서는 스마트 그리드에 대하여 관심을 기

울여야 함.

참고 3): 데이터 관리

현재, 이 분야는 IUT-T의 활동 범위에 포함되어 있지 않음. 그러나 새로운 네트워크

기능으로서 논의될 것임.

<표 9-2>는 스마트 그리드에 직접적인 관련이 있는 현재 활동들을 나타낸 것이다.

이는 3 SG에 의에 확인되고 있으며, 다른 활동들은 추후에 정의될 것이다. 4.3 절의

확인된 활동들과 함께 리에종(liaison) 또한 제안되었다.

<표 9-2> 스마트 그리드와 직접 관련된 현재 ITU-T SG 활동


(1) M2M

SG13

Q3/13 USN, MOC

Q12/13 Ubiquitous

networking(object to object

communication)

SG15 Q1/15 IP home network

SG16 Q25/16 USN applications and

services

(2) Smart metering SG16 Q25/16 Smart metering

(3)Vehicle communication

SG13 Q12/13 networked vehicle

SG16

Q27/16 Vehicle gateway platform

for telecommunication/ITS

services /applications

(4) Home networking

SG13 Q12/13 Next generation home

network

SG15

Q1 and Q2/15 IP home network

and access network QoS

Q4 Home network PHY/DLL

specifications(G.996x, G.995x)


TTAR-04.0001 37


SG16 Q21/16 home network services

(5) Energy saving network SG13 Q21/13 Future network

참고 문헌

[b-NIST Roadmap] NIST Special Publication 1108(2010), ‘NIST Framework and R

oadmap for Smart Grid Interoperability Standards, Release 1.0’, 2010.

[b-IEC Roadmap] IEC(2010), ‘Smart Grid Standardization Roadmap, Edition 1.0’,

2010.


TTAR-04.0001 38

부록 Ⅰ

기타 스마트 그리드 정의

본 부록 I 절에서는 기타 기관에서 정의하고 있는 스마트 그리드에 대해 기술한다.

I.1. 위키피디아(wikipedia, http://www.wikipedia.org)

스마트 그리드는 디지털 기술을 활용하는 전력망의 형태를 갖는다. 스마트 그리드는

댁내 가전 제품을 제어하기 위한 양방향 통신을 사용하여 공급자와 소비자 사이의 전력

을 공급한다. 이는 에너지 절약, 비용 절감 및 신뢰도와 전력 시장의 투명성을 향상시킬

수 있다.

스마트 그리드는 기존의 전력 계통에 첨단 검침 인프라(스마트 미터를 포함하는)와 정

보를 접목시킨 것이다. 스마트 그리드는 에너지 자립, 지구 온난화, 위급 상황에 대한

처리 방법으로 많은 정부에서 도입하고 있다.

스마트 그리드는 전력 계통의 발전, 송전, 배전 및 소비자에게 양방향 통신이 가능한

제어 기기와 센싱, 계측을 가능하게 한다. 이러한 통신 정보는 시스템 사용자, 운영자

및 자동화 기기에 대한 계통 상태에 대한 정보들이며, 전력 계통의 상태 변화에 대하여

동적 반응을 가능하게 한다.

스마트 그리드는 계통 내의 모든 전기 흐름에 대한 추적이 가능한 지능화된 모니터링

시스템을 포함한다.

스마트 그리드는 태양, 풍력과 같은 신재생 에너지를 통합하는 능력을 갖고 있다.

전기 요금이 가장 저렴할 때, 사용자는 세탁기와 같은 가전 제품 또는 임의의 시간에

동작할 수 있는 공장 프로세스에 대한 동작을(turn on) 가능하게 한다.

피크 타임(부하)일 때는 수요를 줄이기 위하여 선택된 제품들을 끌 수 있다.

I.2. 미국 에너지 부(US department of energy, http://www.oe.energy.gov)

전력 계통은 발전된 전기를 소비자에게 전달하고, 2 개의 일차적인 시스템을 통하여

네트워크 기능을 전달한다. : 송전 시스템 및 배전 시스템

송전 시스템은 발전소로부터 생산된 전기를 배전 변전소에 전송하고, 배전 시스템은

배전 변전소에서 소비자로 전기를 전달한다.

전력망은 근거리 통신망(LAN)의 다양성을 포함하고, 이를 이용하여 분산된 에너지 자

원을 지역 부하에 공급하거나, 임계 부하 보호(critical loads protection) 및 품질 좋은

전기(premium power), 마을 및 구역 전기, 자동 전력 제어를 위한 특정 애플리케이

션의 요구 사항을 충족시킨다.


TTAR-04.0001 39

전력회사를 대표하는 전력 계통 이해 관계자, 기술 제공자, 연구원, 정책 입안자 및

소비자는 스마트 그리드의 기능을 정의하기 위해 함께 작업했다.

지역적 모임은 미 국립 에너지 기술 연구소(NETL)의 모든 그리드 프로젝트에 따라 소

집하였으며, 이러한 이해 관계자들은 스마트 그리드의 다음과 같은 특성 또는 성능을 파

악하였다.

� 전력 외란 이벤트로부터의 자동 복구

� 소비자들의 수요 반응에 대한 가능한 활동적인 참여

� 물리적, 사이버 공격에 대한 탄력적인 운영

� 21 세기를 위한 전력 품질 향상 제공

� 발전과 저장 옵션에 대한 수용

� 새로운 제품, 서비스, 시장에 대한 개방

� 자산을 최적화하며 효율적으로 운영

I.3. IEC 스마트 그리드 표준화 로드맵(IEC Smart Grid Standardization Roadmap)

‘스마트 그리드’는 오늘날 기술적 정의 보다는, 마케팅 용어로서 이용되고 있다.

이러한 이유로 정의가 명확하지 않으며, 무엇이 ‘스마트’ 인지, 아닌지에 대한 일반적

인 인정 범위가 없다. 그러나 스마트 기술은 전력 시스템의 제어성 및 식별 가능성을 향

상시켜 준다. 따라서 스마트 그리드 기술은 전력 계통을 설계되어 운영되는 고정적인 인

프라로부터, 탄력적이고, 사전 대책이 강구되어 운영되는 탄력적이고, ‘살아있는’ 인프라

로의 변환을 돕는다.

IEC SG3은 스마트 그리드를 전력 계통의 현대화시키는 개념으로서 스마트 그리드를

정의 한다. 스마트 그리드는 발전과 소비자 사이의 전기와 정보 기술의 융합이다.

예 :

� 스마트 미터링은 오늘날 상당히 맹목적으로 운영되고 있는 배전 계통에서 무슨

일이 발생하고 있는지에 대한 인지를 현저하게 향상시킬 수 있다. 진다. 송전계

통을 위해서, 광역 동적 현상들에 대한 시스템의 가관측성의 향상은 시스템 무결

성 보호 스킴과 광역 모니터링에 의해 이루어진다.

� HVDC와 FACTS는 송전 계통의 제어성을 향상시킨다. 양쪽은 예를 들어 전력 흐

름을 제어하기 위한 원동기(actuator)이다. 배전 계통의 제어성은 부하 제어와 자

동화된 배전 스위치에 의해 향상된다.

� 스마트 그리드 기술의 대부분의 공통점은 이전에 분리된 시스템의 통합과 상호

작용(interaction)을 포함한, 통신과 정보 기술의 사용을 증가시켰다.


TTAR-04.0001 40

I.4. 유럽의 스마트 그리드 기술 플랫폼 : 전략적인 보급 문서(최종 버전 2010년 4월)

스마트 그리드는 발전 사업자, 소비자, 그리고 양쪽 모두의 경제적인 효율, 전력 계통

의 손실 최소화와 높은 수준의 전력 품질 및 보안, 안전성을 보장하는 전력 망이다.

기존 계통의 많은 부분 또한 우수한 요소들로 이루어져 있지만, 현재 계통과 미래의

스마트 그리드의 차이는 오늘날보다 더욱 효과적이고 효율적인 방법으로 복잡성을 처리

하는 능력이 있다는 것이다.

스마트 그리드는 아래 내용을 위하여 자동 복구 기술, 지능화된 모니터링, 제어, 통신

기술과 함께 혁신적인 제품과 서비스를 운용한다. :

� 모든 크기 및 기술의 발전의 운영 및 접속을 더욱 용이하게 함

� 시스템의 운영을 최적화하기 위한 소비자의 역할을 허용함

� 공급받은 것을 이용하는 방법에 대한 양질의 정보와 옵션을 소비자에게 제공함

� 전체 전력 시스템의 환경 영향에 대한 중요한(큰) 감소, 기존 시스템의 신뢰도,

품질 및 보안 제공에 대한 고품질 유지 및 성능 개선

� 기존 서비스에 대한 효율적인 향상 및 유지

� 유럽 통합 시장에 대한 시장 통합 조성

이러한 개념의 실행은 전문가 그룹 3의 보고서에서 자세히 기술된 행위자(actor)의 특

정 역할과 책임에 따라서, 모든 스마트 그리드 행위자(actor)의 참여에 의해 가능해진다.

따라서, 스마트 그리드 참여자는 본 보고서에서 아래와 같이 분류된다.

� 네트워크 운영자 : 송전 및 배전 시스템/네트워크 운영자

� 계통 사용자 : 발전업자, 소비자(모바일 소비자 포함하여), 저장 시스템 소유자

� 다른 액터 : 공급자, 미터링 운영자, ESCO(Energy Service Company) 사업자,

내용 제공 웹사이트(Aggregator), 애플리케이션 및 서비스 공급자, 전력 거래 플

랫폼 운영자

개념적으로, 몇 개의 스마트 그리드 참여자는 다른 스마트 그리드 참여자에게 기능성

들의 조합을 기반으로 한 서비스를 제공한다.

스마트 그리드 서비스는 전체적으로 발달된 전력 계통의 자유화 시장으로부터 사용

자가 필요한 결과물과 필요할 결과물로서 공통적으로 고려될 수 있으며, 파악될 수 있다.

스마트 그리드 서비스는 한 명 이상의 일차 수혜자(beneficiaries)와 한 명의 제공자가

관련되며, 환경적 조건과 사회적인 소비자를 궁극적으로 반영한 이득을 인식한다.


TTAR-04.0001 41

I.5. 스마트 그리드 상호 운용성 표준을 위한 NIST 프레임워크 및 로드맵 2.0

스마트 그리드는 주요 빌딩 블록의 공통적인 이해와 그들이 반드시 광범위하게 연관

되는 방법에 대한 공통적인 이해를 위한 시스템이다. 스마트 그리드는 주요 빌딩 블록과

어떻게 그들이 광범위한 이해 관계를 갖는지에 대한 공통적인 이해를 위한 복잡한 시

스템이다.


TTAR-04.0001 42

부록 II

ITU-T SG의 스마트 그리드 표준화 활동

II.1. SG2 Q. 13/2

Q. 13/2는 통신 관리를 위한 우선 순위 확인과 새로운 요구 사항의 연구에 대한 책임

이 있다. 이러한 책임 하에, Q.13/2는 스마트 그리드의 관리에 대한 연구 계획이 있다.

II.2. SG5 Q. 18/5

Q. 18/5. 스마트 그리드에 대한 활동은 Q. 18/5 내에서 개발 중인 방법론에 영향을

주어야 한다. SG5는 Q. 18/5에서 계발된 방법론을 이용하는 스마트 그리드의 환경적인

영향을 평가하는 것에 관심이 있을 것이다.

또한 SG5는 스마트 그리드의 전자기 적합성(EMC, Electro-Magnetic Compatibility)

측면에 대한 기여를 하려고 한다. 그러한 문제는 방사(emission)와 면역(immunity) 현상

이며, 9 kHz에서 150 kHz 주파수 대역에 제한되어 있다. 우리의 연구는 즉, 홈 자동화

및 스마트 미터링 서비스에 홈 네트워크 서비스 영향을 주고 있는 이 주파수 대역(예, P

V 판넬의 인버터들)에서의 교란 원인을 포함한다.

II.3. SG9 Q. 4/9

II.3.1. Q. 4/9

Q. 4/9 –스터디 그룹 9의 범위에 있는 선진화된 콘텐츠 보급 서비스를 위한 API

‘디바이스 집적화를 위한 API의 조합’, ITU-T draft new Recommendation J.hadi

이 초안은 TV와 관련된 장치들(예, STB)과 댁내 장치들 사이의 장치 조합을 지원하기

위한 능력이 있는 TV 콘텐츠에 대한 API를 정의하려고 한다.

II.3.2. Q. 5/9

Q. 5/9 –선진화된 콘텐츠 보급 서비스의 수신을 위한 셋톱 박스 또는 범용의 통합 수

신기를 위한 기능적인 요구 사항

ITU-T Recommendation J.294(J.rg-req), ‘cable television networks(종합

유선 방송망) 위에서의 IP기반의 양방향 서비스와 방송을 지원하기 위한 가정용


TTAR-04.0001 43

게이트웨이 요구 사항’

이 권고 사항은 종합 유선 방송 방위에서의 IP 기반의 양방향 서비스와 방송을

지원하기 위한 가정용 게이트웨이(RG)를 위한 기능적인 구조와 요구 사항, 목적에

대하여 기술한다. 이 권고 사항은 가정용 게이트웨이의 logical entities를 형성한

기능적인 요소들에 대한 요구 사항을 설명한 것이다.

II.3.3. Q. 9/9

Q. 9/9 –홈 네트워크에서의 광대역 너머의 네트워크 기반의 콘텐츠 보급의 확장

ITU-T draft new Recommendation J.lasdp-req, ‘cable network(케이블망)을 위

한 서비스 전달 플랫폼과 로컬 어플리에이션을 위한 기능적인 API 요구사항’

본 새로운 권고 사항은 케이블 홈 네트워크 환경에서의 LASDP(Local Applicati

on and Service Delivery Platform)을 위한 기능적인 요구 사항을 정의한다. 로컬

애플리케이션 서비스 전달 플랫폼은 홈 네트워크의 케이블 가입자에게 선진화되고

형식적인 애플리케이션과 서비스를 전달하기 위해서 케이블 서비스 제공자와 제

3자 실체(third party entities)가 프로그래밍 인터페이스와 기능을 제공하기 위해

홈 네트워크에 있는 개념적인 플랫폼이다. 내에 제공할 수 있게 하는 개념적인 플

랫폼이다. LASDP는 소비자와 서비스 제공자에 대한 더 많은 값을 창출하기 위해

네트워크 서비스 전달 플랫폼과 통신하고 인터네크워크 할 수 있다.

II.4. SG13

II.4.1. Q. 3/13

Q. 3/13은 스마트 그리드와 관련된 다음과 같은 권고 사항을 개발했다.

� Y.2221, ‘NGN 환경에서의 유비쿼터스 센서 네트워크(USN, Ubiquitous Sensor N

etwork)와 서비스의 지원에 대한 요구사항’ : 이 권고 사항은 유비쿼터스 센서 네

트워크의 기술의 일반적 특성과 USN 애플리케이션과 서비스를 제공한다. 또한

USN 애플리케이션과 서비스의 서비스 요구 사항을 분석하고, 서비스 요구 사항

을 기반으로 확장되거나 새로운 NGN 자격 요구 사항을 상세화한다.

본 권고 사항은 스마트 그리드의 목적으로 사용될 수 있는 유비쿼터스 애플리케

이션을 다룬 것처럼 스마트 그리드와 관련된 것이다.

� Y.2240, ‘NGN 서비스 통합과 전달 환경에 대한 요구사항과 자격요건’ : 본 권고

사항의 목적은 USN 애플리케이션과, M2M, 클라우드 서비스를 포함한 다양한 애

플리케이션의 지원을 위한 메커니즘의 규정과 NGN의 다른 도메인으로부터의 통

합 자원을 포함하고, NGN-SIDE(NGN Service Integration & Delivery Environm

ent) 에코시스템 내의 다양한 기능을 지원하기 위한 NGN 내의 전달 환경과, 서


TTAR-04.0001 44

비스 통합을 위한 요구 사항과 자격 요건을 제공하는 것이다. 본 권고 사항은 스

마트 그리드 목적으로 사용될 수 있는 다양한 애플리케이션의 지원과 관련된 것

이다.

� Y.MOC-Reqts, ‘NGN 환경에서의 기계 중심의 통심 애플리케이션 지원을 위한 요

구사항’ : 본 권고 사항은 MOC 애플리케이션의 일반적인 특징과 상세 설명을 제

공한다. 또한 서비스 요구 사항 기반의 새로운 또는 확장된 NGN 자격 요건을

명시하며, MOC 애플리케이션의 서비스 요구 사항을 분석한다. 본 권고 사항은

스마트 그리드 애플리케이션 목적으로 사용될 수 있는 M2M과 관련된 내용이다.

II.4.2. Q. 12/13

Q. 12/13은 스마트 그리드와 관련된 다음과 같은 권고사항을 개발했다.

Y.2281(Y.NGN-vehicle), ‘NGN을 이용한 애플리케이션과 네트워크화된 자동차

서비스의 프레임워크’

본 권고 사항은 NGN의 전후 관계에서의 애플리케이션과 네트워크화된 자동차

서비스의 프레임워크를 설명한다. 본 권고 사항은 NGN을 이용한 애플리케이션

과 네트워크화된 자동차 서비스의 지원의 필요성을 고려한 요구 사항뿐만 아니

라 네트워크화된 자동차와 NGN사이의 관계를 확인한다. 또한, NGN 유능한(cap

able) 네트워크화된 자동차의 프레임워크 구조와 지능형 교통 시스템(ITS) 인프

라는 네트워크화된 자동차와 함께 조합된 NGN의 통신 특징을 지원하기 위해 기

술한다. 특히, ITU-Y Y.2281은 아래와 같이 스마트 그리드를 위한 V2G 인터페

이스를 명시한다.

� Vehicle-to-grid(V2G) communications : 스마트 충전(smart charging)을 위한

전력 계통 회사(utility grids)과 네트워크화된 자동차 사이의 통신과 관련되어 있

다. 이더넷 너머의 전력선 어댑터 또는 IMT-2000/DSRC는 이러한 종류의 통신

에 사용될 수 있다. 그러나, 스마트 그리드를 지원하기 위한 상세한 설명이 없다.

그러므로, 전기 자동차를 위한 스마트 그리드와 관련된 활동은 ITU-T의 향후

작업으로 요구된다.

� Y.UbiNet-hn, ‘유비쿼터스 네트워킹을 위한 물체 간 통신 프레임워크’ : 본 권고

사항은 유비쿼터스 네트워킹과 모든 목적의 확인과 그들의 연결성(connectivity)

을 제공하기 위한 현재 몇몇의 기술적인 고려와 유비쿼터스 네트워킹을 위한 물

체간 통신의 요구 사항과 개념을 설명한 것이다. 이 권고 사항은 또한 애플리케

이션∙서비스에 대한 고려 사항을 제공한다. 본 권고 사항은 스마트 그리드와 관

련된 주제(topic)중에서 M2M 통신과 관련된다.


TTAR-04.0001 45

� Living list on energy saving : 리빙 리스트(living list)는 스마트한 목적(smart o

bjects)과 NGN을 이용하는 에너지 절약을 위한 높은 수준을 검토를 제공한다.

이는 다양한 가전 제품의 제어에 대한 홈 자동화를 통하여 에너지를 절약하는

것과 관련된다.

II.4.3. Q. 21/13

Q. 21/13은 네트워크 에너지 절약의 개요에 대한 이름으로 개발되었으며, 미래 네트

워크의 필수 역량에 대하여 논의하고, 현재 에너지 절약 기술의 분류와 설명을 제공한다.

Q. 21/13은 또한 스마트 그리드의 요구 사항을 충족시킨 미래 네트워크 요구 사항을

개발할 것이다.

II.5. SG15

II.5.1. Q. 1/15

Q. 1/15는 두 개의 홈 네트워크 관련된 권고 사항을 생산하였다; 한 개는 G. 9970

‘일반적 홈 네트워크 전송 구조’, 다른 한 개는 G. 9971 ‘IP 홈 네트워크의 이동 함수의

요구사항’.

작년, Q. 1/15는 ‘망 접속 형태(network topology)를 확인하기 위한 프로토콜’인 새로

운 권고 사항 초안 G.phnt를 개발하였다.

G.phnt는 일본 전신 전화 기술 위원회(TTC) 표준 JJ-300.00와 홈 네트워크 위상 식

별 프로토콜(HTIP)을 기반으로 한다.

개요(그 때 당시 G.cmhn으로 불리던)는 2010 년 6 월 SG 15 미팅 이후에 주석(com

ment)을 위해 순환되었으며, 초안은 2010 년 11 월 Q. 1/15 미팅 이후에 순환되었으며,

2011 년 2 월 SG15 미팅에서 주석(comment) 처리되었다.

II.6. SG16

II.6.1. Q. 2/16 & Q. 12/16

Q. 2/16과 Q. 5/16은 어떠한 것도 스마트 그리드와 관련된 것으로 보지 않았다.

우리는 MCU 또는 게이트 키퍼, 모든 방향에서의 종단을 확장하는 기능이 아니라, 전

력 관리 기능에 초점을 둔 작업으로 이해하였다. 만약 확장하는 기능으로 이해하였다면,

어떠한 기능이 어떻게 전력 관리 요청에 응답할 수 있는지에 대한 것이 명확하지가 않

다. 우리는 그들의 작업에 도움을 주는 어떠한 질문이라도 환영할 것이다.

II.6.2. Q. 3/16


TTAR-04.0001 46

현재 H.248.x 권고 사항과 관련된 스마트 그리드 활동은 없다. 향후 작업 아이템은

게이트웨이 내의 전력 절감을 다룰 수 있지만, 현재는 아무런 계획된 활동이 없다.

II.6.3. Q. 5/16

Q. 5/16의 연구 분야는 ‘기후 변화에 대한 부정적인 영향을 완화하고, 온실가스(GHG,

greenhouse gas) 배출을 감소시키는 긍정적인 영향을 조장하기 위해서 텔레프레즌스

시스템을 개선하는 방법에 대한 고찰’을 포함한다.

그러므로, 원거리 영상 회의실(telepresence room)과 장비를 위한 전력 관리의 고찰

은 Q. 5/16의 범위 내에 포함된다. 지금까지 우리는 이 주체에 대한 어떤 기여도 수신

하지 않았다. 그러나, Q5/16 전문가는 전력 사용이 많은 원거리 영상 회의실을 관찰하

고, 사용하는 동안에는 냉방 및 환기를 종종 요구한다. 적절한 전력 관리 서비스는 장비

의 신속한 기동을 제공하고, 정상 동작 시간에 벗어난 장비의 사용에 대한 고려가 필요

하다.

II.6.4. Q. 13/16

스마트 그리드에 대한 작업 아이템이 없다. 몇 몇 애플리케이션은 스마트 그리드가 개

발한 것과 관련이 있다.

II.6.5. Q. 21/16 & Q. 22/16

지금까지, USN은 스마트 그리드와 약간의 관련이 있으나, NID는 관련 없을 것이다.

II.6.6. Q. 25/16

Q. 25/16은 스마트 미터링 시스템의 요구 사항을 지원하기 위한 USN의 자격 요건(ca

pabilities)을 정의하는 F.USN-SM(스마트 미터링 시스템의 요구 사항 지원을 위한 USN

자격 요건)을 현재 개발하고 있다.

스마트 미터링은 전형적인 애플리케이션과 서비스의 하나이기 때문에, F.USN-SM은

FG-스마트 그리드의 작업과 밀접하게 관련되어 있다. 게다가, Q25의 범위는 스마트 그

리드와 관련된 주제로서 확인되는 M2M과 밀접하게 관련된 USN 애플리케이션과 서비스

를 포함한다. 이에 관해서, Q25의 향후 작업은 FG-스마트 그리드의 작업과 밀접하게

협력해야 한다.

II.7. SG17

II.7.1. Q. 4/17


TTAR-04.0001 47

사이버 보안과 관련된 스마트 그리드의 작업 일부는 ITU-T X.1500에 설명된 사이버

보안 정보 교환 기술(CYBEX, Cybersecurity Information Exchange Techniques)을 작

업 중인 Q. 4/17 과 결합하고 있다.

CYBEX 활용사례는 아래 설명된 것처럼 다양한 포럼에서 이미 개발하였으나, 스마트

그리드 보안에 특히 초점을 둔 것은 명확하게 없었다.

일반적으로, Q4/17은 아래와 같은 로드맵을 권장할 것이다.

가) ‘스마트 그리드 보안 서비스 아키텍처’ 개발 – 어떠한 다른 참조 아키텍처

에

도 매핑될 수 있게 한다.

나) 스마트 그리드 위협을 확인하고 위협 분류 체계를 개발한다.

다) 어느 보안 서비스가 위협을 다룰 것인지 확인한다.

라) 보안 제어를 정의하기 위한 보안 서비스와 관련된 서비스 파라미터∙특징에

대한 예를 든다.

마) 스마트 그리드 위협에 대한 보안 제어의 형식적 맵핑을 만든다.

바) 보안 체제와 맵 제어를 위한 도메인(법규 준수 포함)을 확인하다.

사) 실행과 평가를 위한 전략을 개발한다.

Q. 4/17은 또한 CYBEX와 관련있는 다음 자료를 제안한다.

NIST twiki의 이러한 문서는 Q.4/17에 의해 어떠한 재검토 없이 참조를 위한 연락이 포

함된다.

Ref:

http://collaborate.nist.gov/twiki-cloud-computing/bin/view/CloudComputing/Cloud

Security

____________


TTAR-04.0001 48

기술보고서 작성 공헌자

기술보고서 번호 : TTAR-04.0001

이 기술보고서의 제정∙개정 및 발간을 위해 아래와 같이 여러분들이 공헌하였습니다.

구분 성명 위원회 및 직위 연락처 소속

과제 제안 이일우 기술분과위원 042-860-5411 ETRI

초안 제출 이일우 기술분과위원 042-860-5411 ETRI

기술보고서 초안

검토

및 작성

박호진 디지털홈 PG 의장 [email protected] ETRI

외 PG 위원

기술보고서안

심의

민경선 전송통신기술위원회

의장

[email protected] KT CS

외 TC 위원

사무국 담당 심성구 - [email protected] TTA


정보통신기술(ICT) 관점에서의 스마트 그리드 참조 모델(기술보고서) (Smart Grid Overview : Information and Communications Technology

Perspective)

발행인 : 한국정보통신기술협회 회장

발행처 : 한국정보통신기술협회

463-824, 경기도 성남시 분당구 서현동 267-2

Tel : 031-724-0114, Fax : 031-724-0019

발행일 : 2012. 11.

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