최근 기후 변화와 지구 온난화에 따른 전 세계적인 에너지 절감 노력과 환경 규제가 강화되고 있다. 그럼에도 불구하고 IT산업이 확산되면서 에너지 사용이 급격하게 증가했고, IT 산업 부문의 CO₂ 배출량이 세계 CO₂ 배출량의 2%를 차지하면서 Green IT에 대한 관심이 급증하고 있다. 국내 온실가스 배출량의 27%를 차지하고 있는 전력 산업은 Green IT가에 가장 크게 주목하는 분야이며, IT 부문 전력 소비량의 대부분을 차지하고 있는 전산실(IT 센터)의 에너지 효율 향상과 전력 사용량 감소가 중요하다.
스마트그리드를 위한 기존 전력 관리 시스템의 주요한 목적은 동적인 가격제도와 함께 소비자들에게 전력사용에 대한 정보를 제공함으로써, 수요의 반응을 유도하고, 전력 계통의 투자와 운영에 있어 효율을 향상시키는데 있다. 하지만, 현재 전력 관리 시스템들은 실시간 가격 등 전력 가격 제도에 주로 초점을 두는 경향이 있다.
본 논문에서는 전력 가격 제도에 초점을 둔 기존 전력관리 시스템을 개선하여, 전력 에너지 사용에 초점을 둔 전력 에너지 운영 관리 시스템을 제안한다. 본 논문에서는 전력 에너지 데이터 수집하여 이를 모니터링하고, 데이터 마이닝을 통하여 전력 데이터 간의 상관관계를 밝혀 전력 데이터에 이상 데이터 값이 발생했을 시, 이에 발생할 수 있는 문제점을 파악하여 이를 대비할 수 있게 해주는 전력 에너지 관리 운용 시스템을 설계하고, 이를 구현하였다.
제안한 전력 에너지 운영 관리 시스템의 성능을 검증하기 위해, 기존 전력 관리 시스템과의 차이점을 분석하였다. 본 시스템은 전력 사용량만을 측정하였던 기존 시스템에 전압, 전류, 전력, 주파수, 역율 등을 추가하여 36가지 전력에너지 데이터를 수집, 측정하였다. 이로써 전력 에너지 사용량에 대한 심도 깊은 수집이 가능하게 되었다. 또한 수집된 전력 에너지 데이터의 데이터 마이닝을 통해 전력 에너지 데이터 간의 상관관계를 밝혔다. 이를 통하여 고조파가 증가되면 역률 저하, 유효전력 증가, 무효전력 증가된다는 상관관계를 확인하였다. 이를 통해 전력 에너지 데이터에 비정상 값이 발견되면, 해당 PMU의 전원을 차단하는데, 이를 통해 전력 에너지 사용 효율이 0.53% 향상되었다.
추후 연구에서는 전력 에너지 관리 운용 시스템이 비즈니스 애플리케이션의 경계를 넘나들며 정보를 공유하도록 프로세스를 연결한 통합적인 플랫폼을 구현해보고자 한다.