1. 서 론

전력산업은 전기에너지를 생산하여 송전 및 배전을 거쳐 소비자에게 판매하는 산업으로 수용가에게 양질의 전력을 값싸게 공급하는 것이 목적이다. 양질의 전력을 값싸게 공급한다는 것은 배전 계통의 신뢰도를 유지하면서 경제적으로 공급한다는 것을 의미한다. 배전계통에 투자를 많이 하면 높은 신뢰도를 유지할 수 있지만 수용가에게는 경제적으로 전력을 공급할 수 없게 된다^[2]. 따라서 배전 계통계획 수립 시 최적 투자규모 및 최적 신뢰도 수준을 결정하기 위해 정전비용의 산정은 필수적이며 정전비용 산정에는 수용가별 전력소비 패턴이 반영되어야 한다. 정전비용을 산출함으로써 장단기 배전전력 경영계획 수립을 위한 기초 데이터로 활용할 수 있으며, 경제성, 고장률, 신뢰성 등을 분석하여 배전설비 유지보수에 투자되는 비용을 절감할 수 있게 된다. 또한 2011년 9월 15일에 발생된 순환정전에 따른 정전사고피해 보상 같은 문제에서 사회적 비용을 반영한 합리적인 정전피해액 산정에 기준이 될 수 있다.

따라서 본 논문에서는 과거 결과와의 연속성을 위해 “미시적 방법을 이용한 산업체 수용가의 공급지장비용 함수(SCDF) 산정”^[1]을 기반으로 한국전력공사의 NDIS에서 실질적으로 적용되고 있는 5개 업종인 산업체, 상업체, 회사 및 기관, 농축수산물, 주택에 대해 2018년의 정전비용을 산출하였다.

본 논문에서의 정전비용 데이터는 직접 방문을 통한 설문조사를 수행하여 얻어진 2,500개의 데이터를 기반으로 하였으며, 이를 Tobit Regression과정을 거쳐 정전비용함수를 구하여 정전비용을 산출하였다.

이로써 향후 산업체, 상업체, 회사 및 기관, 농축수산물, 주택의 정전비용 산출 결과를 이용하여 사회적 경제적 비용이 최소가 되는 최적전력설비 투자규모 및 최적 신뢰도 수준을 결정하는데 활용할 수 있도록 하였다.

2. 정전비용 산정

3. 사례연구

식(3)과 2.1절의 미시적 접근법을 통해 조사된 수용가별 정전비용과 STATA 프로그램을 이용하여 Tobit Regression을 실행한 결과 각 정전시간(분) 계수 a, b와 y절편 c는 표 4와 같이 산정되었다.

그림 1은 정전시간(분) 계수 a, b와 절편 c 값을 정전비용 함수 식 $정전비용=e^{a\times 정전시간(분)^{2}+b\times 정전시간(분)+c}$에 적용하여 산출한 결과이다. 정전시간 1분과 8시간에 대한 정전비용값의 차이가 커서 일반적인 그래프로 표현하였을 경우 값이 작은 부분은 보이지 않으므로 로그차트로 변경하여 표현하였다.

Fig. 1. Result of calculation of Interruption Cost by Business types

4. 미시적 접근법과 거시적 접근법의 비교

본 연구를 통해 산출한 정전비용의 타당성을 판단하기 위해 표 3의 결과를 종합하여 우리나라 전체의 정전비용을 산출한 뒤, 거시적 방법을 통해 얻은 정전비용과 비교를 하였다.

미시적인 접근법으로 산출된 우리나라의 정전비용은 표 5와 같다.

거시적인 접근법으로 정전비용을 산정하기 위하여 우리나라를 대상으로 2009년~2017년간에 대하여 국내총생산(GDP)^[9]과 전력소비량^[10]에 따른 정전비용은 그림 2와 같다.

Fig. 2. Interruption cost in Korea by macro approach

그림 2에서 2017년의 정전비용은 3,243원/kWh로 계산되었다.

그림 3은 거시적 접근법에 의한 결과와 본 연구의 결과를 비교한 결과이다.

Fig. 3. Comparison of Macro approach and this study results

이를 통해 거시적 접근법에 의한 정전비용과 미시적 접근법에 의한 대략적 중앙값인 1시간 정전비용과 유사한 값을 가지고 있음을 알 수 있다. 해외의 경우 정전비용을 산정할 때 평균값을 사용하는 것보다 중앙값을 사용하여 산정하는 추세이므로^[8,11] 이는 본 연구의 결과에 대한 신뢰성을 뒷받침 하는 결과로 판단된다.

5. 과거 연구와의 비교

금번의 연구 결과를 본 연구진이 2008년 및 2013년 수행한 결과와 비교한 결과는 그림 4~그림 8과 같다.

Fig. 4. Comparison of Industrial Interruption cost

Fig. 5. Comparison of Commercial company Interruption cost

Fig. 6. Comparison of Company and Institution Interruption cost

Fig. 7. Comparison of Agricultural fishery products Interruption cost

Fig. 8. Comparison of House Interruption cost

과거연구와 본 연구의 정전비용 비교 결과 산업체, 회사 및 기관에서 과거연구보다 높은 추이를 보였다. 상업체는 2013년과 유사한 추이를 보였으며 농축수산물은 2013년보다 감소하여 2008년도와 유사한 추이를 보였다. 주택은 과거 연구보다 낮은 추이를 보였다.

과거 연구와 다른 추이를 보이는 이유는 2011년에 발생된 순환정전에 따른 보상액에 대한 보상심리, 2016년에 발생된 누진세 등 조사시점에 따라 정전비용에 대한 사회적 정서가 다르기 때문이다. 또한 이번 연구의 설문 조사 내용이 과거년도와 비교하여 업종별ㆍ규모별 세분화 되었고 병원 등 인사사고가 생기는 업체의 경우 피해금액을 환산하기 어려우므로 응답에 대한 합치성이 부족 때문에 차이를 보인다고 판단된다. 추후 인사 사고같이 설문조사 대상자에 따라 합치성이 달라지는 부분의 경우 설문 조사시 추가적인 메뉴얼이 필요하다고 판단된다.

6. 결 론

본 논문에서는 계통 운영 중 정전이 발생하였을 때 전기사용자의 정전으로 인한 피해비용을 미시적 접근법으로 평가하였으며 평가결과는 접근법에 따라 달리 계산될 수 있다.

(1) 직접방문을 통하여 2,500개의 유효 설문 조사를 통해 얻어진 전기사용자 측면에서의 정전비용을 종속변수, 정전이 발생한 시간을 독립변수로 하여 독립변수와 종속변수의 관계를 회귀 분석하였다.

(2) 미시적 접근법에 의한 우리나라 전체의 정전비용과 거시적 접근법에 의한 우리나라 전체의 정전비용은 대략적 중앙값인 1시간 정전비용과 유사함을 알 수 있으며 이를 통해 본 연구의 결과에 대한 신뢰성을 뒷받침 할 수 있다.

(3) 과거 연구와 정전시간에 대해 비교한 결과 본 논문의 도출결과와 차이를 보였다. 이는 조사 시점 당시의 사회적 정서(순환정전, 누진세)가 현시점과 다르며 과거 설문조사와 비교하여 설문의 표본 수 증가, 설문조사 내용의 업종별ㆍ규모별 세분화, 병원 등 인사사고가 생기는 업체의 경우 피해금액을 환산하기 어려우므로 응답에 대한 합치성 부족, 응답자가 정전에 대해 고려한적이 없어 예상 피해비용에 대한 이해도 부족 때문에 차이를 보인다고 판단된다.

설문조사를 통해 정전비용을 산출할 때 설문지를 토대로 많은 양의 데이터가 축적되어야 하며 데이터가 축적될수록 데이터의 신뢰성이 쌓인다고 판단된다.

미국의 경우 정전비용에 대한 축적된 데이터를 통해 ICE(Interruption Cost Estimate Calculator)라는 전력서비스의 신뢰성을 평가하는 시스템을 개발하는데 근간으로 활용하였으므로 추후 정전비용에 대한 지속적인 연구가 필요하며, 설문조사의 경우 한 번 시행 시 큰 금액이 소요되므로 과거의 설문조사 결과를 함께 활용하여 정전비용을 도출할 수 있는 방법론의 개발이 필요한 것으로 판단된다.

본 논문을 통하여 전기사용자가 정전으로 인한 피해비용이 얼마나 되는가 즉 수용가별 전력소비 패턴에 따른 정전비용을 산출하였다. 이를 통해 향후 정전발생시 차단 및 복구의 합리적 운선순위 결정여부에 정전비용이 반영되어 효율적인 부하차단 및 복구가 가능할 것으로 판단된다. 또한 정전 사고피해 보상 같은 문제에서 사회적 비용을 반영한 합리적인 정전피해액 산정에 기준이 될 수 있다 판단된다.