본 논문은 모선가격을 적용하는 계통에서 전력품질기준을 초과한 수용가에 대한 보상을 하는 것이 계통계획상의 의사결정에 어떠한 영향을 주는가에 대한 시험 연구 결과이다. 우리나라는 산업의 고도화에 따라 전력에 대한 산업의 의존 비율이 대폭 증가하였을 뿐만 아니라, 전력품질에 대한 산업체의 요구조건도 과거에 비해 매우 높아졌다. 그러나 현행 계통계획과 전력요금제도에는 이러한 사회적 변화를 반영할 품질에 대한 요소가 포함되어 있지 않으며, 이에 대한 적절한 대비가 되지 않음으로 인한 사회적 비용은 제대로 평가되지 못하고 있다. 본 논문에서는 수용가에 대한 전력요금이 모선별로 할당되는 경우에 각 모선의 전력품질이 측정가능하고 이를 보상비용화 할 수 있다고 가정하는 경우, 이를 계통계획에 반영하였을 때 예상되는 효과를 모의계통을 통하여 시산해보고 그 결과를 토의한 것이다. 그 결과, 전력품질의 비용을 반영한 경우, 전력요금은 상승하지만 전체 비용을 최소화하는 요소설비에 투자하는 방법을 선택함으로써 총괄비용을 감소시키는 효과를 거둘 수 있다.
전력계통 및 전원계획분야는 양질의 전력에너지를 발생원으로부터 수용처까지 경제적으로 안정공급하기 위한 이론과 기술을 연구, 개발함을 목적으로 한다. 그리고 그내용으로서는 전기에너지시스템의 구성요소인 전력계통의 해석, 시뮬레이션, 설계, 제어, 운용, 예측, 계획등의 공학적 및 기술적 문제를 다루게 될 것이다.
본 논문에서 제안하는 전력계통계획 방법론은 계통계획이 신규 자원의 수익에 영향을 미칠 수 있다는 인식 하에 발전 및 송전 투자 결정에 관한 상호 작용을 반영하고, 이것으로 인하여 설비 투자자 및 전력계통계획자의 목적을 동시에 고려할 수 있게 된다. 이러한 관점에서 본 논문은 혼합정수계획 모형에 기초한 전력계통계획 전산모형 프로그램을 개발하고자 한다. 이 소프트웨어는 설비예비율, 발전원별 비율,순동예비력 양, 에너지 및 연료제약 조건, 송전선로 사고 및 손실, 파이 분기 등의 기술적 제약조건을 만족하면서 신규 발전설비, 송전선로, 변전소의 용량뿐만 아니라 건설 시기와 장소를 결정하도록 설계되어 있다. 최종적으로 간단한 Garver 계통을 통하여 본 논문에서 제안된 전산모형 프로그램의 정확성 및 효율성을 검증하고자 한다.
본 연구에서는 계통운전예비력특성을 감안하여 DLC와 기동정지계획을 연계시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 계통운전예비력을 고려하기 위하여 새로운 제약조건을 정식화하였으며, 또한 DLC와 UC를 연계하기 위하여 3차원 동적계획법을 적용하였다. 이 결과, 경제적인 DLC와 기동정지계획을 동시에 구할 수 있게 되었으며, 이를 시험계통에 적용하여 그 효용성을 입증하였다.
발전기 기동정지 계획은 다수의 발전기의 운영에서 비용을 최소화할 수 있는 기동 및 정지 시간을 결정하는 것이다. 대규모의 계통에서의 기동정지계획은 복잡한 계통 및 발전기 특성 제약이 시계열적으로 작용하기 때문에 최적화 분야에서도 어려운 문제에 해당한다. 더욱이 최근 증가하는 풍력발전원은 그 출력이 풍속에 따라 시시각각 변동하기 때문에 기동정지계획에서 함께 고려되는 것이 힘들었다. 본 논문은 이러한 풍력발전 출력의 불확실성을 랜덤발생하여 기댓값을 최적화하는 발전기 기동정지계획을 통해 풍력발전원이 기동정지계획에 미치는 영향을 분석하였다. 제시하는 방법으로 모의계통의 사례연구를 통해 유용성을 입증하였다.
현대 사회에서 전력은 사회 전체적으로 그 영향력을 미치고 있으며 그 중요성은 날이 갈수록 더하고 있다. 이러한 전력 계통의 붕괴는 사회 전체적인 마비를 일으킬 수 있으며, 그에 따른 경제적 손실은 천문학적인 액수가 될 것이다. 기존 방사상 구조의 배전계통은 붕괴에 대한 안정적이고 계획적인 계통 형성보다는 필요에 따라 연결되는 방법을 이용하였다. 하지만 독립사업부제의 시행으로 배전계통에 유발되는 혼잡과 분산전원의 투입으로 인한 역조류는 현 계통에서 불안정한 결과를 초래할 수 있으며, 이는 새로운 계통으로의 전환을 요구하고 있다. 본 논문에서는 계통의 붕괴가 있더라도 좀 더 안정적으로 중요한 시설을 보호할 수 있는 계통의 구성에 대해 연구하였으며, 이 계통의 안정도를 검증하는 것에 초점을 맞추었다.
제4차 전력수급기본계획 수립을 위한 발전소 건설의향 조사 수행이 지식경제부 주관하에 시행되었다. 이와 관련하여 발전소 건설의향조사 결과에 대한 계통영향 평가를 의뢰받아 수행하였다. 계통측면에서의 송전요금제도를 적용하여 계통보강비용 배분의 형평성 및 송전요금의 시장신호 기능 반영으로 경제적인 전력수급계획 수립을 도모하기위해 노력하였다. 이에 본 논문에서는 한국전력에서 수행한 발전소 건설의향 계통영향평가 내용에 대하여 알아보고자 한다.
본 논문은 제3차 전력수급기본계획을 토대로 2010년부터 2020년도까지 우리나라 장기전력계통의 공급신뢰도를 MEXICO 모형을 이용해 전망한 결과를 분석한 것이다. 지금까지 전력계통 신뢰도에 대한 연구들은 주로 발전계통을 대상으로 한 결정론적 신뢰도 산정을 다루었던 반면 MEXICO 모형을 이용한 분석은 발전설비와 송전선로의 불확실성까지 고려한 복합 전력계통을 대상으로 실질적인 신뢰도 평가를 수행하였다는 점에서 의미가 있다. 주요 검토 내용으로는 2010년, 2012년, 2014년, 2020년도에 대한 공급지장에너지 및 공급지장비용분석 등을 다루고 있으며 이번 논문에서 사용된 신뢰도 평가방법은 향후 전력설비(발전 및 송전 설비계획의 복합 부분)의 확충계획 수립에 환웅이 가능할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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