전기설비의 수요관리

수요관리의 필요성

• 전기난방 수요의 급증으로 동절기에 예기치 못한 전력수급 비상발생
• 2차 에너지인 전력을 이용한 난방기기의 보급이 급증하고 있으며 낮은 전기요금, 저렴한 설치비용, 편리성 등으로 지속적으로 증가할 것으로 전망
• 전력 난방수요는 시설투자를 동반하기 때문에, 한 번 수요가 증가할 경우 왜곡된 소비형태가 상당기 간 지속 ∘ 대체소비(유류→전기)에 따른 국가적 에너지손실
• 전기를 이용한 난방은 1차에너지 직접난방에 비해 약 50%의 에너지 낭비

 

(1) 수요관리(DSM, Demand Side Management)란? 

• 최소의 비용으로 소비자의 전기에너지 서비스 욕구를 충족시키기 위하여 소비자의 전기사용 패턴을 합리적인 방향으로 유도하기 위한 전력회사의 제반활동이라고 정의하고 있다. 이는 전력공급설비 확 충에 중점을 두어 온 종전의 공급측관리(SSM, Supply Side Management)에 대응되는 개념으로서 부 하관리(負荷管理)를 포괄하는 상위개념이다.
• 원래 수요관리(DSM)라는 용어는 1970년대 미국에서 시작하여 점차 각 국으로 확산되었으며 그간 이 론적 경제성과 높은 잠재적 기여도에도 불구하고 종전 전력회사 공급측 위주의 전력수급계획 추진에 따라 별 관심을 받지 못하다가 전원입지의 확보난 가중, 건설에 따른 막대한 투자 재원의 조달문제, 환경규제의 강화 등으로 공급설비의 적기확보가 어려워지고 최근 최소비용계획(least cost planning) 의 일환으로 공급측 대안과 수요측 대안의 최적조합을 찾는 통합자원계획 (Integrated Resource Planning) 개념의 확산으로 수요관리 방안을 전력수급계획에서 필수적인 고려사항으로 간주하게 되 어 수요관리의 중요성이 더욱 강조 되었다.

 

수요관리 목적

• 전력수요를 합리적으로 조절하여 부하율향상을 통한 원가절감과 전력 수급안정을 도모함과 동시에 국가적인 에너지자원 절약에도 기여하는데 있다. 또한 최근에는 화석연료 사용에 따른 환경오염문제 가 심각히 대두됨에 따라 환경친화적인 에너지정책 대안으로 강조되고 있다.
• 부하율이란 일정기간에 있어서 최대전력에 대한 평균전력의 비율을 말하며 최대전력을 감소하거나 평균전력을 증대시킴으로서 부하율을 향상할 수 있다.

 

 

수요관리방법

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① 가격기능에 의한 방법
② 비가격기능에 의한 방법

 

가격기능에 의한 방법

• 가격기능, 즉 전기요금 및 지원금에 의한 수요관리는 가장 합리적이고 효율적인 수요관리 방법으로 선택적 요금제도 및 지원제도를 이용하여 소비자가 전기요금 절감을 위해 전기사용 패턴을 자발적으 로 조절하는 간접방식의 수요관리 방법이다.
• 계절별·시간대별 차등요금제도, 지정기간 수요조정제도, 주간예고 수요조정제도, 심야전력요금제도, 민 간공급 능력 활용 지원제도, 긴급절전 수요조정제도 등이 여기에 속한다.

비가격기능에 의한 방법

• 리베이트제도를 이용한 기기보급 확대로 고객참여를 적극 유도하고 수요관리 기능을 강화하는 수요 관리 방법을 말한다. 리베이트를 제공하는 이유는 전기요금 왜곡이나 소비자 정보부족 등으로 인한 기기보급 초기의 시장 실패를 보완하기 위함이며, 장기적으로는 효율이 높고 경제성이 있는 기기를 고객이 자발적으로 도입하도록 고객 홍보 활동에 중점을 두고 시행해야 한다. 현행 리베이트 제도로 는 축냉식 냉방설비 설치지원금 지급과 에너지절약형 고효율 조명기기 및 고효율 냉동기 고효율 인 버터 등에 대한 지원금 지급이 있다.

 

가격기능에 의한 방법의 종류

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① 기본요금 피크연동제

• 일반용, 교육용, 산업용, 농사용전력 고객으로 최대수요 전력계를 설치한 고객에게 연 최대전력을 기준하여 기본요금을 부과함으로써 전기요금 절감을 위해 고객 스스로 최대수요를 억제하도록 유도 하는 요금제도이다.
• 매월 기본요금 산정은 검침 당월의 피크와 직전 12개월 중의 하계(7월~9월) 및 동계(12월~2월) 피크 중 높게 시현된 피크를 기준으로 계산되며, 피크가 한번 높게 시현되면 1년 동안은 높은 기본요금을 부담해야 한다. 이 제도는 1978년 1월 최초 도입된 이래 최대수요 억제에 많은 기여를 하고 있다.

② 시간대별 차등 요금제도

• 하루 중에서 전력수요가 높은 시간대에는 고율의 요금단가를, 전력수요가 낮은 시간대에는 저율의 요금단가를 적용하여 고객 스스로 낮은 비용으로 전력을 사용하도록 유도하는 요금제도이다.
• 시간대별 구분계량기가 설치된 일반용, 산업용, 교육용 고객을 대상으로 하루를 경부하, 중간부하, 최 대부하 시간대로 구분하여 전기요금을 차등 적용하고 있다.

③ 계절별 차등 요금제도

•  전력소비가 많은 계절과 적은 계절을 구분하여 전력량 요금을 차등 적용함으로써 특정계절에 집중되 는 전력수요, 특히 여름철 냉방수요의 억제를 유도하는 제도이다.
• 1990년 5월부터 도입하여 일반용, 교육용, 산업용전력에 적용하고 있으며, 요금수준은 여름철이 그 밖의 계절보다 약 20% 정도 비싸게 책정하여 하절기 최대수요를 절감하는 효과를 거두고 있다.

④ 심야전력(갑) 요금제도

• 전기의 사용량이 많은 주간시대의 부하 경감과 사용량이 적은 심야시간대의 부하조성을 통하여 전력 설비를 효율적으로 사용하기 위해 1985년부터 도입하여 시행하고 있는 제도로서, 밤 11시부터 아침 9시까지의 심야시간대에 축열 또는 축냉설비를 사용하는 고객에게 적용된다. ∘ 심야시간대에만 전력을 사용할 수 있으며, 심야시간 동안 전기를 사용하여 온수 또는 얼음 등을 만 들어 축열조에 저장하였다가 주간시간에 난방 또는 냉방에 이용할 수 있다.

⑤ 지정기간 수요조정제도

• 여름철 전력수요가 집중되는 기간(한전에서 별도 예고)에 산업용 및 일반용 고객 중 고압이상 자동원 격 검침이 가능한 고객을 대상으로 전력 피크를 억제하고 전기 사용량을 분산하기 위한 제도로서 일 정수준 이상 전력사용을 줄이는 경우 지원금을 지급하는 부하관리 프로그램이다. ∘ 한전과 고객이 미리 협의하여 약정한 부하조정기간의 부하조정시간 동안 정해진 고객 기준부하보다 1시간 평균전력을 30%이상 또는 3,000kW이상을 줄이는 경우 전력산업기반기금에서 줄이는 kW 당 110~130원을 지원해 준다.

⑥ 주간예고 수요조정제도

• 전력수요가 집중되는 기간에 고객 스스로 자신의 전기 사용량을 줄여 요금절약을 꾀하기 위한 부하 관리 프로그램으로 이 제도는 전 계약종별 고압이상 자동원격검침이 가능한 고객을 대상으로 하며, 전력수급상황을 고려하여 전주 금요일과 시행 주 월요일에 시행기간 및 시행시간을 예고하였을 경우 지원금을 지급하는 부하관리 프로그램이다.
• 한전과 약정한 고객이 부하조정시간 중 각 30분 단위의 평균전력이 고객기준부하(CBL)보다 해당시간
  - 26 30분 평균전력을산업용 전력은 10% 이상(계약전력 1만 kW 이상은 20%이상), 산업용전력이외의 계 약종별은 5% 이상 또는 3,000kW이상 줄이는 경우 전력kW당 340~900원을 지원해준다.

⑦ 민간공급능력 활용 지원제도

• 한국전력거래소의 급전지시를 받지 않는 비중앙발전기를 보유한 고객이 전력수급 상황에 따라 한국 전력거래소의 발전요청에 의해 보유 발전기를 가동하거나 출력을 높이는 경우에 지원금을 지급하는 프로그램이다. ∘ 비중앙발전기를 보유한 구역전기사업자, 자가 상용발전기 등 보유 발전기를 활용하여 부하감축 또는 역송이 가능한 고객(공공기관의 비상용 발전기는 제외)을 대상으로 하며 추가발전량(kWh)당 350~500원을 지원해 준다.

⑧ 긴급절전 수요조정 제도

• 전력수급 불균형 상황발생에 대비하여 사전에 한전과 고객이 약정을 체결하고 전력수급악화시 한전 의 요청에 의하여 고객이 일정수준 이상의 전력사용을 줄이는 경우 지원금을 지급하는 프로그램으로 서 500kW이상 부하감축이 가능한 산업용, 일반용, 교육용 고압고객을 대상으로 한다.
• 약정유형에 따라 기본지원금(500~1,000원/kW) 및 실적지원금(2,500~3,000원/kW)을 지원하며 이행률 이 50% 미만시 위약금이 부과된다.

 

 

비가격기능에 의한 방법의 종류

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① 축냉식 냉방설비 보급

심야시간대의 전력(일반용 전기요금의 40%)을 이용하여 얼음이나 냉수를 저장하였다가

• 주간시간대의 냉방에 이용하는 냉방시스템으로서 1991년 3월부터 도입 운영하였다.
• 급증하는 냉방 부하를 심야시간대로 이전하여 주야간 전력부하 불균형을 개선하는데 크게 기여하는 첨단 냉방 시스템이다.
• 축냉방식에 따라 빙축열식, 수축열식, 잠열축열식 등이 있으며, 심야전력(갑) 또는 1991년 3월부터 본 격 보급 개시된 축냉설비는 주로 대형 빌딩이나 백화점, 관공서 뿐만 아니라 소형건물에도 설치되고 있다. 한전에서는 축냉식 냉방설비 보급을 촉진하고 고객의 초기설치비 부담을 완화하기 위해 지원 제도를 시행하고 있는데, 축냉식 냉방설비(축열율이 40% 이상)를 시설하는 고객에게는 설치지원금을 지급함과 동시에 축냉식 설비를 설계한 사무소에게는 고객에게 지급하는 설치보조금의 5%를 설계장 려금으로 추가 지원하고 있다.

② 원격제어에어컨 보급

• 원격제어에어컨이 개발되기 전까지 공급자측에서 물리적인 방법으로 부하를 조정하는 직접부하관리 제도는 없었다.
• 1999년 7월 원격제어에어컨이 개발 보급되면서 직접부하관리의 계기를 마련하였다. ∘ 원격제어에어컨은 계통상황에 따라 제어여부를 판단하여 제어 명령을 내리면 무선통신회사의 무선호 출 교환기를 거쳐 고객의 에어컨에 부착되어 있는 제어용 수신기가 에어컨을 작동 또는 정지시킨다.
• 원격제어 에어컨 설치자에게 에어컨 냉방소비전력 1kW당 14만원을 지원하고 있으며 100만대 보급 시 58만kW 발전설비를 대체할 수 있어 장래 각광받는 수요관리제도로 자리잡을 전망이다.

③ 고효율 조명기기 보급

• 1993년부터 공인기관으로부터 엄격한 성능시험을 거쳐 합격한 제품에 대하여「고마크」를 부여하고 고마크가 부착된 고효율 조명기기를 절전용량 기준 1kW이상 설비를 설치한 고객에게 지원금을 지급 하고 있는 제도이다.
• 지원대상 품목은 전자식 및 자기식 안정기이며, 절전 효과는 안정기의 경우 36%의 효과를 기대할 수 있다. 전기에너지의 최종 소비단계인 조명기기 효율을 개선하여 전기 소비절약 및 피크 억제에 기여하고 있으며 최근 아파트를 중심으로 ESCO 기업이 중심이 되어 고효율 조명기기에 대한 보급실 적이 계속 증가추세에 있다.

④ 고효율 인버터 보급

• 전체 전력사용량의 약 60%를 차지하고 있는 전동기부하의 이용효율을 향상시키기 위하여 고효율 인 버터 보급 지원제도를 2001년 3월부터 도입 시행하고 있다.
• 인버터를 설치하면 주파수 및 전압을 부하특성에 맞게 변화시켜 회전속도를 제어함으로써 전력소비 를 절감할 수 있다(평균 전력 절감율 약 34%) 지원대상은 산업용으로서 전동기(용량 3.7kW ~ 220kW)에 인버터를 설치하여 절감되는 전력합계가 5kW 이상인 고객이며, 절감전력 kW당 15만원을 지원하고 있다.
• 인버터는 절감대상부하가 많고 가동률이 높은 산업체에서 팬, 펌프, 블로어, 콤프레셔 등에 설치하면 에너지 절감효과가 높다.

 
⑤ 축열식 난방·온수기기 보급 

• 1985년 11월 심야전력요금제도의 도입으로 '86년 1월부터 에너지저장식 기기인 축열기기의 보급이 시작되어 현재 축열식 전기보일러, 전기온돌, 전기온풍기(이상 난방용)와 축열식 전기온수기, 물끓이 기, 태양열온수기(이상 온수용) 등 8종이 있다.
• 축열식 난방 온수기기는 부하율 개선은 물론 고객에게는 편리한 난방기기로 확고하게 자리를 굳혔지 만 2000년도 이후 보급이 급증하여 설치보조금 폐지 및 외선공사비 부과 등 제도개선을 통해 신규 보급을 규제하고 있다.