구역형 집단에너지설비의 경제운전 최적화 및 DH-SEM2를 이용한 시뮬레이션 :

심민석

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자료유형: 학위논문

저자정보: 심민석 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 김래현

발행연도: 2015

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

구역형 집단에너지설비의 경제운전 최적화 및 DH-SEM2를 이용한 시뮬레이션

심민석 에너지플랜트공학과 2015.01 학위논문

2014

DH-SEM2 시뮬레이터를 이용한 구역형 집단에너지설비의 운전최적화

심민석 , 김래현 한국에너지학회 학술발표회 2014.04 학술대회자료

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본 연구에서는 국내 구역형 집단에너지사업(CES ; Community Energy Supply System)의 도입배경, 기대효과 및 운영현황을 조사 분석하고, 구역형 집단에너지 사업의 활성화 및 에너지절감, 분산전원으로서 역할을 다하기 위하여 제도 변경하여야 할 연료공급사 선택권, 동일 플랜트의 연료가격 일원화 및 지역냉방 고시지정에 대하여 고찰하였다. 아울러, 서울 ○○권역 유통단지 CES에 대하여 에너지 네트워크 최적화를 위한 개발된 DH-SEM2(District Heat-Smart Energy Management 2) 시뮬레이션 프로그램를 이용하여 경제성을 분석하고 경제적인 운전 최적화 방안을 검토하였다.

연구결과는 시뮬레이션 결과에서 계통한계가격 (SMP;System Marginal Price) 변동폭 이상에서는 24시간 G/T(Gas Turbine) 100% 부하운전이 경제적으로 분석 되었다. 그러나 계통한계가격의 지속적인 하락과 배전부하의 지속적인 증가 및 하절기 (6월, 9월 및 7~8월 경부하시) 열수요 부족 등으로 인해 춘추절 및 하절기에는 계통한계가격 및 배전단가가 가스터빈 등의 생산원가 이하인 경우에 상대적으로 저렴한 수열 운전 등과 같은 최소의 설비로 운전하는 것도 유리한 것으로 분석되었다. CES 내에 설치되어 있는 첨두부하용 보일러(PLBsg ; Peak Load Boiler Steam Generator)는 열 생산단가가 매우 높아 연계관로로 부터 수열 불가능 및 가스터빈의 비상정지 또는 동절기 난방 첨두부하 공급 등으로 인한 비상상황 발생 시에나 가동하는 것이 유리할 것으로 분석되었다.

본 연구를 통해 언급한 CES 의 문제점 분석과 제안한 제도의 조속한 변경으로 CES가 활성화 되어 에너지 절감 및 분산형 전원으로서 소명을 다할 수 있기를 기대한다. 또한, CES의 다양한 경우의 시뮬레이션을 통하여 유사한 CES의 경제운전 최적화에 기여할 것으로 기대한다.

This study discusses policy and planning issues at a national and local level and operating simulation models associated with CESs(Community Energy Supply System). Particularly, the policy and law issues are considered choice-right of fuel supplier, unification of fuel prices in same boundary site and specifying notice of district cooling region. In addition, it was selected ○○ site of distributed and shopping Complex in Seoul as modelling of CES system and was analyzed the optimization of economical operation by the DH-SEM2 simulator. DH-SEM2 is a software program package that was already developed for the development of energy-based network optimization as part of a government task at Research Group of Wide Energy Network in Seoul Nation University of Science and Technology.

The simulated result is shown that 100% load operation of Gas Turbine during 24 hours is the best optimal condition in case of width of price variation of SMP(System Marginal Price). But Considering causes that continuing decline of SMP during latest 3 years and incline of distributed supply of electric power to consumer, and the lack of heat demand during summer season(June, September and the terms of light load from July to August), it was analyzed to be advantageous that CES was operated by reception of heating and electric power in case that cost of production from Gas Turbine is relatively less than SMP and price of selling electric power to consumer during spring, summer and fall seasons.
Because of high cost of production from PLBsg(Peak Load Boiler as Steam Generator) it was analyzed that it was advantageous not to operate PLBsg except situations of emergency. For examples, Interruption of received heating from linked heating pipe and the trouble of Gas Turbine or Supply of heating for peak load during winter season.
Finally, It is hoped that CES will be conducted the role of energy saving and balancing distributed-power plant to be urgently revised problems of law to be mentioned in this study. And It is also expected that Simulation of various cases for CES is contributed to the optimization of economical operation for Similar CES.

#DH-SEM2 #CES #구역형 집단에너지

Ⅰ. 서 론 1
1. 연구의 배경 및 목적 1
2. 이론적 고찰 2
3. 연구 순서도 3
Ⅱ. 구역형 집단에너지사업 개요 4
1. 구역형 집단에너지사업(CES) 정의 4
2. 구역형 집단에너지사업(CES) 개요 7
3. 구역형 집단에너지사업(CES)의 원동기별 시스템 구성 8
Ⅲ. 구역형 집단에너지사업 도입배경 및 기대효과 9
1. 도입배경 9
2. 기대효과 11
Ⅳ. 구역형 집단에너지 운영현황 12
1. 운영현황 12
2. 주요 CES 운영현황 비교 13
3. CES 운영 활성화 방안 21
Ⅴ. 구역형 집단에너지사업 경제성 분석 22
1. 주요 설비현황 22
2. CES 계통도 23
3. 연계설비 계통도 24
4. 수요분석 25
5. 관련 요금표 28
6. 경제성 분석범위 34
7. 시뮬레이션 경제성 분석 35
8. 경제적 운영방안 69
9. 추가설비 설치 시 경제성 검토 72
Ⅵ. 결 론 77
참고문헌 107
Abstract 109
감사의 글 111

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