KR102420798B1 - Power trading method and system in micro-grid consisting of 1vN prosumers and consumers - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1개의 프로슈머(전력판매자)와 N개의 컨슈머(전력구매자)로 구성된 마이크로그리드에서 1개의 전력 공급자가 N개의 전력 수요자를 대상으로 전력을 거래하는 경우 전력 공급자와 전력 수요자 각자에게 최대의 이익이 발생할 수 있도록 전력 거래를 가능하게 하는 전력 거래 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power transaction method and system in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers, and more particularly, to a microgrid composed of one prosumer (power seller) and N consumers (power purchaser). To a power trading method and system that enables power trading so that, when a power provider trades power for N power consumers, the maximum profit can be generated for each of the power provider and the power consumer.
기존에는 다양한 온라인 플랫폼에서 다양한 거래 방식을 활용하여 프로슈머와 컨슈머 간의 P2P(Peer to Peer) 양방향 전력 거래 서비스가 운영되고 있다. In the past, P2P (Peer to Peer) two-way electricity trading services between prosumers and consumers using various transaction methods on various online platforms are being operated.
이러한 기존 운영 플랫폼의 거래 방식은 판매자와 구매자간의 경매 기반의 입찰 방식 또는 계약 방식이 주를 이루고 있다. The transaction method of such an existing operating platform is mainly an auction-based bidding method or a contract method between a seller and a buyer.
그러나 이러한 기존 양방향 전력 거래 운영 시스템의 입찰 또는 계약 방식의 경우 1)입찰 또는 계약을 통해 성사된 판매자와 구매자만 거래가 성사되며 나머지 판매자와 구매자간의 거래가 성사되지 못하는 단점을 가지고 있으며, 2)주로 판매자와 구매자간 일대일 상황을 가정하여 단순 매칭하는 형태가 대부분이며, 3)판매자 측면에서 판매량과 판매 가격, 구매자 측면에서 구매량과 구매 가격을 임의로 결정하여 전력 거래 시장에 참여함으로써 제시한 거래 수량(quantity)과 거래 가격(price)이 거래 시장의 상황과 제시자의 상황을 고려하여 최적인지 여부를 판단할 수 없는 한계가 존재한다.However, in the case of the bidding or contract method of this existing two-way electricity trading operating system, 1) only the seller and the buyer completed through the bid or contract, and the transaction between the other seller and buyer cannot be concluded, and 2) mainly with the seller. In most cases, simple matching is performed assuming a one-to-one situation between buyers, and 3) the quantity and price of the transaction suggested by participating in the electricity trading market by arbitrarily determining the sales volume and selling price from the seller side and the purchase quantity and purchase price from the buyer side. There is a limit in that it cannot be determined whether the transaction price is optimal in consideration of the situation of the transaction market and the situation of the presenter.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 판매자와 구매자간 1대N의 다자 거래가 가능하도록 하며, 거래 시장에 참여하는 판매자와 구매자가 거래 시장의 수급 상황과 판매자와 구매자의 상황을 고려하여 참여자의 이익이 최적화될 수 있는 최적의 판매량 및 판매가격, 구매량 및 구매가격을 결정할 수 있는 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법 및 시스템을 제공함에 있다. The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to enable one-to-N multilateral transactions between a seller and a buyer, and a seller and a buyer participating in the transaction market can Considering the situation of sellers and buyers, we provide a method and system for electricity trading in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers that can determine the optimal sales volume and selling price, purchase volume, and purchase price for which the profits of participants can be optimized. is in
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법은, 전력 거래 시스템이, 전력 시장에 참여하는 프로슈머(전력판매자)의 이익이 최적화될 수 있는 최적의 판매량 및 판매가격이 포함된 공급 조건을 결정하는 단계; 전력 거래 시스템이, 전력 시장에 참여하는 컨슈머(전력구매자)가 시장에 참여 시, 전력 거래를 통한 이익을 최적화할 수 있는 컨슈머의 수요 함수를 도출하는 단계; 전력 거래 시스템이, 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계; 및 전력 거래 시스템이, 프로슈머의 공급 조건과 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 기반으로 프로슈머와 컨슈머 간 전력 거래를 수행하는 단계;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, in a power trading method in a microgrid consisting of a one-to-N prosumer and a consumer, the power trading system, the profit of the prosumer (power seller) participating in the power market determining a supply condition including an optimal sales volume and a selling price that can be optimized; deriving, by the power trading system, a consumer demand function capable of optimizing profits through power trading when a consumer (electric power buyer) participating in the power market participates in the market; calculating, by the power trading system, a daily and hourly power trading amount of a consumer using a demand function; and performing, by the power trading system, a power transaction between the prosumer and the consumer based on the supply conditions of the prosumer and the daily and hourly power transaction volume of the consumer.
그리고 수요 함수를 도출하는 단계는, 컨슈머의 누진 요금제 기반의 수요 함수를 도출하기 위해서, 거래 가격과 거래 수량을 결정하는 기준점이 2개 존재해야 하며, 컨슈머의 누진 요금 구간이 최소값과 최대값을 포함하는 누진 요금 경계를 가지고 있는 경우, 누진 요금 경계를 이용하여 수요 함수를 결정하며, 누진 요금 구간이, 최하위 누진 요금 구간인 경우, 프로슈머 또는 관리자에 의해 설정된 요금 최소값과 최하위 누진 요금 값이 경계 값으로 사용될 수 있다. And in the step of deriving the demand function, in order to derive the demand function based on the consumer's progressive rate plan, there must be two reference points that determine the transaction price and the transaction quantity, and the progressive rate section of the consumer includes the minimum and maximum values. , the demand function is determined using the progressive rate boundary, and if the progressive rate interval is the lowest progressive rate interval, can be used
또한, 컨슈머의 수요 함수는, 가격이 X이고, 거래 가격(P)과 거래 수량(Q)을 결정하는 제1 기준점의 좌표가 (PH, QH)이고, 제2 기준점의 좌표가 (PL, QL)인 경우, 하기 수식 1을 따라 정의될 수 있다. In addition, the demand function of the consumer is that the price is X, the coordinates of the first reference point that determine the transaction price (P) and the transaction quantity (Q) are (P H , Q H ), and the coordinates of the second reference point are (P L , Q L ), may be defined according to
(수식 1) 
그리고 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계는, 컨슈머의 월 평균 전력 사용량을 기준으로 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 월별 전력 거래량을 계산하고, 월별 전력 거래량을 기반으로 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하되, 일별 전력 거래량(TD)은, D가 오늘 일자이고, DT가, 전체 일 수이고, TM가 월 전력 거래량인 경우, 하기 수식 2를 이용하여 계산되며, 시간별 전력 거래량(TS)은, QS가 해당 시간대 수요 예측값이고, QT가 해당일 전체 수요이며, NT가 타임 슬롯 수인 경우, 하기 수식 3을 이용하여 계산될 수 있다. In the step of calculating the daily and hourly electricity transaction volume, the consumer's monthly electricity transaction amount is calculated using a demand function based on the consumer's average monthly electricity usage, and the daily and hourly electricity transaction amount of the consumer is calculated based on the monthly electricity transaction amount However, when D is today's date, D T is the total number of days, and T M is the monthly power transaction, the daily power transaction volume ( T D ) is calculated using
(수식 2) 
(수식 3) 
또한, 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계는, 모든 컨슈머가 도출된 수요 함수를 이용하여 컨슈머별 월 전력 거래량을 계산하고, 오늘 날짜와 현재 월의 전체 일 수를 기준으로 일 전력 거래량을 계산하는 경우, 컨슈머의 수요에 대한 예측 값이 존재하면, 예측 값을 이용하여, 시간별 전력 거래량을 계산하고, 컨슈머의 수요에 대한 예측 값이 존재하지 않으면, 타임 슬롯 수를 이용하여 시간별 전력 거래량을 계산할 수 있다. In addition, the step of calculating the daily and hourly electricity transaction volume includes calculating the monthly electricity transaction amount for each consumer by using the demand function derived from all consumers, and calculating the daily electricity transaction amount based on today's date and the total number of days in the current month. In this case, if there is a predicted value for consumer demand, it is possible to calculate the hourly power transaction amount using the predicted value. have.
그리고 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계는, 일별 거래량의 경우, 월 초에는 월 말까지 거래를 할 수 있는 기회가 월 말보다 상대적으로 많기 때문에, 월 말보다 상대적으로 적은 일별 거래량을 가지도록 하고, 월 말에는 거래를 할 수 있는 기회가 월 초보다 상대적으로 적기 때문에, 월 초보다 상대적으로 많은 일별 거래량을 가지도록 할 수 있다. And in the step of calculating the daily and hourly electricity trading volume, in the case of daily trading volume, since there are relatively more opportunities to trade until the end of the month at the beginning of the month than at the end of the month, the daily trading volume should be relatively smaller than at the end of the month. , since the opportunity to trade at the end of the month is relatively less than at the beginning of the month, it is possible to have a relatively higher daily trading volume than at the beginning of the month.
또한, 공급 조건을 결정하는 단계는, 컨슈머의 경우 누진 요금제가 적용되는 다수이며, 프로슈머의 경우 잉여 전력을 최대한의 수익으로 판매하고자 하며, 컨슈머와 프로슈머 간의 에너지 거래가 하루에 정해진 시간 간격(타임 슬롯) 간격으로 이루어지는 경우, 프로슈머에 의해 자기의 수익이 최대가 되는 가격 탐색을 위해 최소값과 최대값이 설정되면, 최소값부터 지정된 최소 가격 단위로 증가하면서 최대값까지 가격 탐색을 수행하고, 각 컨슈머마다 거래가 발생하는 월초부터 현재까지 누적된 전력 거래량을 계산하며, 각 컨슈머의 월 평균 전력 사용량과 누적된 전력 거래량을 이용하여, 잔여 월 소비 전력량을 계산하며, 에너지 거래 시점마다 수정된 잔여 월 소비 전력량을 기준으로 각 컨슈머마다 업데이트된 수요 함수가 적용되어 각 컨슈머의 전력 거래량을 계산할 수 있다. In addition, in the step of determining the supply conditions, in the case of consumers, a progressive rate system is applied in many cases, and in the case of prosumers, surplus electricity is to be sold at maximum profit, and energy transactions between consumers and prosumers are conducted at a fixed time interval (time slot) per day. In the case of interval, if the minimum and maximum values are set by the prosumer for the price search that maximizes their profit, the price search is performed from the minimum value to the maximum value while increasing by the specified minimum price unit, and a transaction occurs for each consumer Calculates the accumulated electricity transaction volume from the beginning of the month to the present, and calculates the remaining monthly electricity consumption using each consumer's average monthly electricity consumption and accumulated electricity transaction volume An updated demand function is applied to each consumer to calculate the electricity transaction volume for each consumer.
그리고 프로슈머의 이익(Prosumer profit)은, 
(수식 4)
또한, 전력 거래를 수행하는 단계는, 프로슈머의 이익이 최대가 되는 제1 판매 가격에서의 프로슈머 전력 판매량이 제1 판매 가격에서의 컨슈머의 총 전력 구매량보다 작을 경우, 거래량이 큰 컨슈머부터 실제 거래 체결을 수행하되, 사전에 지정된 프로슈머의 총 가용 전력 공급량을 초과하지 않도록 할 수 있다. In addition, in the step of performing the electricity transaction, when the prosumer electricity sales volume at the first selling price at which the prosumer's profit is maximized is less than the consumer's total electricity purchase amount at the first selling price, the actual transaction is concluded from the consumer with a large transaction volume. , but without exceeding the pre-specified total available power supply of prosumers.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 시스템은, 전력 시장에 참여하는 프로슈머(전력판매자)의 이익이 최적화될 수 있는 최적의 판매량 및 판매가격이 포함된 공급 조건을 결정하고, 전력 시장에 참여하는 컨슈머(전력구매자)가 시장에 참여 시, 전력 거래를 통한 이익을 최적화할 수 있는 컨슈머의 수요 함수를 도출하며, 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하고, 프로슈머의 공급 조건과 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 기반으로 프로슈머와 컨슈머 간 전력 거래를 수행하는 프로세서; 및 컨슈머의 단말 및 프로슈머의 단말에 연결되어, 프로세서가 동작함에 있어 필요한 데이터를 송수신하는 통신부;를 포함한다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, in the power trading system in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers, the optimal sales volume and sales in which the profits of prosumers (power sellers) participating in the power market can be optimized Determine the supply conditions including price, and when the consumer (electricity purchaser) participating in the electricity market participates in the market, derive the consumer demand function that can optimize the profit through electricity trading, and use the demand function to a processor that calculates the daily and hourly electricity transaction volume of , and performs electricity transaction between the prosumer and the consumer based on the supply condition of the prosumer and the daily and hourly electricity transaction amount of the consumer; and a communication unit connected to the consumer terminal and the prosumer terminal to transmit and receive data necessary for the processor to operate.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 전력 거래 시스템이, 전력 시장에 참여하는 프로슈머(전력판매자)의 이익이 최적화될 수 있는 최적의 판매량 및 판매가격이 포함된 공급 조건을 결정하는 단계; 전력 거래 시스템이, 전력 시장에 참여하는 컨슈머(전력구매자)가 시장에 참여 시, 전력 거래를 통한 이익을 최적화할 수 있는 컨슈머의 수요 함수를 도출하는 단계; 전력 거래 시스템이, 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계; 및 전력 거래 시스템이, 프로슈머의 공급 조건과 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 기반으로 프로슈머와 컨슈머 간 전력 거래를 수행하는 단계;를 포함하는 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 수록된다.In addition, according to another embodiment of the present invention, a computer-readable recording medium containing a computer program for performing a power trading method in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers is a power trading system, determining a supply condition including an optimal sales volume and a selling price in which the profits of participating prosumers (power sellers) can be optimized; deriving, by the power trading system, a consumer demand function capable of optimizing profits through power trading when a consumer (electric power buyer) participating in the power market participates in the market; calculating, by the power trading system, a daily and hourly power trading amount of a consumer using a demand function; and performing, by the power trading system, a power trade between the prosumer and the consumer based on the prosumer's supply conditions and the daily and hourly power transaction volume of the consumer A computer program that performs
그리고 본 발명의 다른 실시예에 따른, 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법은, 전력 거래 시스템이, 전력 시장에 참여하는 프로슈머(전력판매자)의 이익이 최적화될 수 있는 최적의 판매량 및 판매가격이 포함된 공급 조건을 결정하는 단계; 전력 거래 시스템이, 전력 시장에 참여하는 컨슈머(전력구매자)가 시장에 참여 시, 전력 거래를 통한 이익을 최적화할 수 있는 컨슈머의 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계; 및 전력 거래 시스템이, 프로슈머의 공급 조건과 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 기반으로 프로슈머와 컨슈머 간 전력 거래를 수행하는 단계;를 포함한다.And, according to another embodiment of the present invention, in the power trading method in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers, the power trading system optimizes the profits of prosumers (power sellers) participating in the power market. determining a supply condition including sales volume and selling price of Calculating, by the power trading system, the daily and hourly power transaction volume of the consumer by using the consumer's demand function that can optimize the profit through the power transaction when the consumer (electric power purchaser) participating in the power market participates in the market; and performing, by the power trading system, a power transaction between the prosumer and the consumer based on the supply conditions of the prosumer and the daily and hourly power transaction volume of the consumer.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 판매자와 구매자간 1대N의 다자 거래가 가능하도록 하며, 거래 시장에 참여하는 판매자와 구매자가 거래 시장의 수급 상황과 판매자와 구매자의 상황을 고려하여 참여자의 이익이 최적화될 수 있는 최적의 판매량 및 판매가격, 구매량 및 구매가격을 결정할 수 있도록 함으로써, 프로슈머와 컨슈머간의 소규모 P2P 전력 거래 시장을 활성화하고 프로슈머와 컨슈머가 합리적인 방법으로 전력 거래 시장에 참여하도록 할 수 있다. As described above, according to the embodiments of the present invention, a one-to-N multilateral transaction between a seller and a buyer is possible, and a seller and a buyer participating in the trading market consider the supply and demand situation of the trading market and the situation of the seller and the buyer This enables a small-scale P2P electricity trading market between prosumers and consumers to be revitalized and allows prosumers and consumers to participate in the electricity trading market in a reasonable way by enabling them to determine the optimal sales volume, selling price, purchase volume, and purchase price for which the interests of participants can be optimized. can make it
도 1은, 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드가 예시된 도면,
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 거래 시스템의 설명에 제공된 도면,
도 3은, 월 평균 280kWh의 소비 세대의 수요 함수를 가격과 거래 수량으로 나타낸 그래프가 예시된 도면,
도 4는, 주택용 전기 요금표가 예시된 도면,
도 5는, 상기 도 4에 예시된 주택용 전기 요금표가 적용된 기타 계절 구간의 요금을 기준으로 하는 컨슈머의 수요 함수를 도출하는 과정의 설명에 제공된 그래프,
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 거래 방법의 설명에 제공된 도면 및
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 거래 방법의 더욱 상세한 설명에 제공된 도면이다. 1 is a diagram illustrating a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers;
2 is a diagram provided for the description of a power trading system according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating a graph showing the demand function of a household consuming an average of 280 kWh per month in terms of price and transaction quantity;
4 is a view illustrating an electricity bill for a house;
5 is a graph provided for explaining the process of deriving a consumer demand function based on the rates of other seasonal sections to which the house electricity rate table illustrated in FIG. 4 is applied;
6 is a view provided for the description of a power trading method according to an embodiment of the present invention, and
7 is a diagram provided for a more detailed description of a power trading method 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 1은, 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드가 예시된 도면이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 거래 시스템의 설명에 제공된 도면이다. 1 is a diagram illustrating a microgrid composed of a one-to-N prosumer and a consumer, and FIG. 2 is a diagram provided to explain a power trading system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 예시된 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래는 하루에 정해진 시간 간격(타임 슬롯) 간격으로 이루어지게 되며, 프로슈머는 잉여 전력을 최대한의 수익으로 판매하고자 하며, 컨슈머(전력구매자)는 누진 요금제가 적용되는 다수의 세대를 대상으로 한다. Power transaction in the microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers illustrated in FIG. 1 is made at a set time interval (time slot) per day, and the prosumer wants to sell the surplus power with maximum profit, and the consumer ( electricity purchasers) target a number of households to which the progressive rate system is applied.
본 실시예에 따른 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 시스템(이하에서는 '전력 거래 시스템'으로 총칭하기로 함)은, 거래 수량(quantity)과 거래 가격(price)이 거래 시장의 상황과 제시자의 상황을 고려하여 최적인지 여부를 판단할 수 없다는 단점을 극복하고, 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서 프로슈머와 컨슈머간의 소규모 P2P 전력 거래 시장을 활성화하고 프로슈머와 컨슈머가 합리적인 방법으로 전력 거래 시장에 참여할 수 있도록 하기 위해 마련된다. In the power trading system (hereinafter, collectively referred to as 'power trading system') in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers according to this embodiment, the transaction quantity and the transaction price are Overcoming the disadvantage of not being able to determine whether it is optimal considering the situation of It is prepared to enable participation in the electricity trading market in this way.
즉, 본 전력 거래 시스템은, 기존 입찰 또는 계약 방식에서 단일 구매자만 거래가 성사되는 제약적인 상황에서 전력 거래에 참여한 다수의 구매자가 상황에 맞게 동시에 거래에 참여하여 다수의 거래가 동시에 성사될 수 있는 방식과 기존 판매자와 구매자간 일대일 거래의 한계를 벗어나 판매자와 구매자간 1대N의 다자 거래가 가능하도록 하는 방식을 제시하고, 기존의 경우 판매자와 구매자가 판매량 및 판매가격, 구매량 및 구매가격을 결정할 경우 임의의 거래 수량(quantity)과 거래 가격(price)을 결정하여 거래 시장에 제시하는 형태가 주를 이루었으나 거래 시장에 참여하는 판매자와 구매자가 거래 시장의 수급 상황과 판매자와 구매자의 상황을 고려하여 참여자의 이익이 최적화될 수 있는 최적의 판매량 및 판매가격, 구매량 및 구매가격을 결정하여, 합리적인 거래가 수행되도록 할 수 있다. In other words, this power trading system is a method in which multiple purchasers participating in electricity trading can simultaneously participate in the transaction according to the situation in a restrictive situation where only a single purchaser can make a transaction in the existing bidding or contract method, so that multiple transactions can be made at the same time We propose a method that enables one-to-N multilateral transactions between sellers and buyers beyond the limit of one-to-one transactions between sellers and buyers. Although the main form was to determine the transaction quantity and the transaction price and present it to the transaction market, sellers and buyers participating in the transaction market consider the supply and demand situation in the transaction market and the situation of sellers and buyers. By determining the optimal sales volume and selling price, the purchase amount and the purchase price for which profit can be optimized, it is possible to conduct a reasonable transaction.
이를 위해, 본 전력 거래 시스템은, 통신부(110), 프로세서(120) 및 저장부(130)를 포함할 수 있다. To this end, the present power trading system may include a
통신부(110)는, 프로세서(120)가 동작함에 있어 필요한 데이터를 송수신하기 위해, 전력 거래를 위한 외부 서버, 컨슈머의 단말 및 프로슈머의 단말 등과 연결되는 통신 수단이다. The
저장부(130)는, 프로세서(120)가 동작함에 있어 필요한 데이터 및 프로그램들을 저장하는 저장매체이다. The
프로세서(120)는, 전력 거래 시스템의 제반사항을 처리하여, 판매자와 구매자간 1대N의 다자 거래가 가능하도록 할 수 있다. The
이를 위해, 프로세서(120)는, 전력 시장에 참여하는 프로슈머(전력판매자)의 이익이 최적화될 수 있는 최적의 판매량 및 판매가격이 포함된 공급 조건을 결정하고, 전력 시장에 참여하는 컨슈머(전력구매자)가 시장에 참여 시, 전력 거래를 통한 이익을 최적화할 수 있는 컨슈머의 수요 함수를 도출할 수 있다. To this end, the
또한, 프로세서(120)는, 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하고, 프로슈머의 공급 조건과 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 기반으로 프로슈머와 컨슈머 간 전력 거래를 수행할 수 있다. In addition, the
여기서, 수요 함수는, 재화의 가격에 대해서 수요를 정의하게 되며, 각 가정의 전력 수요는 그에 따른 누진제 구간이 해당 세대의 실제 전력 요금에 영향을 미칠 수 있다. Here, the demand function defines demand with respect to the price of goods, and a progressive period of the electricity demand of each household may affect the actual electricity rate of the corresponding household.
여기서, 다수의 주택 및 아파트 세대로 구성된 수요자가 있고 해당 수요자들은 그리드와 연결되어 있으며 기존에는 모든 전력을 수전을 통해서 공급 받는다고 가정하면, 프로세서는, 컨슈머의 누진 요금제 기반의 수요 함수를 도출할 수 있다. Here, assuming that there is a consumer composed of a number of houses and apartment units, the consumers are connected to the grid, and all electricity is supplied through the power supply, the processor can derive a demand function based on the consumer's progressive rate plan. have.
도 3은, 월 평균 280kWh의 소비 세대의 수요 함수를 가격과 거래 수량으로 나타낸 그래프가 예시된 도면이고, 도 4는, 주택용 전기 요금표가 예시된 도면이며, 도 5는, 상기 도 4에 예시된 주택용 전기 요금표가 적용된 기타 계절 구간의 요금을 기준으로 하는 컨슈머의 수요 함수를 도출하는 과정의 설명에 제공된 그래프이다. 3 is a diagram illustrating a graph showing a demand function of a household consuming an average of 280 kWh per month in terms of price and transaction quantity, FIG. It is a graph provided to explain the process of deriving the consumer demand function based on the rates of other seasonal sections to which the residential electricity rate table is applied.
예를 들면, 월 평균 280kWh를 전력을 필요로 하는 가정은 현재 전력 거래 시장에서 거래 되는 전력 거래 가격이 187.9원이라면 그리드에서 수전하는 누진제 요금과의 차이가 없으므로, 전력 거래량은 0이 되고 전력 거래 가격이 93.3원 인 경우는 200kWh까지는 그리드에서 수전하는 누진제 요금과의 차이가 없기 때문에 그리드에서 수전하고 초과하는 전력량인 80kWh에 대해서는 전력 거래 시장에서 싼 가격에 구매함으로써 해당 세대에 전력 요금 절감을 기대할 수 있다.For example, an assumption that requires an average of 280 kWh of electricity per month, if the current electricity transaction price in the electricity trading market is 187.9 won, there is no difference from the progressive rate received from the grid, so the electricity transaction volume becomes 0 and the electricity transaction price In the case of this 93.3 won, there is no difference from the progressive rate received from the grid up to 200 kWh, so 80 kWh, the amount of electricity received from the grid in excess, can be purchased at a low price in the electricity trading market, thereby reducing electricity bills for the household. .
즉, 프로세서(120)는, 계약 전력 3kW 이하의 주거용 수요자를 대상으로 하는 대부분의 일반적인 아파트 및 주택 거주자들이 해당되는 누진 요금제인 주택용 전력(저압) 전기 요금표(도 4 참조)를 기준으로 컨슈머(전력구매자)의 수요 함수를 도출할 수 있다.That is, the
도 3을 참조하면, 거래 가격 및 거래 수량에 대한 식을 일반화하면 하기와 같은 일차 함수(Y: 수량, X: 가격, a & b : 상수)로 표현될 수 있다.Referring to FIG. 3 , if the equations for the transaction price and the transaction quantity are generalized, it can be expressed as a linear function (Y: quantity, X: price, a & b: constant) as follows.
(수식) Y=aX+b(Formula) Y=aX+b
이러한 컨슈머의 수요 함수를 위와 같은 일차 함수로 일반화하면, 도 3에 예시된 그래프와 같이 누진제 요금에 대해서 가격과 수량의 결정되는 두 점을 특정할 수 있으므로 점(X1, Y1), 점(X2, Y2)에 대하여, 하기 수식과 같은 가격 수량에 대한 수식을 도출할 수 있다. If this consumer demand function is generalized to the above linear function, as shown in the graph exemplified in FIG. 3 , two points determined by price and quantity for the progressive rate can be specified, so point (X1, Y1), point (X2, For Y2), an equation for price quantity can be derived as shown in the following equation.
(수식)
즉, 프로세서(120)는, 컨슈머의 누진 요금제 기반의 수요 함수를 도출하기 위해서, 거래 가격과 거래 수량을 결정하는 기준점이 2개(ex. (Q1, P1), (Q2, P2)) 존재해야 하며, 도 5에 예시된 바와 같이 컨슈머의 누진 요금 구간이 최소값과 최대값을 포함하는 누진 요금 경계를 가지고 있는 경우, 누진 요금 경계를 이용하여 수요 함수를 도출할 수 있다. 즉, 전기 요금은, "수량(Y)=(전력량 요금X전력량)+기본 요금"이라는 수식으로 계산될 수 있다. That is, in order for the
그리고 누진 요금 구간은 최하위 누진 요금 구간인 경우, 프로슈머 또는 관리자에 의해 설정된 요금 최소값과 최하위 누진 요금 값이 경계 값으로 사용될 수 있다. In addition, when the progressive rate section is the lowest progressive rate section, the minimum rate value and the lowest progressive rate value set by the prosumer or administrator may be used as boundary values.
예를 들면, 구간이 기타계절인 경우, 200kWh 이하 사용 구간에서의 전기 요금(P)은, P=(93.3×Q(전력 사용량))+910으로 계산될 있으며, 200kWh 초과 400kWh이하 사용 구간에서의 전기 요금(P)은, P=(187.9×Q)+1600으로 계산될 수 있다. 또한, 400kWh 초과 사용 구간에서의 전기 요금(P)은, P=(280.6×Q)+7300으로 계산될 수 있다. For example, if the section is in other seasons, the electricity price (P) in the section using 200 kWh or less can be calculated as P = (93.3 × Q (electricity consumption)) + 910, and in the section using more than 200 kWh and less than 400 kWh The electricity rate P may be calculated as P=(187.9×Q)+1600. In addition, the electricity rate (P) in the use section exceeding 400 kWh may be calculated as P = (280.6 × Q) + 7300.
정리하면, 누진 요금 경계를 이용하여 도출되는 수요 함수는, 컨슈머의 누진 요금 구간이 최소값과 최대값을 포함하는 누진 요금 경계를 가지고 있으며, 가격이 X이고, 거래 가격(P)과 거래 수량(Q)을 결정하는 제1 기준점의 좌표가 (PH, QH)이고, 제2 기준점의 좌표가 (PL, QL)인 경우, 하기 수식을 따라 정의될 수 있다. In summary, the demand function derived using the progressive rate boundary has a progressive rate boundary including the minimum and maximum values in the consumer's progressive rate boundary, the price is X, the transaction price (P), and the transaction quantity (Q). ), when the coordinates of the first reference point are (P H , Q H ) and the coordinates of the second reference point are (P L , Q L ), it may be defined according to the following equation.
(수식) 
한편, 프로세서(120)는, 컨슈머의 누진 요금 구간이 최소값과 최대값을 포함하는 누진 요금 경계를 가지고 있는 경우, 누진 요금 경계를 이용하여 수요 함수가 도출되면, 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산할 수 있다. On the other hand, if the progressive rate section of the consumer has a progressive rate boundary including a minimum value and a maximum value, the
구체적으로, 프로세서(120)는, 컨슈머의 월 평균 전력 사용량을 기준으로 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 월별 전력 거래량을 계산하고, 월별 전력 거래량을 기반으로 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산할 수 있다. Specifically, the
즉, 프로세서(120)는, 모든 컨슈머가 도출된 수요 함수를 이용하여 컨슈머별 월 전력 거래량을 계산하고, 오늘 날짜와 현재 월의 전체 일 수를 기준으로 일 전력 거래량을 계산하는 경우, 컨슈머의 수요에 대한 예측 값이 존재하면, 예측 값을 이용하여, 시간별 전력 거래량을 계산하고, 컨슈머의 수요에 대한 예측 값이 존재하지 않으면, 타임 슬롯 수를 이용하여 시간별 전력 거래량을 계산할 수 있다. That is, the
여기서, 일별 전력 거래량(TD)은, D가 오늘 일자이고, DT가, 전체 일 수이고, TM가 월 전력 거래량인 경우, 하기 수식을 이용하여 계산될 수 있다. Here, when D is today's date, D T is the total number of days, and T M is a monthly power transaction, the daily power transaction amount (T D ) may be calculated using the following formula.
(수식) 
또한, 시간별 전력 거래량(TS)은, QS가 해당 시간대 수요 예측값이고, QT가 해당일 전체 수요이며, NT가 타임 슬롯 수인 경우, 하기 수식을 이용하여 계산될 수 있다. In addition, the hourly power transaction amount ( TS ) may be calculated using the following equation when Q S is the demand forecast value for the corresponding time period, Q T is the total demand for the corresponding day, and N T is the number of time slots.
(수식) 
그리고 프로세서(120)는, 일별 거래량 계산 시, 월 초에는 월 말까지 거래를 할 수 있는 기회가 월 말보다 상대적으로 많기 때문에, 월 말보다 상대적으로 적은 일별 거래량을 가지도록 하고, 월 말에는 거래를 할 수 있는 기회가 월 초보다 상대적으로 적기 때문에, 월 초보다 상대적으로 많은 일별 거래량을 가지도록 할 수 있다. And the
한편, 프로세서(120)는, 전력 시장에 참여하는 프로슈머(전력판매자)의 이익이 최적화될 수 있는 최적의 판매량 및 판매가격이 포함된 공급 조건을 결정할 수 있다. Meanwhile, the
구체적으로, 컨슈머의 경우 누진 요금제가 적용되는 다수이며, 프로슈머의 경우 잉여 전력을 최대한의 수익으로 판매하고자 하며, 컨슈머와 프로슈머 간의 에너지 거래가 하루에 정해진 시간 간격(타임 슬롯) 간격으로 이루어지는 경우, 프로슈머에 의해 자기의 수익이 최대가 되는 가격 탐색을 위해 최소값과 최대값이 설정되면, 프로세서(120)는, 최소값부터 지정된 최소 가격 단위로 증가하면서 최대값까지 가격 탐색을 수행하고, 각 컨슈머마다 거래가 발생하는 월초부터 현재까지 누적된 전력 거래량을 계산할 수 있다.Specifically, in the case of consumers, the progressive rate system is applied in many cases, and in the case of prosumers, they want to sell surplus electricity with maximum profit. When the minimum and maximum values are set for price search in which one's own profit is maximized, the
그리고 이때, 프로세서(120)는, 각 컨슈머의 월 평균 전력 사용량과 누적된 전력 거래량을 이용하여, 잔여 월 소비 전력량을 계산하며, 에너지 거래 시점마다 수정된 잔여 월 소비 전력량을 기준으로 각 컨슈머마다 업데이트된 수요 함수가 적용되어 각 컨슈머의 전력 거래량을 계산할 수 있다. And at this time, the
여기서, 프로슈머의 이익(Prosumer profit)은, 
(수식)
또한, 프로세서(120)는, 전력 거래 수행 시, 프로슈머의 이익이 최대가 되는 제1 판매 가격에서의 프로슈머 전력 판매량이 제1 판매 가격에서의 컨슈머의 총 전력 구매량보다 작을 경우, 거래량이 큰 컨슈머부터 실제 거래 체결을 수행하되, 사전에 지정된 프로슈머의 총 가용 전력 공급량을 초과하지 않도록 할 수 있다. In addition, when the power transaction is performed, when the prosumer power sales volume at the first selling price at which the prosumer's profit is maximized is less than the consumer's total power purchase amount at the first selling price, the It is possible to execute the actual transaction execution, but not to exceed the total available power supply of the pre-specified prosumer.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 거래 방법의 설명에 제공된 도면이다. 6 is a diagram provided to explain a power trading method according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법(이하에서는 '전력 거래 방법'으로 총칭하기로 함)은, 도 1 내지 도 5를 참조하여 전술한 전력 거래 시스템에 의해 실행될 수 있다. Referring to FIG. 6 , a power trading method (hereinafter, collectively referred to as a 'power trading method') in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers according to the present embodiment is described with reference to FIGS. 1 to 5 , It may be implemented by the power trading system described above.
구체적으로, 본 전력 거래 방법은, 거래 관리자가 전력 거래 시스템을 통해 전력 시장에 참여하는 프로슈머(전력판매자)의 이익이 최적화될 수 있는 최적의 판매량 및 판매가격이 포함된 공급 조건을 결정할 수 있다(S610). Specifically, in this electricity trading method, the transaction manager can determine the supply conditions including the optimal sales volume and selling price in which the profits of prosumers (electricity sellers) participating in the electricity market through the electricity trading system can be optimized ( S610).
그리고 전력 거래 방법은, 거래 관리자가 전력 거래 시스템을 통해 전력 시장에 참여하는 컨슈머(전력구매자)가 시장에 참여 시, 전력 거래를 통한 이익을 최적화할 수 있는 컨슈머의 수요 함수를 도출하고(S620), 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산할 수 있다(S630). And in the electricity transaction method, when a consumer (electricity buyer) participating in the electricity market through the electricity transaction system participates in the market, the transaction manager derives a demand function of the consumer that can optimize the profit through electricity transaction (S620) , it is possible to calculate the daily and hourly electricity transaction volume of the consumer by using the demand function (S630).
다음으로 전력 거래 방법은, 거래 관리자가 전력 거래 시스템을 통해 프로슈머의 공급 조건과 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 기반으로 프로슈머와 컨슈머 간 전력 거래를 수행할 수 있다(S640). Next, in the electricity transaction method, the transaction manager may perform electricity transaction between the prosumer and the consumer based on the supply condition of the prosumer and the daily and hourly electricity transaction volume of the consumer through the electricity transaction system (S640).
이를 통해, 프로슈머와 컨슈머간의 소규모 P2P 전력 거래 시장을 활성화하고 프로슈머와 컨슈머가 합리적인 방법으로 전력 거래 시장에 참여하도록 할 수 있다. Through this, it is possible to activate the small-scale P2P electricity trading market between prosumers and consumers, and allow prosumers and consumers to participate in the electricity trading market in a reasonable way.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 거래 방법의 더욱 상세한 설명에 제공된 도면이다. 7 is a diagram provided for a more detailed description of a power trading method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 전력 거래 방법은, 컨슈머에 의해, 판매 가격의 최소값 및 최대값이 설정되면(S705), 거래 관리자가 전력 거래 시스템을 통해 최소값부터 지정된 최소 가격 단위로 증가하면서 최대값까지 가격 탐색이 수행되도록 할 수 있다(S710). Referring to FIG. 7 , in this power transaction method, when the minimum and maximum values of the selling price are set by the consumer ( S705 ), the transaction manager increases from the minimum value to the maximum value through the electricity transaction system in a specified minimum price unit. A price search may be performed (S710).
그리고 거래 관리자는, 전력 거래 시스템을 통해 각 컨슈머마다 거래가 발생하는 월초부터 현재까지 누적된 전력 거래량을 계산하며(S715), 각 컨슈머의 월 평균 전력 사용량과 누적된 전력 거래량을 이용하여, 잔여 월 소비 전력량을 계산할 수 있다(S720). Then, the transaction manager calculates the accumulated electricity transaction volume from the beginning of the month when a transaction occurs for each consumer to the present through the electricity transaction system (S715), and uses the average monthly electricity usage and accumulated electricity transaction amount of each consumer, and the remaining monthly consumption It is possible to calculate the amount of power (S720).
또한, 거래 관리자는, 전력 거래 시스템을 통해 누진 요금 경계를 이용하여, 전력 거래를 통한 이익을 최적화할 수 있는 컨슈머의 수요 함수를 도출할 수 있다(S725). In addition, the transaction manager may derive a consumer demand function capable of optimizing the profit through the electricity transaction by using the progressive rate boundary through the electricity transaction system ( S725 ).
이때, 누진 요금 경계를 이용하여 도출되는 수요 함수는, 컨슈머의 누진 요금 구간이 최소값과 최대값을 포함하는 누진 요금 경계를 가지고 있으며, 가격이 X이고, 거래 가격(P)과 거래 수량(Q)을 결정하는 제1 기준점의 좌표가 (PH, QH)이고, 제2 기준점의 좌표가 (PL, QL)인 경우, 하기 수식을 따라 정의될 수 있다. At this time, the demand function derived using the progressive rate boundary has a progressive rate boundary including the minimum and maximum values in the progressive rate interval of the consumer, the price is X, the transaction price (P), and the transaction quantity (Q) When the coordinates of the first reference point for determining are (P H , Q H ) and the coordinates of the second reference point are (P L , Q L ), it may be defined according to the following equation.
(수식) 
한편, 거래 관리자는, 수요 함수가 도출되면, 전력 거래 시스템을 통해, 에너지 거래 시점마다 수정된 잔여 월 소비 전력량을 기준으로 각 컨슈머마다 업데이트된 수요 함수가 적용되어 각 컨슈머의 전력 거래량을 계산할 수 있다. On the other hand, when the demand function is derived, the transaction manager applies the updated demand function to each consumer based on the remaining monthly power consumption corrected at each energy transaction point through the power trading system to calculate the power transaction amount of each consumer. .
구체적으로, 거래 관리자는, 전력 거래 시스템을 통해, 각 컨슈머로부터 각 월 평균 전력 사용량을 수집하고(S730), 프로슈머의 이익을 합산하여(S735), 컨슈머의 구매 가격이 프로슈머의 판매 가격의 최대값을 초과하면(S740-Y), 판매 가격의 최대값이 구매 가격으로 거래 가격이 결정되고(S750), 컨슈머의 구매 가격이 프로슈머의 판매 가격의 최대값 이하인 경우(S740-Y), 구매 가격이 조정될 수 있다(S745). 이때, 구매 가격을 결정하기 위한 수요 함수는 업데이트된 수요 함수가 적용될 수 있다. Specifically, the transaction manager collects the average monthly power usage from each consumer through the power trading system (S730), By summing the profits of the prosumers (S735), if the purchase price of the consumer exceeds the maximum value of the sale price of the prosumer (S740-Y), the maximum value of the sale price is determined as the purchase price (S750), the transaction price is determined by the consumer When the purchase price of is less than or equal to the maximum value of the prosumer's selling price (S740-Y), the purchase price may be adjusted (S745). In this case, the updated demand function may be applied to the demand function for determining the purchase price.
예를 들면, 거래 관리자는, 전력 거래 시스템을 통해, 각 컨슈머의 월 평균 전력 사용량과 누적된 전력 거래량을 이용하여, 잔여 월 소비 전력량을 계산하고, 에너지 거래 시점마다 수정된 잔여 월 소비 전력량을 기준으로 구매 가격을 조정하기 위해, 각 컨슈머마다 업데이트된 수요 함수가 적용되어 각 컨슈머의 전력 거래량을 계산할 수 있다. For example, the transaction manager calculates the remaining monthly electricity consumption by using the average monthly electricity usage and accumulated electricity transaction amount of each consumer through the electricity transaction system, and based on the remaining monthly electricity consumption corrected at each energy transaction point. In order to adjust the purchase price with , the updated demand function for each consumer can be applied to calculate the electricity transaction volume of each consumer.
즉, 거래 관리자는, 각 컨슈머마다 거래가 발생하는 월초부터 현재까지 누적된 전력 거래량을 계산한 다음, 누적된 전력 거래량의 계산 결과와 각 컨슈머의 월 평균 전력 사용량과의 차인 잔여 월 소비 전력량을 계산할 수 있다. That is, the transaction manager calculates the accumulated electricity transaction volume from the beginning of the month in which a transaction occurs for each consumer to the present, and then calculates the remaining monthly electricity consumption, which is the difference between the calculation result of the accumulated electricity transaction amount and the average monthly electricity consumption of each consumer. have.
그리고 거래 관리자는, 잔여 월 소비 전력량을 이용하여 모든 컨슈머의 수요 함수를 업데이트할 수 있다. 즉, 누적된 전력 거래량을 제외하고 남은 현 시점의 잔여 월 소비 전력량에 의해 수요 함수가 달라질 수 있다. In addition, the transaction manager may update the demand function of all consumers using the remaining monthly power consumption. That is, the demand function may vary depending on the remaining monthly power consumption at the current time remaining excluding the accumulated power transaction volume.
예를 들어, 월 평균 전력 사용량이 400kWh인 컨슈머의 경우 현 시점까지 누적 전력 거래량이 100kWh가 되면, 잔여 월 소비 전력량이 300kWh 되어, 해당 컨슈머는 새로운 수요 함수의 적용을 받게 되며 전력 거래량의 증가에 따라 시점마다 새로운 수요 함수 적용을 받게 될 수 있다. 이때, 이러한 수요 함수 변동은 지속적으로 반복될 수 있다. For example, in the case of a consumer with an average monthly electricity consumption of 400 kWh, if the accumulated electricity transaction volume reaches 100 kWh up to the present time, the remaining monthly electricity consumption becomes 300 kWh. At each point in time, a new demand function may be applied. At this time, this demand function fluctuation may be continuously repeated.
따라서, 에너지 거래 시점마다 수정된 잔여 월 소비 전력량을 기준으로 각 컨슈머마다 업데이트된 수요 함수가 적용되며, 거래 관리자는 이를 통해, 각 컨슈머의 전력 거래량을 계산할 수 있다.Accordingly, the updated demand function is applied to each consumer based on the amount of residual monthly electricity consumption corrected at each energy transaction time point, and the transaction manager can calculate the electricity transaction amount of each consumer through this.
정리하면, 프로슈머가 판매 가격의 최소값을 초기값으로 설정하면, 거래 관리자는 전력 거래 시스템을 통해, 판매 가격을 기설정된 최소 가격 단위로 증가하면서 판매 가격의 최대값까지 가격 탐색을 진행하며, 거래 시장에 참여한 N개의 컨슈머가, 프로슈머가 거래 가격을 제시한 시점에서 업데이트된 수요 함수를 바탕으로 이러한 제시 가격에 의해 거래 수량이 결정되도록 할 수 있다. In summary, when the prosumer sets the minimum value of the sale price as the initial value, the transaction manager increases the sale price by the preset minimum price unit through the power trading system, and searches the price up to the maximum value of the sale price. N consumers participating in the transaction can determine the transaction quantity by the proposed price based on the updated demand function at the time when the prosumer proposes the transaction price.
따라서, 프로슈머의 이익(Prosumer profit)은, 
(수식)
즉, 프로슈머의 수익은 프로슈머가 탐색을 위해 제시한 거래 가격과 이러한 거래 가격이 제시된 시점에 모든 컨슈머들의 서로 다른 수요 함수에 의해 결정되는 서로 다른 거래 수량을 곱합 값들의 합산 값으로 정의될 수 있다. That is, the profit of the prosumer can be defined as the sum of the values obtained by multiplying the transaction price proposed by the prosumer for exploration and the different transaction quantities determined by the different demand functions of all consumers at the time the transaction price is presented.
한편, 거래 관리자는, 전력 거래 시스템을 통해, 각 컨슈머의 전력 거래량 계산 시, 모든 컨슈머를 대상으로 도출된 수요 함수를 이용하여 컨슈머별 월 전력 거래량이 계산하고(S755), 월별 전력 거래량을 기반으로 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산할 수 있다(S760). On the other hand, when the transaction manager calculates the electricity transaction amount of each consumer through the electricity transaction system, the monthly electricity transaction amount for each consumer is calculated using the demand function derived for all consumers (S755), and based on the monthly electricity transaction amount It is possible to calculate the daily and hourly power transaction amount of the consumer (S760).
또한, 거래 관리자는, 오늘 날짜와 현재 월의 전체 일 수를 기준으로 일 전력 거래량을 계산하는 경우, 컨슈머의 수요에 대한 예측 값이 존재하면(S765-Y), 예측 값을 이용하여, 시간별 전력 거래량을 계산하여(S770), 전력 거래를 수행할 수 있다(S780). In addition, when the transaction manager calculates the daily electricity transaction volume based on today's date and the total number of days in the current month, if there is a predicted value for consumer demand (S765-Y), using the predicted value, the hourly power By calculating the transaction amount (S770), it is possible to perform power transaction (S780).
그리고 거래 관리자는, 컨슈머의 수요에 대한 예측 값이 존재하지 않으면(S765-N), 타임 슬롯 수를 이용하여 시간별 전력 거래량을 계산하여(S775), 전력 거래를 수행할 수 있다(S780). In addition, if there is no predicted value for consumer demand (S765-N), the transaction manager may calculate the hourly power transaction amount using the number of time slots (S775) and perform the power transaction (S780).
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, it goes without saying that the technical idea of the present invention can also be applied to a computer-readable recording medium containing a computer program for performing the functions of the apparatus and method according to the present embodiment. In addition, the technical ideas 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 may be any data storage device readable by the computer and capable of storing data. For example, 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, the computer-readable code or program stored in the 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 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 as claimed in the claims In addition, various modifications may be made by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
110 : 통신부
120 : 프로세서
130 : 저장부110: communication department
120: processor
130: storage
Claims (12)
전력 거래 시스템이, 전력 시장에 참여하는 컨슈머(전력구매자)가 시장에 참여 시, 전력 거래를 통한 이익을 최적화할 수 있는 컨슈머의 수요 함수를 도출하는 단계;
전력 거래 시스템이, 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계; 및
전력 거래 시스템이, 프로슈머의 공급 조건과 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 기반으로 프로슈머와 컨슈머 간 전력 거래를 수행하는 단계;를 포함하고,
수요 함수를 도출하는 단계는,
컨슈머의 누진 요금제 기반의 수요 함수를 도출하기 위해서, 거래 가격과 거래 수량을 결정하는 기준점이 2개 존재해야 하며,
컨슈머의 누진 요금 구간이 최소값과 최대값을 포함하는 누진 요금 경계를 가지고 있는 경우, 누진 요금 경계를 이용하여 수요 함수를 결정하며,
누진 요금 구간이, 최하위 누진 요금 구간인 경우, 프로슈머 또는 관리자에 의해 설정된 요금 최소값과 최하위 누진 요금 값이 경계 값으로 사용되는 것을 특징으로 하는 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법.
determining, by the power trading system, a supply condition including an optimal sales volume and a selling price in which profits of prosumers (power sellers) participating in the power market can be optimized;
deriving, by the power trading system, a consumer demand function capable of optimizing profits through power trading when a consumer (electric power buyer) participating in the power market participates in the market;
calculating, by the power trading system, a daily and hourly power trading volume of a consumer using a demand function; and
Including, by the power trading system, performing power trading between the prosumer and the consumer based on the supply conditions of the prosumer and the daily and hourly power transaction volume of the consumer;
The step of deriving the demand function is,
In order to derive the demand function based on the consumer's progressive rate plan, there should be two reference points that determine the transaction price and the transaction quantity.
If the consumer's progressive rate interval has a progressive rate boundary that includes a minimum value and a maximum value, the demand function is determined using the progressive rate boundary,
Power transaction method in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers, characterized in that when the progressive rate section is the lowest progressive rate section, the minimum rate set by the prosumer or administrator and the lowest progressive rate value are used as boundary values .
컨슈머의 수요 함수는,
가격이 X이고, 거래 가격(P)과 거래 수량(Q)을 결정하는 제1 기준점의 좌표가 (PH, QH)이고, 제2 기준점의 좌표가 (PL, QL)인 경우, 하기 수식 1을 따라 정의되는 것을 특징으로 하는 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법.
(수식 1)
The method according to claim 1,
The consumer demand function is
When the price is X, the coordinates of the first reference point for determining the transaction price (P) and the transaction quantity (Q) are (P H , Q H ), and the coordinates of the second reference point are (P L , Q L ), A power transaction method in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers, characterized in that it is defined according to Equation 1 below.
(Formula 1)
전력 거래 시스템이, 전력 시장에 참여하는 컨슈머(전력구매자)가 시장에 참여 시, 전력 거래를 통한 이익을 최적화할 수 있는 컨슈머의 수요 함수를 도출하는 단계;
전력 거래 시스템이, 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계; 및
전력 거래 시스템이, 프로슈머의 공급 조건과 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 기반으로 프로슈머와 컨슈머 간 전력 거래를 수행하는 단계;를 포함하고,
일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계는,
컨슈머의 월 평균 전력 사용량을 기준으로 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 월별 전력 거래량을 계산하고, 월별 전력 거래량을 기반으로 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하되,
일별 전력 거래량(TD)은,
D가 오늘 일자이고, DT가, 전체 일 수이고, TM가 월 전력 거래량인 경우, 하기 수식 2를 이용하여 계산되며,
시간별 전력 거래량(TS)은,
QS가 해당 시간대 수요 예측값이고, QT가 해당일 전체 수요이며, NT가 타임 슬롯 수인 경우, 하기 수식 3을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법.
(수식 2)
(수식 3)
determining, by the power trading system, a supply condition including an optimal sales volume and a selling price in which profits of prosumers (power sellers) participating in the power market can be optimized;
deriving, by the power trading system, a consumer demand function capable of optimizing profits through power trading when a consumer (electric power buyer) participating in the power market participates in the market;
calculating, by the power trading system, a daily and hourly power trading volume of a consumer using a demand function; and
Including, by the power trading system, performing power trading between the prosumer and the consumer based on the supply conditions of the prosumer and the daily and hourly power transaction volume of the consumer;
The step of calculating the daily and hourly electricity transaction volume is,
Calculate the consumer's monthly electricity transaction volume using the demand function based on the average monthly electricity usage of the consumer, and calculate the consumer's daily and hourly electricity transaction volume based on the monthly electricity transaction volume,
The daily electricity trading volume (T D ) is,
When D is today's date, D T is the total number of days, and T M is the monthly electricity transaction volume, it is calculated using Equation 2 below,
The hourly electricity transaction volume ( TS ) is,
In a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers, characterized in that Q S is the demand forecast value for the corresponding time period, Q T is the total demand for the day, and N T is the number of time slots, it is calculated using Equation 3 below. How to trade electricity.
(Equation 2)
(Equation 3)
일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계는,
모든 컨슈머가 도출된 수요 함수를 이용하여 컨슈머별 월 전력 거래량을 계산하고, 오늘 날짜와 현재 월의 전체 일 수를 기준으로 일 전력 거래량을 계산하는 경우, 컨슈머의 수요에 대한 예측 값이 존재하면, 예측 값을 이용하여, 시간별 전력 거래량을 계산하고, 컨슈머의 수요에 대한 예측 값이 존재하지 않으면, 타임 슬롯 수를 이용하여 시간별 전력 거래량을 계산하는 것을 특징으로 하는 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법.
5. The method according to claim 4,
The step of calculating the daily and hourly electricity transaction volume is,
If the monthly electricity transaction volume for each consumer is calculated using the demand function derived from all consumers and the daily electricity transaction volume is calculated based on today's date and the total number of days in the current month, if there is a predicted value for consumer demand, A micro consisting of one-to-N prosumers and consumers, characterized by calculating the hourly power transaction volume using the predicted value, and calculating the hourly power transaction volume using the number of time slots if there is no predicted value for the consumer's demand How electricity is traded on the grid.
일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계는,
일별 거래량의 경우, 월 초에는 월 말까지 거래를 할 수 있는 기회가 월 말보다 상대적으로 많기 때문에, 월 말보다 상대적으로 적은 일별 거래량을 가지도록 하고,
월 말에는 거래를 할 수 있는 기회가 월 초보다 상대적으로 적기 때문에, 월 초보다 상대적으로 많은 일별 거래량을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법.
5. The method according to claim 4,
The step of calculating the daily and hourly electricity transaction volume is,
In the case of daily trading volume, at the beginning of the month, there are relatively more opportunities to trade until the end of the month than at the end of the month.
At the end of the month, the opportunity to trade is relatively smaller than at the beginning of the month, so a power trading method in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers, characterized in that it has a relatively larger daily trading volume than at the beginning of the month.
전력 거래 시스템이, 전력 시장에 참여하는 컨슈머(전력구매자)가 시장에 참여 시, 전력 거래를 통한 이익을 최적화할 수 있는 컨슈머의 수요 함수를 도출하는 단계;
전력 거래 시스템이, 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계; 및
전력 거래 시스템이, 프로슈머의 공급 조건과 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 기반으로 프로슈머와 컨슈머 간 전력 거래를 수행하는 단계;를 포함하고,
공급 조건을 결정하는 단계는,
컨슈머의 경우 누진 요금제가 적용되는 다수이며, 프로슈머의 경우 잉여 전력을 최대한의 수익으로 판매하고자 하며, 컨슈머와 프로슈머 간의 에너지 거래가 하루에 정해진 시간 간격(타임 슬롯) 간격으로 이루어지는 경우, 프로슈머에 의해 자기의 수익이 최대가 되는 가격 탐색을 위해 최소값과 최대값이 설정되면, 최소값부터 지정된 최소 가격 단위로 증가하면서 최대값까지 가격 탐색을 수행하고,
각 컨슈머마다 거래가 발생하는 월초부터 현재까지 누적된 전력 거래량을 계산하며,
각 컨슈머의 월 평균 전력 사용량과 누적된 전력 거래량을 이용하여, 잔여 월 소비 전력량을 계산하며,
에너지 거래 시점마다 수정된 잔여 월 소비 전력량을 기준으로 각 컨슈머마다 업데이트된 수요 함수가 적용되어 각 컨슈머의 전력 거래량을 계산하는 것을 특징으로 하는 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법.
determining, by the power trading system, a supply condition including an optimal sales volume and a selling price in which profits of prosumers (power sellers) participating in the power market can be optimized;
deriving, by the power trading system, a consumer demand function capable of optimizing profits through power trading when a consumer (electricity purchaser) participating in the power market participates in the market;
calculating, by the power trading system, a daily and hourly power trading volume of a consumer using a demand function; and
Including, by the power trading system, performing power trading between the prosumer and the consumer based on the supply condition of the prosumer and the daily and hourly power transaction volume of the consumer;
The step of determining the supply conditions is:
In the case of consumers, a progressive rate system is applied in many cases, and in the case of prosumers, they want to sell surplus electricity with maximum profit. When the minimum and maximum values are set for the price search that maximizes the profit, the price search is performed from the minimum value to the maximum value while increasing by the specified minimum price unit,
For each consumer, the accumulated electricity transaction volume is calculated from the beginning of the month when the transaction occurs to the present.
Using each consumer's average monthly power consumption and accumulated power transaction volume, the remaining monthly power consumption is calculated.
Power transaction method in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers, characterized in that the power transaction volume of each consumer is calculated by applying an updated demand function to each consumer based on the remaining monthly power consumption corrected at each energy transaction time .
프로슈머의 이익(Prosumer profit)은,
(수식 4)
8. The method of claim 7,
Prosumer profit is
(Equation 4)
전력 거래를 수행하는 단계는,
프로슈머의 이익이 최대가 되는 제1 판매 가격에서의 프로슈머 전력 판매량이 제1 판매 가격에서의 컨슈머의 총 전력 구매량보다 작을 경우, 거래량이 큰 컨슈머부터 실제 거래 체결을 수행하되,
사전에 지정된 프로슈머의 총 가용 전력 공급량을 초과하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법.
9. The method of claim 8,
The steps to conduct electricity trading are:
If the prosumer electricity sales volume at the first selling price at which the prosumer's profit is maximized is less than the consumer's total electricity purchase at the first selling price, the actual transaction is executed from the consumer with the largest transaction volume;
A power trading method in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers, characterized in that the total available power supply of the pre-specified prosumers is not exceeded.
컨슈머의 단말 및 프로슈머의 단말에 연결되어, 프로세서가 동작함에 있어 필요한 데이터를 송수신하는 통신부;를 포함하고,
프로세서는,
컨슈머의 누진 요금제 기반의 수요 함수를 도출하기 위해서, 거래 가격과 거래 수량을 결정하는 기준점이 2개 존재해야 하며,
컨슈머의 누진 요금 구간이 최소값과 최대값을 포함하는 누진 요금 경계를 가지고 있는 경우, 누진 요금 경계를 이용하여 수요 함수를 결정하며,
누진 요금 구간이 최하위 누진 요금 구간인 경우, 프로슈머 또는 관리자에 의해 설정된 요금 최소값과 최하위 누진 요금 값이 경계 값으로 사용되도록 하는 것을 특징으로 하는 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 시스템.
When the prosumer (electricity seller) participating in the electricity market decides the supply conditions including the optimal sales volume and sale price that can optimize the profits of the prosumer (electricity seller), and the consumer (electricity buyer) participating in the electricity market participates in the market, electricity transaction Derives a consumer demand function that can optimize profits through a processor that performs inter-power trading; and
A communication unit connected to the terminal of the consumer and the terminal of the prosumer, and transmitting and receiving data necessary for the operation of the processor;
The processor is
In order to derive the demand function based on the consumer's progressive rate plan, there should be two reference points that determine the transaction price and the transaction quantity.
If the consumer's progressive rate interval has a progressive rate boundary that includes a minimum value and a maximum value, the demand function is determined using the progressive rate boundary,
Power trading system in a microgrid consisting of one-to-N prosumers and consumers, characterized in that when the progressive rate section is the lowest progressive rate section, the minimum rate set by the prosumer or administrator and the lowest progressive rate value are used as boundary values .
전력 거래 시스템이, 전력 시장에 참여하는 컨슈머(전력구매자)가 시장에 참여 시, 전력 거래를 통한 이익을 최적화할 수 있는 컨슈머의 수요 함수를 도출하는 단계;
전력 거래 시스템이, 수요 함수를 이용하여 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 계산하는 단계; 및
전력 거래 시스템이, 프로슈머의 공급 조건과 컨슈머의 일별 및 시간별 전력 거래량을 기반으로 프로슈머와 컨슈머 간 전력 거래를 수행하는 단계;를 포함하고,
수요 함수를 도출하는 단계는,
컨슈머의 누진 요금제 기반의 수요 함수를 도출하기 위해서, 거래 가격과 거래 수량을 결정하는 기준점이 2개 존재해야 하며,
컨슈머의 누진 요금 구간이 최소값과 최대값을 포함하는 누진 요금 경계를 가지고 있는 경우, 누진 요금 경계를 이용하여 수요 함수를 결정하며,
누진 요금 구간이, 최하위 누진 요금 구간인 경우, 프로슈머 또는 관리자에 의해 설정된 요금 최소값과 최하위 누진 요금 값이 경계 값으로 사용되는 것을 특징으로 하는 1대N 프로슈머와 컨슈머로 구성된 마이크로그리드에서의 전력 거래 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.determining, by the power trading system, a supply condition including an optimal sales volume and a selling price in which profits of prosumers (power sellers) participating in the power market can be optimized;
deriving, by the power trading system, a consumer demand function capable of optimizing profits through power trading when a consumer (electric power buyer) participating in the power market participates in the market;
calculating, by the power trading system, a daily and hourly power trading volume of a consumer using a demand function; and
Including, by the power trading system, performing power trading between the prosumer and the consumer based on the supply conditions of the prosumer and the daily and hourly power transaction volume of the consumer;
The step of deriving the demand function is,
In order to derive the demand function based on the consumer's progressive rate plan, there should be two reference points that determine the transaction price and the transaction quantity.
If the consumer's progressive rate interval has a progressive rate boundary that includes a minimum value and a maximum value, the demand function is determined using the progressive rate boundary,
Power transaction method in a microgrid composed of one-to-N prosumers and consumers, characterized in that when the progressive rate section is the lowest progressive rate section, the minimum rate set by the prosumer or administrator and the lowest progressive rate value are used as boundary values A computer-readable recording medium containing a computer program that performs
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| Tanaka et al. | A Proposal on an Electricity Trading Platform Using Blockchain |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |