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전력시장의 전통적인 고민은 장기적인 공급 효율성 개선을 위해 피크수요를 어떻게 경감시키느냐는 것이었다. 재생발전 보급확대와 함께 전력시장의 새로운 고민은 재생발전의 불확실성에 어떻게 비용 효율적으로 대응하냐는 것이다. 에너지저장장치는 부하이전과 예비력 제공을 통해 이 두 가지 문제에 모두 효과적인 해결을 제시할 수 있는 자원이다. 본 연구는 2030년 한국의 전력공급 환경에서 차등적 공급곡선 하에서의 동적요금제와 피크요금제가 재생발전의 확률적 특성과 함께 고려되었을 때 효과적인 분산형 에너지저장장치 활용방안에 대해서 분석하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 한국의 탄력적 공급곡선 하에서 에너지저장장치는 예비력 제공 기능으로 활용될 유인이 더욱 크며, 피크요금제가 적용될 경우 부하이전 기능으로 유도가 가능하다. 둘째, 일일전 시장 관점에서 평균적인 재생발전이 반영된 순수요의 피크를 낮추는 저장장치 운영전략은 예외적이지만 발생가능한 극단적 재생발전 상황을 간과하기 때문에 피크감축효과를 과대계상한다. 셋째, 저장장치의 피크감축효과는 최대 순수요 기반으로 평가받아야 하며 최대 순수요 경감을 효과적으로 달성하기 위해서는 부하이전과 예비력 제공간에 균형 잡힌 활용이 필요하다. 저장장치 자원이 전력공급 효율성을 높이는 방향으로 최적 배분되는 유인체계가 시장에서 작동할 때 탄소중립 비용을 효과적으로 줄여나갈 수 있을 것이다.
The traditional concern in the power market has been how to reduce peak demand to improve long-term supply efficiency. Along with the expansion of renewable generation, a new concern in the power market is how to respond cost-effectively to the uncertainty of renewable generation. Energy storage is a resource that can provide effective solutions to both these problems through shifting load and providing reserve. This study analyzed the effective use of energy storage when dynamic pricing and critical peak pricing under different supply curves in the Korean power system in 2030 are considered together with the stochastic renewable generation. The main results of this study are as follows. First, under Korea’s elastic supply curve, energy storage have a greater incentive to provide reserve, and if the critical peak pricing is applied, load shifting becomes an attractive option. Second, when storages are used to lower the mean net load, then it does not represent true peak reduction effect because it disregards the worst renewable generation scenario. Third, the peak reduction effect of the storage should be evaluated on the basis of maximum net load, and in order to effectively achieve reduction of maximum net load, storage capacity should be effectively allocated between shifting load and providing reserve is required. When an incentive system, in which storage capacities are optimally allocated to increase the efficiency of electricity supply, offered in the market, costs to achieve carbon net zero can be effectively reduced.
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Renewable Generation, Uncertainty, Dynamic Pricing, Critical Peak Pricing, Elasticity of Supply Curve, Energy Storage, Load Shifting, Reserve Provision
