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문제 정의
- 결과적으로, 마이크로그리드와 가상발전소의 근본적인 차이는 마이크로그리드가 최종소비자 수준에서의 수급균형에 초점을 맞추고 있는 반면, 가상발전소는 도매전력시장에서 전력거래를 통해 계통 수준의 수급균형에 기여하는 것을 목적으로 한다는 데 있다. 이러한 가상발전소와 마이크로그리드 개념 사이의 차이에 기초하여 가상발전소의 기술적 특성을 정리하면 다음과 같이 나열할 수 있다.
- 이는 미국이 전 세계에서 가장 성숙한 수요반응 시장을 보유하고 있기 때문이다. 따라서 미국의 가상발전소 개념은 다양한 유형의 수요반응 자원을 통합하여 기존의 발전기 속성을 복제함으로써 비상시 첨두용량, 유효전력 및 순동예비력과 같은 계통보조서비스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이미 미국 내에는 EnerNOC과 Comverge 등의 민간 기업을 중심으로 통신망을 이용하여 수요반응 자원을 원격 제어하는 NOC(Network Operation Center) 형태의 부하관리사업 모델이 활성화되어 있는 상황에서, 가상발전소를 통해 가격신호에 반응하여 사전에 계획된 운영전략에 따라 자동으로 수행되는 실시간 수요반응 (DR 3.
- 그러나 전 세계적으로 가상발전소에 대한 공통된 정의 및 DER 통합과 관련된 명확한 규정이 수립되어 있지 않기 때문에 가상발전소에 대한 기술지원, 투자 및 사업 모형 구축에 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 논문에서는 스마트그리드 핵심기술 중의 하나인 가상발전소에 대한 정의를 제안하고 스마트그리드에서 가상발전소의 전력시장 참여에 필요한 선결요건에 대한 분석을 논의함으로써 향후 가상발전소 개발전략과 상용화를 위한 기초를 마련하고자 한다.
- 본 논문에서는 중앙급전발전기 역할을 수행하는 가상발전소에 대한 제어권한은 계통운영자에게 귀속되어야 하는 것으로 고려하고 있지만, 가상발전소 제어권한과 관련된 가장 해결하기 어려운 문제는 실시간 급전 시 가상발전소가 위치한 배전망 내 제약이 발생하는 경우와 관련된 것이다. 즉, 실시간 급전 시 배전망 내 제약 발생으로 인해 가상발전소를 제어해야 하는 경우, 이를 해결하기 위한 가상발전소 제어명령을 누가 수행할 것인지를 사전에 결정해야 한다.
- 반면, 가상발전소는 아직까지 공통된 정의는 존재하지 않지만, 진보된 정보통신기술을 기반으로 구성된 “에너지 인터넷”으로 표현할 수 있다. 이는 지역적으로 산재한 분산형 에너지원에 대한 협조 운전을 통해 최종소비자와 전력계통 운영자 모두의 편익을 극대화하는 것을 목적으로 한다. 문자 그대로, 마이크로그리드는 내부의 발전, 수요 및 전력망 설비 모두를 관리하는 반면, 가상발전소는 단지 발전원에 대해서만 고려한다.
- 이에 따라, 본 논문에서는 가상발전소를 “도매전력시장 및 계통운영에의 참여를 목적으로 전력망 내에 산재해 있는 다양한 유형의 분산형 에너지원을 진보된 정보통신기술 및 자동제어기술을 활용하여 단일 발전시스템의 형태로 운영하기 위한 통합관리시스템”으로 정의하였다.
- 반면, 아직까지 국내에는 판매경쟁을 통한 다수의 전기판매사업자를 용인하지 않고 있기 때문에 부하관리사업자 형태의 분산전원 기반 가상발전소 모형을 도입하기에는 현행 전력 산업구조 및 전력시장운영규칙의 많은 부분을 변경해야 하는 어려움이 있으며, 이에 따라 이러한 형태의 가상발전소 모형을 도입하기까지에는 상당 기간의 시간이 소요될 것이다. 이에 따라, 본 논문에서는 현재의 국내 전력산업 환경 하에서 제3자가 소유 하는 독립발전사업자 형태의 수요반응 기반의 가상발전소 즉, 실시간 자동 수요반응 형태의 가상발전소 모형을 도입하는 것이 이와 관련된 규제 및 정책상의 혼란을 최소화하면서 가장 비용효과 적으로 가상발전소 도입을 추진할 수 있는 현실적인 대안으로 제안하였다. 신재생전원, 분산전원 및 수요반응 등 다양한 유형의 분산형 에너지원으로 구성된 가상발전소의 도입이 가장 이상적이지만, 실제로 이러한 진보된 형태의 가상발전소 도입을 위해서는 전력산업구조 및 전력시장제도에서의 개선뿐만 아니라 송·배전망의 지능화와 같은 상당 수준의 기술적 진보 또한 선행되어야 한다.
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