• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.138-146
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• 2022

Electricity has become a factor that dramatically affects the market economy. The day-ahead system marginal price determines electricity prices, and system marginal price forecasting is critical in maintaining energy management systems. There have been several studies using mathematics and machine learning models to forecast the system marginal price, but few studies have been conducted to develop, compare, and analyze various machine learning and deep learning models based on a data-driven framework. Therefore, in this study, different machine learning algorithms (i.e., autoregressive-based models such as the autoregressive integrated moving average model) and deep learning networks (i.e., recurrent neural network-based models such as the long short-term memory and gated recurrent unit model) are considered and integrated evaluation metrics including a forecasting test and information criteria are proposed to discern the optimal forecasting model. A case study of South Korea using long-term time-series system marginal price data from 2016 to 2021 was applied to the developed framework. The results of the study indicate that the autoregressive integrated moving average model (R-squared score: 0.97) and the gated recurrent unit model (R-squared score: 0.94) are appropriate for system marginal price forecasting. This study is expected to contribute significantly to energy management systems and the suggested framework can be explicitly applied for renewable energy networks.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.54-59
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• 2003

본 논문에서는 퍼지 선형회귀분석법을 이용한 경쟁 전력시장에서의 전력의 시간별 현물가격을 예측하는 기법을 제시한다. 제안한 기법은 2002년 봄의 일주일에 대한 시간별 수요을 예측하여 본 기법의 타당성과 정확도를 검증하였다. 제안한 방법의 예측 오차는 주중의 경우 3.14%∼6.10%이며, 주말의 경우 7.04%∼8.22%로써 뉴럴 네트워크 기법을 이용한 방법과 비교하여 타당한 결과를 보였다.

• 플랜트 저널
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• 제14권1호
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• pp.47-51
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• 2018

본 연구에서는 석탄화력발전의 출력 감소가 계통한계가격과 온실가스감축량에 어떻게 영향을 미치는지 분석하였다. 분석방법은 국영 발전회사에서 이용하는 전력거래예측프로그램을 이용하였으며 전력계통의 운영조건은 제7차 전력수급기본계획의 전력수요와 전원구성을 근거로 하였다. 분석결과 전체 석탄화력발전의 최대출력을 29 [%]까지 감소한 경우 계통한계가격은 감소전과 비교하여 12 [%p] 상승하고 온실가스 배출량은 9,966 [kton] 감축되었다. 또한 석탄화력발전기 전체 용량의 30 [%]에 해당하는 저효율 석탄화력발전기 16기를 정지한 경우 계통한계가격은 14 [%p] 까지 증가하였고 온실가스 배출량은 12,574[kton]까지 감축 가능함을 알 수 있었다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제30권1호
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• pp.107-128
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• 2021

우리나라 전력시장에서 한계비용 기반의 가격결정메커니즘에 관한 논의가 이루어질 때 마다 한계발전기의 수익 감소는 가장 큰 장애물로 인식되었다. 하지만 수익감소는 한계비용 기반의 가격결정메커니즘의 한계점이 아니라 시장개설 초기 CBP체제의 단기 운영 계획, 발전계획프로그램의 기능 부재, 성능시험의 구조적 결함이 결합된 문제이다. 다조합 복합발전기에 운전조합별 비용함수를 적용할 경우 고출력구간에서 한계비용이 평균비용을 초과할 수 있으며, 이것은 비용함수를 산정하는 방식에 따라 가격결정메커니즘 제도개선을 가로막았던 구조적인 장애물을 극복할 수 있는 기회를 제공할 수 있다. 실시간 시장, 계통운영보조서비스 시장 등 재생에너지 확대를 수용하기 위한 전력시장 개선 및 DR, ESS 등 새로운 자원들의 시장참여 확대 등 향후 전력시장의 복잡성은 더욱 증가할 것으로 전망된다. 전력시장이 복잡해질수록 합리적인 가격신호를 제공하는 것이 바로 전력시장의 가장 중요한 역할이며 한계비용 기반의 가격결정메커니즘이 바로 전력시장 선진화의 출발점이 될 것이다.

• 전기학회논문지
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• 제59권5호
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• pp.871-881
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• 2010

In the uniform price electricity market or bilateral electricity market, the energy transactions in which the network is not considered and ISO's system operation costs which ISO try to minimize are settled separately. In this paper, transmission loss, one of the ISO's system operation costs, was dealt. The conventional marginal loss allocation method gives economic signals but three aspects have to be considered; excessiveness, arbitrariness and cross-subsidy. In this paper, marginal loss compensation efficiency method was suggested which consider those aspects of the conventional marginal loss allocation method. Also the characteristics of the marginal loss compensation efficiency were analyzed in the appendixes. And simple 2-bus system and IEEE 14 bus system were used to explain these characteristics.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.453-459
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• 2021

계통한계가격은 발전회사들이 생산한 전력을 판매하고 받게 되는 가격으로서, 발전설비의 건설 및 보수에 대한 의사결정에서 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 천연가스 가격이나 원유 가격 등을 이용하여 계통한계가격을 장기 예측하는 모형을 제안한다. 분석대상 변수들이 비정상시계열적 특성을 지니므로 변수 간 장기관계인 공적분관계에 대한 검정을 시행하고, 공적분 관계와 단기적 동학에 대한 관계식을 추정하여 오차수정모형을 구성하였다. 분석대상 기간이 짧아 분석결과의 안정성이 낮은 문제를 고려하여, 다양한 검정 및 추정기법을 사용하여 분석의 강건성을 제고하고자 하였다. 기존 연구에 비해 다양한 연료가격을 검토하고, 시계열 분석의 엄밀성과 강건성을 제고했다는 점이 본 연구가 기여한 부분이다. 분석 결과 계통한계가격과 천연가스가격, 계통한계가격과 유가, 계통한계가격과 천연가스가격 및 유가 간에 공적분 관계가 존재하는 것으로 나타나, 각각의 공적분 관계를 기반으로 오차수정모형을 추정하고 예측력을 비교하였다. 단기식에서는 오차수정항, 전력공급예비율, 시차항을 고려하였다. 각 오차수정모형의 표본외 예측력을 비교한 결과, 계통한계가격과 천연가스가격 간 공적분 관계를 이용하는 모형이 평균제곱근오차와 평균절대백분율오차 모두 가장 낮은 값을 보이는 등 예측력이 좋은 것으로 평가되었다.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제55권2호
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• pp.85-93
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• 2006

Since the SMP(System Marginal Price) is a vital factor to the market participants who intend to maximize the their profit and to the ISO(Independent System Operator) who wish to operate the electricity market in a stable sense, the short-term marginal price forecasting should be performed correctly. In an electricity market the short-term market price affects considerably the short-term trading between the market entities. Therefore, the exact forecasting of SMP can influence on the profit of market participants. This paper presents a new methodology for a day-ahead SMP forecasting using ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average) model based on the time-series method. And also the correction algorithm is proposed to minimize the forecasting error in order to improve the efficiency and accuracy of the SMP forecasting. To show the efficiency and effectiveness of the proposed method, the case studies are performed using historical data of SMP in 2004 published by KPX(Korea Power Exchange).

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.634-635
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• 2011

국내 전력시장은 발전기별 비용에 근거한 운영체계를 가지고 있다. 특히 각 발전기의 임시발전가격(IGP, Interim Generating Unit Price)은 발전기별 기동비용 및 무부하비용을 평활화하여 시간대별 가격으로 변환하고 증분비를 더함으로써 산정되고 있으며 그 중에서 가장 높은 임시발전가격이 계통한계가격(SMP, System Marginal Price)으로 결정되고 있으나, 발전비용 최소화를 위하여 단시간 가동되는 소규모 발전기의 발전력 배분으로 계통한계가격의 Spike 현상이 종종 발생하고 있다. 이는 수요증가 및 발전력 부족에 의한 영향보다는 발전비용 최소화 구현과정에서의 현상이므로 이를 해결하기 위한 대안을 검토하고 이에 따른 전력시장의 계통한계가격 영향을 검토하였다.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제55권8호
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• pp.341-350
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• 2006

This paper presents a new methodology to draw the components of locational marginal price (LMP) in electricity market. Recently, the changing environments surrounding electricity industries resulted in the unbundled services provided by electricity market players, which may require the new pricing mechanisms based on the LMP. The changed pricing mechanisms will provide the price signals of time and location to the market participants. Most of the existing studies of LMP are based on the Lagrangian multipliers as shadow prices to evaluate the equivalent values of constraints or factors for security, reliability and quality. However, the shadow prices cannot provide enough information for components of LMP. In this paper, therefore, we proposed a new approach that LMP is divided into three components. To do this, we first present the method for shadow prices calculation and then break down LMP into a variety of parts corresponding to the concerned factors. The proposed approach is applied to 5-bus and modified IEEE 14-bus sample system in order to verify its validity.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 A
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• pp.819-821
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• 2005

Since the System Marginal Price (SMP) is a vital factor to the market entities who intend to maximize the their profit, the short-term marginal price forecasting should be performed correctly. In a electricity market, the short-term trading between the market entities can be generally affected a short-term market price. Therefore, the exact forecasting of SMP can influence on the profit of market participants. This paper presents a methodology of day-ahead SMP foretasting using Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA). To show the efficiency and effectiveness of the proposed method, the numerical studies have been performed using historical data of SMP in 2004.