[ 과제 1 ]

연 구 개 발 과 제 제 안 서 (2017년도)
① 연구과제명	경제학적 기법을 활용한 산업용 전력의 경제적 가치 연구
② 과제분야	■ 중장기과제 □ 현안과제 ( □ 경영현안과제 □ 현장문제점 해결 )
③ 연구성격	■ 기초 □ 응용 □ 실용화 (세부내용 : )
④ 추진방법	■ 위탁 □ 자체 □ 공동 □ 협동 □ 수탁
⑤ 수행부서	전력계획처(장기수요전망팀)	⑥ 활용부서		전력계획처
⑦총연구기간	2017. 4. 1. ~ 2017. 11. 30. ( 8 개월 )
⑧ 연구개발비 (천원)	총 소요예산		당해연도 소요예산
	126,914		126,914
⑨ 연구개발 목 적 (제안배경)	ㅇ 장기전력수급계획 용량의 가치는 결국 1kWh의 공급 가치로 귀결됨 : Electricity Market Reform(英) – Capacity Market Intervention and Options ㅇ 이에 따라 전력판매량 기준으로 전체 수요의 약 57%를 차지하는 산업용 전력의 가치는 평가는 매우 중요 ㅇ 이를 통한 향후 전력산업의 다양한 시나리오 작성 및 비용편익 분석을 위한 기초자료로 필요 (문서번호 : 전략기획팀-40080004-10841 (2016.10.25.), 중장기 경영목표 2017-2020 / 시나리오기반 수요예측 기초자료)
⑩ 현 황 및 문 제 점	ㅇ ’15년 전력판매량 기준으로 산업용 전력은 전체의 56.6%를 차지하는 등 전력수요에 있어서 핵심적인 역할을 수행하고 있지만 산업용 전력의 경제적 가치는 아직까지 제대로 규명되지 않음 ㅇ 발전소 건설시 산업용 전력 1kWh의 공급 편익 내지는 산업용 전력 공급지장비용을 구할 필요가 있을 때 SMP+5원 ~ 20원 등이 활용되는 정확하지 못한 비용 정보가 사용 - 기획재정부 총사업비 지침 (2016. 4) ㅇ 현재 공업용수의 경우 업종별로 경제적 가치(원/톤)가 규명되어 있어, 공급에 산업용 전력의 경제적 가치를 업종별로 구분하여 정확하게 구할 필요가 있음 - 공업용수가치 : 약 5,502(백만원/년) (기획재정부 총사업비 지침(2016.4) ㅇ 제조업 중심을 대상으로 하여 산업용 전력의 경제적 가치를 구한 선행연구는 전무한 실정이며, 업종별 전력 비용을 구한 사례는 있지만 경제이론에 근거하지 않은 단순한 접근사례만 있기에 활용이 제약적임

⑪ 연구개발 목 표 및 내 용	ㅇ 해외 국가별 산업용전력의 경제적 가치 사례에 대한 분석 등 관련 조사․연구 ㅇ 전문조사기관을 활용하여 제조업 기업을 대상으로 한 전력소비실태조사 시행 - 제조업 기업을 대상으로 한 광범위한 전력소비실태조사를 통해 미시적 자료를 수집 및 분석 - 산업분류를 고려하여 수집된 기업자료 및 전력수요량 자료를 정량적으로 분석 - 산업 전체의 전력의 경제적 가치(원/kWh)를 추정 - 각 산업분류별 전력의 경제적 가치 추정 ㅇ 경제이론을 적용하여 업종별로 구분된 산업용 전력의 경제적 가치(원/kWh)를 추정 - 산업용 전력의 공급편익 평가
⑫ 기대성과	ㅇ 산업용 전력의 합리적인 가치 산정 기반 구축 ㅇ 장기전력수급계획 수립의 편익에 대한 근본적 접근을 통한 국회 등 대외 지적사항 해소
⑬ 활용방안 (실용화과제 현장적용방안)	ㅇ 시나리오 분석을 위한 기초 자료로 활용 ㅇ 산업용 전력공급과 관련된 시설 투자에 대한 타당성 분석시 전력 공급편익에 대한 정량적 정보로 활용가능 ㅇ 업종별 우선 공급순위 결정을 위한 기초 참고 자료 활용 가능
제안부서	부서명 : 전력계획처 장기수요전망팀 (☎ 061-330-8337)
	제 안 자		제안부서장
	직 위	성 명	직 위	성 명
	차 장	김두천 (인)	처 장	양성배 (인)

[ 과제 2 ]

연 구 개 발 과 제 제 안 서 (2017년도)
① 연구과제명	계통주파수 특성정수 재산정 및 저주파수계전기에 의한 부하차단시 전압변동 특성에 관한 연구
② 과제분야	□중장기과제 ∎현안과제 (□경영현안과제 □현장문제점 해결 )
③ 연구성격	□ 기초 □ 응용 □ 개발 ∎ 실용화 (세부내용 : )
④ 추진방법	∎ 위탁 □ 자체 □ 공동 □ 협동 □ 수탁
⑤ 수행부서	계통운영처(계통보호팀)	⑥ 활용부서		계통보호팀
⑦총연구기간	2017. 4. 1. ~ 2018. 10. 31. ( 18개월 )
⑧ 연구개발비 (천원)	총 소요예산		당해연도 소요예산
	181,306		90,653
⑨ 연구개발 목 적 (제안배경)	○ 저주파수 부하차단방식(UFR)은 전력계통 안정유지를 위한 최후의 방어수단으로 현재 육지 및 제주계통 각각 7단계로 부하차단용 UFR이 운영되고 있으며, ○ 대단위 발전단지 탈락시 부하차단용 UFR의 동작을 모의하기 위하여 발전기의 주파수특성정수(KG)및 부하의 주파수특성정수(KL) 등 몇가지 파라미터가 필요함 ○ 그러나 현재 UFR 동작 모의시 사용하는 파라미터는 2008년 연구과제를 통해 산출된 값으로, 현재 전력계통의 주파수특성에 대한 재검토가 필요함.
⑩ 현 황 및 문 제 점	○ 현재 부하차단용 저주파수 계전기 동작 모의시 적용하고 있는 발전기의 주파수특성정수(KG) 및 부하의 주파수특성정수(KL)는 2008년 연구과제를 통하여 산정된 값인데, 현재 전력계통은 그 당시에 비하여 약 35%이상 규모가 커졌을 뿐만 아니라 대단위 전원단지의 증가 등 계통의 제반 여건이 변경되어 현재 사용되는 계통정수에 대한 적정성을 재검토하고 개선안을 수립할 필요가 있음. - 2008년 최고부하(62,794MW) → 2016년 최고부하(85,183MW) ○ 계통주파수의 저하로 UFR 부하차단이 시행될 때, 지역별 전압변동 특성에 대한 연구를 통하여 안정적으로 부하차단이 수행되도록 할 필요가 있음

⑪ 연구개발 목 표 및 내 용	○ 전력계통의 주파수특성 정수 산정에 대한 기법 ○ 현재 전력계통의 주파수특성 정수를 산정 - 발전기의 주파수 특성정수(KG) - 부하의 주파수 특성정수(KL) ○ UFR 검토 프로그램에 적용할 발전기 조속기 응동속도의 대표값 산정 ○ UFR 동작으로 인한 부하차단시 지역별 전압변동 특성에 대한 검토 - 육지계통 및 제주계통 각각 전압변동 특성 검토
⑫ 기대성과	○ 대단위 발전단지 탈락 등으로 인한 부하차단용 UFR 동작 모의결과의 정확도 향상으로 신뢰성 확보 ○ UFR 부하차단시 각 지역별 전압변동 특성을 고려하여 안정적으로 부하차단 수행
⑬ 활용방안 (실용화과제 현장적용방안)	○ 재산정된 주파수특성 정수 활용하여 UFR 동작 모의 수행 - 현재 계통특성에 부합한 계통정수를 사용하여 UFR 동작을 모의함으로써 모의결과에 대한 신뢰성 증대 ○ 부하차단으로 인한 지역별 전압변동 특성을 고려하여 UFR 부하차단량을 지역별로 배분
제안부서	부서명 : 계통운영처 계통보호팀 (☎ 061-330-8644)
	제 안 자		제안부서장
	직 위	성 명	직 위	성 명
	차장	조 재 왕 (인)	처장	김 우 선 (인)

[ 과제 3 ]

연 구 개 발 과 제 제 안 서 (2017년도)
① 연구과제명	신규 기준발전기의 기준용량가격 산정기준 정립을 위한 연구
② 과제분야	□중장기과제 ■현안과제 (□경영현안과제 □현장문제점 해결 )
③ 연구성격	□ 기초 □ 응용 ■ 실용화 (세부내용 : )
④ 추진방법	■ 위탁 □ 자체 □ 공동 □ 협동 □ 수탁
⑤ 수행부서	시장개발처(시장개발팀)	⑥ 활용부서		시장개발처, 시장운영처
⑦총연구기간	2017. 1. 1. ~ 2017. 8. 31. ( 8 개월 )
⑧ 연구개발비 (천원)	총 소요예산		당해연도 소요예산
	146,648		146,648
⑨ 연구개발 목 적 (제안배경)	ㅇ 신규 기준발전기의 기준용량가격 산정기준 정립 ※R&D계획근거: 전력시장 제도개선 컨퍼런스 中 전력진흥과장 발표 “건설투자비 및 운전유지비의 각 구성항목별로 영향인자를 고려하여 표준 기준용량가격 산정기준에 의한 가격 산출”
⑩ 현 황 및 문 제 점	ㅇ 정부는 발전기를 신규와 기존으로 나누어 각각의 특성에 맞게 기준용량가격 산정기준을 적용하는 것을 정책방향으로 제시하였으나, ㅇ 우리나라는 가스터빈 발전기가 건설되어 운영된 사례가 없어 신규 발전기의 기준용량가격(건설투자비, 운전유지비)을 산정하기에 어려움이 있음 ㅇ 또한 가상의 신규 가스터빈 발전기의 기준용량가격 산정에 적용될 구성항목별 표준화 설계의 사례 또한 찾기 힘들어, 전체 건설 및 운영 과정을 설계하고 계량화하기 위한 산정기준 정립 연구가 필요

⑪ 연구개발 목 표 및 내 용	ㅇ 해외 기준용량가격 산정 자료 조사 및 분석 - 아일랜드, 미국 등 해외 기준용량가격 자료 조사 및 분석 ㅇ 기준용량가격 중 건설투자비와 운전유지비의 세부 구성항목 분류 및 각 구성항목별 영향인자* 조사 * 신규 가스터빈 발전기 건설 및 운영과 관련한 발전소 부지면적, 기술등급별/건설과정별 투입인력, 기계/전기 설비 구성, 단계별 시공 장비 구성 등 ㅇ 신규 기준발전기의 기준용량가격 표준 산정기준 정립 - 가스터빈 발전기 건설 및 운영 과정 전반에 대한 설계와 더불어 건설 및 운영 투입 연인원, 장비, 물량 등에 대한 세부 기술(記述)* 필요 * NETL의 Cost and Performance Baseline for Fossil Energy Plants 수준 이상 ㅇ 기준용량가격을 산정하기 위한 할인율 산정기준 정립 - 자본회수계수에 적용하는 할인율(CAPM) - 전력수급기본계획의 적용 할인율 등 ㅇ 기준용량가격 산정 - 기자재비, 시공비, 용지비 등 건설과정에 발생하는 건설투자비 산정 - 인건비, 수선유지비, 일반관리비 등 운전유지비 산정 - 송전접속비 및 수전전력 기본요금 산정 ※ 최근 용량가격 제도개선에 따라 기준용량가격은 가스터빈발전기를 기준으로 결정된 사항으로 복합발전기 기준에 대한 내용은 포함하지 않음
⑫ 기대성과	ㅇ 가스터빈 발전기 건설 및 운영 전반에 대한 표준과정 정립 ㅇ 매년 선정된 기준발전기에 표준 산정기준에 근거한 적정 기준용량가격 산정으로 합리적인 용량가격 신호 제공 가능
⑬ 활용방안 (실용화과제 현장적용방안)	ㅇ 신규 기준발전기의 기준용량가격 산정
제안부서	부서명 : 시장개발처 시장개발팀 (☎ 061-330-8416)
	제 안 자		제안부서장
	직 위	성 명	직 위	성 명
	차 장	윤 혁 준 (인)	처 장	김 홍 근 (인)

[ 과제 4 ]

연 구 개 발 과 제 제 안 서 (2017년도)
① 연구과제명	EMS 계통해석 기능을 활용한 동․서해안 발전기 제약량 실시간 산정 자동화 방안연구
② 과제분야	□중장기과제 ■현안과제 (□경영현안과제 ■현장문제점 해결 )
③ 연구성격	□ 기초 ■ 응용 □ 실용화 (세부내용 : )
④ 추진방법	■ 위탁 □ 자체 □ 공동 □ 협동 □ 수탁
⑤ 수행부서	정보기술처 및 계통운영처	⑥ 활용부서		중앙전력관제센터, 정보기술처
⑦총연구기간	2017. 1. 1. ~ 2017. 10. 31. ( 10 개월 )
⑧ 연구개발비 (천원)	총 소요예산		당해연도 소요예산
	157,824		157,824
⑨ 연구개발 목 적 (제안배경)	○ 최근 동․서해안의 신규 발전기가 지속적으로 건설되고 있으나, 관련 송전망의 건설 지연으로 장기간 발전제약이 예상되고 있음. 신규발전기는 주로 100만kW급 대용량 석탄화력 발전기로써 장기간 제약발생시 높은 제약비용이 발생함. ○ 한편 발전기 제약은 다양한 발전사업자 등 회원사의 수익과 직접 연관되어 있을 뿐만 아니라 국가 전체의 계통운영비용을 상승시키고 있으므로 제약량 최소화 및 운영방법의 최적화에 대한 요구가 높음. ○ 실시간 수요를 고려, 전체 제약량을 실시간으로 산정하고 개별 발전기에 대한 제약량을 최적화할 수 있도록 EMS 계통해석 기능 제고 * 동서해안 신규발전기 내역 : 당진화력 9, 10호기, 태안화력 9, 10호기, 삼척그린파워 1,2호기, 북평화력 1,2호기, GS당진복합 4호기
⑩ 현 황 및 문 제 점	○ 동․서해안 석탄 발전기에 대한 제약량 결정은 먼저 과도안정도를 검토하고, 이어 주파수안정도를 검토하여야 하므로 실시간 제약결정이 어려워 현재 사전검토를 통한 수요수준별 제약량을 결정․운영하고 있음. ○ 이러한 제약량 사전검토 방식은 발전기의 고장이나 시험 등 실시간 운영환경 변화에 효과적으로 대응하기 곤란하므로 전력계통 신뢰도를 확보하기 위해 제약량을 보수적으로 결정하고 있음. ○ 또한, EMS에 현재 탑재되어 운영하고 있는 계통해석 기능은 송전선로의 열적한계를 고려하여 발전력을 배분하는 정적안전도 기능만을 보유하고 있음. ○ 따라서, 과도안정도와 주파수안정도를 함께 계산하고 제약량을 결정할 수 있는 자동화 시스템의 부재로 실시간 계산 및 적용을 통한 제약량 최적화 필요성 및 요구를 수용하기 어려운 형편임.

⑪ 연구개발 목 표 및 내 용	○ 현행 동․서해안 발전기 제약량 검토방식 및 절차 조사 - 실시간 제약량 산정을 위해 EMS 처리자료 외 필요한 자료 및 변수 등 식별 ○ 발전기제약량산정 자동화 방안 적정성 확보를 위한 프로토타입 개발 - 계통검토 툴 및 자동화 언어도구(파이선 등)을 활용하여 프로토타입 자료처리 및 연산기능 개발 적정성 확보 ○ 프로토타입에서 도출된 발전기제약량의 EMS 수용을 위한 기능개선 범위 도출 - 향후 유사한 계통제약검토를 위한 자료구조 및 연계방안 도출(SCED 수용 등) ○ EMS 실시간 계통해석 기능과 연계한 발전기제약량산정 결과 분석 - 현행 방식 대비 개선사항, 제약비용 변화 등 결과분석
⑫ 기대성과	○ 실시간 제약량 자동 계산으로 제약량 최적화 및 제약비용 절감 ○ 실시간 계통운영 환경변화 대응을 위한 관제사 업무 부감 감소 ○ 제약량 최적화를 통한 거래소 대외 신뢰도 향상 및 회원사 고객만족도 개선
⑬ 활용방안 (실용화과제 현장적용방안)	○ 송전선로 건설 지연에 따른 대용량 석탄화력 발전기(100만kW급)의 장기간 제약운전이 예상됨에 따라 이와 관련한 제약운영 산정업무에 활용 - 발전사업자 등 회원사의 수익과 직접 연관되어 있을 뿐만 아니라 국가 전체의 계통운영비용 절감에 기여할 것으로 예상 ○ 연구과제 결과 분석 후 향후 EMS에서 실시간으로 제약량을 산정하고 발전기를 실제 운영할 수 있는 기능개발
제안부서	부서명 : 정보기술처 IT개발팀 (☎ 061-330-8741), 계통운영처 계통기술팀
	제 안 자		제안부서장
	직 위	성 명	직 위	성 명
	차 장	최 영 민 (인) 이 창 근 (인)	처 장	서 경 무 (인) 송 광 헌 (인)

[ 과제 5 ]

연 구 개 발 과 제 제 안 서 (2017년도)
① 연구과제명	전력시장의 적정 수익률 산정방안에 관한 연구
② 과제분야	□ 중장기과제 ■ 현안과제 ( □ 경영현안과제 ■ 현장문제점 해결 )
③ 연구성격	□ 기초 □ 응용 ■ 실용화 (세부내용 : 공정개선 )
④ 추진방법	■ 위탁 □ 자체 □ 공동 □ 협동 □ 수탁
⑤ 수행부서	시장개발처(장기시장팀)	⑥ 활용부서		시장개발처, 시장운영처, 전력계획처
⑦총연구기간	2017. 3. 1. ~ 2018. 2. 28. ( 12 개월 )
⑧ 연구개발비 (천원)	총 소요예산		당해연도 소요예산
	127,511		106,259
⑨ 연구개발 목 적 (제안배경)	ㅇ 발전사업에 민간자본이 진입함에 따라 민간발전부문의 적정 수익률 도출을 위해 최근 민간투자사업의 수익률 수준 검토 및 민간투자사업과 발전사업과의 위험차이 분석을 통한 발전사업의 적정 수익률 수준 파악 필요 ㅇ 총괄원가 가격규제의 수익률 결정과정, 결정방식이 오늘날의 시대적 환경변화(영업환경 및 법적환경)에 적합한지 여부, 산정방식이 정합성을 유지하고 있는지, 수익률 수준이 해당 발전사업의 위험수준에 부합한지에 대한 검토 필요 ※ R&D계획근거: 외부 공모
⑩ 현 황 및 문 제 점	ㅇ 정산조정계수 산정시 투보율은 한전과 발전자회사간 적정투보율 유지를 위해 산정되고 있으나, 수익률 산정방법이 발전부문과 송·배전,판매부문간의 위험차이에 초점을 맞추고 있어 수익률 수준 인용 곤란 ㅇ 전기요금 산정시 투보율 계산은 CAPM 모형에 의해 결정되고 위험수준이 발전 송배전, 판매부문의 위험을 모두 포함하고 있으므로 발전만의 위험 추출 곤란 ㅇ 도로, 항만, 철도 등 인프라 사업은 정부와 민간간의 협상에 의해 수익률이 결정되며 수익률은 세전 실질 내부수익률로 공표되어 전력산업의 세후 명목 투보율과 직접적으로 비교가 불가능하며, 인프라 사업의 위험과 발전부문의 위험수준 차이 분석도 부재 ㅇ 총괄원가방식하에서는 단일 수익률 적용은 발전사업자의 투자비 증가유인을 초래함에도 불구하고, 인센티브 방식을 적용하지 앉고 있음 ㅇ 따라서, 정부재정이 투입되거나 사업독점권이 부여되는 다양한 산업에서 가격규제를 실시하고 있으나, 가격규제의 근간이 되는 허용 투자보수율은 산업별(SOC(도로, 항만 등), 에너지산업 등)로 서로 다른 산정방식을 적용하고 있으며, 심지어 에너지산업내에서도 각기 달리 적용되고 있어 논쟁의 여지가 존재

⑪ 연구개발 목 표 및 내 용	ㅇ 평균비용 가격규제, 인센티브 규제, 가격상한규제 등 수익률 규제이론 분석 - 해외 에너지산업에서 시행중인 인센티브 규제 사례조사 및 분석 ㅇ 국내 총괄원가 규제산업에 대한 사례조사 및 해외 주요국 사례조사 - 현행 전기요금, 용량가격 산정시 수익률 산정절차, 산정방식 및 규제현황 - 사회기반시설에 대한 민간투자법에 의한 민간투자사업의 진행구조 및 수익률 산정절차, 산정방식, 운영기간동안 사용료 단가 산정방식 등 - 민간투자사업외의 수돗물요금, 철도운임 및 고속도로 통행요금 산정 등 공공요금 산정시 수익률 산정절차, 산정방식 및 규제현황 - 해외 주요 국가의 인프라 및 전력부문 규제기관의 총괄원가에 의한 수익률 산정절차, 산정방식 및 규제현황 분석 ㅇ 민간투자사업과 발전사업의 위험수준 차이 분석 - 민간발전사업의 신용등급 수준 및 금융시장에서 발전사업에 대한 위험인식 - 민간투자사업의 사업종류(BTL, BTO 등)별 연도별 수익률 현황 - 수익률 수준 차이 분석을 위한 전원별 (석탄, LNG복합) 운영기간동안 내부수익률 분석 (자기자본, 총자산) - 발전원에 대해 민간투자사업 수익률 산정방식과 동일방식 분석 ㅇ 전력도매시장 가격규제하에서 합리적이고 공정하며, 형평성 있는 최적의 수익률 산정방안 도출 - 타 산업간, 동종 산업내의 수익률 비교로 발전부문별(석탄, 일반)로 위험수준에 따른 수익률 분석 및 조명 - 타 규제산업의 수익률 산정방안을 고려한 최적의 수익률 산정방안 도출 - 총괄원가방식하에서 현행 전력시장 수익률 규제방식의 문제점 해소를 위한 인센티브 방식 등 도입 검토
⑫ 기대성과	ㅇ 국내 및 해외의 다양한 수익률 산정사례를 검토하여 이론적으로 공정하고, 논리적이며 편의성을 배제한 위험수준에 따른 수익률을 산정함과 동시에 실무적으로 시장참여자들이 수용 가능한 신뢰성 있는 수익률 산정방안 마련 ㅇ 전력도매시장의 적정 수익률을 제시하여 발전사업자(향후 투자자)들의 의사결정과정에 현실적인 도움을 제공함과 동시에 발전사업에 대한 건전하고 효율적인 투자유도를 통한 전력수급의 안정화 기여
⑬ 활용방안 (실용화과제 현장적용방안)	ㅇ 현재 전력 도매가격 규제제도인 정산조정계수와 차액계약제도하에서의 투자보수율산정시 보다 합리적이고 공정한 수익률 산정방식 적용
제안부서	부서명 : 시장개발처 장기시장팀 (☎ 061-330-8432)
	제 안 자		제안부서장
	직 위	성 명	직 위	성 명
	차 장	김 염 형 (인)	처 장	김 홍 근 (인)