스마트 그리드 환경을 고려한 수용가 의사결정 기반 수요반응 프로그램에 관한 연구

Abstract

본 연구는 기존의 국내외 수요자원 활용의 실태 및 취약점을 검토하고, 스마트 그리드(SG) 환경을 대비한 개선 방향을 고찰하여, 수용가 의사결정 기반 수요반응(DR) 모델을 제안하였으며, 이를 이용한 비상시 및 상시 수요반응 모델을 설계하였다. 스마트 그리드 환경을 고려한 수용가 의사결정 기반 수요반응 프로그램(DRP)의 개발을 위해, 우선 합리적인 수요반응 자원 구분의 기준을 제시하였으며, 이를 수요반응 프로그램 참여자 입장에서 자발적 참여 결정의 기준으로, 또한 수요반응 프로그램 제공자 입장에서는 목적에 따라 달라지는 수요반응 자원 선별의 기준으로 활용할 수 있도록 하였다. 다음으로, 본 연구는 계층분석과정(AHP) 및 퍼지 이론을 활용한 수요반응 모델을 개발하여 비상시 수요반응 프로그램에 활용하는 방안을 제안하였다. 여기서, 계층분석과정은 수요반응 프로그램 참여 결정의 기준이 되는 항목의 정성적 쌍대 비교를 통해 각 항목의 중요도를 정량화 하는데 활용하여, 부하의 개별 특성에 따라 상이한 최적 수요반응 프로그램의 결정을 가능토록 하였으며, 이는 자동 수요반응 프로그램(ADRP)에 적합하도록 설계하였다. 퍼지이론은 수동 수요반응 프로그램(MDRP)의 경우, 수용가의 수요반응프로그램 참여 불확실성을 모델링하는데 적용하였으며, 이는 수요반응프로그램 시행자의 적정 부하 선별에 활용할 수 있도록 설계하였다. 또한 부하의 반응 유형별 탄력성 행렬을 정의하고, 부하반응 이력을 이용한 탄력성 행렬 가중합의 방법을 제시하여 상시 수요반응 모델에 활용할 수 있도록 하였다. 마지막으로, 수요반응 효과의 정량적 분석방법을 상세히 검토하였으며, 인센티브의 제약을 통해 전력시장 구성원들의 파레토 증진을 고려할 수 있도록 수요반응 프로그램을 설계하였다. 제안하는 방법론은 스마트 그리드 환경에서 수용가 수요반응 프로그램 참여 의사 결정을 실시간으로 반영하는데 응용되어, 수요반응의 중요한 특징인 양방향, 실시간 정보교환을 통한 운영을 실현하기 위한 기조연구로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.