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(강동주 소장의 등촌광장)가상발전소의 보안 문제와 트러스트 네트워크
강동주 (주)해줌 연구소장    작성 : 2021년 11월 23일(화) 12:54    게시 : 2021년 11월 25일(목) 09:34
가상발전소는 초기 마이크로그리드의 확장 버전으로 물리적으로 떨어진 마이크로그리드간 연계 개념으로 시작됐으나, 인터넷이 그러했듯이 국지적인 연결로 시작된 가상발전소의 개념은 초기 에너지 인터넷 모델을 넘어 에너지 클라우드 개념으로 진화하고 있다.

사물인터넷 기술이 물리적 에너지 설비와 운용과정에 적용되며 수요와 공급을 동기화하고 다양한 이종 에너지원간 전환과 변환을 가능하게 하면서 이제 전력계통은 그 범위를 본격적으로 확장하기 시작했다. 공급단에서 열병합발전소와 집단에너지사업으로 존재하던 열에너지와 전기에너지의 결합 모델은 수요단에서도 에너지 저장과 유연성 자원 확보의 측면에서 P2H 개념으로 확산되고 있으며, 주택용 최종소비자 수준에서도 네스트, 에코비 등의 스마트온도조절기에 대한 관심을 증가시키고 있다.

재생에너지로부터 발생하는 간헐성과 불확실성의 증가는 수소로의 저장과 재사용을 통한 P2G 기반의 장기적 유연성 확보 대책으로 이어지고 있으며, 단기적 유연성 확보 측면에서는 급격히 보급이 확산되고 있는 전기차와 이모빌리티가 V2G 혹은 P2M의 개념으로 전력계통과의 상호작용을 강화하게 될 것이다. 특히 전기차의 경우는 태생부터 자율주행 이슈와 강하게 연계되어 있기 때문에, 이는 전력계통에서 V2G 서비스가 자율주행과 강하게 연계되어 에너지 관리 차원에서도 활용될 것임을 암시하고 있다. 이러한 몇 가지 중요한 사례에서 보듯이 전력계통은 이종 에너지원과 이종 산업을 매개하며 보다 일반적이고 통합적인 사이버물리시스템으로 진화 중이다.



전통적인 전력계통과 비교하여 큰 변화를 2가지 들 수 있는데, 이질적 자원의 연계와 지능화이다. 전통적인 전력계통에서는 우리나라 전체 시스템의 두뇌 역할을 하는 EMS가 존재하여 국가 전체의 동질적인 발전설비들을 중앙에서 직접 모니터링하고 최적화 모델 기반으로 제어했다. 대부분의 시스템 구성설비들 유사한 출력제어를 받는 설비였던 반면, 분산전원과 재생에너지 중심의 그리드는 제어보다는 예측이 중요해지고, 불확실성과 지능화된 개체수의 증가를 관리하기 위해 새로운 운영 패러다임이 필요하다. 하나의 EMS가 불확실하고 자율화된 무수히 많은 분산자원들을 제어할 수 없기 때문에, EMS 역시 분산화된 형태로 다양한 지역과 시스템에 적용될 것이며, 이러한 개별 EMS의 역할조차 일방적인 제어가 아닌 자율적 구성원들의 발전량과 소비량을 조율하는 기능이 주가 될 것이다.

이러한 관점에서 볼 때, 전통적인 전력계통은 스마트그리드를 넘어 소셜 그리드로 진화하고 있으며, 이는 스마트그리드가 지능화된 구성원들의 사회적 상호작용에 기반한 또 하나의 기술사회 시스템으로 진화해가는 것을 의미한다. “기술은 무엇을 원하는가”의 저자 케빈 켈리가 언급한 기술과 사회의 공진화이자, 영화 매트릭스에서 인간과 프로그램간 구분이 모호해지며 상호작용하는 장면을 연상케 한다.



이러한 스마트그리드의 사회화에서 중요한 측면 중의 하나가 보안이며, 그 패러다임이 전통적인 전력계통과는 완전히 달라져야 하기 때문에 더욱 그러하다. 기존 전력계통에 대한 사이버보안 문제는 폐쇄망 정책에 기반한 개별 설비의 방어적 고립에 방점이 찍혔다면 분산화되고, 개방형 네트워크에 연결되며 지능화된 스마트그리드에서는 이러한 방식이 더 이상 유효하지 않다.

어떤 측면에서는 보안이라는 용어 자체가 적절하지 않을 수 있다. 블록체인은 보안 솔루션으로 인식되기도 하나, 신뢰를 담보하는 기계이자 프로토콜로 정의된다. 사물인터넷과 인공지능의 확산은 스마트그리드의 연결성과 사회적 상호작용을 강화하고 있으며, 가상발전소는 이러한 과정에서 일종의 구성적·기능적 거점 역할을 하게 된다. 따라서, 가상발전소를 중심으로 재편되고 있는 현재의 스마트그리드에서 보안성과 신뢰성을 확보하는 것은 무엇보다도 중요하다. 이러한 관점에서 다양한 채널로 수집되는 데이터에 기반해 신뢰를 평가하고 관리하는 트러스트 네트워크로서의 접근이 필요하며, 이는 무결성에 초점을 두고 있는 블록체인보다 확장된 범위의 논의이자 폐쇄적 보안 정책과는 대조적인 접근이다. 초연결의 시대에 폐쇄적 보안 정책은 더이상 유효하지 않으며 오히려 그러한 연결성과 상호관계성을 활용하여 끊임없이 이상을 탐지하고 신뢰성을 평가하는 트러스트 네트워크로서의 가상발전소에 대해 고민할 때이다.





필자이력(강동주) ▲연세대 경영학박사 ▲홍익대 전기공학박사 ▲(주)해줌 연구소장 ▲부산대 산학협력중점교수 ▲고려대 정보보호대학원 연구교수 ▲BNK금융그룹 부산은행 심사역 ▲한국전기연구원 선임연구원



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