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MMC VSC-HVDC의 경제성평가에 관한 연구
A Study on the Benefit Estimation of MMC VSC-HVDC System 원문보기

한국산업융합학회 논문집 = Journal of the Korean Society of Industry Convergence, v.23 no.1, 2020년, pp.65 - 71  

선휘일 (전남대학교 전기공학과) ,  박성미 (한국승강기대학교 승강기공학부) ,  유동욱 (한국전기연구원 멀티터미널 직류송배전추진단) ,  박성준 (전남대학교 전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, interest in the DC transmission is rapidly increasing worldwide. In many countries and leading companies are prior to the aggressive development of HVDC technology and application. Especially, VSC-HVDC system has been widely applied to transfer power at long distance between power plant an...

주제어

#MMC VSC-HVDC   #Benefit Analysis   #Scenario Analysis   #BCR(Benefit Cost Ratio)  

표/그림 (7)

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  • 또한 인출선로 미확보 피해비용의 설비용량은실제원전설비의 용량을 적용하여, (1)1,000MW, (2)1,400MW, 설비이용률은 75∼95%로 설정하였으며, 건설지연기간은 1개월로 가정하였다.
  • 모든 편익 분석은 직전년도인 2013년도 말 기준, 할인율 5.5%, 환율 1,045.00원 / $ (2013.12. 31.일 매매기준율), 편익 발생시점 선정은 기술수명주기를 감안하며, 2019이후, 2020년 이후 각기 10년으로 기본 가정하였다. 가정에 따른 48개의 시나리오의 부가가치 산출식은 식 (3)과 같으며, 시나리오 구성은 표 4와 같다.
  • 발전비용 절감액은 신규발전소의 인출선로 미확보로 인한 소비자가 추가로 지불해야 할 비용 산정을 위해 발전비용차액 부담을 가정하여 산정하였다. 신규발전소의 인출선로를 확보하지 못하면 기저발전 대신 한계발전기인 LNG 복합발전을 대체로 사용하게 되며, LNG 복합 발전의 공급비용과 기저발전기 공급비용의 차는 소비자가 지불해야 한다.
  • 부가가치 창출 편익의 대상은 관련 시장의 글로벌 시장점유를 목표로 목표시장 점유율, 편익계상기간, 시장규모에 따른 각각의 시나리오를 가정하였으며 MMC VSC- HVDC의 컨버터 중심으로 대상 시장을 분석하고 수요 예측법에 따라 부가가치의 세계시장 점유의 목표, 실증사업을 포함한 사업임을 고려하여 편익회임기간이 없는 편익 계상기간, 연평균 성장률(CAGR)에 따른 각각의 시나리오를 설정하였다[5]-[7].
  • 부가가치창출 편익의 산정 시 목표시장점유, 편익계상기간, 시장규모에 따라 가정하였으며 부가가치 창출 지표로는 부가가치율 31.2%(산업연관표 산업별 부가가치율), R&D기여도 28.1% (연구개발투자의 경제성장 기여도), 사업화성공률 40.8%, 사업기여율 59%를 적용하였다[5]-[6].
  • 인출선로 미확보 피해비용의 설비용량은 실제 발전원의 용량을 적용하여 (1)1,000MW, (2)1,400MW, 설비이용률은 75∼95%로 설정하였으며, 건설지연기간은 1개월로 가정하여 용량 (1), (2) 의 인출선로 미확보로 인한 6개월 지연 피해비용은 2,203억원, 3,084억원으로 계산하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
MMC의 장점은 무엇인가? Modular Multilevel Converter (MMC)는 계단식 연결 논리를 사용하는 새로운 VSC 토폴로지로서 출력 전압의 사인 파형이 양호하고 스위칭 손실이 작은 장점이 있다. 이러한 이유로 제조업체들은 MMC를 기반으로 차세대 VSC를 개발하였고 미국의 실제 프로젝트(Trans Bay Cable, Siemens, 2010)에 첫 번째 상용화되어 현재는 MMC VSC-HVDC 방식이 널리 적용되고 있다[2].
비용편익분석은 무엇인가? 연구개발사업의 경제성 분석방법에는 크게 비용 편익분석(Benefit-Cost Rate : BCR)과 비용효과분석(Cost-Effectivess Analysis : CEA)으로 구분한다[6]. 비용편익분석은 투자결정모델을 공공부문에 적용할 때 특정 프로그램이 가져올 영향과 효과를 평가하기 위한 분석틀이며 비용은 초기에 한꺼번에 발생하는데 반해 편익은 여러 해에 걸쳐 나타는 특성을 고려하여 편익의 흐름들을 현재가치로 합산하여 비용과 비교가능하도록 해주는 평가방식이다[2]. 그러나 이 경제적 편익의 측정이 거의 불가능해 평가가 어려운 경우 비용효과분석을 사용하며 이는 주어진 효과를 달성하는데 가장 적은 비용이 들어가는 대안을 선택하는 방법으로서 비용 하에 최대한의 효과를 달성하는 것이다[1]-[7].
추가적인 송전망 확충이 필수적으로 생각되는 국내의 전력 상황은 어떠한가? 우리나라의 전력 수요의 40%이상은 밀집주거단지가 많은 수도권에 위치해 있으나, 대부분의 발전 단지는 수요지와는 지역적위치가 멀리 분리되어 있으며 특히 수도권내의 부하 밀집으로 정전 등의 불편을 야기하고 있다[1]-[4]. 이러한 상황으로 추가적인 송전망 확충은 필수적이나 지역주민의 저항 및 신규발전 입지의 제약 등으로 어려움을 겪고 있다.
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참고문헌 (10)

  1. Wang Feng, Le Anh Tuan, Lina Bertling Tjernberg, Anders Mannikoff, Anders Bergman, "Cost-Benefit Analysis of a Multi-Terminal VSC-HVDC System Using a Proposed Mixed AC/DC Optimal Power Flow", IEEE, 2013. 

  2. Wang Feng, Lina Bertling, Tuan Le, "An Overview Introduction of VSC-HVDC: Stateof-art and Potential Applications in Electric Power Systems ",CIGRE, 2011. 

  3. Working Group B4.46, "Voltage Source Converter (VSC) HVDC for Power Transmission - Economic Aspects and Comparison with other AC and DC Technologies", CIGRE, 2012. 

  4. "제 7차 전력수급기본계획", 한국전력, 2017. 

  5. 김동우 외4, "전압형 Back-to-Back HVDC를 이용한 수도권 전력 계통의 혼잡 비용 절감 방안 연구", 대한전기학회, 2010. 

  6. "HVDC Tranmission Market" Visiongain, 2014-2024. 

  7. "연구개발부문 사업의 예비타당성조사 표준지침", KISTEP, 2016. 

  8. 산업통상자원 R&D전략기획단, "MMC 기반 전압형 직류 송전 시스템 개발", 산업통상자원부, 2014. 

  9. 김희진, 허건, 윤민한, 장길수, "전압형 컨버터 HVDC 기술 동향과 사례 분석", 대한전기학회-전기의세계,p.34-40, 2012. 

  10. HVDC 2015, 2015 International High Voltage Direct Current Conference 발표 자료, 2015. 

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