The optimal load following operation pattern is analyzed for nuclear power plants in Korea. The optimal load following operation pattern is obtained by minimizing the excess electricity from planned nuclear power program compared to the minimum electric load in future.
The optimal load following patterns are obtained by linear programming in which the object is to minimize difference between the electric power generation by nuclear power plants and the electric demand.
The daily load following operation for nuclear plants must be commenced at about 2006. The patterns in Sunday show rampings at the middle of the night and day-time as compared with one ramping in weekdays. Also, these patterns are similar to those in France. The patterns in autumn are similar to those in spring because of the similar load pattern. The detail patterns are as follows;(weekday:50%-100%-50%, Sunday:50%-100%-50%-100%-50%)
1) Winter
weekday : 7-1-15-1, Sunday : 8-1-4-1-4-1-4-1
2) Spring
weekday : 5-1-17-1, Sunday : 6-1-4-1-6-1-4-1
3) Autumn
weekday : 5-1-17-1, Sunday : 7-1-4-1-4-1-5-1
Economic validation for load following is done by the cost comparison on availability of both nuclear and coal-fired plant. The availability factor of nuclear plant is above 65% which is the break-even point of nuclear plant against coal-fired plant.
The electric expansion planning should be done with the consideration of load following operation of nuclear plants, by means of comparative analysis of electric power generation costs for different sources of electricity and economy of availability.
본 연구에서는 원자력발전소의 대표적인 부하추종운전 모형을 개발하였다. 원자력발전소의 발전량이 전력수요를 초과하는 시기를 산출하여 부하추종운전의 시기를 예측하고 원자력발전소의 초과전력량을 최소화하는 목적함수를 이용하여 부하추종운전 모형을 분석하였다.
그 결과, 원자력발전소는 2006년경부터 부하추종운전이 필요한 것으로 나타났다. 일일 부하추종운전의 모형은 평일에는 한번, 일요일에는 두번의 추종감발이 필요한 것으로 나타났으며 이것은 프랑스의 경우와 동일하다. 또한, 전력수요 형태의 유사성으로 봄과 가을의 부하추종운전모형은 유사하게 나타났다. 상세한 모형은 다음과 같다.
1) 겨울
평일 :7 - 1 - 15 - 1, 일요일 :8 - 1 - 4 - 1 - 4 - 1 - 4 - 1
2) 봄
평일 :5 - 1 - 17 - 1, 일요일 :6 - 1 - 4 - 1 - 6 - 1 - 4 - 1
3) 가을
평일 :5 - 1 - 17 - 1, 일요일 :7 - 1 - 4 - 1 - 4 - 1 - 5 - 1
출력형태는 평일의 경우 50%-100%-50%, 일요일은 50%-100%-50%-100%-50%이고 증감발시간은 1 시간이다.
이용율에 따른 비용 비교를 통해 부하추종에 대한 경제적 타당성이 검토되었다. 부하추종운전에 의한 원자력발전소의 이용율이 유연탄과 원자력간의 비용분기점인 65% 이상인 것으로 나타나 이용율 감소로 인한 경제적 손실이 원자력 우위를 변화시키지 않는 것으로 나타났다.
향후, 전원개발계획은 원자력발전소의 부하추종운전시 각 전원별 발전단가와 이용율에 따른 경제성을 비교 분석하여 이루어져야하며 그에 따라 적정 전원별 목표구성비를 결정하여야 한다.
