최대후회비용의 최소화 기법을 이용한 중장기 전력수급계획 연구 = Mini-Max Regret Analysis for Electricity Demand-Supply Planning

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 저예비율과 전원구성 왜곡의 원인이 되는 전력수급계획과 관련된 불확실성에 대처할 수 있는 방안으로서 최대후회의 최소화 분석기법을 제시하고 있다. 동 기법의 적용을 위해서는 옵션과 환경상태의 설정, 보상행렬을 구성하기 위한 비용 추정이 필요하다. 본 연구에서는 WASP 모형의 운용을 통해 옵션별 수급계획의 비용행렬을 구성하고 후회비용을 분석하였다.
최대후회의 최소화 기법에 의한 수급계획 수립이 기존의 확정적 수급계획 수립기법에 비해 유효하다는 가설은 1999년도에 수립된 제5장 장기전력수급계획의 예측 전력수요들을 옵션으로 하고 환경상태가 실적 전력수요일 때의 후회비용을 분석함으로써 유효성을 입증하였다. 검토 결과 1999년 계획수립시 후회비용 분석 방식에 의해 계획이 수립되었다면 확정적 계획수립에 비해 2000～2010년 기간 동안 약 6조원의 전력공급비용 절감을 가져왔을 것으로 추정되었다.
아울러 본연구에서는 2008년도에 수립된 제4차 전력수급기본계획의 주요전제를 이용하여 2030년까지의 전력수급계획을 검토하였다. 각 3개의 옵션과 환경 상태에 따라 9개 수급계획안의 목적함수와 후회비용이 추정되었다. 제시된 방법론은 주요 전제에 대한 시나리오 설정과 결과 분석을 통하여 견고성을 검증하였다.
결론적으로 제4차 전력수급기본계획의 주요입력을 전제할 경우 전력수급계획은 상한수요를 예상하고 설비계획을 수립하는 경우 어떤 수요가 실현되더라도 가장 낮은 비용으로 전력공급이 가능하다는 결과가 도출되었다.
미래의 불확실성에 효과적으로 대처하기 위해서는 전력수급계획의 수립 방법으로서 최대 후회비용의 최소화 방법의 적용이 유효하며, 전력공급비용의 감소하기 위한 전략으로서 원자력, 유연탄 등 기저발전 설비의 적극적인 확충이 바람직하다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Power companies face many internal and external uncertainties. Those cause the low reserve margin and distortion of plant mix. This report proposes that the minimax regret analysis is a suitable method to manage the uncertainties. WASP program is used to get the electricity supply costs(system cost) of each long-term power plan. System costs are used to calculate the regret costs.
The hypothesis that the minimax regret analysis method is superior to deterministic method is verified with the examination of the 5th long-term power plan(LTPP) established in 1999. If the minimax regret method was applied, we can save system cost 6,000 billion won during 2000-2010.
Also, our research studies the power plan to 2030 by minimax regret method using the data of 4th basic power plan in 2008. The system cost and regret cost was estimated and analysed. If the LTPP is established with the high demand forecast, electricity can be supplied the lowest cost though demand forecast has uncertainty. This result is unchanged even though input data change like applying the probability of demand, revising the demand forecast to upward and the construction cost to upward.
As a result of analysis, the minimax regret method is recommended to establish the LTPP for lower supply cost. It is desirable to increase the portion of base load plant such as nuclear and coal generating facilities to save the electricity supply cost if the minimax regret method is applied.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제2장 CBP 시장체제와 전력수급 3
• 제1절 전력시장제도 4
• 1. 용량요금 4
• 2. 에너지요금 6
• 제2절 전력수급기본계획 9
• 1. 개요 9
• 2. 전력수급기본계획의 수립절차 10
• 3. 전력수급기본계획의 결과 분석 13
• 제3장 전력수급계획의 불확실성 대처방안 25
• 1. 전력수급계획과 불확실성 25
• 2. 불확실성하에서의 의사결정 28
• 3. 후회비용 최소화 방법의 적용 사례 39
• 4. 불확실성하에서의 의사결정 이론 적용 연구 사례 41
• 제4장 후회비용 분석에 의한 전력수급계획 46
• 제1절 전원계획 최적화와 WASP 모형 46
• 1. WASP 모형 49
• 2. 동적계획법 57
• 제2절 최대 후회비용 최소화 기법에 의한 수급계획 수립기법의 개선 69
• 1. 적용 모형 69
• 2. 모형의 검증 70
• 3. 최대 후회비용 최소화기법에 의한 수급계획 수립의 개선 75
• 제5장 결론 90
• 참고 문헌 92
• 부록 WASP 운용 결과 95