■  2015. 5. 13~15 / COEX(A Hall)
■  주최 : 한국전기기술인협회, KOTRA 
■  담당자 : 박동배
■  TEL : 02-2182-0722  ■  FAX : 02-581-1891
■  Website : www.electrickorea.org
■  E-mail : pdb6482@keea.or.kr
■  전시품목 : 지능형전력망 설비 및 시스템, 송전 변전 및 배전, 전력전자/전기품질 및 네트워크 시스템, 전기설비 및 관련 기자재 등

■ 전력계통(Electrical Power System)
원활한 전기의 흐름과 전기품질을 유지하기 위해 전기의 흐름을 통제·관리하는 것을 말한다. 물리적 측면에서는 발전소에서 생산한 전기를 전기사용자에게 공급하기 위한 발전설비, 송변전설비, 배전설비, 기타 부대설비 등이 유기적으로 결합된 시스템이라고도 한다.

■ 전력구 감시제어 시스템
전력구 내에서 발생하는 각종 사고를 미연에 방지하고, 사고 발생 시 신속한 대처가 가능하도록 구축한 시스템을 말한다. 주요기능으로는 전력구내 출입자, 침수, 가스, 환경, 화재 등 상시 전력구의 운전상태 감시와 케이블 표면온도 측정 및 펌프, 환풍기 등의 원방 제어 등이 있다.

■ 전력량계(Meter)
전력의 생산량 및 소비량을 측정하고 기록하는 장치로, 전기의 자기장 발생을 이용한 유도 원판형(기계식) 전력량계와 전자소자, 마이크로프로세서를 이용한 전자식 전력량계가 있다.

■ 전력수급계약(Power Purchase Agreement)
전력공급자가 단일구매자인 전력회사에 전력을 판매하는 형태로서 변동비는 실적으로 보상하고, 고정비 보상은 협상에 의해 매년 일정한 수준을 보장하는 제도이다.

■ 전력수급기본계획
전기사업법 제25조에 의거·수립되는 국가 계획으로 전력수급의 안정을 위해 2년마다 수립된다. 전력수급기본계획에는 전력수급의 기본방향에 관한 사항, 전력수급의 장기전망에 관한 사항, 전기설비 시설계획에 관한 사항, 전력수요의 관리에 관한 사항 등이 포함된다.

■ 전력수급조정
전력의 수요와 공급 간의 균형을 유지하기 위해 수요량 또는 공급량을 조정하는 행위를 말한다. 전력수요 억제를 위한 부하관리, 공급능력 확충을 위한 발전설비, 정비일정 조정 등이 수급조정의 방법에 속한다.

■ 전력조류계산(Power Flow Calculation)
전력계통에 흐르는 유효전력과 무효전력의 상태 및 계통 내 각 지점에서의 전압이나 조류가 어떤 분포를 하게 될 것인지를 수학적 방법에 의해 조사하는 것을 전력조류계산이라고 한다.

■ 전압붕괴(Voltage Collapse)
전력계통에서 고장발생 및 기타원인으로 무효전력의 수요가 많은 양이 급속하게 증가해 모선전압이 허용 가능한 한계치 이하로 저하되는 현상을 말한다.

■ 전압
전류를 흐르게 하는 전기적인 압력을 말한다.

■ 전력시장감시(Electricity Market Monitoring)
전기사업법 규정에 의한 금지행위 및 기타 전력시장에서의 불공정행위에 대한 시정조치를 통한 공정한 전력거래와 경쟁적 전력시장 조성에 기여하는 활동을 말한다.
전력시장감시는 전력시장운영규칙의 규정에 따라 전력시장감시위원회가 수행하며, 전력거래자료 등을 분석해 금지행위, 시장지배력 가능성 등을 조사하고 필요한 경우 전력거래소 또는 시장규칙대상자 등에게 추가적인 자료의 제출을 요구하거나 현장조사 등을 시행할 수 있다.

■ 전력조류(Power Flow) 
전력계통을 구성하고 있는 전력설비에 흐르는 유효전력과 무효전력의 흐름을 전력조류 또는 조류라고 한다. 유효전력 조류는 전원 측에서 부하 측으로 전압의 위상차에 의해 흐름이 결정되고, 무효전력은 전압이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흐르는 특성이 있다.

■ 전력조류도(Power Flow Diagram)
전력계통의 구성도에 발·변전소와 송전선로의 전력조류의 흐름, 수도권 융통전력, 지역별 부하 등을 표시한 도면을 말한다.

■ 전리층
대기의 상층부에서 태양으로부터 받은 자외선 등에 의해 기체 분자가 전리된 층을 의미한다.

■ 전압 안정도(Voltage Stability)
전력계통이 정상상태에 있거나 또는 외란(Disturbance)에 의해 동요가 발생하였을 경우, 모든 모선의 전압을 규정된 범위(허용 가능한 범위) 이내로 유지할 수 있는 전력계통의 능력을 말한다.

■ 전압강하(Voltage Drop)
송전단 전압과 수전단 전압의 대수적 차를 말한다.

■ 전압변동율(Voltage Regulation)
부하 상태의 변화에 따라 발전기, 변압기 등에 나타나는 전압변동의 정도를 의미한다. 변압기의 경우 1차(전원측) 전압이 일정해도 부하의 역률 등에 따라 2차(부하측) 전압이 변동하게 된다.
전압변동율은 2차 측의 전압·전류·주파수 및 역률이 정격 값이 되도록 1차 측에 전압을 가하고, 1차 전압을 변동시키지 않은 상태에서 2차 측에 부하변동이 발생할 경우 나타나는 2차 전압 변동분의 2차 정격전압에 대한 비로 나타낸다.

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 있다. 이는 전력수요 대비 일반발전설비 공급가능용량의 점유율이 전력시장가격에 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
1월 일반설비의 전력수요 기여율을 살펴보면, 평균기여율은 30.5%로 전년도 동월의 평균 32.1%보다 낮은 수준으로 나타났다. 기저발전기 입찰량 평균은 전년 동월 대비 2,458㎿ 증가한 42,916㎿였고, 예측수요 평균은 전년대비 1,930㎿ 늘어난 62,280㎿를 기록했다.
기저발전기 평균 입찰량은 대폭 상승했으며, 평균예측수요 또한 증가하면서 일반설비의 전력수요기여율이 소폭 감소했다. 일반설비 전력수요 기여율 최대치는 1/28 수요일 10시에 41.1%(기여량 29,227㎿)를 기록했다.

(2) 예측수요와 일반설비의 전력수요 기여율

예측수요와 기여율 분포도를 살펴보면, 일반적으로 전 구간에서 일반설비의 전력수요 기여율이 전력수요가 상승할수록 증가하는 경향을 보인다. 이는 변동비가 낮은 기저발전기는 거의 전 구간에서 입찰량 대비 높은 발전율로 운전하므로, 전력수요가 변동하는 부분의 운영에는 변동비가 높은 일반설비가 기여하기 때문이다.
1월 일반설비의 전력수요 기여율을 살펴보면, 평균 기

여율은 30.5%로 전월 33.2% 대비 줄어들었으며, 전년 동월 32.1%에 비해서도 소폭 감소했다. 이는 전년대비 기저발전기 평균입찰량은 2,458㎿ 증가하고, 예측수요 평균은 1,930㎿로 이보다 적게 증가한 영향으로 판단된다.

(3) 전력시장가격과 전력수요

1월 예측수요와 시장가격간의 상관계수는 0.906으로 전년 동월(0.830)보다 소폭 증가했다. 상관계수의 증가는 예측수요가 상승할 때 시장가격의 늘어나는 정도가 커진 것을 의미하는데, 1월에는 시장가격에 미치는 전력수요의 영향도가 전년 동월에 비해 커졌음을 의미한다.
전반적으로 전년 동월에 비해 안정된 가격결정이 발생됐으며, 이는 1월 공급능력이 전년에 비해 평균 7,164㎿가 증가해 대폭 확충되었으나, 예측수요 평균은 1,930㎿의 상승에 그친 영향이 반영된 것이다. 이와 같이 공급능력이 확충됐으나, 수요는 그보다 적게 증가한 가운데 SMP 평균값은 전년대비 0.8%p 하락했다.
1월 SMP 최대치는 1/21(수) 8시 a_복합#2CC가 결정한 151.35원/㎾h였고, SMP 최저치는1/25(일) 14시에 b_복합CC#4가 결정한 130.42원/㎾h였다.

(4) 거래규모와 정산단가

1월 전력거래량과 정산단가의 상관계수는 0.892로 전년 동월 0.809에 비해 소폭 증가했다. 여기서 상관계수의 증가는 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향이 상승한 것을 의미하는데, 이는 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향도가 전년 동월에 비해 커졌음을 뜻한다.
=정산단가 최고치는 125.71원/㎾h로 1/12(월) 10시에 발생했다. 이는 a_복합#2CC가 가격을 결정하면서 SMP도 높은 수준이었으며, 일반발전기 입찰기여도도 높은 수준을 기록한 시기였다. 평균 정산단가는 106.05원/㎾h로 전년 동월대비 11.4% 상승했는데, 이는 평균 SMP는 하락했으나 정산조정계수가 상향 조정된 결과이다.

(5) 가격지속곡선

1월 가격대별 지속시간을 살펴보면, 높은 가격대의 피크치가 많이 완화됨과 동시에 낮은 가격대에서도 가격의 하향 안정화가 이뤄진 결과를 보여주고 있다. 150원/㎾h 이상 구간의 가격결정발생 비율이 전년 동월에는 35.3%를 차지했으나, 금년에는 단 0.7%를 보이고 있다. 또한, 발전단가가 높은 제주지역 발전기, LNG기력의 가격결정비율 감소와 공급능력이 전년에 비해 평균 7,164㎿가 증가됐으나, 예측수요는 이보다 적은 1,930㎿의 증가한 영향이 반영된 것이다.

(6) 가격변동성

1월 평균시장가격은 140.76원/㎾h로 전년 동월대비 1.7% 줄었으며, 전월대비 2.3% 하락했다. 금년은 전월대비 LNG 평균 열량단가는 상승했으나 기저발전기 입찰량이 증가했고, 금년 1월부터 직도입 가스(77,107원/Gcal)를 사용한 c_복합#1과 d_열병합이 SMP를 5회 결정한 것에 기인하며, 전년 동월대비 열량단가가 높은 유류의 SMP결정비율 하락 및 기저발전기 입찰량 증가 등이 하락요인이 됐다.
LNG복합의 가격결정 비율은 전년 동월 대비 4.3%P 증가해 100.0%로 모든 거래시간의 가격을 결정했으며, 유류는 1.5%p 국내탄은 1.3%p, 유연탄은 1.5%p 감소해 가격을 결정한 사례가 전무했다.

2. 전력계통현황

(1) 발전원별 발전율

발전원별 1월 평균 발전율(입찰용량대비)은 유연탄기력 98.88%, 무연탄기력 89.43%, 중유기력 25.05%, LNG 52.25%, 원자력 99.98%를 나타냈다. 전체 평균 발전율은 80.0%로 전월대비 3.9%p, 전년 동월 대비 6.0%p 하락했다. 전월 대비 하락한 요인은 발전량은 감소(-1.0%)했으나, 입찰량은 증가(+3.8%)했기 때문이며, 전년 동월대비 하락한 요인으로는 발전량 증가율(+4.7%)보다 입찰량 증가율(+12.6%)이 큰데 기인한다.
전반적으로 원자력 및 유연탄, 무연탄기력 등 기저발전기는 월평균 100%에 가까운 발전율로 운영됐으며, 기타 중유기력 및 LNG의 경우는 발전율이 전력수요의 영향을 받아 변동하는 패턴을 보였다.

(2) 일별 공급예비력 추이

1월 평균 공급예비력은 18,439㎿로 전년 동월 12,844㎿ 대비 5,596㎿, 전월 14,118㎿ 대비 4,321㎿ 증가했다.

전년 동월 대비 공급능력은 7,758㎿가 상승했으며, 최대전력도 2,111㎿ 증가한 영향이 반영됐다. 전월 대비 공급능력은 평균 3,238㎿ 상승했으나, 최대전력은 1,253㎿ 감소함으로써 공급예비력이 4,321㎿ 증가했다.
최저공급예비력은 1/08(목)에 발생한 1,271㎿이다. 해당 일 운영예비력도 충분히 확보돼 별도의 전력수급경보 발령 없이 안정적으로 운영됐다.

(3) 입찰기준 예비력과 전력시장가격

1월 송전단 기준 최대전력은 1/8(목) 10시 74,752㎿를 기록해 전년 동월 73,840㎿ 보다 1.24% 증가한 수치로 집계됐다. 월 평균전력(발전단기준)의 경우는 65,284㎿를 기록하며 전년 동월 대비 3.6% 상승해 전년대비 최대전력과 평균전력이 모두 증가했다.
전년 동월 대비 월간 피크 시 설비용량은 신규 발전기의 준공(e_복합#9CC, f_복합#2CC)으로 5,856㎿ 증가한 92,825㎿에 이르러 6.7%의 증가율을 보였고, 공급능력은 전년 대비 6,421㎿(7.6%) 증가한 90,501㎿를 확보했다. 최근 6년간('10~'15)의 연도별 1월 실적을 보면 최대전력 증가율은 2.7%로 나타났고, 월평균전력 증가율은 2.0%를 나타냈다.

(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 △0.782이었던 것에 반해 1월에 △0.864로 시장가격에 예비력이 미치는 영향이 소폭 증가한 것으로 나타났다.
분포도를 살펴보면 전월과 시장가격이 전반적으로 비슷하게 형성돼있다. LNG가 가격을 전부 결정한 상황에서 LNG 평균 열량단가는 상승했으나 기저발전기 입찰량이 증가했고, 직도입 가스를 사용한 c_복합#1와 d_열병합이 SMP를 5회 결정한 것에 기인하며 그 결과 평균 전력시장가격이 전월 144.10원/㎾h에서 1월 140.76원/㎾h로 감소했다.

(5) 제약발전량

1월 총 제약발전량(CON)은 3319.51GWh로 4,681.89억 원의 정산금이 발생했다. 이는 총 부가정산금 중 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 전월 대비 제약발전량은 15.2%, 정산금은 10.2%, 전년 동월 대비 제약발전량은 19.3%, 정산금은 8.1% 증가했다. 기타 항목에서의 각 정산금 비중은 시운전 발전량 실정산금(REBCO) 비중이 49.15%, 그 외에는 기동비용정산금(SUAP) 비중이 1.00%를 차지했다. 연료원별로 제약발전량(CON)을 살펴보면, 원자력, 유연탄 등 기저발전기의 점유율은 낮고, 유류가 전체의 15.8%, LNG가 전체의 83.5%를 차지하며 점유율이 높았다. 1월 제약발전이 많은 발전기는 복합에서는 시운전중인 e_복합9C, f_복합2CC과 송전 계통제약이 있는 g_복합CC#1,2 등이며, 유류발전기는 h_#4, #5였다.

전기차 배터리에 충전한 전력도 판매할 수 있게 된다.
산업통상자원부는 이를 위한 관련 지침을 개정해 전기차 배터리 충전 전력을 거래할 수 있는 제도를 마련했다. 이를 통해 전기차 사용자는 야간에 값싼 전기요금으로 충전한 전력을 주간 피크시간 대에 비싼 가격으로 판매가 가능해졌다. 10㎾ 이하 전기차 배터리의 경우에는 한전으로부터 받은 전력량에서 자신이 한전에 송전한 전력량을 상계해 순 사용분에 대해서만 전력요금을 내는 것도 허용된다.
하지만 전기차 배터리 전력을 송전망에 보내기 위해서는 앞서 전기차 탑재형 충전기, 양방향 완속충전시스템, 전기차전력의 전력망 역송전(V2G·Vehicle To Grid) 표준 등 관련 기술이 개발돼야 한다.
이에 산업부는 관련 기술을 개발하고 실제 절감효과를 분석하는 V2G 실증사업을 추진키로 했다. 이미 지난 1월 말 한전, 현대·기아차, 서울대, 광주 과기원과 공동으로 광주 과기원에 V2G 테스트 베드를 설치했으며, 3월 중 서울대에도 구축해 운영하고 있다. 앞으로는 관련 전력거래 제도, 요금제 등을 검토해 V2G용 전기차가 확산될 수 있도록 제도개선도 추진할 예정이다.  
그에 따라 에너지저장장치(ESS)가 발전소로 인정되고 이 배터리에 저장해 놓은 전력을 한전에 직접 판매하거나 전기요금에서 상계할 수도 있게 된다. ESS에 충전할 때 사용하는 전기요금을 할인해 주는 에너지저장장치 맞춤형 요금제도 나온다. 또한, 여름의 경우 저녁 11시부터 아침 9시까지는 10% 할인된 요금으로 충전할 수 있게 되는 것이다.  
산업부는 이 밖에도 제철소 등에서 나오는 부생가스로 발전한 전력에 대해서는 연간 계약을 통해 안정적으로 구입해 줄 것이라 밝혔다.

스웨덴 전력 생산현황

- 현황

2013년 스웨덴의 전력 생산량은 총 162.2TWh로, 이중 원자력과 수력 발전량은 각각 63.4TWh, 60.8TWh로 총 생산전력의 39.0%와 37.4%를 차지했다.

- 에너지 정책

스웨덴은 재생에너지 사용 비중이 가장 높은 국가 중 하나로, 오는 2020년까지 재생에너지 비율을 50%까지 끌어올릴 계획이다. 2013년 기준 수력을 포함한 재생에너지의 사용비율은 48.4%로 집계됐다. 현재 전력인증제도 실시를 통해 신재생에너지 사용을 확대해가고 있으며, 2020년까지 풍력발전 연간 생산량을 30TWh로 확대할 계획이다.
한편 수송분야에서의 신재생에너지 사용비율은 오는 2020년까지 10%로 상향시킬 예정이라고 밝혔다. 이에 스웨덴 정부는 2013~2015년까지 에너지 연구비로 매년 13억 크로나(약 1억 9,000만 달러)를 지출하며 2016년부터는 연간 14억 크로나(약 2억 달러)를 고정적으로 지출할 계획이다. 주요 지원분야는 태양전지, 바이오가스, 제로에너지 주택이며, 이밖에도 다양한 연구 개발을 통해 스웨덴이 녹색산업분야에서 선도자적 위치를 지속 유지한다는 목표이다.

원자력발전산업

스웨덴은 총 12기의 원자로를 건설했고, 이중 1999년과 2005년에 각 1기씩을 폐쇄해 현재 10기를 운영중이다. 10기의 원자로는 업그레이드를 통해 과거 12기 운영 시와 동일한 수준의 전력을 공급하고 있으며, 원자력 발전기 총 출력은 1만 841㎿이다.
현재 스웨덴에서 운영 중인 원자로는 비등수형 원자로(BWR)와 가압 경수로(PWR) 등 2종이 있으며, 비등수형 원자로는 ASEA(현 ABB사)와 ASEA Atom(현재 Westinghouse Electric Sweden)사, 가압 경수로(PWR)는 Westinghouse가 건설했다.

스웨덴 원자력발전 현황

스웨덴의 원자력 발전소는 Barseback, Forsmark, Oskarshamn, Ringhals 등 4개로, 이중 Barseback 1호기는 1975년 가동을 시작해 그 동안 연간 660㎿의 전력을 생산했으나 1999년 국회결정에 의해 폐쇄됐다.
Barseback 2호기는 1977년 가동을 시작해 연간 600㎿의 전력을 생산해왔으며, 2005년 정부 결정으로 폐쇄됐다. 따라서 현재 가동 중인 핵발전소 원자로는 Forsmark 1·2·3호기, Oskarshamn 1·2·3호기, Ringhals 1·2·3·4호기 등 총 10기이다.
스웨덴 원자력발전소의 원자력 발전량은 1만 841㎿로, 원자력 발전소별 전력 최대 생산량은 Forsmark 발전소(액티브 원자로 3기)가 3,276㎿, Oskarshamn 발전소(액티브 원자로 3기)가 2,580㎿, Ringhals 발전소(액티브 원자로 4기)가 3,725㎿이다.

시사점

스웨덴은 1980년 국민투표를 통해 2020년까지 원자력발전소 폐기를 결정한 이후 대체에너지 공급 부족으로 원자력발전소 폐기를 수차례 연기해오다 2010년 2월 원자력발전법 개정안을 발표하고, 2010년 8월 1일부터 적용해왔다. 지난 정부에서는 원자력 발전소 폐기법안 폐지, 신규 대체 원자로 건설 허용(총 원자로 수는 10기로 유지), 민간주도의 건설프로젝트 추진, 원전사고 발생 시 손해배상 책임범위 확대 등 원자력발전정책을 유지해왔으나 지난해 총선에서 승리한 신정부는 원자력발전 폐기를 선거공약으로 내세운 바 있다.
2014년 9월 총선을 통해 출범한 신정부는 원자력발전소 10기 모두를 수명이 되면 완전 폐기할 방침이다. 정부의 한 관계자(Mr. Per-Anders Widell/내무부 에너지담당관)를 접촉한 바에 따르면, “스웨덴 정부는 단기간에 재생에너지 발전량을 급속히 늘려야 하는 과제를 안고 있다”며 “앞으로 신재생에너지 개발과 지원에 박차를 가할 계획”이라고 밝히고 있어 한국의 신재생에너지 관련 기업들의 관심이 필요할 것으로 판단된다.

■ 저전압(Low Voltage)
규정된 전압보다 낮은 전압의 상태를 저전압이라고 한다. 일반 가정에서 주로 사용하는 전압의 예를 들자면 표준전압은 220볼트로 규정되어 있으며, 표준전압에서 상하로 13볼트를 허용오차로 인정하고 있다.
전압이 이러한 허용오차를 벗어났다면 이를 저전압이라고 할 수 있다. 저전압 상태에서는 전기기기의 성능 저하 및 수명단축, 송전손실의 증가, 송전용량 저하 등의 영향이 나타나며, 저전압 발생 원인으로는 과부하, 장거리 전력수송, 대수용가의 부하변동 등이 있다.

■ 저전압계전기(Under Voltage Relay)
전압의 크기가 일정한 값 이하일 때 동작하는 계전기를 말한다. 저전압계전기는 전압이 일정 크기 이하로 저하되었을 때 보호계전기를 동작하도록 도와주며, 전동기 등의 전력설비를 보호하기 위한 용도로 사용되거나 송전선로?모선 등에서의 고장 판별을 위한 감시용 계전기로 사용된다.

■ 저주파 진동(Low Frequency Oscillation)
일반적으로 특정의 전력계통 운전조건에서 지속적으로 발생하는 0.1~2㎐ 주파수의 동요를 의미한다. 전력수요의 증가와 전력설비의 확장으로 전력계통 규모가 대형화되면서 계통 리액턴스가 증가하게 되고, 이로 인해 전력계통의 안정도 여유가 감소하게 된다. 이를 보상하기위해 발전기 전압의 신속한 변동이 가능한 고성능 여자기를 대형 발전기에 설치하여 전력계통의 안정도 여유를 증가시키고 있다.

■ 저주파수 보호(Under Frequency Protection)
주파수 저하상태로 인해 유발될 수 있는 전력계통 또는 발전설비의 고장발생을 방지하는 것을 의미한다. 주파수는 전력의 공급과 수요가 균형을 이룬 상태에 있을 때 안정을 유지할 수 있다.
그러나 발전기의 불시고장이나 수요의 이상급증 등으로 전력수요가 발전량보다 커지면 전력계통의 주파수가 저하하게 되며, 전력계통이나 전력설비 등에 나쁜 영향을 미치게 된다. 따라서 저주파수 보호는 전력계통 보호 또는 설비보호라는 두 가지 측면으로 구분할 수 있다.

■ 저탄기(Stacker)
선박에서 하역된 탄을 저탄장에 저탄하는 기계장치를 말한다.

■ 전기 루미네슨스
열방사 이외의 원인에 의해 발생하는 빛을 뜻하는 말로, 열이 생기지 않는 방사를 루미네슨스라고 하고 그 중에서 기체 중 방전에 의한 것을 전기 루미네슨스라고 한다.
■ 저항 감쇄기
저항에 의한 손실을 이용하여 레벨을 낮추는 장치이다.

■ 전계
전하를 가진 주변의 공간으로 그 전하에 의해 전기적인 영향을 받는 영역을 의미한다.

■ 전기자
전동기나 발전기의 주권선 및 이 권선을 감는 철심을 총칭하는 말이다.

■ 전기자 반작용
직류, 교류의 발전기에서 전기자 권선에 전류가 흐르면 기자력에 작용하여 자속의 분포를 변화시키는 현상이다.

■ 전력계통 실시간 시뮬레이터(Power System Real Time Simulator)
전력계통을 구성하고 있는 설비들을 축소해 제작하거나, 프로그램으로 구현하여 실 계통에서 발생할 수 있는 각종 현상을 시뮬레이터에서 실시간으로 나타날 수 있도록 만든 장치를 말한다.
시뮬레이터는 전력계통 안정도 해석을 비롯하여 각종 제어?보호기기 시험, 신규 개발품의 사전 성능검증 등에 사용된다. 최근 컴퓨터 기술의 발전으로 시뮬레이터도 점차 고기능화되고 있으며, 모의 대상이 되는 계통의 규모나 해석 정밀도가 지속적으로 향상되어 향후 그 사용범위가 확대될 전망이다.

■ 전기품질(Quality Control)
전기품질이란 전력의 공급신뢰도 또는 전기설비에 공급되고 있는 전력의 상태나 특성으로 정의할 수 있다. 전기품질의 평가지표로서는 일반적으로 주파수?전압?정전시간을 말한다. 전기사업법에서는 표준전압과 표준주파수 및 허용오차의 범위를 규정하고, 전기사업자로 하여금 전기품질을 규정된 범위 내에서 유지하도록 하고 있다.

■ 전기집진기(Electronic Precipitator, EP)
보일러에서 연소 후 배출되는 배기가스중의 회(灰, Fly Ash)입자 및 분진 등을 전기적 상호작용에 의해 포집하는 설비이다.

■ 전력거래대금(Trade Amount)
정산의 결과 개별사업자 간에 주고받는 보상금과 부담금을 말한다. 즉, 전력의 공급자에 대해서는 공급의 대가로 받아야 할 금액이며, 전력의 구매자에 대해서는 구매의 대가로 부담해야 할 금액이다.

전력거래소는 3월 16~17일 양일간, 대전 전력연구원에서 한일 양국의 전력계통 산학연 관계자 약 60여 명이 모인 가운데 2015년 한·일 전력계통 심포지움을 성황리에 개최했다.

한?일 전력산업의 현안과 전망을 주제로…

금번 심포지움에서는 한·일 전력산업의 현안 및 전망이라는 주제로 심도 있는 발표와 토의가 진행되었으며, 한국측은 전력거래소를 비롯해 전력연구원, 전기위원회, 서울대 및 고려대가, 일본측에서는 산학연 관련업체 최고 전문가 13명이 참석했다.

일본측, 일본 전력산업의 패러다임 변화 소개

일본 전력산업 구조개편의 선구자로 평가받는 와세다 대학의 요코야마 교수는 기조연설에서 후쿠시마 사태 이후 안정적인 전력공급 위주의 일본 전력산업의 패러다임 변화를 소개했다.
또한, 나이토 동경전력 부사장은 일본의 전력시장 구조개편이라는 주제 발표를 통해 일본의 지역 간 전력망 운영기관인 ‘옥토(OCCTO, Organization for Cross-regional Coordination of Transmission Operators)’ 설립 추진에 관한 구체적인 일정을 소개해 한국측 참석자들의 관심을 집중시켰다.
향후 신설될 옥토의 주요 역무는 계통 전체의 전력수급, 주파수 조정 및 장기 전력망 계획이 될 것으로 예상된다.

한국측, 전력망의 사회적 수용성 확대 방안 발표

한국측에서는 전기위원회 오태규 위원장의 ‘전력산업 구조개편’ 주제발표를 비롯해 유연송전시스템(FACTS)를 이용한 전력망의 사회적 수용성 확대 방안(한전) 등의 발표가 이어졌다.
특히 전력망에 대한 사회적 수용성 문제, 신재생에너지원의 증가에 따른 유연송전시스템 적용방안 및 대규모 수용가 혹은 신재생에너지원의 계통 비동기 연계방안과 관련해서는 한?일 참석자들의 높은 관심과 열띤 토론이 이어지기도 했다.

전력거래소  www.kpx.or.kr

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 있다. 이는 전력수요 대비 일반발전설비 공급가능용량의 점유율이 전력시장가격에 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
2014년 12월 일반설비의 전력수요 기여율을 살펴보면, 평균 기여율은 33.2%로 전년도 동월의 평균 35.2%보다 낮은 수준이다. 동월의 기저발전기 입찰량 평균은 전년 동월 대비 3,205㎿ 증가한 41,710㎿였고, 예측수요 평균은 전년대비 3,060㎿ 증가한 63,031㎿를 기록했다. 기저발전기 평균 입찰량은 대폭 증가했으며, 평균예측수요 또한 상승하면서 일반설비의 전력수요기여율이 소폭 감소했다. 일반설비 전력수요 기여율 최대치는 12/11 목 10시 43.8%(기여량 31,941㎿)를 기록했다.

(2) 예측수요와 일반설비의 전력수요 기여율

예측수요와 기여율 분포도를 살펴보면, 일반적으로 전 예측수요와 기여율 분포도를 살펴보면, 일반적으로 전 구간에서 일반설비의 전력수요 기여율이 전력수요가 상승할수록 증가하는 경향을 보였다. 변동비가 낮은 기저발전기는 거의 전 구간의 입찰량 대비 높은 발전율로 운전하므로, 전력수요가 변동하는 부분의 운영에는 변동비가 높은 일반설비가 기여하기 때문이다.
12월 일반설비의 평균 기여율은 33.2%로 전월 30.6% 대비 소폭 증가했으며, 전년 동월 35.2% 대비해서는 감소했다. 이는 전년대비 기저발전기 평균입찰량이 3,205㎿ 증가했으나, 예측수요 평균이 3,060㎿로 적게 상승한 영향이다.

(3) 전력시장가격과 전력수요

12월 예측수요와 시장가격간의 상관계수는 0.865로 전년 동월 0.918보다 소폭 감소했다. 상관계수의 감소는 예측수요가 증가할 때 시장가격이 증가하는 정도가 작아진 것을 의미하는데, 동월에는 시장가격에 미치는 전력수요의 영향도가 전년에 비해 작아진 것이다.
전반적으로 전년 동월에 비해 안정된 가격결정이 발생됐으며, 이는 공급능력이 전년에 비해 평균 6,535㎿가 증가해 대폭 확충됐으나, 예측수요 평균은 3,060㎿의 상승에 그친 영향이 반영된 것이다. 이와 같이 공급능력 확충에 비해 수요가 적게 증가한 가운데 SMP 평균값은 전년대비 3.5%p 하락했다.
SMP 최대치는 12/11(목) 10시 a_복합#2CC가 결정한 155.85원/㎾h이었고, SMP 최저치는 12/1(월) 3~4시에 b_복합#2CC가 결정한 133.41원/㎾h이었다.

(4) 거래규모와 정산단가

12월 전력거래량과 정산단가의 상관계수는 0.886로 전년 동월 0.903에 비해 소폭 감소했다. 여기서 상관계수의 감소는 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향이 작아진 것을 의미하는데, 이는 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향도가 전년 동월에 비해 약해졌음을 뜻한다. 동월 정산단가 최고치는 105.01원/㎾h로 12/11(목) 10시에 발생했다. 이는 a_#2CC가 가격결정을 하면서, SMP 또한 월중 최고치였으며, 일반입찰 기여도도 높은 수준을 기록한 시기였다. 또한, 평균 정산단가는 89.89원/㎾h로 전년 동월대비 18.1% 상승했는데, 이는 평균 SMP는 하락했으나 정산조정계수가 상향 조정된 결과이다.

(5) 가격지속곡선

12월 가격대별 지속시간을 살펴보면, 전반적으로 전년에 비해서 안정된 가격결정 형태를 보이고 있으며 평균가격은 하락한 양상을 나타냈다. 150원/㎾h이상의 구간에서 전년 동월에는 46.4%를 차지했으나, 금년에는 단 4.6%를 보이고 있다.
발전단가가 높은 제주지역의 발전기, LNG 기력의 가격결정비율과 공급능력이 전년에 비해 평균 6,535㎿가 증가했으나, 예측수요는 이보다 적은 3,060㎿의 상승한 영향이 반영된 것이다.

(6) 가격변동성

12월 평균시장가격은 144.10원/㎾h으로 전년 동월대비 3.9% 하락, 전월 대비 7.7% 상승했다. 전월대비 LNG가 가격을 전부 결정한 상황에서 LNG 열량단가의 상승(+5.6%)이 요인으로 작용, 전년 동월에 비해 열량단가가 가장 높은 유류발전기의 가격결정 사례가 발생하지 않아 하락요인이 됐다. LNG복합의 가격결정비율은 전년 동월대비 11.8%P 증가한 100.0%였으며, 유류는 11.8%P 감소해 가격을 결정한 사례가 전무했다.
그 외에도 국내탄과 유연탄도 가격을 결정한 사례가 전무해 LNG가 모든 거래시간의 가격을 결정했다.

2. 전력계통현황

(1) 발전원별 발전율

발전원별 12월 평균 발전율(입찰용량대비)은 유연탄기력 100.00%, 무연탄기력 93.68%, 중유기력 24.56%, LNG 61.43%, 원자력 99.98%를 나타냈다. 전체 평균 발전율은 83.9%로 전월 대비 2.9%p 증가, 전년 동월 대비 4.9%p 하락했다. 전월 대비 상승한 요인은 입찰량의 증가율(12.7%p)보다 발전량 증가율(16.8%p)이 컸기 때문이며, 전년 동월 대비 상승한 요인은 입찰량 증가율(11.7%p)이 발전량 증가율(5.6%p)보다 큰 것에 기인한다.
전반적으로 원자력 및 유연탄, 무연탄기력 등 기저발전기는 월평균 100%에 가까운 발전율로 운영됐으며, 기타 중유기력 및 LNG의 경우는 발전율이 전력수요의 영향을 받아 변동하는 패턴을 보였다.

(2) 일별 공급예비력 추이

12월 평균 공급예비력은 14,118㎿로 전년 동월 10,935㎿ 대비 3,183㎿ 증가했으며, 전월 16,173㎿ 대비 2,005㎿ 감소했다. 전년 동월 대비 공급능력은 6,827㎿가 상승했는데, 최대전력이 3,761㎿ 증가한 영향이 반영된 것이다. 전월 대비 공급능력은 평균 7,282㎿ 늘었으나, 최대전력 또한 9,454㎿ 상승함으로써 공급예비력은 2,055㎿ 감소했다.
최저공급예비력은 12/09(화)에 발생한 655㎿로, 해당 일 운영예비력도 충분히 확보돼 별도의 전력수급 경보 발령 없이 안정적으로 운영됐다.

(3) 입찰기준 예비력과 전력시장가격

12월 송전단 기준 최대전력은 12/17(수) 11시 77,050㎿를 기록해 전년 동월 72,735㎿ 보다 5.93% 증가한 수치로 집계됐다. 월 평균전력(발전단기준)의 경우는 66,372㎿를 기록해 전년 동월 대비 5.2% 상승했으며, 전년대비 최대전력과 평균전력이 모두 증가했다. 전년 동월 대비 월간 피크 시 설비용량은 신규 발전기의 준공(c 등)으로 6,247㎿ 상승한 93,216㎿에 이르러 7.2%의 증가율을 보였고, 공급능력은 전년 대비 8,087㎿(10.0%) 증가한 89,357㎿를 확보했다. 최근 6년간('09~'14)의 연도별 12월 실적을 보면 최대전력 증가율은 3.2%로 나타났으며, 월평균전력 증가율은 3.0%로 집계됐다.

(4) 전력시장가격과 입찰기준 예비율

전력시장가격과 입찰기준 예비율과의 관계를 살펴보면, 전반적으로 반비례 추세를 확인할 수 있다. 즉 입찰기준 예비율이 증가할수록 전력시장가격이 낮아진 것이다.
입찰기준예비율 증가에 따라 전력시장가격이 낮아지는 정도는 상관관계로 비교할 수 있으며, 전월 입찰기준예비력과 시장가격의 상관관계가 △0.862이었던 것에 반해 동월에 △0.782로 시장가격에 예비력이 미치는 영향이 소폭 감소한 것으로 나타났다.
분포도를 살펴보면 전월대비, 시장가격이 전반적으로 높게 형성되어 있다. LNG가 가격을 전부 결정한 상황에서 LNG 열량단가의 상승에 기인해, 평균 전력시장가격이 전월 133.78원/㎾h에서 12월 144.10원/㎾h로 상승했다.

(5) 제약발전량

12월 총 제약발전량(CON)은 2,545.22GWh로 총 3,524.51억 원의 정산금이 발생했다. 이는 총 부가정산금 중 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 전월 대비 제약발전량 5.6%, 정산금 26.9%가 줄었으며, 전년 동월 대비 제약발전량 2.2%, 정산금 20.4%가 감소했다. 기타 항목에서의 각 정산금 비중은 시운전 발전량 실정산금(REBCO) 비중이 95.23%, 그 외에는 기동비용정산금(SUAP) 비중이 3.83%를 차지했다.
연료원별로 제약발전량을 살펴보면 원자력, 유연탄 등 기저발전기의 점유율은 낮고, 유류가 전체의 6.7%, LNG가 전체의 90.8%를 차지하며 점유율이 높았다. 12월 제약발전이 많은 발전기는 복합에서는 시운전중인 g_복합2CC, h_복합2CC, 유류발전기에서는 f#4, #5였다.

일본 독립 행정법인 신에너지·산업기술 종합 개발 기구(이하, NEDO), 기술 연구 조합 광전자 융합 기반기술 연구소(PETRA), 후지쯔(Fujitsu), 후지쯔 연구소, Fujitsu Laboratories of America, Inc.가 서버나 슈퍼컴퓨터의 CPU 간 고속 데이터 통신을 세계 최고의 전력 효율인 1Gbps당 5㎽로 실현하는 실리콘 포토닉스 기술을 이용해 광 송수신 회로를 개발했다. 광소자를 저전압 구동시키면서 송신 데이터의 변화를 파악해 큰 진폭이 되도록 보완하여 기존의 반 정도 전력으로 25Gbps의 고속 동작을 실현한 것이다. 이 기술은 소비 전력을 억제하면서 여러 광 송수신 회로를 연결해 매초 테라비트급 고속 전송을 실현할 수 있기 때문에 서버나 슈퍼컴퓨터의 고성능화가 기대된다.
NEDO는 정보통신기기의 전력 절약화와 고속화를 목적으로 실리콘 포토닉스 기술을 이용한 기반기술을 확립하는 것을 목표로 해 ′초저소비 전력형광 일렉트로닉스 실장 시스템 기술개발′ 프로젝트를 추진하면서, 서버나 슈퍼컴퓨터의 CPU 간 고속 데이터 통신을 세계 최고의 전력 효율인 1Gbps당 5㎽로 실현하는 실리콘 포토닉스 기술을 이용한 광 송수신 회로를 개발한 것이다. 광소자를 저전압 구동시키면서 송신 데이터의 변화를 파악해 큰 진폭이 되도록 보완하여 기존 반의 전력으로 25Gbps의 고속 동작을 실현했다. 이 기술을 통해 소비 전력을 억제하면서도 여러 광 송수신 회로를 연결한 매초 테라비트급 고속 전송이 가능할 것으로 예상됨에 따라 향후 서버나 슈퍼컴퓨터의 고성능화가 기대되고 있다.

■ 자연순환 보일러(自然循環 보일러, Natural Circulation Boiler)
보일러 수(水)의 순환이 물의 밀도차에 의해 이루어지는 보일러를 말한다.

■ 자왜 현상
강자성의 물질을 자화(磁化)할 때 그 물질에 탄성적 변형이 생기는 현상으로, 자성 물질을 자화하면 변형이 생기고, 반대로 외부로부터 힘을 가하여 변형시키면 자화의 상태가 변화하는 것을 말한다.

■ 자율시정조치(自律是正措置)
전력시장운영규칙의 규정에 의하여 전력시장감시위원회가 전력시장운영규칙을 위반하여 불공정한 거래를 한 시장규칙대상자 등에게 부여하는 조치를 말한다. 전력시장감시위원회는 전력시장에 대한 감시 및 조사 결과 시장규칙대상자 등이 규칙을 위반해 불공정한 거래를 한 것으로 판단되면 이를 시정토록 하거나 전력거래소 정관에 따른 회원징계를 하도록 요구할 수 있으며, 불공정 행위로 발생한 부당이익의 범위내에서 자율제재금을 부과할 수 있다.

■ 자율제재금(自律制裁金)
시장규칙대상자가 전력시장운영규칙 등을 위반해 부당이득을 취한 경우 전력시장감시위원회가 전력시장운영규칙의 규정에 따라 시장규칙대상자에게 자율시정조치의 일환으로 부과하는 제재금을 말한다. 자율제재금의 금액, 납부기한, 납부방법 등은 전력시장감시위원에서 사안별로 결정하며, 금액은 부당이익의 범위내에서 결정한다.

■ 자화
자계 내에 놓은 물체가 자기 유도에 의해 자석으로 변화되는 것을 의미한다.

■ 작용 인덕턴스
송배전 선로에서 전선 1가닥 당의 정전 용량이다.

■ 잔류 잔기
자화 곡선에 있어서 자화력을 제로로 했을 때의 자속 밀도를 말한다.

■ 잠열
가해진 열이 온도의 변화를 일으키지 않으면서 액체에서 증기로 되기 위해 에너지로 사용되는 열이다.

■ 장력
전선을 가선할 때 그 전선에 가해지는 하중이다.

■ 재결합
여기된 전하가 원래의 궤도로 되돌아오는 것을 의미한다.

■ 재고자산회전율
재고자산회전율(Inventories Turnover) 매출액을 재고자산으로 나눈 것으로, 재고자산이 당좌자산으로 변화하는 속도를 나타낸다.

■ 재열기(再熱器, Reheater)
고압터빈에서 포화온도에 가까이 팽창해 일을 하고 나온 증기를 다시 보일러로 되돌려 보내 가열하는 장치를 말한다. 재열기에서 가열해 과열도를 높인 증기를 저압터빈에 넣어 재팽창시키면, 습분에 의한 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 열효율도 향상시킬 수 있다.

■ 재폐로 성공(再閉路 成功, Reclosing Success)
재폐로 계전기가 동작하여 차단기를 재투입한 결과, 최초에 발생되었던 사고원인이 제거되고 정상적으로 운전이 가능하게 된 상태를 말한다.

■ 재폐로 실패(再閉路 失敗, Reclosing Failure)
재폐로 계전기가 동작하여 차단기를 재투입했으나 최초 발생되었던 사고원인이 지속됨에 따라 차단기가 재차단(再遮斷)됨에 따라 정상적인 운전상태로 복귀되지 아니한 것을 말한다.

■ 재폐로(再閉路, Reclosing)
송전선로에 순간적인 고장이 발생한 경우, 전력설비 보호를 위해 차단기를 일시 차단했다가 일정시간이 경과한 후 자동적으로 차단기를 다시 투입(송전선로 연결)하는 일련의 동작을 재폐로라고 한다.

■ 재폐로계전기(再閉路繼電器, Reclosing Relay)
송전선로에 순간고장이 발생했을 경우, 일정시간이 지난 후 자동적으로 차단기를 다시 투입하도록 지시하는 계전기를 말한다. 송전선로에 고장이 발생하면 계전기가 이를 인지하여 송전선로 양단(兩端) 변전소의 차단기를 개방시키게 된다. 가공(架空) 송전선로의 경우에는 낙뢰 등으로 인한 순간고장이 많아 정해진 시간 후에 자동으로 차단기를 재투입하도록 지시하도록 하는 기능을 갖는다.

■ 저역 보상회로
저주파 증폭회로 등에서 저주파 영역의 이득 저하를 보상하는 회로이다.

■ 저위발열량(低位發熱量)
고위발열량에서 연소생성물인 수증기의 잠열을 감한 열량을 말한다.