전력거래소(이사장 염명천)는 지난 7월 12일 제주실증단지 전력시장의 모의운영을 개시했다. 이는 정부가 추진하는 스마트그리드 제주실증단지 사업분야 중 Electricity Service 분야의 가상전력시장 구축을 담당하는 임무이다.
최초 사업계획에서는 ‘11년 3월부터 모의운영 서비스를 개시할 예정이었으나, 올해 11월 제주에서 개최 예정인 G20 정상회의에서 스마트그리드 실증사업을 소개하고, 제주실증단지에 참여하는 11개 시장참여사가 조기에 전력시장의 운영방법을 습득할 수 있도록 금년 7월부터 입찰 및 가격결정 부분에 대해 우선적으로 시행하게 됐다.
당초 모의운영은 7월 5일 오픈 예정이었으나 시장참여사업자들의 상비입찰 자료제출이 다소 지연됨에 따라 7월 12일부터 본격적으로 서비스를 시작하게 됐다. 모의운영의 주요내용을 살펴보면 다음과 같다.
첫째로, 실증단지 전력시장에 참여하는 실증사업 참여자가 전력시장을 운영하고 있는 통합운영센터(TOC: Total Operation Cen)에 모의운영을 위한 수요입찰을 수행한다. 수요입찰은 일반수요 입찰, 수요감축 입찰, 수요측 발전 입찰로 구분하여 수행한다.
수요입찰은 컨소시엄이 소비자 의향을 반영한 입찰을 통해 전력시장 시장가격결정에 참여함으로써 자발적인 전력소비를 유도하고 수요변동이 가격결정에 다시 영향을 주는 선순환적인 프로세스가 정립되게 된다.
일반수요 입찰인 경우 소비자는 실시간 전기요금 수준이 낮은 시간대에서는 전기 사용량을 늘리고 전기요금 수준이 높은 시간대에서는 전기 사용량을 줄이게 되어 에너지 소비가 경제적 이익에 부합되도록 소비패턴이 합리적으로 변화하게 된다.
전력계통 운영관점에서 이를 바라본다면, 부하수준이 높은 하계나 동계시즌의 최대부하 증가로 발생하는 추가적인 발전 및 송전설비의 증설비용을 감소시키는데 기여하게 된다.
더불어 수요증가 억제는 전기생산을 위해 사용되는 화석연료 사용량을 감소시켜 지구온난화에 영향을 주는 이산화탄소의 배출량을 감소시켜주는 역할까지 수행하게 된다. 이는 실시간 전기요금제가 스마트그리드 구현을 위한 핵심요소로 간주되고 있는 사유이기도 하다.
적극적인 수요감축 수단으로 수요감축량에 인센티브 제도를 적용하는 사례도 존재한다. 미국 PJM, California ISO 등은 소비자가 평상시 소비하는 전력량을 시간대별로 산정한 고객기준부하(Customer Baseline Load, CBL)에 기반하여 수요감축량에 대한 보상금을 지급하고 있다.
예로 빌딩, 공장, 대규모 주택 등의 소비자들이 고객기준부하 대비 감축한 전기사용량에 대해 기대이익을 전력시장에 가격으로 입찰하고 낙찰된 양에 대해 정산금을 받게 된다. 제주 실증단지에서도 Smart Place분야의 컨소시엄들이 이러한 역할을 담당하게 될 것으로 본다.
실증단지 전력시장에는 새로운 형태의 자원과 기술이 출현할 것으로 예측하고 있다. 전기저장장치를 활용한 비즈니스 모델 개발 및 실시간 계통운영에 기여하는 V2G(Vehicle to Grid), 몇 개의 자원을 결합해 하나의 발전기처럼 운영하는 가상발전기(Virtual Power Plant, VPP)가 대표적이라고 할 수 있겠다.
배터리 등의 전기저장장치를 활용하여 컴소시엄이 설계한 실시간 요금제에 따라 전기자동차에 충전서비스를 제공하고, 다수의 전기자동차와 전력선로를 연결하여 실시간적으로 전력 수요와 공급을 일치하게 해 주는 계통운영 보조서비스(Anciliary Service)를 제공하고 정산금을 지급받는 신규 사업의 상용화 시험이 전개될 것으로 본다.
또한 태양광, 풍력, 배터리 등을 조합하여 가상의 발전기를 구축하고 계통운영자가 지시한데로 출력을 제어할 수 있는 소형 에너지관리시스템(Energy Management System)이 개발되어 기존에 신재생자원들이 갖고 있는 출력의 불확실성을 제거하고 전력계통 운영의 안정성이 향상될 것으로 보여진다.
1일전 시장가격은 수요측 공급자원과 발전자원의 입찰을 바탕으로 발전기 기동정지계획을 반영한 최적화를 수행하여 시장가격을 결정하고 낙찰량을 재무적으로 결합시킴으로써 실증단지 참여자들에게 실시간 시장가격의 헤징(Hedging)기회를 부여하고 있다.
1일전 시장가격 결정요소로는 공급측인 경우 현행 CBP 시장의 발전기 입찰자료 및 특성자료를 이용하여 가격입찰방식으로 변경하여 적용하며, 수요측인 경우 실증사업 참여자가 제출한 입찰자료를 반영하여 적용한다.
특히, 수요측 입찰량은 제주실증단지에 한정돼 이를 전국단위로 환산해 적용함으로써 가격수준에 따라 수요량의 증감이 이뤄지도록 구현했다.
실시간 시장가격은 발전기 Trip, 수요변동 등 실시간 수급상황을 반영해 시장가격을 결정하며 실시간으로 운영됨으로 발전기 기동정지 계획은 고려되지 않는다. 실시간시장가격은 1일전 시장에서의 입찰결과, 실시간 수급상황 변동에 따른 변경입찰 자료, EMS를 통한 발전기 운전상태 자료 등을 취득하여 기동중인 발전기의 연속운전 상태가 반영되어 결정되도록 설계했다.
향후 계획으로는 2011년 6월 예정된 전력시장의 개설 준비를 위해 위해 2단계(‘10년 11월 ∼ ’11년 2월)기간 동안 수요자원의 입찰단위별 계량값 취득 시험 및 실증단지 규칙에 의거한 입찰단위별 정산 모의운영을 시행할 예정이며, 3단계(‘11년 ’3월 ∼ ’5월)기간 에너지 종합정보 서비스를 포함한 Full-Scale System의 모의운영을 수행할 예정이다.
이와 같은 준비단계를 거쳐 내년 6월 개설 예정인 제주실증단지 전력시장이 성공적으로 운영될 것으로 기대하고 있다.