๋ช
ํธ์ฐ
(Ho-San Myung)
1iD
๊น์ํ
(Yeong-Hawn Kim)
2iD
๊น์ธํธ
(Se-Ho Kim)
โ iD
-
(Energy Solution Div., SK D&D.)
-
(Jeju Branch office, KPX.)
Copyright ยฉ The Korean Institute of Electrical Engineers(KIEE)
Key words
VRE(Variable Renewable Energy, PV(Photovoltaic), Wind Power, Curtailment, ESS(Energy Storage System), Energy Mix
1. ์ ๋ก
๊ธฐํ๋ณํ ๋ฐ ๊ธฐ์์ด๋ณ ๋ฑ์ผ๋ก ์ธํ์ฌ ํ๊ฒฝ์ ๋ํ ๊ด์ฌ์ด ๋์์ก๊ณ , ์ฌ๋ฌ ๊ตญ๊ฐ์์๋ ํ๋ฆฌํ์ , ๋์ฟ ์์ ์ ๋ฑ ์จ์ค๊ฐ์ค๋ฅผ ์ค์ด๊ธฐ ์ํ ๋
ธ๋ ฅ์ด ๋ค๋ฐฉ๋ฉด์ผ๋ก
์ด๋ฃจ์ด์ง๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด์ ๋ฐ๋ผ ์ฌ์์๋์ง์ ๋ํ ๊ด์ฌ ๋ํ ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์๋ค.
์ฐ๋ฆฌ๋๋ผ ์ญ์ ์ฌ์์๋์ง 3020์ ์ฑ
, ๊ทธ๋ฆฐ ๋ด๋์ ์ฑ
๋ฑ์ ๋ค์ํ ์ ์ฑ
๊ณผ ์ ๋์ ์ง์์ ํตํ์ฌ ์ฌ์์๋์ง์ ๋ณด๊ธ์ ํ์ฐ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์ ์ฃผ์ง์ญ ๋ํ 2030๋
๊น์ง
๋๋ด ์ ๋ ฅ์์์ 100%๋ฅผ ์ ์ฌ์์๋์ง๋ก ๊ณต๊ธํ๋ ๊ฒ์ ๋ชฉํ๋ก ์ฌ์์๋์ง๋ฅผ ๋ณด๊ธํ๊ธฐ ์ํ ๋
ธ๋ ฅ์ ํ๊ณ ์๋ค(1-3).
ํ์ง๋ง ์ ์ฃผ์ง์ญ์ ์ฌ์์๋์ง ์ค๋น ์ ์ ์จ์ด ์ ์ฃผ์ง์ญ์ ์ ๋ ฅ๊ณต๊ธ์ค๋น์ฉ๋์ ์ฝ 40% ์์ค์์๋ ์๊ธ๋ถ๊ท ํ์ผ๋ก ์ธํ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์ฌ๋ก๊ฐ ๋ค์ ๋ฐ์ํ์ฌ ์ ๋ ฅ๊ณํต
์ด์๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ฌ์์๋์ง๋ฐ์ ์ฌ์
์๋ ๋ง์ ์ด๋ ค์์ ์ฃผ๊ณ ์๋ค(4).
์ ๋ฝ, ๋ฏธ๊ตญ ๋ฑ์์๋ ์ด๋ฏธ ์ฌ์์๋์ง์ ์ ์ ์จ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ ๋ ฅ์๊ธ๋ถ๊ท ํ, ์ก์ ํผ์ก ๋ฑ์ ์ํ ์ฌ์์๋์ง์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ค์ ๋ฐ์ํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์๋์ง๋ฏน์ค์
ESS ๋ฑ์ผ๋ก ์ด๋ฅผ ์ํํ๊ธฐ ์ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ง์์ ์ผ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง๊ณ ์๋ค(4-6). ์ ์ฃผ์ง์ญ์์๋ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ์ ๋ ฅ๊ณํต์ผ๋ก์ VRE(Variable Renewable Energy) ์์ฉ์ฆ๋๋ฅผ ์ํ ์ฌ์์๋์ง ๊ธฐ์ฌ๋ ๋ถ์, ์ถ๋ ฅ๋
๋ฐฐ๋ถ ๋ฐฉ์, ์๋์ง๋ฏน์ค ๋ฐ ESS(Energy Storage System) ์ด์ ๋ฑ ๋ค์ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ๋๊ณ ์๋ค(7-9).
ํ์ง๋ง ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ๊ณ ๋ คํ๋ ์๋์ง๋ฏน์ค์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ๋ ์์ง ๋ฏธ๋ฏธํ๋ฉฐ, ๋๋ถ๋ถ์ ์๋์ง์ ์ฅ์ฅ์น๊ด๋ จ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ฌ์์๋์ง์ ์ถ๋ ฅ ๋ณด์ ๋ฐ ์ถ๋ ฅ ์์ ํ ๋ฑ์
๋จ์ฃผ๊ธฐ ์ด์ฉ์๋ง ์ง์ค๋์ด ์์ด, ์ฌ์์๋์ง ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ์ํํ๊ธฐ ์ํ ์ฅ์ฃผ๊ธฐ ์ด์ฉ์ ํตํ ์์ฉ์ฑ ์ฆ๋๋ฐฉ์์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ์ํ ์ค์ ์ด๋ค.
์ ์ฃผ์ง์ญ์์ ํ๋ ฅ๋ฐ์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ํ์๊ฐ ํด๋ง๋ค ์ฆ๊ฐํ๋ ์ํฉ์์ ๊ณํต์ด์์์ ๋ฐ์ ์ฌ์
์์ ์ด๋ ค์์ ํด๊ฒฐํ๊ณ ์ ์ฃผ์ง์ญ์ ๋ ๋ง์ ์ฌ์์๋์ง๋ฅผ ๋ณด๊ธํ๊ธฐ
์ํด์๋ ๋ค์ํ ๋์ฑ
์ด ํ์ํ๋ค. ๋ณธ ๋
ผ๋ฌธ์์๋ 2023๋
๋ถํฐ 2025๋
๊น์ง์ ์ฌ์์๋์ง์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ ์์ํ์๊ณ , ํ์๊ด๊ณผ ํ๋ ฅ์ ์๋์ง๋ฏน์ค๋ฅผ ํตํ
์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๊ฐ์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์ด๋ฒคํธ ์ง์์๊ฐ ๋ฐ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋ ๋ถ์์ ํตํ์ฌ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ์ต์ํํ ์ ์๋ ESS์ Power Capacity
๋ฐ Energy Capacity๋ฅผ ์ฐ์ ํ์ฌ ์ ์ฃผ์ง์ญ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ VRE ์ฆ๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๊ท๋ช
ํ์๋ค.
2. ์ ์ฃผ์ง์ญ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ฌ์์๋์ง ์์ฉ์ฆ๋ ๋ฐฉ์
์ด๋ฒ ์ฅ์์๋ ์ ์ฃผ์ง์ญ์์ ๋ฐ์ํ๊ณ ์๋ ์ฌ์์๋์ง ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ํํฉ์ ๋ํ์ฌ ์์๋ณด๊ณ , ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์ํ๋ฅผ ํตํ ์ฌ์์๋์ง ์์ฉ ์ฆ๋๋ฐฉ์์ ์ ์ํ๊ณ ์ ํ๋ค.
2.1 ์ ์ฃผ์ง์ญ ์ ๋ ฅ์ค๋น ๋ฐ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ํํฉ
ํ๊ตญ์ ๋ ฅ๊ฑฐ๋์ ์ ๋ ฅํต๊ณ์ ๋ณด์์คํ
์์ 2019๋
๋ ๊ธฐ์ค ์ ์ฃผ์ง์ญ์ ์ฐ๋ฃ์๋ณ ์์ฅ์ฐธ์ฌ ์ค๋น์ฉ๋์ ์ ๋ฅ๋ฐ์ 343 MW, LNG ๋ฐ์ 105 MW, PV(Photovoltaic)
261.MW, WP(Wind Power) 295 MW, ๋ฐ์ด์ค 357.1 MW, HVDC 400 MW๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, 2021๋
๋ง HVDC #3
200 MW๊ฐ ์ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก ์ฐฉ๊ณต๋ ์์ ์ด๋ค(10).
ํ 1. ์ ์ฃผ์ง์ญ VRE ๋ฐ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ํํฉ
Table 1. Status of the VRE & Curtailment in Jeju
Year
|
2016
|
2017
|
2018
|
2019
|
WP (MW)
|
271.5
|
273.5
|
267.1
|
295
|
PV (MW)
|
102.5
|
120.6
|
168.3
|
261
|
Curtailment
|
6
|
14
|
15
|
46
|
์ ์ฃผ์ง์ญ์ VRE (Variable Renewable Energy) ์ค๋น์ฉ๋ ๋ฐ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ํํฉ์
ํ 1์ ๋ํ๋ด์๋ค. 2016๋
๋ถํฐ 2019๋
๊น์ง WP์ ์ค๋น์ฉ๋์ ์ฝ 20 MW๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ๋ฐ๋ฉด, PV์ ์ค๋น์ฉ๋์ ์ฝ 160 MW๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์๊ณ , ์ถ๋ ฅ์ ํ
๋ฐ์ ํ์ ์ญ์ 40ํ ๋ ๋ฐ์ํ์๋ค. PV ์ค๋น์ฉ๋์ ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐ๋ก ์ธํ์ฌ ๋ฎ ์๊ฐ ๋์์ ๋ฐ์ ๋์ด ๊ธ์ฆํ์๊ณ , ๊ทธ๋ก ์ธํ์ฌ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๋ํ ๊ธ๊ฒฉํ
์ฆ๊ฐํ์์์ ์ ์ ์๋ค
(8,10). PV ์ค๋น์ฉ๋์ ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐ๋ก ์ธํ์ฌ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ํ์๊ฐ ์ฝ 8๋ฐฐ ์ฆ๊ฐํ์๊ณ , ๋ฎ ์๊ฐ์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ์ง์ค๋จ์ ์ ์ ์๋ค.
์ด๋ฒ ์ ์์๋ ํ ๊ฐ์ง ์ฌ์์๋์ง์์ผ๋ก์ ํธ์ค์ ๋ง๋ ์ ์ ์๋์ง๋ฏน์ค ์๋ฃจ์
๊ณผ ESS (Energy Storage System)์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด
๋ง์ด ๋ฐ์ํ๋ ๋ฎ ์๊ฐ์ ๋ฐ์ ๋์ ์ฒจ๋๋ถํ ์๊ฐ๋๋ก ์ด๋์ํด์ผ๋ก์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ์ํํ๊ณ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ผ๋ก์ ์ฌ์์๋์ง ์์ฉ์ฆ๋๋ฅผ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ํ์ฌ ์ ์ํ๋ค.
2.2 VRE ์์ฉ์ฆ๋ ๋ฐฉ์
์ ์ฃผ์ง์ญ์ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ผ๋ก์ VRE ์์ฉ์ฆ๋๋ฅผ ์ํ ๋ฐฉ์์ ๊ทธ๋ฆผ 1์ ์ ์ํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์ฆ๋๋ฐฉ์์ ์์๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
1) ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ์ โ ์ 9์ฐจ ์ ๋ ฅ ์๊ธ ๊ณํ์ ์ ๋ ฅ์์ ์ ๋ง ๋ฐ VRE ์ค์น์ฉ๋ ๋ชฉํ์น๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ 2023๋
๋ถํฐ 2025๋
๊น์ง์ ์ ๋ ฅ์์ ๋ฐ VRE
๋ฐ์ ๋์ ์์ํ๋ค.
2) ์๋์ง๋ฏน์ค ์๋ฎฌ๋ ์ด์
โ must-run ๋ฐ์ ๊ธฐ ์ต์ ์ถ๋ ฅ, HVDC ์ญ์ก ๋ฑ์ ๊ณ ๋ คํ VRE ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์ต์ํ ๋ฐฉ์์ ์ค๊ณํ๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ PV์
WP์ ์ค๋น์ฉ๋์ ํ ๋น ๋ฐ ๋ฐ๋ณต ๊ณ์ฐ์ ํตํ์ฌ ์ต์ ์๋์ง๋ฏน์ค๋ฅผ ๋์ถํ๋ค.
3) ESS ์ฉ๋ ๊ณ์ฐ ๋ฐ ์ถ๋ ฅ์ ํ ํจ๊ณผ ๋ถ์ - ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๋ฐ์ํจํด์ ๋ถ์ํ๊ณ , ESS์ Power Capacity์ Energy Capacity๋ฅผ
์ฐ์ ํ์ฌ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๊ฐ์๋ฅผ ํตํ ์ ์ฃผ์ง์ญ VRE ์์ฉ์ฆ๋ ํจ๊ณผ์ ๋ํ์ฌ ๋ถ์ํ๋ค.
2.3 ์๋์ง๋ฏน์ค ์๋ฃจ์
์ ์ฃผ์ง์ญ์์๋ 2018๋
์ดํ PV ๋ฐ์ ๋์ ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐ๋ก ์ธํ์ฌ ๋ฎ ์๊ฐ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์๋ค๋ ์ฌ์ค์ ์์ ์ธ๊ธํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฌํ ์์์
ํธ์ค์ ์ํ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ์ค์ด๊ธฐ ์ํ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ๊ณํ์ ์ด๊ณ ์ ์ ํ ์๋์ง๋ฏน์ค๊ฐ ํ์ํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 2. VRE ์์ฉ์ฆ๋ ๋ฐฉ์
Fig. 2. Measures to Increase Renewable Energy Accommodation
์๋์ง๋ฏน์ค๋ฅผ ํตํ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๊ฐ์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋์ถํ๊ธฐ ์ํ์ฌ 4๊ฐ์ ํ๋ ฅ๋ฐ์ ๊ธฐ๋ฅผ must-run ๋ฐ์ ๊ธฐ๋ก ์ค์ ํ์ฌ ๋ถํ์ ๋ฐ๋ผ ์ต์๋ฐ์ ๋์ ์กฐ์ ํ๊ณ , ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ
๋ฐ์ ์ HVDC(ํด์ ์ฐ๊ณ์ )๋ฅผ ํตํ์ฌ ์ ์ฃผ-์ก์ง ๊ฐ ์ญ์ก์ ์ค์ํ๋ค.
์๋์ง๋ฏน์ค๋ฅผ ์ํด์๋ ์ฐ์ 2015๋
๋ถํฐ 2019๋
๊น์ง์ VRE ์ด์ฉ๋ฅ ๋ถ์ ๋ฐ ์ด๋ํ๊ท ๋ฒ์ ์ด์ฉํ์ฌ 2023๋
๋ถํฐ 2025๋
๊น์ง์ PV์ WP์
์ด์ฉ๋ฅ ์ ๊ฐ๊ฐ ์์ํ๋ค(6).
๋ค์์ผ๋ก ์(1)๊ณผ ์(2)์์์ ๊ฐ์ด ์ค๋น์ฉ๋์ ๋น์ค์ ๋ณ๊ฒฝํ์ฌ PVt์ WPt๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๊ณ , ์(3)๊ณผ ๊ฐ์ด ํฉํ์ฌ ์๊ฐ๋ณ ์ฌ์์๋์ง ๋ฐ์ ๋์ธ VREt๋ฅผ ์ฐ์ ํ ํ ์(4)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋ C๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์, Dt์ VREt๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ถ์์ ํตํ์ฌ ์์ํ ์๊ฐ๋ณ ๊ณํต์์์ ์ฌ์์๋์ง ๋ฐ์ ๋์ด๋ค. Pmin.t๋ ์ ์ฃผ์ง์ญ ๋ฐ์ ๊ธฐ์ ์๊ฐ๋ณ ์ต์์ด์ ์
๋ํ๋ธ๋ค. must-run ๋ฐ์ ๊ธฐ์ธ 4๊ฐ์ ํ๋ ฅ๋ฐ์ ๊ธฐ์ HVDC#1์ ์ต์๋ฐ์ ๋์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ Pmin.t๋ฅผ 275 MW๋ก ์ค์ ํ๊ณ , HVDCR.t๋
HVDC๋ฅผ ํตํ ์ ์ฃผ-์ก์ง ๊ฐ ์ญ์ก ์ฉ๋์ผ๋ก 400 MW๋ก ์ค์ ํ๋ค
(8,11).
CFPV.t์ CFWP.t๋ ๊ฐ๊ฐ PV์ WP์ ์๊ฐ๋ณ ์ด์ฉ๋ฅ ์ด๊ณ , CPVRE.yr์ ๋
๋๋ณ ์ฌ์์๋์ง ์ค์น์ฉ๋์ผ๋ก ์ 9์ฐจ ์ ๋ ฅ ์๊ธ ๊ณํ์ ์ค์น์ฉ๋
๋ชฉํ์น๋ฅผ ๋ฐ์ํ๋ค. m๊ณผ n์ ์๋์ง๋ฏน์ค๋ฅผ ์ํ ํ ๋น๋์ผ๋ก 0%~ 100%๋ก ์ค์ ํ๋ค.
2.4 ์๋์ง์ ์ฅ์ฅ์น๋ฅผ ํ์ฉํ VRE ์์ฉ์ฆ๋ ๋ฐฉ์
์๋์ง์ ์ฅ์ฅ์น์ ํฌ๊ธฐ๋ Power Capacity์ Energy Capacity๋ก ์ ์๋๋ค. Power Capacity๋ ์ถฉ/๋ฐฉ์ ์ ํ ์ ์๋ ๋น์จ์
๋ฐ์ํ๋ฉฐ, Energy Capacity๋ ์ ์ฅ๋ ์๋์ง์ ์์ ์๋ฏธํ๋ค. ํ์ฌ ESS๋ ๋ค์ํ ์ฉ๋๋ก ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์ฌ์ฉ ์ฉ๋์ ๋ฐ๋ผ ์์ด์์
์๋ถ์ผ๋ก ์ด์ฉ๋๋ ๋จ์ฃผ๊ธฐ์ฉ ESS ๊ธธ๊ฒ๋ ๋ช ์๊ฐ ๋์์ ์ด์์ด ๊ฐ๋ฅํ ์ฅ์ฃผ๊ธฐ์ฉ ESS๋ก ๋ถ๋ฅ๋๋ค(5). ์ฌ์์๋์ง์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ์ํ ์ํค๊ธฐ ์ํ์ฌ ESS์ ์ฉ๋์ ๋ฌด์ ํ ๋๋ฆฐ๋ค๋ฉด ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๊ตฌ๊ฐ์ด ๋ฐฉ์ ์๊ฐ๋๋ก ์ด๋ํ๋ฉฐ ๋ฆฌ๋ฐ์ด๋ ํจ๊ณผ๋ก ์ธํ์ฌ ๋ค์๊ธ
๋ ํฐ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ฐ์ํ๋ ํ์์ด ๋ํ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์๋์ง์ ์ฅ์ฅ์น๋ฅผ ํ์ฉํ์ฌ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ์ค์ด๊ธฐ ์ํด์๋ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๊ฐ ๋ฐ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ ๋ถ์์ ํตํ์ฌ
์ ์ ํ ์๋์ง์ ์ฅ์ฅ์น์ ์ฉ๋์ ์ฐพ๊ณ ์ด์ํ๋ ๊ฒ์ด ์ค์ํ๋ค(8).
๋ณธ ๋
ผ๋ฌธ์์๋ ์ฅ์๊ฐ ๋์ ๋ฐ์ํ๋ ์ฌ์์๋์ง์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ๋ํ ์ํ๋ฅผ ์ํ์ฌ ์ฅ์ฃผ๊ธฐ ESS ์ด์ฉ์ ์ ํํ๋ค. ๋ณธ ๋
ผ๋ฌธ์์๋ ํ์ฌ ์ฅ์ฃผ๊ธฐ ์ด์ฉ์ ์ฌ์ฉ
๋ฐ ๊ฐ๋ฐ๋๊ณ ์๋ ๋ฆฌํฌโ์ด์จ, ํ๋ก์ฐ ์ ์ง, ์์๋ฐ์ ๋ฑ์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ์ด์ฉ ์ฃผ๊ธฐ๋ฅผ 4์๊ฐ, 8์๊ฐ, 12์๊ฐ์ผ๋ก ์ค์ ํ๊ณ ๊ฐ๊ฐ์ ์๊ฐ ์ฃผ๊ธฐ์ ๋ํ์ฌ
Power Capacity๋ฅผ ๋ณ๊ฒฝํด๊ฐ๋ฉด์ ์ต๋์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์ํ๋ฅผ ๋ณด์ด๋ ์ต์ ์ ESS Energy Capacity๋ฅผ ๋์ถํ๊ณ , ์ํ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ์ํ๋ค(5,8).
1) ์๋์ง๋ฏน์ค ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ Event ๋ถ์
2) ESS ์ถฉ/๋ฐฉ์ ์ ์ํ Time Scale Setting(4/8/12์๊ฐ)
3) Power Capacity 10 MW~300 MW๊น์ง ์์ฐจ์ ์ผ๋ก ๋ณ๊ฒฝํ์ฌ ๊ณ์ฐ ๋ฐ๋ณต
4) ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ์ต์๋ก ๋ํ๋๋ ์๊ฐ ์ฃผ๊ธฐ ๋ฐ Power Capacity๋ฅผ ๋์ถํ๊ณ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋ ์ํ ํจ๊ณผ ํ์ธ
2.5 ์ ์จ๊ณผ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๋น์จ์ ํตํ ์์ฉ์ฆ๋ ํจ๊ณผ ๋ถ์
์ต์ข
์ ์ผ๋ก ์๋์ง๋ฏน์ค์ ESS๋ฅผ ํ์ฉํ VRE ์์ฉ์ฆ๋ ๋ฐฉ์์ ๋ํ ํจ๊ณผ ๋ถ์์ VRE์ ์๋์ง ์ ์ ์จ(P)๊ณผ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๋น์จ(C)์ ์ด์ฉํ์ฌ ์์
์ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ๋ค์ ๋ํ ์์ฉ์ฆ๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ์ํ๋ค.
์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ์ํ ํตํ VRE์ ์ ์ ์จ๊ณผ VRE์ ๋ฐ์ ๋์ ๋ํ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋ ๋น์จ์ ๋น๊ต๋ฅผ ํตํ์ฌ ์ฌ์์๋์ง ์ด์ ์ํ๋ฅผ ํ๋จํ๋ค(5).
3. ์ฌ์์๋์ง ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์ํ์ ์ํ ์์ฉ ์ฆ๋ ๋ถ์
3.1 VRE ์๋์ง๋ฏน์ค ํจ๊ณผ ๋ถ์
์ฌ์์๋์ง์ ์๋์ง๋ฏน์ค ๋น์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ ๊ทธ๋ฆผ 3์ ๋ํ๋ธ๋ค. 2023๋
๋ถํฐ 2025๋
๊น์ง์ ์ ๋ ฅ์์์ VRE ๋ฐ์ ๋์ ์์ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ 2015๋
๋ถํฐ 2019๋
๊น์ง์ ์ ์ฃผ์ง์ญ ์ ๋ ฅ์์์ ์ฌ์์๋์ง
์ด์ฉ๋ฅ ์ ๋ถ์ํ๋ค. ์ 9์ฐจ ์ ๋ ฅ์๊ธ๊ณํ์ VRE ์ค์น ๋ชฉํ์น๋ฅผ ๋์
ํ์ฌ VRE ์ค์น ๋น์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฐ์ ๋์ ๊ตฌํ๊ณ , ์(4)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ VRE์ ์๋์ง๋ฏน์ค ๋น์จ์ ๋ฐ๋ผ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ ๊ตฌํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 3๊ณผ ๊ฐ์ด PV์ WP์ ์๋์ง๋ฏน์ค ๋น์จ์ด 40:60์ผ ๋ ๊ฐ์ฅ ๋ฎ์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ด ๋ํ๋๋ค. 2023๋
๋ถํฐ 2025๋
๊น์ง VRE์ ์ค์น์ฉ๋์ด ๊ท ๋ฑํ
๊ท ๋ฑ์๋์ง๋ฏน์ค(Equal Energy Mix)์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ฐ์ํ๋ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ด ๊ฐ๊ฐ 62 GWh, 107 GWh, 205 GWh์๊ณ , ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค(Min.Curtailment
Energy Mix)์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ๊ฐ 49 GWh, 89 GWh, 175 GWh์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ฐ์ํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 3. ์๋์ง๋ฏน์ค ์๋ฃจ์
๋ถ์ ๊ทธ๋ํ
Fig. 3. Analysis Graph of Energy Mix Solution
3.2 ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ํจํด ๋ถ์
2023๋
๋ถํฐ 2025๋
๊น์ง์ ํ๊ท ์ ์ธ ์ผ์ผ ์๋ถํ ํจํด์ ๋ถ์ํด๋ณด๋ฉด 2023๋
๋ณด๋ค 2025๋
์ ์ฌ์์๋์ง์ ์ ์ ์จ์ด ๋์์ ธ์ ๊ทธ๋ฆผ 4์ ๊ฐ์ด ๋ ์ปค๋ธ๊ฐ ๋์ฑ ์ฌํด์ง๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ค. PV์ ๋ฐ์ ๋์ด ๋ง์ 10์๋ถํฐ 17์๊น์ง์ ์๋ถํ๊ฐ ๋ฎ๊ฒ ๋ํ๋๊ณ , ์์๊ฐ ๋์ 18์๋ถํฐ 24์๊น์ง์
์๋ถํ๊ฐ ๋๊ฒ ๋ํ๋๋ ๊ฒ์ ๋ณผ ์ ์๋ค.
์ผ์ผ ์๋ถํ ํจํด์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์ํ๋ฅผ ์ํ ESS์ ์ถฉ/๋ฐฉ์ ์ด์ฉ์ ํ๋ค๋ฉด, ๋ฎ ์๊ฐ๋ ์ถฉ์ , ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ ๋
์๊ฐ๋์ ๋ฐฉ์ ์ ๊ณ ๋ คํ ์ ์๋ค.
์๋ถํ ์ง์๊ธฐ๊ฐ ๊ณก์ ์ ๋ถ์ํ์ฌ ๋ณด๋ฉด ๊ทธ๋ฆผ 5์ ๊ฐ์ด 2023๋
๋ถํฐ 2025๋
๊น์ง 1๋
์ค ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ฐ์ํ๋ ์๊ฐ์ ์ฝ 2023๋
์ฝ 486์๊ฐ(6%), 2024๋
์ฝ 680์๊ฐ(8%), ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ
2025๋
์๋ ์ฝ 1,079์๊ฐ(12%)์ผ๋ก ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ค. 2023๋
๋ถํฐ 2025๋
๊น์ง์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ ์ง์์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ฉฐ,
์ต๋ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ 2023๋
536 MW์์ 2025๋
824 MW๊น์ง ์ฆ๊ฐํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 4. ์ผ์ผ ์๋ถํ ํจํด
Fig. 4. Daily Net Load Pattern
๊ทธ๋ฆผ. 5. ์๋ถํ ์ง์๊ธฐ๊ฐ ๊ณก์
Fig. 5. Duration Curve of Net Load
๊ทธ๋ฆผ. 6. ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋๋ณ ๋น๋์
Fig. 6. Frequency of Amount of Curtailment Event
๊ทธ๋ฆผ. 7. ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๋ฐ์ ์ง์์๊ฐ ๋น๋์
Fig. 7. Frequency of Duration of Curtailment
2025๋
์ ์์๋๋ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋๊ณผ ์๊ฐ์ ๊ธธ์ด์ ๋ํ ๋น๋์๋ฅผ
๊ทธ๋ฆผ 6๊ณผ
๊ทธ๋ฆผ 7์ ๊ฐ๊ฐ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค.
2023๋
๋ถํฐ 2025๋
๊น์ง์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋๋ณ ๋น๋์๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด ๊ทธ๋ฆผ 6์์์ ๊ฐ์ด 0~50 MWh ๊ตฌ๊ฐ์ด ๊ฐ์ฅ ๋ง์ ๋น๋์๋ฅผ ์ฐจ์งํ๋ฉฐ, 400 MWh ์ด์์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋ 60ํ ์ด์ ๋ฐํํ๋ค. 0~100 MWh ๊น์ง๋
์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค(Min Curtailment Energy Mix)์์ ๋ ๋ง์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ฐ์ํ๋, 100MWh ์ด์์ ๊ตฌ๊ฐ์์๋ ๊ท ๋ฑ์๋์ง๋ฏน์ค(Equal
Energy Mix)์์ ๋ ๋ง์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ค.
์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ฐ์ํ๋ ์๊ฐ์ ๊ธธ์ด(์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์ง์๊ธฐ๊ฐ)๋ฅผ ๋ถ์ํ์ฌ ๋ณด๋ฉด ๊ทธ๋ฆผ 7๊ณผ ๊ฐ์ด ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค์ ๊ท ๋ฑ์๋์ง๋ฏน์ค์์ ๋ชจ๋ 1์๊ฐ์์ 10์๊ฐ ์ด์๊น์ง ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ฐ์ํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, 5์๊ฐ์์์ ๋น๋์๊ฐ ๊ฐ์ฅ ํฌ๊ฒ
๋ํ๋๋ค. ๋ ์๋์ง๋ฏน์ค ์๋ฃจ์
๋ชจ๋์์ ์ถ๋ ฅ์ ํ ์๊ฐ์ ๊ธธ์ด๋ 4์๊ฐ~6์๊ฐ ์ฌ์ด์์ ๊ฐ์ฅ ๋ง์ด ๋ํ๋๋ ๊ฒ์ ๋ณผ ์ ์๋ค. ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค์
๊ท ๋ฑ์๋์ง๋ฏน์ค์์ ๋ชจ๋ PV์ ์ํฅ์ผ๋ก ๋ฎ ์๊ฐ๋ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ง์ 4์๊ฐ~6์๊ฐ ์ฌ์ด์ ๊ตฌ๊ฐ์์ ๋น๋์๊ฐ ๊ฐ์ฅ ๋ง์ด ๋ํ๋๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, WP์ ์ ์ ์จ์ด
๋ง์ ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค์์ 10์๊ฐ ์ด์์ ์ง์์๊ฐ์ ๊ฐ๋ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ฐ์ํ๊ณ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ค.
๋ณธ ๋
ผ๋ฌธ์์๋ ํ์ฌ ์์ฉํ๋๊ณ ์๊ฑฐ๋ ํน์ ๊ฐ๋ฐ ์ค์ธ ESS์ ์ฉ๋์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ์ฌ์์๋์ง์ ์์ฉ์ฑ ์ฆ๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ์ํ์์ผ๋, ์ด๋ฌํ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๋น๋์
๋ฐ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๋ฐ์ ์ง์์๊ฐ ๋น๋์๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ESS์ Energy Capacity์ Power Capacity๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ๊ฒฝ์ ์ ์ธ ESS ์ฉ๋์ ์ค์ ์ด
๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ์ด๋ค.
3.3 SS๋ฅผ ํ์ฉํ VRE ์์ฉ์ฆ๋ ํจ๊ณผ ๋ถ์
์๋์ง๋ฏน์ค์ ํ์ฉํ VRE์ ์์ฉ์ฑ ์ฆ๋ ํจ๊ณผ๋ ๊ทธ๋ฆผ 8๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ํ๋๋ค. ์๋์ง๋ฏน์ค์ ESS๋ฅผ ๊ฐ์ด ํ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋น๊ตํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๊ท ๋ฑ์๋์ง๋ฏน์ค(Equal Energy Mix)์ ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค(Min
Curtailment Energy Mix)์์ ESS์ ์ถฉ/๋ฐฉ์ ์ 4์๊ฐ, 8์๊ฐ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ 12์๊ฐ ์ฃผ๊ธฐ๋ก ์ด์ฉํ์์ ๋์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ ๊ตฌํ๋ฉด ๊ทธ๋ฆผ 8๊ณผ ๊ฐ์ด ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ESS ์ถฉ/๋ฐฉ์ ์๊ฐ์ด 8์๊ฐ, Power Capacity 110 MW์์ ์ต์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ํ๋๋ค. ๋ชจ๋ ๊ณก์ ์์ ์ผ์ ์ฉ๋
์ด์์ ์ฉ๋์์ ๋ค์ ๊ทธ๋ํ๊ฐ ์์นํ๋ ๊ฒ์ ๋ณผ ์ ์๋๋ฐ, ์ด๋ ๋ฐฉ์ ๊ตฌ๊ฐ์์ ๋ค์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ฐ์ํ๋ ๋ฆฌ๋ฐ์ด๋ ํจ๊ณผ๋ก ์ธํ์ฌ ESS์ ์ฉ๋ ์ฆ๊ฐ์๋
๋ถ๊ตฌํ๊ณ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ค์ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
์ด๋ฅผ ๋ณด๋๋ผ๋ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์ํ๋ฅผ ์ํด ๋ฌดํ๋๋ก ESS์ ์ฉ๋์ ๋๋ฆฌ๊ธฐ๋ณด๋ค๋ ๊ฒฝ์ ์ฑ ํ๋ณด ๋ฐ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ์ํ๋ฅผ ๊ทน๋ํ๋ฅผ ์ํ ESS์ ์ ์ ์ฉ๋์ ์ฐ์ ์ด
ํ์ํ๋ค.
๋์ผ ESS ์ด์ฉ ์กฐ๊ฑด์์ ๊ท ๋ฑ์๋์ง๋ฏน์ค(Equal Energy Mix)์ ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค(Min Curtailment Energy Mix)์์์
์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํ 2์ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค.
์๋์ง๋ฏน์ค ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋น๊ตํ๊ธฐ ์ํด ๊ท ๋ฑ์๋์ง๋ฏน์ค์ ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค๋ก ๊ตฌ๋ถํ๊ณ , ESS ์ถฉ/๋ฐฉ์ ์๊ฐ์ 4์๊ฐ, 8์๊ฐ, 12์๊ฐ์ผ๋ก ์ค์ ํ์ฌ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋
์ํ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋น๊ตํ๋ค. ESS Power Capacity๋ ๊ฐ๊ฐ์ ์ด์ฉ ์๊ฐ์์ ๊ฐ์ฅ ์์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ ๊ฐ๋ Power capacity๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฉฐ,
Curtailment Energy๋ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ ๋ํ๋ธ๋ค.
ํ 2. ์๋์ง๋ฏน์ค ๋ฐ ์๋์ง์ ์ฅ์ฅ์น์ ์ฉ๋์ ๋ฐ๋ฅธ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋
Table 2. Curtailments according to energy mix and capacity of energy storage system
Energy Mix
|
Year
|
2023
|
2024
|
2025
|
Time Scale
|
4h
|
8h
|
12h
|
4h
|
8h
|
12h
|
4h
|
8h
|
12h
|
Equal Energy Mix
|
ESS Power Capacity (MW)
|
100
|
90
|
60
|
120
|
110
|
80
|
150
|
140
|
100
|
Curtailed Energy
(GWh)
|
46.5
|
38.9
|
46.1
|
80.3
|
65.6
|
76.5
|
156.4
|
128.0
|
149.4
|
Min Curtailment Energy Mix
|
ESS Power Capacity (MW)
|
70
|
60
|
40
|
90
|
80
|
60
|
120
|
110
|
80
|
Curtailed Energy (GWh)
|
41.3
|
35.9
|
39.6
|
72.7
|
62.7
|
71.1
|
144.1
|
126.6
|
139.8
|
๊ทธ๋ฆผ. 8. ์ต์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ์ํ ESS ์ฉ๋ ์ฐ์
Fig. 8. ESS Capacity Estimation for Minimum Output Constraints
ํ์์์ ๊ฐ์ด ๊ท ๋ฑ์๋์ง๋ฏน์ค์์ 2023๋
ESS Power Capacity 100 MW๋ฅผ 4์๊ฐ ์ด์ฉ์ ํ๋ค๋ฉด, ์ฆ, 400 MWh์ ESS Energy
Capacity๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ, 46 GWh์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๋ฐ์ํ์๊ณ , 90 MW๋ฅผ 8์๊ฐ ์ด์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ ์ฝ 38.9 GWh๋ก 4์๊ฐ
์ด์ฉ ์ ๋ณด๋ค ์ฝ 7.6 GWh์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๊ฐ์๊ฐ ๋ํ๋๋ค.
2023๋
๋๋ถํฐ 2025๋
๊น์ง ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค์ 8์๊ฐ ESS ์ด์์์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ๊ฐ์ฅ ๋ฎ๊ฒ ๋ํ๋๊ณ ์๋ค. ๊ท ๋ฑ์๋์ง๋ฏน์ค์ ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค์์
๊ฐ๊ฐ 8์๊ฐ ESS ์ด์ฉ์ ํ ๊ฒฝ์ฐ 3 GWh ~1.4 GWh์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋ํ๋๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ ์ํด์ ๊ท ๋ฑ์๋์ง๋ฏน์ค์ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ์ต์์ถ๋ ฅ
์๋์ง๋ฏน์ค์ ๊ฒฝ์ฐ๋ณด๋ค 8์๊ฐ ์ด์ฉ๊ธฐ์ค 20 MW ~30 MW์ ESS Power Capacity๋ฅผ ๋ ์ถ๊ฐ ํ์ฌ์ผ ํ๋ค.
ํ 3. ์ฌ์์๋์ง ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์ํ ๋ฐฉ์์ ๋ํ C-P Ratio
Table 3. C-P Ratio on the method of mitigate VREใcurtailment
Year
|
2023
|
2024
|
2025
|
Ratio (%)
|
Penetration
|
Curtailment
|
Penetration
|
Curtailment
|
Penetration
|
Curtailment
|
Equal Energy Mix
|
56.47
|
1.69
|
59.97
|
2.65
|
66.12
|
4.46
|
Min. Curtail Energy Mix
|
59.50
|
1.26
|
63.17
|
2.09
|
69.62
|
3.61
|
ESS Operation
|
59.50
|
0.92
|
63.17
|
1.46
|
69.62
|
3
|
3.4 VRE์ ์ ์ ์จ๊ณผ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๋น์จ์ ๋น๊ต๋ฅผ ํตํ VRE ์์์ฆ๋ ํจ๊ณผ ๋ถ์
์ฌ์์๋์ง์ ์ ์ ์จ์ ๋ํ ์ฌ์์๋์ง์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๋น์จ์ ๊ทธ๋ฆผ 9์ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค. ์ฌ์์๋์ง ๋ฐ์ ๋ ์ ์ ์จ์ด ๋์์ง์๋ก ๊ทธ๋ํ๋ ์ฐ์ธก์ผ๋ก ์ด๋ํ๊ณ , ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ด ๊ฐ์ํ ์๋ก ๊ทธ๋ํ๋ ์๋์ชฝ์ผ๋ก ์ด๋ํ๋ค.
๊ท ๋ฑ์๋์ง๋ฏน์ค ๋ง์ ์ํํ์์ ๊ฒฝ์ฐ๋ณด๋ค ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค์ ESS ์ด์ฉ์ ๋ณํํ์์ ๊ฒฝ์ฐ์ ๊ทธ๋ํ๊ฐ ์ฐํํฅํ๊ณ ์์ด ์ฌ์์๋์ง์ ์์ฉ์ฆ๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ
์ ์ ์๋ค. ํ 3์์์๊ฐ์ด PV์ WP์ ์ค์น ๋น์จ์ ๊ท ๋ฑํ๊ฒ ๊ฐ์ ธ๊ฐ๋ค๋ฉด, ์ฌ์์๋์ง์ ์ ์ ์จ(P)์ ๋ํ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋(C)์ ๋น์จ์ 2023๋
1.69%, 2024๋
2.65%, 2025๋
4.46%๋ก ๋ํ๋๋ฉฐ, ์ต์์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ์๋์ง๋ฏน์ค ๋ฐฉ์์ ํตํ์ฌ ๊ฐ๊ฐ 1.26%, 2.09%, 3.61%๋ก ๊ฐ์ํ์๊ณ , ESS(8์๊ฐ,
110 MW) ํ์ฉ ์ ๊ฐ๊ฐ 0.92%, 1.46%, 3%๊น์ง ๊ฐ์ํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ. 9. ์ ์ ์จ๊ณผ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๋น์จ์ ์ด์ฉํ ์ฌ์์๋์ง ์์ฉ์ฆ๋ ํจ๊ณผ ๋ถ์
Fig. 9. Analysis of the effect of Increasing the Renewable Energy Accommodation
4. ๊ฒฐ ๋ก
๊ธ๋ก๋ฒ ๊ธฐํ๋ณํ์ ๋ํ ๋์์ผ๋ก ์ฌ์์๋์ง๋ก์ ์๋์ง์ ํ์ ๋ฐ๋์งํ ๋ณํ์ด์ง๋ง ์ฌ์์๋์ง์ ๊ฐํ์ ์ธ ํน์ฑ์ผ๋ก ์ธํ์ฌ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ด์์๋ ๋ง์ ์ด๋ ค์์
๊ฒช๊ณ ์๋ค.
ํนํ ์ฌ์์๋์ง์ ์ ์ ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉด์ ์๊ธ๋ถ๊ท ํ์ ์ํ ์ฌ์์๋์ง์ ์ถ๋ ฅ์ด ์ ์ฝ๋๋ฉด์ ๊ณํต์ด์์๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ฌ์์๋์ง ์ฌ์
์์๊ฒ๋ ๋ง์ ์ด๋ ค์์ ๊ฒช๊ณ
์๋ค. ์ด์ฉ๋ฅ ์ด ์ข์ ํด์ํ๋ ฅ์ ์ ์ ์จ์ด ์ฆ๊ฐ๋ ์ด๋ฌํ ์ด๋ ค์์ ๋์ฑ ๊ฐ์ค ์ํฌ ์ ๋ง์ด๋ค. ํนํ ์ ๋ ฅ์ ์์๊ฐ ์ ํ์ ์ด๊ณ ๊ณ ๋ฆฝ๋ ๊ณํต์ธ ์ ์ฃผ์ง์ญ์์๋
์ฌ์์๋์ง์ ์ ์ ์จ ์ฆ๊ฐ๋ก ์ธํ์ฌ ์๊ธ๋ถ๊ท ํ์ ์ํ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์ด ์ด๋ฏธ ๋ค์ ๋ฐ์ํ๊ณ ์์ด ์กฐ์ํ ๋์ฑ
์ด ํ์ํ ์ค์ ์ด๋ค.
๋ณธ ๋
ผ๋ฌธ์์๋ ๊ณผ๊ฑฐ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ถ์์ ํตํ์ฌ 2023๋
๋ถํฐ 2025๋
๊น์ง์ ์ฌ์์๋์ง ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ ์์ํ์๊ณ , ์๋์ง๋ฏน์ค ๋ฐ ESS ์ด์ฉ์ ํตํ์ฌ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ์
์ํ ์ํค๋ ์ ์ฃผ์ง์ญ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ฌ์์๋์ง ์์ฉ ์ฆ๋๋ฐฉ์์ ์ ์ํ์๋ค.
์๋์ง๋ฏน์ค๋ PV : WP = 1 : 1.5์ ๋น์จ์์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ๋์ด ์ต์๋ก ๋ํ๋ฌ๊ณ , ESS(8์๊ฐ 110 MW)์ ์ด์์ ํตํ์ฌ ์ฝ ESS๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง
์์์ ๋์ ๋น๊ตํ์ฌ ์ฝ 50 GWh์ ์ถ๋ ฅ์ ์ฝ ๊ฐ์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
์ ์ฃผ์ง์ญ ์ ๋ ฅ๊ณํต์ ์ฌ์์๋์ง ์์ฉ ํ๋๋ฅผ ์ํ ์ ์ ๋น์จ์ ์๋์ง๋ฏน์ค ๋ฐฉ์ ์๋ฆฝ ๋ฐ ์ฌ์์๋์ง์ ์ฆ์ค๋ ๊ฒฐ์ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ ์ ESS ์ฉ๋ ๋ฐ ์ด์ฉ๋ฐฉ์์
๊ฒฐ์ ํ๊ธฐ ์ํด ๋ณธ ๋
ผ๋ฌธ์ ํ์ฉํ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ์ฌ๋ฃ ๋๋ค.
Acknowledgements
This research was supported by the 2020 scientific promotion program funded by Jeju
National University
References
Ministry of Trade Industry and Energy, Dec 2017, Renewable Energy 3020 Implementation
Plan

Ministry of Environment, July 2020, Green New Deal Policy Direction and Major Projects

Jeju Special Self-Governing Province, Mar 2020, Development of a Carbon Free Island
Jeju 10-Year Carbon Free Island 2020 Action Plan

H.S. Myung, S.H. Kim, March 2019, The Study on The Method of Distribution of Output
According to Power Limit of Renewable Energy, j.inst.Korean.electr.electron.eng.,
Vol. 23, No. 1, pp. 173-180

Denholm Paul, 06. 2018, Trieu Mai Timescales of Energy Storage Needed for Reducing
Renewable Energy Curtailment, Elsevier Renewable Energy 130(2019), pp. 388-399

Yasuda Yoh, Flynn Damian, Lew Debra, Oct 2015, International Comparison of Wind and
Solar Curtailment Ratio, In Proceedings of WIVV2015 workshop Brusseis, pp. 20-22

C.W. Lee, Y.H. Kim, S.H. Kim, 2019, Minimization of Renewable Energy Output Limits
and Reduction Methods, J Korean Inst. Illum.Electr.Install.Emg., Vol. 33, No. 22,
pp. 41-48

Y.H. Kim, H.S. Myung, S.H. Kim, 2018, Operation Plan of ESS for Increase of Acceptable
Product of Renewable Energy to Power System, J. The Transactions of the Korean Institute
of Electric Engineers, Vol. 67, No. 11, pp. 1401-1407

H.S. Myung, S.H. Kim, Feb 2018, Analysis of the Load Contribution of Wind Power and
Photovoltaic Power to Power System in Jeju, J. Korean Solar Energy Soc., Vol. 38,
No. 1, pp. 13-24

T.I. Lee, Y.S. Lee, Expansion of Renewable Energy and Stable Operation of Power Systems
in Jeju Island, Institute of Energy Economics, pp. 48-63

Y.H. Kim, 2014, Increasing Effect Analysis of the wind Power Limit Using Energy Storage
System in Jeju-Korea, J. Korean Solar Energy Soc., Vol. 34, No. 1, pp. 81-90

์ ์์๊ฐ
He received his B.S., M.S. degree from Jeju National University in 2010, 2013.
Currently,
He is Ph.D candidate In Energy System Lab. of Jeju National University and he currently
works as manager for SK D&D
๊น์ํ(Yeong-Hwan Kim)
He received his B.S. degree from Inha University and M.S., Ph.D degrees in Electrical
Engineering from Jeju National University in 2006, 2020.
He is currently a head manager with Jeju branch office of Korea Power Exchange
He received the B.S., M.S, and Ph.D. degrees
in electrical engineering from Yonsei University, Seoul, Korea, in 1983, 1985, and
1992 respectively.
He is currently a professor with Jeju National University since 1993.