KR101603045B1 - Energy scheduling apparatus and method for estimating user's inconvenience using thereof - Google Patents
Energy scheduling apparatus and method for estimating user's inconvenience using thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR101603045B1 KR101603045B1 KR1020150117447A KR20150117447A KR101603045B1 KR 101603045 B1 KR101603045 B1 KR 101603045B1 KR 1020150117447 A KR1020150117447 A KR 1020150117447A KR 20150117447 A KR20150117447 A KR 20150117447A KR 101603045 B1 KR101603045 B1 KR 101603045B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- power
- time
- slot
- operation time
- preferred
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 19
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 13
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Economics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 계통 연계형 신재생 에너지 시스템(Grid-Connected Renewable Energy System)의 에너지 스케줄링 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to energy scheduling technology of a grid-connected renewable energy system.
최근 스마트 그리드(Smart Grid) 및 에너지 저장 장치(Energy Storage System, 이하 ‘ESS’라 칭함) 분야가 각광을 받고 있는데, 이는 ESS를 기반으로 전력을 우선 공급하고, ESS의 전력이 부족한 경우 재생 에너지(renewable energy)나 발전소와 같은 전력망으로부터 전기를 공급하는 방식이다.Recently, Smart Grid and Energy Storage System (ESS) have been attracting much attention in the field of ESS. In case of power shortage of ESS, renewable energy, or power from a power grid.
그리고 실시간 전력 사용량이 많은 경우, 전력 사용처의 중요도에 따라서 전력 사용을 지연시키거나 차단하기도 한다.And if real-time power usage is high, power usage can be delayed or blocked depending on the importance of power usage.
그러나, 이러한 종래의 ESS 관리 방식은 전력 사용량이 증가하여 ESS에 전력이 부족한 경우, 전기 요금의 증가와 관계없이 지속적으로 전력망으로부터 전기가 공급되므로 소비자에게 높은 가격의 전기 요금이 부과될 수 있는 문제가 있다.However, such a conventional ESS management method has a problem in that a high price electricity bill may be imposed on the consumer because electric power is continuously supplied from the electric power grid regardless of an increase in the electric charge, have.
또한, ESS에 재생 에너지를 저장하는 경우, 전력 사용량이 많은(전기 요금이 높은) 시간에 저장된 에너지를 사용하는 것이 합리적이지만 그러한 사항을 고려하고 있지 않으며, 전력이 부족한 경우 저장된 에너지를 사용할 것인지 동작을 지연시킬지에 대한 선택 기준도 없고, 동작 지연에 따른 전력 소비자의 불편 정도를 전혀 고려하지 않는 문제가 있다.
In addition, when storing renewable energy in the ESS, it is reasonable to use the stored energy at a time when the power consumption is high (high electricity rate) but it does not take such a consideration into consideration. If the power is insufficient, There is no selection criterion for whether to delay or not, and there is a problem that the inconvenience of the power consumer due to the operation delay is not considered at all.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전력 소비자가 실제 느끼는 불편함(동작 지연 시간)과 유사하게 불편도를 추정할 수 있는 방안을 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method for estimating inconvenience similar to inconvenience (operation delay time) experienced by a power consumer.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스케줄링 장치가 각 전력 사용 기기로 전력을 공급하는 스케줄링 수행 시 전력 공급 지연으로 인한 사용자의 불편도를 추정하는 방법은 (a) 상기 각 전력 사용 기기의 선호 동작 시간과 실제 동작 시간을 획득하는 단계, (b) 상기 선호 동작 시간과 실제 동작 시간을 타임 슬롯(time slot)에 매칭시키는 단계 및 (c) 상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간에 대한 상기 실제 동작 시간의 슬롯 시작 지점과 총 슬롯 수 및 각 슬롯에서의 지연 시간에 따른 가중치에 기반하여 상기 각 전력 사용 기기의 사용자 불편도를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, there is provided a method of estimating a user's discomfort due to a power supply delay in scheduling in which an energy scheduling apparatus supplies power to each power using apparatus, (B) matching the preferred operating time and the actual operating time to a time slot; and (c) comparing the preferred operating time and the actual operating time with a time slot of the preferred operating time Estimating a user discomfort level of each of the power using devices based on a slot start point of the actual operation time, a total number of slots, and a weight based on a delay time in each slot.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 각 전력 사용 기기로 전력을 공급하는 스케줄링 수행 시 전력 공급 지연으로 인한 사용자의 불편도를 추정하는 에너지 스케줄링 장치는, 상기 각 전력 사용 기기의 선호 동작 시간과 실제 동작 시간을 입력 받는 전력 사용 기기 정보 입력부 및 상기 선호 동작 시간과 실제 동작 시간을 타임 슬롯(time slot)에 매칭시키고, 상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간에 대한 상기 실제 동작 시간의 슬롯 시작 지점과 총 슬롯 수 및 각 슬롯에서의 지연 시간에 따른 가중치에 기반하여 상기 각 전력 사용 기기의 사용자 불편도를 추정하는 사용자 불편도 추정부를 포함하되, 상기 사용자 불편도 추정부는 상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간과 오버랩핑(overlapping)되는 상기 실제 동작 시간의 슬롯에 대하여 상기 사용자 불편도를 ‘0’으로 계산하고, 상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간과 넌-오버랩핑(non-overlapping)되는 상기 실제 동작 시간의 슬롯과 그에 대응하는 상기 가중치의 합을 상기 실제 동작 시간으로 나누어 상기 사용자 불편도를 계산하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an energy scheduling apparatus for estimating an inconvenience of a user due to a power supply delay when performing scheduling for supplying power to each power using apparatus according to an embodiment of the present invention, A device information input unit receiving a preferred operation time and an actual operation time of the device, and a controller configured to match the preferred operation time and the actual operation time to a time slot, And a user discomfort estimator estimating a user discomfort level of each of the power using devices based on a slot start point, a total number of slots, and a weight based on a delay time in each slot, And a slot of the actual operating time overlapping with the slot period of the < RTI ID = 0.0 > The user's discomfort is calculated as " 0 ", and the sum of the slot of the actual operation time non-overlapping with the slot section of the preferred operation time and the corresponding weight value is divided by the actual operation time And calculates the user discomfort.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력 소비자가 실제 느끼는 불편함(동작 지연 시간)과 유사하게 불편도를 추정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to estimate the inconvenience similar to the inconvenience (the operation delay time) that the power consumer actually feels.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the composition of the invention described in the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스케줄링 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄링 관리부의 사용자 불편도를 산출하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실험 결과를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실험 결과를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실험 결과를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of an energy scheduling system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a method for calculating a user discomfort level of a scheduling management unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating experimental results according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating experimental results according to another embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating experimental results according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" .
또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스케줄링 시스템의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of an energy scheduling system according to an embodiment of the present invention.
참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스케줄링 시스템은 실시간 전기 요금 체계(Day-Ahead Pricing) 및 저장량이 유한한 에너지 저장 장치를 기반으로 할 수 있다.For reference, the energy scheduling system according to an embodiment of the present invention may be based on a finite energy storage device with a real-time electricity pricing scheme and a storage amount.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스케줄링 시스템(100)은 에너지 저장 장치(110), 에너지 정보 저장부(120), 스케줄링 관리부(130) 및 기기 부하 제어부(140)를 포함할 수 있다.The
각 구성 요소를 설명하면, 에너지 저장 장치(Energy Storage System, 이하 ‘ESS’라 칭함)(110)는 태양광/태양열 발전, 풍력 발전 및 지열 발전 설비 등으로 획득된 전력, 즉 재생 에너지를 저장할 수 있다.The energy storage system (hereinafter, referred to as 'ESS') 110 can store the electric power obtained by the photovoltaic / solar power generation, the wind power generation, and the geothermal power generation facility, that is, the renewable energy. have.
한편, 에너지 정보 저장부(120)는 태양광/태양열을 이용하는 발전 설비의 경우 일사량과 시간에 따른 전력 생산 정보를, 풍력을 이용하는 발전 설비의 경우 풍량과 시간에 따른 전력 생산 정보를, 그리고 지열을 이용하는 발전 설비의 경우 시간에 따른 전력 생산 정보를 저장할 수 있다.On the other hand, the energy
이때, 에너지 정보 저장부(120)는 특정 기간(예를 들어, 1시간씩 하루 24시간 동안) 단위로 전력 생산 정보를 저장할 수 있으며, 이때 날씨에 대한 정보도 함께 저장할 수 있다.At this time, the energy
또한, 에너지 정보 저장부(120)는 후술하는 스케줄링 관리부(130)에 의해, 에너지 스케줄링 시스템(100)에 연결되어 전력을 공급받는 각 기기(이하, ‘전력 사용 기기’라 칭함)들의 동작 시간(동작 시작 시간과 종료 시간 등), 선호 동작 시간 구간, 예상 소비 전력 및 기기들간 동작 우선 순위 중 하나 이상의 정보를 저장할 수 있다.The energy
한편, 스케줄링 관리부(130)는 에너지 정보 저장부(120)에 저장된 태양광/태양열, 풍력, 지열 등 각 발전 설비의 에너지 생산(충전)량과 날씨 정보에 기반하여, 날씨에 따른 각 발전 설비의 예상 에너지 생산(충전)량을 추정할 수 있다.On the other hand, the
이때, 스케줄링 관리부(130)는 각 발전 설비의 예상 에너지 생산(충전)량을 추정 시 평균 값을 이용할 수도 있고, 신뢰도에 따른 신뢰 구간을 정할 수도 있다.At this time, the
예를 들어, 오전 11시의 예상 에너지 생산(충전)량의 값이 평균 1.1KW이고 신뢰 수준 90%를 적용하는 경우, 신뢰 구간이 0.5KW~1.5KW이면 예상 에너지 생산(충전)량을 추정 시 0.5KW를 적용할 수 있다.For example, if the estimated energy production (charge) at 11:00 averages 1.1KW and the confidence level is 90%, the estimated energy production (charge) is estimated if the confidence interval is 0.5KW to 1.5KW. 0.5 KW can be applied.
또한, 스케줄링 관리부(130)는 에너지 스케줄링 시스템(100)에 연결되어 전력을 공급받는 각 전력 사용 기기들의 동작 시간(동작 시작 시간과 종료 시간 등), 동작 시 선호하는 시간 구간(이하, ‘선호 시간 구간’이라 칭함), 소비 전력 및 기기들간 동작 우선 순위 중 하나 이상의 정보를 관리할 수 있다.In addition, the
이를 위해 스케줄링 관리부(130)는 에너지 스케줄링 시스템(100)에 연결된 사용자 단말기(스마트폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 인홈디스플레이(In Home Display;IHD) 장치)로부터 각 전력 사용 기기에 대한 동작 시간, 선호 시간 구간, 예상 소비 전력 및 기기들간 동작 우선 순위를 입력 받는 전력 사용 기기 정보 입력부(미도시)를 포함할 수 있다.To this end, the
스케줄링 관리부(130)는 전력 사용 기기 정보 입력부(미도시)를 통해 입력된 상기 정보들을 에너지 정보 저장부(120)에 저장할 수 있으며, 추후 이 정보들을 조회하거나 변경할 수도 있다.The
또한, 스케줄링 관리부(130)는24시간을 1시간씩 나눈 24개 구간에 따라 각 전력 사용 기기의 예상 전력 소비량을 실제 전력 사용량과 비교하면서 각 구간(총 24 구간)의 전력 소비량을 업데이트할 수 있으며, 특정 기간(예를 들어, 1시간씩 하루 24시간) 동안 각 전력 사용 기기들의 전력 소비 패턴을 예측할 수 있다.In addition, the
참고로, 스케줄링 관리부(130)의 스케줄링 원칙은 ESS(110)에 저장된 재생 에너지를 최대한 활용하여 계통 전력망으로부터의 전력 공급 없이 각 전력 사용 기기가 동작하도록 하는 것이다.For reference, the scheduling principle of the
그러나 ESS(110)에 저장된 재생 에너지가 부족한 경우 부득이하게 계통 전력을 이용해야하나, 실시간 전력 요금이 적용된 경우 최적의 전기 요금을 내고 전력 공급을 받지 못하므로 소비자의 만족도를 보장하지 못하는 문제가 있다.However, when the renewable energy stored in the ESS 110 is insufficient, the system power must be used, but if the real-time electricity charge is applied, the electric power is not supplied to the ESS 110 and the consumer can not be satisfied.
따라서, 스케줄링 관리부(130)는 아래의 세가지 스케줄링 중 어느 하나를 선택하여 각 전력 사용 기기들로 전력이 공급되도록 할 수 있다.Accordingly, the
1. 계통 전력을 이용하여 전력을 공급.1. Supply power using grid power.
2. 전력 사용 기기들의 전력 사용을 특정 시간 동안 지연시키고, 지연되는 시간 동안 ESS(110)에 저장된 에너지를 사용하여 전력을 공급.2. Delay the power usage of power consuming devices for a certain time and supply power using energy stored in ESS (110) for a delayed time.
3. 전력 사용 기기들의 전력 사용을 잠시 지연시킨 이후에 계통 전력을 이용하여 전력을 공급.3. Delay the power use of power consuming devices and supply power using grid power.
스케줄링 관리부(130)는 위 세가지 스케줄링 중 전력 공급의 지연 시간과 전기 요금의 합을 최소로 하는 목적 함수를 생성하고 이에 기반하여 전력 사용 기기들에 대한 전력 공급의 지연 여부를 결정할 수 있다.The
이때, 스케줄링 관리부(130)는 ESS(110)에 저장된 에너지가 부족할 경우를 사전에 대비하여 전기 요금이 저렴한 시간대에 계통 전력을 활용함으로써 전기 요금이 최소가 되도록 할 수 있으며, 전력 사용 기기의 사용 지연에 따른 사용자의 불편을 최소화하기 위해 사용자의 불편도를 반영할 수 있다.In this case, the
이를 위해 스케줄링 관리부(130)는 선호 동작 시간과 실제 동작 시간을 타임 슬롯(time slot)에 매칭시키고, 선호 동작 시간의 슬롯 구간에 대한 실제 동작 시간의 슬롯 시작 지점과 총 슬롯 수 및 각 슬롯에서의 지연 시간에 따른 가중치에 기반하여 각 전력 사용 기기의 사용자 불편도를 추정하는 사용자 불편도 추정부(미도시)를 포함할 수 있다.For this, the
사용자 불편도 추정부(미도시)의 사용자 불편도를 추정하는 방법은 도 2를 참조하여 후술하도록 하다.A method for estimating the user discomfort of the user discomfort estimating unit (not shown) will be described later with reference to Fig.
스케줄링 관리부(130)는 에너지 정보 저장부(120)에 저장된 에너지 저장 정보를 기반으로 특정 신뢰 수준 이내의 예상 에너지 충전량을 추정하고, 이를 바탕으로 전기 요금과 지연 시간을 최소화 하는 스케줄링을 수행할 수 있다.The
전술한 내용을 수학식으로 표현하면 아래와 같으며, 먼저, 지연 시간이 반영된 전력 사용 기기 a의 전기 요금은 [수학식 1]과 같다.The above-mentioned contents are expressed by the following mathematical expressions. First, the electric charge of the electric power using device a in which the delay time is reflected is expressed by Equation (1).
a : 전력 사용 기기 aa: Power-operated equipment a
t : 타임 슬롯t: time slot
Ta : 전력 사용 기기 a의 동작 시간T a : the operating time of the power-using device a
ea : 전력 사용 기기 a의 소비 전력e a : Power consumption of power-consuming equipment a
αa : 전력 사용 기기 a에 대한 선호 시간 구간(시작 지점)α a : preferred time interval (starting point)
βa : 전력 사용 기기 a에 대한 선호 시간 구간(종료 지점)β a : preferred time interval (ending point) for power consuming device a
ga : 전력 사용 기기 a가 사용하는 전력원 표시(1 : 계통 전력, 0 : ESS)g a : Power source used by a power consuming device a (1: grid power, 0: ESS)
da : 전력 사용 기기 a에 적용되는 지연 시간d a : Delay time applied to power-using equipment a
p(t) : 수요 반응 전기 요금p (t): Demand Response Electricity Fee
Pa(da) : 지연 시간이 반영된 전력 사용 기기 a의 전기 요금P a (d a ): Electricity charge of electric power using equipment a reflecting the delay time
[수학식 1][Equation 1]
한편, 사용자의 불편도를 추정하는 식은 아래의 [수학식 2]와 같다.On the other hand, the equation for estimating the user's discomfort is shown in the following equation (2).
wt a : 타임 슬롯 t에서 선호 시간 구간과 겹치지 않는(non-overlapping) 전력 사용 기기 a의 동작에 대한 타임 슬롯의 수w t a is the number of timeslots for the operation of power-consuming device a that does not overlap with the preferred time interval in time slot t (non-overlapping)
Ua(da) : 지연 시간이 반영된 전력 사용 기기 a의 사용자 불편도U a (d a ): User inconvenience of the power consuming device a in which the delay time is reflected
[수학식 2]&Quot; (2) "
그리고, 타임 슬롯 k에서 ESS(110)의 예상 용량은 아래의 [수학식 3]과 같다.Then, the estimated capacity of the
c(t) : 타임 슬롯 t에서 재생 에너지의 평균 충전량c (t): average charge of renewable energy in time slot t
: c(t)에 대한 신뢰 구간 적용 충전량 : the confidence interval applied charge for c (t)
: 예상 충전량 : Estimated charge
: 에너지 소비량 : Energy consumption
[수학식 3]&Quot; (3) "
마지막으로, 상기 수학식에 근거하여 전기 요금과 지연 시간을 최소화 하는 스케줄링을 위한 수학식은 아래의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.Finally, the equation for scheduling that minimizes the electricity bill and the delay time based on the above equation can be expressed as Equation (4) below.
[수학식 4]&Quot; (4) "
한편, 기기 부하 제어부(140)는 스케줄링 관리부(130)의 스케줄링 결과에 따라서 각 전력 사용 기기가 사용할 에너지 원(power source)을 연결(switching)할 수 있다.Meanwhile, the device
즉, 각 전력 사용 기기가 ESS(110)에 저장된 에너지 또는 계통 전력을 통해 전력을 공급받을 수 있도록 할 수 있다.That is, each of the power consuming devices can be supplied with power through the energy stored in the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄링 관리부(사용자 불편도 추정부)의 사용자 불편도를 산출하는 방법을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a method for calculating a user discomfort level of a scheduling management unit (user discomfort estimation unit) according to an embodiment of the present invention.
전력 사용 기기 a, b, c 및 d에 대하여 사용자가 사전에 설정한 선호 시간 구간이 도 2와 같을 때, 종래에는 단순히 사용 지연 시간만을 반영하여 사용 지연 시간에 대한 사용자의 불편도를 측정하였다.When the preferred time interval preset by the user with respect to the power use devices a, b, c, and d is as shown in FIG. 2, conventionally, the user's discomfort with respect to the use delay time is measured by merely reflecting the use delay time.
그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 각 전력 사용 기기의 선호 동작 시간과 실제 동작 시간을 타임 슬롯(time slot)에 매칭시키고, 선호 동작 시간의 슬롯 구간에 대한 실제 동작 시간의 슬롯 시작 지점과 총 슬롯 수 및 각 슬롯에서의 지연 시간에 따른 가중치에 기반하여 각 전력 사용 기기의 사용자 불편도를 추정할 수 있다.However, in an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the preferred operation time and the actual operation time of each power use device are matched to a time slot, and the actual operation The user discomfort of each power using device can be estimated based on the slot start point of time, the total number of slots, and the weight based on the delay time in each slot.
참고로, 전력 사용 기기 a, d의 동작 시간은 3시간, 전력 사용 기기 b와 c의 동작 시간은 6이며, 선호 시간 구간 내에서 동작하는 경우 사용자의 불편도는 0으로 계산할 수 있다.For reference, the operating time of power consuming devices a and d is 3 hours, the operating time of power consuming devices b and c is 6, and the user's discomfort can be calculated as 0 when operating within the preferred time interval.
종래에는 사용 지연 시간에 대한 사용자의 불편도를 계산하기 위해서, 단순히 사용이 지연되는 시간의 합, 또는 총 지연 시간의 제곱 등의 수식을 활용하였다.Conventionally, in order to calculate the user's discomfort with the use delay time, the formula such as the sum of the times of simply using the use or the square of the total delay time is utilized.
예를 들어, 도 2에서 계산되는 각 전력 사용 기기에 대한 사용자의 불편도는For example, the user ' s discomfort for each power using device calculated in Fig.
a = 6,a = 6,
b = 6,b = 6,
c = 21,c = 21,
d = 15 이다.d = 15.
그러나 전력 사용 기기 a와 b의 동작 시간을 비교해 보면, 선호 시간 구간에 동작 시간이 일부 포함된 b의 불편도가 더 낮다고 볼 수 있으며, 마찬가지로 c와 d를 비교해 보면 실제로는 d의 불편도가 더 높지만 결과적으로는 c의 불편도가 더 큰 것으로 계산됨을 볼 수 있다.However, when comparing the operating time of the power consuming devices a and b, it can be seen that the inconvenience of b including the operating time in the preferred time period is lower, and when comparing c and d, , But the result is that the discomfort of c is calculated to be larger.
본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 불편도를 추정하는 방법은, 각 타임 슬롯의 지연 시간에 동작 시간의 총 길이를 나누어 동작 시간의 길이가 다르더라도 공정하게 사용자의 불편도를 계산할 수 있다.The method for estimating the user discomfort according to an embodiment of the present invention can calculate the user's discomfort even if the total length of the operation time is divided by the delay time of each time slot and the length of the operation time is different.
즉, 도 2에서 각 전력 사용 기기에 대한 사용자의 불편도는 상기 [수학식 x]에 의해 아래와 같이 계산될 수 있다.That is, in FIG. 2, the user's discomfort with respect to each of the power using devices can be calculated as follows according to the equation (x).
a = 6/3 = 2,a = 6/3 = 2,
b = 6/6 = 1,b = 6/6 = 1,
c = 21/6 = 3.5,c = 21/6 = 3.5,
d = 15/3 = 5 d = 15/3 = 5
이를 순서대로 정렬하면 b, a, c, d 순서로 사용자의 불편도가 높아지는 것을 확인할 수 있다.If you sort them in order, you can see that the user's discomfort increases in order of b, a, c, d.
즉, 일반적으로 지연 시간이 길어질수록 사용자의 불편도가 높게 나오는 현상이 발생할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예를 적용하는 경우, 동작 시간 요소를 함께 고려하여 사용자의 불편도를 계산하므로 실제 사용자가 느끼는 불편도와 유사한 결과를 획득할 수 있다.That is, generally, as the delay time becomes longer, the user's discomfort may be high. However, when the embodiment of the present invention is applied, the inconvenience of the user is calculated by considering the operation time factors together. Similar results can be obtained with the inconvenience.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실험 결과를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating experimental results according to an embodiment of the present invention.
도 3은 ESS(110)에 저장(충전)되는 평균 충전량과 신뢰 구간을 적용한 충전량을 비교한 그래프이다.3 is a graph comparing an average charge amount stored (charged) in the
에너지 정보 저장부(120)에 저장된 날씨 정보와 발전 설비에 따른 충전량에 기반하여 하루 동안의 평균 충전량과 신뢰 구간을 적용한 충전량을 산출하였다.Based on the weather information stored in the energy
도 3에 도시된 바와 같이, 평균 충전량이 신뢰 구간을 적용한 충전량보다 다소 높은 것을 볼 수 있는데, 이러한 평균값을 사용하는 경우 외부 요인 등으로 인해 ESS(110)에 저장(충전)되는 에너지가 부족하게 될 수 있으며, 실시간 전기 요금제가 적용되는 경우 부득이하게 수요가 높은 시간에 비싼 전기 요금을 내고 전력을 공급할 수 밖에 없다.As shown in FIG. 3, it can be seen that the average charge amount is somewhat higher than the charge amount to which the confidence interval is applied. When the average value is used, energy to be stored (charged) in the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실험 결과를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating experimental results according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 전력과 ESS(110)에 저장(충전)된 에너지를 하루 동안 소비하는 결과를 비교한 그래프로서, 전기 요금이 비싼 시간대에 계통 전력의 활용을 최소화하고 있음을 알 수 있다.FIG. 4 is a graph comparing the results of one day consuming system power and energy stored (charged) in the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실험 결과를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating experimental results according to another embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 하루 동안 실시간 전기 요금의 변화를 볼 수 있으며, 단순히 ESS에 저장된 에너지를 우선적으로 사용하고 ESS에 저장된 에너지가 부족 시 계통 전력을 이용하는 종래의 방식은 전기 요금이 높음에도 불구하고 부득이하게 계통 전력을 통해 전력을 공급받는 것을 볼 수 있다.As shown in FIG. 5, a change in the real-time electricity rate for a day can be seen, and the conventional method of using the energy stored in the ESS preferentially and using the system power when the energy stored in the ESS is insufficient, Nevertheless, it can be seen that power is inevitably supplied through grid power.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 방식은 계통 전력의 요금이 저렴할 때 계통 전력을 적극 활용함으로써 전기 요금 발생을 최소화함을 알 수 있다However, it can be seen that the system according to the embodiment of the present invention minimizes the generation of electric charges by positively utilizing the grid electric power when the electric power of the grid electric power is low
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
100 : 에너지 스케줄링 시스템
110 : 에너지 저장 장치, 120 : 에너지 정보 저장부
130 : 스케줄링 관리부, 140 : 기기 부하 제어부100: Energy Scheduling System
110: Energy storage device, 120: Energy information storage part
130: scheduling management unit, 140: device load control unit
Claims (5)
(a) 상기 각 전력 사용 기기의 선호 동작 시간과 실제 동작 시간을 획득하는 단계;
(b) 상기 선호 동작 시간과 실제 동작 시간을 타임 슬롯(time slot)에 매칭시키는 단계; 및
(c) 상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간에 대한 상기 실제 동작 시간의 슬롯 시작 지점과 총 슬롯 수 및 각 슬롯에서의 지연 시간에 따른 가중치에 기반하여 상기 각 전력 사용 기기의 사용자 불편도를 추정하는 단계
를 포함하되,
상기 각 전력 사용 기기의 사용자 불편도는 아래의 수학식으로 표현되며,
상기 (c) 단계는
상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간과 오버랩핑(overlapping)되는 상기 실제 동작 시간의 슬롯에 대하여 상기 사용자 불편도를 ‘0’으로 계산하고, 상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간과 넌-오버랩핑(non-overlapping)되는 상기 실제 동작 시간의 슬롯과 그에 대응하는 상기 가중치의 합을 상기 실제 동작 시간으로 나누어 상기 사용자 불편도를 계산하되,
상기 각 슬롯에서의 지연 시간에 따른 가중치는 상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간과 상기 실제 동작 시간이 넌-오버랩핑(non-overlapping)되는 지점부터 증가하는 것을 특징으로 하는 사용자 불편도 추정 방법.
[수학식]
여기서,
Ta : 전력 사용 기기 a의 동작 시간
αa : 전력 사용 기기 a에 대한 선호 시간 구간(시작 지점)
βa : 전력 사용 기기 a에 대한 선호 시간 구간(종료 지점)
da : 전력 사용 기기 a에 적용되는 지연 시간
wt a : 타임 슬롯 t에서 선호 시간 구간과 겹치지 않는(non-overlapping) 전력 사용 기기 a의 동작에 대한 타임 슬롯의 수
Ua(da) : 지연 시간이 반영된 전력 사용 기기 a의 사용자 불편도
A method for estimating an inconvenience of a user due to a power supply delay when performing an energy scheduling in which an energy scheduling device supplies power to each power using device,
(a) acquiring a preferred operation time and an actual operation time of each of the power using devices;
(b) matching the preferred operation time and the actual operation time to a time slot; And
(c) estimating user discomfort of each of the power using devices based on a slot start point of the actual operation time with respect to the slot duration of the preferred operation time, a total slot number, and a weight based on the delay time in each slot
, ≪ / RTI &
The user discomfort of each of the power consuming devices is expressed by the following equation,
The step (c)
Overlapping with a slot period of the preferred operation time, the user discomfort is calculated as " 0 ", and the slot duration of the preferred operation time is non-overlapping Calculating a user discomfort level by dividing a sum of the slot of the actual operation time and the corresponding weight value by the actual operation time,
Wherein the weight according to the delay time in each slot is increased from a point where the slot duration of the preferred operation time and the actual operation time are non-overlapping.
[Mathematical Expression]
here,
T a : the operating time of the power-using device a
α a : preferred time interval (starting point)
β a : preferred time interval (ending point) for power consuming device a
d a : Delay time applied to power-using equipment a
w t a is the number of timeslots for the operation of power-consuming device a that does not overlap with the preferred time interval in time slot t (non-overlapping)
U a (d a ): User inconvenience of the power consuming device a in which the delay time is reflected
상기 각 전력 사용 기기의 선호 동작 시간과 실제 동작 시간을 입력 받는 전력 사용 기기 정보 입력부; 및
상기 선호 동작 시간과 실제 동작 시간을 타임 슬롯(time slot)에 매칭시키고, 상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간에 대한 상기 실제 동작 시간의 슬롯 시작 지점과 총 슬롯 수 및 각 슬롯에서의 지연 시간에 따른 가중치에 기반하여 상기 각 전력 사용 기기의 사용자 불편도를 추정하는 사용자 불편도 추정부
를 포함하되,
상기 각 전력 사용 기기의 사용자 불편도는 아래의 수학식으로 표현되며,
상기 사용자 불편도 추정부는,
상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간과 오버랩핑(overlapping)되는 상기 실제 동작 시간의 슬롯에 대하여 상기 사용자 불편도를 ‘0’으로 계산하고, 상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간과 넌-오버랩핑(non-overlapping)되는 상기 실제 동작 시간의 슬롯과 그에 대응하는 상기 가중치의 합을 상기 실제 동작 시간으로 나누어 상기 사용자 불편도를 계산하되,
상기 각 슬롯에서의 지연 시간에 따른 가중치는 상기 선호 동작 시간의 슬롯 구간과 상기 실제 동작 시간이 넌-오버랩핑(non-overlapping)되는 지점부터 증가하는 것을 특징으로 하는 에너지 스케줄링 장치.
[수학식]
여기서,
Ta : 전력 사용 기기 a의 동작 시간
αa : 전력 사용 기기 a에 대한 선호 시간 구간(시작 지점)
βa : 전력 사용 기기 a에 대한 선호 시간 구간(종료 지점)
da : 전력 사용 기기 a에 적용되는 지연 시간
wt a : 타임 슬롯 t에서 선호 시간 구간과 겹치지 않는(non-overlapping) 전력 사용 기기 a의 동작에 대한 타임 슬롯의 수
Ua(da) : 지연 시간이 반영된 전력 사용 기기 a의 사용자 불편도An energy scheduling apparatus for estimating an inconvenience of a user due to a power supply delay in performing scheduling for supplying power to each power using device,
A power use device information input unit receiving the preferred operation time and the actual operation time of each of the power using devices; And
Wherein the preferred operation time and the actual operation time are matched to a time slot, and a weighting value according to a slot start point, a total number of slots, and a delay time in each slot of the actual operation time with respect to a slot section of the preferred operation time Based on the user's discomfort level,
, ≪ / RTI &
The user discomfort of each of the power consuming devices is expressed by the following equation,
Wherein the user-
Overlapping with a slot period of the preferred operation time, the user discomfort is calculated as " 0 ", and the slot duration of the preferred operation time is non-overlapping Calculating a user discomfort level by dividing a sum of the slot of the actual operation time and the corresponding weight value by the actual operation time,
Wherein the weight according to the delay time in each slot increases from a point where the slot duration of the preferred operation time and the actual operation time are non-overlapping.
[Mathematical Expression]
here,
T a : the operating time of the power-using device a
α a : preferred time interval (starting point)
β a : preferred time interval (ending point) for power consuming device a
d a : Delay time applied to power-using equipment a
w t a is the number of timeslots for the operation of power-consuming device a that does not overlap with the preferred time interval in time slot t (non-overlapping)
U a (d a ): User inconvenience of the power consuming device a in which the delay time is reflected
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140168312 | 2014-11-28 | ||
KR20140168312 | 2014-11-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101603045B1 true KR101603045B1 (en) | 2016-03-14 |
Family
ID=55541781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150117447A KR101603045B1 (en) | 2014-11-28 | 2015-08-20 | Energy scheduling apparatus and method for estimating user's inconvenience using thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101603045B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113408837A (en) * | 2020-03-16 | 2021-09-17 | 图灵人工智能研究院(南京)有限公司 | Energy consumption control strategy generation method, system, device, distribution and distribution system and medium |
EP3871310A4 (en) * | 2018-12-10 | 2021-12-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Energy storage system and controlling method thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110067201A (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-22 | 주식회사 케이티 | Method and apparatus for reducing energy consumption using user's inconvenience |
KR20120042312A (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-03 | 삼성전자주식회사 | Power management apparatus, power management system having electrical instrument, and method for controlling the same |
-
2015
- 2015-08-20 KR KR1020150117447A patent/KR101603045B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110067201A (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-22 | 주식회사 케이티 | Method and apparatus for reducing energy consumption using user's inconvenience |
KR20120042312A (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-03 | 삼성전자주식회사 | Power management apparatus, power management system having electrical instrument, and method for controlling the same |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3871310A4 (en) * | 2018-12-10 | 2021-12-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Energy storage system and controlling method thereof |
CN113408837A (en) * | 2020-03-16 | 2021-09-17 | 图灵人工智能研究院(南京)有限公司 | Energy consumption control strategy generation method, system, device, distribution and distribution system and medium |
CN113408837B (en) * | 2020-03-16 | 2023-09-26 | 图灵人工智能研究院(南京)有限公司 | Energy utilization control strategy generation method, system, device, energy distribution system and medium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Setlhaolo et al. | Optimal scheduling of household appliances with a battery storage system and coordination | |
JP6564264B2 (en) | Power management system and power management method | |
US9153965B2 (en) | System and method for energy storage management | |
JP6592454B2 (en) | Power control system, power control method and program | |
US8751054B2 (en) | Energy prediction system | |
KR101522858B1 (en) | Energy management system having maximum power saving control and method thereof | |
US10298056B2 (en) | Power control system, power control method, and recording medium | |
JP6042184B2 (en) | Energy management system, energy management method, program, server device, and local server | |
JP6592360B2 (en) | Power management method | |
KR20160010789A (en) | Economic Electrical Power Supply Method for Micro Grid based on New Renewable Energy and ESS using the same | |
EP3193421A1 (en) | Device operation plan creation device, device operation plan creation method, and storage medium storing device operation plan creation program | |
JP2018007536A (en) | Adaptive energy management scheduling system and method for hybrid energy storage system linked with new renewable energy | |
Hafiz et al. | Energy storage management strategy based on dynamic programming and optimal sizing of PV panel-storage capacity for a residential system | |
EP2634887A1 (en) | Electricity supply system | |
KR101606723B1 (en) | Energy scheduling apparatus and method | |
KR101603045B1 (en) | Energy scheduling apparatus and method for estimating user's inconvenience using thereof | |
JPWO2016166836A1 (en) | Device management apparatus, device management system, device management method and program | |
EP3011656A1 (en) | Charging electronic devices | |
JP6657004B2 (en) | Power management apparatus and control method thereof | |
Angenendt et al. | Prognosis-based operating strategies for smart homes with power-to-heat applications | |
JP6505460B2 (en) | Power management system, power management method and program | |
JP2017131107A (en) | Power management device, power management method, and program | |
JP6225051B2 (en) | Storage battery control device, storage battery control method and program | |
JP6178179B2 (en) | Power storage device | |
WO2016158028A1 (en) | Management device, management system, control method for management device, and control program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200306 Year of fee payment: 5 |