Special Issues

18 | Journal of the Electric World |

➋

� 김�성�철�

벽산파워 이사

1 개 황

전기를 관리하는 방법에는 공급관리와 수요관리가 있다. 공급관리는 발전소를

건설해 전력수급문제를 해결하는 것을, 수요관리는 수요측면을 관리해 전력수급

문제를 해결하는 것을 말한다. 수요관리는 효율향상과 수요반응으로 나뉜다. 효

율향상은 고효율기기로 교체해 전기사용량을 줄이며, 수요반응은 사전에 협약된

전기소비자가 일정시간대에 전력사용을 줄여 문제를 해결한다.

전력수급문제는 대부분 사용이 집중되는 시간에 발생한다. 수요관리 중 수요

반응은 이 문제에 초점을 둔다. 특정시간에 공급이 감당할 수 없을 만큼 전력수요

가 급증하면 발전소가 자기 능력 이상으로 몸부림치다가 퍼져버린다. 다시 회복

하는데 상당한 시간이 걸린다. 수요반응의 중요성이 점점 부각되고 있는 이유이다.

수요반응 프로그램은 어제오늘의 이야기는 아니다. 오래 전부터 다양한 내용

으로 진행돼 왔다. 여름철 예를 들어 8월 둘째 주에 전력수급의 집중이 예상될 때

공장들이 8월 둘째 주에 휴가를 가도록 유도한다. 휴가를 가면 공장은 가동을 안

하게 되고 집중되는 전력수급문제는 일정부분 해소된다. 국가는 전력수급안정이

수요관리사업자의 역할과 수익창출 모델

| March | 19

+ 수요관리사업자의 역할과 수익창출 모델

라는 효과를 보았고 이에 대한 대가로 공장에 지원금

을 지급한다. 이것이 ‘지정기간예고제’이다.

몇 달 후를 예측하고 대응하는데 어려움도 있고 예

측오차도 발생한다. 그래서 일주일 전에 다음 주의 전

력수요를 예측하고 전력수급에 어려움이 예상되면 사

전 계약을 한 공장이나 대형건물에 전기사용을 줄여달

라고 요청한다. 전기소비자의 참여에 따라 소비자는

지원금을 받고 국가는 전력수급의 문제를 해결하게 된

다. 이것이 ‘주간예고제’이다.

예측의 정확성과 긴급성의 문제가 커지면서 프로그

램들이 더욱 정교하게 개선됐다. 이후 직접부하제도,

전력수요자원시장, 지능형 수요자원시장과 같은 프로

그램이 생겨났다. 프로그램이 개선돼 가는 대표적인

특징은 초단기 예측과 이에 대한 즉각적인 반응이다.

가장 최근의 프로그램인 지능형 수요자원시장은 1시간

후 전력수급에 문제가 생길 것을 판단하고 요청하면 1

시간 이내에 전기소비자가 전력을 줄여야 한다.

여기서 중요한 것은 전기소비자가 얼마나 잘 반응해

주느냐는 것이다. 이를 수요반응자원의 품질이라 한

다. 고품질의 수요반응자원이란 신속한 전력감축이며

충분한 감축지속시간을 갖는다.

수요관리 프로그램이 여러 해 진행되고 ICT를 통한

통합관리가 가능해지면서 전력감축의 신속성과 지속

성이 향상되고 있다.

발전자원의 환경적 문제, 비용적 문제, 사회적 문제

등으로 공급관리의 한계를 느끼고 있는 상황에서 이러

한 수요반응자원의 품질향상은 수요자원과 발전자원

을 동등하게 봐야 한다는 분위기를 이끄는 원동력이

됐다. 그리고 그 원동력은 결국 2014년 11월 전력수요

자원시장의 태동을 이뤄냈다.

2 현 황

가.�전력수요자원시장

2014년 4월말 전기사업법이 개정됐다. 개정의 핵심

내용은 전력시장내 수요관리사업자를 인정한다는 것

※출처: 전력거래소

그림�1 �발전/수요�통합전력시장�개념도

Special Issues

20 | Journal of the Electric World |

➋

이다. 전력시장 중 용량시장에서는 발전사업자와 수요

관리사업자를 동등하게 보는 것이다. 이후 전력시장운

영규칙이 개정됐고 작년 11월 25일 전력수요자원시장

이 개설됐다.

12개 수요관리사업자가 950여개의 수요반응참여고

객으로 구성된 21개 수요반응자원, 155만kW를 등록했

다. 수요자원시장은 유형1로 분류되는 실시간급전지시

(또는 한시간전 급전지시)와 유형2로 분류되는 가격발

전계획(또는 하루전시장 입찰)이 있다.

실시간 급전지시는 기본 의무감축용량이 있다. 이

를 기초로 기본용량정산금이 산정된다. 기본용량정산

금은 전력시장 내 용량시장(Capacity Pool)에서 정산

되는 것으로 수요반응자원이 주말, 공휴일을 제외한

평일 9~20시(12~13시 제외)에 감축대기 한 대가이다

(2015년 기준 4만700원/kW). 감축대기 기간 내에는 1

시간 전 감축지시를 반드시 이행해야 한다. 그렇지 못

할 경우 위약금(미감축량의 2배)을 부과하게 된다. 기

본 의무감축용량을 이행하면 해당 시간의 최고변동비

를 추가로 지급받게 된다(2014년 12월18일 기준 평균

165원/kWh). 감축지시는 한번 지시를 내릴 때는 최소

2시간에서 최대 4시간이며, 연간 60시간 이내로 제한

하고 있다.

유형2인 가격발전계획에 의한 감축은 자발적인 입

찰에 의해 참여하는 것이며, 전일 10시까지 감축할 양

과 가격을 투찰한다. 투찰일 오후 3시에 낙찰이 확

인되면 익일 낙찰된 시간에 낙찰된 양만큼 전력감축

을 하는 것이다. 감축을 이행하면 감축한 양에 대해

SMP(계통한계가격, 약 130~160원/kWh)를 지급받게

된다. 감축을 불이행하면 불이행한 양의 2배에 해당하

는 위약금을 지불해야 한다. 여기서 발전기와 다른 특

징은 투찰 시 NBTP(Net Benefit Test Price) 보다 낮

은 가격은 쓸 수 없다. NBTP는 1개월 전 비용평가위원

회에서 결정한다.

수요자원시장의 대표적인 특징은 전력시장 내 발전

사업자와 동등한 위치에서 활동하게 되는 수요관리사

업자의 출현이다. 모든 프로그램은 수요관리사업자가

※출처: 전력거래소

그림�2 �수요관리사업자�위치�및�역할

| March | 21

+ 수요관리사업자의 역할과 수익창출 모델

수행하게 되며, 그에 상응하는 수익을 취하는 동시에

패널티도 떠안게 된다. 사업수행을 위해 발전사업자는

발전소를 짓고 운영체계를 구축하고 연료를 공급하며

전기를 생산해야 한다. 수요관리사업자는 다수의 공장

과 건물 전기소비자를 확보하며 ICT 기반의 인프라를

구축해 실시간 부하자원 관리를 해야 한다. 급전지시

시 참여고객의 감축상황을 관리하며 M&V(Measure

and Verification) 및 정산을 해야 한다.

나.�수요관리사업자의�역할과�수익창출�모델

수요관리사업자는 전력시장에서 발전사업자와 활동

하며, 발전사업자가 발전소를 가지고 사업을 영위하듯

수요관리사업자는 ‘수요반응자원’을 가져야 한다. 발전

소를 메가와트(MegaWatt)라 할 때 수요반응자원은 네

가와트(NegaWatt)로 불린다. 하나의 수요반응자원은

최소 10MW 이상이어야 하고, 10개 이상의 수요반응

참여고객으로 구성돼야 한다. 수요관리사업자는 한 개

또는 여러 개의 수요반응자원으로 전력시장에서 사업

을 할 수 있다.

발전사업자가 전력거래소로부터 급전지시를 받았는

데 사정이 생겨 전기를 공급하지 못하면 어떻게 될까.

위약금을 지불하며 이러한 일이 여러 번 반복되면 시

장에서 퇴출된다. 수요관리사업자도 마찬가지이다. 발

전사업자가 발전소를 잘 관리해야 하는 것처럼 ‘수요

반응자원’을 잘 관리해야 하는 것은 매우 중요하다. 여

기서 수요관리사업자의 역할과 차별성, 그리고 수익모

델 전략이 시작된다.

1 ) 수요반응자원별 평가

수요자원측면에서 품질 좋은 A공장이 있다. 1시간

전 요청이 오면 즉각 대응해 사전 약정된 전력을 감축

한다. 요청된 지속시간을 성실히 유지한다. A공장은

수요자원으로서 흠잡을 데가 없다. 그러나 운영기관인

전력거래소는 A공장을 평가하지 않는다. A공장을 포

함해 최소 10개 이상의 전기소비자가 있는 10MW 이

상의 ‘수요반응자원’을 평가한다. 다른 전기소비자가

전체평균을 낮추면 A공장의 성과는 묻히게 된다.

그림 3은 수요반응자원별 평가의 중요한 의미를 설

그림�3 �수요반응자원별�평가의�의미

Special Issues

22 | Journal of the Electric World |

➋

명한다. 참여고객별 평가를 한다면 참여를 잘 한 곳은

수익을 취할 수 있지만, 그렇지 못한 곳은 위약금이 발

생한다. 그러나 수요반응자원별 평가이기 때문에 일

부 참여고객이 감축이행을 못하더라도 다른 고객이 약

정용량 이상의 감축을 하면 자원 전체는 아무런 문제

가 없다. 상대적으로 대부분의 참여고객이 약정용량

100%를 감축했지만 소수 대형고객이 전혀 감축이행을

못하는 상황이 생기면 수요반응자원의 전체 성과에 악

영향을 끼치게 된다.

이로 인해 수요관리사업자는 전력거래소에 위약

금을 지불하게 되며, 수요반응자원의 평균 감축량이

70%를 밑도는 상황이 3회 지속되면 자원 탈락이라는

패널티를 받게 된다.

수요관리사업자는 수요반응자원별 평가라는 대원칙

하에 참여고객의 사용패턴을 이해하고 관리할 수 있어

야 한다. 경쟁력 있는 사업자는 실시간으로 참여고객

의 상황을 파악, 예측하며 문제의 소지가 있으면 자원

내 타 참여고객을 통해 대체자원을 확보할 수 있어야

한다.

또한, 참여고객의 전력소비패턴을 계절별/월별/일

별로 이해해 포트폴리오를 구성해야 하며, 상호 포트

폴리오가 가능한 고객중심의 자원구성을 할 수 있어야

한다. 수요관리사업자는 슈퍼마켓에 여러 가지 상품

을 진열하고 파는 일을 하는 것이 아니라 여러 가지 상

품을 최적으로 구성한 새로운 상품을 만들어 파는 것

이다. 여기서 수요관리사업자의 경쟁력 있는 수익창출

모델이 나온다.

2 ) 고객기준부하(CBL) 이해

고객기준부하(Customer Baseline Load)란 전력수

요관리에서 매우 중요한 개념이다. 메가와트(발전소)

는 급전지시 시 전기를 생산하면 되고 생산한 만큼 계

※출처: 한국전력거래소

그림�4 �고객기준부하(CBL)의�의미�및�종류

| March | 23

+ 수요관리사업자의 역할과 수익창출 모델

량된 데이터를 기초로 정산하면 된다. 그러나 네가와

트(수요반응자원)는 전기사용을 감축한 것에 대한 정

확한 계량이 어렵다. 이를 위해 CBL을 정했으며, ‘전력

거래소의 지시 등으로 전기소비를 절감하지 않았다면

사용했을 평상시 사용전력량을 예측한 값’이 CBL이다.

감축량 산정은 CBL과 실제 계량된 감축사용량의 차이

로 한다.

사용하게 됐을 전력량을 가정해 예측한 것이기에 정

확할 수는 없다. 그래서 합리적인 CBL을 선정할 수 있

도록 몇 가지 선택사항을 뒀다. 수요관리사업자가 참

여고객에게 유리한 CBL을 선택하도록 도와주는 것은

감축 가능한 부하자원을 발굴해주는 것 이상으로 중요

하다. 최적의 CBL을 선택했으면 매일 CBL을 산정해

제공하면서 고객의 사용패턴을 알도록 도와야 하며,

급전지시 시는 최종 CBL을 1시간 내 산정해 제공함으

로써 감축의 정확성을 높이도록 도와야 한다.

예를 들어 산업용 참여고객 중 최근 사용량이 낮은

데 감축 당일은 사용량이 크게 올라갈 수 있다. 이런

경우 참여고객이 기본 약정용량만 감축할 경우 큰 문

제가 생긴다. 왜냐하면 감축산정기준인 CBL이 낮은

상태이므로 감축을 해도 효과가 나타나지 않기 때문이

다. 상대적으로 최근 공장가동률이 높아 CBL이 높게

형성됐는데, 감축당일은 생산 공정상 가동률이 떨어

졌다면 이런 날은 기본 약정용량만큼 감축하지 않아도

의무감축량을 달성할 수 있다.

온도의 영향에 민감한 일반용 전기소비자는 SAA

(Symmetric Additive Adjustment)라는 옵션을 선택

하는 것을 검토해야 한다. SAA는 감축시행일의 감축

시작 전 전기소비패턴과 평상시 소비패턴의 차이를

CBL 산정에 반영하는 것이다.

급전지시 감축당일은 최근보다 꽤 춥거나 더운 날

일 수 있다. 이 경우 전기 난방 및 냉방 부하는 증가하

게 되고 전체 전력사용이 급격히 올라간다. 이로 인해

기본 약정한 전력을 감축해도 전일과 비교해서는 감축

효과가 전혀 나타나지 않을 수 있다. 그렇다고 감축하

지 않으면 전력사용량은 그만큼 더 올라가니 국가적으

로는 감축하는 것이 필요하다. SAA는 감축시간 사전

3시간(직전 1시간 제외)을 전날 패턴과 비교해서 CBL

값에 보정해줌으로써, 기본 약정된 감축용량의 참여가

효과를 보도록 만들어주는 옵션이다.

이처럼 수요관리사업자가 참여고객별 전력소비 패

턴 특성을 정확히 이해하고 적정 CBL을 선정하며

CBL에 맞게 실시간 관리를 하는 것이 매우 중요하다.

이는 수요관리사업자의 수익모델 측면에서도 매우 중

요한 차별화 포인트이다.

3 ) 비상발전기 등 대체자원 활용

수요반응참여고객의 감축자원 대상은 사용전력을

낮출 수 있는 전기설비이다. 대규모 공장은 생산 스케

줄 조정을 통한 공정설비제어로 참여한다. 제철/제강

공장은 전기로 등 대형설비의 사이클 조정으로 전력사

용을 감축하든지, 사이클을 지연해 줄인다. 시멘트 등

요업관련 공장은 분쇄용 대형모터 및 부속 설비를 제

어해 참여한다. 화학공장은 여러 가지 타입이 있으나

전해조 관련 설비의 부분적인 공정제어 및 변동부하를

제어해 참여한다.

일반용 전기소비자는 직접적인 생산 활동을 하지 않

기 때문에 조명, 냉/난방, 공조 등 비공정 설비에 전력

이 사용된다. 따라서 감축부하자원을 발굴하기가 매

우 어렵고 발굴하더라도 극히 소량인 경우가 많다. 그

러나 건물에는 소방법 및 건축법에 의거한 비상발전기

등 비상시 가동할 대체 설비가 있다. 이를 잘 활용하는

것도 부하자원 확보의 한 방법이다.

전기소비자에게 감축부하자원이 없다는 것은 ‘평상

시 전기를 사용하는 부하는 항상 사용해야 하는 부하’

라는 뜻이다. 수요반응에 참여해야 하는 시간에는 비

Special Issues

24 | Journal of the Electric World |

➋

상발전기 등으로 자가발전해 전기를 사용하면 문제가

없다. 발전소의 전기를 사용하지 않으면서 항상 사용

해야 하는 전기설비를 문제없이 가동하는 것이다. 다

만 자가발전에 따르는 비용문제를 해결해야 한다.

일반적으로 대체가 가능한 설비는 비상발전기, 상용

열병합발전기, ESS(Energy Storage System)이다. 비

상발전기는 경유를 연료로 쓰고 있으며 일반적인 효율

인 경우 약 550원/kWh의 연료비용이 들어간다. 상용

열병합발전기는 LNG를 연료로 쓰고 있으며 일반적인

효율인 경우 약 250원/kWh의 연료비용이 들어간다.

ESS 시스템은 경부하시간대에 충전해 최대부하시간

대에 방전할 수 있는 배터리저장시스템을 말한다. 경

부하시간대에 저장한다면 약 60원/kWh의 전기충전비

용이 들어간다.

기존에 구축돼 있는 비상발전기나 상용 열병합발전

기를 부하자원으로 활용할 경우에는 추가되는 연료비

문제 외에 체크할 사항이 있다. 비상 및 소방설비 중심

으로 배선이 돼 있는 대부분의 경우 발전기 용량의 여

유에 맞는 상시부하 배선이 선행돼야 한다. 한전으로

부터 받는 전기를 비상발전기로 전환하는 과정에서 발

생하는 순간정전에 대한 대책도 필요하다.

이를 위해 기존의 스위치인 ATS(Auto Transfer

Switch)를 무정전전환스위치인 CTTS(Closed

Transition Transfer Switch)로 교체해야 한다. 한전

계통연계 공사를 통해 이런 문제를 해결할 수도 있다.

그러나 비상발전기의 노후화 등으로 인한 소음과 매연

등 환경적인 문제는 비상발전기를 통한 부하자원 확보

에 큰 걸림돌이 되고 있다.

그림�5 �수요자원으로서의�비상발전기�구성도

한전전원

비상발전기550원/kWh

열병합발전기250원/kWh

전력량계

수배전반분전반

통신선 전력선

일반부하

DR부하 비상/소방부하

분리/연결

CTTS

사용자화면

DRAS

BEMS시스템Energle

SmartMeter

| March | 25

+ 수요관리사업자의 역할과 수익창출 모델

3 전 망

공급관리의 한계를 극복하는 방안에서 시작한 수요관

리이지만 실제적으로 효율적이고 친환경적이며 비용효

과적인 방안임에 틀림없다. 그간의 관련 프로그램을 통

해, 또 이번 전력수요자원시장 개설 및 시행참여를 통해

수요반응자원의 효과를 확인했다.

향후 수요반응자원이 더욱 발굴되고 품질도 안정화될

때 그 효과와 국가·사회적 편익은 상상 이상일 것이다.

세이크 자키 야마니 전 사우디 석유장관이 ‘석기시대는

돌이 없어졌기 때문에 끝난 것이 아니라 돌을 대체할 기

술이 나타났기 때문’이라고 말한 것처럼, 전력수요관리

도 발전소를 더 지을 수 없기 때문에 발생된 것이 아니

라 공급을 대체·보완할 기술로 부상한 것이다.

전력거래소는 전력시장 내 수요반응자원의 적정규모

를 연구하고 있다. 우리나라 8만MW 가량의 전력소비

중 수요반응자원 규모가 분명 제한적인 것은 인정한다.

현재 2% 미만의 자원이 확보돼 시장에서 움직이고 있으

며 대형 수요반응자원 대부분은 이미 참여돼 있다.

추가로 참여가능한 자원은 중소형 공장이나 일반용

건물부하인데 단위규모가 상대적으로 매우 작다. 그러

나 2017년 내 190만kW 자원 확보라는 계획은 너무 보

수적인 수준이다. 해외 관련사례는 5% 정도를 적정 부

하자원 규모로 보고 있다. 물론 시장이기에 참여규모

의 제한을 두는 것은 아니지만, 가능한 수준에서 신규

자원 발굴을 위한 정부차원의 독려와 활성화 방안이

필요하다.

수요관리사업자의 바람직한 역할수행도 중요하다. 수

요관리사업자는 전력시장운영규칙에 의거해 발전사업

자와 함께 전력시장에서 활동하는 사업자이다. 전력시

장규칙을 이해하고 따르며 개선하고 이끌어가야 할 주

체가 된 것이다. 발전사업자는 연료를 기초로 사업을 펼

치고 수익을 극대화하기 위한 전략을 수립한다. 수요관

리사업자는 다양한 패턴의 수많은 수요반응참여고객을

확보해 이들을 최적 관리함으로써 최대의 수익을 제공

하고 스스로도 수익을 극대화하는 전략을 가져야 한다.

시장 개설 전 수요반응자원 확보를 위한 경쟁이 있었

고, 시장 운영 전이었기에 운영전략, 관리경험, 최적화

방안 등의 차별화나 부가 서비스모델 등이 판단기준이

되기 어려웠다. 단순한 수수료 경쟁력이나 인맥관계를

따르기 쉬운 시기였다. 그러나 이제는 그렇지 않다. 전

기소비자의 운전패턴, 유지보수 일정체크, CBL 예측 및

실시간 관리가 중요하다. 전체 수요반응자원에 대한 통

합관리, 상시 변동상황 체크, 참여고객별 포트폴리오 구

성, 정산 노하우가 필요하다. 기상데이터 주간/일간 모

니터링, 전력수급상황 체크, 중앙급전발전소 상황 확인

등 실시간 급전지시 예측 노하우도 중요하다. 이러한 상

황을 중앙관리센터(Network Operation Center)와 같은

시스템을 기반으로 실시간 관리하는 것이 차별화이고

경쟁력이다.

이를 통해 수요반응자원별 속응성과 반응지속성을 확

보하는 것이 곧 전력시장에서 필요로 하는 고품질의 자

원을 만드는 것이다. 또한, 수요자원만의 특성을 극대화

할 수 있는 것이다.

수요관리사업자의 역할은 전력수요자원시장에서 절

대적이다. 그들의 서비스 품질 향상과 고객만족 노력이

고품질의 수요반응자원을 만들어 낼 것이기 때문이다.

이는 참여고객의 에너지비용절감에 대한 새로운 패러다

임으로 자리매김 될 것이다. 급증하는 전력수요에 대한

발전계획과 함께 수요관리가 계획될 경우 국가적으로

친환경·고효율의 안정적인 전력공급 및 소비가 이뤄지

게 될 전망이다.