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경제성 분석을 통한 산업용 수용가의 ESS 설치 용량 산정
Calculation of ESS Capacity of Industrial Customer through Economic Analysis 원문보기

전기학회논문지. The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. P, v.64 no.4, 2015년, pp.273 - 276  

홍종석 (LG Electronics Inc.) ,  채희석 (Dept. of Electrial Engineering, Soongsil Univ.) ,  문종필 (Dept. of Electrial Engineering Korea National University of Transportation)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, ESS capacity installed in industrial customer is calculated using economic analysis. To do this, electric charge for industrial customer is analyzed and power management system(PMS) of ESS is selected. Reduction of kW cost and kWh cost are set to 'benefit' according to operation of ES...

주제어

#Benefit-to-cost   #Economic analysis   #ESS   #Load curve   #Power management system   #kW cost   #kWh cost  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 ESS의 경제성 분석을 통하여 산업용 수용가에 대하여 적정용량을 결정 할 수 있도록 가이드라인을 제시한다. ESS는 현재 가격이 매우 높기 때문에 경제성이 없다.
  • 본 논문에서는 산업용 수용가에서 ESS 설치시 경제적인 이득을 최대로 하기 위한 적정 ESS 용량을 선정하였다. 산업용 수용가에 대한 전기요금 체계를 분석하고, ESS 설치시 기본요금과 전력량요금에서 이득을 편익으로 선정하고 설치비용 및 운영비용을 비용으로 선정하여 그 차액을 총 수익으로 결정하였다.

가설 설정

  • 따라서 ESS를 어떻게 운전하는지를 결정하고 경제성 평가를 수행하여야 하지만, ESS 운전 방식은 수많은 경우가 있고, 모든 ESS 운전방식에 대하여 경제성 평가를 수행하는 것은 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 부하예측이 정확하고 그에 따라서 가장 적절하게 ESS를 운전한다고 가정하고 경제성 평가를 수행하였다. ESS를 공급하는 다양한 회사에서는 자신이 공급하는 ESS 운전 알고리즘이 가장 완벽하려고 노력하기 때문에 이것은 합리적이라 할 수 있다.
  • MWh이고 ESS의 연간 운영비용은 2천만원/년이라고 가정하였다. 또한 ESS의 기대수명은 15년이고, 연간 이자율은 4%로 가정하였다. 전기요금은 산업용 고압전력 B를 적용하였다.
  • 앞 장에서 언급한 바와 같이 ESS 운전은 100% 정확하다고 가정하였으며 경제성 평가를 위하여 ESS 설치비용은 10억원/MW.MWh이고 ESS의 연간 운영비용은 2천만원/년이라고 가정하였다. 또한 ESS의 기대수명은 15년이고, 연간 이자율은 4%로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
ESS의 적정용량을 결정하는 것이 어려운 이유는? 수용가에서 설치할 ESS의 적정용량을 결정하는 것은 매우 어려운 문제이다. 우선, 최적용량을 결정하기 위해서는 ESS의 운전방식인 PMS(Power Management System)가 결정되어야 한다. ESS를 어떻게 운전하느냐에 따라 경제적인 효과가 매우 다르게 나타날 수 있기 때문이다. 다음으로 ESS의 운전방식이 결정되어도 실제로 설치된 ESS의 운전이 제안한 방식대로 되지 않을 경우가 대부분일 것이다. 수용가의 부하예측의 오차가 큰 경우가 많으며, 연중 예기치 못한 상황이 항상 발생할 가능성이 존재하기 때문이다. 따라서 최적의 ESS 운전알고리즘을 통하여 ESS의 최적 용량을 결정 하였더라도, 실제로 설치한 수용가에서는 경제적인 효과가 당초 계획했던 것만큼 미치지 못할 가능성이 매우 크다. 이러한 상황에도 불구하고 ESS를 설치할 수용가에서는 최적의 ESS 용량을 선정하기 위한 기초적인 연구결과가 필요하다.
수용가에서 ESS 설치를 하는 경제적인 목적은? 그러나 일반적으로 수용가에서는 경제적인 목적으로 사용되고 있다. 크게 두 가지로 나눌수 있는데, 첫째는 전력피크 감소를 통한 기본요금 절감이 며, 둘째는 전력요금이 저렴한 시간에 ESS를 충전하고 비싼 시간에 방전하여 전력량요금에 대한 이득을 취하는 것이다.
ESS 운전은 어떻게 해야 하는가? ESS의 적정용량 산정을 위해서는 경제성 평가가 필요하며 경제성 평가를 위해서는 먼저 수용가에서 ESS를 어떻게 운전할 것인지를 결정하여야 한다. 일반적으로 ESS 운전은 연중 피크가 발생할 때 피크를 절감하는 것과 평상시 전기 요금이 낮은 시간에 충전하고 요금이 비쌀 때 방전하여 최대의 이득을 창출하도록 운전한다. 이를 위하여 정확한 부하 예측과 운전알고리즘을 요구한다.
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참고문헌 (6)

  1. K.-H. Cho, S.-K. Kim, E.-S. Kim, "Optimal Capacity Determination Method of Battery Energy Storage System for Demand Management of Electricity Customer", The Trans. of KIEE, Vol. 62, No. 1, pp. 21-28, 2013. 

  2. J.-K. Park, Y.-S. Baek, K.-S. Jeong, J.-H. Park, "Optimal Capacity Determination of BESS for Customer using Investment Cost and Electric Cost", The Trans. of KIEE, Vol. 64, No. 2, pp. 208-213, 2015. 

  3. Navigant Research, "ESS Market", 2014, 2Q. 

  4. KEPCO, Supply agreement of electricity, 2013.11. 

  5. KEPCO, Supply agreement enforcement bylaws of electricity, 2014.01. 

  6. J.-S. Hong, B.-W. Kang, H.-S. Chae, J.-C. Kim, "Study on the Economic Analysis for Non-Prediction Algorithm with the Energy Storage System", Journal of KIIEE, Vol. 29, No. 5, pp. 94-99, May 2015 

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