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문제 정의
- 본 논문에서는 미래 전력 계통의 불확실성을 고려한 송전혼잡비용을 분석해 보았다. 분석결과 신재생 에너지 변동이 증가하고, 송전망 건설이 지연되면 송전혼잡비용이 증가함을알 수 있었다.
- 본 논문에서는 발전기 정비계획, 수도권 열병합 발전소의 운전제약 등과 같은 시간별 제약 특성들을 반영하기 위하여 시간대별 발전비용 및 송전량 등을 산출할 수 있는 시뮬레이션 전산모형인 M-Core를 활용하여 송전혼잡비용을 분석한다[7]. 송전망 건설이나 신재생에너지 출력과 같은 미래계통의 불확실성에 따른 송전혼잡비용이 얼마나 발생되는지또 연도별, 계절별, 또는 요일별로 어떻게 달라지는지 검토 할 만한 가치가 있는 주제라고 생각된다.
- 본 연구의 분석은 6차 전력수급기본계획을 최대한 활용하여 2014년-2027년 기간의 미래 전력계통을 분석하고자 하였다. 특히, M-Core 전산 모형의 기본 입력 자료는 집단에너지 설비계획과 신재생 에너지 설비계획, 발전설비 건설계획표, 발전설비 폐지 계획표 지식경제부의 6차 전력수급기본계획에 있는 자료를 사용하여 분석하고자 하였다[1].
- 신재생 변동 시나리오는 변동성이 큰 풍력발전기의 출력 변동을 고려하기 위한 것이다. 대규모 풍력의 시간별 변동패턴은 미국 BPA 전력회사[10]의 2013년 1년치 패턴을 기준으로 수급계획에 나타난 연도별 풍력발전 설비용량에 맞추어 조정하였다.
- 본 연구의 분석은 6차 전력수급기본계획을 최대한 활용하여 2014년-2027년 기간의 미래 전력계통을 분석하고자 하였다. 특히, M-Core 전산 모형의 기본 입력 자료는 집단에너지 설비계획과 신재생 에너지 설비계획, 발전설비 건설계획표, 발전설비 폐지 계획표 지식경제부의 6차 전력수급기본계획에 있는 자료를 사용하여 분석하고자 하였다[1]. 분석을 함에 있어 시나리오 구성은 3 종류로 구성하였다.
가설 설정
- 송전망 건설 지연 시나리오는 송전망 건설 반대 등으로 송전망 건설이 지연 및 차질을 빚을 경우를 예상하여 가정하였다. 구체적으로는 신재생 변동 시나리오 예를 기준으로 매년 증가되는 융통전력량의 50%만 반영하는 방식으로 송전망 건설 지연을 모의하였다.
- 예를 들어, 온라인 발전기가 제공하는 예비력의 요구량은 현재 3,000MW를 반영하고 있는데 미래 계통에서 출력변동이 큰 신재생 에너지의 비중이 증가하기 때문에 이에 대비하여 예비력 요구량이 점차 증가하여 2027년에는 약 6,000MW를 확보하도록 하였다. 수도권 발전기의 가동여부에 따라 북상조류와 관련된 송전혼잡이 달라지기 때문에 겨울철 열병합 발전소의 열공급과 관련된 열 제약을 현재와 유사한 발전패턴을 가정하여 모의하였다.
- 기본 시나리오는 6차 전력수급기본계획에 나타나 있는 미래계통을 기준으로 산정하였다. 수요는 수급계획에 있는 연도별 피크전력과 최근 전력수요의 시간별 패턴을 반영하여 산정하였고, 발전기는 수급계획대로 건설된다고 가정하였다. 신재생에너지의 발전량은 매년 수급계획의 실효용량이 시간별 차이 없이 균등하게 나타난다고 가정하여 수요에서 차감 하는 방식으로 고려하였다.
- 수요는 수급계획에 있는 연도별 피크전력과 최근 전력수요의 시간별 패턴을 반영하여 산정하였고, 발전기는 수급계획대로 건설된다고 가정하였다. 신재생에너지의 발전량은 매년 수급계획의 실효용량이 시간별 차이 없이 균등하게 나타난다고 가정하여 수요에서 차감 하는 방식으로 고려하였다.
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