직접부하제어 (Direct Load Control) 사업 소개

1. 직접부하제어(Direct Load Control) 사업 소개 에너지관리공단

2. 구분 특징 비고 발전(Generation) 자유경쟁 가능 송전(Transmission) Network Business 배전(Distribution) 판매(Supply) 자유경쟁 가능 계통운영(System Operation) 독점 불가피 정부규제 필요 추진배경 : 전력산업 Paradigm 변화 • 전력산업구조개편 (2009년까지 완료 예정) • 독점 및 규제에서 상호 경쟁 및 시장원리 도입 • 발전 / 송전 / 배전 / 판매 사업자 분리 • 다양한 형태의 전기사업자 대두 • 전력산업의 기능별 분류

3. 새로운 전력부하관리 도입의 필요성 증대 전력가격 상승우려 지속적 전력 수요 증가 전력공급자원 확보 불확실성 시장 안정화 필요 새로운 부하관리방식 도입 필요성 증대 新환경 활용 부하관리 중요성 확대 향후 전력시장 자유화 예정 전력산업의 신규 사업모델 개척 가능 IT 기술의 비약적 발달

4. 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 400~500만Kw로 추정 • 제어 및 계측시스템 + IT 로 연계하여 부하자원으로 활용 가능 • 에너지관리공단 참여 배경 • 에너지관리노하우+데이터 활용으로 최적 부하 발굴에 유리 • 정부의 요청으로 2002년 직접부하제어사업 시작

5. 전력의 특성과 부하자원(Resource)

6. 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 Management수단으로써 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

7. 직접부하제어(Direct Load Control)의 활용 개념도 향후 <Controllable & Integrated Energy Service IT Platform>

8. 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 : 2000년 수요관리 투자계획에 예산 60억 반영(산자부) • 2001. 5 : 직접부하제어 운영규정 제정 및 동사업 진행 (한전) • 전력산업구조개편 본격착수 (DSM사업 정부이관) • 2002. 1 : 직접부하제어 사업의 이원화 (한전, 에너지관리공단) • 수요관리3개년계획상 경쟁체계 도입을 결정

9. 부하관리사업자 사업 개요 판매회사 수용가 판매회사 수용가+부하관리 발전회사1 부하관리사업자 발전회사2 전력거래소 판매+부하관리회사 수용가 발전회사n 부하관리사업자 수용가 대 수용가

10. 미국 RETX사의 부하관리 사업 수용가 판매회사 발전회사1 판매회사 수용가 발전회사2 ISO-NE 수용가 발전회사n RETX ISO-NE관내의 수용가 부하관리 대행 수용가 ISO-NE 로부터 $500,000/년 + 각 판매사업자로부터 $50,000 ~ 씩 관리비 수입

11. KPX의 EMS/MOS DB Load Management Center S/W H/W 상위시스템 DB S/W … Load Aggregator DB H/W S/W H/W LA 1 LA 2 LA n Customer ENERGY Management Device, Load Control Unit 에너지관리공단 직접부하제어시스템 : 양방향 통신 지향

12. 인터넷 직접부하제어시스템의 구성 - H/W 구성도(LMC/LA) IDS T1회선 L4 Switch Firewall+VPN Router 보안통합관리 Switch L4 Switch IDS 콘솔 L4 Switch WAS, DB Server (LMC,LA) IDS Web Server DNS/Proxy Server Disk Array 개발용 Machine

13. MOS 제어명령 Control Receiver 차단가능 용량 향후 연계 Dispatch algorithm 부가정보 LSE 각 LSE별 제어량 DB Interface DB 제어명령 Control Generator 제어명령 event Event 기록 Event Generator 직접부하제어시스템의 구성 - S/W구성도(LMC)

14. LSE 차단가능 용량등록 총 차단가능 용량등록 Data Acquisition DB LSE event 제어명령 DB Interface Control Generator Event Generator Event 기록 수용가 Ⅳ. 직접부하제어시스템의 구성 - S/W구성도(LSE)

15. 직접부하제어시스템의 구성 - 수용가시스템

16. 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 • 2002년은 고압수용가중심의 EMD1에 주력 • 부하관리사업자 육성 지원 : 대기업 및 전문회사 • 구조개편에 따른 새로운 사업자 및 전력IT산업 육성 • “부하관리사업진흥회” 구성 및 제도적 지원방안 수립 • 직접부하제어 용량 확보 • 최적의 부하제어 효과를 위한 엔지니어링 기법 도입

17. 2002년 에너지관리공단 사업 추진 현황 • 2002제어용량 확보 : 292MW(300개소) • 전력부하관리사업자 예비등록 : 7개사 참여 • LG산전, 한화S&C, 앳파워, 일진전기, 효성, 현대중공업, POSCO • 2002년 11월 20일 부하관리사업진흥회 발족 • 제어시스템 구축 • 전력부하관리센터 LMC구축(에너지관리공단 본사) • 각 수용가에 부히제어장치 설치(300개소)

18. 2003년 에너지관리공단 사업 추진 계획 • 2003제어용량 확보목표 : 200,000kW • 전력부하관리사업자 육성 • 10개소 이상으로 확대 • 부하관리사업진흥회 와 유기적 협조 체계 구축 • 제어시스템 보완 및 운영 • 전력부하관리센터 LMC운영 • 다양한 수용가 부히제어장치 개발

19. 참여시 혜택 • 기본지원금 지급 • 참여만 하면 지급, 1600원/Kw년 수준 • 제어지원금 지급 • 제어에 협조한 경우 지급, kWh당 600 ~ 1800원 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

20. 프로그램 참여 조건 • 부하관리사업자로 참여하는 경우 • 제어용량 10,000kW이상 확보 • 일반 수용가로 참여하는 경우 • 제어용량 300kW이상인 일반용, 산업용 수용가

21. 제어단계 구분 • 전일예고제어 • 제어 전일 17:00까지 제어통보 • 제어지원금 600원/kWh • 당일예고제어 • 제어 전일 17:00 ~ 제어실시 3시간 전까지 제어통보 • 제어지원금 1200원/kWh • 긴급제어 • 제어 실시 3시간 이내 제어통보 • 제어지원금 1800원/kWh : 긴급제어에는 불참 가능

22. 수용가 통신 구성도

23. 수용가 제어시스템

24. 수용가 제어시스템 현장 설치 사진

25. 2002년 수용가 메인제어장치(EMD) 전면 구성 20by4 Text LCD 설정변경이나 정보표시 5자리 세그먼트 전력정보 표시 동작상태 LDE RUN, FAIL, 통신 TX/RX Text LCD 동작키 단위 표시 LED

26. 수용가 메인제어장치(EMD) 주요 기능 ◆수용가 MOF단 전력측정 및 표시기능 - 측정전력 정확도 오차0.5%, - 3상전압/전류측정, 유효/무효전력 측정, 역율 및 주파수 측정 - 전력측정값에 대한 일보, 월보, 년보 기능 ◆전력량계 15분 수요전력 측정 및 저장기능 - 측정한 15분 수요전력에 대한 월보기능 ◆수용가 전력데이터에 대한 주파수 분석기능 ◆LSE와 연계한 부하제어 및 통신기능 ◆LCU와 RS485통신에 의한 통신기능 ◆Local Monitoring S/W와의 통신 및 데이터 송수신 기능

27. 부하별 제어장치(LCU) 설치 사진

28. 부하별 제어장치(LCU) 전면 구성 단위 표시 LED 5자리 세그먼트 전력정보 표시 동작키 동작상태 LDE RUN, FAIL, 통신 TX/RX

29. 부하별 제어장치(LCU) 주요 기능 ◆부하전력 측정 및 표시기능 - 측정전력 정확도 오차1%, - 3상전압/전류측정, 유효/무효전력 측정, 역율 및 주파수 측정 ◆부하제어기능 ◆EMD와 15분 동기신호에 따른 연결된 부하의 15분 수요전력 측정기능 ◆EMD와의 통신을 통한 데이터 송수신 기능

30. 모니터링용 PC설치 사진

31. 모니터링용 PC에 탑재된 S/W 화면 5자리 세그먼트 전력정보 표시 EMD와의 통신상태 및 LA서버와 EMD간 통신상태 표시 LED 수용가 Demand 정보 EMD 동작상태 단위 표시 LED

32. 모니터링용 PC에 탑재된 S/W 주요 기능 ◆수용가 전력표시(MOF단 및 LCU와 연결된 부하전력 데이터 ◆ 파형 외형율 및 실시간 데이터 - MOF단 3상 전압, 3상 전류, N상 전류의 32샘플링 20주기 데이터 표시 - 이 데이터에 대한 외형율 ◆ 고조파 분석 - 20주기 실시간 전압, 전류 데이터의 16고조파까지의 고조파 분석 ◆15분 수요전력 표시기능 - 한전 전자식 전력량계의 15분 수요전력 및 LCU와 연결된 부하의 15분 수요전력 표시 및 저장기능

33. 모니터링용 PC에 탑재된 S/W 주요 기능 ◆보고서 기능 - 전력측정값에 대한 일보, 월보, 년보 기능 - 15분 수요전력에 대한 일보기능 ◆ 수용가 부하제어 기능 - LCU와 연결된 부하의 부하제어 ◆EMD 세팅기능 - EMD ID 및 LCU ID 설정 - 제어불능 부하 스케쥴기능 - 부하제어 우선순위 설정 기능

34. ▶주요 운영내용 비교