2026년을 앞두고 전력계통의 디지털 전환이 가속화되고 있습니다. 특히 스마트배전망은 더 이상 단순한 자동화 개념이 아니라, ICT(정보통신기술) 기반의 정밀한 실시간 운영 체계로 진화하고 있습니다. 본 글에서는 ▲센서 기반 모니터링, ▲통신 인프라 구조, ▲디지털트윈 기반 계통 시뮬레이션 등 ICT와 스마트배전망의 통합 현황과 전망을 분석합니다.
센서 기반 실시간 모니터링 체계의 확대
스마트배전망의 핵심은 실시간 정보 수집에 있습니다. 기존 배전망은 이상 발생 시 사후적으로 대응하는 구조였지만, 센서 기반 스마트망에서는 다양한 전기적 변수(전압, 전류, 주파수, 온도 등)를 실시간으로 감지하여 운영자에게 즉시 정보를 제공합니다. 가장 기본적인 구성은 고장지점 표정장치(FDIR), 스마트 리클로저, 원격 차단기, 배전변압기 센서 등입니다. 예를 들어, 서울 중랑구 지역의 한 스마트변전소는 실시간으로 전력 부하와 누전 여부를 감지하는 IoT 센서를 활용해, 고장 시 전력을 자동으로 우회시키는 구조를 실현하고 있습니다. 이와 같은 기술은 정전 시간을 획기적으로 줄이며, 유지보수 인력의 현장 투입을 최소화합니다. 또한, 최근에는 빅데이터 분석 기술과 연동되어 센서가 수집한 데이터를 기반으로 고장 예측, 부하 분산, 에너지 사용 최적화까지 가능해지고 있습니다. 배전망에 설치된 센서 수가 많아질수록 계통의 예측 가능성과 대응 유연성은 비약적으로 증가합니다. 단순한 수치 수집을 넘어, ‘예방 중심 운영 체계’로의 전환이 이루어지고 있는 것입니다. 이러한 흐름은 배전설비의 디지털화 요구를 증폭시키며, 앞으로는 스마트센서가 배전망 운영의 기본 인프라로 정착할 전망입니다.
전력 통신 인프라의 구조와 과제
센서와 데이터를 아무리 많이 수집해도, 이를 빠르고 안정적으로 전송하지 못하면 스마트배전망은 작동하지 않습니다. 따라서 통신 인프라 구축은 스마트그리드 전체의 성공 여부를 좌우하는 핵심 요소입니다. 현재 국내 주요 배전사들은 무선 LTE망, 유선 광통신망, 저속 PLC망 등을 조합하여 통신체계를 구성하고 있습니다. 예를 들어, 한전은 'AMI LTE망'과 '유선 FEP망'을 병행 운영하며, 일부 지역에는 5G 기반 시범 배전망도 구축 중입니다. 하지만 여전히 통신망 속도·안정성·보안성 측면에서 한계가 존재합니다. 특히 고령화 지역이나 도서 산간지역에서는 LTE 수신 불량, 선로 간섭 등으로 통신 품질 저하가 빈번합니다. 이를 해결하기 위해 최근에는 6G 기반 초저지연 통신, 위성통신 보조망 구축, 국지적 메시 네트워크(Mesh Network) 적용 등이 논의되고 있습니다. 또한, 통신망의 사이버 보안 강화도 중요합니다. 스마트센서나 RTU 장비가 해킹되면 계통 전체가 마비될 수 있기 때문에, 물리적 방화벽, 인증 기반 프로토콜, AI 기반 위협 탐지 시스템의 도입이 병행되고 있습니다. 결국, 통신 인프라는 단순히 ‘연결’의 의미를 넘어 ‘신뢰 가능한 데이터 전달’이라는 본질적 역할로 진화해야 하며, 이를 위해 기술 투자와 제도적 지원이 병행되어야 합니다.
디지털트윈 기반 시뮬레이션과 계통운영 전략
스마트배전망의 궁극적인 진화 방향은 '디지털트윈(Digital Twin)'입니다. 디지털트윈은 물리적인 배전설비를 가상 공간에 동일하게 구현하여, 다양한 시나리오를 시뮬레이션하고, 이상 상황을 사전에 예측·대응할 수 있게 하는 기술입니다. 예를 들어, 경기 남부권 한 배전센터에서는 디지털트윈을 통해 태양광 급증 시 특정 변압기 구간의 과부하 가능성을 사전에 예측하고, ESS 충전모드 전환 및 부하 우회 계획을 미리 수립함으로써 출력제어 없이 안정적으로 계통을 유지한 바 있습니다. 디지털트윈은 또한, 각종 유지보수 작업의 자동화에도 활용됩니다. 센서 데이터와 연동하여 특정 구간의 절연 저하나 온도 상승이 감지되면, 가상 환경에서 먼저 유지보수 시나리오를 검토하고, 실제 현장에 가장 적합한 순서와 자원을 자동으로 배분할 수 있습니다. 이는 유지보수 비용 절감뿐만 아니라, 정전 리스크를 최소화하는 데도 큰 도움이 됩니다. 현재 정부와 전력 사는 2026년까지 전국 20개 배전센터에 디지털트윈 기반 운영체계를 순차 도입할 계획이며, 이를 위해 표준 데이터 모델, 설비 정보 통합 플랫폼, 시뮬레이션 알고리즘 개발이 병행되고 있습니다. 디지털트윈은 단순한 가상 기술이 아니라, 스마트배전망의 '두뇌' 역할을 수행하게 될 핵심 인프라입니다. 결론적으로 ICT 연계형 스마트배전망은 센서, 통신, 디지털트윈이라는 3대 축을 통해 실시간 운영, 고장 예방, 효율적 유지보수라는 새로운 계통 운영 패러다임을 열고 있습니다. 이는 단순한 기술 혁신이 아닌, 전력망 운영 철학의 구조적 전환이며, 미래의 배전망 경쟁력은 얼마나 정밀하게, 얼마나 빠르게, 얼마나 유연하게 운영할 수 있는가에 달려 있다고 해도 과언이 아닙니다.