KR101929994B1 - 가상 결합 기반 전력 거래 방법 및 이를 위한 에이전트 장치 - Google Patents

가상 결합 기반 전력 거래 방법 및 이를 위한 에이전트 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101929994B1
KR101929994B1 KR1020170107397A KR20170107397A KR101929994B1 KR 101929994 B1 KR101929994 B1 KR 101929994B1 KR 1020170107397 A KR1020170107397 A KR 1020170107397A KR 20170107397 A KR20170107397 A KR 20170107397A KR 101929994 B1 KR101929994 B1 KR 101929994B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
virtual
energy storage
output
power generation
Prior art date
Application number
KR1020170107397A
Other languages
English (en)
Inventor
최준호
Original Assignee
전남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전남대학교산학협력단 filed Critical 전남대학교산학협력단
Priority to KR1020170107397A priority Critical patent/KR101929994B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101929994B1 publication Critical patent/KR101929994B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/08—Payment architectures
    • G06Q20/14—Payment architectures specially adapted for billing systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
    • Y04S50/10—Energy trading, including energy flowing from end-user application to grid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
    • Y04S50/12—Billing, invoicing, buying or selling transactions or other related activities, e.g. cost or usage evaluation

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

본 발명은 전력 거래 방법 및 이를 위한 에이전트 장치에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가상 결합 기반 전력 거래를 위한 에이전트 장치는 제 1 계통 연계점에 접속된 적어도 하나의 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량 정보 및 제 2 계통 연계점에 접속된 적어도 하나의 에너지 저장 장치 용량 정보를 사용하여 가상 출력 프로파일을 생성하는 가상 결합부; 및 상기 가상 출력 프로파일을 사용해 전력 거래를 수행하는 전력 거래부를 포함한다. 본 발명은 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치를 가상 결합하여 전력 거래를 수행하는 것에 의해, 출력 제어 불가능한 발전원 만을 가지는 이프로슈머가 전력 거래에 원활하게 참여할 수 있게 할 수 있다.

Description

가상 결합 기반 전력 거래 방법 및 이를 위한 에이전트 장치{METHOD FOR ELECTRIC POWER TRADING BASED ON VERTUAL COMBINATION AND AGENT APPARATUS FOR THE SAME}
본 발명은 전력 거래 방법 및 이를 위한 에이전트 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 가상 결합에 기반한 전력 거래 방법 및 이를 위한 에이전트에 관한 것이다.
현재 전력 계통에서 전력 소비자는 송배전망을 통해 공급되는 전력을 수동적으로 소비하는 주체를 벗어나, 미래 스마트 그리드 환경에서 전력 소비자는 능동적으로 전력 거래에 참여를 한다. 즉, 전력 계통은 단방향 개념에서 양방향 개념으로 지능화되고 있다. 부언하면, 과거 수동적인 전력 소비자는 E-Prosumer 형태로 변모하고 있다.
여기서, 이프로슈머는 전력 거래의 판매자 및 구매자 중 적어도 어느 하나의 역할을 할 수 있으며, 다음과 같은 형태일 수 있다.
- 전력망을 통해 연결된 부하(제어 가능한 부하, 제어 불가능한 부하, 제어 가능한 부하와 제어 불가능한 부하의 조합) 만을 소유한 이프로슈머
- 전력망을 통해 연결된 발전원(여기서, 발전원은 출력 제어 가능한 발전원, 출력 제어 불가능한 발전원, 에너지 저장 장치, 발전원은 출력 제어 가능한 발전원과 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치 중 적어도 하나 이상의 조합 등일 수 있다) 만을 소유한 이프로슈머
- 상기 부하 및 발전원의 조합을 소유한 이프로슈머
- 이프로슈머는 사전적으로 전력의 판매와 구매를 모두 수행하는 주체를 의미하나, 본 발명의 이프로슈머는 전력 구매(소비) 역할 만을 수행하는 이컨슈머(E-consumer) 개념을 포함할 수 있다. 즉, 이하에서, 이프로슈머라는 용어는 이컨슈머를 포함한다.
여기서, 이프로슈머는 이프로슈머가 연결된 송배전망 운영자가 판매하는 전력의 소비 주체가 될 수 있으며, 전력 거래소를 통해 상기 송배전망에 전력을 판매할 수도 있다. 발전원 만을 가지는 이프로슈머라도 그 이프로슈머가 에너지 저장 장치를 소유한다면 충전을 통해 전력 구매자의 역할을 할 수 있다. 부하 만을 소유한 이프로슈머라도 그 이프로슈머가 제어 가능한 부하를 소유한다면 부하 제어를 통해 전력 판매자의 역할을 할 수 있다. 그리고, 이프로슈머는 마이크로그리드를 포함하는 개념일 수 있다. 또한, 이프로슈머는 상기 부하 및 발전원을 제어하고 가상 전력 거래를 수행하기 위한 매니지먼트 시스템을 가질 수 있다. 마이크로그리드의 경우 상기 매니지먼트 시스템은 EMS(Energy Management System)일 수 있다.
상기와 같은 다양한 이프로슈머 중 출력 제어 불가능한 발전원 만을 가지는 이프로슈머는 원하는 시간대에 원하는 발전량을 송전할 수 없어 전력 거래에 참여할 수 없다는 문제점이 있다.
1. 한국공개특허 제2013-0037559호(공개일: 2013.04.16) 2. 한국공개특허 제2011-0100598호(공개일: 2011.09.14)
이에, 본 발명은 출력 제어 불가능한 발전원 만을 가지는 이프로슈머가 전력 거래에 원활하게 참여할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가상 결합 기반 전력 거래를 위한 에이전트 장치는 제 1 계통 연계점에 접속된 적어도 하나의 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량 정보 및 제 2 계통 연계점에 접속된 적어도 하나의 에너지 저장 장치 용량 정보를 사용하여 가상 출력 프로파일을 생성하는 가상 결합부; 및 상기 가상 출력 프로파일을 사용해 전력 거래를 수행하는 전력 거래부를 포함한다.
여기서, 상기 가상 결합부는 목적 함수를 사용해 상기 출력 제어 불가능한 발전원 또는 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치의 경제성이 최대로 되도록 가상 출력 프로파일을 생성하며, 상기 목적 함수의 제약 조건은 상기 에너지 저장 장치의 용량일 수 있다.
그리고, 상기 에너지 저장 장치는 상기 가상 출력 프로파일에서 상기 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량을 차감한 전력량을 충전 또는 방전하는 형태로 상기 가상 출력 프로파일에 따른 추종 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 에너지 저장 장치는 상기 출력 제어 불가능한 발전원의 실시간 발전량 정보를 수신하고, 상기 수신된 실시간 발전량 정보를 사용해 상기 가상 출력 프로파일에 따른 추종 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 전력 거래는 이프로슈머간 또는 이프로슈머와 송배전망 사업자 간의 전력 거래일 수 있다.
또한, 상기 출력 제어 불가능한 발전원은 태양광 발전 및 풍력 발전 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가상 결합 기반 전력 거래 방법은 제 1 계통 연계점에 접속된 적어도 하나의 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량 정보 및 제 2 계통 연계점에 접속된 적어도 하나의 에너지 저장 장치 용량 정보를 사용하여 가상 출력 프로파일을 생성하는 단계; 및 상기 가상 출력 프로파일을 사용해 전력 거래를 수행하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 가상 출력 프로파일을 생성하는 단계는 목적 함수를 사용해 상기 출력 제어 불가능한 발전원 또는 상기 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치의 경제성이 최대로 되도록 가상 출력 프로파일을 생성하는 단계를 포함하며 상기 목적 함수의 제약 조건은 상기 에너지 저장 장치의 용량일 수 있다.
또한, 상기 에너지 저장 장치는 상기 가상 출력 프로파일에서 상기 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량을 차감한 전력량을 충전 또는 방전하는 형태로 상기 가상 출력 프로파일에 따른 추종 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 에너지 저장 장치는 상기 출력 제어 불가능한 발전원의 실시간 발전량 정보를 수신하고, 상기 수신된 실시간 발전량 정보를 사용해 상기 가상 출력 프로파일에 따른 추종 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 전력 거래는 이프로슈머간 또는 이프로슈머와 송배전망 사업자 간의 전력 거래일 수 있다.
또한, 상기 출력 제어 불가능한 발전원은 태양광 발전 및 풍력 발전 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명은 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치를 가상 결합하여 전력 거래를 수행하는 것에 의해, 출력 제어 불가능한 발전원 만을 가지는 이프로슈머가 전력 거래에 원활하게 참여할 수 있게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 전력 거래 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 발명의 전력 거래 시스템의 개념도이다.
도 3은 도 2의 에이전트 장치의 기능 블록도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전력 거래 방법을 나타낸다.
도 5는 ESS의 추종 제어에 따른 출력 제어 불가능한 발전원의 출력 안정화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 ESS의 추종 제어에 따른 출력 제어 불가능한 발전원의 출력 안정화를 설명하기 위한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
* 용어 정의 *
이하, 본 발명에서 사용되는 용어는 다음과 같은 의미를 가질 수 있다.
1. 출력 제어 불가능한 발전원: 이하에서, 신재생에너지 발전원을 의미하는 것으로 하며, 태양광 발전 및 풍력 발전 등을 포함하는 용어이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전력 거래 시스템에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 전력 거래 시스템을 설명하기 위한 개략도이다. 도 2는 발명의 전력 거래 시스템의 개념도이다. 도 3은 도 2의 에이전트 장치의 기능 블록도를 나타낸다. 도 5는 ESS의 추종 제어에 따른 출력 제어 불가능한 발전원의 출력 안정화를 설명하기 위한 그래프이다. 도 6은 ESS의 추종 제어에 따른 출력 제어 불가능한 발전원의 출력 안정화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 전력 거래는 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System) 간의 가상 결합을 기반으로 전력 거래가 진행된다. 여기서, '가상 결합'은 송배전망 운영 사업자(한전)가 운영하는 계통과의 계통 연계점이 서로 다른 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System) 간의 출력 전력의 동일 시간대에서의 결합을 의미한다. 주지된 바와 같이, 태양광 발전 및 풍력 발전은 출력 제어가 불가능하여 전력 거래를 할 수가 없다. 이에, 본 발명은 출력 제어 불가능한 발전원의 출력에 원격에 위치한(태양광 발전 및 풍력 발전과 계통 연계점이 다른) 에너지 저장 장치가 출력 제어 불가능한 발전원에 추종 운전을 하여, 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치의 송배전망 계통으로의 출력의 합이 원하는 출력이 되도록 한다. 부언하면, 출력 제어 불가능한 발전원과 출력 제어 불가능한 발전원과 상이한 계통 연계점에 연계된 에너지 저장 장치 간의 출력의 합이 원하는 출력이 되도록 하는 것을 가상 결합이라 할 수 있다.
이 같은 가상 결합을 통해 송배전망 계통은 안정적인 전력 공급을 받을 수 있다. 따라서, 가상 결합을 통해, 출력 제어 불가능한 발전원은 전력 거래에 참여를 할 수 있다. 출력 제어 불가능한 발전원은 분산전원(DER, Distributed Energy Resource)의 형태를 가지며, 그 운영 주체는 누구라도 상관없다.
도 2를 참조하면, 전력 거래 시스템은 출력 제어 불가능한 발전원 그룹(100), 에너지 저장 장치 그룹(200), 에이전트 장치(300)를 포함할 수 있다.
출력 제어 불가능한 발전원 그룹(100)의 계통 연계점은 제 1 계통 연계점(110)이며, 에너지 저장 장치 그룹(200)의 계통 연계점은 제 2 계통 연계점(210)일 수 있다.
제 1 계통 연계점(110)과 제 2 계통 연계점(210)은 상이할 수 있다.
제 1 계통 연계점(110)에는 적어도 하나의 출력 제어 불가능한 발전원(120)이 접속될 수 있고, 제 2 계통 연계점(210)에는 적어도 하나의 에너지 저장 장치 (200)가 접속될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 달리, 출력 제어 불가능한 발전원 그룹(100) 내의 복수의 출력 제어 불가능한 발전원은 서로 상이한 계통 연계점에 접속될 수 있고, 에너지 저장 장치 그룹(200) 내의 복수의 에너지 저장 장치는 서로 상이한 계통 연계점에 접속될 수 있다.
에이전트 장치(300)는 출력 제어 불가능한 발전원 그룹(100)의 발전량 정보 및 에너지 저장 장치 그룹(200)의 용량 정보를 사용하여 양자를 가상 결합하고, 그 가상 결합 결과를 사용하여 전력 거래를 수행할 수 있다. 에이전트 장치(300)는 발전원 그룹(100) 및 에너지 저장 장치 그룹(200)과 별개로 설치되어 통신망으로 통신할 수 있다. 이와 달리, 에이전트 장치(300)는 발전원 그룹(100) 및 에너지 저장 장치 그룹(200) 중 하나에 내장될 수도 있다. 또는, 에이전트 장치(300)의 기능 중 일부는 발전원 그룹(100) 및 에너지 저장 장치 그룹(200) 중 적어도 하나에 내장될 수 있다.
도 3을 참조하면, 에이전트 장치(3000는 가상 결합부(310), 전력 거래부(320), 제어 정보 제공부(330)를 포함할 수 있다.
가상 결합부(310)는 출력 제어 불가능한 발전원(120)의 발전 스케쥴 정보를 획득할 수 있다. 이때, 발전 스케쥴 정보는 출력 제어 불가능한 발전원(120)의 발전량 예측 정보일 수 있다. 주지된 바와 같이, 태양광 발전원은 태양광 발전의 효율, 일사량 정보 등을 활용하여 미래 발전량을 예측할 수 있다. 풍력 발전 또한 풍력 발전의 효율, 풍량 정보 등을 활용하여 미래 발전량을 예측할 수 있다. 본 발명은 주지된 발전 예측 알고리즘을 자유롭게 선택할 수 있으며, 발전 예측 알고리즘을 제한하지 않는다.
그리고, 가상 결합부(310)는 에너지 저장 장치(220)의 용량 정보(최대 출력, 방전 시간, SOC 등)를 획득할 수 있다.
가상 결합부(310)는 출력 제어 불가능한 발전원(120)과 에너지 저장 장치(220) 간의 가상 결합을 할 수 있다. 가상 결합을 통해, 출력 제어 불가능한 발전원의 출력과 에너지 저장 장치의 출력의 합에 의한 가상 출력 프로파일이 생성될 수 있다. 이때, 가상 결합부(310)는 출력 제어 불가능한 발전원(120)에 대한 안정적인 송전 또는 전력거래 계획을 수립할 수 있다. 이때, 출력 제어 불가능한 발전원(120) 또는 출력 제어 불가능한 발전원(120)과 에너지 저장 장치(220) 간의 조합의 경제성이 최대로 되도록 송전 또는 전력 거래 계획을 수립할 수 있다. 이때, 목적함수의 제약 조건은 에너지 저장 장치의 용량일 수 있다. 출력 제어 불가능한 발전원의 송전 계획은 상기 가상 출력 프로파일일 수 있다. 그리고, 가상 출력 프로파일에서 출력 제어 불가능 한 발전원의 출력 프로파일을 차감한 전력량을 에너지 저장 장치의 출력분으로 할 수 있다. 가상 출력 프로파일은 기 설정된 시간대 예를 들어, 하루 또는 특정 시간대에 대하여 생성될 수 있으며, 가상 출력 프로파일의 생성시 해당 기 설정된 시간대에 대한 발전 스케쥴 정보가 사용될 수 있다.
전력 거래부(320)는 가상 결합 프로파일을 기초로 전력 거래를 수행할 수 있다. 이때, 전력 거래는 이프로슈머 간에 수행될 수 있고, 전력 거래소를 통해 이프로슈머와 송배전망 운영자(전력 회사) 간에 수행될 수 있다. 본 발명이 전력거래의 범위를 제한하지는 않는다. 전력 거래부(320)는 특정 시간대에 송배전망에 공급하는 발전량에 대하여 전력 거래를 수행할 수 있다. 전력 거래부(320)는 다른 이프로슈머 또는 송배전망 운영자와 전력 거래가 체결된 경우, 이 사실을 출력 제어 불가능한 발전원 측과 에너지 저장 장치 측으로 제공할 수 있다.
제어 정보 제공부(330)는 가상 출력 프로파일을 생성하는 주체인 출력 제어 불가능한 발전원(120)과 에너지 저장 장치(220)가 가상 출력 프로파일을 만족하도록 각각의 출력분을 송배전망으로 송전할 수 있도록 하는 제어 기초 정보를 에너지 저장 장치 및 출력 제어 불가능한 발전원에 제공할 수 있다.
제어 정보 제공부(330)는 전력 거래 조건에 따른 전력 공급 시간 동안 실시간 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량 정보를 에너지 저장 장치(220)에 제공할 수 있다. 이와 달리, 출력 제어 불가능한 발전원이 직접 실시간 발전량 정보를 전력 거래 조건에 따른 전력 공급 시간 동안 에너지 저장 장치(220)에 제공할 수 있다.
이때, 에너지 저장 장치(220)는 전력 공급 시간에 대응하는 가상 출력 프로파일에서 출력 제어 불가능한 전력의 출력분을 차감한 전력량을 방전(가상 출력 프로파일에서 출력 제어 불가능한 전력의 출력분을 차감한 전력량이 "0" 미만인 경우)/또는 충전(가상 출력 프로파일에서 출력 제어 불가능한 전력의 출력분을 차감한 전력량이 "0" 초과인 경우)하는 방식으로 가상 출력 프로파일에 대한 추종 제어를 할 수 있다.
도 5는 추종 제어의 예시를 나타낸다. 도 5를 참조하면 태양광 발전의 출력 프로파일(파란색선)과 에너지 저장 장치의 출력 프로파일(갈색선)을 가상 결합하는 것에 의해 가상 출력 프로파일(녹색선, time 0 ~ 350, 950 kw)이 생성되는 것을 알 수 있다. 도 6은 태양광 발전의 출력 예측치를 기초로 태양광 발전 또는 가상 결합 발전(태양광과 ESS의 조합)의 경제성이 최적화되도록 가상 출력 프로파일(보라색선)을 생성하고, 그에 따라 에너지 저장 장치가 충방전을 통해 가상 출력 프로파일에 대한 추종 제어를 수행한 결과를 나타낸다. 이때, 실시간 태양광 발전의 출력 정보가 에너지 저장 장치에 제공되었고 이를 기초로 가상 출력 프로파일에서 태양광 발전 출력의 부족분을 에너지 저장 장치가 충방전을 통해 제공을 하였다.
위와 달리, 출력 제어 불가능한 발전원의 출력 예측치의 정확성이 높다면, 전력 거래 시간 동안 출력 제어 불가능한 발전원의 실시간 출력 정보가 추종 제어에 사용되지 않을 수도 있다. 이 경우, 에너지 저장 장치(220)는 전력 거래에 따른 전력 공급 시간 개시 전 제공 받는 자신의 출력 프로파일에 따라 충전 또는 방전을 수행하며 가상 출력 프로파일에 대한 추종 제어를 할 수 있다.
위 같은 전력 거래를 수행하는 경우, 전력 거래를 통한 이득금은 기 설정된 조건에 따라 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치 간에 분배될 수 있다. 그리고, 전력 거래는 계측량에 기반하여 증명될 수 있다. 즉, 전력 거래 시간 동안 출력 제어 불가능한 발전원의 송전 전력 계측량과 에너지 저장 장치의 충방전량을 합산한 것이 가상 출력 프로파일을 만족하는지 여부를 판단하는 것에 의해 정상적으로 전력 거래가 수행되었는지 여부를 확인할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가상 결합 기반 전력 거래 방법에 대하여 설명한다. 도 6은 ESS의 추종 제어에 따른 출력 제어 불가능한 발전원의 출력 안정화를 설명하기 위한 그래프이다.
가상 결합부(310)는 출력 제어 불가능한 발전원(120)의 발전 스케쥴 정보를 획득할 수 있다(S41). 이때, 발전 스케쥴 정보는 출력 제어 불가능한 발전원(120)의 발전량 예측 정보일 수 있다. 주지된 바와 같이, 태양광 발전원은 태양광 발전의 효율, 일사량 정보 등을 활용하여 미래 발전량을 예측할 수 있다. 풍력 발전 또한 풍력 발전의 효율, 풍량 정보 등을 활용하여 미래 발전량을 예측할 수 있다. 본 발명은 주지된 발전 예측 알고리즘을 자유롭게 선택할 수 있으며, 발전 예측 알고리즘을 제한하지 않는다.
그리고, 가상 결합부(310)는 에너지 저장 장치(220)의 용량 정보(최대 출력, 방전 시간, SOC 등)를 획득할 수 있다.
가상 결합부(310)는 출력 제어 불가능한 발전원(120)과 에너지 저장 장치(220) 간의 가상 결합을 할 수 있다(S42). 가상 결합을 통해, 출력 제어 불가능한 발전원의 출력과 에너지 저장 장치의 출력의 합에 의한 가상 출력 프로파일이 생성될 수 있다. 이때, 가상 결합부(310)는 출력 제어 불가능한 발전원(120)에 대한 안정적인 송전 및 전력거래 계획을 수립할 수 있다. 이때, 출력 제어 불가능한 발전원(120) 또는 출력 제어 불가능한 발전원(120)과 에너지 저장 장치(220) 간의 조합의 경제성이 최대로 되도록 송전 또는 전력 거래 계획을 수립할 수 있다. 이때, 목적함수의 제약 조건은 에너지 저장 장치의 용량일 수 있다. 출력 제어 불가능한 발전원의 송전 계획은 상기 가상 출력 프로파일일 수 있다. 그리고, 가상 출력 프로파일에서 출력 제어 불가능 한 발전원의 출력 프로파일을 차감한 전력량을 에너지 저장 장치의 출력분으로 할 수 있다. 가상 출력 프로파일은 기 설정된 시간대 예를 들어, 하루 또는 특정 시간대에 대하여 생성될 수 있으며, 가상 출력 프로파일의 생성시 해당 기 설정된 시간대에 대한 발전 스케쥴 정보가 사용될 수 있다.
전력 거래부(320)는 가상 결합 프로파일을 기초로 전력 거래를 수행할 수 있다. 이때, 전력 거래는 이프로슈머 간에 수행될 수 있고, 전력 거래소를 통해 이프로슈머와 송배전망 운영자(전력 회사) 간에 수행될 수 있다. 본 발명이 전력거래의 범위를 제한하지는 않는다. 전력 거래부(320)는 특정 시간대에 송배전망에 공급하는 발전량에 대하여 전력 거래를 수행할 수 있다. 전력 거래부(320)는 다른 이프로슈머 또는 송배전망 운영자와 전력 거래가 체결된 경우, 이 사실을 출력 제어 불가능한 발전원 측과 에너지 저장 장치 측으로 제공할 수 있다(S43, S44).
제어 정보 제공부(330)는 가상 출력 프로파일을 생성하는 주체인 출력 제어 불가능한 발전원(120)과 에너지 저장 장치(220)가 가상 출력 프로파일을 만족하도록 각각의 출력분을 송배전망으로 송전할 수 있도록 하는 제어 기초 정보를 에너지 저장 장치 및 출력 제어 불가능한 발전원에 제공할 수 있다. 제어 정보 제공부(330)는 전력 거래 조건에 따른 전력 공급 시간 동안 실시간 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량 정보를 에너지 저장 장치(220)에 제공할 수 있다(S45, S46). 이와 달리, 출력 제어 불가능한 발전원이 직접 실시간 발전량 정보를 전력 거래 조건에 따른 전력 공급 시간 동안 에너지 저장 장치(220)에 제공할 수 있다. 이때, 에너지 저장 장치(220)는 전력 공급 시간에 대응하는 가상 출력 프로파일에서 출력 제어 불가능한 전력의 출력분을 차감한 전력량을 방전(가상 출력 프로파일에서 출력 제어 불가능한 전력의 출력분을 차감한 전력량이 "0" 미만인 경우)/또는 충전(가상 출력 프로파일에서 출력 제어 불가능한 전력의 출력분을 차감한 전력량이 "0" 초과인 경우)하는 방식으로 가상 출력 프로파일에 대한 추종 제어를 할 수 있다(S47).
상기 프로세스는 전체 또는 그 일부로서 실시될 수 있다. 그리고, 상기 프로세스 중 일부는 순서를 상호 달리하여 수행될 수도 있다.
100: 출력 제어 불가능한 발전원 그룹
110: 제 1 계통 연계점
120: 출력 제어 불가능한 발전원
200: 에너지 저장 장치 그룹
210: 제 2 계통 연계점
220: 에너지 저장 장치
300: 에어전트 장치

Claims (12)

  1. 가상 결합 기반 전력 거래를 위한 에이전트 장치에 있어서,
    제 1 계통 연계점에 접속된 적어도 하나의 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량 예측 정보 및 제 2 계통 연계점에 접속된 적어도 하나의 에너지 저장 장치 용량 정보를 사용하여 가상 결합을 통해 가상 출력 프로파일을 생성하는 가상 결합부; 및
    상기 가상 출력 프로파일을 사용해 전력 거래를 수행하는 전력 거래부를 포함하고,
    상기 가상 결합부는 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량 예측 정보 및 에너지 저장 장치의 용량에 기반하여 상기 출력 제어 불가능한 발전원이 전력 거래시 전력 계통에 안정적으로 공급할 수 있는 출력에 해당하는 가상 출력 프로파일을 생성하며,
    상기 가상 출력 프로파일에 따라 전력 거래가 성사되면, 상기 가상 출력 프로파일을 생성하는 주체인 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치가 상기 가상 출력 프로파일을 만족하도록 상기 가상 출력 프로파일을 생성하는 주체인 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치에 제어 기초 정보를 제공하는 제어 정보 제공부를 더 포함하고,
    상기 제어 정보 제공부는 전력 거래 조건에 따른 전력 공급 시간 동안 실시간 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량 정보를 에너지 저장 장치에 제공하며,
    에너지 저장 장치는 전력 공급 시간에 대응하는 가상 출력 프로파일에서 출력 제어 불가능한 전력의 실시간 출력분을 차감한 전력량을 방전 또는 충전하는 방식으로 상기 가상 출력 프로파일에 대한 추종 제어를 하며,
    상기 가상 결합부는 목적 함수를 사용해 상기 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치의 경제성이 최대로 되도록 가상 출력 프로파일을 생성하며, 상기 목적 함수의 제약 조건은 상기 에너지 저장 장치의 용량이며,
    상기 전력 거래부는 상기 가상 출력 프로파일을 기초로 이프로슈머와 전력 거래를 수행하고,
    상기 전력 거래부는 상기 전력 거래 수행 결과 상기 전력 거래가 체결되면 전력 거래 체결 사실을 상기 가상 결합을 형성한 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치에 알리며,
    상기 출력 제어 불가능한 발전원은 태양광 발전 및 풍력 발전 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 가상 출력 프로파일을 생성하는 주체인 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치는 상기 가상 출력 프로파일에 따라 이프로슈머와 전력 거래가 성사되면 송배전망을 통해 상기 가상 출력 프로파일에 따라 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 에이전트 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 가상 결합 기반 전력 거래를 위한 에이전트 장치가 가상 결합 기반 전력 거래를 수행하는 방법에 있어서,
    상기 에이전트 장치 상의 가상 결합부가 제 1 계통 연계점에 접속된 적어도 하나의 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량 예측 정보 및 제 2 계통 연계점에 접속된 적어도 하나의 에너지 저장 장치 용량 정보를 사용하여 가상 결합을 통해 가상 출력 프로파일을 생성하는 단계; 및
    상기 에이전트 장치 상의 전력 거래부가 상기 가상 출력 프로파일을 사용해 전력 거래를 수행하는 단계를 포함하고
    상기 가상 결합부는 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량 예측 정보 및 에너지 저장 장치의 용량에 기반하여 상기 출력 제어 불가능한 발전원이 전력 거래시 전력 계통에 안정적으로 공급할 수 있는 출력에 해당하는 가상 출력 프로파일을 생성하며,
    상기 에이전트 장치 상의 제어 정보 제공부가 상기 가상 출력 프로파일에 따라 전력 거래가 성사되면, 상기 가상 출력 프로파일을 생성하는 주체인 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치가 상기 가상 출력 프로파일을 만족하도록 상기 가상 출력 프로파일을 생성하는 주체인 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치에 제어 기초 정보를 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제어 정보 제공부는 전력 거래 조건에 따른 전력 공급 시간 동안 실시간 출력 제어 불가능한 발전원의 발전량 정보를 에너지 저장 장치에 제공하며,
    에너지 저장 장치는 전력 공급 시간에 대응하는 가상 출력 프로파일에서 출력 제어 불가능한 전력의 실시간 출력분을 차감한 전력량을 방전 또는 충전하는 방식으로 상기 가상 출력 프로파일에 대한 추종 제어를 하며,
    상기 가상 결합부는 목적 함수를 사용해 상기 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치의 경제성이 최대로 되도록 가상 출력 프로파일을 생성하며, 상기 목적 함수의 제약 조건은 상기 에너지 저장 장치의 용량이며,
    상기 전력 거래부는 상기 가상 출력 프로파일을 기초로 이프로슈머와 전력 거래를 수행하고,
    상기 전력 거래부는 상기 전력 거래 수행 결과 상기 전력 거래가 체결되면 전력 거래 체결 사실을 상기 가상 결합을 형성한 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치에 알리며,
    상기 출력 제어 불가능한 발전원은 태양광 발전 및 풍력 발전 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 가상 출력 프로파일을 생성하는 주체인 출력 제어 불가능한 발전원과 에너지 저장 장치는 상기 가상 출력 프로파일에 따라 이프로슈머와 전력 거래가 성사되면 송배전망을 통해 상기 가상 출력 프로파일에 따라 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 가상 결합 기반 전력 거래 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020170107397A 2017-08-24 2017-08-24 가상 결합 기반 전력 거래 방법 및 이를 위한 에이전트 장치 KR101929994B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170107397A KR101929994B1 (ko) 2017-08-24 2017-08-24 가상 결합 기반 전력 거래 방법 및 이를 위한 에이전트 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170107397A KR101929994B1 (ko) 2017-08-24 2017-08-24 가상 결합 기반 전력 거래 방법 및 이를 위한 에이전트 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101929994B1 true KR101929994B1 (ko) 2018-12-17

Family

ID=65007413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170107397A KR101929994B1 (ko) 2017-08-24 2017-08-24 가상 결합 기반 전력 거래 방법 및 이를 위한 에이전트 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101929994B1 (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ma et al. Real-time rolling horizon energy management for the energy-hub-coordinated prosumer community from a cooperative perspective
Long et al. Peer-to-peer energy sharing through a two-stage aggregated battery control in a community Microgrid
Zamani et al. Day-ahead resource scheduling of a renewable energy based virtual power plant
Xia et al. Optimal sizing of energy storage system and its cost-benefit analysis for power grid planning with intermittent wind generation
Ajoulabadi et al. Flexible scheduling of reconfigurable microgrid-based distribution networks considering demand response program
Nunna et al. Multiagent-based transactive energy framework for distribution systems with smart microgrids
Bui et al. A multiagent-based hierarchical energy management strategy for multi-microgrids considering adjustable power and demand response
Ali et al. Optimal planning of clustered microgrid using a technique of cooperative game theory
Lin et al. Peak load shifting in the internet of energy with energy trading among end-users
Ghasemi et al. Hourly demand response and battery energy storage for imbalance reduction of smart distribution company embedded with electric vehicles and wind farms
Attarha et al. Affinely adjustable robust bidding strategy for a solar plant paired with a battery storage
Guinot et al. Profitability of an electrolysis based hydrogen production plant providing grid balancing services
US11011913B2 (en) Multifunction power management system
Faraji et al. Optimization of the scheduling and operation of prosumers considering the loss of life costs of battery storage systems
Rajasekharan et al. Optimal energy consumption model for smart grid households with energy storage
US20150311713A1 (en) Service-based Approach Toward Management of Grid-Tied Microgrids
Kamrani et al. A two-stage flexibility-oriented stochastic energy management strategy for multi-microgrids considering interaction with gas grid
Qayyum et al. Predictive optimization based energy cost minimization and energy sharing mechanism for peer-to-peer nanogrid network
KR20210094033A (ko) 에너지 관리 시스템을 동작시키기 위한 방법, 그 방법을 수행하기 위한 전자 컴퓨팅 디바이스, 컴퓨터 프로그램, 및 데이터 캐리어
Silva et al. Hour-ahead energy resource management in university campus microgrid
Ruiz Duarte et al. Operations of a microgrid with renewable energy integration and line switching
KR20210061823A (ko) 에너지 관리 시스템 및 이를 이용한 전력 구매 비용 결정 방법
Saini et al. Cloud energy storage systems for consumers and prosumers in residential microgrids
Fanti et al. Optimal energy management integrating renewable energy, energy storage systems and electric vehicles
Hadayeghparast et al. Stochastic multi-objective economic/emission energy management of a microgrid in presence of combined heat and power systems

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant