[논문]송전선로 건설과 제약비용의 검토(1)

송인준; 박철우; 강대언; 방민재; 윤부현

문제 정의

따라서 본 논문에서는 기존 주요 송전선로의 건설효과를 송전 제약 비용 절감 측면으로 평가한다. 평가를 위한 주요 송전선로는 수도권 환상망 12개 루트와 북상전력 6개 루트를 대상으로 하였다.
본 논문에서는 “송전선로 건설과 제약비용 검토(2)”에서 검토한 계통의 모의 방법과 비용 산출 방법에 대하여 설명하였다.
본 논문에서는 한해에 발생하는 순수한 송전제약 비용의 추정치를 시뮬레이션을 돟해서 계산할 수 있는'툴[참고문현 1]을 마련하였고, 이를웅용하여 송전선로의 건설효과를 검토하였다.

가설 설정

( 1 ) 초기 상태는 제약발전기를 제외하고 모든 발전기가 최대 출력상태를 유지하도록 함.

제안 방법

P, Q 수급과 예비력을 확보하면서 최종적으로 슬랙 모선은 자기발전의 90 - 100 % 이내로 유지하도록 조정함. EX) 삼천포6호기 최대 발전 500 MW -> 400 ' 500 MW 으로 계산되도록 함.
각 계절은 평일부하, 주말부하, 최대부하, 최소부하 4개로 시간대를 기준으로 각 부하의 최대부터 60%까지 5% 단위로 세분하여 모의계통을 작성하였다. 또한, 각 데이터마다 전국을 제주를 제외한 23 개 지역으로 세분하여 직거래 부하, 변압기 부하의 비율도 실저와 동일한 조건을 사용하였다.
구성된 계통에 발전단가가 싼 발전기부터 발전량을 배분하여 경제급전 발전비용을 계산, 합산 하여 1년간의 경제급전 발전비용을 산출한다. 구성된 계통에 송전계통제약 (과부하, 단일상정고장 검토)을 반영하여 발전력을 재배분하여 제약급전 발전비용을 계산, 합산하여 1년간의 제약급전 발전비용을 산출한다.
구성된 계통에 발전단가가 싼 발전기부터 발전량을 배분하여 경제급전 발전비용을 계산, 합산 하여 1년간의 경제급전 발전비용을 산출한다. 구성된 계통에 송전계통제약 (과부하, 단일상정고장 검토)을 반영하여 발전력을 재배분하여 제약급전 발전비용을 계산, 합산하여 1년간의 제약급전 발전비용을 산출한다. 이렇게 계산된 1년간의 제약 급전발전 비용과 경제급전 발전비용의 차로 연간 송전제약비용으로 산출한다.
이를 합산하여 1년간의 발전비용을 계산한다. 그리고 여기서 구한 발전비용과 송전계통제약시 발전비용의 차로서 대상선로 OFF 시의 연간 송전제약비용을 산출한다. 평가대상 송전선로의 가치는 연간 송전 제약 비용과 대상선로 OFF시의 연간 송전제약비용의 차로서 평가한다.
다음의 “송전선로 건설과 제약비용 검토(2)”에서는 이러한 방법을 사용하여 모의한 결과에 대하여 검토하였다.
각 계절은 평일부하, 주말부하, 최대부하, 최소부하 4개로 시간대를 기준으로 각 부하의 최대부터 60%까지 5% 단위로 세분하여 모의계통을 작성하였다. 또한, 각 데이터마다 전국을 제주를 제외한 23 개 지역으로 세분하여 직거래 부하, 변압기 부하의 비율도 실저와 동일한 조건을 사용하였다. 1년을 모의하는데 사용한 데이터 개수는 36(1년 X 4계절 X 9개 부하(100~60%))개의 계통을 모의하였다.
발전제약은 거래소에서 제공하는 발전기 O/H 계획을 반영하여 계산하였다. 발전기 출력의 시변화, 일변화와 같은 연속성은 시간대를 분류하여 미분과 같은 방법으로 나누워 각각 계산의 합을 하였다. 하지만 발전출력에 따른 발전단가의 변동이나, 발전기탈락, 부하차단과 같은 고장파급방안은 적용하지 못하였다.
시뮬레이션 절차는, 먼저 평가대상 송전선로를 OFF하고 송전계통제약 (과부하, 단일상정고장 검토)을 반영하여 계절별, 시간대별 발전비용을 계산하고, 이를 합산하여 1년간의 발전비용을 계산한다. 그리고 여기서 구한 발전비용과 송전계통제약시 발전비용의 차로서 대상선로 OFF 시의 연간 송전제약비용을 산출한다.
주요 송전선로 건설효과는 선로별 송전제약비용 절감 효과를 계산하여 송전선로의 가치를 평가하는 방법으로 분석한다. 즉, 대상선로가 계통에 없었다는 가정에서 발생하는 연간 송전제약비용과 현재 계통에 있을 때에 발생하는 송전제약비용의 차로서 대상 송전선로의 가치를 평가한다.
송전선로의 가치를 평가하는 방법으로 분석한다. 즉, 대상선로가 계통에 없었다는 가정에서 발생하는 연간 송전제약비용과 현재 계통에 있을 때에 발생하는 송전제약비용의 차로서 대상 송전선로의 가치를 평가한다.
그리고 여기서 구한 발전비용과 송전계통제약시 발전비용의 차로서 대상선로 OFF 시의 연간 송전제약비용을 산출한다. 평가대상 송전선로의 가치는 연간 송전 제약 비용과 대상선로 OFF시의 연간 송전제약비용의 차로서 평가한다.

대상 데이터

또한, 각 데이터마다 전국을 제주를 제외한 23 개 지역으로 세분하여 직거래 부하, 변압기 부하의 비율도 실저와 동일한 조건을 사용하였다. 1년을 모의하는데 사용한 데이터 개수는 36(1년 X 4계절 X 9개 부하(100~60%))개의 계통을 모의하였다. 발전제약은 거래소에서 제공하는 발전기 O/H 계획을 반영하여 계산하였다.
모의를 가능한 자세하게 하기 위하여 2003년부터 2005년까지의 과거 실적을 바탕으로 2005년 6월부터 2006년 5월까지 1년 데이터를 4계절로 분할하였다. 각 계절은 평일부하, 주말부하, 최대부하, 최소부하 4개로 시간대를 기준으로 각 부하의 최대부터 60%까지 5% 단위로 세분하여 모의계통을 작성하였다.
절감 측면으로 평가한다. 평가를 위한 주요 송전선로는 수도권 환상망 12개 루트와 북상전력 6개 루트를 대상으로 하였다. 여기서는 송전제약비용율 계산한 방법에 대하여 설명하고 다음 논문에 검토결과를 정리 하였다“

성능/효과

( 3 ) 입력된 (비)상정사고와 국지전압을 제외한 전체전압, 계통 MISMATCH 를 기준으로 P, Q 수급을 변경함.

후속연구

송전계통제약 운전량은 다론 제약을 제외한 송젼 계통제약 발전량 (TSCON)과 송전계통제약 비발전량(TS C0FF)만이 된다. 각 제약에 따른 상호영향에 대한 평가는 앞으로 계속 연구해야할 부분이다.

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