배전계통 제약 해소를 위한 유연자원 경제적 기여도 평가 = Evaluation of the Economic Contributions for Flexible Resources to Mitigate Distribution Network Constraints

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As load growth and renewable energy integration continue to increase in distribution networks, utilities face growing challenges in reinforcing network infrastructure. Consequently, ESS and DR have been introduced as NWAs to mitigate distribution network constraints. However, the economic contributions of different flexible resource configurations and operational strategies have not been systematically evaluated in distribution network planning. Therefore, this paper proposes a framework for evaluating the economic contributions of flexible resources by comparing ESS, DR, and mixed DR/ESS configurations with conventional distribution facility expansion strategies. Seasonal load growth and PV growth rates are considered to analyze overload mitigation performance and investment deferral effects under short-term and long-term operational scenarios. Simulation results show that DR-based configurations provide high economic benefits due to their low initial investment cost, while ESS-based configurations exhibit superior technical performance in mitigating long-duration overload conditions. In addition, the mixed DR/ESS configuration provides a balanced solution in terms of technical performance and economic feasibility. The proposed framework enables comparative evaluation of flexible resource configurations and can support economically efficient distribution network planning strategies.

목차 (Table of Contents)

• (Abstract)
• Ⅰ. 서론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구의 필요성 3
• 1.3 연구 목적 5
• Ⅱ. 유연자원 기반 기술적 기여도 평가 6
• 2.1 배전계통 운영 제약 및 전력 흐름 특성 6
• 2.1.1 선로 과부하 제약 7
• 2.1.2 전압 제약 9
• 2.1.3 역조류에 따른 전력 흐름 특성 10
• 2.2 유연자원 운영 특성 및 제약 해소 방식 11
• 2.2.1 ESS 기반 제약 해소 12
• 2.2.2 DR 기반 제약 해소 13
• 2.2.3 ESS·DR 혼합 기반 제약 해소 14
• Ⅲ. 경제적 기여도 평가 15
• 3.1 경제적 기여도 평가 구조 16
• 3.2 경제성 평가 지표 18
• 3.2.1 투자 회피 비용 (CAPEX) 19
• 3.2.2 운영 비용 절감 (OPEX Saving) 22
• 3.2.3 총 경제적 기여도 (Benefit Total) 24
• 3.2.4 단위 자원 가치 (VPK) 25
• 3.3 경제성 기여도 산정 절차 26
• Ⅳ. 시뮬레이션 및 결과 분석 28
• 4.1 분석 대상 계통 29
• 4.1.1 계통 개요 29
• 4.1.2 계절별 부하 특성 32
• 4.1.3 계절별 일사량 특성 33
• 4.1.4 ESS 충·방전 운전 프로파일 34
• 4.1.5 연간 부하 증가율 35
• 4.1.6 연간 PV 증가율 36
• 4.2 경제적 기여도 산정 파라미터 정의 37
• 4.3 분석 시나리오 및 유연자원 조건 38
• 4.3.1 분석 시나리오 38
• 4.3.2 유연자원 구성 및 운영 조건 40
• 4.4 기술적 기여도 분석 결과 42
• 4.4.1 시나리오 1 결과 43
• 4.4.2 시나리오 2 결과 49
• 4.5 경제적 기여도 분석 결과 52
• Ⅴ. 결론 54
• 참고 문헌 56