KR102601209B1 - 에너지 소비 부하 관리 프로그램에 관한 소비자의 동적 참여를 유도하기 위한 수요 관리 제어 방법 및 수요 관리 제어 장치 - Google Patents

에너지 소비 부하 관리 프로그램에 관한 소비자의 동적 참여를 유도하기 위한 수요 관리 제어 방법 및 수요 관리 제어 장치 Download PDF

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Abstract

에너지 소비 부하 관리 프로그램에 소비자의 동적 참여를 유도하기 위한 수요 관리 제어 방법 및 수요 관리 제어 장치를 개시한다. 수요 관리 제어 방법은 에너지 공급 충전 장치가 설치된 배전 관리 구역 내 ‘에너지 누적 형태의 소비 특성을 갖는 부하’ 대상으로 충전 부하 장치의 충전 전력의 동적 주문을 통한 소비자의 능동적 참여를 확대하기 위한 프로모션 방법으로, 참여 프로모션을 통해 소비자의 에너지 공급 목표 이내로 수요를 분산 관리한다. 또한, 수요 관리 제어 방법은 에너지 수요 공급 상태에 따른 수요 관리 기여 가중치를 통한 인센티브를 활용하여, 변화된 비용 정보를 소비자에게 제공 및 소비자의 동적 참여를 장려 또는 홍보한다.

Description

에너지 소비 부하 관리 프로그램에 관한 소비자의 동적 참여를 유도하기 위한 수요 관리 제어 방법 및 수요 관리 제어 장치{DEMAND MANAGEMENT CONTROL METHOD AND APPARATUS FOR INDUCING DYNAMIC PARTICIPATION OF CONSUMERS IN ENERGY CONSUMPTION LOADS MANAGEMENT PROGRAM}
본 발명은 에너지 소비 부하 관리 프로그램에 관한 소비자의 동적 참여를 유도하기 위한 수요 관리 제어 방법 및 수요 관리 제어 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 에너지 공급 시스템의 전력 용량에 부담을 주는 피크 수요의 분산 관리를 위하여 배전 관리 구역 내 복수의 "에너지 공급 충전 장치"를 대상으로 소비자의 동적 참여를 유도하며, 이를 실시간으로 원격 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전력 시스템은 전력 공급과 수요 사이에 균형을 이루어야 하며, 이는 제한된 전기 에너지를 보다 합리적으로 이용하기 위함이다. 전기 에너지는 공급과 수요의 균형이 매순간 민감해서 많은 공급측 투자가 요구된다. 시간대별 전력 수요량에 따른 피크 부하가 발생함에 따라, 피크 부하에 대응할 수 있도록 전력 계통의 신뢰도를 확보해야 한다. 이는 공급자 측면에서 모든 부담을 해소할 것이 아니라, 수요자 측면에서 병행 관리할 경우 비용 효율이 크게 높아질 것이다.
이에, 전력 시스템은 피크 연계된 공급설비 투자 수요에 대한 저감효과를 위한 다양한 기술이 필요하다. 전력 시스템은 공급자 측면에서의 안정화 운영 수단에 병행하여 소비자 측면에서의 수요 관리를 수행한다. 여기서, 수요 관리(DM: Demand Management)는 공급자 측면이 수요자 측면의 에너지 사용 형태를 합리적으로 통제, 조정하는 계획이나 활동을 의미하며, 계통 상황에 따라 사용량을 조정함으로써 신뢰성 문제 해소의 해결이 가능하다.
수요 반응(DR: Demand Response)은 공급측의 관리 활동에 대한 수요측의 반응을 의미하며, 수요 반응 제도는 요금제 기반의 프로그램과 인센티브 기반의 프로그램으로 구분될 수 있다.
요금제 기반의 수요 반응 프로그램은, 시간대별 도매시장가격에 따라 요금제 적용 시간을 소비 현장에 세밀하게 적용하려면 올바른 가격 신호(price signals)와 스마트 가전기기를 확보 등, 여러 제약이 따른다.
또한, 인센티브 기반의 수요 반응(Demand Response) 프로그램은 수급 균형을 유지하기 위해, 사전에 수요감축(DR) 계약에 참여한 소비자에게 이벤트 발생시 수요감축 실적에 대한 인센티브를 제공하는 방법이다. 그러나, 이러한 특정 시간의 소비를 억제, 즉 부하 감축을 실행함에 있어서 소비자의 불편을 고려하여야 한다. 또한, 소비자 권익 보호를 위해 소비를 마냥 억제해서는 안된다. 그래서, 수요 관리 제도에는 년간 누적 시간 제한, 발령의 지속시간 제한 등의 운용 규칙이 존재한다.
수요 반응을 통한 동적 제어 운용 영향력을 확대하려면, 부하감축 관리 가능한 수요 반응 자원 용량을 확대하는 수단이 필요한다. 또한, 부하감축 운영 제한조건을 개선하여 경직성을 줄인 수요 반응 자원 운영의 유연성 증대 수단도 필요하다. 여기서, 경직성이란 “부하감축 발령부터 자원의 응동 개시 시간” 및 “부하감축 적용 누적 시간” 제한을 의미한다. 만일, 수요반응 제도에 소비부하 특성을 반영할 기회가 있다면 시스템 운영에 유연한 수요 반응 자원 용량을 더 많이 확보할 수 있다.
본 발명은 배전 관리 구역 내에 존재하는 에너지 누적 형태의 소비 특성을 갖는 부하, 즉 충전에 대한 수요 관리 프로그램에 소비자의 동적 참여를 유도하기 위한 참여 프로모션을 제공하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 전력 운용 상황 기반의 가변적으로 결정되는 인센티브 제도를 운영함으로써, 개인별 상황 기반의 소비자의 능동적 참여를 유도하는 수요 관리 방안을 제안함으로써, 에너지 공급의 안정성과 경제성 향상에 기여하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 누적 특성의 부하를 대상으로, 소비자의 참여 주문 기반의 간헐적 충전 실시간 원격 제어 사업의 확대 프로모션을 통한 유연한 수요반응 자원의 용량을 증대하는 모델을 제안한다.
본 발명의 일실시예에 따른 수요 관리 제어 방법은 사용자로부터 배전 관리 구역 내 에너지 공급 충전 장치에 플러깅(plugging)된 충전 부하 장치에 전력을 공급하기 위한 충전 주문서를 수신하는 단계; 상기 충전 주문서를 기반으로 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단하는 단계; 상기 충전 부하 장치의 충전 여유 기간에 따른 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치가 반영된 참여 프로모션을 제공하는 단계; 및 상기 사용자로부터 참여 프로모션에 대한 참여 주문이 수신되면, 충전 부하 장치의 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 제어하며 상기 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 충전 주문서를 수신하는 단계는, 충전 부하 장치의 전원이 플러깅 되기 전까지 허용 가능한 전력 용량을 파악하기 위해 배전 관리 구역 내의 소비 상태를 모니터링하는 단계; 및 충전 부하 장치의 전원이 플러깅 되면, 충전 부하 장치의 충전 시작 시점에 충전 주문서를 수신하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단하는 단계는, 충전 주문서에 포함된 충전 가능 시점, 충전 가능 기간, 전류 크기 및 요구 용량 중 적어도 하나를 고려한 참여 프로모션을 적용하여 충전 여유 기간을 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 충전 여유 기간은, 충전 가능 기간과 요구 용량에 따른 충전 필요 기간에 따른 시간적으로 충전 부하 장치의 충전을 유보할 수 있는 기간을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 단계는, 에너지 공급 충전 장치의 충전 한계와 피크 부하의 분산 가치를 이용하여 상기 에너지 공급 요금 운용 및 수요 관리를 위한 수요 관리 기여 가중치를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 단계는, 충전 스케줄에 따라 충전 과정에서 발생하는 충전 부하가 발생되는 피크 시간의 충전을 감축 또는 유보하여 불연속적 충전을 통한 배전 관리 구역 내의 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수요 관리 제어 방법은 수요 관리 기여 가중치, 충전 여유 기간 및 충전 주문 용량 중 적어도 하나를 고려하여 에너지 비용에 따른 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 제공하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수요 관리 제어 방법은 배전 관리 구역에 설치된 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 단계; 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치에 에너지 비용에 따른 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 포함하는 참여 프로모션을 제공하는 단계; 참여 프로모션에 따른 충전 주문을 고려하여 에너지 공급 충전 장치의 동적 제어를 위한 충전 스케줄을 결정하는 단계; 및 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 감축 또는 유보하며 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 단계는, 충전 주문서에 포함된 충전 가능 시점, 충전 가능 기간, 전류 크기 및 요구 용량 중 적어도 하나에 따른 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단하는 단계; 및 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 고려하여 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 단계는, 배전 관리 구역 내의 에너지 공급 충전 장치의 충전 한계와 피크 부하의 분산 가치를 이용하여 상기 에너지 요금 운용 및 수요 관리를 위한 수요 관리 기여 가중치를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 참여 프로모션을 제공하는 단계는, 수요 관리 기여 가중치, 충전 여유 기간 및 충전 주문 용량 중 적어도 하나를 고려하여 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 가변적으로 설정하는 단계; 및 가변적으로 설정된 인센티브를 통해 소비자의 충전을 유도하기 위한 참여 프로모션을 제공하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 단계는, 충전 스케줄에 따라 충전 과정에서 발생하는 충전 부하가 발생되는 피크 시간의 충전을 감축 또는 유보하여 불연속적 충전으로 배전 관리 구역 내의 피크 수요를 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 프로세서를 포함하는 수요 관리 제어 장치에 있어서, 프로세서는, 사용자 단말로부터 배전 관리 구역 내에서의 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치에 전력을 공급하기 위한 충전 주문서를 수신하고, 상기 충전 주문서를 기반으로 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단하고, 상기 충전 부하 장치의 충전 여유 기간에 따른 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치가 반영된 참여 프로모션을 제공하고, 상기 사용자 단말로부터 참여 프로모션에 대한 참여 주문이 수신되면, 충전 부하 장치의 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서는, 충전 주문서에 포함된 충전 가능 시점, 충전 가능 기간, 전류 크기 및 요구 용량 중 적어도 하나를 고려한 참여 프로모션을 적용하여 충전 여유 기간을 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서는, 배전 관리 구역 내의 에너지 공급 충전 장치의 충전 한계와 피크 부하의 분산 가치를 이용하여 상기 에너지 공급 충전 장치의 요금 운용 및 수요 관리를 위한 수요 관리 기여 가중치를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서는, 충전 스케줄에 따라 충전 과정에서 발생하는 충전 부하가 발생되는 피크 시간의 충전을 감축 또는 유보하며 불연속적 충전을 통한 피크 수요를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 프로세서를 포함하는 수요 관리 제어 장치에 있어서, 프로세서는, 배전 관리 구역에 설치된 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정하고, 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치에 에너지 비용에 따른 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 포함하는 참여 프로모션을 제공하고, 참여 프로모션에 따른 충전 주문을 고려하여 에너지 공급 충전 장치의 동적 제어를 위한 충전 스케줄을 결정하고, 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 감축 또는 유보하여 피크 수요를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기 프로세서는, 충전 주문서에 포함된 충전 가능 시점, 충전 가능 기간, 전류 크기 및 요구 용량 중 적어도 하나에 따른 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단하고, 상기 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 고려하여 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서는, 상기 수요 관리 기여 가중치, 충전 여유 기간 및 충전 주문 용량 중 적어도 하나를 고려하여 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 가변적으로 설정하고, 상기 가변적으로 설정된 인센티브를 통해 소비자의 충전을 유도하기 위한 참여 프로모션을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서는, 충전 스케줄에 따라 충전 과정에서 발생하는 충전 부하가 발생되는 피크 시간의 충전을 감축 또는 유보하며 불연속적 충전을 통한 피크 수요를 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 배전 관리 구역 내에 있는 에너지 누적 형태의 소비 특성을 갖는 부하 대상으로 즉, 피크 부하를 실시간으로 원격 제어하는 전력 수요 관리 사업에, 참여자 확대를 위한 참여 프로모션을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 배전망의 전력 용량에 부담을 주는 피크 부하의 분산 관리가 필요할 때, 경제적 관점에서의 수요 반응을 활성화할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 에너지 누적 특성을 갖는 부하에 대해 수요 관리에 적합한 에너지 수요 상황에 맞게 동적으로 주문 가능한 참여 프로모션을 제공함으로써, 소비자의 자발적인 참여 주문을 확대할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 배터리 충전과 같은 새로운 부하 특성을 활용하여, 피크 부하 때 수요관리를 위한 유연한 수요 반응 자원의 전력 용량을 확대함으로써, 배전 관리 구역 내의 피크 전력에 대한 신뢰도를 유지한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 소비자 참여 수단 확대를 통한 능동적 소비자 참여 주문 기반의 실시간 원격 제어는 수요반응자원의 용량을 확대하고 운영을 유연하게 조정이 가능함에 따라, 기존에 우리나라에서 운영되던 전력DR 제도(피크감축 DR, 요금절감 DR, 국민 DR 등)에 더해지는 새로운 제도의 하나로 추가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 피크 부하의 분산 관리를 위한 수요 관리 제어 시스템의 전반적인 동작을 설명하기 위해 전기차 충전기(EVSE, Electric Vehicle Supply Equipment) 동작을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수요 관리 제어 시스템을 구성하는 각 장치의 세부적인 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경제적 수요 반응에 따른 피크 부하를 분산 관리하는 효과의 개념을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 충전 형태에 따른 충전 부하 장치의 충전을 제어하는 충전기 연결 관계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수요 관리 기여 가중치의 실행 효과 및 반응을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수요 관리 기여 가중치의 조정에 의한 인센티브를 적용하는 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 수요 관리 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수요 관리 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 피크 부하의 분산 관리를 위한 수요 관리 제어 시스템의 전반적인 동작을 설명하기 위해 전기차 충전기(EVSE, Electric Vehicle Supply Equipment) 동작을 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 수요 관리 제어 장치(101)(Demand Management Controller, 또는, Demand Management Control System)는 충전 부하 장치(102)(Loads)에 전력을 공급하기 위한 충전 주문서(106)를 수신하면, 충전 주문서(106)를 기반으로 배전 관리 구역(103) 내의 에너지 공급 충전장치(104)(Charging Supply Equipment, 또는 Charger)에서 발생되는 피크 부하를 분산하기 위한 참여 프로모션(107)을 소비자에게 제공할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 참여 프로모션(107)에 따른 소비자의 참여 주문이 수신되면, 충전 부하 장치(102)의 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 제어하여 에너지 공급 충전 장치(104)를 통하여 피크 수요를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 수요 관리 제어 장치(101)는 충전 시에 소비자가 사용자 단말(105)을 통해 충전 주문서(106)를 입력되면, 충전 부하 장치(102)의 전력을 충전하는 과정에서 나타나는 충전 부하를 원격으로 제어를 위한 참여 프로모션(107)을 제공할 수 있다. 참여 프로모션(107)은 배전 관리 구역(103) 내의 에너지 공급 충전 장치(104)에서의 피크 수요를 분산하기 위한 부하 관리가 필요할 때, 동적으로 소비자의 참여 주문을 유도하기 위한 홍보 또는, 장려하기 위한 정보일 수 있다.
또한, 참여 프로모션(107)은 소비자의 에너지 공급 목표 이내로, 배전 관리 구역의 수요를 분산 관리가 이루어지도록 동기 부여를 위한 조건을 포함할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 에너지 누적 형태 특성을 가진 부하 대상으로, 배전 관리 구역 별로 온라인을 통한 실시간 관리 제어 프로그램에 참여 프로모션(107)을 제공할 수 있다.
수요 관리 제어 장치(101)는 사용자 단말(105)로부터 참여 프로모션에 대한 참여 주문이 수신되면, 충전 부하 장치(102)가 에너지 공급 충전 장치(104)와 충전을 위해 연결된 기간 동안의 충전 부하를 온라인으로 실시간 제어할 수 있다. 이때, 수요 관리 제어 장치(101)는 에너지 공급 충전 장치(104)를 통하여 수요 관리에 참여한 소비자에게 수요 관리 기여에 관한 실적으로써, 별도의 인센티브를 제공할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 인센티브를 통해 충전 부하 장치(102)의 충전을 유보할 수 있는 가용 기간이 길어지도록 참여 주문에 관한 충전 프로모션을 사용자 단말(105)을 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
여기서, 수요 관리 제어 장치(101)는 충전을 유보할 수 있는 가용 기간이 길어질수록 사용자에게 제시되는 인센티브를 높게 측정하고, 이에, 변화된 비용 정보를 참여 프로모션에 통해 사용자에게 제공함으로써, 사용자로 하여금 보다 자발적으로 수요 관리에 참여하도록 유도할 수 있다. 또한, 본 발명은 공급자 측면에서 충전기 즉, 에너지 공급 충전 장치(104)를 실시간 제어하는 구조이며, 수요 관리 제어 장치(101)는 공급자 측면의 운영에 유리하게 소비 시점 제어를 통해 불연속 충전을 시행할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 충전 부하 장치(102)에 대한 불연속 충전을 시행함으로써, 배전 관리 구역 내의 피크 수요를 제어할 수 있다.
결국, 수요 관리 제어 장치(101)는 충전 주문서의 세부 내용, 전력 수요 및 공급 상황, 공급 정책에 대한 참여 프로모션을 반영하여 충전 에너지 공급자(104 운영자)와 충전 부하 장치(102) 간에 충전 거래가 이루어질 수 있다. 이때, 충전 거래는 공급자 측면에서의 충전 프로모션 제안과 소비자 측면에서의 충전 주문이 소비 스케쥴 관리로 협상됨에 따라 성립될 수 있으며, 수요 관리 제어 장치(101)는 이에 따른 반응 시간이 단축된 탄력적 수요 부하를 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수요 관리 제어 시스템을 구성하는 각 장치의 세부적인 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 수요 관리 제어 시스템은 크게 수요 관리 제어 장치(101), 에너지 공급 충전 장치(104) 및 사용자 단말(105)로 구성될 수 있으며, 본 발명에서 제안하는 기술 적용으로 충전 부하를 분산 관리함으로써, 피크 부하를 제어하기 위한 참여를 확대 및 유도할 수 있다.
수요 관리 제어 시스템은 소비자의 참여 주문에 따라 에너지 공급 충전 장치(104)의 충전 부하를 실시간으로 동적 제어함으로써, 피크 부하가 몰리는 시간의 수요를 보류 및 분산시켜서 전력 공급 시스템의 운영 측면에서 유연성을 확보할 수 있다. 또한, 수요 관리 제어 시스템은 에너지 공급 충전 장치(104)의 신뢰도를 경제적으로 확보할 수 있게 하는 수단으로 사용할 수 있다. 이하에서는 각 구성에 따른 세부적인 동작을 설명하도록 한다.
① 수요 관리 제어 장치
S1(201)에서 수요 관리 제어 장치(101)는 배전 관리 구역(103) 내에 존재하는 에너지 공급 충전 장치(104) 각각의 에너지 공급 목표를 설정할 수 있다. 여기서, 에너지 공급 목표는 각 에너지 공급 충전 장치에서 시간 대비 공급 가능한 전체 전력 용량에 대비하여 충전 부하 장치(102)로의 공급 가능한 충전 전력 용량을 의미할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 각 에너지 공급 충전 장치(104)에 설정된 에너지 공급 목표를 기반으로 수요 관리에 참여한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정할 수 있다. 이 때, 수요 관리 제어 장치(101)는 기계 학습을 통한 최적의 운영 값이 결정되면, 공급 설비 운영자에 의해 최종적인 수요 관리 기여 가중치가 결정될 수 있다.
S2(202)에서 수요 관리 제어 장치(101)는 사용자 단말(105)로부터 배전 관리 구역 내 에너지 공급 충전 장치(104)에 플러깅 된 충전 부하 장치에 전력을 공급하기 위한 충전 주문서를 수신할 수 있다. 이 때, 수요 관리 제어 장치(101)는 충전 부하 장치의 전원이 플러깅 되기 전까지 허용 가능한 전력 용량을 파악하기 위해 배전 관리 구역의 소비 상태를 모니터링하거나, 또는, 지난 경험 데이터로 수요를 예측할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 충전 부하 장치의 전원이 플러깅 되면, 에너지 공급 충전 장치(104)의 소비 상태에 따른 충전 부하 장치의 충전 시작 시점에 충전 주문서를 수신할 수 있다.
S3(203)에서 수요 관리 제어 장치(101)는 충전 주문서에 기반한 에너지 비용에 대한 참여 프로모션을 제공할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 충전 주문서에 포함된 충전 가능 시점, 충전 가능 기간, 전류 크기 및 요구 용량 중 적어도 하나를 고려하여 에너지 공급 충전 장치(104)에 플러깅 된 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 충전 부하 장치의 충전 여유 기간에 따른 에너지 공급 충전 장치(104)의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 에너지 수요 공급 상태에 따른 인센티브에 적용되는 수요 관리 기여 가중치를 운영 및 변화된 비용 정보를 소비자에게 제공함으로써, 수요 관리 프로그램의 참여를 장려 또는 홍보할 수 있다.
수요 관리 제어 장치(101)는 수요 관리 기여 가중치, 충전 여유 기간 및 충전 주문 용량 중 적어도 하나를 고려하여 에너지 비용에 따른 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 결정할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 인센티브 및 수요 관리 기여 가중치가 반영된 참여 프로모션을 사용자 단말에 제공할 수 있다.
여기서, 수요 관리 제어 장치(101)는 소비자가 주문하고 주문 기간 동안 공급자가 소비측 부하를 원격 제어하는 에너지 수요관리 프로그램을 이용할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 에너지 수요관리 프로그램을 이용해 유효 제어 기간이 길어지도록 유도하는 상황 기반의 가변 인센티브를 제공하는 동적 주문 방식의 충전 프로모션을 제공할 수 있다.
S4(204)에서 수요 관리 제어 장치(101)는 사용자 단말로부터 참여 프로모션에 대한 참여 주문이 수신되면, 충전 부하 장치의 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 제어하며 상기 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 에너지 수요 공급에 관한 빅데이터로 수요 관리 기여 가중치를 기계 학습한 최적의 인센티브를 제공으로, 수요 관리를 위한 참여 프로모션을 통해 에너지 공급 목표 이내로 수요를 분산 관리할 수 있다.
② 사용자 단말
본 발명에서 "사용자 단말(105)"은 충전 주문을 위한 정보 입출력 수단이며, "충전 부하 장치" 사용자의 모바일 폰 사용 방법과 충전기에 내장된 유저 인터페이스(MMI, Man Machine Interface) 사용 방법 등을 의미한다.
S1(205)에서 사용자 단말(105)은 배전 관리 구역 내 에너지 공급 충전 장치(104)에 플러깅 된 충전 부하 장치에 전력을 공급하기 위한 충전 주문서를 수요 관리 제어 장치(101)에 전달할 수 있다. 충전 주문서는 충전가능 시작점, 충전가능 기간, 전류 크기, 요구 용량, 소비자 ID, 배전 관리구역 ID 및 에너지 공급 충전 장치(104)의 ID를 포함할 수 있다.
S2(206)에서 사용자 단말(105)은 수요 관리 제어 장치(101)로부터 충전 주문서에 관한 참여 프로모션 정보를 수신할 수 있다. 사용자 단말(105)은 참여 프로모션에 포함된 정보를 통해, 충전 부하 장치를 충전하는데 소비되는 시간 및 예상 비용을 확인할 수 있다. 사용자 단말(105)은 참여 프로모션에 동의를 나타내는 참여 주문을 수요 관리 제어 장치(101)에 전달할 수 있다.
S3(207)에서 사용자 단말(105)은 충전 부하 장치를 충전하는 과정에서의 에너지 사용에 관한 실적 정보를 조회할 수 있다.
③ 에너지 공급 충전 장치
S1(208)에서 에너지 공급 충전 장치(104)는 충전 부하 장치의 충전 스케줄에 따라 충전 부하 장치로 전력을 공급함으로써, 충전 부하 장치로 에너지를 충전시킬 수 있다.
S2(209)에서 에너지 공급 충전 장치(104)는 수요 관리 제어 장치(101)로부터 전달된 동적 소비 제어 신호에 대응하여 충전 부하 장치의 충전을 불연속적으로 제어할 수 있다.
S3(210)에서 에너지 공급 충전장치(104)는 수요 관리 제어 장치(101)에 의한 참여 주문에 관한 정보가 입력될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경제적 수요 반응에 따른 피크 부하를 분산 관리하는 효과의 개념을 도시한 도면이다.
소비 전력은 시간에 따라 변동되며, 에너지 설비는 소비자가 이용하는 전력을 공급할 수 있어야 한다. 일례로, 보통의 주택 배전 설비는 3kW 기준을 참조하여 시공되며, 공장, 빌딩, 아파트의 에너지 설비는 기 예상된 수요 용량을 참조하여 시공된다. 또한, 에너지 발전 설비는 매 시점에 필요한 용량으로 운영되며, 에너지 급전 설비는 허용 피크 값을 넘을 경우에 과부하로 판단하여 급전을 차단하도록 구성된다. 이러한, 에너지 설비 여유 확보에 많은 투자가 요구된다. 이에 에너지 공급 충전 장치의 허용 가능한 피크 용량은 미리 산정된 전력 사용량을 고려하여 정해진다.
이에, 본 발명은 도 3의 그래프를 통한 연속 소비 방식과 불연속 소비 방식을 비교하여 피크 부하를 분산 관리하기에 효율적인 방식을 나타낼 수 있다.
도 3의 (a)의 그래프는 연속 소비 방식에 따른 에너지 공급 충전 장치의 허용 가능한 피크 용량에 대비하여 전력 소비 시간을 나타낸 도표이다. 연속 소비 방식은 특정 시간대에 복수의 충전 부하 장치로부터 충전 요청이 편중된 경우로써, 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치들의 충전 부하가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 연속 소비 방식은 충전하는 과정에서 발생하는 일반 부하 이외에도 충전 부하의 용량이 일시적으로 집중됨에 따른 새로운 설비 허용 크기가 발생한 것을 확인할 수 있다. 여기서, 새로운 설비 허용 크기는 충전 부하와 일반 부하가 누적된 형태로 부하 중첩으로 인해 증가된 피크 부하를 나타낼 수 있다.
또한, 에너지 공급 충전 장치의 소비 시간을 살펴보면, 연속 소비 방식은 에너지 공급 충전 장치에 충전 부하 장치가 플러깅 되면, 플러깅 된 즉시 연속적인 소비 피크가 발생하게 된다. 또한, 연속 소비 방식은 충전 부하 장치의 충전이 완료된 이후에도 충전 부하 장치가 에너지 공급 충전 장치에 연결된 상태임에 따라 이로 인한 접속 부하 또는, 대기 부하가 발생하게 된다.
반면, 도 3의 (b)의 그래프는 불연속 소비 방식에 따른 에너지 공급 충전 장치의 허용 가능한 피크 용량에 대비하여 전력 소비 시간을 나타낸 도표이다. 불연속 소비 방식은 특정 시간대를 회피하며, 에너지 공급 충전 장치에 연결된 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 기반으로 고르게 분산된 경우로써, 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치들의 충전 부하가 발생하더라도 피크 부하가 미리 설정된 임계값을 초과하지 않는 것을 확인할 수 있다. 또한, 불연속 소비 방식은 일반 부하를 참조하여 최대 피크 값을 초과하지 않는 선에서의 충전 부하가 발생함에 따라, 소비자의 에너지 공급 목표 이내로 수요를 분산 관리할 수 있다.
본 발명은 불연속 충전 방식을 기반으로 소비자의 능동적 참여 주문 기반의 충전 부하에 대한 수요 관리를 제어함으로써, 에너지 공급측에서 원격지 부하의 소비 시점을 직접 제어할 수 있다. 또한, 본 발명은 피크 수요를 완화함으로써, 배전 관리 구역 단위의 에너지 공급 충전 장치에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 충전 형태에 따른 충전 부하 장치의 충전을 제어하는 연결 관계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 수요 관리 제어 장치(101)는 충전 주문서(106)에 기반한 참여 프로모션에 대한 참여 주문이 수신되면, 충전 부하 장치(102)의 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 제어하며 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어할 수 있다. 여기서, 충전 주문서(106)는 충전 가능 시작점, 충전가능 기간, 전류 크기, 요구 용량(총 면적) 및 에너지 공급 충전 장치의 ID(socket outlet 식별ID, in-cable box 501 식별ID)를 포함할 수 있다.
수요 관리 제어 장치(101)는 소비자의 참여 주문 기반의 간헐적인 자동 수요 관리를 수행할 수 있다. 다시 말해, 수요 관리 제어 장치(101)는 불연속 소비 방식을 기반으로 충전 부하 장치(102)의 충전 스케줄에 따라 충전 부하 장치(102)의 충전을 제어할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 플러깅 된 충전 부하 장치(102)의 속성을 고려하여 충전 스케줄을 조정할 수 있다.
일례로, 충전 부하 장치(102)의 종류는 AC 완속 충전 전기차이며, 충전 부하 장치(102)의 충전 인프라는 level 1, 충전 부하 장치(102)의 충전 모드는 ‘IEC Mode 2’, 충전 부하 장치(102)의 충전기 연결 방법은 ‘case B’일 수 있다. 본 발명은 에너지 공급 충전장치의 종류를 “전기차 이동형 충전기” 또는 “과금형 휴대용 충전기” 또는 "과금형 콘센트 충전기"로 구분할 수 있다. 이후, 수요 관리 제어 장치(101)는 에너지 공급 충전 장치에 지시를 내려, AC완속 충전 전기차를 주요대상으로 충전 모드 ‘IEC Mode 2’에 따라 충전 부하 장치(102)의 충전을 제어할 수 있다.
이때, "에너지 공급을 위한 충전 장치"는 케이블 박스(501, in-cable-box)를 포함할 수 있다. 여기서, 케이블 박스(501)는 충전 부하 장치(102)의 충전 여부에 대한 원격 충전 제어 및 감시하며, 누전 차단기의 기능을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수요 관리 기여 가중치의 실행 효과 및 반응을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5의 (a), (b)를 참고하면, 수요 관리 제어 장치(101)는 수요 관리에 관한 소비자의 참여 주문에 따른 에너지 공급 충전 장치 내 여유 용량을 확보할 수 있다. 다시 말해, 수요 관리 제어 장치(101)는 인센티브 가중치 반응을 통한 소비측 변화로 에너지 공급 충전 장치의 여유 용량을 확보할 수 있다. 수요 관리 제어 장치(101)는 에너지 비용에 대한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 운영함으로써, 수요 관리 효과를 증대시킬 수 있다.
수요 관리 제어 장치(101)는 수요 관리 프로그램에 참여한 소비자에게 관리 기여 실적에 대한 인센티브로 참여 프로모션을 제공할 수 있다. 본 발명은 소비자의 충전 주문서에 포함된 ‘충전 여유 기간’이 길수록 소비 분산 운용에 유리함에 따라, 충전 여유 기간에 비례하여 인센티브를 측정할 수 있다. 이에, 수요 관리 제어 장치(101)는 소비자의 참여 주문이 많아지도록 별도의 인센티브를 제시할 수 있다. 여기서, 충전 여유 기간 및 인센티브는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
위와 같이, 수요 관리 제어 장치(101)는 공급측의 ‘수요관리 기여 가중치’ 제시를 통한 가변 인센티브로 참여자 확대를 유도하는 방안과 아울러, 소비자들에게 인센티브 및 에너지 비용 정보를 제공함으로써, 홍보를 통한 수요관리 프로그램 참여자 확대를 유도할 수 있다.
도 5의 (c)를 참고하면, 수요 관리 제어 장치(101)는 배전 관리 구역 내 에너지 공급 충전 장치를 보다 효율적으로 운용하기 위해 수요 관리 기여 가중치를 결정할 수 있다. 수요 관리 기여 가중치는 공급설비 한계와 피크 부하 분산 가치를 ‘수요관리 기여 가중치’로 산정하는 방법과, 배전 관리 구역 내 에너지 공급 충전 장치의 운용 기록 빅 데이터로 수요 예측 값에 따른 ‘공급설비 여유 용량’ 과 ‘수요관리 기여 가중치’의 관계 학습으로 산정하는 방법으로 나뉠 수 있다.
일례로, 배전 관리 구역 내 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 실시 예로, 본 발명은 빌딩, 아파트, 타운 등의 전기관리실에서의 공급설비 피크 부담 완화를 위한 전기차(EV) 충전 시점 관리 운영 시스템 등을 이용할 수 있다.
도 5의 (c)의 그래프를 보면, 소비(x)가 증가함에 따라 “공급설비 여유 용량(y0)”은 감소되며, 수요관리 기여 가중치(D)를 운영함에 따른 “추가된 여유 용량(y2)”이 발생하여, 실용 가능한 공급설비 여유 용량 (yT)은 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이는 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
수요 관리 제어 장치(101)는 수요관리 기여 가중치의 운용에 따라서 발생되는 여유 용량(y2)에 의한 공급설비 관리 비용 가치와, 기여 가중치 확대 시행으로 지출되는 인센티브 비용을 비교하여, 수요관리 기여 가중치를 산정할 수 있다, 수요 관리 제어 장치(101)는 실시간 요금 운용 및 수요관리를 위한 시스템에서 기여 가중치를 산정하고 공급설비 운영자가 실행을 결정하도록 정보를 제공할 수 있다.
수요 관리 제어 장치(101)는 기 확보된 에너지 수요공급 데이터로 ‘인센티브 가중치’ 운영 결과를 기계학습하여 최적의 운영 값을 구하고, 공급설비 운영자가 실행을 결정하도록 제공할 수 있다. 또한, 수요 관리 제어 장치(101)는 그 반응 결과를 활용하여 소비자와 공급자의 최적 협상 안을 찾도록 개선할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수요 관리 기여 가중치의 조정에 의한 인센티브를 적용하는 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
단계(601)에서 수요 관리 제어 장치는 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 설정할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 기존에 에너지 공급 충전 장치에서 측정된 운영 값을 이용하여 수요 관리 기여 가중치를 설정할 수 있다.
단계(602)에서 수요 관리 제어 장치는 인센티브를 포함하는 에너지 비용을 홍보할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 배전 관리 구역 내 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치에 전력을 공급하기 위한 충전 주문서를 수신할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 충전 주문서를 기반으로 배전 관리 구역 내 에너지 공급 충전 장치에서 공급 가능한 전력 운용을 위한 수요반응 자원 용량을 확보할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치가 반영된 참여 프로모션을 제공할 수 있다.
단계(603)에서 수요 관리 제어 장치는 소비자의 참여 주문에 따른 충전 부하 장치의 충전 여유 기간 내 충전이 가능한지 여부를 판단할 수 있다.
충전 여유 기간 내 충전이 가능한 경우(Yes), 단계(604)에서 수요 관리 제어 장치는 인센티브를 적용한 에너지를 충전 부하 장치에 공급할 수 있다.
충전 여유 기간 내 충전이 가능하지 않은 경우(No), 단계(605)에서 수요 관리 제어 장치는 소비자의 참여 주문에 의한 수요 반응 자원의 용량 목표를 재 수립할 수 있다.
단계(606)에서 수요 관리 제어 장치는 수요 반응 자원의 용량 목표와 공급 여부 용량이 확보되었는지 여부를 판단할 수 있다.
용량이 확보된 경우, 단계(608)에서 수요 관리 제어 장치는 수요 관리 기여 가중치를 조정하여 인센티브를 감소 작용한 에너지를 충전 부하 장치에 공급할 수 있다.
용량이 확보되지 않은 경우, 단계(607)에서 수요 관리 제어 장치는 수요 관리 기여 가중치를 조정하여 인센티브를 증가 작용한 에너지를 충전 부하 장치에 공급할 수 있다.
본 발명은 이외에도 마이크로 그리드 망의 자립성 측면에서도 본 기술을 유용하게 활용할 수 있다. 자세하게, 기존의 전력 공급 방식은, 대규모 중앙 발전소에서 생산하고 고압 전송하는 형태였고, 최근에 소비자 인근지역 소규모 독립적 분산발전원으로 자급 방식에 관심이 높아지고 있다. 이럴 경우에는 독립적으로 전력의 생산 및 저장으로 안정적 수급이 가능해야 한다.
이에, 에너지 클라우드의 자립 강화 측면에서 에너지 수요공급 균형화 수단이 여러가지 병렬적으로 본 발명을 적용할 수 있다. 이러한 에너지 클라우드는 내부에 에너지 생산설비와 소비 부하를 포함하고 있는 형태이며, 소비 측면에서의 접근 방법을 통한 경제적인 운용 비용 절감 수단의 하나로, 본 누적 형태의 에너지 소비 부하에 대한 실시간 원격 제어 수요 관리를 활용할 수 있다.
여기서, 에너지 클라우드의 운영 자립도를 높이기 위해서는 ⓞ 에너지 설비 효율 개선 / ① 에너지원 확보 / ② ESS 충전방전 / ③ 수요반응에 의한 부하 감축(DR)의 영향력을 키워야 한다. 이때, ⓞ, ①, ② 관련 설비를 증설하려면 설비 증설 투자에 많은 비용이 요구되지만, ③은 공급설비를 증설하지 않고도 피크부하 분산을 통한 경제적인 운영 수단이 될 수 있다. 이에, 본 발명에서 제시하는 제어 용량 확대를 통해 마이크로그리드 운영 자립에 활용할 수 있다.
또한, 이외에도 본 발명은 신재생 에너지 및 분산형 전원을 포함하는 전력시스템의 출력 안정화 수단에 활용할 수 있다. 자세하게, 화석연료 사용 저감화 측면에서 공급 역할이 증대되고 있는 대표적 신재생에너지인 풍력 발전이나 태양광 발전은 출력 공급 특성이 자연 환경에 따라 들쑥날쑥하다. 공급출력의 간헐성 때문에 신뢰성 확보가 과제라고 할 수 있다. 이는 매번 일정한 양의 전기를 안정적으로 발전하는게 아니라, 자연 환경의 영향을 많이 받아서 출력이 불균일하기 때문이다. 신재생에너지 및 분산형 전원 연계 증가에 따라 전력시스템이 상당한 변화에 노출되어 신뢰성 확보를 위한 투자가 요구되고 있다.
이에, 출력의 간헐성(intermittent)을 보완하기 위해서는 그 생산 용량에 따른 충분한 충전방전시스템(ESS) 등과 같은 안정화 보완 설비를 확보하고 운영해야 한다. 공급 위주 투자에만 의지하기보다는 수요측면의 안정화 수단을 병행하는 방안도 있다. 신재생에너지 확대로 인해 발생하는 신뢰도 확보 문제를 공급자 측면이 아닌 수요자 측면에서 해소하자는 경제적 요구도 커지고 있다.
따라서, 본 발명에서 제시하는 에너지 공급의 변동 상태를 유연하게 연계하고 반영할 수 있는 수요관리 기술이 적용된다면, 그에 비례하여 공급측의 투자비용을 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 수요 관리 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
단계(701)에서 수요 관리 제어 장치는 사용자 단말로부터 배전 관리 구역 내 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치에 전력을 공급하기 위한 충전 주문서를 수신할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 충전 부하 장치의 전원이 플러깅 되기 전까지 허용 가능한 전력 용량을 파악하기 위해 배전 관리 구역의 소비 상태를 모니터링할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 충전 부하 장치의 전원이 플러깅 되면, 소비 상태에 따른 충전 부하 장치의 충전 시작 시점에 사용자 단말로부터 충전 주문서를 수신할 수 있다.
단계(702)에서 수요 관리 제어 장치는 충전 주문서를 기반으로 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 충전 주문서에 포함된 충전 가능 시점, 충전 가능 기간, 전류 크기 및 요구 용량 중 적어도 하나를 고려한 참여 프로모션을 적용하여 충전 여유 기간을 판단할 수 있다. 여기서, 충전 여유 기간은 충전 가능 기간과 요구 용량에 따른 충전 필요 기간에 따른 시간적으로 충전 부하 장치의 충전을 유보할 수 있는 기간을 나타낼 수 있다.
단계(703)에서 수요 관리 제어 장치는 충전 부하 장치의 충전 여유 기간에 따른 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치가 반영된 참여 프로모션을 제공할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 에너지 공급 충전 장치의 충전 한계와 피크 부하의 분산 가치를 이용하여 에너지 공급 충전 장치의 요금 운용 및 수요 관리를 위한 수요 관리 기여 가중치를 결정할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 수요 관리 기여 가중치에 따른 에너지 비용에 따른 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 결정할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 결정된 인센티브가 포함된 참여 프로모션을 사용자 단말에 제공할 수 있다.
단계(704)에서 수요 관리 제어 장치는 사용자 단말로부터 참여 프로모션에 대한 참여 주문이 수신되면, 충전 부하 장치의 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 제어하며 상기 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 충전 스케줄에 따라 충전 과정에서 발생하는 충전 부하가 발생되는 피크 시간의 충전을 중단하며 불연속적 충전을 통한 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수요 관리 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
단계(801)에서 수요 관리 제어 장치는 배전 관리 구역에 설치된 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 충전 주문서에 포함된 충전 가능 시점, 충전 가능 기간, 전류 크기 및 요구 용량 중 적어도 하나에 따른 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 고려하여 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정할 수 있다. 이때, 수요 관리 제어 장치는 에너지 공급 충전 장치의 충전 한계와 피크 부하의 분산 가치를 이용하여 상기 에너지 공급 충전 장치의 요금 운용 및 수요 관리를 위한 수요 관리 기여 가중치를 결정할 수 있다.
단계(802)에서 수요 관리 제어 장치는 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치에 에너지 비용에 따른 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 포함하는 참여 프로모션을 제공할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 수요 관리 기여 가중치, 충전 여유 기간 및 충전 주문 용량 중 적어도 하나를 고려하여 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 가변적으로 설정할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 가변적으로 설정된 인센티브를 통해 소비자의 충전을 유도하기 위한 참여 프로모션을 제공할 수 있다.
단계(803)에서 수요 관리 제어 장치는 참여 프로모션에 따른 충전 주문을 고려하여 에너지 공급 충전 장치의 동적 제어를 위한 충전 스케줄을 결정할 수 있다.
단계(804)에서 수요 관리 제어 장치는 참여 프로모션에 따른 충전 주문을 고려하여 에너지 공급 충전 장치의 동적 제어를 위한 충전 스케줄을 결정할 수 있다. 수요 관리 제어 장치는 충전 스케줄에 따라 충전 과정에서 발생하는 충전 부하가 발생되는 피크 시간의 충전을 중단하며 불연속적 충전을 통한 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
101: 수요 관리 제어 장치(Energy Demand Management Controller, Energy Demand Management System)
102: 충전 부하 장치(ex, 전기 자동차(EV, Electric Vehicle))
103: 배전 관리 구역(Distribution Network Management Area)
104: 에너지 공급 충전 장치(ex. 전기차 충전기(Charging Supply Equipment, EV Charging Supply Equipment, EV Charger))
105: 사용자 단말(ex. 충전 주문 정보를 입력할 수 있는 Mobile Phone or EV Charging Supply Equipment User Interface)
106: 충전 주문서
107: 참여 프로모션

Claims (20)

  1. 프로세서를 포함하는 수요 관리 제어 장치가 수행하는 수요 관리 제어 방법에 있어서,
    상기 프로세서가 사용자로부터 배전 관리 구역 내 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치에 전력을 공급하기 위한 충전 주문서를 수신하는 단계;
    상기 프로세서가 상기 충전 주문서를 기반으로 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단하는 단계;
    상기 프로세서가 상기 충전 부하 장치의 충전 여유 기간에 따른 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치가 반영된 참여 프로모션을 제공하는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 사용자로부터 참여 프로모션에 대한 참여 주문이 수신되면, 충전 부하 장치의 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 제어하며 상기 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 단계는,
    상기 프로세서가 충전 스케줄에 따라 충전 과정에서 발생하는 충전 부하가 발생되는 피크 시간의 충전을 중단하며 불연속적 충전을 통한 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 수요 관리 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전 주문서를 수신하는 단계는,
    상기 프로세서가 충전 부하 장치의 전원이 플러깅 되기 전까지 허용 가능한 전력 용량을 파악하기 위해 배전 관리 구역의 부하 상태를 모니터링하거나 또는, 예측하는 단계; 및
    충전 부하 장치의 전원이 플러깅 되면, 상기 프로세서가 충전 부하 장치의 충전 시작 시점에 충전 주문서를 수신하는 단계;
    를 포함하는 수요 관리 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단하는 단계는,
    상기 프로세서가 상기 충전 주문서에 포함된 충전 가능 시점, 충전 가능 기간, 전류 크기 및 요구 용량 중 적어도 하나를 고려하여 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단하는 수요 관리 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충전 여유 기간은,
    상기 프로세서가 상기 충전 가능 기간과 요구 용량에 따른 충전 필요 기간에 따른 시간적으로 충전 부하 장치의 충전을 유보할 수 있는 기간을 나타내는 수요 관리 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 참여 프로모션을 제공하는 단계는,
    상기 프로세서가 상기 에너지 공급 충전 장치의 충전 한계와 피크 부하의 분산 가치를 이용하여 상기 에너지 공급 충전 장치의 요금 운용 및 수요 관리를 위한 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 수요 관리 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 참여 프로모션을 제공하는 단계는,
    상기 프로세서가 상기 수요 관리 기여 가중치, 충전 여유 기간 및 충전 주문 용량 중 적어도 하나를 고려하여 에너지 비용에 따른 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 결정하는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 결정된 인센티브를 포함하는 참여 프로모션을 사용자 단말에 제공하는 단계;
    를 포함하는 수요 관리 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 프로세서를 포함하는 수요 관리 제어 장치가 수행하는 수요 관리 제어 방법에 있어서,
    상기 프로세서가 배전 관리 구역에 설치된 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 단계
    상기 프로세서가 상기 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치에 에너지 비용에 따른 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 포함하는 참여 프로모션을 제공하는 단계;
    상기 프로세서가 상기 참여 프로모션에 따른 충전 주문을 고려하여 에너지 공급 충전 장치의 동적 제어를 위한 충전 스케줄을 결정하는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 제어하여 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 단계는,
    상기 프로세서가 상기 충전 스케줄에 따라 충전 과정에서 발생하는 충전 부하가 발생되는 피크 시간의 충전을 중단하며 불연속적 충전을 통한 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 수요 관리 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 단계는,
    상기 프로세서가 충전 주문서에 포함된 충전 가능 시점, 충전 가능 기간, 전류 크기 및 요구 용량 중 적어도 하나에 따른 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단하는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 충전 부하 장치의 충전 여유 기간에 따른 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 단계
    를 포함하는 수요 관리 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 단계는,
    상기 프로세서가 상기 에너지 공급 충전 장치의 충전 한계와 피크 부하의 분산 가치를 이용하여 상기 에너지 공급 충전 장치의 요금 운용 및 수요 관리를 위한 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 수요 관리 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 참여 프로모션을 제공하는 단계는,
    상기 프로세서가 상기 수요 관리 기여 가중치, 충전 여유 기간 및 충전 주문 용량 중 적어도 하나를 고려하여 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 가변적으로 설정하는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 가변적으로 설정된 인센티브를 통해 소비자의 충전을 유도하기 위한 참여 프로모션을 제공하는 단계;
    를 포함하는 수요 관리 제어 방법.
  12. 삭제
  13. 사용자 단말로부터 배전 관리 구역 내 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치에 전력을 공급하기 위한 충전 주문서를 수신하고,
    상기 충전 주문서를 기반으로 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단하고,
    상기 충전 부하 장치의 충전 여유 기간에 따른 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치가 반영된 참여 프로모션을 제공하고,
    상기 사용자 단말로부터 참여 프로모션에 대한 참여 주문이 수신되면, 충전 부하 장치의 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 제어하며 상기 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    충전 스케줄에 따라 충전 과정에서 발생하는 충전 부하가 발생되는 피크 시간의 충전을 중단하며 불연속적 충전을 통한 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 수요 관리 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 충전 주문서에 포함된 충전 가능 시점, 충전 가능 기간, 전류 크기 및 요구 용량 중 적어도 하나를 고려한 참여 프로모션을 적용하여 충전 여유 기간을 판단하는 수요 관리 제어 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 에너지 공급 충전 장치의 충전 한계와 피크 부하의 분산 가치를 이용하여 상기 에너지 공급 충전 장치의 요금 운용 및 수요 관리를 위한 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 수요 관리 제어 장치.
  16. 삭제
  17. 배전 관리 구역에 설치된 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정하고,
    상기 에너지 공급 충전 장치에 플러깅 된 충전 부하 장치에 에너지 비용에 따른 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 포함하는 참여 프로모션을 제공하고,
    상기 참여 프로모션에 따른 충전 주문을 고려하여 에너지 공급 충전 장치의 동적 제어를 위한 충전 스케줄을 결정하고,
    상기 충전 스케줄에 따라 피크 시간의 충전을 감축 또는 유보하며 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    충전 스케줄에 따라 충전 과정에서 발생하는 충전 부하가 발생되는 피크 시간의 충전을 중단하며 불연속적 충전을 통한 에너지 공급 충전 장치의 피크 수요를 제어하는 수요 관리 제어 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    충전 주문서에 포함된 충전 가능 시점, 충전 가능 기간, 전류 크기 및 요구 용량 중 적어도 하나에 따른 충전 부하 장치의 충전 여유 기간을 판단하고,
    상기 충전 부하 장치의 충전 여유 기간에 따른 에너지 공급 충전 장치의 운용에 관한 충전 부하 장치의 수요 관리 기여 가중치를 결정하는 수요 관리 제어 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수요 관리 기여 가중치, 충전 여유 기간 및 충전 주문 용량 중 적어도 하나를 고려하여 관리 기여 실적에 관한 인센티브를 가변적으로 설정하고,
    상기 가변적으로 설정된 인센티브를 통해 소비자의 충전을 유도하기 위한 참여 프로모션을 제공하는 수요 관리 제어 장치.
  20. 삭제
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