Real Time Pricing (RTP) and Energy Storage System (ESS) are emerging subjects in Demand Response (DR) of electricity. RTP provides price signal to the user on an advanced basis reflecting the utility’s cost of generating and purchasing electricity. ESS is used to store/use electrical energy to take advantages of load leveling and improvement of reliability. The previous studies about ESS say that adopting ESS benefits both to the users and providers in terms of cost and load leveling.
This thesis presents an optimal demand response planning by optimizing the DR pricing models and Energy Storage System. For this purpose, the performances of four alternatives are compared: Time-of-use (TOU) pricing with/without ESS and RTP with/without ESS. For each model, the performance from the user’s cost point of view and the utility’s peak load reduction’s point of view were evaluated. To measure the reduction of peak load, the load factor was adapted.
Based on customer’s cost and load factor, each alternatives were assessed. Sensitivity analysis were also conducted to see the changing the subsidiary level of ESS and electricity price.
In terms of customer’s cost, RTP without ESS performed best, but the peak load is higher than the case of TOU with ESS. On the other hand, TOU with ESS performed best in load management’s point of view. According to the sensitivity analysis of this study, the current subsidiary level of ESS (75%) is decreased to 54% without losing the effect of peak load reduction.
실시간요금제도(RTP)와 에너지저장시스템(ESS)는 수요반응 분야에서 중요하게 부각되고 있는 주제이다. 실시간요금제는 전력생산에 드는 비용을 실시간으로 반영해 전력 소비자에게 전력생산 단가를 실시간으로 전달해주는 수요반응형 요금제도이다. 에너지저장시스템은 전기를 배터리에 저장했다 필요시에 저장된 전력을 사용하는 방법으로 부하관리 및 안정성 향상에 효과적이다.
본 논문에서는 수요반응의 가격기능과 에너지저장시스템을 이용한 최적의 수요반응 계획 수립에 대한 연구를 진행했다. 계절별 시간대별 요금제도(TOU)와 실시간요금제도를 축으로 각각 에너지저장시스템의 유무에 따라 총 4가지의 대안을 수립했다. 각각의 대안별로 소비자의 관점에서 비용을 최소화 할 수 있는 방법과 부하를 절감할 수 있는 방법을 기준으로 대안을 비교했으며 이를 위해 최대부하와 부하율의 개념이 사용되었다. 소비자 비용과 부하율의 관점에서 각각의 대안들이 평가되었으며, ESS 보조금의 변화와 전력사용요금의 변화에 따른 소비자의 전력소비 형태의 변화를 살펴보기 위해서 민감도 분석이 시행됐다.
소비자 비용의 관점에서 본다면 앞서 제안한 4가지 모델 중, ESS를 적용하지 않은 RTP가 가장 효과적이지만 ESS를 적용한 TOU 모델보다 부하율이 높게 나타났다. 반면, ESS를 적용한 TOU 모델은 부하관리에서 가장 효과적인 대안으로 평가됐다. 본 연구에서 진행한 민감도 분석 결과에 따르면, 현재 ESS의 보조금으로 지급되고 있는 보조금(75%)이 54%까지 낮아져도 동일한 부하관리 효과를 기대할 수 있다.
