전력시장의 이해 - 전력시장 개념/용어 정리

 

안녕하세요. EnerTravel입니다. 

오늘은 Future Energy 두번째편으로 '전력시장 개념/용어 정리'입니다.

 

1편인 전기 사업 용어 편을 아직 안보신 분들은 아래 링크로 먼저 읽어보시는 것을 권해드립니다.

 

2024.01.02 - [EnergyTok/Future Energy] - 전력시장의 이해 - 전기 사업 개념/용어 정리

전력시장의 이해 - 전기 사업 개념/용어 정리

 

KPX(전력거래소, Korea Power Exchange) 

발전부문과 판매부문의 전력을 거래하는 곳으로 전력시장 가격을 결정하고, 거래 전력량의 계량 및 비용정산 업무 수행

 

SMP(계통한계가격, System Marginal Price) 가격

SMP는 거래시간별로 일반발전기(원자력, 석탄외의 발전기)의 전력량에 대해 적용하는 전력시장가격(원/kWh)으로서, 비제약 발전계획을 수립한 결과 시간대별로 출력(output)이 할당된 발전기의 유효 발전가격(변동비) 가운데 가장 높은 값으로 결정된다. 

 

전력수급계약(PPA, Power Purchase Agreement) 

전력공급자가 단일구매자인 전력회사 한전에 전력을 판매하는 형태로서 변동비는 실적 보상하고, 고정비 보상은 협상에 의하여 매년 일정 수준 보장하는 제도이다. 전력수급계약은 발전설비가 가동되는 전 기간에 걸쳐서 합의한 투자보수율을 보장하는 수준으로 전력수매요금과 가동시간 등을 포함하며, 대부분의 경우 IPP와 규제적인 독점전력회사 간의 계약이다.전력수급계약의 유형으로는 전량수매계약 (full requirement contract)과 부분수매계약(partial requirement contract)이 있다. 

*1MW 초과 발전설비는 의무적으로 SMP시장에서만 거래할수 있으며, 1MW 이하 발전설비는 SMP시장과 PPA계약을 선택할 수 있다.

**전력공급자가 한전을 통하지않고 수요가와 직접 거래하는 계약을 직접 PPA라고 칭함

 

CBP(변동비반영시장, Cost-Based Pool)

전력시장에 참여한 발전기들의 변동비를 기준으로 시장가격을 결정하는 발전시장. 이러한 CBP 시장은 실제 소요된 비용으로 가격을 결정하는 방식으로, 가격 입찰이 정상적으로 이루어지지 않는 등 경쟁요소가 제한적인 시장이다.

 

CP(용량정산요금, Capacity Payment)

정부가 발전설비 투자를 유도하기 위해 민간발전사의 건설투자비 등 고정비용 일부를 보상하는 전력시장 정산금 개념으로 2001년부터 도입됐다.

 

중앙 급전발전

전력계통 전체의 운용을 합리적으로 하기 위하여 발하는 명령을 급전지령이라고 하며 KPX의 중앙 급전관제센터에서 안정적이고 경제적인 전력계통 운영을 위하여 필요한 경우 각 발전소. 변전소 등에 급전기령이 전달되면 이 급전지령에 따라 중앙급전발전기로 등록된 발전소가 운영된다. 중앙급 전발전기는 20MW미만 규모의 발전기와 별도의 KPX에 승인을 득한 발전기로서 용량요금이 지불되지 않는다.

 

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발전 자회사

 

한전민영화에 의해 남동/중부/서부/남부/동서발전 5개사와 한국수력원자력발전으로 한전의 발전소가 분리되었음

 

IPP(민자 발전사업, Insependent Power Producer)

민간업체가 투자자를 모집해 직접 발전소를 지은 다음 일정 기간 발전소를 소유. 운영하며 전력을 판매해 투자비를 회수하는 방식이다. 미국과 유럽 등에서는 IPP방식으로 발전소를 짓는 게 일반적이다. (국내 295개사)

 

RPS(신재생에너지 공급의무화제도, Renewable Energy Portfolio Standard)

500MW급 이상의 발전설비를 보유한 발전사업자에게 총발전량의 일정비율 이상을 신재생에너지를 이용하여 공급토록 의무화한 제도(국내는 6개 한전자회사와 15개 민간발전사가 해당)

 

FIT(발전차액 지원제도, Feed-in Tariff)

신재생에너지발전 투자에 대한 경제성 확보를 위하여 신재생에너지를 활용하여 생산된 전기의 판매가격이 소관부처에서 고시한 기준가격보다 낮을 경우 그 차액을 지원하는 제도

 

전력계통

원활한 전기의 흐름과 전기품질을 유지하기 위하여 전기의 흐름을 통제 관리하는 행위를 말한다. 또한 물리적 측면에서는 '발전소에서 생산한 전기를 전기사용자에게 공급하기 위한 발전설비, 송변전 설비, 배전설비, 기타 부대설비 등이 유기적으로 결합된 시스템'을 전력계통'이라고도 한다.

 

계통연게

전력계통 상호간에 있어서 전력의 수수, 용통을 행하기 위하여 송전선로, 변압기 및 교직(교류/직류) 변환설비 등의 전력설비를 상호 연결하는 것을 의미한다. 예를들어, 일본의 경우처럼 북부지역과 남부지역의 주파수 차이로 인하여 2개의 계통을 연결하는 것이라 할 수 있으며, 우리나라의 경우에는 제주지역 및 육지계통을 별도로 구분되어 있으나 계통은 상호 연결되어 운영중인데 이렇게 전력계통을 송전선로를 통하여 연결하는 것을 의미한다.

 

계통용량

전력계통에 병렬로 연결되어 운전되고 있는 발전소의 발전당 전력의 합계 또는 설비용량의 합계를 말한다. 전력설비 중 전력설비 중 전력계통과 병렬운전 되지 않는 자가용 발전설비나 소규모 발전설비 등은 계통용량에 포함하지 아니한다.

 

계통운영

계통운영이란 원활한 전기의 흐름과 전기의 품질유질를 위하여 전력계통의 전기흐름을 통제, 관리, 운영하는 것을 말한다. 전력계통 운영의 목적은 전력계통 구성요소인 발전설비, 송변전설비, 배전설비 등의 전력설비를 원활하게 운영하여 전력의 안정적인 수급을 도모하고 전기품질(주파수, 전압 등)을 유지하는데 있으며, 계통운영의 주요방법은 시시각각 변화하는 전력수요에 맞추어 발전기의 개별 출력을 조정하거나, 계통주파수를 조정하고 또한 각 모선의 전압을 운영기준에 따라 광리하며 융통전력의 합계치 제한치 이내로 제한하는 송전선로의 전력량 조절하는 등 전력조류의 관리를 시행하며 변전소 및 발전소의 개폐기 조작 및 계통보호장치 운영(고장 파급 방지 장치 운전여부, 보호설비 운전 등) 등이 있다. 

 

발전설비용량

발전설비 용량(Installed Generating Capacity)은 전기를 생산하는 설비로서 발전시설, 발전설비용량, 설비용량, 시설용량이라고도 함. 일반적으로 발전소 또는 발전기의 출력을 의미하며, 넓게는 전력계통 전체 발전기 출력의 합을 나타내는 말로서 용량단위는 kW, MW, GW등으로 표시.

 

방력운전

변압기 부하의 증가, 경제적인 이유 또는 부하전환과 같은 여러 경우에, 여러 대의 변압기를 병렬로 운전할 필요가 있다. 변압기의 병렬운전에 필요한 조건으로서는 각 변압기가 자기의 용량에 비례하 는 부하를 분담하고, 순환전류를 실용상 지장이 없을 정도로 제한하여야 한다.

 

소내전력

발전소에서 발전에 필요한 보조설비(펌프, 연료 이송설비, 송풍기, 소내용 전등)에 사용되는 전력

 

송전망

전기를 송전하기 위한 송전선로와 변압기, 조상설비 및 보호장치 등의 송전설비를 통틀어 송전망이 라고 한다. 우리나라의 경우 66kV, 154kV, 345kV, 765kV의 전압범위를 갖는 송전선(送電線)은 송전망으로 분류하고, 22,9kV이하의 전압을 갖는 송전선은 이를 배전망으로 구분하고 있다.

 

송전방식

송전방식에는 전력전송을 교류로 하느냐 직류로 하느냐에 따라서 교류 송전방식과 직류 송전방식 으로 구분되는데 특별한 경우를 제외하고는 모두 교류방식을 택하고 있다. 교류 송전방식은 주파수 가 50[Hz]와 60[Hz]가 있으며, 주파수가 커지면 각종기기의 규모가 작아지는 이점이 있으므로 60[Hz] 를 많이 사용하고 있다. 또한 상수에 의해 단상(Single Phase) 식과 다상(Poly Phase)식으로 구분되며 다상식이 단상에 비해서 전송전력이 커지는 이점이 있어서 대부분 3상식을 채용하고 있다. 

 

송전선로

송전을 목적으로 가공, 지중, 수중 등에 시설된 지지물, 관로, 전선, 애자류, 급유설비, 기초보호설비 및 기타 부대설비를 말한다. "전선로라 함은 발전소, 변전소, 개폐소 및 이와 유사한 곳과 전기사용 장소 상호간의 전선 및 이를 지지하거나 보장하는 공작물로 한다."로 전기설비기술기준령에 규정하고 있다. 이것은 전선로에 가설된 전선뿐이 아니고 지지물이나 지중송전선의 외함까지도 포함하고 있다. 전선로는 가공선방식과 지중방식으로 분류되며 가공선방식은 전선과 지지물로, 지중선 로는 지하에 cable로 각각 공급한다. 가공선방식의 지지물은 전주(주입목주, concrete주, 철주)와 철탑 등이 있으며, 애자는 주로 현수애자가 사용되고 있다.

 

국내 에너지원별 발전량

 

 

발전 자원에 따라 수력발전·화력발전·원자력발전·조력발전·풍력발전·지열발전· 태양열발전 등으로 구별 

 

화력발전 

석탄·석유·가스 등의 화석연료를 연소시켜서 얻는 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸어 다시 전기에너지로 변환하는 방식의 발전 

 

수력발전

유량 Q(m3/s)를 낙차 H(m)로 떨어뜨렸을 때의 수력에너지에 의해 수차를 회전시키고 물이 갖는 에너지를 운동에너지로서 추출하여, 발전기에 의하여 그것을 전기에너지로 변환 

 

원자력 발전

핵분열반응에서 발생하는 에너지를 이용하는 것으로 소량의 연료에서 다량의 에너지가 발생한다는 장 점이 있다. 그러나 원자력발전에서는 핵분열에 따른 방사선이 배출되므로, 방사선을 발생시키는 기기를 콘크리트 등 의 차폐 재료로 둘러싸는 등 방사선의 강도를 인체에 대한 허용값 이하로 약하게 하는 것이 필요하다.또 기체·액체·고 체 상태의 방사성 폐기물이 나오기 때문에 이를 안전하게 처리하는 것이 필요하다. 

 

기타

열전기발전기, 해류발전, 염도차발전, 파력발전, 신재생발전(태양광/풍력/조력/연료전지발전 등)

 

발전 경쟁 시장

- 발전부문만 입찰에 참여하며, 수요입찰 없이 예측자료에 의한 가격결정

- 한전(송전/배전/판매)은 단일 구매자이며 Price taker(가격 순응자) 역할 수행  

 

CBP 전력시장 

- 가격입찰 대신 용량 입찰로, 실제 변동비용(연료비)에 의해 공급곡선 결정

- 단기한계비용리에 의한 Market Price (SMP) 결정

- 장기한계고정비용에 근거한 별도의 용량가격(CP) 설정

→ 장단점: 가격변동 폭이 작아 시장 안정성이 높고 시장지배력 행사를 억제하나(장점), 경쟁 요소가 적다(단점)

→ 도입배경: 시장지배력 문제 회피, 차기 전력산업구조 개편 단계로의 원활한 이행

 

* Cost Based Pool, 변동비 반영 시장

* 생산물 한 단위를 추가로 생산할 태 필요한 총비용의 증가분, 여기서는 전력 공급이 추가로 증가할 때 해당하는 발전기의 변동비 중가분을 의미

 

강제적 전력시장

 - 모든 전력거래가 전력시장/전력거래소를 통해서 이루어짐

- 전력거래소 회원 가입을 통한 전력거래

 

전력시장 구조

- 전력시장 가격은 D-1일에 결정되나, 전력계통에 영향을 주는 제약조건을 고려하여 운영발전계획이 수립됨

 

 

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