지역난방용 열병합발전시스템의 최적운전패턴과 적정 열요금구조

The Optimal Operation Pattern and Heat Pricing Scheme for District Heating CHP System

지역난방과 발전겸용의 열병합발전(CHP)시스템과 보조열원설비의 최적운전패턴을 결정하기 위한 수리적 모델을 구축하였다. 현실상황에 접근하여 사회전체, 전력회사 및 난방사업자 각각의 관점에서 최적화 모델이 구성되었다. CHP 시설과 보조열원의 운영권이 다른 경우, 최적운전패턴은 각 당사자의 목적함수에 따라 다르며, 여기에는 열거래요금이 결정적인 영향을 미친다. 본 논문에서는 사회전체 차원의 최적운전패턴을 도출하고, 이러한 패턴이 자율적으로 이루어지게 하는 열요금 구조를 제시하였다. 분석 결과, 사회적 관점에서의 최적화패턴에서는 보조열원의 활용이 중요하게 나타났으며, 현행의 균일 열요금 구조를 시간대별로 차등화된 열요금 구조로 변환할 경우, 자발적으로 시스템전체 차원의 최적화가 이루어질 수 있음이 발견되었다.

This paper presents a numerical model of the optimal operation pattern of the CHP system built for duel-purpose of power generation and district heat production. The model can be differently formulated in accordance with the view of planner: society, electric utility or district-heating company. Here, the operation pattern of the system components and the effect of heat price are of major interest in the study. From the case study, it was found that the optimal use of auxiliary heating equipment is very important to achieve the minimum societal cost. And, the multi-step heat pricing scheme is desirable to induce the voluntary behavior of both companies towards the societal optimal pattern.