最適設備擴張計劃

Abstract

경제활동의 증가와 생활수준의 향상으로 전력수요는 매년 급속히 상승하고 있다. 공익사업으로서의 전력공급기관은 증가하는 전력수요를 충분히 그리고 연속적으로 공급할 책임을 지게 된다. 발전설비는 양식에 따라 비용특성과 운용특성이 달라 수력발전이나 원자력발전과 같이 초기투자비용이 많이 드나 운영비용이적게 드는 발전양식이 있고 기력이나 디젤 또는 개스터빈방식과 같이 초기설비비용은 적게 드나 운영비용이 많이 드는 발전양식이 있다. 한편 원자력이나 기력은 설비의 정기보수 또는 사고를 제외하고는 계속적으로 가동하게 된다. 반면 수력이나 디젤, 개스터빈등은 최대부하 또는 긴급시 등 단시간동안 운용될 수 있는 신축성을 갖고 있다. 이러한 비용특성 및 운용특성을 고려하여 각 년도의 전력수요를 충족시켜 각 설비들의 설비비와 운영비의 할인 누계를 최소로 하는 장기 발전설비 계획을 세울 수 있는 모형을 수립 하였다. 그런데 설비비는 설비 부가 시점에 일시에 비용이 발생하나 운영비는 각 년도 설비의 구성 및 용량등에 의해 영향을 받게되므로 현재의 설비 부가 결정은 장래의 설비부가에 직접적인 영향을 미치게 된다. 전력설비시스템에 부가되는 특정 type 설비의 경제성을 평가하기 위해서는 설비의 내용년수 동안에 부가될 수 있는 수 많은 설비부가안과의 총합비용을 고려하여야 한다. 장기투자설비 의사결정을 할 때에는 투자후에 행해질 가능한 의사결정을 고려하지 않고는 옳은 결정을 할 수 없다. 따라서 이와같은 문제를 해결하는데 적합한 동적 계획법을 이용하여 장래에 발생할 수 있는 대안의 수를 줄이도록 문제를 정식화 하였다. 본 논문에서는 발전설비를 최대부하설비와 기저부하 설비로 나누어 중요성이 큰 기저부하설비를 대상으로 하여 확장계획을 고찰 하였다. 한편 설치비에 대해서는 용량에 따라 규모의 경제가 작용한다고 보았다. 최소비용을 갖는 확장경로를 찾기위해 forward approach에 의한 동적계획법으로 정식화하고 이를 효율적으로 해결하기 위해 자원제약 벡터를 사용하였고 결정변수의 범위에 제약을 가하여 계산량을 줄이도록 하였으며 적정예비력 결정과 운영비용계산을 단순화하여 미니 컴퓨터를 이용할 수 있도록 하였다. 여러가지 가정을 하여 단순화시킨 우리나라의 경우에 본 모델을 적용하여 앞으로 5년간의 설비확장 패턴을 구하였다. 본 모델에서 쓰이는 변수는 확정적인 값을 가지므로 변수의 o}蘆？퓬봉? 민감도분석에 의해 검토한 결과 변수의 불확실성이 기본확장계획에 큰 영향을 미침을 알 수 있다. 본 모델은 발전설비외에도 여러가지 설비투자문제 및 자본배분문제 ( capital budgeting \& capital rationing problem)에도 적용될 수 있다.