AMI 원격 모니터링 시스템은 저전력 광역 통신망을 이용해 전력, 수도, 가스 등 다양한 이종 에너지정보 데이터의 통합 계량이 가능한 다채널 스마트 미터링 기술이다. AMI 시스템은 물론 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 공장, 스마트 시티, 스마트그리드 분야 등 다양하게 활용된다. AMI 원격 모니터링 시스템 분야 특허 기술 트렌드 및 시장 동향을 살펴본다.   <편집자>

국내 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 시스템 ※ 출처: 원격검침인프라(AMI), 한국신용정보원, 2018

스마트 그리드를 구현하는 핵심 요소기술

스마트 그리드는 기존 전력망에 정보․통신 기술을 접목해 공급자와 수요자간 양방향으로 실시간 전력 정보를 교환함으로써 지능형 수요관리, 신재생 에너지 연계, 전기차 충전 등을 가능하게 하는 차세대 전력 인프라 시스템이다.

AMI(Advanced Metering Infrastructure), EMS(Energy Management System), ESS(Energy Storage System), 전기차 및 충전소, 분산전원, 신재생 에너지, 양방향 정보통신기술, 지능형 송․배전시스템 등으로 구성된다.

스마트 그리드의 주요 분야인 AMI는 최종 전력 소비자와 전력회사 사이의 전력서비스 인프라로 스마트그리드 실현에 필수적인 핵심 인프라 시스템이다. 전력 공급자와 수요자의 상호 인지 기반 DR 시스템 구현 및 운영을 위한 중요한 수단이다.

또한, 다양한 유형의 분산전원 체계, 배전지능화 시스템 등과의 정보 연계 등 미래 지능형 전력망 운용을 위해 요구되는 최우선적으로 구축해야 할 지능화 전력망 인프라이다.

AMI 기술은 가스, 전기, 열, 온수, 수도 등의 유틸리티 공급자가 고객의 에너지 사용량을 원격으로 자동 검침하고, 이에 따라 정확한 에너지 공급과 과금, 보고 등의 서비스를 제공하며, 스마트미터를 기반으로 소비자․생산자간 양방향 정보소통이 가능하도록 연결해주는 네트워크 시스템을 말한다.

AMI 네트워크 구조 ※ 출처: LG CNS 홈페이지

기계식 미터기 + IT기술 융합

AMI는 기존의 기계식 미터기 제조업체들이 IT기술을 결합해 시장을 주도하고 있으며, 주요업체는 미국 Itron, 유럽 Landis+Gyr 등이 스마트그리드 영역에서 미터링 기술에 기반한 스마트그리드 구축 경험을 기반으로 사업영역을 확장하고 있다.

AMI 시스템은 AMR(자동원격검침) 제조업체들 주축으로 시장을 형성하고 있으나, IT기술과의 통합이 필수적이기 때문에 S/W 및 시스템 구축에 경쟁력을 갖고 있는 업체들도 활발히 참여하며 경쟁구도를 형성하고 있다.

AMI(Advanced Metering Infrastructure)구성도 ※ 출처: Kepco 홈페이지, http://www.kepco.co.kr

주요 AMI 시스템은 미국의 IBM, SAP, Oracle 등이 S/W플랫폼을 제공하고 있으며, Google은 GE 및 Tendrill, Energy Inc. 등의 계측기기 제조사와, Microsoft 등은 프랑스 Alstrom 등과 제휴를 통해 소비자단에서의 스마트그리드 영역에 진출한 상황이다.

국내는 AMI 구축을 위해 2020년까지 저압 고객을 대상으로 1,800만 개의 스마트미터를 보급할 예정이다. KEPCO는 고객의 월간 전력사용량에 따라서 경제형(E-type) 스마트미터와 일반형(G-type) 스마트미터로 구분해 병행 설치하는 방향으로 추진한다.

주요 특허 기술을 살펴보면, 한전KDN이 등록한 ‘PIC 기반 유무선 AMI 장치를 이용한 복합 전력 검침 시스템’ 특허는 검침 장치와 지그비 통신으로 검침 데이터 요청리스트를 전송하고 전력 데이터 검침을 수행하는 방법에 관한 기술이다.

삼성전자가 등록한 ‘전력 모니터링 장치’ 특허는 가전 ​​제품에 외부 형태로 연결해 통신 및 전력 측정 등 전력 모니터링 기능을 제공함으로써 가전 제품에 전력 모니터링 장치를 통합 할 필요가 없다.

삼성전자가 등록한 ‘전력 모니터링 장치’ 특허

2030년까지 약 7조원 투자.. 전력IT 기술개발

스마트그리드는 통신, 가전, 건설, 자동차, 에너지 등 산업 전반의 차세대 신성장산업 창출과 신재생에너지 사업 투자를 촉진해 다양한 신 비즈니스 모델을 창출하고 있다. 세계 각국은 스마트그리드 시장을 선점하기 위해 스마트그리드의 구축·운용, 관련기기 적용 등의 성과를 보여주는 노력의 일환으로 실증단지 및 시범사업을 경쟁적으로 추진 중이며, 스마트그리드 기술 표준화를 위한 노력 중이다.

한국은 2005년부터 전력IT를 중심으로 R&D사업을 추진해 왔으며, 전력IT 기술개발 성과를 기반으로 스마트그리드 핵심 기술개발을 위해 스마트그리드 실증사업, 확산사업, 보급사업을 포함해 2030년까지 약 7조원의 투자를 계획하고 있다.

세계 스마트그리드 하드웨어(좌) 및 소프트웨어(우) 분야 시장 규모 ※ 출처: Global Smart Grid Networking Market, Technavio,(재구성)

스마트그리드 관련기술이 전력산업, 가스산업 뿐만 아니라 물산업, 자원개발 산업에서도 적용범위가 확산되고 있는 현재, 에너지 지능화 차원에서 스마트그리드를 재해석할 필요가 있다. 앞으로 에너지산업은 지속적으로 지능형 기술의 도입 범위를 넓혀나갈 것이며, 이는 에너지산업의 가치사슬, 시장역학 등을 재편하면서, 다양한 정책 이슈를 만들어낼 것으로 보인다.

국내 AMI 원격 모니터링 시스템 시장은 2018년 5,088억 원 규모로 예측되며, 연평균복합성장률 12.23%로 증가해 2023년에는 1.78배 성장한 9,059억 원 수준이 될 것으로 전망된다.

기술&시장 분석 시리즈는 한국발명진흥회 지식재산평가센터가 다년간 축적해온 기술시장 자료를 기반으로 작성됐다. 기술가치평가는 사업화하려는 기술이나 사업화된 기술이 해당 사업을 통해 창출하는 경제적 가치(금액)를 시장에서 일반적으로 인정된 가치평가 원칙과 방법론에 입각해 평가하는 작업이다. 한국발명진흥회 지식재산평가센터는 기술이전 및 사업화 촉진에 관한 법률 제 35조, 발명진흥법 제28조 등에 따른 정부 공인 기술평가기관이다.