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.
신재생에너지 발전기는 출력가변성이 크기 때문에 장기 전력수급계획 수립시 발전용량을 얼마로 할 것인가에 대한 불확실성을 내포하고 있다. 본 논문에서는 확률론적 신뢰도 기법에 기반하여 신재생 발전기가 공급신뢰도에 기여하는 용량산정 방법을 제안하고 우리나라 전력수급기본계획에 적용하는 방안을 살펴보았다. 국내 발전설비계획 수립에 사용하는 공급지장확률(LOLP)을 이용하여 신재생 발전기의 공급 신뢰도 기여용량을 산정하고 그 결과를 현재까지 사용해 온 신재생발전기 이용률에 기반한 기여용량 산정결과와 비교하였다. 특히 신재생발전원 중 우리나라에서 많은 부분을 차지하는 풍력 및 태양광에 대하여 용량가치를 산정하였다. 확률적 신뢰도기반 용량가치 산정법은 제5차 전력 수급기본계획 수립시 적용된 바 있으며, 좀 더 정밀한 산정절차를 수립하여 수급계획에 적용할 필요가 있다. 본 연구의 결과는 향후 수급계획 수립에 신재생 발전원의 정확한 용량가치를 산정하는 방식을 선정하는 데 참고자료로 활용될 수 있다.
우리나라 전력계통에서 수도권으로 전력융통을 담당하는 기존의 송전선로는 안정성을 확보를 위해 제약을 두어 운영한다. 전력수급기본 계획과 장기 송변전 설비계획을 기본으로 하여 중부 서해안지역의 발전력을 수도권으로 송전하기 위하여 추가 송전선로를 HVDC로 건설할 경우, 계통에 기여하는 효과 및 경제성을 분석하였다.
전력산업은 기존의 독점적 구조에서, 분할을 통해 경쟁을 도입하는 시장 구조로 변환하려는 움직임이 현재 진행 중이다. 전력산업의 발전설비 투자는 일반적으로 대규모의 자금과 오랜 공사시간을 요구하며, 안정적인 전력 공급을 위해 지속적으로 필요하다. 전력산업 구조개편 이전에는 일반적으로 정부가 장기적인 전력공급의 안정을 위해 전력공급계획을 수립하고, 독점회사인 한국전력공사가 이에 따른 발전설비 투자를 시행하였다. 그러나 전력산업 구조개편 이후에는 전력수급 안정을 위해 새로운 개념의 전력수급기본계획을 수립하였다. 이전과 가장 큰차이는 발전사업자가 발전설비를 투자하는데 있어 자유롭게 사업계획을 세울 수 있게 되었다는 점이다. 본 논문에서는 기존 독점구조에서의 발전투자와 경쟁시장이 도입된 이후의 발전투자의 효율성을 비교할 수 있는 방법론을 제시하고자 한다.
전력사업은 시설산업으로서 타기업에 비해 장기간의 공기와 막대한 자금이 소유되며 광대한 고정시설을 보유한다. 따라서 전기사업에 있어서의 장기계획은 장기간의 수요동향을 파악하여 이 수요에 맞는 시설계획 및 자금계획을 수립하여 장래수합 및 수지균형을 도모해야한다. 따라서 전원개발계획수립에 있어서 가장 핵심적인 역할을 하는 것은 수요상정이라 할 수 있을 것이다. 단, 이 수요상정을 그릇치면 중대한 결과가 초래되는것이니 적극적인 상정에 기인하는 수요를 상회하는 발전시설은 자금의 사장을 의미하는 것이며 소극적인 상정은 반대로 부가제한을 가져올 것이다. 수요상정에 따라 개발순위 및 건설공사계획표가 작성되어 가동일자가 결정되며 이에 기준하여 연료수급계획이 작성된다. 일면 이 전력을 반송하고 수용에 반응하기 위한 송변배전시설계획이 병행작성 수립되어야 한다. 최종적으로 자금계획이 성안되어 이와같은 계획을 경제적으로 뒷받침하여야 함은 물론이다. 개발계획수립에 있어서 고려해야 할 점은 이외에도 예비출력 및 단위기용량의 결정, 개발순위에 관련되는 수화력개발의 우위성에 관한 검토, 부가곡선을 통한 부가율 및 용량율의 결정, 등 실로 광범하며 이와 같은 제반요소를 집대성한 것이 전원개발계획이다. 본고에서는 우리나라 5개년전원개발계획을 설명하고 전원개발계획에 관련된 제반문제중 및가지 문제점에 한정하여 이를 약술하고자 한다.
제3차 전력수급기본계획(산업자원부, '06.12 공고)확정 고시 후 한전에서는' 07.1월 장기 송변전설비계획(2006년${\sim}$2020년)을 수립하여 시행중에 있다. 이와 별도로 한전에서는 전력수요 포화 시점(2030년)에 전력계통 구성의 최종목표를 제시 하고자 장기 송변전설비 Master Plan을 수립하였다. 본 논문에서는 전력수요 포화 시점에 대비한 Master Plan 수립방향, 수립결과 분석, 기술적 문제점 및 대책(과도안정도, 고장전류)에 대해 개략적으로 설명하였다. 본 수립내용을 토대로 설비확충 계획 뿐만 아니라 정비계획을 종합한 기존설비 개선.정비 방안을 시행할 예정이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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