태양광발전 변동성 모델링과 미래 순부하패턴에 따른 증감발 자원 소요량 추정 연구
The Modeling of the Variability of PV and Estimation of Ramping Requirements by the Future Net Load Patterns
1
조회
0
다운로드
2
인용
0
참고문헌
키워드
초록
최근 신기후체제 발효에 따른 태양광보급 확대로 수급균형의 책임을 지고 있는 전력거래소의 계통운영자에게 새로운 도전이 등장하고 있다. 미래 전원계획 수립을 위해서는 재생에너지로 인하여 발생되는 순부하 추정과 이에 따른 증감발 자원에 대한 확보가 중요하다. 본 연구에서는 이를 위하여 태양광출력 증감발패턴에 대한 추정모형을 구축하고, 이를 이용하여 미래 순부하를 추정하였다. 증감발패턴은 태양고도변화를 고려하여 삼각함수를 이용하여 추정하였고, 미래 전력수요의 경우는 최근 수요패턴과 제8차 전력수급기본계획의 목표수요를 고려하여 산정하였다. 산정한 각각의 결과를 결합하여 추정된 2030년 목표수요의 순부하패턴에 따르면 태양광영향으로 인한 수요패턴변화로 수요의 증가와 감소가 약 7시간 정도 지속되는 것으로 나타났으며, 이를 대응하기 위하여 하계의 경우는 최대 21.2GWh의 증발량과 최대 24.8GWh의 감발량이, 동계의 경우 최대 26.1GWh의 증발량과 최대 13.4GWh의 감발량이 필요한 것으로 나타났다.
Abstract
Korea Power Exchange has responsibility for real-time electricity system balance. Recently the phenomenon of expanding renewable generators especially PV is a big challenge for the system operator. To build properly future resource planning, building the future net load scenario is one of the most important issue. In this study we attempted to model solar power output fluctuation and forecast the future up and down ramping requirements expected to occur due to net load. To build the PV fluctuation model, we used the trigonometric function term and to estimate the future load, we used the recent load pattern and future target peak load in the long-term resource plan. The estimation result shows the up and down ramping events could last about 7 hours during a day and the maximum up and down ramping requirements for 7 hours will be 21.2GWh and 24.8GWh respectively on the summer peak day. The maximum up and down ramping requirements for 7 hours are forecasted about 26.1GWh and 13.4GWh respectively on the winter peak day.
참고문헌 (40)
- 고권후, "신재생에너지 출력변동성과 신규양수건설 필요성", 물과 미래, 51(8), pp.20~24 (2018)
- 김완수, "지역별 기상자료를 고려한 태양광발전출력 모형 연구", 전기학회논문지, 68(9), pp.1109~1117 (2019), 대한전기학회
- 김창수, "신재생 보급 확대에 따른 순부하의 변동성과 기저부하 영향", 대한전기학회 전력기술부문회 추계학술대회, pp.218~220 (2018)
- 배근수, "태양광발전 모듈종류와 설치각도의 변화에 따른 전력 생산 성능 분석", 한국농업기계학회 동계 학술대회 논문집, 17(1), pp.34~37 (2012)
- 산업통상자원부, "신·재생에너지 공급의무화제도 및 연료 혼합의무화제도 관리·운영지침", 산업통상자원부, ~ (2016)
- 산업통상자원부, "재생에너지 3020 이행계획(안)", 산업통상자원부, ~ (2017)
- 산업통상자원부, "제8차 전력수급기본계획", 산업통상자원부, ~ (2017)
- 신재생에너지 보급 확산을 대비한 전력계통 유연성 강화방안 연구, "안재균", 에너지경제연구원, ~, pp.수시연구보고서 18(17) (2017)
- 에너지경제연구원, "독일 에너지전환 추진(～2016년) 성과와 2019년 전환정책 목표 조정 필요성 당면", 세계 에너지시장 인사이트, 19(6), pp.3~16 (2019)
- 유승훈, "제8차 전력수급기본계획의 전력수요 추정", 전기저널, 492, pp.24~28 (2018)
- 윤다은, "서울지역 일사량 및 외기온도와 단결정 실리콘 태양광 모듈온도의 상관성에 대한 실증분석", 한국자원공학회지, 54(2), pp.139~148 (2017), 한국자원공학회
- 비정형 구조물의 태양광 발전 효율 극대화를 위한 솔라패널 최적배치 프로그램 개발 최종보고서, "이승재", 국토교통부, ~ (2015)
- 에너지전환시대 재생에너지 발전비중 확대에 따른 유연성 설비의 경제성 분석, "장희선", 에너지경제연구원, ~, pp.본연구보고서 18(2) (2018)
- 2017년 해외 전력시장 동향, "전력거래소", 전력거래소, ~ (2017)
- 지역별 태양광·풍력 이용률 및 발전원가 분석, "전력거래소", 신시장개발처, ~ (2018)
- 전력거래소, "전력시장운영규칙", 전력거래소, ~ (2019)
- "전력통계정보시스템"[URL]
- 계통신뢰도를 고려한 양수발전기 운영방안에 관한연구 보고서, "전영환", 전력거래소, ~ (2013)
- 미래 신재생 변동성을 고려한 실시간 운영예비력 확보 전략연구 보고서, "전영환", 전력거래소, ~ (2019)
- 정영범, "발전기 출력특성을 고려한 최적전원구성 연구", 조명.전기설비학회논문지, 25(10), pp.28~37 (2011), 한국조명.전기설비학회
- 한국에너지공단, "2017년 신재생에너지 보급통계", 한국에너지공단, ~ (2018)
- 한국에너지공단, "2018년 신재생에너지 보급통계 잠정치", 한국에너지공단, ~ (2019)
- 한국전력공사, "2018년 한국전력통계", 한국전력공사, ~ (2019)
- 한국천문연구원, "2020 역서" (2019), 한국천문연구원
- Honsberg, C., "태양광개론" (2016), 한국에너지기술연구원
- Andrychowicz, M., "Review of the methods for evaluation of renewable energy sources penetration and ramping used in the Scenario Outlook and Adequacy Forecast 2015. Case study for Poland", Renewable and Sustainable Energy Reviews, 74, pp.703~714 (2017)
- California ISO, "Integration of Renewable Resources at 20% RPS", ~ (2010)
- California ISO, "Flexible Resource Adequacy Criteria and Must Offer Obligation -Phase 2", ~ (2018)
- Cooper, P. I., "The absorption of radiation in solar stills", Sorlar Energy, 12, pp.333~346 (1969)
- Cui, M., "Estimating ramping requirements with solar-friendly flexible ramping product in multi-timescale power system operations", Applied Energy, 225, pp.27~41 (2018)
- De Leon, "SB-100 California Renewables Portfolio Standard Program: emissions of greenhouse gases", Senate Bill, 100(312) (2018), California legislative information
- Huber, M., "Integration of wind and solar power in Europe: Assessment of flexibility requirements", Energy, 69, pp.236~246 (2014)
- Independent Electricity System Operator, "Market Renewal Backgrounder", ~
- International Energy Agency, "Getting Wind and Sun onto the Grid: A Manual for Policy Makers", IEA Insights series 2017 (2017)
- Renewable Energy Policies in a Time of Transition, "International Renewable Energy Agency", ~ (2018)
- Innovation landscape for a renewablepowered future: solutions to integrate variable renewables, "International Renewable Energy Agency", ~ (2019)
- Messenger, R. A., "Photovoltaic Systems Engineering" (2010), CRC Press
- Essential Reliability Services Task Force : A Concept Paper on Essential Reliability Services that Characterizes Bulk Power System Reliability, "North American Electric Reliability Corporation", ~ (2014)
- Shaker, H., "Impacts of large-scale wind and solar power integration on California’s net electrical load", Renewable and Sustainable Energy Reviews, 58, pp.761~774 (2016)
- Solomon, A. A., "The effects on grid matching and ramping requirements, of single and distributed PV systems employing various fixed and sun-tracking technologies", Energy Policy, 38, pp.5469~5481 (2010)