직접부하제어 (Direct Load Control) 사업 소개

에너지관리공단

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추진배경 : 전력산업 Paradigm 변화

전력산업구조개편 (2009 년까지 완료 예정 )

독점 및 규제에서 상호 경쟁 및 시장원리 도입 발전 / 송전 / 배전 / 판매 사업자 분리 다양한 형태의 전기사업자 대두

전력산업의 기능별 분류

자유경쟁 가능판매 (Supply)

정부규제 필요독점 불가피계통운영 (System Operation)

배전 (Distribution)Network Business

송전 (Transmission)

자유경쟁 가능발전 (Generation)

비고특징구분

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새로운 전력부하관리 도입의 필요성 증대

전력공급자원 확보 불확실성전력공급자원

확보 불확실성전력가격 상승우려전력가격 상승우려 지속적 전력

수요 증가지속적 전력

수요 증가

시장 안정화 필요시장 안정화 필요

새로운 부하관리방식 도입 필요성 증대

부하관리

중요성 확대

부하관리

중요성 확대

新환경 활용新환경 활용

향후 전력시장 자유화 예정

향후 전력시장 자유화 예정

전력산업의 신규사업모델 개척 가능전력산업의 신규

사업모델 개척 가능IT 기술의

비약적 발달

IT 기술의

비약적 발달

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전력의 특성과 부하자원 (Resource)

전력은 편리하나 저장이 곤란한 에너지 : 소비 , 공급이 일치해야함 지금까지는 주로 공급력 ( 발전 ) 확대로 수요 증가에 대응해 옴 앞으로는 공급력 확대가 어려워지면서 수요측 조절 불가피

수요조절이 가능한 부하를 발굴하여 네가티브 파워化하는 것이 필요 우리 나라 수요 조절 가능 부하는 400~500 만 Kw 로 추정 제어 및 계측시스템 + IT 로 연계하여 부하자원으로 활용 가능

에너지관리공단 참여 배경 에너지관리노하우 + 데이터 활용으로 최적 부하 발굴에 유리 정부의 요청으로 2002 년 직접부하제어사업 시작

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전력의 특성과 부하자원 (Resource)

기존 부하제어 , , 수급 시장 계통안정화POWER 로 작동 순시 제어 가능부하

I T ( )시장 구조개편

부하 요금 제도 (Resource)자원 화 기존 발전자원과 경쟁

Quick Response

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에너지관리공단 직접부하제어 프로그램의 역할

전력수급의 불균형 / 불안정시 사전 체결된 약정에 따라 계통 /시장운영자가 해당부하를 차단 , 관리

수용가가 능동적인 부하제어입찰을 통하여 전력도매시장에 직접 참여하는 형태 ( 중앙급전발전기에 해당하는 역할 가능 )

판매회사가 Risk Management 수단으로써 부하를 제어하거나 수요측 입찰 실행

수요측 입찰 , 보조서비스 제공 , 혼잡처리 등이 포함되며 일반적으로 IT를 기반으로 시스템을 구축함

시장가격에 반응하는 전력수요와 공급자의 시장지배력에 대응하는 수요자를 통해 전력시장 안정화 도모

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직접부하제어 (Direct Load Control) 의 활용 개념도

직접부하제어 수요측입찰 전력사용합리화 AMR, HA,

Monitoring 등

동일 H/W 및 S/W 플랫폼

Controllable Load

정부주도의

전력수급안정도모

부하관리

민간사업자

수용가

자체부하관리 향후

<Controllable & Integrated Energy Service IT Platform>

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직접부하제어 프로그램의 국내 도입 경위

1994 : 최대전력관리장치 국산화 개발 착수 ( 에너지관리공단 )

1997. 6 : 수급연동형 최대전력 관리시스템 개발 ( 한전 )

1997. 10 : 『최대전력관리장치 보급방안 연구』 ( 에너지관리공단 )

2000. 3 : 2000 년 수요관리 투자계획에 예산 60 억 반영 ( 산자부 )

2001. 5 : 직접부하제어 운영규정 제정 및 동사업 진행 ( 한전 )

전력산업구조개편 본격착수 (DSM 사업 정부이관 )

2002. 1 : 직접부하제어 사업의 이원화 ( 한전 , 에너지관리공단 )

수요관리 3 개년계획상 경쟁체계 도입을 결정

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부하관리사업자 사업 개요

전력거래소

발전회사 1

판매 +부하관리회

사

판매회사

판매회사

발전회사 2

발전회사 n

부하관리사업자

부하관리사업자

수용가 +부하관리

수용가

수용가

수용가

대 수용가

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미국 RETX 사의 부하관리 사업

ISO-NE

발전회사 1

판매회사

판매회사

발전회사 2

발전회사 n

RETX

수용가

수용가

수용가

수용가ISO-NE 관내의 수용가 부하관리 대행

ISO-NE 로부터 $500,000/ 년 + 각 판매사업자로부터 $50,000 ~ 씩 관리비 수입

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에너지관리공단 직접부하제어시스템 : 양방향 통신 지향

상위시스템

DB S/W Load Management Center

H/W

H/W DB DB …S/W Load Aggregator

H/W S/W

LA 1 LA 2 LA n

KPX 의 EMS/MOS

Customer

ENERGY Management Device, Load Control Unit

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직접부하제어시스템의 구성 - H/W 구성도 (LMC/LA)

WAS, DB Server (LMC,LA)

개발용 Machine

IDS

IDS

Firewall+VPN

Disk Array

DNS/Proxy Server

IDS 콘솔

보안통합관리

L4 Switch

L4 Switch

L4 Switch

Router

Switch

T1 회선

인터넷

Web Server

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직접부하제어시스템의 구성 - S/W 구성도 (LMC)

DB

MOS

향후 연계

Control ReceiverControl Receiver

Dispatch algorithmDispatch algorithm

제어명령

차단가능용량

부가정보

Control GeneratorControl Generator

각 LSE 별 제어량제어명령

LSE

Event GeneratorEvent Generator

제어명령 event

Event 기록

DBInterface

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Ⅳ. 직접부하제어시스템의 구성 - S/W 구성도 (LSE)

DB

Data AcquisitionData Acquisition

총 차단가능용량등록

차단가능 용량등록

LSE

DB Interface

Event GeneratorEvent Generator

LSE event

Event 기록

수용가

Control

Generator

Control

Generator

제어명령

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직접부하제어시스템의 구성 - 수용가시스템

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에너지관리공단 사업 추진 방황

운영시스템 구축 : “ 강력한 상위 + 다양한 하위” 공단모델에 적합한 상위 ( 운영 ) 시스템 개발

도매경쟁체제에 연동할 수 있는 운영시스템 고객 만족도 극대화를 위한 하위 (EMD) series 개발 적용

2002 년은 고압수용가중심의 EMD1 에 주력

부하관리사업자 육성 지원 : 대기업 및 전문회사 구조개편에 따른 새로운 사업자 및 전력 IT 산업 육성 “ 부하관리사업진흥회” 구성 및 제도적 지원방안 수립

직접부하제어 용량 확보 최적의 부하제어 효과를 위한 엔지니어링 기법 도입

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2002 년 에너지관리공단 사업 추진 현황

2002 제어용량 확보 : 292MW(300 개소 )

전력부하관리사업자 예비등록 : 7 개사 참여 LG 산전 , 한화 S&C, 앳파워 , 일진전기 , 효성 , 현대중공업 , POSC

O

2002 년 11 월 20 일 부하관리사업진흥회 발족

제어시스템 구축 전력부하관리센터 LMC 구축 ( 에너지관리공단 본사 )

각 수용가에 부히제어장치 설치 (300 개소 )

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2003 년 에너지관리공단 사업 추진 계획

2003 제어용량 확보목표 : 200,000kW

전력부하관리사업자 육성 10 개소 이상으로 확대

부하관리사업진흥회 와 유기적 협조 체계 구축

제어시스템 보완 및 운영 전력부하관리센터 LMC 운영

다양한 수용가 부히제어장치 개발

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참여시 혜택

기본지원금 지급 참여만 하면 지급 , 1600 원 /Kw 년 수준

제어지원금 지급 제어에 협조한 경우 지급 , kWh 당 600 ~ 1800 원 수준

제어시스템 무상 제공 제어시스템 무료 설치 ( 제어시스템 + 모니터링용 PC)

자체 부하관리에 활용 가능

부가서비스 제공 전력산업구조개편 및 해외관련 정보 지속적 제공

부하관리 , 고효율기기 , VA, 진단 , 에너지자금 등과 연계하여 토탈에너지서비스 제공

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부하관리사업자로 참여하는 경우 제어용량 10,000kW 이상 확보

일반 수용가로 참여하는 경우 제어용량 300kW 이상인 일반용 , 산업용 수용가

프로그램 참여 조건

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전일예고제어 제어 전일 17:00 까지 제어통보 제어지원금 600 원 /kWh

당일예고제어 제어 전일 17:00 ~ 제어실시 3 시간 전까지 제어통보 제어지원금 1200 원 /kWh

긴급제어 제어 실시 3 시간 이내 제어통보 제어지원금 1800 원 /kWh

: 긴급제어에는 불참 가능

제어단계 구분

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수용가 통신 구성도

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수용가 제어시스템

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수용가 제어시스템 현장 설치 사진

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5 자리 세그먼트 전력정보 표시20by4 Text LCD 설정변경이나

정보표시

동작상태 LDE

RUN, FAIL, 통신 TX/RX

Text LCD 동작키

단위 표시 LED

2002 년 수용가 메인제어장치 (EMD) 전면 구성

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◆ 수용가 MOF 단 전력측정 및 표시기능

- 측정전력 정확도 오차 0.5%,

- 3 상전압 / 전류측정 , 유효 / 무효전력 측정 , 역율 및 주파수 측정

- 전력측정값에 대한 일보 , 월보 , 년보 기능

◆ 전력량계 15 분 수요전력 측정 및 저장기능

- 측정한 15 분 수요전력에 대한 월보기능

◆ 수용가 전력데이터에 대한 주파수 분석기능

◆ LSE 와 연계한 부하제어 및 통신기능

◆ LCU 와 RS485 통신에 의한 통신기능

◆ Local Monitoring S/W 와의 통신 및 데이터 송수신 기능

수용가 메인제어장치 (EMD) 주요 기능

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부하별 제어장치 (LCU) 설치 사진

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5 자리 세그먼트 전력정보 표시

동작상태 LDE

RUN, FAIL, 통신 TX/RX

동작키

단위 표시 LED

부하별 제어장치 (LCU) 전면 구성

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◆ 부하전력 측정 및 표시기능

- 측정전력 정확도 오차 1%,

- 3 상전압 / 전류측정 , 유효 / 무효전력 측정 , 역율 및 주파수 측정

◆ 부하제어기능

◆ EMD 와 15 분 동기신호에 따른 연결된 부하의 15 분 수요전력 측정기능

◆ EMD 와의 통신을 통한 데이터 송수신 기능

부하별 제어장치 (LCU) 주요 기능

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모니터링용 PC 설치 사진

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5 자리 세그먼트 전력정보 표시 EMD 와의 통신상태 및 LA 서버와 EMD 간 통신상태 표시 LED

수용가 Deman

d 정보

EMD 동작상태

단위 표시 LED

모니터링용 PC 에 탑재된 S/W 화면

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◆ 수용가 전력표시 (MOF 단 및 LCU 와 연결된 부하전력 데이터

◆ 파형 외형율 및 실시간 데이터

- MOF 단 3 상 전압 , 3 상 전류 , N 상 전류의 32샘플링 20 주기 데이터 표시

- 이 데이터에 대한 외형율

◆ 고조파 분석

- 20 주기 실시간 전압 , 전류 데이터의 16 고조파까지의 고조파 분석

◆ 15 분 수요전력 표시기능

- 한전 전자식 전력량계의 15 분 수요전력 및 LCU 와 연결된 부하의 15 분 수요전력 표시 및 저장기능

모니터링용 PC 에 탑재된 S/W 주요 기능

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◆ 보고서 기능

- 전력측정값에 대한 일보 , 월보 , 년보 기능

- 15 분 수요전력에 대한 일보기능

◆ 수용가 부하제어 기능

- LCU 와 연결된 부하의 부하제어

◆ EMD 세팅기능

- EMD ID 및 LCU ID 설정

- 제어불능 부하 스케쥴기능

- 부하제어 우선순위 설정 기능

모니터링용 PC 에 탑재된 S/W 주요 기능

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▶ 주요 운영내용 비교▶ 주요 운영내용 비교구분 한전 공단

직접부하제어대상

제어가능 전력이 300kW이상인 모든수용가

좌동

최초계약기간 3 년 이상 3 년 이상

운영주체

한전시행초기는 공단향후 부하관리민간사업자 (LA) 역할 강화

목적 비상시 전력수급 안정비상시 전력수급 안정 + 보조서비스 ( 예비력확보 , 혼잡처리 )+ DSB를 통한 최적 부하관리시스템 정착

기본지원금 2 개월간 제어계약량 × 800 원 /kW 동일

제어지원금

제어이행률 및 제어통보 시기에 따라 600 원 /KWh~1,800 원 /kWh( 제어이행률 50%미만 제외 )

동일 ( 제어이행률 50%미만 제외 )

제어주체

한전수용가 자체제어 불가

불가피한 경우 수용가 자체제어도 가능단 , 이 때는 지원금 수준 감소

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구분 한전 공단

제어장치Demand Controller 에 의한 제어

양방향 통신 가능한 차세대 제어장치

시설비 부담 한전 ( 기반기금 )공단 ( 기반기금 )필요시 부가설비 지원 가능

대상 부하발굴 엔지니어링 단계 없음 엔지니어링을 통해 양질의 부하를 대상으로 함

제어 단계 한전에서 직접 제어 부하관리민간사업자와 수용가간 실시간 협의 과정 있음

향후 계획 연차별 계획에 따른 제어 용량 지속적 확보

1. 부하관리민간사업자 육성2. 마케팅 원리에 의한 자율적인 부하관리시장 창출3. 냉동기 , 전기로 등 주요 전력부하에 대한 최적 제어 방안 연구를 통해 다양한 전력부하설비를 참여시킴4. 단기간 지원금 수준 상향 검토5. 전력 및 에너지산업의 또 다른 분야 ( 시장 ) 개척