전력공급에 대한 계통한계가격 변동성의 영향 분석 = A Study on the Effect of SMP Volatility on Power Supply in Korea

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 우리나라 전력시장 계통한계가격(SMP: system marginal price) 변동성과 전력공급의 변화를 분석하였다. SMP 변동성의 추정을 위해서는 일반화 자기회귀조건부이분산(GARCH: Generalized Autoregressive Conditional Heteroskedasticity) 모형을 사용하였고, 추정된 결과는 전력공급에 대한 결정요인 중 하나로 가정하여 정준공적분회귀(CCR: cannonical cointegrating regrssion) 모형에 사용되었다. 2002년 1월에서 2017년 3월까지의 월간 자료를 사용하여 모형을 추정한 결과, SMP 변동성은 AR(1)-GARCH(1,1) 모형으로 적절하게 설명되는 것으로 나타났다. 그리고 전력공급은 SMP, SMP 변동성을 포함하여 발전용량, 연료(원자력, 석탄, LNG)가격, 계절의 영향을 통계적으로 유의하게 받는 것으로 나타났다. 특히, SMP 변동성은 전력공급에 대해 통계적으로 유의한 수준에서 음(-)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 추정결과를 바탕으로, 국내 발전사는 계통한계가격의 변동성으로 인한 위험을 회피하기 위해 전력 공급의 일부를 조정하는 것으로 판단된다. 추가적으로 전력공급에 미치는 연료가격의 영향은 연료원별 대체 관계로 인해 차이가 날 수 있다는 점도 함께 관찰하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study analyzes SMP (system marginal price) volatility and the response of the power supply to SMP volatility in Korea. Generalized autoregressive conditional heteroskedasticity (GARCH) model is used to estimate the mean and conditional variance of SMP. The canonical cointegrating regression (CCR) model is used to analyze the factors affecting power supply. The reason for using the CCR model is that it has the advantage of mitigating the problem of the errors due to the measurement error of the explanatory variables and the interconnection between variables. The analysis shows that the AR (1) -GARCH (1,1) model adequately explains the SMP volatility. The power supply is affected by SMP, SMP volatility, generation capacity, fuel (nuclear, coal, LNG) prices, and seasonal (summer and winter) dummy variables. Especially, the study finds that generators avoid the risk of the SMP volatility and the effects of fuel price on the power supply could be different due to fuel substitution. Mitigating SMP volatility and understanding the switching of generators" fuel sources will help stabilize the electricity market.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 이론적 배경과 연구방법
• Ⅲ. 자료 분석
• Ⅳ. 실증결과
• Ⅴ. 결론
• 참고문헌
• Abstract

참고문헌 (Reference)

1 안일환, "한국 전력도매시장(CBP) 계통한계가격(SMP) 변동성 실증분석" 재단법인 에너지경제연구원 13 (13): 103-129, 2014

2 남일총, "전력산업에 대한 경쟁정책" KDI 2012

3 신동현, "전력 발전시장의 충격식별과 계통한계가격 변동성 분석: 전력수요 예측오차 충격을 중심으로" 한국응용경제학회 17 (17): 121-166, 2015

4 정준환, "유가충격에 따른 국내 주식시장의 업종별 효과에 관한 연구" 한국산업경제학회 24 (24): 3589-3610, 2011

5 이현재, "우리나라 전력수요와 경제성장간의 장단기 영향에 관한 실증분석: 공적분추정법을 중심으로" 한국산업경제학회 26 (26): 2605-2619, 2013

6 에너지경제연구원, "에너지 이코노미" 에너지경제연구원 2013

7 Box, G.E., "Time Series Analysis: Forecasting and Control" Holden-Day 1976

8 Narayan, P.K., "The Residential Demand for Electricity in Australia : An Application of the Bounds Testing Approach to Cointegration" 33 : 467-474, 2005

9 Phillips P.C.B., "Statistical Inference in Instrumental Variables Regression with I(1)Processes" 57 : 99-125, 1990

10 Johansen, S., "Statistical Analysis of Cointegration Vectors" 12 (12): 231-254, 1988

11 Ullrich, C. J., "Realized Volatility and Price Spikes in Electricity Markets : The Importance of Observation Frequency" 34 (34): 1809-1818, 2012

12 Holt, M.T., "Price Risk in Supply Equations: An Application of GARCH Time-series Models to the US Broiler Market" 230-242, 1990

13 Alberola, E., "Price Drivers and Structural Breaks in European Carbon Prices 2005–2007" 36 (36): 787-797, 2008

14 Theodorou, P., "Modeling the Return and Volatility of the Greek Electricity Marginal System Price" 36 (36): 2601-2609, 2008

15 Wang, Q., "Long-run Covariance and Its Applications in Cointegration Regression" 12 (12): 515-542, 2012

16 Dickey, D.A., "Likelihood Ratio Statistics for Autoregressive Time Series with a Unit Root" 49 (49): 1981

17 Granger, C.W.J., "Investigation of Production, Sales and Inventory Relationships using Multicointegration and Non‐Symmetric Error Correction Models" 4 (4): 145-159, 1989

18 Gardner, B.L., "Handbook of Agricultural Economics" 2002

19 Zivot, E., "Further Evidence of Great Crash, the Oil Price Shock and Unit Root Hypothesis" 10 : 251-270, 1992

20 Chevallier, J., "Econometric Analysis of Carbon Markets: the European Union Emissions Trading Scheme and the Clean Development Mechanism" Springer Science & Business Media 2011

21 Engle, R.F., "Co-integration and Error Correction : Representation, Estimation, and Testing" 55 (55): 251-276, 1987

22 Park, J. Y., "Canonical Cointegrating Regressions" 60 : 119-143, 1992

23 Pesaran, M. H., "Bounds testing approaches to the analysis of level relationships" 16 : 289-326, 2001

24 Knittel, C.R., "An Empirical Examination of Restructured Electricity Prices" 27 (27): 791-817, 2005

25 Holt, M.T., "Alternative Measures of Risk in Commodity Supply Models : An Analysis of Sow Farrowing Decisions in the United States" 17 (17): 1-12, 1992

26 Hintermann, B., "Allowance Price Drivers in the First Phase of the EU ETS" 59 (59): 43-56, 2010

27 김대용, "ARIMA 모형을 이용한 계통한계가격 예측방법론 개발" 대한전기학회 55 (55): 85-93, 2006

28 Bollerslev, T., "A Conditionally Heteroskedastic Time Series Model for Speculative Prices and Rates of Return" 69 (69): 542-547, 1987

29 전력시장감시위원회, "2016년 전력시장분석보고서" 전력시장감시위원회 2017