경제부하배분과 등증분연료비

경제부하배분이란

발전기가 여러 대인 계통에서는 어떤 발전기를 얼마만큼 돌릴지 정해야 한다.

같은 전력을 만들어도 발전기마다 연료비가 다르므로, 연료비가 가장 적게 드는 조합을 찾아야 한다.

이것이 경제부하배분이며, 총 연료비를 최소로 하면서 부하를 만족시키는 방식이다.

연료비 특성과 증분연료비

연료비 특성은 보통 출력 P의 2차식으로 근사하고, 계수 a, b, c는 발전기마다 다르다.

증분연료비는 출력을 1MW 올릴 때의 연료비 증가분이며, 연료비 곡선의 기울기다.

운전 중인 모든 발전기의 증분연료비가 같아야 총 연료비가 최소가 된다.

이것이 등증분연료비 원칙이다. 송전손실을 무시하면 이 조건이 기본이 된다.

계산 절차

절차는 다섯 단계다. 먼저 발전기별 연료비 함수를 2차식으로 정리한다.

다음으로 각 발전기의 증분연료비를 구하고, 이를 모두 같은 λ로 놓는다.

여기에 총 발전량이 총 부하와 같다는 조건을 더해 λ를 구한다.

마지막으로 λ를 대입해 출력을 정하고, 최소 출력과 최대 출력 범위를 확인한다.

두 발전기 계산 예제

두 발전기의 증분연료비를 같게 놓고, 총 부하 조건을 함께 쓴다.

P2 대신 400에서 P1을 뺀 값을 대입한다.

정리하면 0.02P1 = 4.8이 되어 P1은 240MW다.

이제 P1이 240MW일 때 P2를 직접 구해 보자.

따라서 P2는 160MW이고, 두 발전기의 증분연료비는 10.88원/MWh로 같다.

손실과 출력 한계

시험에서는 손실 유무와 출력 한계에 따라 세 경우를 나누어 답해야 한다.

손실을 무시하면 등증분연료비 조건만으로 출력이 정해진다.

손실을 고려하면 손실계수를 넣은 협조 방정식을 쓴다.

출력 한계가 걸리면 한계에 도달한 기기를 고정하고 나머지를 재배분한다.

시험 포인트와 정리

시험에서는 등증분연료비 원칙의 정의와 유도가 반복해서 출제된다.

손실 고려 협조 방정식과 두 발전기 출력 계산도 함께 나온다.

흔한 실수는 평균 연료비가 낮은 발전기부터 배정하면 최소가 된다고 쓰는 것이다.

경제급전은 계통 상태가 바뀔 때마다 증분연료비 조건을 다시 맞추는 것이다.