[논문]자체기동 보조서비스의 가치평가 산정 방안

이정호; 오태규; 강동주; 옥기열

자체기동 보조서비스의 가치평가 산정 방안
An Approach to Assessment of the Value of Black Start Service 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.58 no.2, 2009년, pp.256 - 263

이정호 (한국전기연구원 전력시스템연구본부 Smart Grid 연구센터) , 오태규 (한국전기연구원 전력시스템연구본부 Smart Grid 연구센터) , 강동주 (한국전기연구원 전력시스템연구본부 Smart Grid 연구센터) , 옥기열 (한국전력거래소)

Abstract ▼ AI-Helper

For the power system to keep in a stable operating state, sufficient ancillary services must be available to respond to credible contingency events and return the power system to a satisfactory operating state in the case of contingencies as well as blackout events within specified predefined limits. The logical and reasonable bases of valuing and pricing the ancillary services are required to reach the common ground among market participants. The total amount of black start service transactions is quite small compared to the total ancillary service transactions as well as energy market transactions. Black start services must be provided as one of the ancillary services in the deregulated electricity market. In order to procure and remunerate black start services, it is necessary to quantify the value of the black start sources within the power system. In this paper, an approach to assess the value of the black start service is presented based on the cost-of-service solution. Financial simulation of the influence on market participants for the proposed approach on the service is carried out. The cost of the black start service is allocated in accordance with the principle of "causer pays", and the cost is shared by the producers and consumers equally that created the requirement for the service. Under the present electricity market, the mechanism to recover the cost is not implemented, a new approach to the ancillary services to provide incentive for the service providers has to be studied in the near future.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

부가하여, 전력시장규칙(1)에서 "자체 기동발전소"는 외부로부터의 기동전력 공급없이 비상 발전기 등에 의하여 자체기동 후 타 발전소의 기동전력 또는 부하에 전력을 공급할 수 있는 발전소를 말한다" 라고 정의하고 있다. 본론에서는 자체기동 보조서비스 적정 보상금액 산정방안과 판매회사와 발전회사별 비용분담 및 정산영향 모의결과를 제시한다.
2. 본론

본론에서는 자체기동 보조서비스 적정 비용 산정에 관한 정전 시 계통 복구 절차, 자체기동 발전기 보상비용 산정, 광역정전 시 자체기동 발전기의 보상, 자체기동 서비스의 비용분담 및 정산영향 모의에 대하여 기술하였다.
송전회사와 발전회사는 차단기 조작 또는 자체기동 발전기 기동 후 즉시 그 결과를 전력거래소에 보고한다. 전력거래소에 의해 사전에 수립된 '복구계획과 급전지시와의 차이가 있는 경우에는 전력거래소의 급전지시가 우선하며, 전기사업자의 안전에 중대한 영향이 있어 급전지시를 이행할 수 없는 경우를 제외하고는 급전지시가 우선한다.

제안 방법

이 경우 발전기 기동을 위한 기동비용과 시험 시간 동안 시장에 참여하지 못함으로 발전사업자는 손실이 발생하게 된다. 가스터빈 발전기들의 기동비용은 일일발전계획 적용 데이터에서 Hot 기동비용을 참조하여 Cold 기동 비용 (Hot 기동비용의 2배)을 추정하여 적용하였다.
광역정전이 발생하면, 본 논문 2.1 정전 시 계통 복구 절차에서와 같이 정해진 복구절차에 따라 자체기동 발전기를 기동하여 시송전선로에 가압 하고 그로 인해 우선공급 발전기가 기동되어 지역에서 광역으로 순차적인 복구가 이루어지게 된다. 이 때를 대비하여 자체기동(system restart) 발전기를 지정하고 광역정전 발생 시에 대비하도록 하며, 그에 대한 대가를 보상하게 된다.
국내에서 자체기동 서비스를 제공하는 수력, 양수, 가스터빈 발전기 중에서 가장 공급 비용이 높은 가스터빈 발전기를 한계발전기로 간주하고 가스터빈 발전기를 자체 기동하기 위해 설치하여야 하는 보조전원용 발전기의 설치비용과 자체 기동 시험비용을 고려하여 보상금액을 산정하였다. 보조 서비스 비용을 분담함에 있어서 원인유발자 부담원칙을 적용하여 합리적 비용 분담이 되도록 하였다.
보조 서비스 비용을 분담함에 있어서 원인유발자 부담원칙을 적용하여 합리적 비용 분담이 되도록 하였다. 자체기동 서비스의 경우, 비용분담 원직은 원인유발자를 선정하기가 불명확하고 수혜자 역시 모든 발전기와 부하가 되므로 자체기동 서비스 보상 총액을 수요측과 공급측이 50:50으로 분담하되 발전사업자 간에는 설비용량에 비례하여 분담시키는 원칙을 적용하였다.
보조서비스 중에서 전체 보상금액에 비해 차지하는 비중이 낮은 자체기동 보조서비스에 대한 비용기반의 보상금액산정 방법, VoLL 값을 이용한 광역정전시 자체기동 보조 서비스 보상수준 산정 방안과 판매회사와 발전회사들의 비용분담, 수익배분 모의를 통해 시장참여자별 최종정산 모의 결과를 도출하였다.
본 논문에서는 자체기동 보조서비스를 공급하는 발전기의 보상금액을 산정함에 있어서 가스터빈 발전기를 자체 기동 서비스의 한계 발전기로 간주하고, 가스터빈 발전기를 자체 기동 발전기로 준비시키기 위해 필요한 비상발전기 설치 투자 비용 및 자체기동 시험비용 등을 고려하여 보상금액을 산정하였다. 비상발전기 설치비용은 한림복합 G/T #1의 사례를 참조하였고, 투자비용에 대한 내역은 다음에 기술하였다.
보조 서비스 비용을 분담함에 있어서 원인유발자 부담원칙을 적용하여 합리적 비용 분담이 되도록 하였다. 자체기동 서비스의 경우, 비용분담 원직은 원인유발자를 선정하기가 불명확하고 수혜자 역시 모든 발전기와 부하가 되므로 자체기동 서비스 보상 총액을 수요측과 공급측이 50:50으로 분담하되 발전사업자 간에는 설비용량에 비례하여 분담시키는 원칙을 적용하였다.
첫째, 무임승차자를 방지하고 보조서비스의 의무적 공급분에 대한 공평 분담한다.

대상 데이터

비상발전기 설치비용은 한림복합 G/T #1의 사례를 참조하였고, 투자비용에 대한 내역은 다음에 기술하였다.

성능/효과

둘째, 발전회사 측면에서는, 고장정지로 인해 발전을 못하는 것만으로도 이미 손해를 보므로, 그로 인해 유지보수를 소홀히 할 이유가 없다.
둘째, 원인유발자 부담원칙을 적용함으로써 보조 서비스 유발 비용 축소를 위한 효율적 동기를 제공하고자 하며 개별적 원인유발 산정이 곤란할 경우 그룹 전체에 비용을 분담시킨다.
셋째, 비용할당의 단순원칙으로서 시장거래 및 정산에 소요되는 거래비용을 축소하여, 개별 및 그룹단위 원인유발자의 구분이 불명확한 경우 균등 분담시키고, 원인유발의 산정이 직접적이지 않은 경우 계량전력량에 비례하여 분담시킨다.
VoLL 값의 수준은 첨두설비의 고정비와 운영유지비용(Fixed O&M cost) 을 고려하여 산정되었다. 이 경우'첨두설비의 고정비와 운영유지 비용 수준에 따라 일정 범위의 분포범위(2, 600~4, 100[원 /kWh])를 보였으며 해당 보고서에서 결론적으로 제안한 수준은 2, 600[원/kWh] 이었다.
첫째, 판매사업자 측면에서는, 판매사업자가 보조 서비스 전체 비용을 부담하는 경우, 발전설비 유지보수에 대한 유인이 부족하게 되어 발전기의 고장정지율이 증가할 수 있다.
표 2의 한림복합발전소 설비현황에서 보는 바와 같이 한림복합발전소의 비상발전기는 자체기동 필수 부하를 만족시키기 위한 발전기 용량이 부족하여 자체기동이 불가하므로 비상 발전기가 추가 설치되어야 하며 추가 비용은 다음 표 3 에서 요약하였으며 , 한림복합발전소에 비상발전기를 신설하기 위한 총 투자비용은 약 5.5억원으로 산출되었다.

후속연구

그렇지만 현재 CBP 전력시장의 경우, 원인유발자 비용부담방식의 적용에 선행하여 비용회수 메카니즘이 마련되어야 하지만 현실적으로 곤란하므로, 장기적으로 발전회사의 유인 제공측면에서 보조서비스 제공에 대한 새로운 방식의 연구가 필요해 보인다.
원활히 활용될 수 있어야 한다. 시장참여자들이 적극적으로 보조서비스 제공에 참여하도록 유인을 제공하기 위한 적절한 보상이 반드시 이루어져야 하며, 계통운영자는 철저한 성능평가를 통해 계통운영에 효과적으로 기여할 수 있는 보조 서비스를 적정수준으로 확보하고 운영하여야 할 것이다. 보조서비스 확보와 운영에 있어서, 보조서비스 제공을 감시하고 계량할 수 있는 별도의 장치를 도입할 필요가 있다.
정전이 발생하면 송전회사(한전)와 발전회사는 정전 발생 즉시 전력거래소에 통보하고 전력거래소는 급전자동화설비 및 부대설비에서 제공하는 전력정보 및 사업자가 통보한 계통 사항을 종합하여 전체 계통정전 여부를 확언한다. 전체 계통 정전으로 확인될 경우 전력거래소는 급전통신설비를 사용하여 송전회사와 발전회사를 지역별로 호출하고 전체 계통 정전임을 통보한다.

참고문헌 (7)

한국전력거래소, '전력시장운영규칙', 2007.12.
한국전력거래소, '전력시장 효율성 향상을 위한 계통운영보조서비스 개선방안에 관한 연구', 최종보고서, 2007.1
한국전력거래소, 'TWBP 시장에서의 가격상한 설정에 관한 연구' 최종보고서, 2003. 10
Alan G. Isemonger, 'The Viability of the Competitive Procurement of Black Start: Lessons from the RTOs', The Electricity Journal, Volume 20, Issue 8, Pages 60-67, October 2007

상세보기
R. Raineri, S. Rios, D. Schiele, 'Technical and economic aspects of ancillary services markets in the electric power industry: an international comparison', Energy Policy, Volume 34, Issue 13, Pages 1540-1555, September 2006

상세보기
Brendan Kirby, 'Ancillary Services: Technical and Commercial Insights', Wartsila North America Inc. July 2007
CIGRE Advisory Group Task Force 38.05.07, 'Methods and Tools for Costing Ancillary Services', June 2001

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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