자료포락분석과 주성분분석을 이용한 국내 배전부문 운영 효율성 비교분석

Abstract

배전계통의 운영 효율성 분석은 의사결정자들에게 있어 중요한 것으로 평가되어왔다. 배전계통의 효율성을 분석하는 방법으로는 다양한 방법들이 존재하는데, 일반적으로 결정론적 방법과 확률론적 방법이 사용되어 왔다. 또한 분석방법은 모수적 방법(parametric method)과 비모수적방법(non-parametric method)으로도 구분되기도 한다. Corrected Ordinary Least Squares(COLS)와 Stochastic Frontier Analysis(SFA)가 모수적 방법인 반면에, 자료포락분석(Data Envelopment Analysis

DEA)과 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA)은 비모수적 방법이다. 또한 COLS, DEA, PCA는 결정론적 방법인 반면 SFA는 확률론적 방법이다. 본 논문에서는 자료포락분석과 주성분분석을 이용하여 우리나라 배전계통의 운영 효율성을 각 행정구역별로 분석하였다. 또한 이 두 가지 분석방법을 3가지 입력변수(직원 수, 배전용 선로길이, 배전용 변압기 용량)와 2가지 산출변수(고객호수, 판매전력량)를 사용하여 각각 DEA와 PCA에 적용하여 시뮬레이션을 시행하였다. 시뮬레이션 결과 DEA의 경우 상대적으로 비효율적인 행정구역들을 식별하고 비효율성의 크기를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 경영개선을 위한 지침을 제공할 수 있었다. 또한 PCA의 경우 이러한 DEA의 결과가 올바르게 도출된 결과인지를 확인하는데 유용하며, DEA의 결과 도출된 행정구역별 효율성 순위와 PCA결과 도출된 행정구역별 효율성 순위를 비교해보면 비슷한 상관관계를 보이는 것을 확인하였다. 이를 통해 DEA와 PCA를 동시에 적용하고 결과를 비교분석 함으로써 두 접근방법이 서로 상호 보완적으로 사용될 수 있음을 확인하였다. 또한 높은 인구밀도와 좁은 면적을 갖고있는 도시지역과, 적은 인구밀도와 넓은 면적을 갖고있는 농촌지역을 같은 범주내에서 운영효율성을 분석하는 것은 무리가 있다고 보기에, 우리나라 배전계통 운영효율성 분석시 행정구역이 우리나라 전체면적에서 차지하는 비율에 따라 1.5% 이하일 경우와 1.5% 초과일 경우 두가지로 구분하여 배전계통의 운영효율성을 분석하는 것을 제안하였다. 이는 도시지역과 농촌지역의 입력변수와 출력변수가 극명하게 차이가 나는 국내 상황을 반영한 점이다. 본 연구방법은 향후 배전계통 뿐 아니라 발전, 송전계통의 효율성 비교 분석에 대해 적용가능하며 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.