KR20180101146A - 분산 자원 전력 거래 장치 및 방법 - Google Patents

분산 자원 전력 거래 장치 및 방법 Download PDF

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KR20180101146A
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이일우
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명의 일실시예에 따르면, 유틸리티 그리드와 수용가 간의 전력 상계 거래의 가격과 에너지 저장 장치의 충/방전 비용을 고려한 발전 단가보다 전력 거래 시장에서 판매가격이 높을 경우, 전력 거래 시장을 통해 전력을 판매할 수 있도록 신재생 에너지원과 에너지 저장 장치를 제어함으로써 수익을 계산하는 분산 자원 전력 거래 장치 및 방법일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 분산 자원 전력 거래 장치가 수행하는 분산 자원 전력 거래 방법에 있어서, 기상 데이터 및 에너지 저장 장치의 충전 전력량을 수집하는 단계; 상기 수집된 기상 데이터 및 충전 전력량을 이용하여, 신재생 에너지원을 통해 복수의 수용가로부터 발생하는 분산 자원이 거래되는 전력 거래 시장에서 입찰 가능한 전력 거래 가능량을 예측하는 단계; 상기 전력 거래 시장을 통해 상기 예측된 전력 거래 가능량을 입찰을 수행하는 단계; 상기 입찰을 통해 낙찰된 전력 거래 가능량을 계약된 시간에 따라 제공하는 단계를 포함하는 분산 자원 전력 거래 방법일 수 있다.

Description

분산 자원 전력 거래 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISTRIBUTED RESOURCES POWER TRADING}
본 발명은 분산 자원 전력 거래 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전력 거래 시장에서 판매되는 가격이 발전 단가보다 높을 경우 신재생 에너지원을 통해 발전된 분산 자원을 거래하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래 수용가는 유틸리티 사업자로부터 유틸리티 그리드를 통해 수전 전력을 공급받아 전력을 이용할 수 있었다. 그러나 수용가가 신재생 에너지원을 통해 발전 전력을 발전시키면서, 유틸리티 사업자로부터 유틸리티 그리드를 통해 수전 전력을 공급 받지 않고 전력을 이용할 수 있다.
발전 전력을 통해 잉여 전력이 발생한 경우, 수용가는 잉여 전력을 에너지 저장 장치에 저장할 수 있다. 다만, 수용가는 저장된 잉여 전력을 수용가에서 소비하는데 이용할 뿐, 다른 방식으로 잉여 전력을 이용할 수 없었다.
이에 발생한 잉여 전력에 대해서, 수용가가 효율적으로 잉여 전력을 활용하는 방법이 필요하다.
본 발명은 유틸리티 그리드와 수용가 간의 전력 상계 거래의 가격과 에너지 저장 장치의 충/방전 비용을 고려한 발전 단가보다 전력 거래 시장에서 판매되는 가격이 높을 경우, 전력 거래 시장을 통해 전력을 판매하는 분산 자원 전력 거래 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 전력 거래 가능량을 계약된 시간에 따라 제공하기 위해, 그리드 연계 스위치와 에너지 저장 장치를 제어하는 분산 자원 전력 거래 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 유틸리티 그리드로 유출입된 전력량을 계측함으로써 전력 상계 거래를 통한 수익과 전력 거래 시장에서 전력의 판매를 통한 수익을 계산하는 분산 자원 전력 거래 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 분산 자원 전력 거래 장치가 수행하는 분산 자원 전력 거래 방법에 있어서, 기상 데이터 및 에너지 저장 장치의 충전된 전력량을 수집하는 단계; 상기 수집된 기상 데이터 및 충전된 전력량을 이용하여, 신재생 에너지원을 통해 복수의 수용가로부터 발생하는 분산 자원이 거래되는 전력 거래 시장에서 입찰 가능한 전력 거래 가능량을 예측하는 단계; 상기 전력 거래 시장을 통해 상기 예측된 전력 거래 가능량에 대해 입찰을 수행하는 단계; 상기 입찰을 통해 낙찰된 전력 거래 가능량을 계약된 시간에 따라 제공하는 단계를 포함하는 분산 자원 전력 거래 방법일 수 있다.
상기 전력 거래 가능량을 계약된 시간에 따라 제공하는 단계는, 상기 수용가에서 유틸리티 그리드와 독립 또는 연계 운전을 제어하는 그리드 연계 스위치와 상기 에너지 저장 장치를 제어함으로써 계약된 시간에 전력 거래 가능량을 제공하는 분산 자원 전력 거래 방법 일 수 있다.
상기 전력 거래 가능량에 대해 입찰을 수행하는 단계는, 상기 분산 자원의 상기 전력 거래 시장에서의 판매되는 가격이 전력 거래 가능량의 발전 단가보다 높은 경우, 상기 전력 거래 가능량에 대해 입찰을 수행하는 분산 자원 전력 거래 방법 일 수 있다.
상기 전력 거래 시장을 통해 판매되는 전력량과 유틸리티 그리드와 상계되는 전력량을 미터링 하는 단계를 더 포함하는 분산 자원 전력 거래 방법 일 수 있다.
상기 전력 거래 가능량을 예측하는 단계는, 상기 기상 데이터를 이용하여, 상기 신재생 에너지원을 통해 상기 수용가에서 발전 가능한 상기 분산 자원의 발전 예측량과 상기 에너지 저장 장치의 충전된 전력량을 합산함으로써 시간대 별로 전력 거래 가능량을 예측하는 분산 자원 전력 거래 방법 일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 분산 자원 전력 거래 장치에 있어서, 상기 분산 자원 전력 거래 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 기상 데이터 및 에너지 저장 장치의 충전된 전력량을 수집하고, 상기 수집된 기상 데이터 및 충전된 전력량을 이용하여, 신재생 에너지원을 통해 복수의 수용가로부터 발생하는 분산 자원이 거래되는 전력 거래 시장에서 입찰 가능한 전력 거래 가능량을 예측하고, 상기 전력 거래 시장을 통해 상기 예측된 전력 거래 가능량에 대해 입찰을 수행하며, 상기 입찰을 통해 낙찰된 전력 거래 가능량을 계약된 시간에 따라 제공하는 분산 자원 전력 거래 장치 일 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 수용가에서 유틸리티 그리드와 독립 또는 연계 운전을 제어하는 그리드 연계 스위치와 상기 에너지 저장 장치를 제어함으로써 계약된 시간에 상기 전력 거래 가능량을 제공하는 분산 자원 전력 거래 장치 일 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 분산 자원의 상기 전력 거래 시장에서의 판매되는 가격이 전력 거래 가능량의 발전 단가보다 높은 경우, 상기 전력 거래 가능량에 대해 입찰을 수행하는 분산 자원 전력 거래 장치 일 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 전력 거래 시장을 통해 판매되는 전력량과 유틸리티 그리드와 상계되는 전력량을 미터링 하는 분산 자원 전력 거래 장치 일 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 기상 데이터를 이용하여, 상기 신재생 에너지원을 통해 상기 수용가에서 발전 가능한 상기 분산 자원의 발전 예측량과 상기 에너지 저장 장치의 충전된 전력량을 합산함으로써 시간대 별로 전력 거래 가능량을 예측하는 분산 자원 전력 거래 장치 일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 유틸리티 그리드와 수용가 간의 전력 상계 거래의 가격과 에너지 저장 장치의 충/방전 비용을 고려한 발전 단가보다 전력 거래 시장에서 판매되는 가격이 높을 경우, 전력 거래 시장을 통해 전력을 판매하는 분산 자원 전력 거래 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전력 거래 가능량을 계약된 시간에 따라 제공하기 위해, 그리드 연계 스위치와 에너지 저장 장치를 제어하는 분산 자원 전력 거래 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 유틸리티 그리드로 유출입된 전력량을 계측함으로써 전력 상계 거래를 통한 수익과 전력 거래 시장에서 전력의 판매를 통한 수익을 계산하는 분산 자원 전력 거래 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 분산 자원 전력 거래 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수용가에서의 신재생 에너지원과 에너지 저장 장치 및 이를 제어하는 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 분산 자원 전력 거래 방법의 플로우 차트를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분산 자원 전력 거래 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예로서, 시간에 따른 전력 거래를 위한 제어를 도시한 도면이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제 1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 분산 자원 전력 거래 시스템을 도시한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 수용가(100)는 유틸리티 사업자로부터 유틸리티 그리드(110)를 통해 수전 전력을 공급 받을 수 있고, 수용가(100)는 신재생 에너지원을 통해 발전한 발전 전력을 유틸리티 그리드를 통해 유틸리티 사업자에게 공급할 수 있다. 따라서, 수용가(100)는 수전 전력에서 발전 전력을 뺀 만큼의 전기 요금을 유틸리티 사업자로부터 청구 받을 수 있다. 즉, 수용가와 유틸리티 사업자는 전력 상계 거래를 수행할 수 있다.
신재생 에너지란 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물 유기체등을 포함하여 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지를 의미할 수 있다. 따라서, 신재생 에너지원은 태양광, 바이오, 풍력/해양/수력, 수소, 지열 및 폐기물, 석탄가스화 및 액화, 연료 전지등이 있을 수 있다.
수용가에서 신재생 에너지원을 통해 발전하는 발전 전력이 유틸리티 사업자로부터 유틸리티 그리드(110)을 통해 공급 받는 수전 전력보다 많은 경우, 잉여 전력이 발생할 수 있다. 신재생 에너지원을 통해 복수의 수용가에서 발생한 분산 자원 중에서 잉여 전력은 전력 거래 시장(120)을 통해 거래될 수 있다.
이때, 수용가와 유틸리티 사업자 사이 전력 상계 거래의 가격과 수용가에서 에너지 저장 장치의 충/방전 비용을 고려한 발전 단가 보다 전력 거래 시장(120)에서의 판매되는 가격이 높을 경우, 수용가(100)는 잉여 전력을 전력 거래 시장(120)에서 판매할 수 있다.
따라서, 수용가(100)는 신재생 에너지원으로부터 발전한 발전 전력을 유틸리티 그리드(110)를 통해 유틸리티 사업자와 전력 상계 거래를 할 수 있고, 동시에 전력 거래 시장(120)을 통해 잉여 전력을 판매함으로써 수익을 최대화 할 수 있다.
여기서, 수용가는 전력을 필요로 하며, 동시에 신재생 에너지를 이용하여 전력을 생산할 수 있는 주택, 공장, 건물등을 나타낼 수 있다. 또한, 유틸리티 사업자는 유틸리티 그리드를 통해 수용가에게 필요한 전력 및 산업에 필요한 전력을 공급하는 사업자를 나타낼 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수용가에서의 신재생 에너지원과 에너지 저장 장치 및 이를 제어하는 시스템을 도시한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 수용가(200)는 태양광 및 풍력 등의 신재생 에너지(210)와 신재생 에너지원으로부터 발생한 발전 전력을 저장하는 에너지 저장 장치(220) 및 이를 제어하는 통합 제어 시스템(230)을 포함할 수 있다.
여기서, 통합 제어 시스템(230)은 신재생 에너지(210)와 에너지 저장 장치(220)을 통합하여 제어하는 시스템을 의미할 수 있다. 통합 제어 시스템(230)은 그리드 연계 스위치(231)와 전력 미터(232), 분산 자원 전력 거래 장치(233)을 포함할 수 있다.
그리드 연계 스위치(231)는 수용가와 유틸리티 그리드(110) 간의 독립 또는 연계를 제어할 수 있다. 즉, 그리드 연계 스위치(231)는 수용가를 유틸리티 그리드(110)로부터 독립하여 작동되도록 제어하거나, 또는 수용가를 유틸리티 그리드(110)과 연계하여 작동되도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 수용가가 유틸리티 그리드와 독립하여 작동하는 경우 수용가는 유틸리티 그리드와 독립적으로 작동하며, 수용가가 유틸리티 그리드와 연계하여 작동하는 경우 수용가는 유틸리티 그리드와 독립적이지 않고 연계하여 작동할 수 있다.
전력미터(232)는 수용가가 유틸리티 사업자로부터 유틸리티 그리드(110)를 통해 공급 받은 수전 전력의 전력량을 측정할 수 있다. 또한, 전력미터(232)는 수용가가 발전한 발전 전력 중에서 유틸리티 사업자에게 유틸리티 그리드(110)을 통해 공급한 전력량을 측정할 수 있다. 따라서, 전력미터(232)는 측정한 전력량을 기초로 전력 상계 거래된 전력량을 계산할 수 있다.
또한, 분산 자원 전력 거래 장치(233)는 태양광 또는 풍력 등을 이용하여 발전한 전력량과 에너지 저장 장치(220)에 충전된 전력량을 고려하여 전력 거래 가능량을 예측할 수 있다. 또한, 전력 상계 거래를 통한 수익보다 전력 거래 시장을 통한 수익이 높을 경우, 분산 자원 전력 거래 장치(233)는 전력 거래 시장에 잉여 전력을 판매 하기 위해 에너지 저장 장치(220) 및 그리드 연계 스위치(231)을 제어할 수 있다. 또한, 분산 자원 전력 거래 장치(233)는 전력미터(232)를 통해 전력 상계 거래된 전력량과 전력 거래 시장(120)을 통해 거래된 전력량을 계산하여 수익을 계산할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 분산 자원 전력 거래 방법의 플로우 차트를 도시한 도면이다.
단계(301)에서, 분산 자원 전력 거래 장치는 기상 데이터 및 에너지 저장 장치(220)의 충전된 전력량을 수집할 수 있다.
즉, 분산 자원 전력 거래 장치는 인터넷을 이용하여, 태양광 및 풍력등의 신재생 에너지에 관한 나라별/지역별/시간별 기상 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들면, 분산 자원 전력 거래 장치는 현재뿐만 아니라 앞으로 7일 동안 서울시 강남구 논현역 근처의 시간별로 기상 데이터를 수집할 수 있다.
단계(302)에서, 분산 자원 전력 거래 장치는 전력 거래 시장에서 입찰 가능한 전력 거래 가능량을 예측할 수 있다.
분산 자원 전력 거래 장치는 현재의 에너지 저장 장치(220)에 충전된 전력량을 판단할 수 있고, 기상 데이터를 이용하여 발전될 전력량을 판단할 수 있다. 따라서, 분산 자원 전력 거래 장치는 수집한 기상 데이터 및 에너지 저장 장치의 충전된 전력량을 이용하여, 에너지 저장 장치에 충전된 전력량과 발전될 전력량을 고려함으로써 전력 거래 시장에서 입찰 가능한 전력 거래 가능량을 예측할 수 있다.
여기서, 전력 거래 가능량은 기상 데이터를 통해 예측된 발전 예측량과 에너지 저장 장치에 충전된 전력량의 합산을 의미할 수 있다. 이때, 발전 예측량은 발전될 전력량을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 14~15시 발전 예측량이 10KWh 이고 에너지 저장 장치에 충전되는 전력량이 20KWh라면, 14~15시에 전력 거래 가능량은 30KWh일 수 있다.
단계(303)에서, 분산 자원 전력 거래 장치는 전력 거래 시장을 통해 예측된 전력 거래 가능량에 대해 입찰을 수행할 수 있다.
분산 자원 전력 거래 장치는 특정한 시간에 공급 가능한 전력량(즉, 전력 거래 가능량)에 관한 정보를 전력 거래 시장에 업로드함으로써, 입찰을 수행할 수 있다. 일례로, 14~15시에 전력 거래 가능량이 30KWh인 경우, 분산 자원 전력 거래 장치는 14~15시에 전력 거래 가능량인 30KWh에 대해서 입찰하기 위해서 전력 거래 시장에 관련 정보를 업로드 할 수 있다.
이때, 분산 자원 전력 거래 장치는 전력 거래 시장에서 전력 거래 가능량의 판매되는 가격이 발전 단가 보다 높은 경우, 전력 거래 시장에 관련 정보를 업로드 할 수 있다. 따라서, 전력 거래 가능량의 판매되는 가격이 발전 단가보다 낮은 경우, 전력 거래 시장에 관련 정보를 업로드 하지 않을 수 있다.
단계(304)에서, 분산 자원 전력 거래 장치는 낙찰된 전력 거래 가능량을 계약된 시간에 따라 제공할 수 있다.
분산 자원 전력 거래 장치는 수용가에서 유틸리티 그리드와 독립적으로 또는 연계하여 작동하도록 그리드 연계 스위치와 에너지 저장 장치를 제어함으로써 계약된 시간에 전력 거래 가능량을 제공할 수 있다.
일례로, 분산 자원 전력 거래 장치는 입찰을 통해 낙찰된 14~15시 30KWh를 정해진 시간에 제공하기 위해, 유틸리티 그리드와 연계되도록 그리드 연계 스위치를 제어할 수 있고, 또한 에너지 저장 장치가 방전하도록 제어할 수 있다.
또한, 분산 자원 전력 거래 장치는 전력 거래 시장을 통해 거래되는 전력량을 미터링하여 측정할 수 있다. 또한, 분산 자원 전력 거래 장치는 유틸리티 그리드와 상계되는 전력량을 미터링하여 측정할 수 있다. 따라서, 분산 자원 전력 거래 장치는 측정된 미터링을 이용하여, 수익을 계산할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분산 자원 전력 거래 장치를 도시한 도면이다.
기상 데이터 수집 인터페이스부(410)는 태양광 및 풍력등을 이용하는 신재생 에너지의 특성을 고려하여, 기상 데이터를 저장하는 외부의 서버로부터 인터넷을 이용하여 나라별/지역별/시간별 기상 데이터를 수신할 수 있다.
전력 거래 시장 인터페이스부(420)는 입찰을 위해 전력 거래 시장에 발생한 잉여 전력에 관한 정보를 업로드하도록 송신할 수 있다. 또한, 전력 거래 시장 인터페이스부(420)는 입찰을 통해 낙찰에 관한 정보를 전력 거래 시장으로부터 수신할 수 있다.
전력 거래 메인 프로세스부(430)는 신재생 에너지로부터 발전될 전력량과 에너지 저장 장치에 저장된 전력량을 고려하여 전력 거래 가능량을 예측할 수 있다. 또한, 유틸리티 그리드와 전력 상계 거래를 통한 수익보다 전력 거래 시장을 통한 수익이 높을 경우, 전력 거래 메인 프로세스부(430)는 잉여 전력을 전력 거래 시장에 판매하기 위해 그리드 연계 스위치(231)와 에너지 저장 장치(220)을 제어할 수 있다.
또한, 전력 거래 메인 프로세스부(430)는 유틸리티 그리드(110)를 통해 유/출입된 전력량을 측정하여 전력 상계 거래된 전력량을 계산할 수 있고, 전력 거래 메인 프로세스부(430)는 전력 거래 시장을 통해 판매된 전력량을 계산할 수 있다. 따라서, 전력 거래 메인 프로세스부(430)는 전력 상계 거래된 전력량과 전력 거래 시장에 판매된 전력량을 비교하여 판매 수익을 계산할 수 있다.
특히, 전력 거래 메인 프로세스부(430)는 나라별/지역별/시간별로 수신한 기상 데이터에 기초하여 신재생 에너지가 수용가에서 발전될 전력량을 예측하는 발전량 예측부(431)를 포함할 수 있다.
전력 거래 메인 프로세스부(430)는 에너지 저장 장치(220)의 충전 상태를 확인하는 충전 상태 확인부(432)를 포함할 수 있다. 이때, 충전 상태는 에너지 저장 장치에 충전된 전력량에 관한 정보를 나타낼 수 있다.
전력 거래 메인 프로세스부(430)는 신재생 에너지를 유틸리티 그리드(110)와 연계적으로 또는 독립적으로 작동하도록 제어할 수 있고, 이를 위하여 그리드 연계 스위치(231)를 제어하는 그리드 연계 스위치 제어부(433)를 포함할 수 있다. 또한, 전력 거래 메인 프로세스부(430)는 에너지 저장 장치(220)의 충/방전을 제어하는 에너지 저장 장치 제어부(434)를 포함할 수 있다.
전력 거래 메인 프로세스부(430)는 유틸리티 그리드(110)로 유/출입된 전력량을 계산한 정보를 이용하여 전력 상계 거래된 전력량을 계산하며, 전력 거래 시장을 통해 판매된 전력량을 계산하는 발전량 계측부(435)를 포함할 수 있다.
전력 상계 거래를 통한 수익보다 전력 거래 시장을 통한 수익이 높을 경우, 전력 거래 메인 프로세스부(430)는 전력 거래 시장에 잉여 전력을 판매하는 전력 거래 처리부(436)을 포함할 수 있다.
전력 거래 정보 관리부(440)는 분산 자원의 전력 거래 시장을 통한 거래를 위해 기상 데이터에 관한 정보, 제어 스케줄에 관한 정보, 전력 거래 시장과 거래에 관한 정보, 전력 상계 거래를 통한 전력량 및 전력 거래 시장을 통해 거래된 전력량의 계산에 관한 정보를 저장 및 관리할 수 있다.
그리드 연계 스위치 인터페이스부(450)는 신재생 에너지로부터 발전 전력과 유틸리티 그리드 간의 연계적으로 또는 독립적으로 작동 여부를 제어하는 신호를 그리드 연계 스위치의 제어 장치와 송수신 할 수 있다.
에너지 저장 장치 인터페이스부(460)는 수용가의 에너지 저장 장치의 충/방전을 제어하거나 수용가의 에너지 저장 장치에 충전된 전력량에 관한 정보를 송/수신 할 수 있다.
전력 미터 인터페이스부(470)는 수용가로부터 유틸리티 그리드(110)로 제공되는 전력량 및 유틸리티 그리드로부터 수용가로 제공되는 전력량을 측정한 전력 미터로부터 측정된 전력량을 수신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예로서, 시간에 따른 전력 거래를 위한 제어를 도시한 도면이다.
이하 에너지 저장 장치는 오전 10시 전에 20KWh의 충전 전력량을 보유하고 있으며, 최대로 충전 가능한 충전 전력량은 20KWh라고 가정한다. 이는 본 발명의 설명을 위해 전제로 할 뿐이며, 본 발명의 에너지 저장 장치의 충전 전력량은 20KWh에 한정되는 것은 아니다.
발전 예측량(501)은 기상 데이터를 이용하여, 태양광 또는 풍력과 같은 신재생 에너지원을 통해 수용가에서 발전 가능한 전력량을 나타낸다. 발전 예측량(501)은 수집한 기상 데이터를 기반으로, 나라별/지역별/시간대별로 계산될 수 있다.
예를 들면, 태양광을 이용한 신재생 에너지의 경우, 햇빛이 강한 12~16시 사이에 발전 예측량은 10KWh 일 수 있으나, 햇빛이 약한 16~18시 사이 발전 예측량은 5KWh일 수 있으며, 햇빛이 없는 18시~20시 사이 발전 예측량은 0KWh일 수 있다.
에너지 저장 장치의 충전 전력량(502)은 에너지 저장 장치에 충전된 전력량을 나타낸다. 즉, 에너지 저장 장치의 충전 전력량은 수용가에서 신재생 에너지원을 이용하여 에너지 저장 장치에 저장된 전력량을 의미할 수 있다.
예를 들면, 에너지 저장 장치의 제어 장치(509)가 15-18시에 에너지 저장 장치를 충전하기로 선택한 경우, 에너지 저장 장치는 15-18시의 발전 예측량(501)의 전부 또는 일부를 저장할 수 있다. 따라서, 16-19시의 에너지 저장 장치의 충전 전력량(502)는 15-18시의 발전 예측량(501)과 동일할 수 있다. 일례로, 15-16시의 발전 예측량 10KWh는 전부 에너지 저장 장치에 저장되어, 16-17시의 에너지 저장 장치의 충전 전력량 10KWh와 동일할 수 있다.
다른 예를 들면, 에너지 저장 장치의 제어 장치(509)가 방전하기로 선택한 경우, 에너지 저장 장치는 저장된 에너지의 전부 또는 일부를 방전할 수 있다. 일례로, 18-19시의 에너지 저장 장치에 저장된 20KWh 중에서 10KWh를 방전한 경우, 19-20시의 에너지 저장 장치는 10KWh를 저장할 수 있다.
전력 거래 가능량(503)은 신재생 에너지원의 발전 예측량(501)과 에너지 저장 장치의 충전 전력량(502)를 합산하여 계산될 수 있다. 예를 들면, 12-13시 사이 발전 예측량(501)은 10KWh이며, 에너지 저장 장치의 충전 전력량(502)는 20KWh이므로 12-13시 사이 전력 거래 가능량은 30KWh이다. 마찬가지로, 18-19시 사이 발전 예측량(501)은 0KWh이며, 에너지 저장 장치의 충전 전력량(502)는 20KWh이므로 18-19시 사이 전력 거래 가능량은 20KWh이다.
수용가는 전력 거래 시장에 참여하여 전력 거래 가능량을 입찰할 수 있다. 입찰된 전력 거래 가능량이 낙찰된 경우, 수용가는 체결된 계약 시간에 따라 전력량을 공급할 수 있다. 그래서, 수용가는 낙찰된 계약 시간에 전력량을 공급할 수 있도록, 에너지 저장 장치 및 그리드 연계 스위치를 제어할 수 있다.
전력 거래 시장의 입찰에 참여할 때, 시간당 전력 상계 거래를 통한 총 수익(발전 예측량(KWh) * 전력 상계 거래의 가격(504))과 에너지 저장 장치의 충/방전 비용(에너지 저장 장치의 충전 전력량 * 에너지 저장 장치의 충/방전 비용(506))을 합산한 금액의 평균값이 시간당 발전 단가일 수 있다. 시간당 발전 단가에 판매를 통한 수익을 더하여 수용가는 입찰에 참여할 수 있다.
도 5에서, 12-13시, 14-15시, 18-20시 시간의 경우, 시간당 전력 거래 시장의 가격(505)이 발전 단가보다 높다. 따라서, 12-13시, 14-15시, 18-20시에만 전력을 판매할 수 있다. 이 시간에 전력 거래 가능량(503)은 30KWh, 20KWh, 20KWh, 10KWh이며, 이중에서 거래된 전력 판매량(507)은 20KWh, 20KWh, 10KWh, 10KWh라고 가정한다.
10-12시 사이의 경우, 전력 거래 시장의 가격(505)이 발전 단가보다 낮으므로, 수용가는 유틸리티 그리드와 전력 상계 거래를 실행할 수 있다. 따라서, 수용가는 신재생 에너지로부터 발전한 전력을 유틸리티 그리드로 공급하기 위해 그리드 연계 스위치의 제어장치(508)를 통해 유틸리티 그리드와 연계되도록 작동을 제어할 수 있다.
12-13시 사이의 경우, 전력 판매량(507) 20KWh를 제공하기 위하여, 수용가는 유틸리티 그리드와 연계되도록 그리드 연계 스위치를 제어하고, 에너지 저장 장치가 방전되도록 제어할 수 있다. 이때, 수용가는 신재생 에너지를 통한 발전 예측량 10KWh와 에너지 저장 장치로부터 10KWh를 제공할 수 있다.
14-15시 사이의 경우, 전력 판매량(507) 20KWh를 제공하기 위하여, 수용가는 유틸리티 그리드와 연계되도록 그리드 연계 스위치를 제어하고, 에너지 저장 장치가 방전되도록 제어할 수 있다. 이때, 수용가는 신재생 에너지를 통한 발전 예측량 10KWh와 에너지 저장 장치로부터 10KWh를 제공할 수 있다.
15-18시 사이의 경우, 18시 이후 신재생 에너지로부터 발전되는 전력량이 없기 때문에 에너지 저장장치는 충전될 필요가 있다. 그래서 그리드 연계 스위치의 제어 장치(508)는 에너지 저장 장치를 충전하기 위해 유틸리티 그리드와 독립적인 작동을 통하여 신재생 에너지로부터 발전된 전력을 에너지 저장 장치에 충전하도록 제어할 수 있다.
18-19시 사이의 경우, 전력 판매량(507) 10KWh를 제공하기 위하여, 수용가는 유틸리티 그리드와 연계되도록 그리드 연계 스위치를 제어하고, 에너지 저장 장치가 방전되도록 제어할 수 있다.
19-20시 사이의 경우, 전력 판매량(507) 10KWh를 제공하기 위하여, 수용가는 유틸리티 그리드와 연계되도록 그리드 연계 스위치를 제어하고, 에너지 저장 장치가 방전되도록 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.
100: 수용가
110: 유틸리티 그리드
120: 전력 거래 시장

Claims (1)

  1. 분산 자원 전력 거래 장치가 수행하는 분산 자원 전력 거래 방법에 있어서,
    기상 데이터 및 에너지 저장 장치의 충전된 전력량을 수집하는 단계;
    상기 수집된 기상 데이터 및 충전된 전력량을 이용하여, 신재생 에너지원을 통해 복수의 수용가로부터 발생하는 분산 자원이 거래되는 전력 거래 시장에서 입찰 가능한 전력 거래 가능량을 예측하는 단계;
    상기 전력 거래 시장을 통해 상기 예측된 전력 거래 가능량에 대해 입찰을 수행하는 단계;
    상기 입찰을 통해 낙찰된 전력 거래 가능량을 계약된 시간에 따라 제공하는 단계
    를 포함하는 분산 자원 전력 거래 방법.
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