주택용ESS의 DR시장 참여에 기반한 전력수요관리의 운용 방향과 경제성에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

주택에서 수요관리를 통한 소비자 반응에 참여할 수 있는 방안은 2가지로 구분된다. 우선 전기요금제도에 따라 수요측 반응을 하는 것으로 계절 시간별 요금제이다 그리고 최근 더욱 주목을 받고 있는 에너지쉼표(국민DR)과 아직까지는 제주지역에서만 적용되고 있는 플러스DR 이다.
주택용 전기를 사용하고 있는 고객이 기존 누진 요금제에서 계절 시간별 요금제로 변경할 수 있도록 고객의 요금제 선택권 강화 움직임이 생겨나고 있다. 누진 요금제는 전력 사용량이 증가함에 따라 순차적으로 높은 단가가 적용되는 요금제도로 전기를 적게 쓰는 사람에게는 낮은 요금을 부과하여 생활에 필요한 전기는 부담없이 쓰도록 하고 전기를 많이 쓰는 사람에게는 높은 요금을 부과하여 전기를 절약하도록 유도하며 현재 3단계의 누진제를 적용하고 있다. 계절 시간별 요금제(TOU-Time of Use)는 전력소비가 급증하는 계절 여름철 겨울철과 시간대 최대부하에는 높은 요금을 적용하고, 상대적으로 전력 소비가 적은 계절(봄, 가을철)과 시간대(경부하, 중간부하)에는 낮은 요금을 적용하는 요금제로 현재 제주지역에서 시범사업을 진행 중이다. TOU요금제 적용을 통해 전기요금 가격 기능에 의해 수요를 관리할 수 있어 전력 수급을 효율적으로 관리하고 신규 발전 시설 투자 부담을 줄이고 자원을 합리적으로 이용할 수 있는 장점을 가진다.
에너지쉼표(국민DR)은 2019년부터 전국적으로 적용되고 있는 주택 및 소규모 점포 상가의 수요관리 프로그램이다. 미세먼지나 전력수급 및 기온의 상황에 따라 감축요청이 전달된다. 최소 30분 전 알림에 1시간 지속 참여해야 한다. 현재 2만 고객에 가까운 소규모 참여자들이 활동하고 있다. 주택고객이 조명이나 냉장부하 등을 줄이는데 한계가 있기에 해외 사례처럼 주택용ESS를 활용하면 참여효과를 극대화 할 수 있다.
하지만 현시점에서 주택용 를 적용하기에는 투자비가 상당히 높기 때문에 주택의 세대주가 보편적으로 설치하기가 어려운 실정이다 . 본 논문에서는 이런 TOU요금제 적용의 장점을 극대화하고 국가 수요관리프로그램(국민DR, 플러스DR)에 자동으로 대응할 수 있는 주택용ESS의 효과를 확인하고 경제성을 분석하였다.
Keywords : ESS(Energy Storage System), DR(Demand Response), Peak Management, TOU(Time of Use), Economic Feasibility

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구의 배경, 동향 및 필요성 1
• 1.2 연구의 내용과 구성 3
• 제 2 장 ESS의 활용분야 및 주택용ESS의 활용방안 4
• 2.1 ESS의 정의 4
• 2.2 ESS의 일반적 활용분야 5
• 2.3 주택용ESS의 활용방안 6
• 제 3 장 DR시장 참여에 기반한 주택용ESS의 운용 모델 제안 9
• 3.1 대상 수용가의 설정 9
• 3.2 대상 수용가의 부하 분석 10
• 3.3 주택용ESS의 구성 13
• 3.4 주택용ESS의 운용 전략 14
• 3.5 주택용ESS 운용 프로세스 17
• 제 4 장 DR시장 참여에 기반한 시뮬레이션 결과 및 검증 18
• 4.1 주택용ESS 운용을 위한 투자비 18
• 4.2 주택용ESS 운용에 따른 편익 25
• 4.3 주택용ESS 운용에 따른 경제성 평가 29
• 제 5 장 결 론 40
• 참고문헌 42
• ABSTRACT 44