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양수발전기의 신 효용성 평가 지수 개발
Development of New Effectiveness Assessment Indices of Pumped Storage Power Plant 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.63 no.7, 2014년, pp.867 - 874  

이성훈 (Dept. of Electrical Engineering, Gyeonsang National University) ,  최재석 (Dept. of Electrical Engineering, Gyeongsang National University) ,  차준민 (Dept. of Electrical Engineering, Daejin University) ,  김남명 (Korea Hydro & Nuclear Power Co., LTD.)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The pumped storage power plants have excellent load following characteristics. It can also be committed quickly for synchronous reserve when it is in the generating mode because it can readily increase its generating power and, consequently, increases the overall system reliability. There are strong...

주제어

#Pumped storage power plant(PSPP)   #New effectiveness assessment algorithm   #Energy storage system(ESS)   #Performance index(PI)  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 나아가 식 (1)을 사용하여 본 연구에서는 경제성 측면에서의 신효용성 성능지수를 확률론적인 총 발전비용에 대하여 양수발전원의 총용량변화 및 양수발전원의 설비이용율의 변화에 따른 가치성을 평가하는 것으로 하였다. 이를 정식화하면 다음과 같다.
  • 한편, 근래 CO2 배출거래제가 이슈로 떠오르고 있다. 따라서 확률론적인 총발전비용과 CO2의 배출비용을 합산한 경제성으로 환산한 관점에서 양수발전원의 설비용량 및 설비이용률의 변화에 따른 환산총비용의 변동을 살펴보았다. 단, 여기서는 CO2 배출가격이 25,000원/Ton으로 가정하였다.
  • 본 논문은 양수발전의 역할 증대와 비상 발전원으로서의 기능 강화에 따른 양수발전의 새로운 효용가치를 분석하고, 양수발전의 전력계통 및 경제·사회적 기여도를 객관적으로 검증하는 양수발전의 신효용성 평가 알고리즘을 개발함에 있다.
  • 본 연구에서는 양수발전원이 전력계통에 미치는 항목별 영향도(기여도)의 정도를 성능지수로 나타내기로 하였으며 표 1은 궁극적으로 개발이 필요할 것으로 사료되는 양수발전원의 성능지수 및 평가 프로그램을 나타낸다[6,8].
  • 본 연구에서는 최근 계통운용측면에서 그 중요성이 새롭게 부각되고 있는 에너지 저장시스템인 양수발전원의 신효용성을 평가하기 위한 성능지수 및 앨고리즘을 제안하였다. 나아가 우리나라의 제5차 전력수급계획을 대상으로 그 유용성을 분석하여 보았다.
  • 식 (1)을 사용하여 본 연구에서는 신뢰도 측면에서의 신효용성 성능지수를 LOLE 와 EENS의 두 개의 신뢰도지수에 대하여 양수발전원의 총용량변화 및 양수발전원의 설비 이용율의 변화에 따른 가치성을 평가하는 것으로 하였다. 이를 정식화하면 다음과 같다.
  • 한편, 식 (1)을 사용하여 본 연구에서는 환경성 측면에서의 신효용성 성능지수를 총 CO2발생량에 대하여 양수발전원의 총용량변화 및 양수발전원의 설비이용율의 변화에 따른 가치성을 평가하는 것으로 하였다. 이를 정식화하면 다음과 같다.

가설 설정

  • 따라서 확률론적인 총발전비용과 CO2의 배출비용을 합산한 경제성으로 환산한 관점에서 양수발전원의 설비용량 및 설비이용률의 변화에 따른 환산총비용의 변동을 살펴보았다. 단, 여기서는 CO2 배출가격이 25,000원/Ton으로 가정하였다. 그림 8 및 그림 9는 양수발전원의 설비용량 및 설비이용율의 변화에 따른 경제성으로 환산된 총비용변동을 각각 나타낸 것이다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
양수발전소의 가치가 저평가된 이유는? 양수발전원(PSPP: Pumped Storage Power Plant)의 경우 단기정전발생을 사전에 방지할 수 있는 부하추종능력이 탁월하여 전력 계통의 운영신뢰도에 기여하는 바가 크다.[2,5] 하지만 전력산업 구조개편 이후 양수발전소는 일반 화력발전소와 동일한 관점에서 전력시장에서 수익성에 의존하여 평가되고 있으며 왜곡된 심야전력요금제도로 심야시의 부하의 예상치 못한 급격한 증가로 양수발전원의 설비이용률이 급격히 낮아짐에 따라 양수발전소의 진정한 가치가 저평가 되어왔다. 그러나 우리의 관심에서 다소 멀어졌던 양수발전원의 중요성이 2011년 9.
양수발전의 역할 증대와 비상 발전원으로서의 기능 강화되는 이유는? 특히, 최근 양수발전원은 자유경쟁전력시장체제하에서 전세계적으로 발생하고 있는 전원개발에 대한 투자의 미흡에서 빚어진 전력수급운용의 어려움 그리고 스마트그리드로의 진화에 따른 신재생에너지발전원의 계통에서 투입 증가로 인한 계통운영상 주파수조정역등 전력계통의 운용신뢰도 증진측면에서 매우 중요한 임무를 부여받고 있다. 이는 심야시에 발생하는 과잉전력공급을 흡수하여 양수한 후에 첨두부하시에 이를 낙차 하여 전력을 발생함으로써 경제성을 꾀하고자하는 양수발전원의 당초의 임무에서 많이 벗어나 전력계통에서는 운용신뢰도측면에서 필수적인 전원의 한자리로 자리매김을 하고 있다[4].
양수발전이란? 양수발전은 일반 수력발전과 달리 발전소의 상부와 하부에 저수지를 만들고 전력수요가 적은 시간동안 하부저수지의 물을 상부저수지로 양수하여 양수와 발전을 반복하여 전력을 생산하는 발전소이다. 세계최초 양수발전원은 1890년대에 이태리, 스위스에서 건설되어 운용되었으며 당초 효율이 기술적인 한계로 70%였으나 점차 증가하여 현재 75%를 능가하고 있으며 1999년에 세계최초 30MW급의 해수양수발전원이 건설되었다.
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참고문헌 (8)

  1. KEPCO, "Development of Reliability & Economics Evaluation Models for Optimal Grid Expansion Planning" KEPRI Final Report, August 31, 2012. 

  2. Jin-Teak Lim, Jae-Seok Choi, Kyengsoo Park, Yonggyo Lee, "Reliability Evaluation and CO2 Emission Assessment of Power System Considering Pumped Generators", 2012KIEE Power System Research Association Summer Conference, pp.332-333, July. 2012 

  3. Jaeseok Choi, "Power System Reliability Evaluation Engineering" G&U Publishing Co., 2012. 

  4. Jeongje Park, Jaeseok Choi, Ungki Baek, Junmin Cha and Kwang Y. Lee, "Flexible Maintenance Scheduling of Generation System by Multi-Probabilistic Reliability Criterion in Korea Power System", KIEE, Journal of Electrical Engineering & Technology, Vol. 5, No. 1, pp. 8-15, March. 2010. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. Jeongje Park, Kyeonghee Cho, Jaeseok Choi, Ungki Baek, "A Study on the Balanced Generators Maintenance Scheduling of Generation Companies", 2009 KIEE Power System Research Association Autumn Conference,, pp.61-63, November, 2009. 

  6. Jeongje Park, Jaeseok Choi, Yong-Bum Yun, Young-Bum Jung, "A Study on Decision of Optimum Installed Reserve Rate using Probabilistic Reliability Criterion" KIEE, Journal Vol. 57, No. 8, pp.1318-1326, August, 2008. 

  7. J.S. Choi, D.H. Do, 1997, "Development of a Method for the Generator Maintenance Scheduling using Fuzzy Integer Programming, Journal of KFIS", Vol. 7, No. 5, pp.77-85, December, 1997. 

  8. J.S. Choi, Kil-Yeong Song, "A Study On the Generator Maintenance Scheduling", 1985 KIEE Power System Research Association Summer Conference, pp.148-151, July, 1985. 

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