BACnet-ZigBee 기반의 빌딩 스마트그리드에서 수요응답 설계 및 구현

Abstract

현재의 전력망은 20세기 초에 설계된 기술로 오늘날의 급증하는 전력 수요 대응에 한계점에 도달하였다. 또한, 산업화와 도시화의 진전으로 석탄, 석유등의 화석연료의 소비는 온실기체의 증가를 야기하였고 온실기체의 증가에 따라 지구온난화가 지속되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 기존 발전원의 전환과 미래의 전력 수요에 유연하게 대응할 수 있는 새로운 전력망인 스마트그리드의 도입이 요구되고 있다. 스마트그리드는 기존 전력망에 IT 기술을 결합하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보 및 전력에너지를 교환하여 에너지효율을 최적화하는 차세대 전력망이다. 스마트그리드는 에너지 공급자에서 소비자에 이르는 전력 시스템의 모든 것을 포함하고 있다. 스마트그리드는 기존의 전력망과 다르게 소비자 측면의 에너지 사용과 밀접하게 관련이 있다. 스마트그리드에서 공급자는 소비자의 에너지 사용량을 실시간으로 검침하여 에너지 사용량에 따라 전기요금을 차등 부과하는 시스템이 적용되고 사용자는 에너지를 효율적으로 관리하게 되는데, 이를 위해서는 스마트그리드의 AMI(Advanced Metering Infrastructure)와 DR(Demand Response) 기술이 요구된다. 현재 국가 전체 소비에너지의 40% 가량이 상업용 빌딩에서 소비 되는 것을 감안한다면, 이러한 시스템의 도입은 일반가정 보다는 빌딩에 우선 적용이 될 가능성이 크다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 빌딩에서의 스마트그리드 적용을 위해서 빌딩용 자동화 프로토콜인 BACnet과 스마트그리드 프로토콜로 주목 받고 있는 ZigBee간의 DR 기능 방법을 소개하고 장치 개발에 대해서 논의한다. 또한 빌딩의 사무실 환경을 구성하고, 이에 스마트그리드 시스템 적용을 위한 네트워크를 구축하는 방법에 대해 논의한다.