KR102129210B1 - Two-way peer to peer Heat trading operating method for prosumer of micro thermal network - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열 거래 운영 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계간축열조 또는 소형열병합등이 중앙에서 열원을 공급하고 회수하는 마이크로 열 네트워크에서 다양한 열원을 가진 다수의 프로슈머가 열 네트워크에 존재할 때 이러한 프로슈머간의 Peer To Peer(P2P) 열 거래를 가능하게 하는 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for operating a heat transaction, and more particularly, when a number of prosumers having various heat sources exist in a heat network in a micro heat network in which a quarter heat storage tank or a small heat cogeneration supply and recover heat from the center, between these prosumers Peer to Peer (P2P) It relates to a two-way P2P thermal transaction operation method between prosumers that enables thermal transactions.
종래의 열 거래는 대형 열병합 또는 복합화력발전과 같은 대형 발전소를 보유하여 특정 지역을 대상으로 지역난방을 공급하고 있는 집단에너지 사업자간의 광역망 열 거래가 대부분을 차지하고 있다. 따라서 다양한 분산열원(계간축열조, 마이크로 열병합, 히트펌프, 신재생에너지 배열, 열저장장치등)을 소유한 프로슈머(에너지 생산자이자 소비자)가 다수 분포되어 있는 마이크로 열 네트워크에서 이러한 프로슈머간의 양방향 P2P 열 거래에 대한 운영 방법은 거의 전무한 상황이다.In the conventional heat transaction, large-area network heat transactions between collective energy providers, which have large power plants such as large-scale cogeneration or combined cycle power generation, and supply local heating to specific areas, occupy the most. Therefore, two-way P2P heat transaction between these prosumers in a micro thermal network with a large number of prosumers (energy producers and consumers) that possess a variety of distributed heat sources (seasonal heat storage tanks, micro cogeneration, heat pumps, renewable energy arrays, heat storage devices, etc.) There are almost no operating methods for it.
또한, 스마트 시티의 확산에 따라서 스마트 시티 내부를 여러 개의 마이크로 지역 단위로 나누어 해당 지역 단위에서 프로슈머간 잉여 열 거래를 통해 에너지 효율을 제고할 수 있는 다양한 연구들이 북유럽을 중심으로 진행되고 있기 때문에, 기존 집단에너지 사업자가 보유한 광역망간의 열 거래가 아니라, 도 1에 예시된 바와 같이 소규모 지역 단위내의 마이크로 열 네트워크에서 프로슈머간의 열 거래 운영이 필요하다. In addition, according to the proliferation of smart cities, various studies that can improve energy efficiency through surplus heat transactions between prosumers in each region are divided into several micro-regional units. It is necessary to operate a thermal transaction between prosumers in a micro thermal network within a small regional unit, as illustrated in FIG.
이러한 마이크로 열 네트워크에서 프로슈머간의 정밀한 열 거래 운영을 하기 위해서는 마이크로 열 네트워크에서 공급망을 따라 흐르는 공급수 온도와 동일한 온도를 가진 열을 프로슈머가 공급할 수 있는 설비를 갖추어야 하며 해당 프로슈머가 공급하는 열을 측정할 수 있는 열량계가 각 프로슈머의 공급단에 설치되어 있어야 한다.In order to operate a precise thermal transaction between prosumers in such a micro thermal network, it is necessary to have a facility capable of supplying heat having the same temperature as the supply water temperature flowing along the supply chain in the micro thermal network, and to measure the heat supplied by the prosumer. A calorimeter should be installed at the supply end of each prosumer.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 마이크로 열 네트워크에서 프로슈머간의 양방향 P2P 열 거래를 하기 위해 프로슈머가 다양한 분산열원(계간축열조, 마이크로 열병합, 히트펌프, 신재생에너지 배열, 열저장장치등)을 보유하고 있으며 마이크로 열 네트워크에서 공급망을 따라 흐르는 공급수 온도와 동일한 온도를 가진 열을 프로슈머가 공급할 수 있는 설비를 갖추어야 하며 해당 프로슈머가 공급하는 열을 측정할 수 있는 열량계가 각 프로슈머의 공급단에 설치되어 있는 상황에서 다음날 24시간에 대한 1시간 단위의 프로슈머간의 열 거래에 대해 거래 완료 시점에서의 총 비용 최적화 관점에서 운영하는 마이크로 열 네트워크에서의 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법을 제공함에 있다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a variety of distributed heat sources (seasonal heat storage tanks, micro cogeneration, heat pumps, heat pumps, prosumers) for bidirectional P2P heat transactions between prosumers in a micro thermal network. Renewable energy array, heat storage device, etc.), and in the micro thermal network, the equipment must be equipped to supply heat with the same temperature as the supply water temperature flowing along the supply chain, and the heat supplied by the prosumer can be measured. Two-way P2P between prosumers in a micro-thermal network operating from the perspective of optimizing the total cost at the time of transaction completion for a one-hour heat transaction between prosumers for 24 hours the next day, with a calorimeter installed at the supply end of each prosumer Providing a method of operating a thermal transaction.
그리고 본 발명의 다른 목적은, 마이크로 열 네트워크에서 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래를 위해 각 프로슈머별 1)열에너지 요구량, 2)계획된 기존 열 생산량, 3)열에너지 추가 생산량, 4)최대 열 생산량 5)열 거래량 6)열 생산 비용 7)열 거래 가격등의 파라미터를 적용하고 여기에 8)특정 프로슈머가 다른 프로슈머에게 공급한 열 에너지와 9)프로슈머가 온수나 급탕과 같은 열 에너지를 사용할 경우 사용 시작으로부터 원하는 온도에 도달하는데 걸리는 시간을 요구조건으로 정의한 프로슈머의 열 에너지 수용 지연 제한 시간을 파라미터로 두어 프로슈머의 소비자로서의 불편함을 최소화하는 파라미터를 적용하여, 10)프로슈머와 프로슈머간의 공급관의 길이와 11)열에너지 공급관 내의 유체 속도를 물리적인 파라미터로 적용함으로써 열 에너지 공급의 지연 시간을 계산할 수 있는 마이크로 열 네트워크에서의 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법을 제공함에 있다. And another object of the present invention, 1) thermal energy demand for each prosumer for bidirectional P2P heat trading between prosumers in a micro thermal network, 2) planned existing heat production, 3) additional heat energy production, 4) maximum heat production 5) heat trading volume 6) Heat production cost 7) Apply parameters such as heat transaction price, and 8) Heat energy supplied by a specific prosumer to other prosumers and 9) Temperature required from the start of use if the prosumer uses heat energy such as hot water or hot water 10) The length of the supply pipe between the prosumer and the prosumer, and 11) the thermal energy supply pipe An object of the present invention is to provide a method for operating a bidirectional P2P heat transaction between prosumers in a micro thermal network that can calculate a delay time of a thermal energy supply by applying a fluid velocity within a physical parameter.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 마이크로 열 네트워크에서의 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법은, 단방향 에너지 흐름을 고려하여 프로슈머간 열 거래량을 이용하는 열 거래 행렬을 생성하는 단계; 및 생성된 열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계;를 포함한다. According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a method for operating bi-directional P2P thermal transactions between prosumers in a micro thermal network includes: generating a thermal transaction matrix using a thermal transaction amount between prosumers in consideration of unidirectional energy flow; And performing the operation of the generated column transaction matrix.
그리고 열 거래 행렬을 생성하는 단계는, 열에너지의 수요, 생산, 거래를 고려하는 기본 수식을 생성하는 단계; 프로슈머의 형태와 조건을 고려하여 열 거래량을 정의하는 단계; 및 프로슈머 간 열 거래량을 이용한 열 거래 행렬을 생성하는 단계;를 포함하고, 열 거래 행렬은, 연산시, 각 프로슈머별 열에너지 요구량, 계획된 기존 열 생산량, 열에너지 추가 생산량, 최대 열 생산량, 열 거래량, 열 생산 비용 및 열 거래 가격과 특정 프로슈머가 다른 프로슈머에게 공급한 열 에너지가 변수로 반영될 수 있다.And the step of generating a thermal transaction matrix includes: generating a basic equation that takes into account demand, production, and transaction of thermal energy; Defining a heat transaction amount in consideration of a prosumer form and conditions; And generating a thermal transaction matrix using the amount of thermal transactions between prosumers, wherein the thermal transaction matrix includes, during calculation, a heat energy demand for each prosumer, a planned existing heat production amount, an additional heat energy production amount, a maximum heat production amount, a heat transaction amount, and heat. Variables can include production costs and thermal transaction prices and the thermal energy supplied by one prosumer to another prosumer.
또한, 기본 수식은, 
(수식 1) 
그리고 열 거래량을 정의하는 단계는, 프로슈머가 공급자의 역할만을 수행하는 경우, 기존 열 생산량(
또한, 열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계는, 공급관의 손실을 고려하여 열 거래 값 및 목적함수를 생성하는 단계; 열 거래 초기값을 생성하는 단계; 기설정된 제약조건의 위반에 따른 패널티 값을 생성하는 단계; 및 생성된 패널티 값을 적용하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the step of performing the operation of the column transaction matrix may include generating a column transaction value and an objective function in consideration of the loss of the supply pipe; Generating an initial value of the heat transaction; Generating a penalty value according to a violation of a preset constraint; And applying the generated penalty value.
그리고 패널티 값을 생성하는 단계는, 프로슈머가 온수 또는 급탕과 같은 열 에너지를 사용하는 소비자(consumer)인 경우, 소비자의 편의성이 향상되도록, 온수 또는 급탕 사용 시작으로부터 원하는 온도에 도달하는데 걸리는 시간을 요구조건으로 정의한 프로슈머의 열 에너지 수용 지연 제한 시간을 파라미터로 적용할 수 있다. In addition, the step of generating a penalty value, when the prosumer is a consumer using thermal energy such as hot water or hot water, requires time to reach a desired temperature from the start of hot water or hot water use, so as to improve the convenience of the consumer. As a parameter, a delay time limit for accommodating thermal energy of a prosumer defined as a condition may be applied.
또한, 패널티 값을 생성하는 단계는, 열 에너지 공급 지연 시간을 고려하기 위해, 프로슈머와 프로슈머간의 공급관의 길이와 열에너지 공급관 내의 유체 속도를 물리적인 파라미터로 적용할 수 있다.In addition, in the step of generating a penalty value, in order to consider a delay time for supplying thermal energy, the length of the supply pipe between the prosumer and the prosumer and the fluid velocity in the thermal energy supply pipe may be applied as physical parameters.
그리고 열 거래 값 및 목적함수를 생성하는 단계는, 
(수식 2) 
전체 수요 에너지 비용을 최소화하기 위해, 
(수식 3)
그리고 기설정된 제약조건은, 열에너지 지연 제한 시간이 하기 수식 4로 생성되고, And, the predetermined constraint, thermal energy delay time limit is generated by the following equation (4),
(수식 4) 
각 프로슈머의 최대 열 생산 능력에 따른 제약 조건이 하기 수식 5로 생성되고,Constraints according to the maximum heat production capacity of each prosumer are generated by the following
(수식 5) 
열에너지를 수용하는 프로슈머 m이 있을 때, 
(수식 6) 
패널티 값을 생성하는 단계는, 제약 조건 위반 시, 위반 횟수에 따라 패널티 값을 비용에 적용시키며, 패널티 값은, 하기 수식 7로 생성할 수 있다. In the step of generating a penalty value, when a constraint is violated, a penalty value is applied to the cost according to the number of violations, and the penalty value can be generated by
(수식 7) 
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 정보보안 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 단방향 에너지 흐름을 고려하여 프로슈머간 열 거래량을 이용하는 열 거래 행렬을 생성하는 단계; 및 생성된 열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계;를 포함하는 마이크로 열 네트워크에서의 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 수록된다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a computer-readable recording medium carrying a computer program for performing an information security method includes: generating a thermal transaction matrix using a thermal transaction amount between prosumers in consideration of unidirectional energy flow; And performing the operation of the generated thermal transaction matrix. A computer program performing a method of operating a bi-directional P2P thermal transaction between prosumers in a micro column network is included.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 마이크로 열 네트워크에서의 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법은, 프로슈머별 열에너지 요구량, 계획된 기존 열 생산량, 열에너지 추가 생산량, 최대 열 생산량, 열 거래량, 열 생산 비용 및 열 거래 가격과 특정 프로슈머가 다른 프로슈머에게 공급한 열 에너지가 변수로 반영되는 열 거래 행렬을 생성하는 단계; 및 생성된 열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계;를 포함한다. In addition, according to another embodiment of the present invention, a method for operating bi-directional P2P heat trading between prosumers in a micro thermal network includes a heat energy demand for each prosumer, a planned existing heat production amount, an additional heat energy production amount, a maximum heat production amount, a heat transaction amount, and a heat production cost. And generating a thermal transaction matrix in which a thermal transaction price and a thermal energy supplied by a specific prosumer to other prosumers are reflected as variables. And performing the operation of the generated column transaction matrix.
그리고 본 발명의 다른 실시예에 따른, 정보보안 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 프로슈머별 열에너지 요구량, 계획된 기존 열 생산량, 열에너지 추가 생산량, 최대 열 생산량, 열 거래량, 열 생산 비용 및 열 거래 가격과 특정 프로슈머가 다른 프로슈머에게 공급한 열 에너지가 변수로 반영되는 열 거래 행렬을 생성하는 단계; 및 생성된 열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계;를 포함하는 마이크로 열 네트워크에서의 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 수록된다. And according to another embodiment of the present invention, a computer-readable recording medium carrying a computer program for performing an information security method includes thermal energy demand per prosumer, planned existing heat production, additional heat energy production, maximum heat production, heat transaction volume, heat Generating a thermal transaction matrix in which production cost and thermal transaction price and thermal energy supplied by a specific prosumer to other prosumers are reflected as variables; And performing the operation of the generated thermal transaction matrix. A computer program performing a method of operating a bi-directional P2P thermal transaction between prosumers in a micro column network is included.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 마이크로 열 네트워크에서 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래를 위해 각 프로슈머별 1)열에너지 요구량, 2)계획된 기존 열 생산량, 3)열에너지 추가 생산량, 4)최대 열 생산량 5)열 거래량 6)열 생산 비용 7)열 거래 가격 및 8)특정 프로슈머가 다른 프로슈머에게 공급한 열 에너지를 변수로 반영하여 적용하여 각 프로슈머별 1시간 단위의 수요 패턴과 공급 가능량을 기반으로 하여 열 거래를 통한 열 에너지 판매와 구매를 생산 비용과 열 거래 가격과 연동하여 프로슈머간 열 거래를 결정함으로써, 총 비용 최적화를 달성할 수 있다. As described above, according to embodiments of the present invention, 1) thermal energy demand for each prosumer for bidirectional P2P thermal transactions between prosumers in a micro thermal network, 2) planned existing heat production, 3) additional heat energy production, 4) maximum Heat production 5) Heat transaction volume 6) Heat production cost 7) Heat transaction price and 8) Heat energy supplied to other prosumers by reflecting them as variables is applied and applied based on the demand pattern and availability of each hour of each prosumer Thus, total cost optimization can be achieved by determining the heat transaction between prosumers by linking heat energy sales and purchases through heat exchange with production cost and heat transaction price.
본 발명의 실시예들에 따르면, 온수 또는 급탕 사용 시작으로부터 원하는 온도에 도달하는데 걸리는 시간을 요구조건으로 정의한 9)프로슈머의 열 에너지 수용 지연 제한 시간을 파라미터로 알고리즘에 적용하여 프로슈머가 온수 또는 급탕과 같은 열 에너지를 사용하는 소비자(consumer)인 경우를 고려함으로써, 소비자의 편의성을 향상시킬 수 있다. According to embodiments of the present invention, a prosumer is applied to an algorithm by applying a delay time limit for accommodating thermal energy of a prosumer as a parameter to define a time required to reach a desired temperature from the start of using hot water or hot water as a parameter. Considering the case of a consumer using the same thermal energy, convenience of the consumer can be improved.
본 발명의 실시예들에 따르면, 프로슈머와 프로슈머간의 공급관의 길이와 11)열에너지 공급관 내의 유체 속도를 물리적인 파라미터로 알고리즘에 적용하여 열 에너지 공급 지연 시간을 도출하고 알고리즘에 적용함으로써, 마이크로 열 네트워크의 물리적인 특성을 반영한 프로슈머간의 양방향 P2P 열 거래 운영 스케줄링이 가능하도록 하여 열 거래 운영 방법의 실효성을 향상시킬 수 있다. According to embodiments of the present invention, the length of the supply pipe between the prosumer and the prosumer and 11) the fluid velocity in the heat energy supply pipe are applied to the algorithm as physical parameters to derive the thermal energy supply delay time and applied to the algorithm, thereby It is possible to improve the effectiveness of the thermal transaction operation method by enabling bi-directional P2P thermal transaction operation scheduling between prosumers reflecting physical characteristics.
도 1은, 마이크로 열 네트워크가 예시된 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 열 네트워크에서의 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법의 설명에 제공된 흐름도,
도 3은 열 거래 행렬의 기본 형태가 예시된 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 재구성된 열 거래 행렬이 예시된 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 거래 행렬 생성을 위한 기본 알고리즘이 예시된 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 거래 초기값 생성을 위한 기본 알고리즘이 예시된 도면,
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 열 에너지 스케줄링 시뮬레이션을 수행하기 위한 conditions이 예시된 도면, 그리고
도 12 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 수행된 열 에너지 스케줄링 시뮬레이션의 결과가 예시된 도면이다. 1 is a diagram illustrating a micro thermal network,
Figure 2 is a flow chart provided in the description of a method for operating a two-way P2P thermal transaction between prosumers in a micro thermal network according to an embodiment of the present invention,
3 is a diagram illustrating a basic form of a column transaction matrix,
4 is a diagram illustrating a column transaction matrix reconstructed according to an embodiment of the present invention,
5 is a diagram illustrating a basic algorithm for generating a column transaction matrix according to an embodiment of the present invention,
6 is a diagram illustrating a basic algorithm for generating an initial value of a thermal transaction according to an embodiment of the present invention,
7 to 11 are views illustrating conditions for performing a thermal energy scheduling simulation according to an embodiment of the present invention, and
12 to 18 are diagrams illustrating the results of a thermal energy scheduling simulation performed according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 열 네트워크에서의 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법(이하에서는 '열 거래 운영 방법'으로 총칭하기로 함)의 설명에 제공된 흐름도이고, 도 3은 열 거래 행렬의 기본 형태가 예시된 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 재구성된 열 거래 행렬이 예시된 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 거래 행렬 생성을 위한 기본 알고리즘이 예시된 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 거래 초기값 생성을 위한 기본 알고리즘이 예시된 도면이다. FIG. 2 is a flowchart provided in the description of a method for operating a bi-directional P2P thermal transaction between prosumers in a micro thermal network according to an embodiment of the present invention (hereinafter, collectively referred to as a'thermal transaction operation method'), and FIG. The basic form of the transaction matrix is illustrated, and FIG. 4 is a diagram illustrating a column transaction matrix reconstructed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is for generating a column transaction matrix according to an embodiment of the present invention A basic algorithm is illustrated, and FIG. 6 is a diagram illustrating a basic algorithm for generating an initial value of a thermal transaction according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 열 거래 운영 방법은, 마이크로 열 네트워크에서 프로슈머간의 양방향 P2P 열 거래를 하기 위해 프로슈머가 다양한 분산열원(계간축열조, 마이크로 열병합, 히트펌프, 신재생에너지 배열, 열저장장치등)을 보유하고 있으며 마이크로 열 네트워크에서 공급망을 따라 흐르는 공급수 온도와 동일한 온도를 가진 열을 프로슈머가 공급할 수 있는 설비를 갖추어야 하며 해당 프로슈머가 공급하는 열을 측정할 수 있는 열량계가 각 프로슈머의 공급단에 설치되어 있는 상황에서 다음날 24시간에 대한 1시간 단위의 프로슈머간의 열 거래에 대해 거래 완료 시점에서의 총 비용 최적화 관점에서 운영할 수 있다.In the heat transaction operating method according to the present embodiment, in order to conduct bi-directional P2P heat exchange between prosumers in a micro heat network, prosumers use various distributed heat sources (seasonal heat storage tanks, micro cogeneration, heat pumps, renewable energy arrays, heat storage devices, etc.). It must be equipped with a facility capable of supplying heat that has the same temperature as the supply water temperature flowing through the supply chain in the micro thermal network, and a calorimeter capable of measuring the heat supplied by the prosumer is installed at each prosumer supply stage. In the current situation, it is possible to operate from the viewpoint of optimizing the total cost at the time of completing the transaction for the ten-hour transaction between prosumers for 24 hours the next day.
또한, 본 실시예에 따른 열 거래 운영 방법은, 도 1에 도시된 P2P 열 거래 운영 플랫폼을 이용하여, 마이크로 열 네트워크에서 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래를 위해 각 프로슈머별 1)열에너지 요구량, 2)계획된 기존 열 생산량, 3)열에너지 추가 생산량, 4)최대 열 생산량 5)열 거래량 6)열 생산 비용 7)열 거래 가격등의 파라미터를 적용하고 여기에 8)특정 프로슈머가 다른 프로슈머에게 공급한 열 에너지와 9)프로슈머가 온수나 급탕과 같은 열 에너지를 사용할 경우 사용 시작으로부터 원하는 온도에 도달하는데 걸리는 시간을 요구조건으로 정의한 프로슈머의 열 에너지 수용 지연 제한 시간을 파라미터로 두어 프로슈머의 소비자로서의 불편함을 최소화하는 파라미터를 적용하였다. 여기에 10)프로슈머와 프로슈머간의 공급관의 길이와 11)열에너지 공급관 내의 유체 속도를 물리적인 파라미터로 적용함으로써 열 에너지 공급의 지연 시간을 계산할 수 있다. In addition, the thermal transaction operation method according to the present embodiment, 1) thermal energy requirements for each prosumer for bidirectional P2P thermal transaction between prosumers in a micro thermal network using the P2P thermal transaction operation platform shown in FIG. 1, 2) planned Existing heat production, 3) additional production of heat energy, 4) maximum heat production 5) heat transaction volume 6) heat production cost 7) heat transaction price parameters applied 8) and heat energy supplied by other prosumers to other prosumers 9) When the prosumer uses thermal energy such as hot water or hot water, the prosumer's thermal dissipation delay time is defined as a parameter that defines the time required to reach the desired temperature from the start of use as a parameter to minimize the inconvenience of the prosumer as a consumer. The parameters were applied. Here, the delay time of the heat energy supply can be calculated by applying 10) the length of the supply pipe between the prosumer and the prosumer and 11) the fluid velocity in the heat energy supply pipe as physical parameters.
이를 위해, 본 실시예에 따른 열 거래 운영 방법은, P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 단방향 에너지 흐름을 고려하여 프로슈머간 열 거래량을 이용하는 열 거래 행렬을 생성하고, 생성된 열 거래 행렬의 연산을 수행할 수 있다.To this end, in the method of operating a thermal transaction according to the present embodiment, the P2P thermal transaction operation platform generates a thermal transaction matrix using the amount of thermal transactions between prosumers in consideration of unidirectional energy flow, and performs calculation of the generated thermal transaction matrix Can.
구체적으로, 열 거래 운영 방법은, P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 열에너지의 수요, 생산, 거래를 고려하는 기본 수식을 생성하고(S210), 프로슈머의 형태와 조건을 고려하여 열 거래량을 정의하여(S220), 프로슈머 간 열 거래량을 이용한 열 거래 행렬을 생성할 수 있다(S230).Specifically, in the thermal transaction operation method, the P2P thermal transaction operation platform generates a basic formula considering the demand, production, and transaction of thermal energy (S210), and defines the thermal transaction amount in consideration of the prosumer form and conditions (S220). ), it is possible to generate a column transaction matrix using the amount of heat transactions between prosumers (S230).
또한, 열 거래 행렬을 생성하면, P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 공급관의 손실을 고려하여 열 거래 값 및 목적함수를 생성하고(S240), 열 거래 초기값을 생성하며(S250), 기설정된 제약조건의 위반에 따른 패널티 값을 생성하여(S260), 생성된 패널티 값을 적용하여(S270), 열 거래 행렬을 연산을 수행할 수 있다. In addition, when the thermal transaction matrix is generated, the P2P thermal transaction operation platform generates a thermal transaction value and an objective function in consideration of the loss of the supply pipe (S240), generates an initial thermal transaction value (S250), and preset constraints. By generating a penalty value according to the violation of (S260), and applying the generated penalty value (S270), the column transaction matrix may be operated.
이때, 열 거래 행렬의 연산에는, 각 프로슈머별 열에너지 요구량, 계획된 기존 열 생산량, 열에너지 추가 생산량, 최대 열 생산량, 열 거래량, 열 생산 비용 및 열 거래 가격과 특정 프로슈머가 다른 프로슈머에게 공급한 열 에너지가 변수로 반영될 수 있다. At this time, the calculation of the thermal transaction matrix includes the heat energy demand for each prosumer, the planned existing heat production, the additional heat energy production, the maximum heat production, the heat transaction amount, the heat production cost, and the heat transaction price and the heat energy supplied by a specific prosumer to another prosumer. It can be reflected as a variable.
기본 수식은, 열에너지 수요, 생산, 거래를 고려하여 생성되며, 구체적으로, 기본 수식은, 
(수식 1) 
열 거래량을 정의하는 과정을 설명하면, 우선, 프로슈머가 공급자의 역할만을 수행하는 경우, 기존 열 생산량(
그리고 프로슈머가 수요자의 역할만을 수행하는 경우, 열 수요가 최대 열 생산량보다 큰 경우로 열 수요를 외부에서 공급해야 하므로 해당 타임 슬롯에서 열 거래량 
또한, 프로슈머가 공급자와 수요자의 역할을 모두 수행하는 경우, a)열 수요가 최대 열 생산량보다 크면, 열 수요를 외부에서 공급해야 하므로 해당 타임 슬롯에서 열 거래량 
여기서, 
또한, 
도 3에 예시된 바와 같이 열 거래 행렬은 기본적인 거래라는 측면에서 1 대 1의 열 거래를 가상화하여 열 에너지의 1 대 1 교환을 행렬 형식으로 표현할 수 있다.As illustrated in FIG. 3, the column transaction matrix can represent a one-to-one exchange of heat energy in a matrix form by virtualizing a one-to-one column transaction in terms of basic transactions.
도 3에 예시된 열 거래 행렬은 어떠한 타임 슬롯에서 프로슈머간의 열 거래량을 나타내고 있으며, 값이 모두 양수 값을 가지고 있다. The column transaction matrix illustrated in FIG. 3 represents the amount of heat transactions between prosumers in a certain time slot, and all values have positive values.
여기서 공급자와 수용자가 같은 경우는 열 거래량이 존재하지 않으므로 
또한, 
도 4에 예시된 
이러한 열 거래 행렬은, 행렬에서의 각 요소의 값 
따라서, 도 4에 예시된 바와 같은 열 거래 행렬이 생성되면, 공급관의 손실 등을 고려하여 열 거래 값과 목적함수를 생성해야 한다. Therefore, when the column transaction matrix as illustrated in FIG. 4 is generated, it is necessary to generate the column transaction value and the objective function in consideration of the loss of the supply pipe.
우선, 공급관의 손실을 고려한 열 거래 값을 설명하면, 열 거래의 실제 적용에 있어 프로슈머 간의 1대1 열 거래를 가상화하여 표현하는 경우라도 공급관의 손실과 열에너지 수송의 지연 등을 고려해야 하는데, 열 에너지의 손실에 의해 실제 거래에서 열 에너지를 공급하는 프로슈머가 공급한 열 에너지량과 실제 수용되는 에너지 량의 차이가 발생한다. First, when the heat transaction value considering the loss of the supply pipe is described, in the actual application of the heat transaction, it is necessary to consider the loss of the supply pipe and the delay in the transport of heat energy even when virtualizing and expressing the one-to-one heat transaction between prosumers. The difference between the amount of thermal energy supplied by the prosumer who supplies thermal energy in the actual transaction and the amount of energy actually received is caused by the loss of.
따라서, 
(수식 2) 
그리고, 공급관의 손실을 고려하여 생성되는 목적함수은, 전체 수요 에너지 비용을 최소화하기 위해, 
(수식 3)
한편, 열 거래 행렬 생성을 위한 기본 알고리즘을 설명하면, 알고리즘에 의해 생성되는 
모든 타임 슬롯 i에서 모든 프로슈머 j의 열 거래량 
이때 프로슈머 j의 공급할 열이 프로슈머 m이 수용할 열보다 작으면 열 거래 행렬 요소 값 
여기서 프로슈머 j의 열 거래 임시 값 
반대로 프로슈머 j의 공급할 열이 프로슈머 m이 수용할 열보다 크면 열 거래 행렬 요소 값 
여기서 프로슈머 m의 열 거래 임시 값 
위의 과정을 반복하여 열 거래 임시값을 소모하여 각 프로슈머간의 가상 1대1 열 거래 형식으로 행렬을 생성하는 것이다. By repeating the above process, the temporary value of the column transaction is consumed to generate a matrix in a virtual one-to-one column transaction format between each prosumer.
도 6에 예시된 열 거래 초기값 생성을 위한 기본 알고리즘을 설명하면, 열 거래량 초기값을 결정할 때, 각각의 경우에 따라 그 범위를 결정하고, 각 경우는 프로슈머의 위치와 열에너지 수요, 현재 계획된 기존 열 생산량, 최대 열생산량을 고려하여 초기 값을 설정할 수 있다. Referring to the basic algorithm for generating the initial value of the heat transaction illustrated in FIG. 6, when determining the initial value of the heat transaction amount, the range is determined according to each case, and in each case, the location of the prosumer and the demand for heat energy, the currently planned existing The initial value can be set in consideration of heat production and maximum heat production.
그리고 계획된 열 생산량과 열에너지 수요는 시간과 프로슈머에 따라 변화되는 값이며 최대 열생산량은 시 불변 값으로 각 프로슈머마다 다른 값을 가지게 된다.In addition, the planned heat production and heat energy demand are values that change with time and prosumer, and the maximum heat production is a time-invariant value that has a different value for each prosumer.
또한, 최적해 도출 과정에서 각각의 열 거래량은 위의 초기 조건을 항상 만족해야 하므로 최적해 도출을 위한 연산 후에 위의 조건을 만족하기 위한 리팩토링을 수행해야 한다.In addition, in the process of deriving the optimal solution, each heat transaction amount must always satisfy the above initial conditions, and therefore refactoring to satisfy the above conditions must be performed after the operation for deriving the optimal solution.
한편, 열 거래 초기값의 생성이 완료되면, 기설정된 제약조건의 위반에 따른 패널티 값을 생성하게 되는데, 기설정된 제약조건은, 열에너지 지연 제한 시간 조건, 각 프로슈머의 열 에너지 최대 생산량과 수요에 의한 열 거래량 제한 조건 및 프로슈머가 열 에너지를 수용해야 할 경우의 열 거래량 제한 조건 등이 포함될 수 있다. On the other hand, when the initial value of the heat transaction is completed, a penalty value is generated according to a violation of the preset constraints. The preset constraints are based on the thermal energy delay time limit, the maximum heat energy production and demand of each prosumer. Heat trade volume restrictions and heat trade volume restrictions when prosumers need to accept heat energy can be included.
열 거래 운영 방법은, 패널티 값을 생성하는 과정에서, 프로슈머가 온수 또는 급탕과 같은 열 에너지를 사용하는 소비자(consumer)인 경우, 소비자의 편의성이 향상되도록, 온수 또는 급탕 사용 시작으로부터 원하는 온도에 도달하는데 걸리는 시간을 요구조건으로 정의한 프로슈머의 열 에너지 수용 지연 제한 시간을 파라미터로 적용할 수 있다. In the process of generating a penalty value, in the process of generating a penalty value, when a prosumer is a consumer using thermal energy such as hot water or hot water, the desired temperature is reached from the start of the hot water or hot water use so that the convenience of the consumer is improved. As a parameter, the delay time for accommodating the thermal energy of the prosumer, which is defined as the time required for it, can be applied.
또한, 열 거래 운영 방법은, 패널티 값을 생성하는 과정에서, 열 에너지 공급 지연 시간을 고려하기 위해, 프로슈머와 프로슈머간의 공급관의 길이와 열에너지 공급관 내의 유체 속도를 물리적인 파라미터로 적용할 수 있다. In addition, in the process of generating a penalty value, in order to consider a delay time for supplying thermal energy in the process of generating a penalty value, the length of the supply pipe between the prosumer and the prosumer and the fluid velocity in the thermal energy supply pipe may be applied as physical parameters.
구체적으로, 열에너지 지연 제한 시간 조건은, 열 에너지는 공급관을 흐르는 유체에 의해서 전달되며 에너지의 전달 속도는 이 유체의 속도에 따라 달라지게 되기 때문에, 급탕 및 난방 등 열 에너지 수요에 따라 열 에너지의 지연 제한 시간을 설정하고 이 조건에 맞도록 열 에너지 거래가 수행되도록 해야 한다.Specifically, in the thermal energy delay time limit condition, the thermal energy is transferred by the fluid flowing through the supply pipe, and the speed of the energy transfer varies depending on the speed of the fluid, so the thermal energy is delayed according to the demand for thermal energy such as hot water supply and heating. You must set a time limit and ensure that thermal energy transactions are conducted to meet these conditions.
즉, 열에너지 지연 제한 시간 조건이 하기 수식 4로 생성될 수 있다. That is, the thermal energy delay time limit condition may be generated by
(수식 4) 
각 프로슈머의 열 에너지 최대 생산량과 수요에 의한 열 거래량 제한 조건은, 각각의 프로슈머가 자신이 생산한 열 에너지를 내부의 수요에서 소모하고 잉여 열 에너지를 판매하는 형식을 취하게 되기 때문에, 자신의 기본 생산 비용과 해당 시간대의 열 거래 가격의 차이에 따라 해당 프로슈머 관점에서 최대의 이익 실현을 위해 자신의 수요를 초과하여 열 생산을 수행하고, 열 거래 수행 시 추가 생산량과 기존 계획된 생산량의 합이 해당 프로슈머의 최대 열 생산 능력을 초과하지 않도록 해야한다. Each prosumer's maximum production of thermal energy and the limit of the amount of heat traded by demand are based on their own basics because each prosumer consumes the heat energy produced by each prosumer from the internal demand and sells surplus heat energy. Depending on the difference between the production cost and the price of the thermal transaction in the corresponding time period, in order to realize the maximum profit from the prosumer's point of view, it performs thermal production exceeding its own demand. Should not exceed the maximum heat production capacity.
즉, 각 프로슈머의 최대 열 생산 능력에 따른 제약 조건은 하기 수식 5로 생성될 수 있다. That is, constraints according to the maximum heat production capacity of each prosumer may be generated by
(수식 5) 
프로슈머가 열 에너지를 수용해야 할 경우의 열 거래량 제한 조건은, 어떠한 프로슈머가 계획된 열 에너지 생산량이 수요를 만족하지 못하는 경우 열 거래 수행에 있어 자신의 열 에너지 수요 이상을 열 거래를 통해 수용하지 않도록 한다. The limit on the amount of heat traded when a prosumer needs to accept heat energy is to prevent a prosumer from accepting more than his own heat energy demand through heat trading when performing a heat trade if the planned heat energy production does not satisfy the demand. .
즉, 열에너지를 수용하는 프로슈머 m이 있을 때, 
(수식 6) 
한편, 상술한 바와 같이 기설정된 제약조건의 위반에 따른 패널티 값이 생성되어, 생성된 패널티 값을 적용하는 과정을 설명하면, 제약 조건 위반 시에 위반 횟수에 따른 패널티 값을 비용에 적용시켜 적합도 값을 낮추게 되므로 적합해로 선택되지 않도록 하고, 제약 조건 위반을 카운트하여 하기 수식 7을 이용하여 생성되는 값을 기존 비용에 합산 적용시켜 높은 비용을 가지도록 해야 한다. On the other hand, as described above, when a penalty value according to a violation of a preset constraint is generated and a process of applying the generated penalty value is described, when the constraint is violated, a penalty value according to the number of violations is applied to the cost, and the fitness value is applied. Since it is lowered, it should not be selected as a suitable solution, and it is necessary to count constraint violations and apply the generated value to the existing cost by applying the following
(수식 7) 
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 열 에너지 스케줄링 시뮬레이션을 수행하기 위한 conditions이 예시된 도면이며, 그리고 도 12 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 수행된 열 에너지 스케줄링 시뮬레이션의 결과가 예시된 도면이다. 7 to 11 are diagrams illustrating conditions for performing a thermal energy scheduling simulation according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 12 to 18 are thermal energy scheduling simulations performed according to an embodiment of the present invention. The results are illustrated.
열 거래 운영 방법은, 열 거래 행렬의 연산이 수행되면, 시뮬레이션을 실행하여, 유효성을 검증할 수 있다. 열 에너지 스케줄링 시뮬레이션을 수행하기 위한 conditions은 도 7 내지 도 11에 예시된 바와 같다.In the thermal transaction operation method, when the calculation of the thermal transaction matrix is performed, a simulation may be executed to verify validity. Conditions for performing thermal energy scheduling simulation are as illustrated in FIGS. 7 to 11.
구체적으로, 열 거래 에너지 가격의 시간별 유동 가상 값을 도 7에 예시된 바와 같이 시간별로 설정하였다.Specifically, the virtual value of the hourly flow of the heat transaction energy price was set hourly as illustrated in FIG. 7.
이때, 요금표는 지역난방공사의 열 요금표(2018.7.1.)을 참고하여 작성하였으며, 업무용 난방 가격에서 단일 요금을 중간부하 가격으로 산정하고 수요 관리 이외 시간을 경부하 요금, 수요 관리 시간 대의 요금을 최대부하 요금으로 산정하였다. 그리고 부하 단계를 3단계로 나누는 것과 부하 시간대를 나누는 것은 한전 전기요금표의 계절별 시간대 별 구분을 참고로 하여 산정하였다. At this time, the rate table was prepared with reference to the district heating corporation's heat rate table (Jul. 2018), and the single charge was calculated as the mid-load price from the business heating price. It was calculated at the maximum load rate. In addition, dividing the load phase into three phases and dividing the load time zone were calculated by referring to the seasonal time zone division of the KEPCO electric bill.
한편, 각 프로슈머의 최대 열 생산량은 도 8에 예시된 바와 같이 설정하고, 각 프로슈머의 단위 시간 별 사전 정보는 도 9 내지 도 10에 예시된 바와 같이 설정하였다. 구체적으로, 도 9는 단위 시간 별 예상 열 수요 결과가 예시된 도면이고, 도 10은 열 에너지 생산량의 결과가 예시된 도면이다. On the other hand, the maximum heat production of each prosumer was set as illustrated in FIG. 8, and the dictionary information for each unit time of each prosumer was set as illustrated in FIGS. 9 to 10. Specifically, FIG. 9 is a diagram illustrating an expected heat demand result per unit time, and FIG. 10 is a diagram illustrating a result of thermal energy production.
열 거래 스케줄 생성에서의 제약 조건 및 예상 열 수요와 기존 계획 열 생산량의 기준으로 사용하였으며, 열 에너지 수요 및 시뮬레이션으로 생성된 열 거래량을 충족하기 위한 추가 열 생산량과 기존 열 생산량의 합은 최대 생산량을 초과하지 않도록 하였다.Used as the basis of the constraints and expected heat demand in the heat transaction schedule creation and the existing planned heat production, the sum of the additional heat production and the existing heat production to meet the heat energy demand and the heat production generated by the simulation is the maximum production. It was not exceeded.
프로슈머 간 공급관의 지연 시간 정보는 도 11에 예시된 바와 같이 설정하였다. 구체적으로, 각 프로슈머 간의 지연 시간은 도 11에 예시된 바와 같이 설정하고, 열 에너지의 지연 제한 시간은 8초로 설정하였다. The delay time information of the supply pipe between prosumers was set as illustrated in FIG. 11. Specifically, the delay time between each prosumer was set as illustrated in FIG. 11, and the delay time limit of thermal energy was set to 8 seconds.
한편, 시뮬레이션의 실행 결과는 도 12 내지 도 18에 예시된 바와 같다. 구체적으로, 도 12 내지 도 13은 0:00~1:00 구간의 프로슈머 간 열 거래 시뮬레이션 결과가 예시된 도면이고, 도 14 내지 도 15는 23:00~익일 0:00 구간의 프로슈머 간 열 거래 시뮬레이션 결과가 예시된 도면이다.Meanwhile, the execution result of the simulation is as illustrated in FIGS. 12 to 18. Specifically, FIGS. 12 to 13 are diagrams illustrating simulation results of heat transactions between prosumers between 0:00 and 1:00, and FIGS. 14 to 15 are heat transactions between prosumers between 23:00 and 0:00 the following day. It is a diagram in which simulation results are illustrated.
그리고 시간에 따른 각 프로슈머의 추가 열 생산량은 도 16에 예시된 바와 같으며, 시간에 따른 각 프로슈머의 열 거래량은 도 17에 예시된 바와 같다. And the additional heat production of each prosumer over time is as illustrated in FIG. 16, and the heat trading amount of each prosumer over time is as illustrated in FIG. 17.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.On the other hand, of course, the technical idea of the present invention can be applied to a computer-readable recording medium containing a computer program that performs functions of the apparatus and method according to the present embodiment. Further, the technical idea according to various embodiments of the present invention may be implemented in the form of computer-readable codes recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium can be any data storage device that can be read by a computer and stores data. Of course, the computer-readable recording medium may be a ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical disk, hard disk drive, or the like. In addition, computer-readable codes or programs stored in a computer-readable recording medium may be transmitted through a network connected between computers.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. In addition, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical idea or prospect of the present invention.
Claims (12)
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 생성된 열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계;를 포함하고,
열 거래 행렬을 생성하는 단계는,
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 열에너지의 수요, 생산, 거래를 고려하는 기본 수식을 생성하는 단계;
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 프로슈머의 형태와 조건을 고려하여 열 거래량을 정의하는 단계; 및
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 프로슈머 간 열 거래량을 이용한 열 거래 행렬을 생성하는 단계;를 포함하고,
열 거래 행렬은,
연산시, 각 프로슈머별 열에너지 요구량, 계획된 기존 열 생산량, 열에너지 추가 생산량, 최대 열 생산량, 열 거래량, 열 생산 비용 및 열 거래 가격과 특정 프로슈머가 다른 프로슈머에게 공급한 열 에너지가 변수로 반영되며,
기본 수식은,
(수식 1)
열 거래량을 정의하는 단계는,
프로슈머인 j의 최대 열 생산량이
프로슈머가 수요자의 역할만을 수행하는 경우, 열 수요가 최대 열 생산량보다 큰 경우로 열 수요를 외부에서 공급해야 하므로 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
프로슈머가 공급자와 수요자의 역할을 모두 수행하는 경우, a)열 수요가 최대 열 생산량보다 크면, 열 수요를 외부에서 공급해야 하므로 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
프로슈머가 공급자와 수요자의 역할을 모두 수행하는 경우, a)조건 및 b)조건 중 어느 한 조건도 만족하지 않으면, 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
The P2P thermal transaction operating platform, generating a thermal transaction matrix using the inter-prosumer thermal transaction amount in consideration of unidirectional energy flow; And
P2P column transaction operating platform, performing the operation of the generated column transaction matrix; includes,
The step of creating a column transaction matrix is,
The P2P thermal transaction operating platform, generating a basic formula that takes into account the demand, production, and transaction of thermal energy;
P2P thermal transaction operating platform, defining the thermal transaction amount in consideration of the prosumer form and conditions; And
P2P thermal transaction operating platform, generating a thermal transaction matrix using the amount of heat between prosumers; includes,
The column transaction matrix,
When calculating, the heat energy demand for each prosumer, the planned existing heat production, the additional heat energy production, the maximum heat production, the heat trading amount, the heat production cost, and the heat trading price and the heat energy supplied by a specific prosumer to other prosumers are reflected as variables.
The basic formula is,
(Equation 1)
The steps to define the heat trading volume are:
Prosumer j's maximum heat output
If the prosumer only plays the role of the consumer, the heat demand is greater than the maximum heat output, and the heat demand has to be supplied externally, so the amount of heat traded in the corresponding time slot
If the prosumer serves as both a supplier and a consumer, a) if the heat demand is greater than the maximum heat production, the heat demand must be supplied externally, so the heat transaction volume in that time slot
If a prosumer performs both the role of a supplier and a consumer, if neither of the conditions a) and b) is satisfied, the amount of heat traded in the corresponding time slot
열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계는,
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 공급관의 손실을 고려하여 열 거래 값 및 목적함수를 생성하는 단계;
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 열 거래 초기값을 생성하는 단계;
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 기설정된 제약조건의 위반에 따른 패널티 값을 생성하는 단계; 및
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 생성된 패널티 값을 적용하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 열 네트워크에서의 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법.
The method according to claim 1,
The step of performing the operation of the column transaction matrix is,
P2P thermal transaction operating platform, generating a thermal transaction value and objective function in consideration of the loss of the supply pipe;
P2P thermal transaction operating platform, generating an initial value of the thermal transaction;
P2P thermal transaction operating platform, generating a penalty value according to the violation of the predetermined constraints; And
P2P thermal transaction operating platform, applying a generated penalty value; inter-prosumer bi-directional P2P thermal transaction operating method in a micro-thermal network.
패널티 값을 생성하는 단계는,
프로슈머가 온수 또는 급탕과 같은 열 에너지를 사용하는 소비자(consumer)인 경우, 소비자의 편의성이 향상되도록, 온수 또는 급탕 사용 시작으로부터 원하는 온도에 도달하는데 걸리는 시간을 요구조건으로 정의한 프로슈머의 열 에너지 수용 지연 제한 시간을 파라미터로 적용하는 것을 특징으로 하는 마이크로 열 네트워크에서의 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법.
The method according to claim 5,
The step of generating a penalty value is,
If the prosumer is a consumer who uses thermal energy such as hot water or hot water, the delay in accommodating the thermal energy of the prosumer is defined as a time required to reach a desired temperature from the start of the hot water or hot water supply to improve the convenience of the consumer. A method of operating two-way P2P thermal transactions between prosumers in a micro thermal network, characterized by applying a time limit as a parameter.
패널티 값을 생성하는 단계는,
열 에너지 공급 지연 시간을 고려하기 위해, 프로슈머와 프로슈머간의 공급관의 길이와 열에너지 공급관 내의 유체 속도를 물리적인 파라미터로 적용하는 것을 특징으로 하는 마이크로 열 네트워크에서의 프로슈머간 양방향 P2P 열 거래 운영 방법.
The method according to claim 5,
The step of generating a penalty value is,
A method of operating bidirectional P2P heat trading between prosumers in a micro thermal network, characterized in that the length of the supply pipe between the prosumer and the prosumer and the fluid velocity in the thermal energy supply pipe are applied as physical parameters to take into account the thermal energy supply delay time.
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 생성된 열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계;를 포함하고,
열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계는,
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 공급관의 손실을 고려하여 열 거래 값 및 목적함수를 생성하는 단계;
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 열 거래 초기값을 생성하는 단계;
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 기설정된 제약조건의 위반에 따른 패널티 값을 생성하는 단계; 및
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 생성된 패널티 값을 적용하는 단계;를 포함하며,
열 거래 값 및 목적함수를 생성하는 단계는,
(수식 2)
전체 수요 에너지 비용을 최소화하기 위해,
(수식 3)
The P2P thermal transaction operating platform, generating a thermal transaction matrix using the inter-prosumer thermal transaction amount in consideration of unidirectional energy flow; And
P2P column transaction operating platform, performing the operation of the generated column transaction matrix; includes,
The step of performing the operation of the column transaction matrix is,
P2P thermal transaction operating platform, generating a thermal transaction value and objective function in consideration of the loss of the supply pipe;
P2P thermal transaction operating platform, generating an initial value of the thermal transaction;
P2P thermal transaction operating platform, generating a penalty value according to the violation of the predetermined constraints; And
P2P thermal transaction operating platform, applying a generated penalty value; includes,
The steps of generating the thermal transaction value and the objective function are:
(Equation 2)
To minimize overall demand energy costs,
(Equation 3)
기설정된 제약조건은,
프로슈머
(수식 4)
프로슈머
(수식 5)
타임 슬롯 i에서 프로슈머
(수식 6)
패널티 값을 생성하는 단계는,
제약 조건 위반 시, 위반 횟수에 따라 패널티 값을 비용에 적용시키며,
패널티 값은,
열 거래 스케줄의 타임 슬롯 수가
(수식 7)
The method according to claim 8,
The preset constraints are:
Prosumer
(Equation 4)
Prosumer
(Equation 5)
Prosumer in time slot i
(Equation 6)
The step of generating a penalty value is,
In case of violation of constraints, a penalty value is applied to the cost according to the number of violations.
The penalty value is,
Number of time slots in the column trading schedule
(Formula 7)
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 생성된 열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계;를 포함하고,
열 거래 행렬을 생성하는 단계는,
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 열에너지의 수요, 생산, 거래를 고려하는 기본 수식을 생성하는 단계;
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 프로슈머의 형태와 조건을 고려하여 열 거래량을 정의하는 단계; 및
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 프로슈머 간 열 거래량을 이용한 열 거래 행렬을 생성하는 단계;를 포함하고,
열 거래 행렬은,
연산시, 각 프로슈머별 열에너지 요구량, 계획된 기존 열 생산량, 열에너지 추가 생산량, 최대 열 생산량, 열 거래량, 열 생산 비용 및 열 거래 가격과 특정 프로슈머가 다른 프로슈머에게 공급한 열 에너지가 변수로 반영되며,
기본 수식은,
(수식 1)
열 거래량을 정의하는 단계는,
프로슈머인 j의 최대 열 생산량이
프로슈머가 수요자의 역할만을 수행하는 경우, 열 수요가 최대 열 생산량보다 큰 경우로 열 수요를 외부에서 공급해야 하므로 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
프로슈머가 공급자와 수요자의 역할을 모두 수행하는 경우, a)열 수요가 최대 열 생산량보다 크면, 열 수요를 외부에서 공급해야 하므로 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
프로슈머가 공급자와 수요자의 역할을 모두 수행하는 경우, a)조건 및 b)조건 중 어느 한 조건도 만족하지 않으면, 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
The P2P thermal transaction operating platform, generating a thermal transaction matrix using the inter-prosumer thermal transaction amount in consideration of unidirectional energy flow; And
P2P column transaction operating platform, performing the operation of the generated column transaction matrix; includes,
The step of creating a column transaction matrix is,
The P2P thermal transaction operating platform, generating a basic formula that takes into account the demand, production, and transaction of thermal energy;
P2P thermal transaction operating platform, defining the thermal transaction amount in consideration of the prosumer form and conditions; And
P2P thermal transaction operating platform, generating a thermal transaction matrix using the amount of heat between prosumers; includes,
The column transaction matrix,
When calculating, the heat energy demand for each prosumer, the planned existing heat production, the additional heat energy production, the maximum heat production, the heat trading amount, the heat production cost, and the heat trading price and the heat energy supplied by a specific prosumer to other prosumers are reflected as variables.
The basic formula is,
(Equation 1)
The steps to define the heat trading volume are:
Prosumer j's maximum heat output
If the prosumer only plays the role of the consumer, the heat demand is greater than the maximum heat output, and the heat demand has to be supplied externally, so the amount of heat traded in the corresponding time slot
If the prosumer serves as both a supplier and a consumer, a) if the heat demand is greater than the maximum heat production, the heat demand must be supplied externally, so the heat transaction volume in that time slot
If a prosumer performs both the role of a supplier and a consumer, if neither of the conditions a) and b) is satisfied, the amount of heat traded in the corresponding time slot
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 생성된 열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계;를 포함하고,
열 거래 행렬을 생성하는 단계는,
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 열에너지의 수요, 생산, 거래를 고려하는 기본 수식을 생성하는 단계;
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 프로슈머의 형태와 조건을 고려하여 열 거래량을 정의하는 단계; 및
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 프로슈머 간 열 거래량을 이용한 열 거래 행렬을 생성하는 단계;를 포함하고,
열 거래 행렬은,
연산시, 각 프로슈머별 열에너지 요구량, 계획된 기존 열 생산량, 열에너지 추가 생산량, 최대 열 생산량, 열 거래량, 열 생산 비용 및 열 거래 가격과 특정 프로슈머가 다른 프로슈머에게 공급한 열 에너지가 변수로 반영되며,
기본 수식은,
(수식 1)
열 거래량을 정의하는 단계는,
프로슈머인 j의 최대 열 생산량이
프로슈머가 수요자의 역할만을 수행하는 경우, 열 수요가 최대 열 생산량보다 큰 경우로 열 수요를 외부에서 공급해야 하므로 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
프로슈머가 공급자와 수요자의 역할을 모두 수행하는 경우, a)열 수요가 최대 열 생산량보다 크면, 열 수요를 외부에서 공급해야 하므로 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
프로슈머가 공급자와 수요자의 역할을 모두 수행하는 경우, a)조건 및 b)조건 중 어느 한 조건도 만족하지 않으면, 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
The P2P heat trading operation platform reflects variables of thermal energy demand by prosumer, planned existing heat production, additional heat energy production, maximum heat production, heat trading volume, heat production cost and heat transaction price, and thermal energy supplied by a specific prosumer to other prosumers. Generating a column transaction matrix; And
P2P column transaction operating platform, performing the operation of the generated column transaction matrix; includes,
The step of creating a column transaction matrix is,
The P2P thermal transaction operating platform, generating a basic formula that takes into account the demand, production, and transaction of thermal energy;
P2P thermal transaction operating platform, defining the thermal transaction amount in consideration of the prosumer form and conditions; And
P2P thermal transaction operating platform, generating a thermal transaction matrix using the amount of heat between prosumers; includes,
The column transaction matrix,
When calculating, the heat energy demand for each prosumer, the planned existing heat production, the additional heat energy production, the maximum heat production, the heat trading amount, the heat production cost, and the heat trading price and the heat energy supplied by a specific prosumer to other prosumers are reflected as variables.
The basic formula is,
(Equation 1)
The steps to define the heat trading volume are:
Prosumer j's maximum heat output
If the prosumer only plays the role of the consumer, the heat demand is greater than the maximum heat output, and the heat demand has to be supplied externally, so the amount of heat traded in the corresponding time slot
If the prosumer serves as both a supplier and a consumer, a) if the heat demand is greater than the maximum heat production, the heat demand must be supplied externally, so the heat transaction volume in that time slot
If a prosumer performs both the role of a supplier and a consumer, if neither of the conditions a) and b) is satisfied, the amount of heat traded in the corresponding time slot
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 생성된 열 거래 행렬의 연산을 수행하는 단계;를 포함하고,
열 거래 행렬을 생성하는 단계는,
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 열에너지의 수요, 생산, 거래를 고려하는 기본 수식을 생성하는 단계;
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 프로슈머의 형태와 조건을 고려하여 열 거래량을 정의하는 단계; 및
P2P 열 거래 운영 플랫폼이, 프로슈머 간 열 거래량을 이용한 열 거래 행렬을 생성하는 단계;를 포함하고,
열 거래 행렬은,
연산시, 각 프로슈머별 열에너지 요구량, 계획된 기존 열 생산량, 열에너지 추가 생산량, 최대 열 생산량, 열 거래량, 열 생산 비용 및 열 거래 가격과 특정 프로슈머가 다른 프로슈머에게 공급한 열 에너지가 변수로 반영되며,
기본 수식은,
(수식 1)
열 거래량을 정의하는 단계는,
프로슈머인 j의 최대 열 생산량이
프로슈머가 수요자의 역할만을 수행하는 경우, 열 수요가 최대 열 생산량보다 큰 경우로 열 수요를 외부에서 공급해야 하므로 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
프로슈머가 공급자와 수요자의 역할을 모두 수행하는 경우, a)열 수요가 최대 열 생산량보다 크면, 열 수요를 외부에서 공급해야 하므로 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
프로슈머가 공급자와 수요자의 역할을 모두 수행하는 경우, a)조건 및 b)조건 중 어느 한 조건도 만족하지 않으면, 해당 타임 슬롯에서 열 거래량이
P2P column transaction operating platform, performing the operation of the generated column transaction matrix; includes,
The step of creating a column transaction matrix is,
The P2P thermal transaction operating platform, generating a basic formula that takes into account the demand, production, and transaction of thermal energy;
P2P thermal transaction operating platform, defining the thermal transaction amount in consideration of the prosumer form and conditions; And
P2P thermal transaction operating platform, generating a thermal transaction matrix using the amount of heat between prosumers; includes,
The column transaction matrix,
When calculating, the heat energy demand for each prosumer, the planned existing heat production, the additional heat energy production, the maximum heat production, the heat trading amount, the heat production cost, and the heat trading price and the heat energy supplied by a specific prosumer to other prosumers are reflected as variables.
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Prosumer j's maximum heat output
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| KR20180101147A (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-12 | 한국전자통신연구원 | Method and its system of management of priority-based energy distribution |
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2019
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