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문제 정의
- 다음으로 실시간시장에서의 급전결과를 통해, 전일시장에서 확보한 ramping 용량이 과연 수요와 풍력발전의 출력변화에 의한 임밸런스를 감소시키는지 살펴보겠다. 전일 시장과 실시간시장 사이에서 발생하는 수요와 풍력발전량의 변동성은 정규분포로 가정했다.
- 본 논문에서는 기존 발전기들이 갖는 물리적 특성인 증감 발률 제약에 대해 알아보고, 새로이 제안하는 동적 증감발률(Dynamic ramp rate) 모델을 이용하여, 전력수요 및 풍력발전량의 불확실성에 대비하기 위해 계통에서 필요로 하는 ramping 용량을 산정하고, 이를 실시간급전에서 사용하는 확률적 최적조류계산(Probabilistic optimal power flow)을 이용해서 경제성, 신뢰성 차원에서의 타당성검토를 목표로 하고 있다.
- 본 논문의 주안점은 실시간 급전에서 발생할 수 있는 불확실성에 대비한 적절한 ramping 용량의 산정과 이것이 계통운영에 미치는 영향을 분석 하는 것에 있다. 본 논문에서 제안하는 방법을 3기 6 모선 계통과 IEEE 118 모선계통에 적용하였다.
- 본 연구에서는 실시간 급전에서 발생할 수 있는 수요예측 오차 및 수요변화, 풍력발전의 발전량 예측 오차 등으로 인한 임밸런스(imbalance)를 기존 발전기들의 증감발률을 이용해서 해결하고자 할 때 전일시장의 기동정지계획 단계에서 확보해야 할 적정 ramping 용량을 산정하고, 이 산정용량을 실시간 급전에서의 확률적 최적조류계산을 이용해서 경제성 및 신뢰성 측면에서의 타당성 검토를 목표로 하고있다. 전일시장 단계에서 확보할 ramping 용량은 부하와 풍력발전의 변동성을 고려하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
가설 설정
- 1. 일반적으로 발전기의 감발능력이 증발능력보다 뛰어나다.
- 1. 전일시장에서 발전사업자의 공급입찰만 고려하고 수요측 입찰은 고려하지 않는다. 즉 전력수요의 가격탄력성을 무시하고 고정된 값으로 가정하여, 일반적으로 전력시장에서 계통운영자가 목적함수로 두는 사회후생 최대화 문제를 운영비용 최소화 문제로 간략화 하였다.
- 실시간급전에서 발생할 수 있는 수요 및 공급력 변화에 미리 대처할 수 있고 2. 공급력 부족으로 인한 가격스파이크를 줄일 수 있으며 3. 적절한 가격신호를 제공할 수 있다.
- 4. 발전사업자는 에너지 이외에는 ramping 용량만 제공한다. 즉, 예비력 입찰은 하지 않는다.
- 5. ramping 용량을 제공하는 발전원에 대한 보상은 에너지와 동일하게 정산한다.
- 다음으로 실시간시장에서의 급전결과를 통해, 전일시장에서 확보한 ramping 용량이 과연 수요와 풍력발전의 출력변화에 의한 임밸런스를 감소시키는지 살펴보겠다. 전일 시장과 실시간시장 사이에서 발생하는 수요와 풍력발전량의 변동성은 정규분포로 가정했다. 평균값은 전일시장에서 예측한 수요와 풍력발전량을, 표준편차는 수요와 풍력발전량 각각 10[MW], 3[MW]로 했다.
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