[논문]누진제기반 계시별요금제 설계 및 효과 분석

조규상; 손성용

doi:10.17661/jkiiect.2020.13.2.159

누진제기반 계시별요금제 설계 및 효과 분석
Design and Impact Analysis of Time-Of-Use Pricing based on Progressive Pricing 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.13 no.2, 2020년, pp.159 - 168

조규상 (Department of Electronic Engineering, Gachon University) , 손성용 (Department of Electronic Engineering, Gachon University)

초록
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소비패턴과 무관하게 부과되는 현행 주택용 전기요금은 소비자선택권을 제약하는 문제가 있다. 이의 개선을 위하여 정부는 2019년 9월부터 주택용 계시별 요금제 기반의 실증 사업을 개시하였으나 그 효과에 대한 분석은 아직 제한적이다. 본 연구에서는 우선 기존 누진요금 대비 주택용 계시별 요금의 변화와 한계를 분석하였다. 분석을 위하여 두 개 단지의 아파트 전기사용량 데이터를 사용하였다. 주택용 계시별 요금제 적용 결과 전기사용량이 많은 경우 요금이 최대 33.8 % 까지 감소하는 반면 전기사용량이 적은경우 최대 117.7 % 증가한 것으로 나타났다, 이는 사회적 관점에서 전기요금의 수용성 문제를 야기할 수 있다. 이를 극복하기 위하여 본 연구에서는 누진제기반 계시별요금제를 제시하였다. 분석 결과 누진제 대비 계시별 요금제는 사용자의 전력소비 패턴에 따라 요금의 변동을 보이면서도 요금변동률 평균은 32%에서 -1.9 %로 감소한 것으로 나타났다. 이는 제안된 전기요금이 기존 누진제의 틀을 유지하면서도 계시별요금제의 효과를 지원할 수 있음을 의미한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Current residential electricity rates, which are charged regardless of consumption patterns, have a problem of restricting consumer choice. In order to improve the problem, the Korea government started a demonstration project based on Time-Of-Use(TOU) pricing from September 2019. However, the analysis of its effect is still limited. This study analyzed the changes and limitations of TOU pricing compared to the current progressive pricing. The result showed that the high rate payer's bill decreased by up to 33.8 % while the low rate payer's bill increased by up to 117.7 %. This can lead to the problem of accepting electricity rates from a social point of view. In this study, TOU pricing based on progressive pricing was proposed to overcome the problem. The results presented the rate changes depending on the power consumption patterns while decreasing the average rate change from 32 % to -1.9 %. It means that the proposed pricing can support the TOU effect while maintaining the framework of the existing progressive pricing.

주제어

표/그림 (18)

표 표 1. 주택용 전력(고압) 요금제 – 하계(7.1~8.31) Table 1. Residential service tariff(High-voltage) - summer(7.1~8.31)
표 표 2. 주택용 전력(고압) 요금제 – 기타 계절(1.1~6.31, 9.1~12.31) Table 2. Residential service tariff(High-voltage) - other seasons(1.1~6.31, 9.1~12.31)
그림 그림 1. 1번 아파트단지의 주택용 전력(고압) 요금제 적용 연간 전기요금 분포 Fig. 1. Distribution of annual electricity rates applied to residential service(High-voltage) of apartment 1
그림 그림 2. 2번 아파트단지의 주택용 전력(고압) 요금제 적용 연간 전기요금 분포 Fig. 2. Distribution of annual electricity rates applied to residential service(High-voltage) of apartment 2
표 표 3. 주택용 계시별 요금제 - 일반형 Table 3. Residential Time-Of-Use pricing - Normal Type
표 표 4. 주택용 계시별 요금제 - 집중형 Table 4. Residential Time-Of-Use pricing – Concentrated Type
그림 그림 3. 1번 아파트단지의 주택용 계시별 요금제 적용 연간 전기요금 분포 Fig. 3. Distribution of annual electricity rates applied to Residential Time-Of-Use pricing of apartment 1
그림 그림 4. 2번 아파트단지의 주택용 계시별 요금제 적용 연간 전기요금 분포 Fig. 4. Distribution of annual electricity rates applied to Residential Time-Of-Use pricing of apartment 2
그림 그림 5. 2번 아파트단지의 주택용 전력(고압) 요금제 대비 주택용 계시별 요금제 적용 결과 비교 Fig. 5. Comparison of the results of applying Residential service(High-voltage) to Residential Time-Of-Use pricing of the apartment 2
그림 그림 6. 1번 아파트단지의 주택용 전력(고압) 요금제 대비 주택용 계시별 요금제 적용 결과 비교 Fig. 6. Comparison of the results of applying Residential service(High-voltage) to Residential Time-Of-Use pricing of the apartment 1
그림 그림 7. 1번 아파트단지의 주택용 전력(고압) 요금제 대비 주택용 계시별 요금제 적용 결과 비교(요금변동률) Fig. 7. Comparison of the results of applying Residential service(High-voltage) to Residential Time-Of-Use pricing of the apartment 1(Rate of change)
그림 그림 8. 2번 아파트단지의 주택용 전력(고압) 요금제 대비 주택용 계시별 요금제 적용 결과 비교(요금변동률) Fig. 8. Comparison of the results of applying Residential service(High-voltage) to Residential Time-Of-Use pricing of the apartment 2(Rate of change)
그림 그림 9. 1번 아파트단지의 누진제기반 계시별요금제 적용 연간 전기요금 분포 Fig. 9. Distribution of annual electricity rates applied to Time-Of-Use pricing based on progressive pricing of apartment 1
그림 그림 10. 2번 아파트단지의 누진제기반 계시별요금제 적용 연간 전기요금 분포 Fig. 10. Distribution of annual electricity rates applied to Time-Of-Use pricing based on progressive pricing of apartment 2
그림 그림 11. 1번 아파트단지의 주택용 전력(고압) 요금제 대비 누진 제기반 계시별요금제 적용 결과 비교 Fig. 11. Comparison of the results of applying Residential service(High-voltage) to Time-Of-Use pricing based on progressive pricing of the apartment 1
그림 그림 12. 2번 아파트단지의 주택용 전력(고압) 요금제 대비 누진 제기반 계시별요금제 적용 결과 비교 Fig. 12. Comparison of the results of applying Residential service(High-voltage) to Time-Of-Use pricing based on progressive pricing of the apartment 2
그림 그림 13. 1번 아파트단지의 주택용 전력(고압) 요금제 대비 누진 제기반 계시별요금제 적용 결과 비교(요금변동률) Fig. 13. Comparison of the results of applying Residential service(High-voltage) to Time-Of-Use pricing based on progressive pricing of the apartment 1(Rate of change)
그림 그림 14. 2번 아파트단지의 주택용 전력(고압) 요금제 대비 누진 제기반 계시별요금제 적용 결과 비교(요금변동률) Fig. 14. Comparison of the results of applying Residential service(High-voltage) to Time-Of-Use pricing based on progressive pricing of the apartment 2(Rate of change)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 우선 기존 누진제 기반의 주택용 전력(고압) 요금제와 주택용 계시별 요금제를 비교하고 문제점을 도출한 후, 이를 극복하기 위한 누진제기반 계시별 요금제를 새롭게 제시하였다. 제시된 요금제에 따른 전기요금 변화와 요금제의 실효성에 대하여 분석하였다.
산업통상자원부와 한국전력공사에서 2019년 9월부터 주택용 계절·시간대별 요금제 실증을 추진하고 있다[2]. 이는 주택용 계시별 요금제의 도입에 따른 주택용 소비자의 시간대별 전기사용 변화 효과를 분석하는 것을 목표로 하고 있다.
7 % 증가한 것으로 나타났다. 이와 같은 전기 사용량 불합리성을 극복하기 위하여 누진제기반 계시별요금제를 제시하였다. 누진제 대비 계시별 요금제의 요금변동률은 최대 32.
주택용 계시별 요금제가 보이는 전기소비 형태에 따른 소비자의 전기요금 불합리성을 줄이기 위해 본연구에서는 주택용 전력(고압) 요금제를 기반으로 수식 1과 같이 누진제기반 계시별요금제를 설계하였다.

제안 방법

본 연구에서는 우선 기존 누진제 기반의 주택용 전력(고압) 요금제와 주택용 계시별 요금제를 비교하고 문제점을 도출한 후, 이를 극복하기 위한 누진제기반 계시별 요금제를 새롭게 제시하였다. 제시된 요금제에 따른 전기요금 변화와 요금제의 실효성에 대하여 분석하였다. 각 요금제의 비교 분석을 위해 두 개 단지, 653세대의 아파트 1년 전기사용량 데이터를 사용하였다.

대상 데이터

전기요금제의 전기요금을 분석하거나 비교분석하기 위해 두 개의 아파트 전기사용량 데이터를 사용하였다. 1번 아파트는 3,226세대로 구성되어 있으며 2015년 1월 1일부터 2015년 12월 31일까지의 1시간 간격 전력사용량 데이터를 사용하였다. 1년 전체 사용량은 12,697,908 kWh이고 세대당 월평균 3,936 kWh를 사용한다.
1년 전체 사용량은 12,697,908 kWh이고 세대당 월평균 3,936 kWh를 사용한다. 2번 아파트는 임대아파트가 다수인 공공주택으로 475세대로 구성되어 있으며 데이터 수집기간은 1번 아파트와 동일하나 전체적으로 전기요금이 낮게 나타난다. 1년 전체 사용량은 1,052,213 kWh이고 세대당 월평균 2,215 kWh를 사용한다.
제시된 요금제에 따른 전기요금 변화와 요금제의 실효성에 대하여 분석하였다. 각 요금제의 비교 분석을 위해 두 개 단지, 653세대의 아파트 1년 전기사용량 데이터를 사용하였다.
전기요금제의 전기요금을 분석하거나 비교분석하기 위해 두 개의 아파트 전기사용량 데이터를 사용하였다. 1번 아파트는 3,226세대로 구성되어 있으며 2015년 1월 1일부터 2015년 12월 31일까지의 1시간 간격 전력사용량 데이터를 사용하였다.

성능/효과

그림 3에서 1번 아파트단지 전체 3,226 세대에 대해 주택용 계시별 요금제의 일반형을 적용하였을 때 연간 전기요금 총액은 1,689,385 천원이고 가구당 연평균 523,678 원, 편차 141,274 원인 분포를 가지며 최대 1,308,608 원, 최소 133,830 원으로 나타났으며 집중형을 적용하였을 때 총액은 1,721,655 천원이고 가구당 연평균 533,681 원, 편차 144,501 원인 분포를 가지며 최대 1,337,300 원, 최소 136,573 원으로 나타났다.
이와 같은 전기 사용량 불합리성을 극복하기 위하여 누진제기반 계시별요금제를 제시하였다. 누진제 대비 계시별 요금제의 요금변동률은 최대 32.7 %의 높은 증감을 보인 반면 누진제 대비 누진제기반 계시별 요금제의 요금변동률은 최대 –1.9 %로 요금변동이 감소한 것을 확인하였다. 이와 같이 주택용 전력(고압) 요금제 대비 요금변동 분석을 통하여 소비자간 전기요금 변동의 불합리성을 해소하면서도 사용패턴에 따른 계시별 요금제의 특성을 반영할 수 있어 사회적 수용성을 제고할 수 있음을 보였다.
이는 전기사용량과 무관하게 누진제 요금을 중심으로 사용패턴에 따라 변동하는 것으로 에너지 소외계층일 가능성이 높은 에너지 저소비자의 요금 증가가 나타나지 않으며, 에너지 다소비자에게 과다한 편익을 줄 수 있는 기존의 계시별 요금제의 한계를 극복할 수 있는 것을 의미한 다. 따라서 제시된 누진제기반 계시별요금제가 사회적 수용성이 높아 보다 현실적인 요금제가 될 수 있음을 알 수 있다.
8 % 까지 감소하는 것을 볼 수 있다. 또한, 1번 아파트단지에 비해 전기소비량이 낮은 2번 아파트단지는 93 % 에 해당하는 세대의 계시별 요금이 증가 하는 것으로 나타났다. 이는 주택용 계시별 요금제가 사회적 수용성 관점에서 문제가 발생할 수 있다는 것을 의미한다.
9 %로 요금변동이 감소한 것을 확인하였다. 이와 같이 주택용 전력(고압) 요금제 대비 요금변동 분석을 통하여 소비자간 전기요금 변동의 불합리성을 해소하면서도 사용패턴에 따른 계시별 요금제의 특성을 반영할 수 있어 사회적 수용성을 제고할 수 있음을 보였다.
주택용 전력(고압) 요금제와 누진제기반 계시별 요금제를 적용하여 분석한 결과를 살펴보면 누진제 대비 계시별 요금제의 요금변동률이 최대 32.7 %인 것에 비해 누진제 대비 누진제기반 계시별요금제의 요금변동률은 최대 –1.9 %로 나타났다.
주택용 전력(고압) 요금제와 주택용 계시별 요금제를 비교한 결과를 살펴보면 누진요금 60 만원을 기준으로 미만인 세대의 계시별 요금은 최대 117.7 % 까지 증가하고 이상인 세대의 계시별 요금은 최대 33.8 % 까지 감소하는 것을 볼 수 있다. 또한, 1번 아파트단지에 비해 전기소비량이 낮은 2번 아파트단지는 93 % 에 해당하는 세대의 계시별 요금이 증가 하는 것으로 나타났다.
주택용 전력(고압) 요금제와 주택용 계시별 요금제에 대해 두 개 아파트단지의 데이터를 적용하여 비교한 결과 전기사용량이 많은 경우 요금이 최대 33.8 %까지 감소하는 반면 전기사용량이 적은 경우 최대 117.7 % 증가한 것으로 나타났다. 이와 같은 전기 사용량 불합리성을 극복하기 위하여 누진제기반 계시별요금제를 제시하였다.

후속연구

본 연구에서는 두 개의 아파트단지 1년 전기사용량 데이터를 사용하여 보정값을 산출하였는데 적용 수용가 대상이 전체 수용가로 확장되는 경우 보다 보편적인 요금제로 설계될 수 있을 것으로 기대된다.

참고문헌 (8)

KEPCO Homepage (https://home.kepco.co.kr) - Electric Rates Table, 2019.07.01.
"Promoting Residential Time-Of-Use pricing", Ministry of Trade, Industry and Energy, 2019.09
HeeSok Seo, "The Three-Tier Electricity Rate System in Japan - Comparison with the System in Korea and its implication-", Journal of consumer policy studies, Vol.50, 1, p.145-177, 2019.04

상세보기
DongSub Youn, SungKwan Joo, Rakkyung Ko, Jiwon Cha, Jinyeong Lee, Giryang Jeon, "Analysis of Seasonal and Time-based Rate Tendency with the Change of Residential Customers' Load Pattern", The Korean Institute of Electrical Engineers Conference, p.541-542, 2019.07
Adia Khalid, Nadeem Javaid, Abdul Mateen, Manzoor Ilahi, Tanzila Saba, Amjad Rehman, "Enhanced Time-of-Use Electricity Price Rate Using Game Theory", Electronics (System & Control Engineering) 2019, Vol.8, 1, 2019.01.02.
Simona-Vasilica Oprea, Adela Bara, "Setting the Time-of-Use Tariff Rates With NoSQL and Machine Learning to a Sustainable Environment", IEEE Access, Vol.8, 2020.01.27.

상세보기
Mohamad Fani Sulaimaa, Nofri Yenita Dahlana, Zuhaila Mat Yasina, Marlinda Mohd Roslic, Zulkiflee Omarc, Mohammad Yusri Hassand, "A review of electricity pricing in peninsular Malaysia: Empirical investigation about the appropriateness of Enhanced Time of Use (ETOU) electricity tariff", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol.110, p.348-367, 2019.08

상세보기
Moira L. Nicolson, Michael J. Fell, Gesche M. Huebner, "Consumer demand for time of use electricity tariffs: A systematized review of the empirical evidence", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol.97, p.276-289, 2018.12

상세보기

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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