마이크로그리드의 연계선로조류 변동성 완화를 위한 계약기반 운영방안|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

계통운영자는 자신의 운영권한 내에 존재하는 부하 및 주체들의 수요에 대한 공급 의무가 존재한다. 그러나 최근 전력산업에 대한 규제 완화로 다양한 주체들이 탄생하고 각 주체들의 다양한 전략에 따른 운영방식은 계통운영자와의 연계선로조류에 영향을 미치게 되어 계통운영자의 공급에 대한 복잡성을 증가시킨다.
본 논문에서는 대표적인 신규주체인 마이크로그리드의 운영에 대해 분석한다. 정부의 신재생 발전정책과 마이크로그리드 운영자 입장에서의 수익최대화 전략은 마이크로그리드 내부 신재생 발전원의 발전비중 증가를 야기했으며 해당 발전원의 특성으로 인해 마이크로그리드의 순부하의 변동성과 불확실성은 증가했다. 마이크로그리드 운영자는 이를 해소하기 위해서 충분한 전통적 발전자원을 보유해야 하지만 이에 대한 적절한 유인이 존재하지 않기 때문에 해당 순부하 변동성에 대한 공급을 상위계통과의 연계선로조류를 통해 해결한다. 즉, 상위계통에 자신의 순부하의 공급에 대한 의무와 비용을 전가하는 것과 같다. 신재생 발전비중의 증가 뿐만 아니라 기존의 마이크로그리드 운영방식인 가격기반 운영방식은 상위계통의 전력시장 에너지 가격만을 기준으로 내부 자원을 운영하게 되기 때문에 공급의무에 대한 연계선로 의존성을 증가시킨다.
따라서 본 논문에서는 마이크로그리드 운영자의 공급의무회피와 상위계통으로의 공급비용전가 문제를 해결하기 위해서 연계선로조류의 변동성을 규제하는 방식의 변동성계약을 제안한다. 이 계약방식을 사용하기 위해서는 계통운영자와 마이크로그리드 운영자의 사전 협의를 통해 변동가능범위를 선정하고 해당 범위를 초과하는 변동성 발생시 마이크로그리드 운영자가 부담해야 하는 위약금의 단가를 결정해야한다. 이 계약이 성립되었을 때 마이크로그리드 운영자는 자신의 자원들을 해당 계약을 기반으로 효용이 최대화되도록 운영하며 계통운영자는 이에 따른 연계선로조류를 기반으로 자신의 자원들을 운영하게 된다.
본 논문에서는 제안하는 계약방식의 효과를 분석하기 위해 마이크로그리드 운영자의 변동성계약기반 운영문제를 정식화 했으며 사례연구를 통해 제안하는 방식이 연계선로의 변동성에 미치는 영향과 운영비용에 대해 분석했다. 또한 해당 마이크로그리드 운영에 따른 연계선로조류 변화가 계통운영자의 운영비용에 미치는 영향에 대해 분석하여 두 주체의 운영비용의 변화에 대해 분석했다.

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계통운영자는 자신의 운영권한 내에 존재하는 부하 및 주체들의 수요에 대한 공급 의무가 존재한다. 그러나 최근 전력산업에 대한 규제 완화로 다양한 주체들이 탄생하고 각 주체들의 다양...

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

System operator is responsible for providing enough capacity and energy to the internal load and electrically connected entities. Recent relaxed regulation on electric power industry creates diverse new entities and their various operational strategies lead to system operator’s operational complexity be increased.
This paper analyzes an operational strategy of Microgrid as one of the representative new entities. As renewable energy promotion policy and microgrid profit maximization strategy raise the energy portion of renewable generation within the microgrid, variability and uncertainty from the net load of microgrid has been dramatically increased and this causes operational complexity for system operator.
Microgrid operator needs to secure enough conventional generation resources to reduce the variability and uncertainty, however, the operator uses tie-line flow as there is no proper regulation or attraction to do so. In other words, microgrid operator shifts its supply responsibility to the net load onto system operator. Not only the increased penetration level of renewable energy resource but the existing price-based operation scheme that microgrid only consider the price of energy from the upper system increases its dependency on tie line.
Thus, this paper suggests a variability contract that regulates variability on tie-line flow for relieving the dependency and preventing evasion of supply duty and the cost shifting issue of Microgrid. To apply the suggested contract, permissible range that tie-line flow can variate and the penalty rate that applies to the microgrid when the flow exceeds the range need to be determined from the consultation between system operator and microgrid operator prior to the actual power delivery. After the suggested contract established, microgrid operator schedules its resources based on the variability contract for its utility and system operator schedules its resources based on the consequent tie-line flow.
In order to verify the effectiveness of the suggested variability contract and its following tie-line flow, short-term operational scheduling problem is formulated and its in-depth analysis of impact on tie-line flow and operating cost is presented in the case study. Also, consequential result of system operator’s operation and its cost analysis is performed with respect to the microgrid variability contract-based operation so that the cost variation of both entities is deeply analyzed.

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