일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2022.4.5

가시화된 차세대 스마트미터의 실상
전력회사 10개사, 스마트미터 사양 통일
5분 단위 계측으로 배전 운용을 고도화

일본 최초의 전기를 사용한 가로등이 도쿄 긴자에서 점등된 때가 1882년이다. 그 이후 국내의 모든 장소에 전력망이 깔리기 시작했다. 이 전력망이 100년에 한 번 있는 변혁기를 맞이하고 있다. 바로 사업자와 이용자 사이에서 전력을 서로 융통하는 ‘스마트 그리드(차세대 송전망)’ 대응이다.

스마트 그리드의 실현에는 실시간으로 전력의 이용 상황을 파악하는 시스템이 필수다. 그래서 사용되는 것이 ‘스마트 미터’다. 스마트 미터는 전자식 전력/가스/수량계로, 통신기능을 내장해 이용자 측의 에너지 사용량을 원격 감시할 수 있다. 전력 업계에서는 도쿄전력이 14년도에 도입을 시작한 것을 계기로, 종래의 아날로그 방식에서 스마트 미터로 본격적으로 대체되기 시작했다. 공장이나 오피스 빌딩 등에서 사용되는 고압용 미터는, 16년도에 도입이 완료되었다. 일반가정 등에서 사용되는 저압용은 24년도 말까지 도입을 완료할 예정이다.

-- 사양 통일로 조달 비용 저감 --
전력 미터의 사용 기한은 최장 10년으로 법률로 정해져 있다. 즉 24년에는 처음에 도입한 스마트 미터의 교체가 시작된다. 이를 기회로, 더욱 더 고도의 용도로 이용할 수 있는 차세대 미터로 교체하는 것을 계획하고 있다. 전력 수급의 안정화나 이용자 측의 편리성 향상 등을 목표한다.

스마트 미터는 전력 사용량 등을 계측하는 ‘계량부’와, 계측한 데이터를 송수신 하는 ‘통신부’로 크게 나뉜다. 저압용 미터는 도쿄전력 파워 그리드나 주부전력 파워 그리드 등 8사가 채용하는 ‘일체형(계량부와 통신부가 일체)’과, 간사이전력 송배전과 규슈전력 송배전이 채용하는 ‘유닛형(계량부와 통신부가 세퍼레이트)’의 2종류가 있다. 차세대형에 관해서는 “조달 비용의 저감이나 사업자 사이에서의 미터의 융통성 등을 고려해 일반 송배전 사업자 10사에서 사양을 통일할 방침이다”(송배전망협의회). 또한 일반 송배전 사업자란, 전력자유화의 일환으로서 발전과 송배전 분리에 의해 독립된 송전망 운영회사를 가리킨다.

자원에너지청은 20년 9월부터 22년 3월에 걸쳐 ‘차세대 스마트 미터 제도 검토회’를 개최, 전문가와 업계 관계자를 모아 차세대형에 요구되는 기능 등을 검토했다. 자원에너지청은 22년 3월 8일, 검토회에서 정리한 안을 공개했다. 22년 3월 하순에는 이 정리안에 대한 퍼블릭 코멘트(의견 모집)를 실시했다. 퍼블릭 코멘트를 반영한 것을 초안으로 삼아, 이르면 22년 상반기에 상세한 사양서가 작성될 예정이다.

처음에는 24년도부터 차세대형으로 치환을 시작할 예정이었다. 그러나 차세대형에 대한 논의를 거치면서 일정을 정밀히 조사해 1년 늦추기로 했다. 24년도에 사용 기한을 맞이하는 미터는 현행형 신품으로 교환하는 데 그치고, 34년도에 전체 교체 완료를 목표할 계획이다.

-- '5분치(値)'로 배전 계통의 운용을 고도화 --
차세대형 스마트 미터의 신기능에서 핵심이라고 할 수 있는 것이 ‘5분치(値)’ 기능이다.

스마트 미터의 통신 경로는 크게 2개다. 전력사업자에 있는 ‘미터 데이터 관리 시스템(MDMS)’과 연결되는 통칭 ‘A루트’와, 집합주택이나 빌딩의 에너지관리시스템(EMS)으로 연결되는 통칭 ‘B루트’다. A루트는 계측한 데이터를 전력사업자에게 전송하는 ‘자동 검침’ 등에 사용한다. 현행형 미터에서는 이용자의 전력 사용량을 30분 단위로 취득(30분치)하고, A루트 경유로 전력사업자에게 전송하고 있다. 전력사업자는 이 데이터를 바탕으로 전기요금 등을 계산한다.

차세대형은 이와 더불어 이용자의 전력 사용량이나 전압 등의 데이터를 5분 단위로 계측해 전송할 수 있다. 이게 ‘5분치’이다.

종래의 운용에서는 고압 전선로에 설치한 센서 내장 개폐기(센서 개폐기)로 계통 전체의 전기 흐름이나 전압을 감시∙제어해 왔다. 그러나 태양광발전시스템 등의 재생가능에너지가 도입되면, 치밀한 전력 수급의 파악과 제어가 요구된다. 재생가능에너지는 발전량이 기후 등의 상황에 좌우되기 때문이다. 재생가능에너지에 의한 전력의 공급이 수요를 넘으면, 전력망의 전압이나 주파수 등의 전력 품질이 떨어지거나 생각 외의 역조류(이용자 측에서 계통 측으로 전기가 역류하는 현상)가 발생해 정전을 초래할 우려가 있다.

“그래서 차세대형에 의한 5분치를 활용해, 배전 계통의 세세한 감시∙제어를 목표하는 것이다”(송배전망 협의회). 5분치 데이터를 분석하여 전기의 흐름이나 전압 제어 등에 유용하게 활용한다. 예를 들면, 특정 구역에서의 전력 수급이나 전압 변동 등을 실시간으로 분석해 전기의 흐름이나 전압을 치밀하게 제어한다. 이를 통해 재생가능에너지를 보다 많이 수용하도록 한다. 결과적으로 재생가능에너지의 도입 확대로 이어진다.

다만 모든 미터의 5분치를 전력회사에 전송하는 것은 비용적으로 무리다. “A루트의 통신 부하나, 5분치를 받는 시스템의 부하가 매우 커지기 때문이다”(어느 전력업계 관계자). 그래서 일부의 미터에서 수집한다. 전체상은 통계적인 방법 등을 이용해 보충하는 접근법이다.

차세대형에서는 모든 미터가 5분치를 본체 내에 보존한다. 이 중 10% 정도의 미터로부터 히스토리컬 데이터로서 수일 이내에 수집한다. 또한 3% 정도의 미터로부터 실시간 데이터를 10분 이내에 수집한다. 5분치의 활용으로 얻을 수 있는 편익과 통신∙시스템의 증강에 드는 비용을 계산해 수집하는 미터의 비율을 결정했다고 한다.

-- 끝 --