[인더스트리뉴스 권선형 기자] 에너지 분야에 ICT 기술을 적용한 AMI(지능형 전력계량 시스템, Advanced Metering Infrastructure)는 스마트미터를 기반으로 소비자와 생산자 간 양방향 정보소통이 가능하도록 연결해주는 네트워크 시스템이다. 양방향 통신 기반의 디지털 계량기와 기타 전기사용정보 전달과 제어장치로 구성돼 있는 기반 인프라로 전기, 가스, 열, 온수, 수도 등의 유틸리티 공급자가 고객의 에너지 사용량을 원격으로 자동검침하고 이에 따라 정확한 에너지 공급과 과금, 보고 등의 서비스를 제공하고 있다. 인력에 의한 기존 검침방법의 문제(검침 효율 및 정확성 등)를 개선하기 위해 제안된 방법으로 최근에는 검침 외에도 다양한 분야에서 관련 서비스를 확대해 나가고 있다.

하지만 양방향 통신은 전력시스템에 사이버공격을 가능하게 하는 수많은 접속점(access points)으로 인해 보안 취약성이 높다. 실제로 사이버공격으로 에너지 네트워크, 제어시스템 등이 장악되거나, 해킹 피해로 인해 국가 단위의 정전 사태와 같은 안보위협 상황이 발생하고 있다. 또한 무분별한 개인정보 수집과 유통으로 인한 프라이버시 침해 문제가 발생할 수 있는 가능성도 존재한다. 한국인터넷진흥원이 발간한 스마트에너지 사이버보안 가이드에 따르면, 2010년 디도스(DDoS) 공격을 통해 스마트미터가 마비되는 것이 확인됐다. 이어 스마트미터 취약점을 이용해 웜을 감염시키고 주변으로 전파할 수 있는 것이 확인됐다.

전남나주 강소 연구개발특구 1호 기업이자 한국전력공사 연구소 기업인 ‘지구루’가 ‘AMI 보안강화 전기 스마트미터’ 개발에 나서고 있는 이유는 이 같은 AMI의 단점을 보완하기 위해서다. 지구루 박재성 대표는 “전기 AMI는 기존 전력량계 대비 검침의 편의성을 제공하고자 원격검침 기능이 존재해 단순 원격검침뿐만 아니라 사용자가 실시간으로 전기 사용량을 체크하고 전력 소비를 유연하게 관리할 수 있는 장점이 있어 최근 가정 내에서도 태양광 패널을 설치하고, 전기자동차가 공급됨에 따라 전기 스마트미터를 통한 서비스 제공이 다양화 되고 있다”며, “하지만 말단의 전기 스마트미터를 통한 해킹으로 소비자 정보침해와 공공에너지망을 공격하는 문제가 발생할 가능성이 존재한다”고 말했다.  

박 대표는 “지구루는 최첨단 원격검침 기술과 국가에서 인증한 보안기술 노하우를 활용해 미터링(Metering) 통합 SoC와 이를 활용한 전력랑계를 기반으로 소비자 사생활 보호, 검침원 작업 환경 개선 등 포스트 코로나 시대를 대비한 다양한 문제를 해결할 수 있도록 연말까지 AMI 보안강화 전기 스마트미터 개발을 완료할 계획”이라며, “올해 실증 사업에 나서 최종적으로 세계 최고의 AMI 시스템 및 서비스 개발 기업으로 도약한다는 비전을 갖고 있다”고 말했다.

보안 강화하고 국산화한 ‘AMI 보안강화 계기’

기존 AMI 계기가 계량부, 연산부, 보안부로 나누어지며 각각을 담당하는 CPU가 따로 있었다면, 지구루의 ‘AMI 보안강화 계기용 시스템 반도체’는 계량부, 연산부, 보안부가 통합된 국내 개발, 국내 생산 시스템 반도체다.

박 대표는 “기존의 AMI 계기 CPU는 해외수입 제품이어서 현재 반도체 수요가 증가하는 시기에 공급의 안정성이 문제되고 있다”며, “지구루가 적용한 한전 AMI 보안강화 계기는 통합된 국내 생산 시스템 반도체로 공급의 안정성을 확보한 특징을 갖고 있다”고 말했다. 이어 박 대표는 “기존 AMI 계기는 계량과 보안이 소프트웨어를 활용해 연산됐지만 지구루 솔루션은 하드웨어를 통한 연산으로 기존 대비 연산 속도를 향상시켰다”고 설명했다.

지구루는 AMI 보안강화 계기와 함께 AMI 게이트웨이 사업도 계획하고 있다. 게이트웨이는 여러 스마트미터의 검침값을 수집해 상위 시스템에 전달해주는 장비로 현재 한국전력공사는 전력선, 무선 등 다양한 통신방식을 사용해 스마트미터를 운영 중이다.

박 대표는 “서로 다른 통신방식을 통해 전달되는 데이터를 정제할 필요가 있고 동시다발적으로 전송되는 검침데이터를 안정적으로 수집 공급해주는 역할이 필요하다”며, “AMI 게이트웨이는 AMI 시스템과 연계해 다양한 전력 서비스를 제공하는 중간 매체로 보안기능, 검침기능, 다양한 네트워크 인터페이스 연계와 관리 기능을 지원할 수 있다”고 말했다.

안전한 가스 AMI 개발

지구루는 AMI 보안강화 계기 기술을 기반으로 가스 AMI를 개발하기 위해 해양에너지와 그린이엔에스, SKT과 MOU를 맺었다. 지구루는 보안솔루션과 보안 소프트웨어를 개발하고, 해양에너지는 가스미터 기술 솔루션 제공과 개발 모델 설치 및 실증, SKT는 무선통신 인프라 제공, 그린이엔에스는 원격검침 무선모뎀 개발과 제작 등 역할분담을 통해 상호 협력해 나가고 있다.

가스 AMI는 기존 가스 사용량 검침을 위한 검침원의 방문이라는 불편함을 해소시키고 안전사고를 대비하기 위한 원격차단기능을 탑재한 가스 사용량 원격검침 인프라다. 가스 AMI에는 안정적인 가스 원격검침 운용과 가스미터의 해킹 위협에 대비하기 위해 SKT에서 제공하는 LTE 통신을 적용했다.

박 대표는 “이를 통해 국제표준 프로토콜에 맞춘 원격검침 데이터 관리와 보안기능 적용이 가능하다”며, “또한 국정원 인증 보안 모듈을 이용해 가스 AMI 사용에 검증된 보안을 제공한다”고 말했다.

현재 산업통상자원부가 주관한 도시가스협회의 가스 AMI 사업에는 LoRa와 NB IoT가 적용되고 있다. LoRa와 NB IoT는 IoT 기기 특성을 고려해 개발된 저전력 통신이다. 이에 반해 지주루가 개발하고 있는 가스 AMI는 원격검침 기능과 보안에 대한 운영성을 고려해 LTE 통신(LTE Cat. M01)을 사용하는 특징을 갖고 있다. LTE를 사용하면 한 번에 전송할 수 있는 데이터의 크기가 커져 한국전력공사와 동일한 레벨의 검증된 보안 적용이 가능하다.

박 대표는 “최첨단 원격검침 기술과 국가에서 인증한 보안기술 노하우를 활용해 소비자 사생활 보호, 검침원 작업 환경 개선 등 포스트 코로나 시대를 대비한 다양한 문제를 해결할 수 있도록 연말까지 개발을 완료하고 내년에 실증 사업을 추진할 계획”이라고 말했다.

가스 AMI 시스템은 한전에서 실증을 완료한 암호모듈 검증(KCMVP) 보안을 적용해 보안성을 향상시키고 USIM 방식이 아닌 내장 타입의 eSIM 방식 등의 적용으로 가격을 획기적으로 낮출 예정이다.

박 대표는 “가스 AMI 시스템은 국민이 안전하고 편안한 일상생활을 위해 필수적인 요소인 만큼 전국적으로 보급 확대를 계획하고 있다”며, “국가 에너지 인프라 산업의 발전과 새로운 에너지 서비스산업의 동력이 될 전망”이라고 말했다.

화재 예방하는 태양광 모듈 긴급 차단 장치

지구루는 태양광 모듈 긴급 차단 장치도 개발하고 있다. 태양광 모듈이 발전할 때 발생되는 전기를 모니터링 하다가 위험한 전기 스파크가 발생하면 이를 감지해 추가 피해가 발생하기 전에 차단하는 장치다.

태양광 설비는 발전 환경에 따라 전기적 요인이나 환경적 요인으로 인해 화재 건수가 증가하는 추세다. 박 대표는 “미국, 유럽, 일본 등 선진국의 경우 준공검사에서 절연 검사 등을 통해 안정성을 검증하고 있지만, 국내의 경우 태양광 설비 설치 시 육안 검사만 이루어지고 있어 선진국에 비해 안전에 대한 대비가 부족한 상황으로 모듈 긴급 차단 장치를 통해 추가 화재 피해를 막으려 한다”고 말했다.

현재 태양광 모듈 긴급 차단 장치는 미국 태양광 시장에서 표준화, 규격화됐고, 마국 태양광 시장에 진입하는 태양광 모듈 제작사에서는 제품, 기술 확보에 박차를 가하고 있다. 또한 중국에서는 태양광 모듈 긴급 차단 장치의 부가적인 장점인 실시간 태양광 모듈 상태 감시를 통해, 태양광 발전소의 모듈 이상을 실시간으로 점검하며 태양광 발전량을 높이고 있다. 나아가 태양광 모듈 긴급 차단 장치에 전압 조정 기능이 내제돼 있어, 태양광 모듈별 MPPT를 수행함으로써, 태양광 계통의 전압 부정합으로 발생되는 발전 전력의 감소를 최소화시키고 있다. 

현재 지구루는 태양광 인공지능 융합형 최적 발전점 추정 고도화를 통한 재생에너지 개조(Revamping)과제를 기획하고 있다. 지구루는 전남나주 강소 연구개발특구의 주체인 한국전력공사와 공동으로 연구과제를 기획하고 참여한 바 있다.

지구루는 2023년부터 한국전력공사의 보안 강화 계기 도입이 결정됨에 따라 주 판매품인 스마트 미터용 SoC 및 관련 솔루션을 대규모로 판매할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 전남 광주 도시가스 회사인 해양에너지와 협력해 가스 AMI를 실증하고, 실증을 통해 기술력과 가격 경쟁력의 우위를 검증할 계획이다.

박 대표는 “향후 지구루는 에너지 인프라 전문가 집단 회사를 목표로 전 에너지 인프라 영역으로 사업을 넓히는 것이 목표”라며, “전남나주 강소 연구개발특구의 1호 연구소기업으로 태양광, 에너지저장과 같은 에너지 인프라 개발, 생산에도 적극 나설 계획”이라고 말했다.

권선형 기자 다른기사 보기