시장개발처

CBP 전력시장에서수요자원반영방안에 관한연구 ( 최종보고서 ) 2014.02 시장개발처

제출문 한국전력거래소이사장귀하 본보고서를 CBP 전력시장에서수요자원반영방안에관한연구 의최종보고서로제출합니다. 2014. 02 연구수행기관 : 장인의공간

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목 차 - 17 -

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α α - 23 -

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제 1 장서론 1) 우리도매시장은 CBP(Cost Based Pool) 라고불린다. - 1 -

2) CBL(customer baseline load) 3) RRMSE(relative root mean suqare error) - 2 -

4) G: 전기요금중발전비용에해당하는부분을의미한다. 5) Net Benefit Test 6) Time of Use Rate: 계시별요금제라고도한다. 7) 2013 년 11 월 21 일한전전기요금기준피크기간은여름철 (6 월 ~8 월 ), 겨울철 (11 월 ~2 월 ) 이며최대부하시간은여름철 (10:00~12:00, 13:00~17:00), 겨울철 (10:00~12:00, 17:00~20:00, 22:00~23:00) 임 - 3 -

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제 2 장해외수요반응프로그램현황 제 1 절미국의수요반응프로그램 8) 'Demand Response Tracker 2Q13', Navigant Research, 9) Assessment of Demand Response & Advanced Metering', FERC. - 5 -

10) Demand Response(DR): Changes in electric use by demand-side resources from their normal consumption patterns in response to changes in the price of electricity, or to incentive payments designed to induce lower electricity use at times of high wholesale market prices or when system reliability is jeopardized. - 6 -

11) Demand Response Availability Data System, NERC(2011). 이네가지는도매시장에서급전가능한수요반응프로그램들에적용된다. 나중에보듯이소매시장에서동적요금중심으로시행되는수요반응프로그램에는적용되지않는다. - 7 -

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12) 그림에서가장아래파란박스부분 - 11 -

(ISO)/(RTO) - 12 -

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제 2 절유럽 13) 영국, 프랑스, 핀란드, 벨기에, 오스트리아, 아일랜드, 독일 ( 출처 : SEDC) - 22 -

14) Third package for Electricity & Gas markets Article 3.2 In relation to security of supply, energy efficiency/demand-side management and for the fulfillment of environmental goals and goals for energy from renewable sources, [ 중략 ] Member States may introduce the implementation of long-term planning, taking into account the possibility of third parties seeking access to the system." - 23 -

15) 영국은예비력은계통운영자가시장참여자에게서구입하여운영하는형태이다. - 24 -

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16) Demand side vision for 2020-26 -

제 3 절아시아 - 27 -

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제 3 장경제성수요반응의개념 제 1 절수요반응의역사 - 32 -

17) Benefit/Cost test: 편익과비용을비교하여분석하는것 - 33 -

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제 2 절수요반응의역할 - 35 -

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제 3 절수요반응의보상수준 - 39 -

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18) 수요반응에대한과도한반응의결과에대해서는 6 장에서자세히취급한다. - 41 -

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제 4 절수요자원과실시간요금제 19) When It Comes to Demand Response, Is FERC Its Own Worst Enemy? 참조 - 44 -

20) When It Comes to Demand Response, Is FERC Its Own Worst Enemy? 에서저자들은수요반응보다 dynamic pricing 이더욱효과가있음을말하고있다. - 45 -

21) 2 장에서보았듯이소매요금제를이용하여수요를조절하는제도도크게는수요반응에포함되며, 이런수요반응을 time-based 또는 price-based 수요반응프로그램이라고부른다. - 46 -

22) 규제하에서설비투자를과도하게증설하려는유인이있다는것을 Averch-Johnson 효과라고부른다. - 47 -

l l l 23) 두경제주체사이에협상이가능하면초기권리의분배에관계없이효율적인결과가얻어진다는것은유명한코즈정리 (Coase theorem) 의예이다. 그러나이정리는전제조건으로부의효과 (wealth effect) 가없어야한다. 수요반응의경우에도부의재분배가효율성에영향을미칠수있다. - 48 -

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제 5 절보상수준의영향 24) B 라고표시하였지만소매요금중발전비용분을의미한다. - 52 -

α α α 25) Net benefit test 에대해서는곧이어설명한다. - 53 -

α α α α α α α α α α α α - 54 -

α 26) Chao(2010) 참조 - 55 -

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α α α α α α α - 57 -

α α α α - 58 -

α - 59 -

제 4 장 CBP 전력시장에서수요자원반영방안 - 60 -

제 1 절경제성수요자원의체계 - 61 -

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27) 신뢰성수요자원은경인, 비경인의두지역만고려하는것이바람직할수있다. - 63 -

28) 시장규칙상으로는경인과비경인의송전제약을고려하여차등이발생할수는있지만현재까지는서로다른 CP 가적용된경우는없다. 29) PJM 의경우자원의최소량은 0.1MW 이다. 앞의해외사례에서보여주는것처럼최소단위는시장별로상이하다. - 64 -

제 2 절가격입찰 - 65 -

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IGP i t ASTLFi t QPC i PSE i t TPDLPC i t y NLPC i QPC i PSE i t TPD TPD t x - 69 -

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제 3 절수요자원의최적화반영방법 - 72 -

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max - 74 -

max min - 75 -

30) Resource Scheduling Commitment - 76 -

제 4 절수요자원운영 - 77 -

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제 5 절수요자원의보상과페널티 - 79 -

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제 6 절가격결정의문제점 - 89 -

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제 5 장 Net Benefit Test 제 1 절 NBT 의개념 31) 미국의대부분의도매시장들은도매시장에서지역에따라차등을주는 LMP (locational marginal price) 를사용하므로 LMP 를보상한다. - 93 -

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제 2 절 NBT 의문제점 - 96 -

제 3 절 NBT 결정의주요요소 l l l l l - 97 -

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제 4 절 NBT 세부산정방식 l l l l l l l - 105 -

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제 5 절미래 NBT 의분석과대안 - 116 -

32) 기존발전기들의용량, 열량단가, TLF 등을 2013 년 2 월데이터를이용하였고신규발전기들은기존보다높은효율을적용하였다. TLF 의경우신규발전기는인근발전기들의값을적용하였다. - 117 -

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제 6 장 CBL 의개념과산정방법 제 1 절고객기준부하 (CBL) 의개념 - 122 -

33) ENERNOC "The Demand Response Baseline, White Paper" 참고 - 123 -

산정방식설명비정상일 유사일한계 10 2, 2 6 - Avg 6/10-10 ±25% ( ) 60 DR 5 4 - Max 4/5 - ( ) - 124 -

l l l l 34) "PJM Empirical Analysis of Demand Response Baseline Methods, 2012" 35) 5 일중평균이높은 4 일 (max 4/5) 을이용하는방법같이특정일을추출하는방법을의미 36) The X of Y and regression approaches with a same day additive adjustment have similar results and performed well across all segments, time periods and weather conditions, except for predicting loads for variable load customers. It is therefore recommended that variable load customers be segmented for purposes of applying a different CBL and/or market rule. Since the empirical results for non-variable load customers are similar, it is important to understand the administrative cost and other factors in the final decision - 125 -

l l l l l l l l 제 2 절 CBL 산정방법분석 37) SAA(symmetric additive adjustment): CBL 적용 3 시간전의실제수요를 CBL 과비교하여그차이를보정해주는것 38) WSA(weather sensitive adjustment): 온도의차이를이용하여 CBL 을보정해주는것 - 126 -

39) RRMSE : Relative Root Mean Squared Error 40) ARE : Average Relative Error - 127 -

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제 3 절전기소비패턴검증 - 136 -

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제 4 절제안 - 143 -

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제 5 절 CBL 산정을통한거래량평가의문제점 - 145 -

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제 6 절 CBL 방식에대한대안 - 148 -

l l 41) Chao (2010), Bushnell, Hobbs, and Wolak (2009) 참조. - 149 -

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제 7 장인센티브연구 제 1 절 PJM 의사례검토 - 152 -

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42) Even without the subsidy payments, the Economic Program provides customers within PJM the incentive to reduce load based on the wholesale rates they confront - 154 -

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제 2 절도매시장가격과인센티브 - 158 -

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제 8 장장해요인분석 제 1 절해외사례조사 l l l l l l - 165 -

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제 2 절우리시장분석 43) 프로그램의발령주기, 기간, notification time 등을의미한다. - 167 -

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제 3 절대안 - 178 -

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제 9 장수요자원과수요예측 제 1 절평일전력수요예측알고리즘 - 180 -

제2절온도민감도를반영한평일전력수요예측알고리즘개요 - 181 -

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제 3 절입력데이터선정 - 183 -

제 4 절입력데이터보정 - 184 -

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제 5 절최대 최소전력수요예측 - 186 -

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제 6 절수요예측기법의개선사항 - 188 -

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제 10 장결론 - 191 -

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참고문헌 - 194 -

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