본 논문에서는 혼합정수 선형계획 법을 이용하여 장기 전력계통 계획수립시 최적의 설비를 투자할 수 있는 기법을 제안하였다. 발전설비와 송변전설비는 하나의 망으로 연결되어 상호 보완적 영향을 주기 때문에 계통계획시 두 설비를 동시에 평가하는 것이 무엇보다 중요하다. 또한 계획기간 전체에 대해 투자비를 고려하여 비용을 최소화해야 한다. 이를 위해 선형계획법을 계통계획에 도입하여 최소비용의 투자비를 가지고 공급 신뢰도 기준를 만족할 수 있는 최적 장기 전력계통 계획 수립기법을 개발하였다. 개발된 기법을 Garver 6모선 계통 및 제3차 전력수급기본계획에 대해 모의하여 결과의 타당성을 검증하였다.
우리나라는 전계통 정전 발생 및 광역지역 정전에 대비하여 매년 "전계통 정전시 복구계획"을 수립하여 정전발생에 대비하고 있다. 우리나라는 외부와 고립된 계통으로 외부수전이 불가능하므로 전국 7개 지역에 12개 자체기동발전기를 지정하여 운영하고 있다. 정전 발생시 우리나라 계통복구 절차를 살펴보면 먼저 거래소가 EMS와 전국 발 변전소로부터 올라온 정보를 분석하여 광역정전 여부를 파악하여 정전상황을 각 사업소에 통보하게 된다. 그 후 즉시 자체기동발전기를 기동하고, 시송전 선로를 구성하게 된다. 이 시송전선로를 통해 자체기동발전기에서 생산한 전력을 우선공급발전소에 전달하여 최초 계통복구를 위한 시송전계통을 구성하게 된다. 이후 안정후공급발전기에 기동전력을 공급하면서 계통에 병입되는 전력에 맞춰 계통 부하복구를 시행하게 된다. 지역별 계통이 안정화되었을 경우 지역간 계통을 연계하여 복구과정을 마치게 된다. 이러한 복구계획의 시초가 되는 자체기동발전기가 우리나라와 같은 고립계통에서 매우 중요하므로 자체기동발전기 정기시험을 매년 시행하고 있다. 마지막으로 2006년 제주계통 정전시 복구계획 적용사례와 이때 발생되었던 문제점 및 해결방안을 설명하였다.
전력계통이 시장환경이 바뀌어감에 따라 기존의 독점체제하에서의 계통계획과는 달리 시장의 영향, 불확실성의 증가 등을 고려한 새로운 개념의 계통계획 기법이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 계통혼잡비용을 바탕으로 송전망 확충의 경제성을 평가하는 기법을 제안하고 이를 바탕으로 송전망 확충의 경세성을 평가하는 방식을 제안한다.
매년 증가하는 수요에 맞추어 원활하게 전력을 공급하기 위해서는 발전력 증대, 송전선로 건설 등의 유효전력 공급설비 확충 뿐만아니라 적정한 전압보상 설비가 필요하다. 이에따라 한국전력공사에서는 전력계통의 적정전압유 지를 위한 정전콘덴서 설치계획을 매년 수립 시행해오고 있다. 그러나, 최근의 전력산업 구조개편에 의한 계통운영여건 변화, 수도권의 발전력대비 수요 점유비의 지속 증가 등 무효전력 수급관련 주변여건의 변화로 보다 정밀한 계획수립에 대한 요구가 심화되고 있다. 예년의 정전콘덴서 설치계획 수립이 단순히 적정전압유지를 위한 소극적 차원에서 이루어졌다면 근래의 계획은 전력계통 의 전압안정도 확보는 물론 계통제약 최소화까지 고려되는 적극적인 방향으로 변화되고 있다. 본 고에서는 이렇게 다양화되고 있는 여건 변화에 부응하기위해 필요한 무효전력설비 계획관련 방법론 고찰과 이를 토대로 검토된 2003년 우리나라 계통 적용사례를 다루었다.
무효전력 계획은 크게 계통운용계획과 투자비용계획으로 구분할 수 있다. 본 논문은 조상설비 투입계획 관점에서 주 쌍대 비선형 내점법을 이용한 조상설비 최적화 모의를 수행한다. 실 계통 규모의 대규모 계통을 모의하기 위하여 모선번호 ordering 기법 및 고성능 LU 분해 기법을 적용하였으며 조상설비 계획문제에 포함되는 이산변수의 처리는 투입위치 및 용량의 정수화를 통하여 최적화 문제에 이산변수를 포함하지 않도록 한다. 본 알고리즘은 2006년도 한전계통의 조상설비 현황을 바탕으로 하여 2008년도 계통상태에 대한 조상설비 투입계획 모의에 적용한다.
1961년 7월1일, 전력 삼사가 통합되어 한국전력주식회사로 발족한 이래 사차에 걸친 전원개발 및 송배전시설 확장 5개년 계획이 성공리에 완수되었으며, 1982년 1월1일, 전력사업의 공익성과 효율성을 도모코자 공사 본제로 전환한 후에도 제오차 전원개발과 송배전시설 확장계획이 추진되어 세계적 수준의 전력공사로 성장하였다. 이러한 시점에서 현재의 전력사업의 실태를 분석하고 2000년대를 향한 전력계통을 전망해보고, 계통계획, 배전계통의 근대화, 봉사수준의 질적향상 등에 관한 현상 및 장차의 전망에 대하여 살펴 보았다.
본 논문은 전력계통의 보다 합리적인 신뢰도 운영을 실시하고자 근래 V&R Energy System Research에서 개발한 신뢰도 평가 프로그램인 POM과 EPRI에서 개발한 PRA를 이용하여 우리나라계통에 적용하여 성공적으로 얻은 다양한 사례연구 결과를 소개한다. 여기서는 PRA 프로그램을 우리나라 전력계통의 계획측면에서 활용방안을 모색하기로 하고 다음과 같은 몇 가지 사례연구에 주안점을 두고 실시하였다. 2008년도 우리나라 계통의 병입되는 당진화력 7,8호기의 신설에 따란 계통영향에 대한 신뢰도 지수 비교 순석과 2007년부터 2012년까지의 향후 6년간에 걸친 장기계통계획에 대한 우리나라계통의 신뢰도 지수의 변화를 비교 분석하는 등 계통계획측면에서의 활용방안의 타당성에 관하여 검토하였다.
우리나라는 전계통 정전 또는 광역 정전에 대비하여 매년 전계통정전시복구계획을 수립하고 있다. 우리나라는 다른 나라와 연계되지 않은 단독계통으로 전계통 정전이 발생할 경우 외부 수전을 활용하여 복구를 진행할 수 없다. 따라서 전국을 7개 지역으로 나눠서 13개 자체기동발전기를 지정하여 운영하고 있다. 각 지역은 주 시송전계통과 예비 시송전계통을 지정하여 주 시송전계통이 휴전 또는 고장으로 가압불가시 예비 시송전계통을 활용하여 가압하도록 하여 신뢰도를 높이고 있다. 2009년부터는 EMTP-RV를 활용하여 차과도상태를 검토하여 신뢰도를 더욱 높일 계획이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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