유연한 자원 입찰을 통한 북유럽 보조 서비스 시장의 P90 요구사항 활용

Core Concepts

확률적 유연 자원의 불확실한 기준 전력 소비/생산을 고려하여 북유럽 보조 서비스 시장에서 최소 90%의 신뢰도로 예비력 용량을 입찰할 수 있도록 하는 분포 강건 결합 확률 제약 최적화 모델을 개발하였다.

Abstract

본 연구는 북유럽 보조 서비스 시장의 P90 요구사항을 활용하여 확률적 유연 자원의 입찰 전략을 최적화하는 문제를 다루었다.
먼저, P90 요구사항을 정의하고 이를 단일 결합 확률 제약 최적화 문제로 나타내었다. 이후 이 문제를 분포 강건 결합 확률 제약 최적화 문제로 확장하여, 유연 자원의 불확실한 기준 전력 소비/생산 예측에 대한 강건성을 확보하였다.
이 모델을 전기차 포트폴리오 사례에 적용하여 강건성 수준이 입찰 결정에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 송전계통운영자 관점에서 P90 요구사항과 강건성 수준을 조정하여 확률적 유연 자원으로부터 최대 예비력 용량을 확보하면서도 예비력 부족 위험을 최소화하는 이중 최적화 문제를 제시하였다.

Stats

전기차 포트폴리오의 90일 동안의 전력 소비 시뮬레이션 데이터를 활용하였다.
첫 15일은 in-sample 데이터로 사용되었고, 나머지 75일은 out-of-sample 데이터로 사용되었다.

Quotes

"이 요구사항은 자연스럽게 유연 용량 제공을 위한 최적화 문제를 확률 제약 프로그램의 형태로 이끌어낸다."
"분포 강건성은 비정상적인 환경에서 입찰 결정을 내릴 때 집계기에게 핵심적이다."

Key Insights Distilled From

Leveraging P90 Requirement: Flexible Resources Bidding in Nordic Ancillary Service Markets

by Peter A.V. G... at arxiv.org 04-22-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.12807.pdf

Deeper Inquiries

확률적 유연 자원의 다양한 기술(풍력, 태양광, 열펌프 등)에 대해 본 연구 방법론을 적용한다면 어떤 추가적인 통찰을 얻을 수 있을까

본 연구 방법론을 풍력, 태양광, 열펌프 등 다양한 기술의 확률적 유연 자원에 적용한다면 각 기술의 특성에 따른 추가적인 통찰을 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 풍력 발전소의 경우 예측 불가능한 풍향과 풍속으로 인해 예비력 조달이 더 중요해질 수 있습니다. 태양광 발전소는 일몰 및 일출 시간에 따라 생산량이 크게 변동하므로 이러한 요인을 고려하여 예비력을 조정할 수 있습니다. 열펌프는 온도 변화에 민감하므로 기상 조건에 따른 예비력 운영이 필요할 수 있습니다. 따라서, 각 확률적 유연 자원의 특성을 고려하여 최적의 예비력 조달 전략을 수립할 수 있을 것입니다.

송전계통운영자가 예비력 조달 비용과 예비력 부족에 따른 비용을 모두 고려한다면 최적의 P90 요구사항과 강건성 수준은 어떻게 달라질까

송전계통운영자가 예비력 조달 비용과 예비력 부족에 따른 비용을 모두 고려한다면 최적의 P90 요구사항과 강건성 수준은 달라질 것입니다. 높은 예비력 조달 비용을 감소시키기 위해 P90 요구사항을 완화할 수 있지만, 이는 예비력 부족으로 인한 추가 비용을 초래할 수 있습니다. 따라서, 송전계통운영자는 예비력 조달 비용과 부족에 따른 비용을 균형 있게 고려하여 최적의 P90 요구사항과 강건성 수준을 결정해야 합니다. 더 높은 예비력 조달은 안정적인 운영을 보장하지만 높은 비용을 초래할 수 있으므로 이러한 상충 관계를 고려해야 합니다.

확률적 유연 자원의 증가로 인한 보조 서비스 가격 하락이 시스템 전체에 미치는 영향은 어떠할까

확률적 유연 자원의 증가로 인한 보조 서비스 가격 하락은 시스템 전체에 다양한 영향을 미칠 수 있습니다. 가격 하락은 전력 시장에서 유연 자원을 활용하는 경제적 동기를 강화할 수 있지만, 동시에 수익성에 영향을 줄 수 있습니다. 또한, 가격 하락은 전력 시장의 구조와 안정성에도 영향을 미칠 수 있으며, 이를 통해 시스템의 운영 및 안정성을 고려해야 합니다. 따라서, 보조 서비스 가격 하락은 시스템의 경제성과 안정성을 균형 있게 고려해야 합니다.