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1. 1일 부하 변동과 발전소 운용의 특징
1) 특징
(1) 공급 부하의 증감은 주간 첨두 부하와 심야 경부하의 차가 확대되고 있다.
(2) 따라서 심야에는 기저부하를 담당하는 원자력이나 대용량 화력 발전소의 잉여 전력이 많으므로
이 전력을 이용한 양수 발전소의 정격운용이 증가하고 있다.
(3) 수요의 변화에 대응한 발전소 운용 예:
→ 전기 사용은 평일과 주말, 계절에 따라 차이를 보인다.
→ 최근에는 주간의 첨두부하가 심야 경부하의 2배 이상이 되기도 한다.
2) 부하에 따른 부하율 약화 영향
(1) 전기는 저장할 수 없기 때문에 수요의 Peak에 맞춘 발전설비를 준비할 필요가 있다.
→ 즉, 생산과 소비의 동시성을 만족시켜야 한다.
(2) 부하율 약화에 따른 악영향
① 정두 시간대와 심야 시간대의 부하 차이가 크므로 설비의 이용률 저하로 전력 요금 상승
② 전력 에너지 저장용 양수 발전 정격의 피크시 운용 증가로 전력계통 전체적인 비용 증가 등
2. 기저 부하, 중간 부하, 첨두 부하 담당 발전소의 요구 조건
1) 기저부하 담당 발전소
(1) 24시간 운전 가능, 1일 중 일정 출력으로 운전하며, 전설비가 높아도 kWh당 운전비가 낮아야 한다.
(2) 대용량 고효율 화력 발전
① 설계 조건은 고온·고압화 하여 연속 운전 시 최고 효율 확보
② 시동·정지에 시간이 걸리고, 저부하 운전이 어려워 신뢰율이 높다.
(3) 원자력 발전
① 연료비가 매우 저렴하나, 정지 시 경제성 면에서 부적합
② 시동·정지에 큰 제약이 있어 기저부하 공급력으로 적당하다.
2) 중간 부하 담당 발전소
(1) 1일 8시간 이상 운전 가능, 1일의 부하 변동에 대해 비교적 큰 시간폭으로 대응하여
일간의 시동·정지나 출력 조정이 용이해야 한다.
(2) 중용량 화력 발전
- 정격 출력으로 100~200 [MW]급의 화력 발전이 해당된다.
(3) 중간 부하용 화력 발전
① 매일의 기동·정지, 출력 변화 속도 증가.
전설비의 저하 등으로 인한 운전 부하의 목적으로 개발된 화력 발전 방식
② 보일러 터빈의 운전이 곤란하여 증기압 일정 유지방식 대신
출력에 따라 증가압력을 변화시키는 변압 유지방식 채용
3) 첨두 부하 담당 발전소
- 1일 4시간 정도 운전, 급격한 부하 변동 대응, 반복 기동·정지 가능
- 부하 추종성이 좋고, 급격한 부하 변동에 유리해야 함
(1) 가스터빈 발전
① 단 시간의 기동·정지, 낮은 기동 손실, 급격한 부하 추종성 확보
② kW당 발전 원가 높음, 설비 간소화로 전설비 낮고, peak 부하에 적당함
(2) 양수 발전
① 심야 경부하 시 잉여 전력으로 하부 저수지의 물을 상부 저수지로 양수 →
주간 첨두부하 시 상부 저수지의 물을 하부로 낙하시켜 발전
② Peak 시간대 4시간 정도에 정격 출력을 유지할 수 있는 저수지 용량 확보 필요
(3) 저수지식·조정지식 수력 발전
① 저수지식: 대용량 저수지를 가지고 원단 또는 계절적인 출력 조정이 가능한 발전 방식
② 조정지식: 조정지를 갖고 일간 또는 주간 정도의 출력 조정이 가능한 발전 방식
③ 구조가 비교적 단순하고, 시간적 정운이 기동 정지 및 출력 변화에
급속히 반응할 수 있어서 Peak 공급력으로서 최적
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