재생에너지 공급업체들의 로컬 에너지 시장에서의 독점 경쟁 저장 또는 무저장
📝 원문 정보
- Title: Storage or No Storage Duopoly Competition Between Renewable Energy Suppliers in a Local Energy Market- ArXiv ID: 1910.02744
- 발행일: 2019-10-15
- 저자: Dongwei Zhao, Hao Wang, Jianwei Huang, Xiaojun Lin
📝 초록
이 논문은 에너지 저장 시설을 갖추거나 갖추지 않은 재생에너지 공급업체 간의 이중독점 경쟁을 지역 전력 시장에서 연구합니다. 저장 투자는 재생에너지 공급업체들의 출력 안정화에 도움이 되지만, 상당한 투자 비용과 함께 예상치 못했던 시장 변화를 초래하기도 합니다. 재생에너지 공급업체 간 경쟁에서의 저장 투자의 균형 결정을 연구하기 위해 우리는 공급자와 소비자 간 상호작용을 세 단계 게임 이론 모델로 모델링합니다. 첫 번째 단계에서는 투자 기간 초기에 공급자가 에너지 저장 시설을 설치할 것인지 결정합니다. 이러한 결정이 이루어진 후, 각 날의 일차 시장에서 공급자는 가격과 양을 제안하고, 이를 바탕으로 소비자는 각 공급업체로부터 구매할 전력량을 결정합니다(세 번째 단계). 실시간 시장에서는 실제 발전량이 약속한 발전량보다 부족하면 공급자가 벌금을 물게 됩니다. 우리는 두 번째 단계에서 가격-양 경쟁 균형을 캐릭터화하고, 또한 첫 번째 단계에서 에너지 판매 수익과 저장 비용을 포함한 저장 투자 균형을 캐릭터화합니다. 역설적으로, 저장 투자를 하지 않은 재생에너지의 불확실성이 안정적인 발전보다 공급업체의 이윤이 더 높아질 수 있다는 것을 보여줍니다. 시뮬레이션은 이러한 결과를 시장 경쟁으로 인해 더욱 구체화합니다. 예를 들어, 약속을 지키지 않을 때의 벌금이 높거나 저장 비용이 높거나 소비자의 수요가 낮으면 공급업체의 이윤이 증가할 수 있습니다. 또한 우리는 에너지 저장 투자가 공급업체의 이익을 늘릴 수 있지만, 먼저 투자를 한 공급업체는 투자하지 않은 경쟁업체보다 더 적게 혜택을 받을 수도 있음을 보여줍니다.💡 논문 해설
**핵심 요약**: 본 논문은 재생에너지 공급업체들이 에너지 저장 시설을 갖추거나 갖추지 않을 때의 이중독점 경쟁을 연구합니다. 게임 이론 모델을 이용하여 공급자와 소비자의 상호작용을 분석하고, 투자 결정과 그 결과를 파악합니다.문제 제기: 재생에너지 발전은 출력이 불안정한 특성이 있어 이를 안정화하려면 에너지 저장 시설이 필요하지만, 이러한 투자는 비용이 많이 들고 예상치 못했던 변화를 초래할 수 있습니다. 따라서 공급업체는 이에 대한 균형점을 찾기 위해 어떤 결정을 내릴 것인지 알아보는 것이 중요합니다.
해결 방안 (핵심 기술): 논문은 세 단계 게임 이론 모델을 사용하여 문제를 해결합니다. 첫 번째 단계에서는 공급자가 에너지 저장 시설 투자를 결정하고, 두 번째 단계에서는 각 날의 일차 시장에서 가격과 양을 제안하며, 세 번째 단계에서는 소비자는 이를 바탕으로 전력량을 구매합니다. 실제 발전량이 약속한 발전량보다 부족하면 벌금을 물게 됩니다.
주요 성과: 논문은 에너지 저장 투자가 공급업체의 이익에 미치는 영향을 분석하여, 역설적으로 저장 투자를 하지 않은 경우가 더 높은 이윤을 얻을 수 있다는 것을 발견하였습니다. 또한 시뮬레이션을 통해 다양한 조건에서 이러한 결과를 확인했습니다.
의의 및 활용: 본 연구는 재생에너지 공급업체들이 에너지 저장 시설에 대한 투자를 결정할 때 고려해야 할 중요한 요소들을 제공합니다. 특히, 시장 경쟁과 함께 저장 비용, 벌금 등의 변수가 어떻게 이익에 영향을 미치는지를 이해하는 데 도움이 됩니다.
📄 논문 발췌 (ArXiv Source)
📊 논문 시각자료 (Figures)
