이지웅

1. 스마트 그리드란 ? (1) 스마트 그리드 구축효과 (2) 구성요소 (3) 추진배경 2. 국내외 현황 (1) 주요국 추진현황 (2) 국내 추진현황 3. 스마트그리드 보안 위협 종류 (1) AMI 에서의 보안 위협 (2) 전력망에서의 보안 위협 ※ 참고문헌

 기존 전력망에 ICT 를 접목하여 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환, 에너지효율을 최적화 하는 차세대 전력망.

① 에너지 효율 최적화 - 현재 전기 에너지 소비는 여름과 오후 시간대의 피크를 형성하고 편차가 크 기 때문에 비효율적임 [ 시간대별 전력소비량 ]

② 자발적 에너지 절약 유도 - 스마트 그리드 환경에서는 전력수급 상황별 차등 요금제를 적용하여 전기 사용자들에게 전기사용량 및 요금을 실시간으로 보여줌으로써 자발적인 에 너지 절약을 유도함 - 저렴한 시간대에 자동으로 작동하는 전자제품 - 심야전력을 이용하여 충전하는 전기자동차 - 태양광발전으로 냉난방 등 남은 전기는 전력 거래시장을 통해 재판매

③ 설비투자 절감 효과 - 스마트그리드 구축시 전기에너지 절약효과는 약 6% 예상 - 발전설비는 피크 소비량에다가 10% 정도 예비력을 감안하여 증설이 되므로 피크 전력 감소에 따른 설비투자 비용 절감 가능 - 피크 전력 6% 감소시 연간 1 조 6 천억원의 설비 투자 비용이 절감

④ 신재생 녹색에너지 확대 - 신재생 에너지는 일조량이나 바람의 세기에 따라 전력생산이 불규칙하여 현재의 전력망으로 수용하는데 한계가 있음. 따라서 신재생 에너지는 이러 한 계통 연계문제가 해결 될 때 확대 보급 가능함.

⑤ 전기자동차 인프라 및 전력망 구축 - 정부는 2015 년 까지 120 만대의 전기자동차 보급 계획

⑥ 전력품질 및 신뢰도 향상 - 향상된 IT 기술과 새로운 저가의 스마트 센서 도입으로 실시간 데이터 취득 - 실시간의 정확한 모니터링 데이터 분석 프로그램을 개발하여 시스템 위험 요소 사전제거 - 지능화된 전력기기와 인공지능 운영시스템을 구축하여 전력망 운영 최적화

① 기후변화 대응 - 국가 온실가스 목표 달성을 위해서는 저탄소 녹색성장 인프라 구축시급 - 우리나라의 GDP 대비 온길가스 배출량은 OECD 국가 평균치의 1.6 배 수준 - 온실가스 감축을 위해서는 신재생에너지, 전기차 등 청정에너지원, 환경친화적 교통, 가전등의 보급 확대 필요 - 출력의 변동이 심한 신재생에너지를 자유롭게 전력망에 연계 시킬 수 있는 스마트한 제어 시스템 구축이 필수

② 에너지 효율 향상 - 고유가 지속 및 자원 민족주의 강화에 따라 지속가능한 성장을 위해서는 에너지 자립 및 에너지 저소비 사회로의 전환이 필수 - 에너지 절약을 위해 전기요금 차등제, 누진제 등을 운영 중이나 낮은 가격 및 사용의 편리성으로 전력소비는 증가 추세 - 특정 시간대에 집중된 전력소비 패턴으로 인해 발전설비 이용효율 저하 및 발전소 건설에 막대한 투자 비용소요

③ 신성장동력 창출 - 세계 스마트그리드 시장이 급격히 성장할 것으로 전망됨에 따라 반도체, IT 의 뒤를 잇는 신성장동력으로 육성할 필요 * 07~30 년간 전세계 전력분야 예상 투자비용 : 13.6 조 불 (IEA/WEO2008) - 스마트그리드는 전력과 중전은 물론 통신, 가전, 건설, 자동차, 에너지 등 산업 전반과 연계되어 큰 파급효과 기대

구 분구 분내 용내 용 전력시장 `30 년까지 누적시장 규모 : 1 경 5,000 조 원 - 발전 시장 규모 : 7,500 조 원 - 송, 배전 시장규모 : 7,500 조원 스마트 그리드 시장 미국시장 : (`09 년 ) 23 조 5,000 억원 → (`14 년 )47 조원 세계시장 : (`09 년 )76 조 2,000 억원 → (`14 년 )188 조 5,000 억 원

(1) 주요국 추진현황 ① 미국 * 에너지 자립 및 노후 전력망의 현대화를 통한 경기부양 - `03 년에 Grid2003 국가비전을 발표, `09 년부터 경제회복 및 재투자법에 따라 전력망 현대화에 45 억 달러 투자 - `08 년부터 시범도시 ( 콜로라도주 볼더시 ) 를 지정하고 스마트계량기 5 만여개 및 전기차 600 여대 보급등 실증사업 추진 - 49 개주 100 개 스마트그리트 프로젝트에 매칭펀드 형태로 총 81 억달라 투입발표

(1) 주요국 추진현황 ② EU * 신재생에너지 보급확대 및 온실가스 감축 목표 설정 - `06 년에 유럽전역네트워크의 유연성, 저탄소 에너지원의 용이한 접근, 신뢰성, 경제성을 충족시키기 위해 스마트그리드를 구축하는 Smart Grids Vision & Strategy 발표 - `07 년에 스마트그리드 전략적 5 대 연구분야 선정 - `08 년에 스마트그리드 전략적 6 대우선 구현분야 선정

(1) 주요국 추진현황 ③ 일본 * 태양광 발전의 계통 연계를 위한 마이크로그리드 확산 - `09 년 기술개발 로드맵 수립 착수, `09~`10 년간 100 억엔 규모의 기술개발 진행중 - 민간기업 중심으로 스마트그리드 분야 표준화를 추진 중이며, 태양광 발전 확대를 위한 실증사업을 전국 10 개 섬에서 추진 - `10 년 요코하마, 키타규슈, 도요타, 간사이 4 개 도시를 스마트그리드 실증 지역으로 선정, 5,000 세대 대상으로 5 년간 1,000 억엔 규모 사업 추진 ④ 중국 * 송전계통의 강화 및 전력자원의 최적 배분에 초점 - 국가전망공사, 스마트그리드 종합추진 계획 3 단계로 진행될 예정으로 2020 년까지 총 4 조 위안 이상 투자 계획

(2) 국내 추진현황 ① 산업 및 인프라 - 세계적 수준의 전력, 통신 인프라 구비, 유관산업분야 Global-Top 기업군 보유 - 한국전력은 전력품질 및 효율 향상을 위해 송배전망 지능화 등에 연간 4.7 조원 수준의 투자 지속 - 세계 최고수준의 반도체, 디스플레이, 가전산업 등 유관 기업 보유 ② 기술개발 - `05 년 부터 총 2,532 억원 규모의 전력 IT 기술개발을 선제적으로 추진. 중전, 반도 체 등 관련업계도 상당한 기술력 보유 - 스마트 미터 : 수용가별 특성을 고려, 경제형 및 일반형으로 구분하여 개발 중이 며 `10 년 부터 연 130 대 보급 - 전기차 충전기 : 급속, 완속 등 다양한 충전방식 개발 및 표준화를 추진중이며 `11 년부터 보급 가능 - 전력저장장치 : 민간기업은 세계 유수의 자동차 업계에 배터리를 공급할 정도로 세계적 수준의 제조기술 보유

(2) 국내 추진현황 ③ 실증사업 - 기술개발 성과의 실증 및 비즈니스 모델 개발을 위해 제주도를 실증단지로 지정하고 민간 컨소시엄 구성완료. - IT, 에너지 등 170 여개 민간기업 참여를 바탕으로 `13 년까지 2,395 억원을 투 입하여 실시간요금, 전기차 충전, 신재생 등 실증

(1) AMI 에서의 보안 위협 ① 펌웨어 조작 : 보호된 공간에 위치하지 않은 모든 기기들은 일차적으로 펌 웨어 조작의 위험성에 노출되어 있다. 특히 보안 기능을 갖는 모든 기기들은 암호화를 위하여 암호키를 펌웨어 형태로 내장하게 되는데 펌웨어를 해독함 으로써 장치의 설정되어있는 암호키를 알아내어 정보가 유출될 수 있다. ② 과금 정보 변경 : AMI 장치간에 교환되는 정보 중 에너지 사용 정보 혹은 가 격 정보 메시지를 조작하여 전송하는 공격이 가능하다. 메시지 위변조 공격 에 의한 피해는 현재의 인터넷 뱅킹 수준에 버금가는 영향을 미친다. ③ 인증키 및 전력 사용정보 노출 : AMI 서비스에서 유출될 수 있는 주요 정보 는 인증키가 있다. 키 사용 방식에 따라서 키 관리 서버는 장치들에게 새로운 암호키를 주기적으로 전송하기 때문에 인증키가 유출될 수 있다.

(2) 전력망에서의 보안 취약점 ① 펌웨어 ② 서비스 거부 공격 : 전력망의 SCADA 서버와 DAS 서버 등은 현재 분리된 방 에서 보호된 영역에 존재하고 있기 떄문에 서비스 거부 공격의 가능성이 적 고 공격이 발생하더라도 이에대한 긴급하고 용이한 대처가 가능하다. 하지만 전력 계통 운영 장치들은 넓은 지역에 무인 시스템으로 존재하고 있기 때문 에 서버에 대한 공격보다 운영 장치들에 대한 사이버 공격의 가능성이 더 높 다. ③ 전력망 장치 오작동 : SCADA 시스템의 서버와 단말 장치들 간에는 수시로 측정되는 전류, 전압 등의 데이터와 단말 장치를 제어하기 위한 제어 메시지 를 교환한다. 이러한 측정 데이터와 제어 메시지를 변경해서 자동화 스위치 의 상태를 임의로 조작하여 정전을 유발시키는 공격이 있을 수 있다. ④ 주요기기 해킹 공격 : 네트워크 상의 모든 노드에 대한 수동적인 형태의 공 격으로 악성코드에 의해 오동작을 유도하거나 부분적으로 기능을 정지시키 는 공격이 있을 수 있다.

 지능형전력망협회 :  KEPCO :  한국스마트그리드 사업단 :