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제목 미국) 전력 시장의 공급 위험 관리를 위한 통합 패러다임: 배터리에서 금융 수단까지, 다양한 위험 관리 전략을 아우르는
국가 [미국]  출처 NREL
산업구분 [바이오에너지]  [에너지효율]  [스마트그리드]  [기타 신재생]  [수소연료전지]  [태양에너지]  [풍력에너지]  등록일 2025.08.19

제목 : 미국) 전력 시장의 공급 위험 관리를 위한 통합 패러다임: 배터리에서 금융 수단까지, 다양한 위험 관리 전략을 아우르는

        (An Integrated Paradigm for the Management of Delivery Risk in Electricity Markets: From Batteries to Insurance and Beyond)


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1. 연구 개요

본 보고서는 재생에너지, 에너지저장장치, 분산에너지자원 확대로 인한 전력시장 공급 리스크를 관리하기 위해 새로운 통합 프레임워크를 제시한 것이다. 핵심은 순부하 불균형 완화를 위한 유연성 옵션(Flexibility Option)’ 설계 DER 시장 참여 확대를 위한 ‘DER 유연성 점수와 입찰 도구 개발이다.

 

2. 유연성 옵션(Flexibility Option, FO) 개념

FO는 구매자가 사전에 설정된 기준량(trigger quantity)과 가격(strike price)에 따라 실시간 시장에서 에너지 불균형을 매수·매도할 수 있는 권리를 제공하는 계약 상품이다.

구분

내용

필요성

- 순부하 예측오차, 설비 가용성 변화, 시장 간 시간해상도 차이로 발생하는 불균형을 사전 대응

특징

- 기존 불균형 예비력 대비 비용 인과성 원칙 준수, 수익 중립적 운용 가능

분석결과

- 불확실성 비고려 모델 대비 시스템 총비용 약 15% 절감

- 실시간·일일시장 가격 수렴도 개선

- 수익 변동성 완화

- 계통운영자 재정 건전성 유지

 

3. DER 유연성 점수(Flexibility Score)와 입찰 도구(FLARE)

DER 유연성 점수는 개별 또는 집합된 DER의 가용 유연성 용량을 정량화하는 지표로, 장치 특성과 사용패턴을 반영하여 산출한다.

구분

내용

목적

- DER 집합제공자가 공급리스크를 정량적으로 평가하고 최적의 입찰전략을 수립하도록 지원

입찰 도구(FLARE)

- 확률론적 가상배터리 모델과 최적화 기법을 결합해 DER 플릿의 불확실성을 반영한 최적 입찰·운전계획 도출

효과

- 운영제약과 시간적 상관성을 반영한 정확한 공급위험 평가

- 수익 증가 및 유연성 실현률 향상

 

4. 보험 상품 및 리스크 집계

연구에서는 전력시장 공급리스크를 헤지(hedge)하기 위한 새로운 보험 상품 가능성도 검토하였다. kWh Analytics의 태양광 수익보장(Solar Revenue Put) 사례를 분석하여, FO와 보험 상품이 모두 리스크 집계·완화에서 유사한 경제적 이점을 제공함을 확인하였다.

 

5. 산업계 피드백 및 적용 가능성

연구기간 동안 미국 7ISO/RTO, 유틸리티, DER 사업자 등과의 워크숍·인터뷰를 통해 지속적인 피드백을 반영하였다. 산업계는 FO의 시장 안정화 효과와 DER 점수 기반 운영의 실효성에 긍정적인 반응을 보였으며, 규제·시장제도 개선 시 도입 가능성이 높다고 평가하였다.

 

6. 주요 성과

구분

주요 내용

성과

FO 설계 및 검증

- ERCOT 유사 시스템 기반 시뮬레이션 수행

- 시스템 총비용 15% 절감, 가격 안정화 효과 입증

DER 점수 체계 확립

- 장치별·포트폴리오별 유연성 점수 산정 방법론 개발

- 데이터 기반 점수 산정 및 성능 검증 완료

집합제공자 입찰전략 개선

- 점수 기반 입찰 및 스케줄링 도구(FLARE) 개발

- 수익 증가, 공급 안정성 향상

보험·시장 융합 가능성 제시

- kWh Analytics 사례 분석

- FO와 보험 상품의 리스크 집계·완화 효과 비교, 보완성 확인

산업계 피드백 반영

- ISO/RTO, 유틸리티, DER 사업자와 워크숍·인터뷰

- 시장 적용 가능성 및 제도 개선 방향성 확보

 

7. 결론 및 시사점

본 연구는 재생에너지 비중 확대에 따라 심화되는 전력공급 리스크에 대응하기 위해 FODER 점수라는 두 가지 혁신적 개념을 제시하였다. FO는 시장 참여자 간 리스크를 효율적으로 분배하며, DER 점수는 분산자원의 잠재력을 시장에서 효과적으로 활용하도록 한다. 이러한 접근은 향후 전력시장 설계, 규제정책, 금융상품 개발 등 다양한 분야에 적용 가능하며, 신뢰성 있는 저비용 전력시스템 구축에 기여할 것이다.

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