집단지성을 통해 놀라운 미래기술을 고안하는 역사적인 자리 마련

한국전력, 세계 최초 국제 전력기술 엑스포 ‘빅스포 2015’ 개최

세계 최초 전기·전력기술의 국제적인 축제 ‘빅스포 2015(BIXPO, Bitgaram International Exposition of Electric Technology)가 지난 10월 12일(월)부터 14일(수)까지 사흘간 광주 김대중컨벤션센터에서 개최됐다. 빅스포 2015는 지난해까지 국내행사로 개최됐던 한전발명특허대전을 세계화하고, 에너지밸리 조성에 기여하기 위해 기획됐으며 미국 전력연구소(EPRI)를 비롯해 ABB, 알스톰(Alstom) 등 전기·전력분야의 세계적인 기업과 현대중공업, 효성, LS산전 등 국내 대기업 등이 대거 참가해 전기·전력분야 신기술 관련 정보 교류의 장을 열었다는 평을 받았다.

국내외 전력 분야 전문가 및 기업 총집결

빅스포 2015는 ‘전력기술의 미래로 가는 길’이란 주제로 세계 35개국 약 100여개 기업에서 2,000여명의 전력분야 전문가가 모여 전력분야 신기술과 최신 트렌드를 공유하여 미래 전력산업의 방향을 제시했으며, 참가기업들은 신기술 교류를 통해 새로운 비즈니스 모델을 창출했다. 행사 기간 동안 전체 관람객은 약 2만 여명에 이르렀으며, 주요 프로그램은 크게 신기술 전시회와 국제발명대전, 국제컨퍼런스로 구성됐다.

전력산업의 과거, 현재, 미래를 한눈에 보는 ‘신기술 전시회’

신기술 전시회는 해외 신기술관, 국내 신기술관, 기술사업화관과 미래기술 체험관으로 구분되어 국내외 80여개 기업이 약 100여개의 전시부스를 운영했다. 해외 신기술관에는 미국 전력연구소(EPRI)를 비롯한 ABB, Alstom, GE, 3M, Doble, 미쓰비시히타치 등 전력분야 세계 메이저 기업의 우수 신기술과 R&D 성과물이 전시됐고, 국내 신기술관에는 현대중공업, 효성, LS산전 등 국내 대기업과 신기술을 보유한 중소기업 등이 각 기업의 최신 신기술을 선보이며 해외진출을 위한 상담도 진행했다. 또한 기술사업화관에서는 한전의 R&D 성과물 전시와 국내외 기술이전 상담 및 성공사례가 소개됐으며, 미래기술 테마관 및 체험관에는 일반인들이 스마트홈, 스마트 오피스 등 전력 신기술 발달로 변화될 미래 생활을 직접 체험해 볼 수 있는 자리도 마련되었다.

국내외 전력분야 발명품이 한자리에 모이는 ‘국제 발명대전’

국제 발명대전은 국제관, 국내관, 특별관으로 구분된 약 100여개의 전시부스에서 국내외 전력기업과 발명가협회 등의 우수 발명품과 함께 국제대회 수상작 및 우수성과물이 전시됐다. 국제관에서는 국제발명전에서 당선된 해외발명품 40개와 국가별 발명협회가 추천한 발명품이 전시됐다. 국내관에서는 한전 전력그룹사의 발명품과 대학생 공모작과 개인발명품 초청 작품이 전시됐으며 행사 마지막 날에는 우수 발명품에 대한 시상식도 가졌다. 국제 발명대전에 전시된 혁신적인 발명품은 다채로운 볼거리와 창의적 신기술에 대한 예측과 새로운 비즈니스 모델 정보를 제공했다.

전력기술의 미래를 제시하는 ‘국제 컨퍼런스’

국제 컨퍼런스는 전력분야 신기술과 최신 트렌드 공유 및 방향 제시를 통한 신기술 교류의 장을 마련하고자 전력회사 CTO 포럼과 10개 분야 신기술 컨퍼런스, 그리고 스페셜 세션으로 구성됐다. CTO 포럼은 미국 EEI, 일본 TEPCO, 대만 TPC, 캐나다 PS 등 30개국 40여명의 전력·에너지 분야 최고 기술전문가들이 참여하여 글로벌 전력산업의 현재와 미래에 대한 주제를 발표했고 당면한 과제를 해결하기 위해 토론을 벌였다. 신기술 컨퍼런스는 글로벌 R&D 트렌드, 국제스마트그리드(ISGC), 발전 신기술, DC배전 등 전력분야 굵직굵직한 주제로 2007년 물리학상 수상자인 피터 그륀버그 교수를 비롯한 국내외 전력분야 권위자들이 참석하여 전력산업의 현재를 진단하고 미래 첨단기술에 대한 지식과 정보를 공유했다. 그밖에 특허관련 국내외 전문가 초청 세미나와 광주전남지역에 특화된 에너지밸리 세션 등 스페셜 세션도 진행됐다. 그 밖의 공식행사로서 한전은 빅스포 2015의 의의를 공유하고 성공적인 개최를 기원하는 환영 리셉션과 개회식, CTO 라운드테이블, 참가자들 간 네트워크를 강화하는 문화의 밤을 열었다. 또한, ESS, HVDC 변환소 등 전력설비를 견학하는 테크니컬 투어와 광주전남지역의 문화를 탐방하는 컬쳐 투어를 운영하여 한국의 전력 분야 기술력과 전통문화를 알리는 시간도 마련되었다.
한전은 이번 빅스포 2015의 성공적인 개최를 통해 빛가람 에너지밸리 구축을 가속화하여 빛가람 혁신도시를 글로컬 스마트 에너지 허브로 발전시키고, 국제적 전력기술 교류의 장으로서 전력분야의 신산업 발전을 한 단계 도약시킬 계기를 마련하게 될 것으로 기대한다.

전력시장의 동향 파악!
공정한 전력거래 구현을 위한 ‘전력시장감시보고서’

본 내용은 전력시장감시위원회가 전력시장의 동향을 정기적으로 파악하고 이상현상을 신속하게 감지함으로써 시장감시업무를 효과적으로 지원하기 위해, 초기정산 실적을 기준으로 작성한 월간 전력시장감시보고서를 재조명한 자료이다.
전력시장감시위원회는 공정한 전력거래 구현과 경쟁적 전력시장 조성을 목적으로 전력시장운영규칙 제6.2.1조에 근거하여 설립된 전기위원회 산하기구로서, 전기사업법 제21조의 금지행위를 비롯한 전력시장에서의 제반 불공정 행위에 대한 감시 및 시정조치를 담당하고 있다.

1. 전력시장 현황

(1) 전력수요와 일반발전설비 공급가능용량

그래프를 보면 SMP곡선의 움직임이 예측수요 및 일반입찰 기여량과 비슷한 패턴으로 움직이는데, 이는 전력수요 대비 일반발전설비 공급가능용량의 점유율이 전력시장가격에 영향을 미치는 것을 의미한다.
6월 일반설비의 전력수요 평균 기여율은 25.9%로 전년도 동월의 평균 25.4% 대비 소폭 증가한 수준이다. 기저발전기 입찰량 평균은 전년 동월 대비 728㎿ 증가한 39,925㎿였고, 예측수요 평균은 전년 대비 1,323㎿ 증가한 54,641㎿를 기록했다. 평균 예측수요 증가량 대비 기저발전기 입찰량 평균의 증가량보다 다소 큼에 따라 일반설비의 전력수요 기여율이 소폭 증가했다. 일반설비 전력수요 기여율 최대치는 6/05(금) 17시에 40.4%(기여량 25,338㎿)를 기록했다.

(2) 예측수요와 일반설비의 전력수요 기여율

예측수요와 기여율 분포도를 살펴보면, 일반적으로 전 구간에서 일반설비의 전력수요 기여율이 전력수요가 증가할수록 증가하는 경향을 보인다. 변동비가 낮은 기저발전기는 거의 전 구간 입찰량 대비 높은 발전율로 운전하므로, 전력수요가 변동하는 부분의 운영에 변동비가 높은 일반설비가 기여하기 때문이다.
6월 일반설비의 전력수요 기여율을 살펴보면, 평균 기여율은 25.9%로 전월 27.2% 대비 감소, 전년 동월

25.4% 대비 소폭 증가했다. 전년 동월 대비 공급능력은 8,230㎿ 대폭 증가했으며, 기저발전기 평균 입찰량(728㎿)과 예측수요평균(1,323㎿)은 더 큰 폭 증가한 영향으로 보인다.

(3) 전력시장가격과 전력수요

6월 예측수요와 시장가격간의 상관계수는 0.671로 전년 동월 0.642보다 소폭 증가했다. 상관계수의 증가는 예측수요가 증가할 때 시장가격이 증가하는 정도가 커진 것을 의미하는데, 6월에는 시장가격에 미치는 전력수요의 영향도가 전년 동월에 비해 커졌음을 의미한다.
전반적으로 전년 동월에 비해 낮은 가격대의 가격결정이 발생됐으며, 가격결정비율이 높은 열량단가의 하락과 더불어 전년 대비 6월 공급능력이 평균 8,230㎿가 증가해 대폭 확충된 반면, 예측수요 평균이 1,323㎿ 감소에 그친 영향이 반영된 것이다. 이에 대한 영향으로 SMP 평균값은 전년 대비 38.0% 하락했다. SMP 최대치는 6/1(월) 19,20시 a_복합1CC#3가 결정한 91.46원/㎾h였고, SMP 최저치는 6/29(월) 3,4시에 b_#7가 결정된 37.75원/㎾h로 집계됐다.

(4) 거래규모와 정산단가

6월 전력거래량과 정산단가의 상관계수는 0.919로 전년 동월 0.872에 비해 소폭 증가했다. 여기서 상관계수의 증가는 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향이 커졌으며, 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향도가 전년 동월에 비해 소폭 커졌음을 의미한다. 정산단가 최고치는 95.6원/㎾h로 6/05(금) 17시에 발생했다. c_복합#2CC가 가격을 결정하면서 SMP도 높은 수준이었으며, 일반 발전기 입찰기여도도 높은 수준을 기록한 시기였다. 평균 정산단가는 76.54원/㎾h로 전년 동월 대비 15.9% 하락했으며, 정산조정계수가 상향 조정되었으나 평균 SMP가 하락한 결과로 보인다.

(5) 가격지속곡선

6월 가격대별 지속시간을 살펴보면, 전년 동월 대비 높은 가격대의 피크치가 없어짐과 동시에 가격의 하향 안정화가 이뤄진 결과를 보여주고 있다. 140원/㎾h 이상 구간의 가격결정발생 비율이 전년 동월에는 40.4%, 160원/㎾h이상도 2.1%였으나, 금년에는 80~90원/㎾h 이내에서 가격결정이 대부분(92.2%)되면서 가격결정구간이 전년 동월과 상이했다.

(6) 가격변동성

6월 평균시장가격은 84.54원/㎾h으로 전년 동월 대비 38.0%, 전월 대비 12.5% 하락하며 2009년 이래로 최저 가격을 기록했다. 금년은 전년 동월 및 전월 대비 SMP결정비율이 가장 높은 LNG의 열량단가 하락에 기인했으며, 전월 대비 열량단가가 가장 높은 유류발전기의 가격결정비율 감소 및 기저발전기의 가격결정비율 증가가 하락요인이 되었다. LNG복합의 가격결정비율은 전년 동월 대비 0.3%p 줄어 94.5%였으며, 유류는 변동없이 0.0%, 국내탄은 0.4%p 감소해 2.2%, 유연탄은 0.7%p 증가해 3.8%를 기록했다.

2. 전력계통현황

(1) 발전원별 발전율

발전원별 6월 평균 발전율(입찰용량대비)은 유연탄기력 98.16%, 무연탄기력 86.71%, 중유기력 15.73%, LNG 44.96%, 원자력 98.25%를 나타냈다. 전체 평균 발전율은 78.2%로 전월 대비 1.3%p 하락, 전년 동월 대비 6.3%p 하락했다. 전월 대비 하락한 요인은 입찰량 증가율(+3.8%)이 발전량 증가율(+2.1%)보다 큰 것에 기인하며, 전년 동월 대비 하락한 요인으로는 입찰량 증가율(+9.4%)이 발전량 증가율(+1.1%)보다 큰 것에 기인한다.
전반적으로 기저발전기인 원자력 99% 이상, 유연탄기력 90%의 발전율로 운영됐으며, 무연탄기력 및 LNG복합의 경우는 발전율이 전력수요의 영향을 받아 변동하는 패턴을 보였으며 중유기력의 경우 많이 저조하였다.

(2) 일별 공급예비력 추이

6월 평균 공급예비력은 16,332㎿로 전년 동월 12,618㎿ 대비 3,715㎿ 증가, 전월 17,307㎿ 대비 975㎿ 감소했다. 전년 동월 대비 공급능력은 5,521㎿가 상승했으나 최대전력은 1,805㎿ 증가한 영향이 반영된 것이다. 전월 대비 공급능력은 평균 4,139㎿, 최대전력은 5,157㎿ 증가함으로써 공급예비력 역시 975㎿ 줄었다. 동월의 최저공급예비력은 6/10(수)에 발생한 1,102㎿으로, 해당 일 운영예비력도 충분히 확보돼 별도의 전력수급경보발령 없이 안정적으로 운영됐다.

(3) 입찰기준 예비력과 전력시장가격

6월 송전단기준 최대전력은 6/29(월) 15시 67,039㎿를 기록해 전년 동월 67,093㎿보다 0.1% 감소한 수치로 집계됐다. 월 평균전력(발전단기준)의 경우는 57,533㎿를 보이며 전년 동월 대비 2.2% 증가로 계절특성상 중부지방을 중심으로 전년 대비 평균최고기온이 높아 냉방부하가 증가돼, 전년 대비 높은 평균 전력이 발생했다. 전년 동월 대비 월간 피크 시 설비용량은 신규 발전기의 준공(d 발전기 등)로 7,733㎿ 증가한 95,681㎿에 이르러 8.8%의 증가율을 보였고, 공급능력은 전년 대비 7,216㎿(9.4%) 상승한 84,047㎿를 확보했다. 최근 6년간(2010~2015)의 연도별 6월 실적을 보면 최대전력 증가율은 2.6%로 나타났으며 월평균전력 증가율은 3.5%를 보였다.

(4) 전력시장가격과 입찰기준 예비율

전력시장가격과 입찰기준 예비율과의 관계를 살펴보게 되면, 전반적으로는 반비례 추세를 확인할 수 있다. 즉 입찰기준 예비율이 증가할수록 전력시장가격이 낮아짐을 알 수 있다. 입찰기준 예비율 증가에 따라 전력시장가격이 낮아지는 정도는 상관관계로 비교할 수 있으며, 전월 입찰기준예비력과 시장가격의 상관관계가 △0.738이었던 것에 반해 6월에는 △0.667로 시장가격에 예비력이 미치는 영향이 소폭 감소한 것으로 나타났다.
분포도를 살펴보면 주말 공휴일 새벽시간대에 기저발전기가 가격을 결정을 해 일부 낮은 가격(35~60원)이었던 부분을 제외하고는 전월 대비 시장가격이 전반적으로 낮고 안정적으로 형성돼 있다. 이는 연료가격 하락 및 공급능력은 증가됐으나 수요가 감소된 결과이며, 평균 전력시장가격이 전월 96.62원/㎾h에서 6월 84.54원/㎾h로 감소했다.

(5) 제약발전량

총 제약발전량(CON)은 2,511.89GWh로 2,282.25억 원의 정산금이 발생했다. 이는 총 부가정산금 중 가장 많이 차지하는 부분이다. 전월 대비 제약발전량은 1.4% 증가, 정산금은 9.3% 감소, 전년 동월 대비 제약발전량은 0.9%, 정산금은 40.4% 감소했다. 기타 항목에서의 각 정산금 비중은 기동비용정산금(SUAP) 비중이 40.61%, 그 외에는 SMP 결정제외 발전기 정산금(XGESMP) 비중이 43.46%를 차지했다.
연료원별로 제약발전량(CON)을 살펴보면, 원자력, 유연탄 등 기저발전기의 점유율은 낮았고, 유류가 전체의 5.2%, LNG가 전체의 87.8%를 차지하며 점유율이 높게 나타났다.
양수는 일부 양수발전기의 예방정비로 인해 발전량이 전월 대비 감소했으며 제약발전량은 전체의 5.1%로만 차지했다. 복합에서는 열 제약 발전기인 e_열병합1CC, l_열병합1CC 등 열 제약 발전기 및 제약지역에 있는 발전기들이 다수를 차지했다.

전력산업 분야별 투자규모와 사업방향

신재생에너지 보급 확대와 투자는 저탄소화에 크게 기여하였으나, 이로 인한 전력원가 상승은 투자 불확실성 증가와 이익 감소를 야기시켰다. 소매·서비스 부문은 전통적 전력사업에 비해 투자기회 확대가 전망됨에 따라 유틸리티들은 신기술·IT·금융을 융합할 수 있는 新사업역량이 요구되고 있다. 2015년 WEF(세계경제포럼)에서 발표된 「전기의 미래」 분석을 통해, 전력산업 패러다임 변화, 향후 투자방향과 핵심이슈를 파악해보고자 한다.

자료. 한전경제경영연구원 시장규제연구팀 정지홍 선임연구원

Ⅰ. 전력산업 패러다임 변화

가. 저탄소화 : 신재생·에너지효율 정책으로 저탄소화 시대로 이동

신재생발전 투자와 보급정책은 탄소 절감에 기여했다. 글로벌 신재생투자는 총 발전설비 투자의 57%로 연평균 $1,530억이며, OECD 국가의 탄소집약도는 연평균 1% 감소했지만, 여전히 신재생의 전력공급 기여도는 총 발전량의 7% 수준으로 낮은 편이다.
저탄소화 전환을 위한 신재생 투자는 더욱 증가할 전망이다. 글로벌 발전설비 투자의 61%로 연평균 2,660억$를 차지할 것으로 예상되며 중국, EU, 미국, 인도에 집중적으로 투자할 예정으로 총 신재생 투자의 62%에 해당된다. 신재생투자 및 에너지전환 시 기존 발전원과의 전원믹스를 동시에 고려할 수 있게 된다.

나. 전력원가 상승 : 저탄소 전원 확대에 따른 전력원가 상승

신재생 투자비용 및 보조금 증가로 전기요금이 상승했다. 가정용은 2.8%, 산업용은 5.3% 증가(OECD국가 기준), 특히 독일과 스페인은 2006년 이후 매년 8% 이상 증가, 신재생보조금은 2006년~2013년 기간 중에 매년 20%씩 증가했다.
향후 전력원가는 지속적으로 상승할 전망이며 전기요금 상승을 막기 위해 많은 국가와 시장에서는 규제요금을 유지할 것으로 보인다.
2040년 EU와 미국 전력원가는 2013년 대비 50% 이상 증가할 것으로 예상된다. 신재생 보조금, 전력망 설치·보수, 원전 폐로가 영향으로 전력원가가 상승할 것으로 보이며, 이는 국가별 에너지 집약산업의 변화를 야기시켰다.

※ 에너지집약산업 시장점유율(2011년→2035년, %) : EU(36→26), 미국(10→11), 중국(7→10)

다. 투자이익 감소 : 전력원가 증가와 규제요금 유지로 투자이익 감소

투자의 불확실성 증가와 투자회수율은 지속적으로 하락했다. 2006년 대비 2013년 EU는 4~5%p, 미국은 1~2%p 하락했다. 투자회수 불확실성은 전력산업 투자의 가장 큰 장애요인으로 작용된다.

신재생보조금 축소, 낮은 수요증가 및 발전설비 과투자가 투자이익 감소의 주요 원인으로 보인다.

신재생 발전단가 하락에도 불구, 배출권시장의 불투명성에 기인해 신재생 분야 투자회수율은 현재 수준을 유지할 것으로 보인다. 배출권 가격이 톤당   22 이상 유지시 투자회수율 상승이 가능하다.

II. 전력산업 투자규모와 사업방향

가. 투자규모 : 소매·서비스 분야의 투자 확대는 지속

전력분야 투자(~2040년)는 연평균 $4,120억 규모로 예상된다(OECD 국가 기준). 투자규모는 소매·서비스 > 신재생 > 송배전 > 화력 순으로, 총 투자규모는 2006~2012년 투자실적(연평균 $4,190억)과 비슷한 수준일 것으로 보인다.

나. 사업 방향 : 소매·서비스 분야의 투자확대와 新사업역량이 요구

1. 분야별 전망 및 특징

① 화력·원자력 : 분산전원 증가에도 불구하고 여전히 지배적인 전원 역할을 하고 있으며, 사업자간 경쟁 증가와 발전시장 안정성 약화 등으로 투자이익은 감소했다. 유틸리티들은 화력·원자력 사업 재평가를 통해 변화를 추구하고 있다.

② 신재생 : 정부의 보급의지와 보조금 정책이 사업방향을 좌우할 수 있다.
전력저장장치의 경쟁력 확보이전까지는 여전히 경제성이 부족한 실정이다.
③ 송배전 : 송배전 투자비용의 60%는 기존망 개선·보수에 사용된다. 스마트그리드 확대로 인한 업그레이드 기회가 증가될 것으로 보인다.
④ 소매 : 스마트미터와 전력소비 데이터를 활용한 디지털화化 확대에 따라 소매 사업자들은 고객과의 인터페이스에 집중하고 있다.
⑤ 서비스 : 분산전원, 에너지효율, 유연성, 전기화 분야 등 신규역량이 요구된다.
유틸리티들은 보유한 기술역량에 맞게 핵심사업 분야를 결정한다.

Ⅲ. 시사점

현행 신재생에너지 투자는 국가·지역별 자원능력을 고려하지 않음에 따라 필요 이상의 투자비용 증가를 초래하게 된다. EU 내 자원능력을 반영한 투자가 되었다면 최대 $400억 절감이 가능하다.
독일은 스페인 대비 일조량이 65%나 부족하나, 독일 태양광(33GW)이 스페인(5GW)의 6배 이상 설치됐으며, 반면 스페인은 북유럽에 비해 바람이 크게 부족하나, 풍력은 23GW나 설치됐다. 국가·지역별 자원능력을 고려하여 신재생에너지의 선별적 투자가 필요하다.
디지털 신사업 중심으로 소매·서비스 부문 투자는 지속적으로 증가할 전망이다. 투자비 충당을 위해 민간 부문의 투자 확대 및 신규사업자가 지속적으로 등장할 것으로 보이며, 또한 채권, 주식시장 등의 새로운 자금원이 개발됨과 동시에 연금, 보험사 등의 투자자들의 자금이 폭 넓게 활용될 전망이다. 신기술, IT 및 금융을 융합할 수 있는 새로운 사업역량이 요구된다.
미래 전력산업의 모습은 전통적인 전력산업구조에서 탈피하여 신기술 기반의 다양한 서비스 모델을 포함한 유연한 사업구조로 변화될 것으로 예상된다.
하지만 투자의 흐름은 경쟁시장에 의한 신호보다 여전히 정부정책과 인센티브에 형성되며 정부 개입은 더욱 늘어날 전망이다. 전세계 전력(발전소) 소유 현황은 국영회사(정부) 48%, 민간 44%, 기타 8%이다.
따라서 유틸리티들은 다양한 정책 수립시 적극적인 참여와 대응을 통해 정부정책 결정 이니셔티브의 확보가 필요하다.

전력시장의 동향 파악!
공정한 전력거래 구현을 위한 ‘전력시장감시보고서’

본 내용은 전력시장감시위원회가 전력시장의 동향을 정기적으로 파악하고 이상현상을 신속하게 감지함으로써 시장감시업무를 효과적으로 지원하기 위해, 초기정산 실적을 기준으로 작성한 월간 전력시장감시보고서를 재조명한 자료이다.
전력시장감시위원회는 공정한 전력거래 구현과 경쟁적 전력시장 조성을 목적으로 전력시장운영규칙 제6.2.1조에 근거하여 설립된 전기위원회 산하기구로서, 전기사업법 제21조의 금지행위를 비롯한 전력시장에서의 제반 불공정 행위에 대한 감시 및 시정조치를 담당하고 있다.

1. 전력시장 현황

(1) 전력수요와 일반발전설비 공급가능용량

그래프를 보면 SMP곡선의 움직임이 예측수요 및 일반입찰 기여량과 비슷한 패턴으로 움직이는데, 이는 전력수요 대비 일반발전설비 공급가능용량의 점유율이 전력시장가격에 영향을 미치는 것을 의미한다.
5월 일반설비의 전력수요 평균 기여율은 27.2%로 전년도 동월의 평균 27.1% 대비 소폭 증가한 수준이다. 기저발전기 입찰량 평균은 전년 동월 대비 197㎿ 감소한 37,318㎿였고, 예측수요 평균은 전년 대비 113㎿ 감소한 51,901㎿를 기록했다. 평균 예측수요 감소량 대비 기저발전기 입찰량 평균 감소량이 다소 큼에 따라 일반설비의 전력수요 기여율이 소폭 증가했다. 일반설비 전력수요 기여율 최대치는 5/29(금) 17시에 42.4%(기여량 27,297㎿)를 기록했다.

(2) 예측수요와 일반설비의 전력수요 기여율

예측수요와 기여율 분포도를 살펴보면, 일반적으로 전 구간에서 일반설비의 전력수요 기여율이 전력수요가 상승할수록 증가하는 경향을 보인다. 변동비가 낮은 기저발전기가 거의 전 구간 입찰량 대비 높은 발전율로 운전하므로, 전력수요가 변동하는 부분의 운영에 변동비가 높은 일반설비가 기여하기 때문이다.
5월 일반설비의 전력수요 기여율을 살펴보면, 평균 기여율은 27.2%로 전월 28.7% 대비 소폭 감소, 전년 동

월 27.1%와 거의 비슷했다. 전년 대비 공급능력이 7,536㎿ 대폭 증가했으나, 기저발전기 평균입찰량(-197㎿)과 예측수요평균(-113㎿)은 소폭 감소한 영향으로 보인다.

(3) 전력시장가격과 전력수요

5월 예측수요와 시장가격간의 상관계수는 0.739로 전년 동월 0.761보다 소폭 줄었다. 상관계수의 감소는 예측수요가 상승할 때 시장가격이 증가하는 정도가 작아진 것을 의미하는데,  5월에는 시장가격에 미치는 전력수요의 영향도가 전년 동월에 비해 작아졌음을 의미한다.
전반적으로 전년 동월에 비해 낮은 가격대의 가격결정이 발생됐으며, 공급능력이 전년에 비해 평균 7,536㎿가 증가해 대폭 확충된 반면, 예측수요 평균이 113㎿ 감소에 그친 영향이 반영된 것이다. 이와 같이 공급능력이 확충되었으나, 수요가 감소해 SMP 평균값은 전년 대비 33.2% 하락했다. SMP 최대치는 5/23(토) 14시 a_복합2CC가 결정한 104.3원/㎾h였고, SMP 최저치는 5/26(화) 4시에 b_#1CC가 결정된 40.3원/㎾h로 집계됐다.

(4) 거래규모와 정산단가

5월 전력거래량과 정산단가의 상관계수는 0.918으로 전년 동월 0.904에 비해 소폭 증가했다. 여기서 상관계수의 증가는 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향이 커졌으며, 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향도가 전년 동월에 비해 소폭 증가했음을 의미한다. 정산단가 최고치는 104.7원/㎾h로 5/30(토) 15시에 발생했다. c_#1CC가 가격을 결정하면서 SMP도 높은 수준이었으며, 일반 발전기 입찰기여도도 높은 수준을 기록한 시기였다. 평균 정산단가는 65.46원/㎾h로 전년 동월 대비 23.8% 하락했으며, 정산조정계수가 상향 조정되었으나 평균 SMP가 떨어진 결과로 보인다.

(5) 가격지속곡선

5월 가격대별 지속시간을 살펴보면, 전년 동월 대비 높은 가격대의 피크치가 많이 완화됨과 동시에 가격의 하향 안정화가 이뤄진 결과를 보여주고 있다. 140원/㎾h 이상 구간의 가격결정발생 비율이 전년 동월에는 57.1%, 160원/㎾h 이상이었으나, 금년에는 90~110원/㎾h 이내에서 가격결정이 대부분(96%)되면서 가격결정구간이 전년 동월과 상이했다.

(6) 가격변동성

5월 평균시장가격은 96.62원/㎾h으로 전년 동월 대비 33.0%, 전월 대비 6.8% 하락하며 2009년 이래로 최저 가격을 기록했다. 금년은 전년 동월 및 전월 대비 SMP결정비율이 가장 높은 LNG 및 유류의 열량단가 하락에 기인했으며, 법정 공휴일에 의한 연휴 영향으로 인해 기저발전기가 가격결정을 한 요인이 있었다. LNG복합의 가격결정비율은 전년 동월대비 3.8%P 줄어 95.3%였으며, 유류는 4.3%P 증가해 4.3%, 국내탄은 0.1%P 하락하며 0.3%, 유연탄은 0.4%P 감소해 0.1%를 기록했다.

2. 전력계통현황

(1) 발전원별 발전율

발전원별 5월 평균 발전율(입찰용량 대비)은 유연탄기력 99.41%, 무연탄기력 88.33%, 중유기력 26.88%, LNG 45.31%, 원자력 99.98%를 나타냈다. 전체 평균 발전율은 79.5%로 전월 대비 0.9%p 상승, 전년 동월 대비 7.5%p 하락했다. 전월 대비 상승한 요인은 입찰량 감소율(-2.9%)이 발전량 감소율(-1.8%)보다 큰 것에 기인하며, 전년 동월대비 하락한 요인으로는 발전량 감소(-0.7%)및 입찰량 증가(+8.7%)때문으로 판단된다.
전반적으로 기저발전기인 원자력 및 유연탄 등 기저발전기는 99% 이상의 발전율로 운영됐으며, 무연탄기력, 중유기력 및 LNG복합의 경우는 발전율이 전력수요의 영향을 받아 변동하는 패턴을 보였다.

(2) 일별 공급예비력 추이

5월 평균 공급예비력은 17,307㎿로 전년 동월 11,431㎿ 대비 5,876㎿, 전월 17,008㎿ 대비 1,341㎿ 증가했다. 전년 동월 대비 공급능력은 5,755㎿가 상승했으나, 최대전력이 165㎿ 감소된 영향이 반영된 것이다. 전월 대비 공급능력이 평균 3,562㎿, 최대전력은 2,564㎿  감소함으로써 공급예비력 역시 1,043㎿ 줄었다. 동월의 최저공급예비력은 5/29(금)에 발생한 977㎿으로, 해당 일 운영예비력도 충분히 확보돼 별도의 전력수급경보발령 없이 안정적으로 운영됐다.

(3) 입찰기준 예비력과 전력시장가격

5월 송전단기준 최대전력은 5/29(금) 15시 64,519㎿를 기록해 전년 동월 64,646㎿ 보다 0.2% 감소한 수치로 집계됐다. 월 평균전력(발전단기준)의 경우는 54,433㎿를 보이며 전년 동월 대비 0.1% 감소로 계절특성상 냉난방부하가 거의 없는 시기로 전년과 비슷한 추세를 나타냈다.
전년 동월 대비 월간 피크 시 설비용량은 신규 발전기의 준공(d_발전기)로 8,003㎿ 증가한 95,681㎿에 이르러 9.1%의 증가율을 보였고, 공급능력은 전년 대비 2,300㎿(3.1%) 상승한 76,874㎿를 확보했다. 최근 6년간(2010~2015)의 연도별 5월 실적을 보면 최대전력 증가율은 4.0%로 나타났으며, 월평균전력 증가율은 3.4%를 보였다.

(4) 전력시장가격과 입찰기준 예비율

전력시장가격과 입찰기준 예비율과의 관계를 살펴보게 되면, 전반적으로는 반비례 추세를 확인할 수 있다. 즉 입찰기준 예비율이 증가할수록 전력시장가격이 낮아짐을 알 수 있다. 입찰기준 예비율 증가에 따라 전력시장가격이 낮아지는 정도는 상관관계로 비교할 수 있으며, 전월 입찰기준예비력과 시장가격의 상관관계가 △0.759이었던 것에 반해 5월에는 △0.738로 시장가격에 예비력이 미치는 영향이 소폭 감소한 것으로 나타났다.
분포도를 살펴보면 법정 공휴일에 의한 연휴 영향으로 기저발전기가 가격을 결정을 해 일부 낮은 가격(40~50원)이었던 부분을 제외하고는 전월 대비 시장가격이 전반적으로 낮고 안정적으로 형성돼 있다. 이는 연료가격 하락 및 공급능력은 증가됐으나 수요가 감소된 결과이며, 평균 전력시장가격이 전월 103.72원/㎾h에서 5월에는 96.62원/㎾h로 감소했다.

(5) 제약발전량

총 제약발전량(CON)은 2,477.03GWh로 2,517.20억 원의 정산금이 발생했다. 이는 총 부가정산금 중 가장 많이 차지하는 부분이다. 전월 대비 제약발전량은 12.0%, 정산금은 17.2% 감소했으며, 전년 동월 대비 제약발전량은 4.3% 증가했으나 정산금은 32.6% 줄었다. 기타 항목에서의 각 정산금 비중은 기동비용정산금(SUAP) 비중이 71.24%, 그 외에는 SMP 결정제외 발전기 정산금(XGESMP) 비중이 28.68%를 차지했다.
연료원별로 제약발전량(CON)을 살펴보면 원자력, 유연탄 등 기저발전기의 점유율은 낮았고, 유류가 전체의 9.6%, LNG가 전체의 81.3%를 차지하며 점유율이 높게 나타났다. 복합에서는 인천지역 발전기인 i_CC, l_CC 발전기들이 주로 발생했으며 열제약발전기인 m_열병합1CC, n_열병합1CC도 다수를 차지했다. 유류발전기는 계통제약과 관련해 o#4, p#5,6이, 양수발전기는 SMP 하락에 의한 입찰철회로 전월과 같이 발전제약이 많았다.

스마트 분산전원 기술

기존 분산전원에 적용되는 계통연계 인버터는 입력 DC 전력을 AC 계통에 전달해주는 전력변환 장치로서, 일반적으로 효율적인 전력 전달을 위한 최대 출력점 제어기능, AC계통 연계를 위한 그리드 동기화 기능, 계통 고장 시 역전력 공급 방지를 위한 독립운전 방지 기능 등을 포함한다. 스마트 분산전원은 개별적으로 동작해왔던 기존의 분산전원과는 달리 목적에 따라서 상위의 관리 시스템과 유기적인 연동을 필요로 하므로 양방향 통신이 필수적이다.
신재생 에너지 분산전원의 계통 투입 비율이 높아짐에 따라서 스마트 분산전원의 스마트 인버터 기능이 전력계통 안정도와 신뢰도 그리고 운용 효율을 상당 부분 개선시킬 수 있을 것으로 기대된다.

자료. 한국전기연구원 차세대전력망연구본부 책임연구원 조창희

Ⅰ. 신재생 분산전원 현황

2015년 5월, 하와이 의회는 2045년까지 하와이 군도 전력의 100%를 신재생 에너지에 의해서 공급하도록 규정하는 법안을 통과했다. 이 법안에 따르면 하와이는 전력분야에서 카본프리 목표 날짜를 설정한 미국의 첫 번째 주가 된다. 이는 풍력 발전과 태양광 발전에 대한 주정부와 전력회사의 꾸준한 인센티브에 의한 신재생 에너지 설치가 급증했기 때문으로, 신규 법안은 이러한 붐을 더욱 확대하여 현재의 신재생 에너지 비율 21%에서 2020년에 30%, 2030년에 70%, 마지막으로 2045년에 100%를 달성하는 것을 목표로 한다.
2011년 지진해일에 의해서 큰 피해를 입은 일본의 후쿠시마 현도 화석연료에 의한 발전을 배제하고 신재생 전원에 의해서만 전력을 공급받는 데드라인을 2040년으로 설정했다. 일본은 동경전력의 후쿠시마 핵발전소 사고로부터 회복하기 위해 반드시 달성해야할 수단으로 태양광 발전이나 풍력 발전 등의 신재생 에너지를 주목하고 있다.
유럽의 경우 풍부한 수자원을 기반으로 하는 수력 발전을 통해서 수요량 대비 신재생 에너지 비율이 100%를 넘긴 노르웨이를 선두로, 세계 수위권인 풍력 발전(약 40%)을 포함 전체 소비 전력의 60% 이상을 신재생 에너지로 공급받는 덴마크, 그리고 수력을 제외한 신재생 에너지 비율이 작년 기준 각각 30%와 27%인 포르투갈과 스페인 등이 온실가스 감축과 청정에너지 혁신을 위한 신재생 에너지 보급에 앞장서고 있다.

그러나 신재생 에너지는 원천적으로 기후조건에 따라서 출력을 생산하는 특성을 가지고 있어 소비 전력량에 비해 신재생 에너지 투입 비율이 큰 경우에는 필연적으로 전압 변동이나 주파수 변동 등의 전력 품질 문제가 생길 수 있다. 특히, 우리나라와 같이 대규모 전력계통과 연결되지 못한 고립형 전력계통이나 다른 나라와 송전선 연결이 제한적인 경우에는 그 문제가 더 심각할 수 있다. 그러므로 간헐적인 신재생 에너지 전원을 전력계통에 투입하기 위한 전력계통의 높은 수준의 신뢰도를 유지하기 위한 기술적인 해결방안을 필요로 한다.
이러한 문제의 해결 방법의 하나로서, 스페인의 전력계통 운영자(REE, Red Electrica de Espana)는 2006년 세계 최초로 풍력 단지의 중앙급전 제어 시스템을 개발하여 전국의 풍력발전 단지 원격제어를 수행하고 있다. 이 시스템이 개발되기 이전에 REE는 전력계통에 최대로 투입될 수 있는 풍력발전의 비율을 12% 이하로 고집했으나, 현재는 풍력발전이 순시 출력이 전력 수요의 60%를 넘는 경우도 발생한다.

이러한 신재생 에너지원의 특징은 계통 운영자에게 큰 부담이 되고 있으며 그 결과로 신재생 에너지 전원이 전력계통에 연계될 때 필수적으로 지켜야할 규정(그리드코드, 계통연계 기술기준)을 강화하는 방향으로 법규가 만들어지고 있다.
독일의 에너지와 수자원 협회(BEDW, Germany’s Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaft)와 VDE-AR-N 4105 표준은 풍력 발전 또는 태양광 발전 시스템을 대상으로 원격에 의한 설정된 전력 제한(Power Curtailment) 준수와 역률 제어, FRT(Fault Ride-Through), 그리고 Dynamic Grid Support 기능을 규정하고 있다.
미국의 경우 기존의 분산형 전원 계통연계 기준인 IEEE 1547-2003에서는 분산 전원이 계통 연계점(PCC, Point of Common Coupling)에서의 전압 조정을 금지했지만 개정된 IEEE 1547a-2014에서는 지역 EPS 사업자나 수요 반응(DR) 관리자의 필요에 따라서 능동적인 전압 조정이 가능하도록 규정이 변경되었으며 전압 및 주파수 고장 상황에 대한 FRT 규정이 추가되었다.
미국 캘리포니아는 주의 전력계통 연계 규정인 Rule 21의 업그레이드를 진행 중인데, 여기에는 대부분의 분산전원이 계통연계 인버터에 의해서 전력을 생산하는 것에 착안하여 강화되고 있는 그리드코드를 만족시키기 위한 스마트 인버터 기능을 포함하는 스마트 분산전원의 개념을 도입했고, 필요로 하는 분산전원 필수 기능을 단계별로 개발하는 접근법을 제시했다.

II. 스마트 분산전원 기술

기존 분산전원에 적용되는 계통연계 인버터는 입력 DC 전력을 AC 계통에 전달해주는 전력변환 장치로서, 일반적으로 효율적인 전력 전달을 위한 최대 출력점 제어기능, AC계통 연계를 위한 그리드 동기화 기능, 계통 고장 시 역전력 공급 방지를 위한 독립운전 방지 기능 등을 포함한다.
스마트 분산전원 구현을 위한 스마트 인버터 기능은 기본적으로 분산전원의 무효전력과 주파수/전압을 제어하는 기능으로서, 양방향 통신을 기반으로 필요에 따라 원격에서 인버터의 운전, 동작 모드, 운전 파라미터 등을 제어하여 전력 계통의 운영에 기여할 수 있는 발전된 분산전원 기능을 의미한다.
스마트 분산전원의 기능은 기능 구현의 난이도에 따라서 3가지로 구분될 수 있다. 기본 기능은 통신에 의한 분산전원의 상태정보 모니터링이나 계통 연계/차단 제어 그리고 이벤트 로그 및 리포트 기능이 포함된다.
중급 기능은 운전 모드나 장치 설정 등의 원격 파라미터 설정, 전압-무효전력 제어, 전압-유효전력 제어 등 미리 설정된 특성 곡선에 따른 자율적인 제어, 그리고 전압 및 주파수의 고장 복구를 위한 FRT 기능 등이 포함된다. 마지막으로 고급 기능은 동적 무료전력 보상이나 가격 또는 온도에 따른 제어 기능, 스케줄 기반 제어 등으로 구성된다.
이러한 스마트 분산전원의 진보된 기능들은 기존의 기후조건에 따라서 전력을 생산하는 단순한 분산전원에서 설치된 지역의 상황에 따라 분산전원 자신의 자율적인 판단과 관리자의 목적에 따라 가변적 기능을 수행하는 스마트 분산전원으로 발전했으며 그 결과 계통의 신뢰도 및 안정도 향상과 운영 효율을 높이는 수단이 될 수 있다.

스마트 분산전원은 개별적으로 동작해왔던 기존의 분산전원과는 달리 목적에 따라서 상위의 관리 시스템과 유기적인 연동을 필요로 하므로 양방향 통신이 필수적이다.
디지털 변전소 내부의 정보 교환 및 통신을 위한 국제 표준인 IEC 61850은 최근 일부 개정된 2판(Ed.2)에서 제목을 ‘Communication Networks and Systems for Power Utility Automation’으로 변경하여 전력산업 전반을 위한 표준임을 명시했고, 상위 시스템과의 연계, 수력 발전, 풍력 발전, 분산전원 등 그 적용 영역이 점점 확대되고 있다.
2013년 2월에 발간된 기술 보고서(IEC 61850-90-7)를 통해서 전력 변환장치 기반 분산전원을 관리하기 위해서 분산전원의 스마트 인버터의 기능을 정의하고, 이를 구현하기 위한 정보 표현 방법을 오브젝트 모델로 제시했다.
이 보고서는 분산전원의 자율 제어와 브로드캐스트/멀티캐스트에 의해서 상위 제어기와 느슨하게 결합된 다중 계층 구조 제어에 대해서 제안하고 있으며, 스마트 분산전원의 인버터 기능에 대한 기초자료를 제공한다.
미국 캘리포니아에서는 캘리포니아 공공시설 위원회(CPUC, California Public Utilities Commission)가 주도적으로 스마트 인버터(분산전원) 관련 기술을 검토 중이며, 스마트 인버터 워크숍(Jun 2013)을 개최하여 전력회사(SCE, SDGE, PG&E)와 기관(NREL, EPRI, TUV Rheinland, SunSpec Alliance) 및 관련 회사(SMA, Fronius)들의 관심을 모았다.
현재 CPUC 관리 아래의 스마트 인버터 워크 그룹(SIWG)에 의해서 단계별로 기술적 권장사항과 시험 계획 및 절차가 준비되고 있다.
1단계로 스마트 인버터의 자율 기능에 대한 규정이 2014년 12월에 완료되었고, 2단계인 스마트 인버터의 통신 인터페이스에 대한 기술적 권고 사항에 대한 논의가 진행 중이다. 3단계의 스마트 인버터 상호 작동 기능에 대한 내용은 유동적이며 그 필요성과 요구사항에 대하여 조사하고 있다.
국제 스마트그리드 협의체(ISGAN)의 워크 프로그램 중 하나인 스마트그리드 국제 연구기관 네트워크(SIRFN, Smart Grid Research Facility Network)에서는 국제 공동 연구를 통해서 스마트그리드 관련 기기들의 시험과 평가에 대한 역량을 강화하고 있다.
현재의 Sandia National Lab, DERLab, EPRI, NREL, UL, EPRI, IEC, IEEE 그리고 NIST 등이 분산자원의 통합을 위한 태양광 발전 인버터의 시험에 대한 연구를 수행하고 있으며 새로운 표준에 적합한 하드웨어/소프트웨어 시험 절차를 정의할 예정이다.
특히 스마트 인버터의 시험과 관련하여 Sandia National Lab과 SunSpec Alliance를 중심으로 스마트 인버터의 상호 운용성 검증 플랫폼을 개발 중이다. 또한 스마트 인버터 시험을 위한 기본 플랫폼을 완성하여 기본 기능인 원격 투입/차단 기능, 전압-무효전력 제어 기능 등 초기 단계의 시험을 진행 중이며, 확장된 기능에 대한 시험 절차와 기준을 가까운 시일 내에 완료할 예정이다.
미국 표준 기술 연구소(NIST)의 최근 확정된 스마트그리드 프레임워크 및 로드맵 3.0에서 스마트 그리드의 상호 운용성을 지원하는 새로운 표준들을 추가했다. 이 목록은 2.0 프레임워크에 없는 7개의 표준을 더하여 74개 표준과 프로토콜을 포함한다.
시험 및 인증이 산업계가 스마트그리드를 위한 중요한 기본 사항임에 인식을 같이하고, 합의에 도달함에 따라서 3.0 프레임워크에서는 이 항목에 대한 더 깊은 논의를 포함하고 있다.

Ⅲ. 결론

신재생 에너지 분산전원의 계통 투입 비율이 높아짐에 따라서 스마트 분산전원의 스마트 인버터 기능이 전력계통 안정도와 신뢰도 그리고 운용 효율을 상당 부분 개선시킬 수 있을 것으로 기대된다.
미래의 신재생 에너지 분산전원의 보급 확대를 위해서는 스마트 인버터 기능과 정보 통신 기술이 필수적이며, 차세대 전력망을 구성하는 신재생 분산전원들의 기반 기술이 될 것이다. 현재 국제적으로 스마트 인버터의 상호 운용성과 성능을 시험할 수 있는 시험 플랫폼이 각국의 연구 기관과 인버터 공급사에서 개발되고 있는 상황으로, 각 기관 사이의 국제 공동연구를 통해서 개발 내용과 시험 결과를 공유함으로써 국제적인 공감대를 형성하고 있다.
국내의 경우 기존 분산전원의 기능 구현과 성능 향상에 대한 내용을 위주로 연구가 진행되고 있으며 차세대 스마트 분산전원에 대한 연구는 검토 단계에 있다.
국제 연구 추세에 우리나라도 적극적으로 동참하여 신재생 분산전원 관련 산업을 국제적으로 선도할 수 있기를 기대한다.

본 내용은 전력시장감시위원회가 전력시장의 동향을 정기적으로 파악하고 이상현상을 신속하게 감지함으로써 시장감시업무를 효과적으로 지원하기 위해, 초기정산 실적을 기준으로 작성한 월간 전력시장감시보고서를 재조명한 자료이다.
전력시장감시위원회는 공정한 전력거래 구현과 경쟁적 전력시장 조성을 목적으로 전력시장운영규칙 제6.2.1조에 근거하여 설립된 전기위원회 산하기구로서, 전기사업법 제21조의 금지행위를 비롯한 전력시장에서의 제반 불공정 행위에 대한 감시 및 시정조치를 담당하고 있다.

1. 전력시장 현황

(1) 전력수요와 일반발전설비 공급가능용량

그래프를 보면 SMP곡선의 움직임이 예측수요 및 일반입찰 기여량과 비슷한 패턴으로 움직이는 것을 볼 수 있는데, 이는 전력수요 대비 일반발전설비 공급가능용량의 점유율이 전력시장가격에 영향을 미친다는 것을 뜻한다. 4월 일반설비의 전력수요 기여율을 살펴보면, 평균 기여율은 28.7%로 전년도 동월의 평균 29.6%보다 낮은 수준이다. 기저발전기 입찰량 평균은 전년 동월 대비 1,421㎿ 증가한 38,643㎿였고, 예측수요 평균은 전년대비 1,290㎿ 늘어난 54,641㎿를 기록했다. 기저발전기 평균 입찰량은 상승했으나, 평균 예측수요는 이보다 적게 늘어남에 따라 일반설비의 전력수요 기여율은 소폭 감소한 것으로 나타났다. 일반설비 전력수요 기여율 최대치는 4/07(화) 10시에 40.5%(기여량 25,762㎿)로 집계됐다.

(2) 예측수요와 일반설비의 전력수요 기여율

예측수요와 기여율 분포도를 살펴보면, 일반적으로 전 구간에서 일반설비의 전력수요 기여율이 전력수요가 늘어날수록 증가하는 경향을 보인다. 이는 변동비가 낮은 기저발전기는 거의 전 구간 입찰량 대비 높은 발전율로 운전해 전력수요가 변동하는 부분의 운영에서 변동비가 높은 일반설비가 주로 기여하기 때문이다.
4월 일반설비의 전력수요 기여율을 살펴보면, 평균 기여율은 28.7%로 전월 32.2%, 전년 동월 32.9% 대비 소폭 감소했다. 전년 대비 공급능력은 8,175㎿로 대폭 상승했으나 기저발전기 평균입찰량(+1,421㎿)과 예측수요평균(+1,291㎿)은 이보다 소폭 증가했기 때문으로 판단된다.

(3) 전력시장가격과 전력수요

4월 예측수요와 시장가격간의 상관계수는 0.818로 전년 동월 0.874보다 줄었다. 상관계수의 감소는 예측수요가 증가할 때 시장가격이 증가하는 정도가 작아진 것을 의미하는데, 4월에는 시장가격에 미치는 전력수요의 영향도가 전년 동월에 비해 줄었음을 뜻한다.
전반적으로 전년 동월에 비해 낮은 가격대를 보이고 있는데, 4월의 공급능력이 전년에 비해 평균 8,175㎿가 증가해 대폭 확충된 반면, 예측수요 평균은 1,291㎿ 증가에 그친 영향이 반영됐기 때문이다. 즉 확충된 공급능력에 비해 수요가 적게 증가해 SMP 평균값은 전년 대비 31.0%의 하락세를 보였다.
SMP 최대치는 4/26(일) 1시 a_1CC가 결정한 108.2원/㎾h였고, SMP 최저치는 4/26(일) 4시에 b_#1CC가 결정한 95.3원/㎾h였다.

(4) 거래규모와 정산단가

4월 전력거래량과 정산단가의 상관계수는 0.926으로 전년 동월 0.897에 비해 소폭 증가했다. 여기서 상관계수의 증가는 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향이 늘어난 것을 의미하며, 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향도가 전년 동월에 비해 소폭 커졌음을 뜻한다.
정산단가 최고치는 105.4원/㎾h로 4/07(화) 20시에 발생했다. 이때는 c_#1CC가 가격을 결정하면서 SMP도 높은 수준이었으며, 일반 발전기 입찰기여도도 높은 수준을 기록한 시기였다. 평균 정산단가는 68.5원/㎾h로 전년 동월 대비 21.3% 하락했는데, 이는 정산조정계수가 상향 조정되었음에도 불구, 평균 SMP가 하락한 결과이다.

(5) 가격지속곡선

4월 가격대별 지속시간을 살펴보면, 전년 동월 대비 높은 가격대의 피크치가 많이 완화됨과 동시에 가격의 하향 안정화가 이뤄진 결과를 보여줬다. 140원/㎾h 이상 구간의 가격결정발생 비율이 전년 동월에는 86.0%, 170원/㎾h이상도 0.6%였으나, 금년에는 95~110원/㎾h 이내에서 가격이 모두 결정되면서 가격결정구간이 전년 동월과 상이했다.

(6) 가격변동성

4월 평균시장가격은 103.72원/㎾h으로 전년 동월 대비 31.0%, 전월 대비 12.4% 하락하며 2009년 이래로 최저 가격을 기록했다. 전년 동월 및 전월 대비 SMP결정비율이 가장 높은 LNG 및 유류의 열량단가 하락에 기인한 것으로 보이며, 전년 동월 대비 기저발전기의 입찰량 증가도 영향을 미친 것으로 판단된다.
LNG복합의 가격결정비율은 전년 동월 대비 24.0%P 하락한 76.0%였으며, 유류는 24.0%P 증가한 24.0%, 국내탄과 유연탄은 0%로 전년 동월과 같이 가격을 결정한 사례가 전무했다.

2. 전력계통현황

(1) 발전원별 발전율

발전원별 4월 평균 발전율(입찰용량 대비)은 유연탄기력 99.39%, 무연탄기력 89.59%, 중유기력 41.52%, LNG 45.06%, 원자력 100.11%를 나타냈다. 전체 평균 발전율은 78.8%로 전월 대비 0.9%p, 전년 동월 대비 10.0%p 하락했다. 전월 대비 하락한 요인은 입찰량 감소율(-8.2%)보다 발전량 감소율(-9.3%)이 큰 것에 기인하며, 전년 동월 대비 하락한 요인으로는 발전량 증가율(+2.2%)보다 입찰량 증가율(+16.3%)이 컸기 때문으로 판단된다.
전반적으로 기저발전기인 원자력은 월평균 100% 발전율, 유연탄은 90%이상의 발전율로 운영됐다. 무연탄기력, 중유기력 및 LNG복합의 경우는 발전율이 전력수요의 영향을 받아 변동하는 패턴을 보였다.

(2) 일별 공급예비력 추이
4월 평균 공급예비력은 18,350㎿로 전년 동월 10,787㎿ 대비 7,563㎿ 증가, 전월 17,008㎿ 대비 1,341㎿ 늘어났다. 이는 전년 동월 대비 공급능력이 9,136㎿ 상승했으나 최대전력이 1,572㎿ 증가에 그친 영향이 반영된 것이다. 전월 대비 공급능력은 평균 3,121㎿ 감소했으며, 최대전력은 4,432㎿ 줄어들어 공급예비력이 1,341㎿ 증가한 것으로 나타났다.
최저공급예비력은 4/08(수)에 발생한 1,305㎿으로, 해당 일 운영예비력도 충분히 확보돼 별도의 전력수급경보발령 없이 안정적으로 운영됐다.

(3) 입찰기준 예비력과 전력시장가격

4월 송전단기준 최대전력은 4/07(화) 10시 64,035㎿를 기록하며, 전년 동월 61,250㎿ 보다 4.55% 증가한 수치를 보였다. 월 평균전력(발전단기준)은 57,365㎿로, 전년 동월 대비 2.3% 상승하며 계절특성상 냉난방부하가 거의 없는 시기로 연평균증가추세를 나타냈다.
전년 동월 대비 월간 피크 시 설비용량은 신규 발전기의 준공(d_#9CC, b_#1,2CC)으로 8,031㎿ 증가한 95,365㎿에 이르러 9.2%의 증가율을 보였고, 공급능력은 전년 대비 8,344㎿(11.7%) 늘어난 79,635㎿를 확보했다. 최근 6년간('10~'15)의 연도별 4월 실적을 보면 최대전력 증가율은 3.6%였으며, 월평균전력 증가율은 3.6%로 집계됐다.

(4) 전력시장가격과 입찰기준 예비율
전력시장가격과 입찰기준 예비율과의 관계를 살펴보게 되면, 전반적으로는 반비례 추세를 확인할 수 있다. 즉 입찰기준 예비율이 증가할수록 전력시장가격이 낮아진다는 것이다. 입찰기준 예비율 증가에 따라 전력시장가격이 낮아지는 정도는 상관관계로 비교할 수 있는데, 전월 입찰기준 예비력과 시장가격의 상관관계가 △0.882이었던 것에 반해 4월에는 △0.759로 시장가격에 예비력이 미치는 영향이 소폭 감소했다.
분포도를 살펴보면 전월 대비 시장가격이 전반적으로 낮고 안정적으로 형성돼 있다. 이는 LNG 및 유류의 열량단가 하락, 기저발전기의 입찰량 증가 등에 기인하며 그 결과 평균 전력시장가격이 전월 118.35원/㎾h에서 4월 103.72원/㎾h로 감소했다.

(5) 제약발전량

4월 총 제약발전량(CON)은 2,813.60GWh로 3,039.67억 원의 정산금이 발생했다. 이는 총 부가정산금 중 가장 많은 부분을 차지하는 양이다. 전월 대비 제약발전량 10.7%, 정산금 34.7%가 감소했으며, 전년 동월 대비 제약발전량은 40.6% 증가, 정산금은 5.4%가 줄어든 것으로 집계됐다. 기타 항목에서의 각 정산금 비중은 시운전 발전량 실정산금(REBCO) 비중이 91.96%, 그 외에는 기동비용정산금(SUAP) 비중이 7.57%를 차지했다.
연료원별로 제약발전량(CON)을 살펴보면, 원자력, 유연탄 등 기저발전기의 점유율은 낮았으며, 유류가 전체의 13.4%, LNG가 전체의 79.3%를 차지해 점유율이 높았던 것으로 나타났다. 복합에서는 열제약발전기인 l_1CC, m_CC 등이며 인천지역 제약발전기가 다수를 차지했고, 유류발전기는 계통제약과 관련해 n_#5,6이, 양수발전기는 전월과 같이 발전제약이 많았다.

어떤 전기기구에 교류를 흘려서 사용할 경우, 전기기구에 흐르는 전류 전부가 유효하다고 생각하는 사람이 많으나, 반드시 그러한 것은 아니다.
직류의 경우는 흘린 전류가 전부 유효하게 작용하지만, 교류는 그렇지 못해 여러가지 어려움이 있다. 전기기구에 따라 다르기는 한, 10암페어의 교류전류를 흘려도 유효하게 작용하는 것은 7암페어 정도에 불과한 경우도 있다.
직류에 있어서 전력을 전압 V(V)와 전류 I(A)를 곱해서 P = VI(W)로 구할 수 있으나, 교류에서 이 공식은 일반적으로 성립되지 않는다. 교류에서 직류와 마찬가지로 전압과 전류의 곱이 전력이 되는 것은 전열기나 전구와 같이 순수하게 저항만의 부하(負荷)인 경우에 한한다. 이를테면 100볼트 6암페어의 전류가 흐르는 전열기는 정확히 600와트이다.
교류를 코일이나 콘덴서로 구성된 부하에 흘리면 전압과 전류 사이에 위상차(位相差)가 생기며, 교류의 전압과 전류는 주기적으로 변화하므로 각 시각에 있어서 전압과 전류의 순간치를 곱한 순간전력도 주기적으로 변화한다. 이 순간전력을 평균한 평균전력이 교류의 전력이 되는 것이다. 즉, 어떤 부하에 전압 V(V)를 가하면 전류 I(A)가 흐르고, 전류와 전압의 정현파형 사이에는 θ의 위상차가 있다고 하면, 교류의 전력 P는 P=VIcosθ(W)가 된다. cosθ란 삼각함수의 여현(Cosine)이다. 이 값은 위상차 θ가 0°일 때, cos0°=1로서 최대이며 θ=90°에서 제로가 된다. 여기서 전압과 전류의 곱 VI를 피상전력(皮相電力)이라 하고 cosθ를 역률이라고 한다. 즉, 역률이란 전압과 전류의 곱이 얼마만큼 전력으로 소비되었나 하는 비율(%)을 표시하는 것이다.
저항만의 부하일 때는 전압과 전류간의 위상차가 0°이므로 역률은 1이 되고 전력의 계산은 직류와 동일하게 P=VI(W)로 계산할 수 있는 것이다.

본 내용은 전력시장감시위원회가 전력시장의 동향을 정기적으로 파악하고 이상현상을 신속하게 감지함으로써 시장감시업무를 효과적으로 지원하기 위해, 초기정산 실적을 기준으로 작성한 월간 전력시장감시보고서를 재조명한 자료이다.
전력시장감시위원회는 공정한 전력거래 구현과 경쟁적 전력시장 조성을 목적으로 전력시장운영규칙 제6.2.1조에 근거하여 설립된 전기위원회 산하기구로서, 전기사업법 제21조의 금지행위를 비롯한 전력시장에서의 제반 불공정 행위에 대한 감시 및 시정조치를 담당하고 있다.

1. 전력시장 현황

(1) 전력수요와 일반발전설비 공급가능용량

그래프를 보면 SMP곡선의 움직임이 예측수요 및 일반입찰 기여량과 비슷한 패턴으로 움직이는데, 전력수요 대비 일반발전설비 공급가능용량의 점유율이 전력시장가격에 영향을 미치고 있다는 것으로 판단할 수 있다. 3월 일반설비의 전력수요 기여율을 살펴보면, 평균 기여율은 32.2%로 전년도 동월의 평균 32.9%보다 낮은 수준이며, 기저발전기 입찰량 평균은 전년 동월 대비 1,763㎿ 증가한 39,250㎿이었고, 예측수요 평균은 전년 대비 1,955㎿ 증가한 58,437㎿를 기록했다. 기저발전기 평균 입찰량은 상승했으나, 평균 예측수요가 더욱 늘어나면서 일반설비의 전력수요 기여율은 소폭의 감소세를 보였다.
한편, 일반설비 전력수요 기여율 최대치는 3/10(화) 10시에 45.4%(기여량 32,808㎿)로 집계됐다.

(2) 예측수요와 일반설비의 전력수요 기여율

예측수요와 기여율 분포도를 살펴보면, 일반적으로 전 구간에서 일반설비의 전력수요 기여율이 전력수요가 늘어날수록 증가하는 경향을 보인다. 이는 변동비가 낮은 기저발전기가 거의 전 구간 입찰량 대비 높은 발전율로 운전되므로, 전력수요가 변동하는 부분의 운영에는 변동비가 높은 일반설비가 기여하기 때문이다.
3월 일반설비의 전력수요 기여율을 살펴보면, 평균 기여율은 32.2%로 전월 28.2% 대비 소폭 증가했으나, 전년 동월 대비 32.9%에 비해서는 감소했다. 전년대비 공급능력이 9,134㎿ 증가한 것에 비해 기저발전기 평균입찰량은 1,763㎿ 상승, 예측수요 평균은 1,955㎿ 늘어난 영향으로 판단된다.

(3) 전력시장가격과 전력수요

3월 예측수요와 시장가격간의 상관계수는 0.898로 전년 동월 0.897과 거의 비슷했다. 상관계수의 증가는 예측수요가 증가할 때 시장가격이 증가하는 정도가 커진 것으로, 3월에는 시장가격에 미치는 전력수요의 영향도가 전년 동월과 거의 비슷함을 의미한다. 전반적으로 전년 동월에 비해 낮은 가격대의 가격결정이 발생됐으며, 공급능력이 전년에 비해 평균 9,134㎿가 증가해 대폭 확충됐으나 예측수요 평균은 1,955㎿ 상승에 그친 영향이 반영된 것이다. 이와 같이 공급능력이 확충됐으나, 수요가 그보다 적게 증가한 가운데 SMP 평균값은 전년 대비 27.5%p 하락했다.
한편, SMP 최대치는 3/10(화) 10시 a_복합#2CC가 결정한 129.7원/㎾h이었고, SMP 최저치는 3/22(일) 14시에 b_복합CC가 결정한 109.4원/㎾h로 파악됐다.

(4) 거래규모와 정산단가

3월 전력거래량과 정산단가의 상관계수는 0.898으로 전년 동월 0.896에 비해 소폭 증가했다. 여기서 상관계수의 증가는 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향이 증가한 것으로, 이는 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향도가 전년 동월에 비해 소폭 커졌음을 의미한다.
한편, 정산단가 최고치는 113.8원/㎾h로 3/10(화) 10시에 발생했다. a_복합#2CC가 가격을 결정하면서 SMP도 높은 수준이었으며, 일반 발전기 입찰기여도도 높은 수준을 기록한 시기였다. 또한 평균 정산단가는 88.69원/㎾h로 전년 동월 대비 11.3% 하락했는데, 정산조정계수가 상향 조정되었으나 평균 SMP는 하락한 결과로 보인다.

(5) 가격지속곡선

3월 가격대별 지속시간을 살펴보면, 전년 동월 대비 높은 가격대의 피크치가 많이 완화됨과 동시에 가격의 하향 안정화가 이뤄진 결과를 보여주고 있다. 150원/㎾h 이상 구간의 가격결정발생 비율이 전년 동월에는 90.7%를 차지했으나, 금년에는 130원/㎾h 이상부터 가격결정이 발생되지 않았다. 이는 가격결정비율이 가장 높은 LNG와 유류의 열량단가 하락 및 기저발전기의 입찰량 증가에 의한 영향이 반영된 것으로 판단된다.

(6) 가격변동성

3월 평균시장가격은 118.35원/㎾h으로 전년 동월대비 28.0% 하락, 전월 대비 2.5% 떨어졌으며, '12년 이래로 최저 가격이었다. 금년은 전년 동월 및 전월 대비 LNG 및 유류의 열량단가 하락과 전년 동월 대비 기저발전기의 입찰량 증가가 영향을 끼쳤다.
한편, LNG복합의 가격결정비율은 전년 동월 대비 13.8%P 증가해 90.2%였으며, 유류는 13.8%P 감소, 국내탄과 유연탄은 0%로 전년 동월과 마찬가지로 가격을 결정한 사례가 전무했다.

2. 전력계통현황

(1) 발전원별 발전율

발전원별 3월 평균 발전율(입찰용량대비)은 유연탄기력 99.77%, 무연탄기력 91.23%, 중유기력 66.73%, LNG 47.93%, 원자력 100.02%를 나타냈다. 전체 평균 발전율은 79.7%로 전월 대비 1.5%p 상승, 전년 동월 대비 10.2%p 하락세를 보였다.
전월 대비 상승한 요인으로는 입찰량 증가율(+6.7%)보다 발전량 증가율(+8.7%)이 큰 것에 기인하며, 전년 동월 대비 하락한 요인으로는 발전량 증가율(+3.6%)보다 입찰량 증가율(+17.0%)이 컸기 때문으로 판단된다.
전반적으로 기저발전기인 원자력은 월평균 100%, 유연탄 및 무연탄기력도 90% 이상의 발전율로 운영됐다. 기타 중유기력 및 LNG복합의 경우는 발전율이 전력수요의 영향을 받아 변동하는 패턴을 보였다.

(2) 일별 공급예비력 추이

3월 평균 공급예비력은 17,008㎿로 전년 동월 10,438㎿에 비해 6,571㎿ 증가, 전월 19,306㎿에 비해서는 2,298㎿ 감소했다. 전년 동월 대비 공급능력은 8,467㎿가 상승했으나 최대전력은 그보다 적은 1,867㎿ 늘어난 영향을 받은 것으로 추정된다. 또한, 전월 대비 공급능력은 평균 4,275㎿ 감소했으며, 최대전력은 1,988㎿ 하락하면서 공급예비력이 2,298㎿ 줄었다.
한편, 최저공급예비력은 3/10(화)에 발생한 954㎿로, 해당 일 운영예비력도 충분히 확보돼 별도의 전력수급경보발령 없이 안정적으로 운영됐다.

(3) 입찰기준 예비력과 전력시장가격

3월 송전단기준 최대전력은 3/10(화) 10시 72,422㎿를 기록해 전년 동월 69,406㎿ 보다 4.35% 증가한 수치로 집계됐다. 월 평균전력(발전단기준)의 경우는 60,933㎿를 기록하며 전년 동월 대비 2.39% 증가, 전년대비 평균기온하락(-1.0℃↓)으로 최대 및 평균전력 모두 상승했다.
전년 동월 대비 월간 피크시 설비용량은 신규 발전기의 준공(f_복합#9CC, b_복합#2CC) 으로 6,931㎿ 상승한 94,102㎿에 이르면서 8.0%의 증가율을 보였고, 공급능력은 전년 대비 6,894㎿(8.8%) 늘어난 84,910㎿를 확보했다. 최근 6년간('10~'15)의 연도별 3월 실적을 보면 최대전력 증가율은 4.5%로 나타났으며, 월평균전력 증가율은 3.8%로 파악됐다.

(4) 전력시장가격과 입찰기준 예비율

전력시장가격과 입찰기준 예비율과의 관계를 살펴보게 되면, 전반적으로는 반비례 추세를 확인할 수 있다. 즉 입찰기준 예비율이 증가할수록 전력시장가격이 낮아지는 것이다. 입찰기준 예비율 증가에 따라 전력시장가격이 낮아지는 정도는 상관관계로 비교할 수 있는데, 전월 입찰기준예비력과 시장가격의 상관관계가 △0.864이었던 것에 반해 3월에 △0.882로 시장가격에 예비력이 미치는 영향이 소폭 증가한 것으로 나타났다.
분포도를 살펴보면 전월 설연휴에 의한 영향을 제외하고는 전월대비 시장가격이 전반적으로 낮게 형성돼 있다. 이는 LNG 및 유류의 열량단가 하락, 기저발전기의 입찰량 증가 등에 기인하며 그 결과 평균 전력시장가격이 전월 121.33원/㎾h에서 3월 118.35원/㎾h로 감소했다.

(5) 제약발전량

3월 총 제약발전량(CON)은 3,750.74GWh로 3,743.87억 원의 정산금이 발생했다. 이는 총 부가정산금 중 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 전월 대비 제약발전량은 15.5%, 정산금은 19.5% 감소했으며, 전년 동월 대비 제약발전량은 36.6% 증가했으나, 정산금은 6.2% 줄었다. 기타 항목에서의 각 정산금 비중은 시운전 발전량 실정산금(REBCO) 비중이 97.57%, 그 외에는 기동비용정산금(SUAP) 비중이 2.23%를 차지했다.
연료원별로 제약발전량(CON)을 살펴보면, 원자력, 유연탄 등 기저발전기의 점유율은 낮고, 유류가 전체의 21.6%, LNG가 전체의 73.1%를 차지하며 점유율이 높았다. 복합에서는 열제약발전기인 m_열병합1CC, n_열병합CC#1 등이며, 유류발전기는 연료제약 관련해 o_#1~4, 원자력 발전기는 p_#2가 시운전과 관련해 양수발전기들은 전월과 같이 발전제약이 많았다.

부산시는 파워(전력)반도체산업을 미래 신성장 동력산업으로 육성하기 위해 5월 27일 오후 5시 시청 12층 국제회의장에서 전국의 파워반도체 관련 중소·중견기업을 중심으로 구성된 ‘한국전력소자산업협회’ 출범식과 ‘파워반도체 연구기반 구축’ 사업 설명회가 개최됐다. 이 자리에는 서병수 부산시장을 비롯한, 이진복 국회의원, 배덕광 국회의원,  리노공업 대표겸 한국전력소자산업협회 준비위원장인 이채윤 사장, 파워반도체 최종 수요기업인 르노삼성차 이기인 제조본부장, 수도권기업 우진산전 김상용 대표, 기가레인 구황섭 대표 등 파워반도체 관련 기업, 대학, 연구기관 관계자 150여 명이 함께했다. 부산시는 현재 산업통상자원부와 공동으로 SiC, GaN 등 차세대 화합물 파워반도체의 기술개발을 통해 시장 선점 및 산업 경쟁력을 확보하기 위해 ‘차세대 파워반도체 연구기반 구축’ 사업을 추진 중에 있다.
본 사업은 2017년부터 2023년까지 7년간 총사업비 2,333억 원(국비 1,840억 원, 지방비 205억 원, 민자 288억 원)을 △R&D부문 1,148억 원 △기반구축부문 1,185억 원 투입할 예정으로, 올해 7월 예비타당성조사를 신청할 계획이다. SiC, GaN 등 차세대 화합물 파워반도체 기술개발과 파워반도체의 시제품제작·시험생산시설을 구축해 동남권지역의 파워반도체 산업 육성을 도모한다.
본 사업의 성공적 추진을 위해 출범한 ‘한국전력소자산업협회’는 파워반도체 관련 중소·중견기업을 중심으로 팹리스·파운드리·재료설비·신뢰성분석·수요기업 등 100여개 업체가 참여했다. 6월 중순 창립총회를 개최하고, 6월 하순경에 산업통상자원부로부터 협회등록 및 인가를 받아 본격적으로 활동할 계획이다.
차세대 화합물 파워소자 기술개발을 통해 파워반도체 산업의 경쟁력 우위 선점을 위해 각국에서 치열한 각축전을 벌이고 있는 시점에서 이번 ‘한국전력소자산업협회’ 출범은 파워반도체 산업인들의 역량 결집과 정보교류의 장을 제공할 것으로 기대된다.

안리쓰는 CW, 멀티 톤, 최고 18㎓까지 디지털변조신호, CW의 실제 RMS 및 Multi-tone 측정을 매우 정확하게 측정할 수 있는 특허 받은 삼중 경로 구조가 사용된 보급형 USB 전력 센서(제품명: MA24208A/MA24218A)를 출시했다고 밝혔다. 최고 수준의 측정 속도와 과전력 보호 기능 레벨을 제공하는 MA24208A/MA24218A는 실험실, 대량 제조 및 필드 환경에서 처리량을 증대시키고 테스트 비용을 감소시킬 수 있도록 설계되었다.
MA24208A/MA24218A는 -60 +20 dBm의 광범위한 측정 범위와 1,600readings/s 연속형을 초과하는 측정 속도 및 11,000readings/s를 넘는 측정 속도로 다양한 애플리케이션에서 높은 수준의 성능을 제공한다. 또한, MA24208A/MA24218A는 10㎲ 미만에서 최고 +30dBm CW 및 +34dBm피크의 최대 손상 보호 기능을 제공한다.