스마트 도시 및 통합 공원을 위한 보편적인 에너지 관리 시스템 솔루션

1. 개요 및 핵심 포지셔닝​
이 시스템의 핵심 포지셔닝은: 물, 전기, 가스, 열 등 여러 에너지 흐름의 협업 관리와 최적화를 위한 종합 플랫폼입니다. 이는 전통적인 전력 모니터링을 넘어 에너지 데이터 실로를 깨뜨립니다. 통합, 분석, 최적화, 예측을 통해 다양한 에너지 소비자들(공원, 도시 등)에게 파노라마적인 가시성, 지능형 의사결정, 그리고 깊은 가치를 제공하는 "에너지 브레인" 역할을 합니다. 궁극적으로 안전하고 경제적이며 효율적이고 녹색의 종합 에너지 활용을 달성하기 위해 노력합니다.

​2. 핵심 기술 아키텍처​
개방성, 확장성, 미래 대응성을 보장하기 위해 시스템은 다음과 같은 고급 기술 아키텍처를 채택합니다:

• ​IoT 중간 플랫폼 아키텍처: 클라우드 네이티브 IoT 중간 플랫폼을 기반으로 강력한 장치 관리, 프로토콜 적응, 데이터 거버넌스 기능을 제공합니다. Modbus, OPC UA, DLMS, BACnet, MQTT 등의 다양한 산업 표준과 IoT 프로토콜을 지원하여 스마트 미터(전기, 수돗물, 가스, 열), 태양광 인버터, 에너지 저장 변환기(PCS), HVAC 시스템 등 다양한 종단 장치와의 원활한 통합을 가능하게 하여 대량의 이종 에너지 데이터의 통합 수집 및 집계를 달성합니다.
• ​디지털 트윈 엔진: 실시간 및 역사적 데이터를 사용하여 에너지 시스템의 고충실도 디지털 트윈 모델을 구축합니다. 이 모델은 물리적 엔티티(예: 배전망, 태양광 배열, 에너지 저장 시스템, 상수도 파이프라인)의 가상 거울 역할을 하여 전체 에너지 시스템의 운영 상태를 실시간으로 반영합니다. 시뮬레이션, 고장 예측, 최적화 스케줄링, 예측 유지보수를 위한 고정밀 디지털 샌드박스를 제공합니다.
• ​빅 데이터 및 AI 분석 플랫폼: 통합 빅 데이터 처리 및 AI 알고리즘을 통해 다중 에너지 흐름 데이터의 심층 마이닝과 지능형 분석을 가능하게 하며, 부하 예측, 에너지 효율 분석, 고장 진단, 최적화 전략 생성 등 고급 애플리케이션을 지원합니다.

​3. 핵심 기능​
​3.1 다중 에너지 상호 보완 최적화​

• ​예측 기능: 내장된 AI 알고리즘과 기상 데이터를 결합하여 태양광 발전 출력의 고정밀 단기 및 초단기 예측, 그리고 지역 냉방, 난방, 전력 부하 수요의 정확한 예측을 가능하게 합니다.
• ​최적화 스케줄링: 에너지 비용 최소화, 탄소 배출 감소, 또는 에너지 효율 극대화 등의 목표를 가지고 PV 예측 출력, 실시간 전력 가격, 부하 수요를 고려하여 에너지 저장 시스템 충전/방전, 복합 냉방, 난방, 발전(CCHP) 유닛 운영, 얼음 저장 시스템 스케줄링에 대한 최적 전략을 자동으로 작성합니다. 이를 통해 풍력, 태양광, 저장, 그리드 전력의 조화로운 상호 보완과 효율적인 활용을 보장합니다.

​3.2 에너지 위상 분석​

• ​파노라마 시각화: 단선도 및 에너지 흐름도 형태로 에너지 입구에서 최종 부하까지의 완전한 에너지 흐름 경로를 표시하여 전기, 수돗물, 가스, 열의 실시간 흐름, 양, 상태를 시각적으로 제시합니다.
• ​손실 위치 특정: 모델 계산 및 빅 데이터 비교를 통해 전송, 변환, 분배 과정에서의 에너지 손실 점 및 비정상 소비를 정확히 식별합니다. 손실 값을 정량화하여 에너지 절약 개선 및 운영 최적화를 위한 직접적인 데이터 지원을 제공합니다.

​3.3 지능형 청구 및 제어 시스템​

• ​부계량 및 청구 생성: 정확한 데이터 수집을 기반으로 지역, 부서, 팀, 장치별로 에너지 소비의 자동 부계량을 수행합니다. 한 번의 클릭으로 재무 요구 사항을 충족하는 에너지 비용 할당 청구서를 생성하여 세분화된 에너지 비용 관리를 가능하게 합니다.
• ​효율성 보조금 및 탄소 회계: 정부 요구 사항에 맞는 에너지 감사 보고서 및 에너지 효율 평가 보고서, 그리고 녹색 건물, 에너지 절약, 배출 감소 프로젝트 관련 보조금 신청 자료를 자동으로 생성합니다. 시스템은 또한 탄소 배출 데이터를 자동으로 계산하여 탄소 거래 및 탄소 자산 관리의 기초를 마련합니다.

​4. 전형적인 적용 사례​
​4.1 공원 수준의 통합 에너지 스테이션​
산업 단지, 상업 복합체, 대학 캠퍼스, 공항, 기차역 등에서의 지역 에너지 센터에 적합합니다. 현장 태양광 시스템, 에너지 저장, 소형 가스 터빈, 충전 기, HVAC 냉방/난방 원천의 통합 모니터링 및 협업 최적화를 가능하게 하여 종합 에너지 비용을 크게 줄이며 에너지 자급률과 전력 공급 신뢰성을 향상시킵니다.

​4.2 스마트 시티 에너지 브레인​
도시 수준의 "에너지 운영 센터"로서, 시정 서비스, 건물, 교통 등 여러 부문의 에너지 데이터를 횡단적으로 통합하여 도시 전체의 에너지 소비 및 탄소 배출 추세를 매크로적으로 모니터링합니다. 도시 수준의 다중 에너지 흐름 네트워크의 시뮬레이션 및 최적화를 통해 정부가 에너지 정책 수립, 에너지 시설 계획, 긴급 자원 배치 등에 대한 과학적 의사결정 지원을 제공하며, 스마트 시티와 "듀얼 카본" 목표 달성에 기여합니다.