➋ Special Issues 수요관리사업자의역할과수익창출모델 1 개황 김성철 벽산파워이사 전기를관리하는방법에는공급관리와수요관리가있다. 공급관리는발전소를건설해전력수급문제를해결하는것을, 수요관리는수요측면을관리해전력수급문제를해결하는것을말한다. 수요관리는효율향상과수요반응으로

➋ Special Issues 수요관리사업자의역할과수익창출모델 1 개황 김성철 벽산파워이사 전기를관리하는방법에는공급관리와수요관리가있다. 공급관리는발전소를건설해전력수급문제를해결하는것을, 수요관리는수요측면을관리해전력수급문제를해결하는것을말한다. 수요관리는효율향상과수요반응으로나뉜다. 효율향상은고효율기기로교체해전기사용량을줄이며, 수요반응은사전에협약된전기소비자가일정시간대에전력사용을줄여문제를해결한다. 전력수급문제는대부분사용이집중되는시간에발생한다. 수요관리중수요반응은이문제에초점을둔다. 특정시간에공급이감당할수없을만큼전력수요가급증하면발전소가자기능력이상으로몸부림치다가퍼져버린다. 다시회복하는데상당한시간이걸린다. 수요반응의중요성이점점부각되고있는이유이다. 수요반응프로그램은어제오늘의이야기는아니다. 오래전부터다양한내용으로진행돼왔다. 여름철예를들어 8월둘째주에전력수급의집중이예상될때공장들이 8월둘째주에휴가를가도록유도한다. 휴가를가면공장은가동을안하게되고집중되는전력수급문제는일정부분해소된다. 국가는전력수급안정이 18 Journal of the Electric World

+ 수요관리사업자의역할과수익창출모델 출처 : 전력거래소 그림 1 발전 / 수요통합전력시장개념도 라는효과를보았고이에대한대가로공장에지원금을지급한다. 이것이 지정기간예고제 이다. 몇달후를예측하고대응하는데어려움도있고예측오차도발생한다. 그래서일주일전에다음주의전력수요를예측하고전력수급에어려움이예상되면사전계약을한공장이나대형건물에전기사용을줄여달라고요청한다. 전기소비자의참여에따라소비자는지원금을받고국가는전력수급의문제를해결하게된다. 이것이 주간예고제 이다. 예측의정확성과긴급성의문제가커지면서프로그램들이더욱정교하게개선됐다. 이후직접부하제도, 전력수요자원시장, 지능형수요자원시장과같은프로그램이생겨났다. 프로그램이개선돼가는대표적인특징은초단기예측과이에대한즉각적인반응이다. 가장최근의프로그램인지능형수요자원시장은 1시간후전력수급에문제가생길것을판단하고요청하면 1 시간이내에전기소비자가전력을줄여야한다. 여기서중요한것은전기소비자가얼마나잘반응해 주느냐는것이다. 이를수요반응자원의품질이라한다. 고품질의수요반응자원이란신속한전력감축이며충분한감축지속시간을갖는다. 수요관리프로그램이여러해진행되고 ICT를통한통합관리가가능해지면서전력감축의신속성과지속성이향상되고있다. 발전자원의환경적문제, 비용적문제, 사회적문제등으로공급관리의한계를느끼고있는상황에서이러한수요반응자원의품질향상은수요자원과발전자원을동등하게봐야한다는분위기를이끄는원동력이됐다. 그리고그원동력은결국 2014년 11월전력수요자원시장의태동을이뤄냈다. 2 현황 가. 전력수요자원시장 2014년 4월말전기사업법이개정됐다. 개정의핵심내용은전력시장내수요관리사업자를인정한다는것 March 19

➋ Special Issues 출처 : 전력거래소 그림 2 수요관리사업자위치및역할 이다. 전력시장중용량시장에서는발전사업자와수요관리사업자를동등하게보는것이다. 이후전력시장운영규칙이개정됐고작년 11월 25일전력수요자원시장이개설됐다. 12개수요관리사업자가 950여개의수요반응참여고객으로구성된 21개수요반응자원, 155만kW를등록했다. 수요자원시장은유형1로분류되는실시간급전지시 ( 또는한시간전급전지시 ) 와유형2로분류되는가격발전계획 ( 또는하루전시장입찰 ) 이있다. 실시간급전지시는기본의무감축용량이있다. 이를기초로기본용량정산금이산정된다. 기본용량정산금은전력시장내용량시장 (Capacity Pool) 에서정산되는것으로수요반응자원이주말, 공휴일을제외한평일 9~20시 (12~13시제외 ) 에감축대기한대가이다 (2015년기준 4만700원 /kw). 감축대기기간내에는 1 시간전감축지시를반드시이행해야한다. 그렇지못할경우위약금 ( 미감축량의 2배 ) 을부과하게된다. 기본의무감축용량을이행하면해당시간의최고변동비 를추가로지급받게된다 (2014년 12월18일기준평균 165원 /kwh). 감축지시는한번지시를내릴때는최소 2시간에서최대 4시간이며, 연간 60시간이내로제한하고있다. 유형2 인가격발전계획에의한감축은자발적인입찰에의해참여하는것이며, 전일 10시까지감축할양과가격을투찰한다. 투찰일오후 3시에낙찰이확인되면익일낙찰된시간에낙찰된양만큼전력감축을하는것이다. 감축을이행하면감축한양에대해 SMP( 계통한계가격, 약 130~160원 /kwh) 를지급받게된다. 감축을불이행하면불이행한양의 2배에해당하는위약금을지불해야한다. 여기서발전기와다른특징은투찰시 NBTP(Net Benefit Test Price) 보다낮은가격은쓸수없다. NBTP는 1개월전비용평가위원회에서결정한다. 수요자원시장의대표적인특징은전력시장내발전사업자와동등한위치에서활동하게되는수요관리사업자의출현이다. 모든프로그램은수요관리사업자가 20 Journal of the Electric World

+ 수요관리사업자의역할과수익창출모델 그림 3 수요반응자원별평가의의미 수행하게되며, 그에상응하는수익을취하는동시에패널티도떠안게된다. 사업수행을위해발전사업자는발전소를짓고운영체계를구축하고연료를공급하며전기를생산해야한다. 수요관리사업자는다수의공장과건물전기소비자를확보하며 ICT 기반의인프라를구축해실시간부하자원관리를해야한다. 급전지시시참여고객의감축상황을관리하며 M&V(Measure and Verification) 및정산을해야한다. 발전사업자가전력거래소로부터급전지시를받았는데사정이생겨전기를공급하지못하면어떻게될까. 위약금을지불하며이러한일이여러번반복되면시장에서퇴출된다. 수요관리사업자도마찬가지이다. 발전사업자가발전소를잘관리해야하는것처럼 수요반응자원 을잘관리해야하는것은매우중요하다. 여기서수요관리사업자의역할과차별성, 그리고수익모델전략이시작된다. 나. 수요관리사업자의역할과수익창출모델수요관리사업자는전력시장에서발전사업자와활동하며, 발전사업자가발전소를가지고사업을영위하듯수요관리사업자는 수요반응자원 을가져야한다. 발전소를메가와트 (MegaWatt) 라할때수요반응자원은네가와트 (NegaWatt) 로불린다. 하나의수요반응자원은최소 10MW 이상이어야하고, 10개이상의수요반응참여고객으로구성돼야한다. 수요관리사업자는한개또는여러개의수요반응자원으로전력시장에서사업을할수있다. 1 ) 수요반응자원별평가수요자원측면에서품질좋은 A공장이있다. 1시간전요청이오면즉각대응해사전약정된전력을감축한다. 요청된지속시간을성실히유지한다. A공장은수요자원으로서흠잡을데가없다. 그러나운영기관인전력거래소는 A공장을평가하지않는다. A공장을포함해최소 10개이상의전기소비자가있는 10MW 이상의 수요반응자원 을평가한다. 다른전기소비자가전체평균을낮추면 A공장의성과는묻히게된다. 그림 3은수요반응자원별평가의중요한의미를설 March 21

➋ Special Issues 출처 : 한국전력거래소 그림 4 고객기준부하 (CBL) 의의미및종류 명한다. 참여고객별평가를한다면참여를잘한곳은수익을취할수있지만, 그렇지못한곳은위약금이발생한다. 그러나수요반응자원별평가이기때문에일부참여고객이감축이행을못하더라도다른고객이약정용량이상의감축을하면자원전체는아무런문제가없다. 상대적으로대부분의참여고객이약정용량 100% 를감축했지만소수대형고객이전혀감축이행을못하는상황이생기면수요반응자원의전체성과에악영향을끼치게된다. 이로인해수요관리사업자는전력거래소에위약금을지불하게되며, 수요반응자원의평균감축량이 70% 를밑도는상황이 3회지속되면자원탈락이라는패널티를받게된다. 수요관리사업자는수요반응자원별평가라는대원칙하에참여고객의사용패턴을이해하고관리할수있어야한다. 경쟁력있는사업자는실시간으로참여고객 의상황을파악, 예측하며문제의소지가있으면자원내타참여고객을통해대체자원을확보할수있어야한다. 또한, 참여고객의전력소비패턴을계절별 / 월별 / 일별로이해해포트폴리오를구성해야하며, 상호포트폴리오가가능한고객중심의자원구성을할수있어야한다. 수요관리사업자는슈퍼마켓에여러가지상품을진열하고파는일을하는것이아니라여러가지상품을최적으로구성한새로운상품을만들어파는것이다. 여기서수요관리사업자의경쟁력있는수익창출모델이나온다. 2 ) 고객기준부하 (CBL) 이해고객기준부하 (Customer Baseline Load) 란전력수요관리에서매우중요한개념이다. 메가와트 ( 발전소 ) 는급전지시시전기를생산하면되고생산한만큼계 22 Journal of the Electric World

+ 수요관리사업자의역할과수익창출모델 량된데이터를기초로정산하면된다. 그러나네가와트 ( 수요반응자원 ) 는전기사용을감축한것에대한정확한계량이어렵다. 이를위해 CBL을정했으며, 전력거래소의지시등으로전기소비를절감하지않았다면사용했을평상시사용전력량을예측한값 이 CBL이다. 감축량산정은 CBL과실제계량된감축사용량의차이로한다. 사용하게됐을전력량을가정해예측한것이기에정확할수는없다. 그래서합리적인 CBL을선정할수있도록몇가지선택사항을뒀다. 수요관리사업자가참여고객에게유리한 CBL을선택하도록도와주는것은감축가능한부하자원을발굴해주는것이상으로중요하다. 최적의 CBL을선택했으면매일 CBL을산정해제공하면서고객의사용패턴을알도록도와야하며, 급전지시시는최종 CBL을 1시간내산정해제공함으로써감축의정확성을높이도록도와야한다. 예를들어산업용참여고객중최근사용량이낮은데감축당일은사용량이크게올라갈수있다. 이런경우참여고객이기본약정용량만감축할경우큰문제가생긴다. 왜냐하면감축산정기준인 CBL이낮은상태이므로감축을해도효과가나타나지않기때문이다. 상대적으로최근공장가동률이높아 CBL이높게형성됐는데, 감축당일은생산공정상가동률이떨어졌다면이런날은기본약정용량만큼감축하지않아도의무감축량을달성할수있다. 온도의영향에민감한일반용전기소비자는 SAA (Symmetric Additive Adjustment) 라는옵션을선택하는것을검토해야한다. SAA는감축시행일의감축시작전전기소비패턴과평상시소비패턴의차이를 CBL 산정에반영하는것이다. 급전지시감축당일은최근보다꽤춥거나더운날일수있다. 이경우전기난방및냉방부하는증가하게되고전체전력사용이급격히올라간다. 이로인해 기본약정한전력을감축해도전일과비교해서는감축효과가전혀나타나지않을수있다. 그렇다고감축하지않으면전력사용량은그만큼더올라가니국가적으로는감축하는것이필요하다. SAA는감축시간사전 3시간 ( 직전 1시간제외 ) 을전날패턴과비교해서 CBL 값에보정해줌으로써, 기본약정된감축용량의참여가효과를보도록만들어주는옵션이다. 이처럼수요관리사업자가참여고객별전력소비패턴특성을정확히이해하고적정 CBL을선정하며 CBL에맞게실시간관리를하는것이매우중요하다. 이는수요관리사업자의수익모델측면에서도매우중요한차별화포인트이다. 3 ) 비상발전기등대체자원활용수요반응참여고객의감축자원대상은사용전력을낮출수있는전기설비이다. 대규모공장은생산스케줄조정을통한공정설비제어로참여한다. 제철 / 제강공장은전기로등대형설비의사이클조정으로전력사용을감축하든지, 사이클을지연해줄인다. 시멘트등요업관련공장은분쇄용대형모터및부속설비를제어해참여한다. 화학공장은여러가지타입이있으나전해조관련설비의부분적인공정제어및변동부하를제어해참여한다. 일반용전기소비자는직접적인생산활동을하지않기때문에조명, 냉 / 난방, 공조등비공정설비에전력이사용된다. 따라서감축부하자원을발굴하기가매우어렵고발굴하더라도극히소량인경우가많다. 그러나건물에는소방법및건축법에의거한비상발전기등비상시가동할대체설비가있다. 이를잘활용하는것도부하자원확보의한방법이다. 전기소비자에게감축부하자원이없다는것은 평상시전기를사용하는부하는항상사용해야하는부하 라는뜻이다. 수요반응에참여해야하는시간에는비 March 23

➋ Special Issues 한전전원 전력량계 통신선전력선 일반부하 분리 / 연결 DR 부하 비상 / 소방부하 수배전반 분전반 BEMS 시스템 Energle CTTS Smart Meter DRAS 사용자화면 비상발전기 550 원 /kwh 열병합발전기 250 원 /kwh 그림 5 수요자원으로서의비상발전기구성도 상발전기등으로자가발전해전기를사용하면문제가없다. 발전소의전기를사용하지않으면서항상사용해야하는전기설비를문제없이가동하는것이다. 다만자가발전에따르는비용문제를해결해야한다. 일반적으로대체가가능한설비는비상발전기, 상용열병합발전기, ESS(Energy Storage System) 이다. 비상발전기는경유를연료로쓰고있으며일반적인효율인경우약 550원 /kwh의연료비용이들어간다. 상용열병합발전기는 LNG를연료로쓰고있으며일반적인효율인경우약 250원 /kwh의연료비용이들어간다. ESS 시스템은경부하시간대에충전해최대부하시간대에방전할수있는배터리저장시스템을말한다. 경부하시간대에저장한다면약 60원 /kwh의전기충전비용이들어간다. 기존에구축돼있는비상발전기나상용열병합발전기를부하자원으로활용할경우에는추가되는연료비문제외에체크할사항이있다. 비상및소방설비중심으로배선이돼있는대부분의경우발전기용량의여유에맞는상시부하배선이선행돼야한다. 한전으로부터받는전기를비상발전기로전환하는과정에서발생하는순간정전에대한대책도필요하다. 이를위해기존의스위치인 ATS(Auto Transfer Switch) 를무정전전환스위치인 CTTS(Closed Transition Transfer Switch) 로교체해야한다. 한전계통연계공사를통해이런문제를해결할수도있다. 그러나비상발전기의노후화등으로인한소음과매연등환경적인문제는비상발전기를통한부하자원확보에큰걸림돌이되고있다. 24 Journal of the Electric World

+ 수요관리사업자의역할과수익창출모델 3 전망 공급관리의한계를극복하는방안에서시작한수요관리이지만실제적으로효율적이고친환경적이며비용효과적인방안임에틀림없다. 그간의관련프로그램을통해, 또이번전력수요자원시장개설및시행참여를통해수요반응자원의효과를확인했다. 향후수요반응자원이더욱발굴되고품질도안정화될때그효과와국가 사회적편익은상상이상일것이다. 세이크자키야마니전사우디석유장관이 석기시대는돌이없어졌기때문에끝난것이아니라돌을대체할기술이나타났기때문 이라고말한것처럼, 전력수요관리도발전소를더지을수없기때문에발생된것이아니라공급을대체 보완할기술로부상한것이다. 전력거래소는전력시장내수요반응자원의적정규모를연구하고있다. 우리나라 8만MW 가량의전력소비중수요반응자원규모가분명제한적인것은인정한다. 현재 2% 미만의자원이확보돼시장에서움직이고있으며대형수요반응자원대부분은이미참여돼있다. 추가로참여가능한자원은중소형공장이나일반용건물부하인데단위규모가상대적으로매우작다. 그러나 2017년내 190만kW 자원확보라는계획은너무보수적인수준이다. 해외관련사례는 5% 정도를적정부하자원규모로보고있다. 물론시장이기에참여규모의제한을두는것은아니지만, 가능한수준에서신규자원발굴을위한정부차원의독려와활성화방안이필요하다. 수요관리사업자의바람직한역할수행도중요하다. 수요관리사업자는전력시장운영규칙에의거해발전사업자와함께전력시장에서활동하는사업자이다. 전력시장규칙을이해하고따르며개선하고이끌어가야할주 체가된것이다. 발전사업자는연료를기초로사업을펼치고수익을극대화하기위한전략을수립한다. 수요관리사업자는다양한패턴의수많은수요반응참여고객을확보해이들을최적관리함으로써최대의수익을제공하고스스로도수익을극대화하는전략을가져야한다. 시장개설전수요반응자원확보를위한경쟁이있었고, 시장운영전이었기에운영전략, 관리경험, 최적화방안등의차별화나부가서비스모델등이판단기준이되기어려웠다. 단순한수수료경쟁력이나인맥관계를따르기쉬운시기였다. 그러나이제는그렇지않다. 전기소비자의운전패턴, 유지보수일정체크, CBL 예측및실시간관리가중요하다. 전체수요반응자원에대한통합관리, 상시변동상황체크, 참여고객별포트폴리오구성, 정산노하우가필요하다. 기상데이터주간 / 일간모니터링, 전력수급상황체크, 중앙급전발전소상황확인등실시간급전지시예측노하우도중요하다. 이러한상황을중앙관리센터 (Network Operation Center) 와같은시스템을기반으로실시간관리하는것이차별화이고경쟁력이다. 이를통해수요반응자원별속응성과반응지속성을확보하는것이곧전력시장에서필요로하는고품질의자원을만드는것이다. 또한, 수요자원만의특성을극대화할수있는것이다. 수요관리사업자의역할은전력수요자원시장에서절대적이다. 그들의서비스품질향상과고객만족노력이고품질의수요반응자원을만들어낼것이기때문이다. 이는참여고객의에너지비용절감에대한새로운패러다임으로자리매김될것이다. 급증하는전력수요에대한발전계획과함께수요관리가계획될경우국가적으로친환경 고효율의안정적인전력공급및소비가이뤄지게될전망이다. March 25