한화큐셀, AWS IoT Core와 Amazon EventBridge 활용해 VPP 플랫폼 구축

신재생 에너지 사업 확장

한화큐셀(Hanwha Qcells)은 태양광 모듈 및 시스템부터 재생 에너지 발전소 개발 및 건설, 전력 거래를 아우르는 토탈 에너지 솔루션 기업입니다. 전 세계적으로 점점 심각해지는 기후 변화 문제를 해결하기 위해 재생 에너지의 중요성이 더욱 부각되는 가운데 한화큐셀은 태양광, 풍력 등의 신재생 에너지 전력 네트워크를 연결해 하나의 발전소처럼 통합 관리하는 ‘가상발전소(VPP, Virtual Power Plant)’ 사업을 전개하고 있습니다.

한화큐셀은 유럽과 호주에 주거용 태양광 모듈을 공급하고, 가정에서 생산된 신재생 에너지를 저장하고 저장된 분산형 에너지 자원을 제어 및 모니터링할 수 있는 ‘홈 에너지 관리 시스템(HEMS, Home Energy Management System)’과 VPP 플랫폼 기능을 내장한 클라우드 기반의 Q.OMMAND 시스템을 보유하고 있습니다. 또한, 단 3개월 만에 AWS 기반으로 국내향 VPP 플랫폼을 성공적으로 구축하고, 재생에너지 거래가 가능한 ‘제주 시범사업’에 참여하는 등 사업을 확대하고 있습니다.

3개월 만에 국내향 VPP 구축 완료

한화큐셀은 유럽과 호주에 설치된 태양광 인버터, 에너지 저장 장치(ESS)를 관리하는 에너지 제어, 모니터링 서비스 Q.OMMAND 시스템을 제공하고 있으며 이 경험을 기반으로 국내향 VPP 플랫폼서비스인 '큐플래닛(Q.PLANET)'을 구축했습니다. VPP 플랫폼은 신재생 에너지 전력 네트워크를 연결해 하나의 발전소처럼 통합 관리하는 소프트웨어로 소비자가 전력 소비 패턴과 전력 가격을 예측할 수 있도록 하여 효율적인 에너지 관리를 가능하게 합니다.

한화큐셀은 VPP를 Amazon Web Services(AWS) 환경 기반으로 클라우드 시스템(Q.OMMAND)에 구축하여 사용하고 있기 때문에 기존의 안정적인 AWS 환경과 익숙한 시스템 사용을 고려하여 국내향 VPP 플랫폼 구축도 AWS 상에서 진행했습니다. AWS의 프로토타이핑 및 클라우드 엔지니어링(PACE, Prototyping & Cloud Engineering) 팀과 협력해 VPP 플랫폼 구축을 시작했습니다. AWS PACE 팀과는 4주간 스프린트 형태로 개발을 진행했습니다. 아키텍처 리뷰를 진행하고, AWS 인프라를 사용하는 Best Practice를 도출하였습니다. 필요한 기능을 태스크 단위로 구성하고, 1주 단위의 스프린트를 진행하면서 해당 태스크에 대한 PACE 팀의 피드백을 프로젝트에 즉시 반영하고 테스트를 진행했습니다.

한화큐셀의 박희라 상무는 “AWS PACE 팀과 협업을 통해 비즈니스 로직을 빠르게 상용화할 수 있었고, 덕분에 3개월 만에 국내향 VPP 플랫폼을 구축할 수 있었습니다. 한화큐셀은 어떤 솔루션이라도 개발할 수 있는 개발팀을 보유하고 있는데, 역량 있는 개발팀과 AWS 전문가들의 만남으로 더 큰 시너지 효과를 낼 수 있었습니다.”라고 설명했습니다.

AWS IoT Core로 Provisioning, Monitoring, Control 기능을 1주일 만에 개발

VPP는 발전량 예측, 발전소 모니터링 및 제어, 입찰 및 정산, 시스템 모니터링 및 운영 기능을 제공합니다. 발전소 모니터링 및 제어를 위해서는 Provisioning, Monitoring, Control 기능이 필요합니다. 발전소에는 다양한 제조사의 인버터를 제어하는 원격 단말 장치(RTU)라는 IoT 장치가 설치되어 있으며, 이러한 장치를 통해 발전소를 모니터링하고 제어하는 기능도 필요합니다. 이를 위해 한화큐셀은 AWS IoT Core를 사용해 실시간 모니터링과 유실 없는 데이터 처리가 가능하도록 구성했습니다.

한화큐셀의 임기훈 프로는 수많은 디바이스의 인증서를 발급하고 관리하는 일은 생각보다 간단하지 않다고 설명했습니다. 디바이스 인증을 위해 인증서를 발급하고 인증서 체인을 관리하는 과정이 복잡하고, 게다가 디바이스에 인증서가 내장되지 않은 상태로 제조된 경우 프로비저닝 시에 디바이스 인증서를 발급하기 위한 별도의 방법이 필요하기 때문입니다. “AWS IoT Core는 자체적으로 발급한 디바이스 인증서를 사용해 별도의 인증서 체인 관리가 필요 없기 때문에 복잡한 디바이스 인증 체계를 간단하게 구현할 수 있었습니다. AWS IoT Core를 사용해 수개월의 개발 기간이 필요한 발전소의 모니터링 및 제어를 위한 Provisioning, Monitoring, Control 기능을 1주일 만에 개발할 수 있었습니다.”라고 전했습니다.

VPP 플랫폼은 하루 전 입찰, 실시간 입찰, 실시간 정산, 초기 정산 등 스케줄러를 지원하는 수많은 기능을 제공합니다. 한화큐셀은 기존에 스케줄링 작업을 직접 개발해 운영했으나 복잡한 설정과 관리가 필요했습니다. 임기훈 프로는 “개발 기간을 최소화하고 운영을 편리하게 하기 위해 Amazon EventBridge를 사용하여 몇 주가 걸릴 수 있는 스케줄러 개발을 몇 번의 클릭만으로 구축할 수 있었습니다.”라고 설명했습니다. Amazon Elastic Kubernetes Service(Amazon EKS)의 POD를 확장성 있게 구성하여 Amazon Simple Queue Service(Amazon SQS)에 입찰 및 정산 작업을 경쟁적으로 소비하도록 해 확장성과 신뢰성 있는 작업 처리가 가능하도록 처리하고, 스케줄 이벤트 전달이 실패할 경우에 대비하여 Amazon SQS의 데드레터 대기열(DLQ)을 통해 장애 시 실패하는 작업까지 핸들링 가능하도록 구성했습니다.

임기훈 프로는 “VPP 플랫폼은 운영 도중 장애가 발생할 경우 집합사업자, 발전사업자 모두에게 금전적 손실을 초래할 수 있어, 시스템 운영과 장애 대응을 개선하기 위해 Observability를 고도화하고 더 안정적인 서비스 운영을 위해 애플리케이션 Modernization을 계획 중”이라고 밝혔습니다.