KR101643472B1 - 전기 자동차에서 그리드로의 전력 거래를 위한 전력 중개 시스템 - Google Patents

전기 자동차에서 그리드로의 전력 거래를 위한 전력 중개 시스템 Download PDF

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Abstract

전력 거래를 위한 전력 중개 시스템이 개시된다. 그 시스템은, 전기 자동차에 저장된 전력의 판매를 위한 판매자 단말로부터 전력 판매 정보를 수신하는 판매 정보 수신부와, 전력 구매자 측의 전력 수요 및 상기 전력 판매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 생성하는 스케줄링부와, 상기 전력 거래 스케줄에 기초하여 상기 전기 자동차의 방문 스케줄 정보를 생성하는 거래 관리부를 포함하는 구매자 단말을 포함한다.

Description

전기 자동차에서 그리드로의 전력 거래를 위한 전력 중개 시스템{POWER BROKERING SYSTEM FOR ELECTRICITY TRADES FROM ELECTRIC VEHICLE TO GRID}
본 명세서에 기재된 다양한 실시예들은 전력 중개 시스템에 관한 것이다.
전기 자동차는, 친환경적이며 화석연료에 의존하지 않는 것과 같은 다양한 장점을 이유로, 가솔린 차량을 대체할 것이라고 기대된다. 전기 자동차는 전력을 저장하고 주행 시 방전되는 배터리를 갖는다. 전기 자동차는 그리드에 대규모의 전력 저장 공간을 제공할 수 있다. 즉, 전기 자동차는 그리드로부터 과잉 전력을 흡수하고, 필요에 따라 그리드로 전력을 되돌려줄 수 있다.
전력이 과잉 생산되거나, 예측된 것보다 적은 전력이 요구되는 경우, 과잉 전력이 발생할 수 있다. 전기 자동차 운행자는 심야 시간 동안 저가의 전력으로 전기 자동차를 충전하고, 피크 시간에 마이크로그리드로 전력을 팔 수 있다. 이러한 과정은, 전기 자동차 운행자의 이윤을 증가시킬 뿐 아니라, 그리드의 부하를 분산시킬 수 있다.
전기 자동차에서 그리드로의 전력 거래 기술을 위해서는, 전기 자동차와 그리드 간의 양방향 메시지 교환이 뒷받침되어야 한다. 현재의 그리드는 보안 문제, 관리의 어려움 및 복잡한 가격 정책에 의해 전력 거래 기술을 뒷받침하기에 어려움이 있다. 쇼핑몰 및 다양한 목적의 빌딩과 같은 마이크로그리드는 피크 시간의 고가의 전력 대신 전기 자동차의 값싼 전력을 가능한 많이 이용함으로써 에너지 비용을 절감할 수 있으므로, 전력 거래 기술의 도입이 요구된다.
본 명세서에 기재된 다양한 실시예들은 전기 자동차와 스마트그리드의 전력 거래를 위한 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
일측에 따르면, 구매자 단말은, 전기 자동차에 저장된 전력의 판매를 위한 판매자 단말로부터 전력 판매 정보를 수신하는 판매 정보 수신부; 전력 구매자 측의 전력 수요 및 상기 전력 판매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 생성하는 스케줄링부; 및 상기 전력 거래 스케줄에 기초하여 상기 전기 자동차의 방문 스케줄 정보를 생성하는 거래 관리부를 포함한다.
상기 판매 정보 수신부는, 상기 판매자 단말과 구분되는 제2 판매자 단말로부터 제2 전력 판매 정보를 수신할 수 있고, 상기 스케줄링부는, 상기 제2 전력 판매 정보에 기초하여 상기 전력 거래 스케줄 정보를 갱신할 수 있다.
상기 거래 관리부는, 상기 제2 전력 판매 정보에 기초하여 상기 방문 스케줄 정보를 갱신할 수 있다.
상기 거래 관리부는, 상기 방문 스케줄 정보를 상기 판매자 단말로 전송할 수 있다.
상기 방문 스케줄 정보는, 상기 방문 스케줄의 확정 여부를 나타내는 확정 여부 필드를 포함할 수 있고, 상기 거래 관리부는, 상기 전기 자동차로부터의 전력 구매에 따라 상기 전력 수요가 만족될 경우, 상기 확정 여부 필드가 상기 방문 스케줄의 확정 상태를 나타내도록, 상기 확정 여부 필드를 변경시킬 수 있다.
상기 거래 관리부는, 상기 구매자 단말로부터 상기 방문 스케줄의 확정에 대한 승인 정보를 수신함에 대응하여, 상기 구매자 단말로 구매 확정 정보를 전송할 수 있다.
상기 스케줄링부는, 상기 전력 판매 정보에 기초하여, 상기 전력 수요에 전력 부족이 발생하지 않도록, 전력 거래 스케줄 정보를 생성할 수 있다.
상기 전력 판매 정보는, 방문 가능 시간, 상기 판매할 전력의 양 및 머무를 시간에 관한 정보를 포함할 수 있다.
상기 방문 가능 시간은, 가장 빠른 도착 시간 및 가장 늦은 도착 시간을 포함할 수 있다.
상기 방문 스케줄 정보는, 상기 전기 자동차의 방문 시간 정보를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 중개자 단말은, 전기 자동차에 저장된 전력의 판매를 위한 판매자 단말로부터 전력 판매 정보를 수신하는 판매 정보 수신부; 전기 자동차에 저장된 전력의 판매를 위한 구매자 단말로부터 전력 구매 정보를 수신하는 구매 정보 수신부; 상기 전력 판매 정보 및 상기 전력 구매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 생성하는 스케줄링부; 및 상기 전력 거래 스케줄에 기초하여 상기 전기 자동차의 방문 스케줄 정보를 생성하는 거래 관리부를 포함한다.
상기 전력 구매 정보는, 전력 구매자 측의 전력 수요에 관한 정보를 포함할 수 있다.
상기 방문 스케줄 정보는, 상기 방문 스케줄의 확정 여부를 나타내는 확정 여부 필드를 포함할 수 있고, 상기 거래 관리부는, 상기 전기 자동차로부터의 전력 구매에 따라 전력 구매자 측의 전력 수요가 만족될 경우, 상기 확정 여부 필드가 상기 방문 스케줄의 확정 상태를 나타내도록, 상기 확정 여부 필드를 변경시킬 수 있다.
상기 스케줄링부는, 상기 전력 판매 정보에 기초하여, 상기 전력 수요에 전력 부족이 발생하지 않도록, 전력 거래 스케줄 정보를 생성할 수 있다.
상기 전력 판매 정보는, 방문 가능 시간, 상기 판매할 전력의 양 및 머무를 시간에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 구매자 단말의 동작 방법은, 전기 자동차에 저장된 전력의 판매를 위한 판매자 단말로부터 전력 판매 정보를 수신하는 단계; 전력 구매자 측의 전력 수요 및 상기 전력 판매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 생성하는 단계; 및 상기 전력 거래 스케줄에 기초하여 상기 전기 자동차의 방문 스케줄 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 기재된 다양한 실시예들에 따르면, 판매자 측과 구매자 측 간에 정확하고 편리한 전력 거래가 성립될 수 있다.
또한, 본 발명에 기재된 다양한 실시예들에 따르면, 전력 수요가 많은 시설에서 낮은 비용으로 전력 공급의 균형을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 기재된 다양한 실시예들에 따르면, 전기 자동차의 운행자는 전력 판매에 대한 보상을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 기재된 다양한 실시예들에 따르면, 전력 수요가 많은 시설 및 전기 자동차의 운행자는 전력의 균형을 통해 상호간에 경제적인 이득을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 기재된 다양한 실시예들에 따르면, 낮 시간대와 밤 시간대에 발생하는 에너지 공급의 불균형을 해결함으로써, 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 전력 중개 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 판매자 단말의 구성 및 판매자 단말과 구매자 단말 간의 정보 교환 과정을 도시한 블록도이다.
도 3은 일실시예에 따른 전력 판매 정보 및 전력 거래 스케줄 정보를 도시한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 전력 공급 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 전력 거래 과정을 도시한 플로우 차트이다.
도 6은 일실시예에 따른 중개자 단말의 구성 및 중개자 단말, 판매자 단말 및 구매자 단말 간의 정보 교환 과정을 도시한 블록도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 일실시예에 따른 전력 중개 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 전력 중개 시스템은, 전기 자동차(Electric Vehicle: EV)(10)에 저장된 전력의 판매를 위한 판매자 단말(100), 대상 시설(20)에 공급할 전력을 구매하기 위한 구매자 단말(200) 및 전력 거래의 중개를 위한 중개자 단말(300) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 전력 거래는 판매자 단말(100)과 구매자 단말(200) 간의 정보 교환에 따른 제1 실시예와, 판매자 단말(100)과 구매자 단말(200) 간의 거래를 중개자 단말(300)이 중개하는 제2 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 전력 거래는 제1 실시예와 제2 실시예에 따라 발생하는 효과와 유사한 효과를 갖는 또 다른 실시예로 구현될 수 있다.
본 발명은, 공급과 수요의 균형을 통해 전력 효율을 향상시키는 전기 자동차에서 그리드로의 전력 공급(Vehicle-to-Grid: V2G) 시나리오에 따라, 중개자 단말(300)이 전력을 거래할 수 있도록, EV(10)와 마이크로그리드 간의 인터랙션 메커니즘을 제공한다. 판매자 단말(100)은 가장 빠른 도착 시간, 가장 느린 도착 시간, 판매할 전력의 양 및 대상 시설에 머무를 시간을 특정해서 구매자 단말(200) 또는 중개자 단말(300)로 전력 판매 정보를 전송한다.
중개자 단말(300)은 판매자 단말(100)에 의해 아직 승인되지 않은 요청들을 미리 정해진 기한을 도과하거나 전력 수요가 충족될 때까지 적절한 타임 슬롯에 할당한다. 구매 전력이 공급되는 대상 시설(20)에 구비된 마이크로그리드의 서버 역할을 하는 구매자 단말(200)은, 주어진 시간 구간(time interval) 동안 부족한 전력 양을 최소화할 수 있는 최적의 스케줄을 찾기 위해, 조사 공간에서 스케줄을 생성할 수 있다. 본 발명은, EV(10) 운행자의 이윤을 증진시키고, 대상 시설(20)의 전력 소비를 절감시키고, 전력 시스템의 부하를 분산시킬 수 있다.
특히, 판매자가 수요 응답 가격 스케줄(demand response price plan)에 참여하는 고객의 경우, 피크 시간대에 비해 10배 이상 낮은 가격의 전력을 야간에 공급받을 수 있다. 다수의 EV가 밀집된 마이크로그리드는 V2G 기술로부터 많은 이익을 얻을 수 있고, EV의 운행자 역시 더 나은 보상을 얻을 수 있다. 마이크로그리드와 잠재적 전력 판매자의 전력 수요 및 전력 공급을 지능적으로 조절하는 것이 요구된다. 이 것은 고성능 컴퓨터 알고리즘이 적용된 정보통신기술(Information and Communication Technology: ICT) 인프라를 통해 이루어질 수 있다.
본 발명은, EV(10)의 마이크로그리드에 연결 시간을 스케줄링함으로써, 수요와 공급의 균형을 맞추는 것을 목적으로, V2G가 적용될 수 있는 대상 시설(20)의 마이크로그리드와 EV(10) 간의 인터랙션 메커니즘을 제공한다. 효율을 위한 주된 규준은 수요와 공급의 차이일 수 있다. 이러한 불균형은 특정 시간 구간에 마이크로그리드에 연결된 과잉 또는 부족한 EV(10)의 수에 의해 발생된다.
각각의 단위 시간에 대한 전력 구입을 스케줄링하고, 각각의 EV(10)가 마이크로그리드에 도착하는 도착 시간을 조정함으로써, 본 발명은 EV(10) 운행자의 이윤을 증진시키고, 마이크로그리드의 전력 소비를 감축시키고, 전력 시스템의 부하를 이동시킬 수 있다. 따라서, 양 측의 거래 요건을 명확히 특정하고, 메시지 교환 프로토콜과 수요-공급 매칭 기준을 설계하는 것이 요구된다.
도 2는 일실시예에 따른 판매자 단말의 구성 및 판매자 단말과 구매자 단말 간의 정보 교환 과정을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 구매자 단말(200)은 판매 정보 수신부(210), 스케줄링부(220) 및 거래 관리부(230)를 포함한다. 도 2는 앞서 설명된 제1 실시예에 따른 구현 예시를 나타낸다.
V2G의 구매자 역할을 하는 구매자 단말(200)은 우선 구입량과 각각의 단위 시간당 가격을 특정함으로써 EV(10)로부터 구입하고 싶은 전력을 판매자 단말(100)로 알린다. 구매자 단말(200)은 이러한 정보를 전력 구매 정보를 통해 판매자 단말(100)에 알릴 수 있다. 판매자 단말(100)은, 알림을 받고, 희망하는 판매량과 가능한 거래 시간을 구매자 단말(200)로 제출한다. 판매자 단말(100)로부터 제출된 요청에 대해, 구매자 단말(200)은 거래 스케줄을 세우고 거래 스케줄을 판매자 단말(100)에 전달한다.
현재 스케줄에 만족하는 EV(10) 운행자는 판매자 단말(100)을 통해 거래 스케줄을 승인한다. 그 이후에, 구매자 단말(200)은 계약을 확정하고, 계약은 변경되지 않는다. EV(10)는 계약에 따라 대상 시설(20)에 도착하고 대상 시설(20)을 떠난다. 구매자 단말(200)은 미리 정해진 기한이 도과되거나 전력 수요가 충족될 때까지 확정되지 않은 판매자 단말(100)의 요청을 고려한다.
판매자 단말(100)은 판매자 측의 가장 빠른 도착 시간, 가장 느린 도착 시간 및 판매량을 특정하여, 구매자 서버(200)에 판매 요청을 제출한다. 여기서, EV(10) 운행자는 그들의 운행 스케줄 및 운행 스케줄에 따른 그리드에 도착 시간을 조절할 수 있다. 또한, 대상 시설에 머무를 시간에 대응하는 플러그-인 듀레이션도 제출될 수 있다. 각각의 요청에 대해, 판매자 단말(100)은 전력 판매 스케줄을 세우고, EV 배터리의 전력의 과잉 및 낭비의 관점에서 거래 스케줄의 효율을 계산할 수 있다.
구매자 단말(200)은 시간 축을 고정된 크기의 타임 슬롯으로 나누어 거래 스케줄을 관리할 수 있다. 타임 슬롯을 이용한 스케줄링은 도 3을 참조하여 추후 구체적으로 설명한다.
앞서 설명된 시나리오는 판매 정보 수신부(210), 스케줄링부(220) 및 거래 관리부(230)에 의해 다음과 같이 수행될 수 있다.
판매 정보 수신부(210)는 전기 자동차에 저장된 전력의 판매를 위한 판매자 단말로부터 전력 판매 정보를 수신한다. 전력 판매 정보는 방문 가능 시간, 상기 판매할 전력의 양 및 머무를 시간에 관한 정보를 포함할 수 있다. 방문 가능 시간은, 가장 빠른 도착 시간 및 가장 늦은 도착 시간을 포함할 수 있다.
스케줄링부(220)는 전력 구매자 측의 전력 수요 및 전력 판매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 생성한다. 스케줄링부(220)는 EV(10)의 전력으로 예측된 대상 시설(20)의 전력 수요가 충족될 수 있도록 전력 거래 스케줄 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 스케줄링부(220)는, 전력 판매 정보에 기초하여, 전력 수요에 전력 부족이 발생하지 않도록, 전력 거래 스케줄 정보를 생성할 수 있다.
거래 관리부(230)는 전력 거래 스케줄에 기초하여 전기 자동차의 방문 스케줄 정보를 생성한다. 방문 스케줄 정보는, 전기 자동차(10)의 방문 시간 정보를 포함할 수 있다. 거래 관리부(230)는 방문 스케줄 정보를 판매자 단말(100)로 전송할 수 있다.
판매자 단말(100)은 복수의 판매자 단말(100-1 내지 100-n)로 구성될 수 있다. 각각의 판매자 단말(100- 내지 100-n)은 구매자 단말(200)로 전력 판매 정보를 전송할 수 있다. 이 때, 판매 정보 수신부(210)는 제1 판매자 단말(100-1)과 구분되는 제2 판매자 단말(100-2)로부터 제2 전력 판매 정보를 수신하고, 스케줄링부(220)는 제2 전력 판매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 갱신할 수 있다. 또한, 거래 관리부(230)는 제2 전력 판매 정보에 기초하여 방문 스케줄 정보를 갱신할 수 있다. 거래 관리부(230)는 갱신된 방문 스케줄 정보를 판매자 단말(100)로 전송할 수 있다. 거래 스케줄 정보 및 방문 스케줄 정보의 갱신은 전력 판매 정보의 수신 때마다 수행될 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 전력 판매 정보 및 전력 거래 스케줄 정보를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 3의 (a)에는 판매 요청 Ri의 구성이, 도 3의 (b)에는 전력 수요에 대한 전력 거래 스케줄이 도시되어 있다.
도 3의 (a)에서 판매 요청 Ri는 (Ei, Li, Ai, Di)로 구성된다. Ei는 가장 빠른 도착 시간을, Li는 가장 느린 도착 시간을, Ai는 판매할 전력의 양을, Di는 머무를 시간을 나타낸다. 시간의 척도는 타임 슬롯의 길이, 예컨대 0.5시간으로 맞춰진다. 여기서, 본 발명은 EV(10)에서 그리드로 판매되는 전력의 양은 고정되어 있고, 따라서 EV가 그리드에 연결된 동안의 타임 슬롯의 수에 대해 선형이라고 가정된다. 결국, 판매량은 타임 슬롯의 수로 나타낼 수 있다.
또한, 도 3의(b)에 도시된 곡선은 시간 축을 따라 전력 수요를 나타낸다. 전력 수요는 마이크로그리드가 EV(10)로부터 구입할 전력량을 나타낼 수 있다. 전력 거래 스케줄을 타임 슬롯으로 관리될 수 있다. 타임 슬롯은 스케줄링 문제를 보다 관리하기 용이하게 하며, 스케줄링 시간의 예측 가능성을 높인다. 그리드에 플러그-인된 EV(10)는 타임 슬롯의 경계에서 그리드에 연결되거나 그리드와의 연결이 해제된다. 각각의 타임 슬롯에서, 스케줄러는 수요가 미리 예상된 EV를 다른 EV에 우선하여 마이크로그리드로 전력을 공급하도록 선택한다.
충분한 수의 EV(10)가 없다면, 마이크로그리드는 고가의 전력을 소비해야 한다. EV(10)는 Ei부터 Li의 구간 동안 대상 시설(20)에 도착할 수 있다. 따라서, 가능한 도착 시간은 Li-Ei+1이다. EV는 Di 개의 슬롯 동안 플러그-인될 수 있고, Ai 개의 슬롯 동안 그리드에 연결될 수 있다. 도착 시간과 무관하게 Di는 고정된 것으로 가정될 수 있다. 결국, Ri에 대한 연결/해제 스케줄의 수인 Fi는 [수학식 1]로부터 계산될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014115805133-pat00001

스케줄링 문제는 자원을 태스크에 할당하는 것과 유사하다. 할당된 자원의 최대 값에 제한이 없기 때문에, 각각의 자원의 할당은 상호 독립적이다. 도 3의 (b)는 또한 각각의 타임 슬롯에 대한 EV 할당의 예시를 나타낸다. 타임 슬롯에서 상자의 수는 전력 요구에 따라 결정된다. 여기서, Ri는 현재 스케줄에 따라 승인 및 합의되고, Ri의 할당은 변경되지 않는다. 도 3에서 R1은 시간 0에 도착하고 시간 4 이후에 떠날 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 전력 공급 예시를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, EV(10) 및 전력 그리드(40)로부터 전력을 공급 받는 대상 시스템(50)이 도시되어 있다.
대상 시스템(50)은 대상 시설(20)의 전력 시스템일 수 있다. 대상 시스템(50)은 전력 그리드(40)로부터 주 전력을 공급 받는다. 대상 시스템(50)은 전력 수요가 높은 시설에 전력 시스템을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 전력 수요가 높은 시설을 대상 시설이라 한다. 예컨대, 대상 시설은 다양한 목적의 빌딩, 백화점, 아울렛, 공장, 식당, 놀이동산, 공항 등을 포함할 수 있다. 대상 시스템(50)은 전력 관리 시스템(30)으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 전력 관리 시스템(30)에서 공급되는 전력은 EV(10)의 배터리로부터 판매된 전력일 수 있다.
전력 관리 시스템(30)은 EV(10)로부터 공급된 전력을 대상 시스템(50)으로 공급한다. 전력 관리 시스템(30)은 거래 스케줄 정보에 기초하여 EV(10)의 전력을 대상 시스템(50)으로 공급할 수 있다. 전력 관리 시스템(40)은 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는, 전력 거래 스케줄 정보에 기초하여, EV(10)에서 전력 관리 시스템(40)으로의 전력 판매를 위한, 전력 관리 시스템(40)과 EV(10)의 전기적 연결을 제어할 수 있다.
전력 관리 시스템(30)은 대상 시스템(50)으로 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 예컨대, 전력 관리 시스템(30)은 EV(10)로부터 공급된 전력 및 전력 그리드(40)로부터 공급된 전력을 대상 시스템(50)에 선택적으로 공급할 수 있다. 전력 관리 시스템(30)은, EV(10)의 전력을 대상 시스템(50)에 우선적으로 공급하고, 공급 전력에 부족이 발생하거나 부족이 예측될 경우, 전력 그리드(40)의 전력을 대상 시스템(50)으로 공급할 수 있다.
전력 관리 시스템(30)은 대상 시설을 방문한 EV(10)로부터 전력을 구매한다. 전력 관리 시스템(30)은 EV(10)의 방문 시간을 결정하고, 결정된 방문 시간을 방문 스케줄 정보를 통해 EV(10)의 운행자에게 알릴 수 있다. 전력 관리 시스템(10)은 EV(10)의 전력 판매에 대해 적절한 보상을 제공할 수 있다. 보상의 정도는 전력 소비 패턴에 따라 상이할 수 있다.
EV(10)는 충전 및 방전이 가능한 배터리를 포함할 수 있다. EV(10)는 타 시스템으로부터 공급된 전력을 전력 관리 시스템(30)에 공급할 수 있다. EV(10)는 전력 관리 시스템(30)의 제어에 따라 전력 관리 시스템(30)을 통해 대상 시스템(50)으로 전력을 공급하거나, 전력 공급을 중단할 수 있다. EV(10)의 운행자는 전력 관리 시스템(30)을 통해 방문 시간을 알 수 있다. 운행자는 EV(10)에 구비되거나 별도의 판매자 단말(100)을 통해 방문 시간을 수신할 수 있다. EV(10)의 운행자는 방문 시간에 EV(10)로 대상 시설에 방문할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 전력 거래 과정을 도시한 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 단계(300)에서, 구매자 단말(200)은 전력 판매 요청을 판매자 단말(100-1)로 전송한다. 단계(300)에서, 구매자 단말(200)은 다른 판매자 단말(100-2 내지 100-n)로도 전력 판매 요청을 전송할 수 있다. 전력 판매 요청에는 구입량과 각각의 단위 시간당 가격이 특정될 수 있다.
단계(310)에서, 판매자 단말(100-1)은 구매자 단말(200)로 전력 판매 정보를 전송한다. 전력 판매 정보는 방문 가능 시간, 판매할 전력의 양 및 머무를 시간에 관한 정보를 포함할 수 있다. 방문 가능 시간은 가장 빠른 도착 시간 및 가장 늦은 도착 시간을 포함할 수 있다.
단계(320)에서, 구매자 단말(200)은 전력 거래 스케줄 정보를 생성한다. 전력 거래 스케줄 정보는 타임 슬롯에 기초하여 생성될 수 있다. 전력 거래 스케줄 정보는 전력 수요에 전력 부족이 발생하지 않도록 생성될 수 있다.
단계(330-1)에서, 구매자 단말(200)은 판매자 단말(100-1)로 방문 스케줄 정보를 전송한다. 방문 스케줄 정보는 EV(10)의 방문 시간 정보를 포함할 수 있다.
단계(340-1)에서, 판매자 단말(100-2)은 구매자 단말(200)로 전력 판매 정보를 전송한다.
단계(350-1)에서, 구매자 단말(200)은 판매자 단말(100-2)의 전력 판매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 갱신한다.
단계(330-2)에서, 구매자 단말(200)은 판매자 단말(100-1)로 갱신된 방문 스케줄 정보를 전송한다. 구매자 단말(200)은 다른 판매자 단말(100-2 내지 100-n)로도 갱신된 방문 스케줄 정보를 전송할 수 있다.
단계(340-2)에서, 판매자 단말(100-3)은 구매자 단말(200)로 전력 판매 정보를 전송한다.
단계(350-2)에서, 구매자 단말(200)은 판매자 단말(100-3)의 전력 판매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 갱신한다.
단계(330-3)에서, 구매자 단말(200)은 판매자 단말(100-1)로 갱신된 방문 스케줄 정보를 전송한다. 구매자 단말(200)은 다른 판매자 단말(100-2 내지 100-n)로도 갱신된 방문 스케줄 정보를 전송할 수 있다.
단계(340-n)에서, 판매자 단말(100-n)은 구매자 단말(200)로 전력 판매 정보를 전송한다.
단계(350-n)에서, 구매자 단말(200)은 판매자 단말(100-n)의 전력 판매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 갱신한다. 판매자 단말(100-n)의 전력 판매 정보가 수신되는 시점에서 미리 정해진 기한이 도과되거나 전력 수요가 충족될 수 있다. 이 때, 구매자 단말(200)은 방문 스케줄 정보를 확정한다. 방문 스케줄 정보는 방문 스케줄의 확정 여부를 나타내는 확정 여부 필드를 포함할 수 있다. 구매자 단말(200)은 미리 정해진 기한이 도과되거나 전력 수요가 충족된 것에 대응하여 확정 여부 필드가 방문 스케줄의 확정 상태를 나타내도록 확정 여부 필드를 변경할 수 있다.
단계(330-n)에서, 구매자 단말(200)은 판매자 단말(100-1)로 갱신된 방문 스케줄 정보를 전송한다. 구매자 단말(200)은 다른 판매자 단말(100-2 내지 100-n)로도 갱신된 방문 스케줄 정보를 전송할 수 있다. 이 때, 방문 스케줄 정보는 확정된 방문 스케줄 정보일 수 있다. 다시 말해, 방문 스케줄 정보의 확정 여부 필드는 방문 스케줄의 확정 상태를 나타낼 수 있다.
단계(360)에서, 판매자 단말(100-1)은 구매자 단말(200)로 방문 스케줄의 확정에 대한 승인 정보를 전송할 수 있다.
단계(370)에서, 구매자 단말(200)은 판매자 단말(100-1)의 승인 정보에 따라 판매자 단말(100-1)로부터의 전력 구매를 확정하고, 판매자 단말(100-1)로 구매 확정 정보를 전송할 수 있다.
구매자 단말(200)은 다른 판매자 단말(100-2 내지 100-n)과의 관계에서도 단계(360) 및 단계(370)을 수행할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 중개자 단말의 구성 및 중개자 단말, 판매자 단말 및 구매자 단말 간의 정보 교환 과정을 도시한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 중개자 단말(300)은 판매 정보 수신부(310), 구매 정보 수신부(320), 스케줄링부(330) 및 거래 관리부(340)를 포함한다. 도 6은 앞서 설명된 제2 실시예에 따른 구현 예시를 나타낸다. 중개자 단말(300)은 전력 거래를 위한 과정에 있어서 앞서 설명된 구매자 단말(200)의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 아래에서 설명될 내용 외에도 중개자 단말(300)에는 앞서 설명된 구매자 단말(200)에 관한 내용이 배치되지 않는 범위에서 적용될 수 있다.
판매 정보 수신부(310)는 전기 자동차에 저장된 전력의 판매를 위한 판매자 단말로부터 전력 판매 정보를 수신한다. 이 때, 전력 판매 정보는 방문 가능 시간, 판매할 전력의 양 및 머무를 시간에 관한 정보를 포함할 수 있다.
구매 정보 수신부(320)는 전기 자동차에 저장된 전력의 판매를 위한 구매자 단말로부터 전력 구매 정보를 수신한다. 이 때, 전력 구매 정보는 전력 구매자 측의 전력 수요에 관한 정보를 포함할 수 있다.
스케줄링부(330)는 전력 판매 정보 및 전력 구매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 생성한다. 스케줄링부(330)는, 전력 판매 정보에 기초하여, 전력 수요에 전력 부족이 발생하지 않도록, 전력 거래 스케줄 정보를 생성할 수 있다.
거래 관리부(340)는 전력 거래 스케줄에 기초하여 전기 자동차의 방문 스케줄 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 방문 스케줄 정보는 방문 스케줄의 확정 여부를 나타내는 확정 여부 필드를 포함할 수 있고, 거래 관리부(340)는 전기 자동차로부터의 전력 구매에 따라 전력 구매자 측의 전력 수요가 만족될 경우, 확정 여부 필드가 방문 스케줄의 확정 상태를 나타내도록, 확정 여부 필드를 변경시킬 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 전기 자동차에 저장된 전력의 판매를 위한 판매자 단말로부터, 가장 빠른 도착 시간, 가장 늦은 도착 시간, 판매할 전력의 양 및 머무를 시간에 관한 정보를 포함하는 전력 판매 정보를 수신하는 판매 정보 수신부;
    전력 구매자 측의 전력 수요 및 상기 전력 판매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 생성하는 스케줄링부; 및
    상기 전력 거래 스케줄에 기초하여 상기 전기 자동차의 방문 스케줄 정보를 생성하는 거래 관리부
    를 포함하고,
    상기 스케줄링부는, 상기 전력 판매 정보를 통해 전력을 판매하고자 하는 복수의 전기 자동차들 각각에 대해, 가장 빠른 도착 시간과 가장 늦은 도착 시간 사이에서 기준 도착 시간을 설정하고, 상기 기준 도착 시간으로부터 상기 기준 도착 시간에 머무를 시간을 더한 시간까지의 구간에 판매할 전력의 양만큼의 타임 슬롯을 할당함으로써 상기 전력 거래 스케줄 정보를 생성하고,
    상기 거래 관리부는, 상기 타임 슬롯의 할당에 따라 상기 전력 수요가 만족되는지 판단하고, 상기 전력 수요가 만족되지 않을 경우 상기 기준 도착 시간과 상기 타임 슬롯의 할당을 조절하고, 상기 전력 수요가 만족될 경우 상기 기준 도착 시간을 상기 복수의 전기 자동차들 각각의 방문 시간으로 결정하고, 방문 스케줄 정보의 확정 여부 필드가 확정 상태를 나타내도록, 상기 확정 여부 필드를 변경시키고, 상기 타임 슬롯의 할당 시간에 기초하여 상기 방문 스케줄 정보를 결정하는,
    구매자 단말.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판매 정보 수신부는,
    상기 판매자 단말과 구분되는 제2 판매자 단말로부터 제2 전력 판매 정보를 수신하고,
    상기 스케줄링부는,
    상기 제2 전력 판매 정보에 기초하여 상기 전력 거래 스케줄 정보를 갱신하는,
    구매자 단말.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 거래 관리부는,
    상기 제2 전력 판매 정보에 기초하여 상기 방문 스케줄 정보를 갱신하는,
    구매자 단말.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 거래 관리부는,
    상기 방문 스케줄 정보를 상기 판매자 단말로 전송하는,
    구매자 단말.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방문 스케줄 정보는,
    상기 방문 스케줄의 확정 여부를 나타내는 확정 여부 필드를 포함하는,
    구매자 단말.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 거래 관리부는,
    상기 구매자 단말로부터 상기 방문 스케줄의 확정에 대한 승인 정보를 수신함에 대응하여, 상기 구매자 단말로 구매 확정 정보를 전송하는,
    구매자 단말.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스케줄링부는,
    아래 수학식 2에 따른 연결 및 해제 스케줄의 수만큼 상기 타임 슬롯의 할당을 반복하고, 상기 타임 슬롯의 할당에 따른 복수의 연결 및 해제 스케줄 중에 전력 구매자 측의 전력 수요에 전력 부족이 발생하지 않는 스케줄에 기초하여 상기 전력 거래 스케줄 정보를 생성하고,
    상기 방문 스케줄 정보는,
    상기 전기 자동차의 방문 시간 정보를 포함하는,
    구매자 단말.
    [수학식 2]
    Figure 112016060860607-pat00010

    수학식 2에서, i는 전력을 판매할 전기 자동차의 식별 정보를 나타내고, Fi는 i번째 전기 자동차의 연결 및 해제 스케줄의 수를 나타내고, Li는 i번째 전기 자동차의 가장 늦은 도착 시간을 나타내고, Ei는 i번째 전기 자동차의 가장 빠른 도착 시간을 나타내고, Di는 i번째 전기 자동차의 머무를 시간을 나타내고, Ai는 i번째 전기 자동차의 판매할 전력의 양을 나타냄.
    구매자 단말.
  11. 전기 자동차에 저장된 전력의 판매를 위한 판매자 단말로부터, 가장 빠른 도착 시간, 가장 늦은 도착 시간, 판매할 전력의 양 및 머무를 시간에 관한 정보를 포함하는 전력 판매 정보를 수신하는 판매 정보 수신부;
    전기 자동차에 저장된 전력의 구매를 위한 구매자 단말로부터 전력 구매 정보를 수신하는 구매 정보 수신부;
    상기 전력 판매 정보 및 상기 전력 구매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 생성하는 스케줄링부; 및
    상기 전력 거래 스케줄에 기초하여 상기 전기 자동차의 방문 스케줄 정보를 생성하는 거래 관리부
    를 포함하고,
    상기 스케줄링부는, 상기 전력 판매 정보를 통해 전력을 판매하고자 하는 복수의 전기 자동차들 각각에 대해, 가장 빠른 도착 시간과 가장 늦은 도착 시간 사이에서 기준 도착 시간을 설정하고, 상기 기준 도착 시간으로부터 상기 기준 도착 시간에 머무를 시간을 더한 시간까지의 구간에 판매할 전력의 양만큼의 타임 슬롯을 할당함으로써 상기 전력 거래 스케줄 정보를 생성하고,
    상기 거래 관리부는, 상기 타임 슬롯의 할당에 따라 전력 수요가 만족되는지 판단하고, 상기 전력 수요가 만족되지 않을 경우 상기 기준 도착 시간과 상기 타임 슬롯의 할당을 조절하고, 상기 전력 수요가 만족될 경우 상기 기준 도착 시간을 상기 복수의 전기 자동차들 각각의 방문 시간으로 결정하고, 방문 스케줄 정보의 확정 여부 필드가 확정 상태를 나타내도록, 상기 확정 여부 필드를 변경시키고, 상기 타임 슬롯의 할당 시간에 기초하여 상기 방문 스케줄 정보를 결정하는,
    중개자 단말.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전력 구매 정보는,
    전력 구매자 측의 전력 수요에 관한 정보를 포함하는,
    중개자 단말.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 방문 스케줄 정보는,
    상기 방문 스케줄의 확정 여부를 나타내는 확정 여부 필드를 포함하는,
    중개자 단말.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 전기 자동차에 저장된 전력의 판매를 위한 판매자 단말로부터, 방문 가능 시간, 판매할 전력의 양 및 머무를 시간에 관한 정보를 포함하는 전력 판매 정보를 수신하는 단계;
    전력 구매자 측의 전력 수요 및 상기 전력 판매 정보에 기초하여 전력 거래 스케줄 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 전력 거래 스케줄에 기초하여 상기 전기 자동차의 방문 스케줄 정보를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 전력 거래 스케줄 정보를 생성하는 단계는,
    상기 전력 판매 정보를 통해 전력을 판매하고자 하는 복수의 전기 자동차들 각각에 대해, 가장 빠른 도착 시간과 가장 늦은 도착 시간 사이에서 기준 도착 시간을 설정하는 단계; 및
    상기 기준 도착 시간으로부터 상기 기준 도착 시간에 머무를 시간을 더한 시간까지의 구간에 판매할 전력의 양만큼의 타임 슬롯을 할당함으로써 상기 전력 거래 스케줄 정보를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 방문 스케줄 정보를 생성하는 단계는,
    상기 타임 슬롯의 할당에 따라 상기 전력 수요가 만족되는지 판단하는 단계;
    상기 전력 수요가 만족되지 않을 경우 상기 기준 도착 시간과 상기 타임 슬롯의 할당을 조절하는 단계; 및
    상기 전력 수요가 만족될 경우 상기 기준 도착 시간을 상기 복수의 전기 자동차들 각각의 방문 시간으로 결정하고, 방문 스케줄 정보의 확정 여부 필드가 확정 상태를 나타내도록, 상기 확정 여부 필드를 변경시키고, 상기 타임 슬롯의 할당 시간에 기초하여 상기 방문 스케줄 정보를 결정하는 단계
    를 포함하는, 구매자 단말의 동작 방법.
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