KR101805924B1 - 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템 및 방법 - Google Patents

피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

신재생에너지 발전기의 발전량 및 에너지 저장장치의 저장 전력량을 근거로 영역 내의 전기기기에서 사용하는 전력을 스케줄링하도록 한 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템 및 방법이 제시된다. 제시된 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템은, 신재생에너지 발전기의 발전 전력량 및 이를 근거로 한 발전 예측 정보와 에너지 저장장치의 저장 전력량을 이용하여 에너지 저장장치의 충방전 제어 및 영역 내 전기기기들의 전력 사용 제어를 위한 스케줄링 정보를 생성하고, 스케줄링 정보에 따라 충방전 및 전력 사용 제어를 통해 피코 그리드에서 에너지의 최적화 스케줄링이 가능하여 효율적으로 전력을 사용 및 관리할 수 있고, 사용자의 전력사용요금을 절감한다.

Description

피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SCHEDULING POWER USAGE IN PICO GRID}
본 발명은 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소규모로 전력을 생산하고 소비하는 구조의 피코 그리드 전력망에서 전기기기 및 에너지 저장장치의 충방전을 제어하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템 및 방법에 대한 것이다.
기술의 발전으로 전력망에 IT 기술을 접목한 스마트 그리드에 대한 관심이 높아지고, 관련 기술에 대한 연구 및 실용화가 증가하고 있는 추세에 있다. 스마트 그리드는 기존 전력망(발전→송배전→판매)에 정보기술(IT)을 접목하여, 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하고 에너지효율을 최적화하는 차세대 전력망을 말한다. IT기술이 발전하면서 에너지 부문에서도 양방향 통신 접목이 가능해지고, 태양ㆍ풍력 등 출력이 불규칙한 신재생 전원의 보급을 확대시킬 수 있다는 점에서 많은 관심을 끌고 있다.
이와 함께, 전력 생산 및 소비에 따른 환경 오염을 최소화하기 위해 신재생에너지 발전기술에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 신재생에너지는 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지를 의미한다. 신재생에너지는 유가의 불안정과 기후변화협약의 규제 대응 등으로 그 중요성이 커지게 되었다. 한국에서는 8개 분야의 재생에너지(태양열, 태양광발전, 바이오메스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지)와 3개 분야의 신에너지(연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지), 총 11개 분야를 신재생에너지로 지정하고 있다.
스마트 그리드 및 신재생에너지 발전기술의 발전으로 인하여 대규모의 전력을 생산하는 발전기의 개념과는 별도로 가정이나 빌딩 또는 주거단지 근처에 위치하여 소규모의 전력을 생산하는 발전기의 개념 및 필요성이 중요하게 대두되고 있다. 소규모 전력 생산 및 소비 형태의 스마트 그리드 전력망의 일례를 들면, 가정이나 빌딩에서 대략 5kW 이하의 전력을 생산 및 사용하는 피코 그리드(Pico Grid)가 있다. 피코 그리드는 신재생에너지 발전기와 에너지 저장장치를 포함하여 구성되며, 전력회사로부터 공급되는 전기 에너지 또는 신재생에너지 발전기에서 생산되는 전기 에너지를 에너지 저장장치에 충전하고, 영역(즉, 가정, 빌딩 등) 내에 위치한 전기기기들에게 전기 에너지를 공급한다.
스마트 그리드에서는 할당받은 전력을 가지고 영역 내의 전기 기기나 설비의 운전을 효율적으로 실시해 에너지 절약을 위해 에너지 관리 시스템을 포함한다. 에너지 관리 시스템은 스마트 그리드의 연장선에 있는 부분으로써 업무용 빌딩의 효율적 에너지 사용을 관리하는 빌딩 에너지 관리 시스템 BEMS (Building Energy Management System)과 가정의 효율적 에너지 사용을 목적으로 하는 가정 에너지 관리 시스템 HEMS (Home Energy Management System)가 있다.
하지만, 종래의 에너지 관리 시스템에서는 국가단위의 시스템으로 에너지의 효율적 사용 및 안정화를 위해 수요를 파악하고 수요에 맞춰 발전량을 조절하는 에너지 스케줄링을 수행하기 때문에, 가정, 빌딩, 주거단지에 붙게 되는 발전시설은 주로 신재생 에너지 발전으로써 이는 기존의 에너지 관리 시스템과 같이 파악된 수요에 맞게 발전량을 조절할 수가 없고 생성하는 전기에너지를 고객이 효율적으로 사용해야하는 피코 그리드에는 적용이 어려운 문제점이 있다. 즉, 종래의 에너지 관리시스템은 발전량을 파악된 수요에 맞추는 목적을 기반으로 하고 있으며 전기에너지의 충전과 방전, 가변적인 발전량이나 저장 등의 진정한 에너지관리 시스템으로서의 역할을 수행하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 신재생에너지 발전기의 발전량 및 에너지 저장장치의 저장 전력량을 근거로 에너지 저장장치의 충방전 및 전기기기의 전력 사용을 스케줄링하도록 한 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템은, 신재생에너지를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 신재생에너지 발전기; 상기 신재생에너지 발전기에서 생산되는 전기 에너지를 저장하고, 영역 내의 전기기기들에게 전력을 공급하는 에너지 저장장치; 및 상기 신재생에너지 발전기로부터 발전 전력량을 수신하여 발전 예측 정보를 생성하고, 상기 에너지 저장장치로부터의 저장 전력량과 상기 발전 전력량 및 발전 예측정보를 근거로 상기 에너지 저장장치의 충방전 제어 및 영역 내의 전기기기들의 전력 사용 제어를 위한 스케줄링 정보를 생성하고, 상기 스케줄링 정보를 근거로 상기 에너지 저장장치의 충방전 및 전기기기들의 전력 사용을 제어하는 에너지 관리 장치를 포함하고, 상기 에너지 관리 장치는, 상기 신재생에너지 발전기로부터 발전 전력량을 수신하는 발전기 관리부; 상기 발전기 관리부로부터의 발전 전력량을 근거로 발전량 예측정보를 생성하는 발전량 예측부; 상기 에너지 저장장치로부터 현재 저장된 전력량인 저장 전력량을 수신하고, 상기 스케줄링 정보를 근거로 충방전을 제어하는 제어신호를 생성하여 상기 에너지 저장장치로 전송하는 저장장치 관리부; 유틸리티 사업자 관리 서버로부터 전력 관련 정보를 수신하는 관리 서버 연계부; 상기 발전 전력량과 발전량 예측정보와 저장 전력량 및 전력 관련 정보를 근거로 상기 에너지 저장장치의 충방전 제어 및 상기 전기기기들의 전력 사용 제어를 위한 스케줄링 정보를 생성하고, 상기 생성된 스케줄링 정보를 상기 저장장치 관리부로 전송하는 스케줄링 생성부; 및 상기 스케줄링 생성부에서 생성된 스케줄링 정보를 근거로 영역 내의 전기기기들의 전력 사용을 제어하는 전기기기 제어부를 포함하며, 상기 스케줄링 생성부는, 상기 발전 전력량과 발전량 예측정보와 저장 전력량 및 전력 관련 정보를 이용하여 선형 최적화 문제를 생성하고, 상기 선형 최적화 문제를 풀이를 통해 상기 에너지 저장장치의 충방전 여부, 상기 전기기기들의 사용시간 및 사용세기 등의 조절정보를 포함하는 스케줄링 정보를 생성할 수 있다.
피코 그리드 전력망을 모니터링한 정보를 에너지 관리 장치로 전송하는 유틸리티 사업자 관리 서버를 더 포함한다.
유틸리티 사업자 관리 서버는, 유틸리티 사업자와 에너지 관리 장치 간에 거래되는 전기량인 판매 전기량 및 구입 전기량, 거래되는 전기량의 거래 비용인 판매비용 및 구입비용, 신재생에너지 발전기에서 1kwh를 생산하는데 드는 비용, 신재생에너지를 생산하고 소비 및 충전을 하지 않고 남아서 버리는 전기 에너지에 대한 비용을 중에 적어도 하나를 포함하는 전력 관련 정보를 에너지 관리 장치에게로 전송한다.
삭제
전기기기 제어부는, 전력을 이용하여 냉난방을 수행하여 전력소비가 큰 냉난방용 전기기기들의 전력 사용을 생성된 스케줄링 정보에 따라 제어하는 냉난방기기 제어모듈; 및 전력 소비가 작은 기타 전기기기들의 전력 사용을 생성된 스케줄링 정보에 따라 제어하는 기타기기 제어모듈을 포함한다.
스케줄링 생성부는, 발전 전력량과 저장장치의 충전 및 방전 효율, 유틸리티 사업자에게 사들이는 전기량과 파는 전기량, 생산된 에너지 미사용에 대한 산술적인 벌금으로 변환, 영역 내의 전기기기들의 에너지 사용을 포함하는 선형 최적화 문제를 생성한다.
삭제
스케줄링 생성부는, 신재생에너지 발전기에서 필요 전력에 해당하는 전기 에너지를 생산하는데 드는 비용과, 신재생에너지 발전기에서 생산된 전기 에너지 중에서 유틸리티 사업자에게 판매하는 비용, 및 유틸리티 사업자로부터 필요 전력을 구입하는데 드는 비용을 이용하여 총 비용을 산출하고, 총 비용을 최소화하는 스케줄링 정보를 생성한다.
스케줄링 생성부는, k번째 시간 동안 에너지 저장장치에 충전되는 총량, k번째 시간 동안 에너지 저장장치에서 방전하는 총량, 에너지 저장장치의 최대 저장 용량, 에너지 저장장치의 최대 방전 용량, 신재생에너지 발전기의 k번째 시간 동안의 발전량, k번째 시간 동안 유틸리티 사업자로부터 사들이는 전기의 량, k번째 시간 동안 유틸리티 사업자에게 파는 전기의 량, 신재생에너지 발전기에서 1kwh를 생산하는 데 드는 비용, 유틸리티 사업자로부터 에너지를 사들이는 비용, 유틸리티 사업자에게 에너지를 파는 비용, 신재생에너지를 생산하고 소비 및 충전을 하지 않고 남는 버리는 전기에너지에 대한 비용, 충전 효율, 영역 내의 모든 전기기기들의 에너지량을 이용하여 생성된 선형 최적화 문제의 해를 산출한다.
스케줄링 생성부는, k번째 시간 동안 사용자의 전기기기들에 대한 필요성 및 만족도와 전기기기의 전력 사용량을 근거로 영역 내의 모든 전기기기들의 에너지량을 산출한다.
스케줄링 생성부는, 일, 월, 분기, 반기, 년 단위의 복수의 전기기기들 각각의 필요성 및 만족도를 테이블 형태로 저장 및 관리한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법은, 에너지 관리 장치에 의해, 신재생에너지 발전기로부터 발전 전력량을 수신하는 단계; 상기 에너지 관리 장치에 의해, 상기 수신한 발전 전력량을 근거로 발전량 예측정보를 생성하는 단계; 상기 에너지 관리 장치에 의해, 에너지 저장장치로부터 현재 저장된 전력량인 저장 전력량을 수신하는 단계; 상기 에너지 관리 장치에 의해, 유틸리티 사업자 관리 서버로부터 전력 관련 정보를 수신하는 단계; 상기 에너지 관리 장치에 의해, 상기 발전 전력량과 발전량 예측정보와 저장 전력량 및 전력 관련 정보를 근거로 상기 에너지 저장장치의 충방전 제어 및 전기기기들의 전력 사용 제어를 위한 스케줄링 정보를 생성하는 단계; 상기 에너지 관리 장치에 의해, 상기 생성된 스케줄링 정보를 근거로 영역 내의 전기기기들의 전력 사용을 제어하는 단계; 및 상기 에너지 관리 장치에 의해, 상기 생성된 스케줄링 정보를 근거로 상기 에너지 저장장치의 충방전을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 스케줄링 정보를 생성하는 단계에서는, 상기 발전 전력량과 발전량 예측정보와 저장 전력량 및 전력 관련 정보를 이용하여 선형 최적화 문제를 생성하는 단계; 상기 생성된 선형 최적화 문제를 풀이를 통해 상기 에너지 저장장치의 충방전 여부, 상기 전기기기들의 사용시간 및 사용세기 등의 조절정보를 포함하는 스케줄링 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
전력 관련 정보를 수신하는 단계에서는, 유틸리티 사업자와 에너지 관리 장치 간에 거래되는 전기량인 판매 전기량 및 구입 전기량, 거래되는 전기량의 거래 비용인 판매비용 및 구입비용, 신재생에너지 발전기에서 1kwh를 생산하는데 드는 비용, 신재생에너지를 생산하고 소비 및 충전을 하지 않고 남아서 버리는 전기 에너지에 대한 비용을 중에 적어도 하나를 포함하는 전력 관련 정보를 수신한다.
전기기기들의 전력 사용을 제어하는 단계는, 에너지 관리 장치에 의해, 전력을 이용하여 냉난방을 수행하여 전력소비가 큰 냉난방용 전기기기들의 전력 사용을 생성된 스케줄링 정보에 따라 제어하는 단계; 및 에너지 관리 장치에 의해, 전력 소비가 작은 기타 전기기기들의 전력 사용을 생성된 스케줄링 정보에 따라 제어하는 단계를 포함한다.
삭제
선형 최적화 문제를 생성하는 단계에서는, 발전 전력량과 저장장치의 충전 및 방전 효율, 유틸리티 사업자에게 사들이는 전기량과 파는 전기량, 생산된 에너지 미사용에 대한 산술적인 벌금으로 변환, 영역 내의 전기기기들의 에너지 사용을 포함하는 선형 최적화 문제를 생성한다.
스케줄링 정보를 생성하는 단계는, 신재생에너지 발전기에서 필요 전력에 해당하는 전기 에너지를 생산하는데 드는 비용과, 신재생에너지 발전기에서 생산된 전기 에너지 중에서 유틸리티 사업자에게 판매하는 비용, 및 유틸리티 사업자로부터 필요 전력을 구입하는데 드는 비용을 이용하여 총 비용을 산출하고, 총 비용을 최소화하는 스케줄링 정보를 생성한다.
스케줄링 정보를 생성하는 단계는, k번째 시간 동안 에너지 저장장치에 충전되는 총량, k번째 시간 동안 에너지 저장장치에서 방전하는 총량, 에너지 저장장치의 최대 저장 용량, 에너지 저장장치의 최대 방전 용량, 신재생에너지 발전기의 k번째 시간 동안의 발전량, k번째 시간 동안 유틸리티 사업자로부터 사들이는 전기의 량, k번째 시간 동안 유틸리티 사업자에게 파는 전기의 량, 신재생에너지 발전기에서 1kwh를 생산하는 데 드는 비용, 유틸리티 사업자로부터 에너지를 사들이는 비용, 유틸리티 사업자에게 에너지를 파는 비용, 신재생에너지를 생산하고 소비 및 충전을 하지 않고 남는 버리는 전기에너지에 대한 비용, 충전 효율, 영역 내의 모든 전기기기들의 에너지량을 이용하여 생성된 선형 최적화 문제의 해를 산출한다.
스케줄링 정보를 생성하는 단계는, k번째 시간 동안 사용자의 전기기기들에 대한 필요성 및 만족도와 전기기기의 전력 사용량을 근거로 영역 내의 모든 전기기기들의 에너지량을 산출한다.
스케줄링 정보를 생성하는 단계는, 일, 월, 분기, 반기, 년 단위의 복수의 전기기기들 각각의 필요성 및 만족도를 테이블 형태로 저장 및 관리하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템 및 방법은 신재생에너지 발전기의 발전량 및 에너지 저장장치의 저장 전력량을 근거로 영역 내의 전기기기들의 전기 사용 및 에너지 저장장치의 충방전을 제어함으로써, 피코 그리드에서 에너지의 최적화 스케줄링이 가능하여 효율적으로 전력을 사용 및 관리할 수 있고, 사용자의 전력사용요금을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 볼 발명의 실시예에 따른 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 에너지 관리 장치를 설명하기 위한 블록도.
도 3은 도 2의 전기기기 제어부를 설명하기 위한 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 1은 볼 발명의 실시예에 따른 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 에너지 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 도 2의 전기기기 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템은 신재생에너지 발전기(100), 에너지 저장장치(200), 유틸리티 사업자 관리 서버(300), 에너지 관리 장치(400)를 포함하여 구성된다.
신재생에너지 발전기(100)는 가정 또는 빌딩과 같이 소규모 영역에 설치된 전기기기(500)들에게 공급되는 전기 에너지(즉, 전력)를 생산한다. 이때, 신재생에너지 발전기(100)는 태양열, 태양광발전, 바이오메스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지 등의 재생에너지와, 연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지 등의 신에너지를 포함하는 신재생에너지를 생산하는 신재생에너지 발전기(100)로 구성된다. 신재생에너지 발전기(100)는 발전기의 발전 전력량을 에너지 관리 장치(400)에게로 전송한다.
에너지 저장장치(200)는 필요에 따라 신재생에너지 발전기(100)에서 생성된 전기 에너지를 저장한다. 에너지 저장장치(200)는 저장된 전기 에너지를 해당 영역에 위치한 전기기기(500)들에게 공급한다. 에너지 저장장치(200)는 2차 전지 등과 같이 신재생에너지 발전기(100)에서 생산한 신재생에너지의 충전과, 저장된 신재생에너지의 방전이 가능한 에너지 저장장치(200)로 구성된다. 즉, 에너지 저장장치(200)는 신재생에너지 발전기(100)의 발전량이 많을 때에는 충전하고, 신재생에너지 발전기(100)의 발전량이 적을 때에는 방전하여 전기기기(500)들에게 전원을 공급한다. 에너지 저장장치(200)는 최대 저장 용량, 최대 방전 용량, 현재 저장 용량 등을 포함하는 정보를 에너지 관리 장치(400)에게로 전송한다.
유틸리티 사업자 관리 서버(300)는 전체 전력망을 모니터링하고, 전체 전력망에 관련된 정보인 전력 관련 정보를 수집하여 에너지 관리 장치(400)에게로 전송한다. 이때, 유틸리티 사업자 관리 서버(300)는 유틸리티 사업자와 에너지 관리 장치(400) 간에 거래되는 전기량(즉, 판매 전기량, 구입 전기량) 및 거래 비용(즉, 판매비용, 구입비용), 발전기에서 1kwh를 생산하는데 드는 비용, 신재생에너지를 생산하고 소비 및 충전을 하지 않고 남아서 버리는 전기 에너지에 대한 비용 등을 포함하는 전력 관련 정보를 에너지 관리 장치(400)에게로 전송한다. 이때, 유틸리티 사업자 관리 서버(300)는 에너지 관리 장치(400)들이 오류 없이 동작할 수 있도록 관리정보를 제공하고, 복수의 에너지 관리 장치(400)를 제어할 수도 있다.
에너지 관리 장치(400)는 신재생에너지의 발전량 및 보유한 전기 에너지를 고려하여 수요를 조절하는 목적으로 가정 혹은 빌딩에 설치되어 유틸리티 사업자 관리 서버(300)로부터 수신하는 정보 및 제어데이터를 처리한다. 에너지 관리 장치(400)의 일례로는, 업무용 빌딩의 효율적 에너지 사용을 관리하는 빌딩 에너지 관리 시스템(BEMS; Building Energy Management System)과 가정의 효율적 에너지 사용을 목적으로 하는 가정 에너지 관리 시스템(HEMS; Home Energy Management System)이 있다. 빌딩 에너지 관리 시스템 또는 가정 에너지 관리 시스템은 종래에도 스마트 그리드 적용에 따라 최근에 많이 사용되고 있지만, 현재까지는 할당받은 전력을 가지고 영역 내의 전기 기기나 설비의 운전을 효율적으로 실시해 에너지 절약을 실현하는 데에 초점이 맞춰져 있을 뿐, 가변적인 발전량이나 저장 등의 진정한 에너지관리 시스템으로서의 역할을 수행하고 있지는 않다. 이에, 본 발명에 따란 에너지 관리 장치(400)는 향후 스마트 그리드 기술의 발전과 보급화로써 가정이나 빌딩 단위에도 추가될 신재생에너지 발전기(100) 및 에너지 저장장치(200)를 고려하여 전기 기기나 설비의 운전을 스케줄링하고 관리한다. 에너지 관리 장치(400)는 기존의 가정이나 빌딩에서 사용되는 에너지 관리 시스템과는 달리 신재생에너지 발전기(100)에서 생성되는 발전 전력에 대한 고려사항, 전기에너지 저장소에 저장 및 저장된 전력에 관한 고려사항, 및 기존의 에너지 관리 시스템과 같은 부하기기 들의 전력사용 조절에 관한 고려사항들을 모두 반영하여 효율적인 전력의 사용과 낮은 전력사용요금을 목적으로 관리 및 제어한다. 에너지 관리 장치(400)는 더욱 빠르고 정확하게 스케줄링을 하기 위해 고려하는 모든 시스템들을 선형성을 갖는 방정식 또는 부등식 같은 수학적 모델로 모델링 하여 최적화 문제를 형성하고 또한 날씨 및 계절 정보 등을 고려하는 인자를 추가하여 다양한 상황을 고려함으로써 깨질 수 있는 선형성을 유지하는 솔루션을 제공한다.
에너지 관리 장치(400)는 신재생에너지 발전기(100)의 발전량 및 에너지 저장장치(200)에 저장된 전기 에너지를 근거로 영역 내의 전기기기(500)들의 전력 수요를 제어한다. 즉, 에너지 관리 장치(400)는 가정, 빌딩 내부의 전기기기(500)의 전력사용량을 모니터링하고 제어한다.
에너지 관리 장치(400)는 신재생에너지 발전기(100)의 전기 에너지 생산량을 모니터링한다. 즉, 에너지 관리 장치(400)는 가정, 건물 등의 영역 주변에 위치한 신재생에너지를 생산하는 신재생에너지 발전기(100)의 발전량을 모니터링한다. 이때, 에너지 관리 장치(400)는 신재생에너지 발전기(100)의 발전량을 제어할 수도 있다.
에너지 관리 장치(400)는 에너지 저장장치(200)의 전기 에너지 저장량을 모니터링한다. 즉, 에너지 관리 장치(400)는 가정, 건물 등의 영역 주변에 위치한 에너지 저장장치(200)의 전기 에너지 저장량을 모니터링한다. 이때, 에너지 관리 장치(400)는 전기 에너지의 발전량 및 저장량을 근거로 에너지 저장장치(200)의 충전 및 방전을 제어한다.
이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 에너지 관리 장치(400)는 발전기 관리부(410), 발전량 예측부(420), 저장장치 관리부(430), 관리 서버 연계부(440), 스케줄링 생성부(450), 전기기기 제어부(460)를 포함하여 구성된다.
발전기 관리부(410)는 신재생에너지를 발전하는 하나 이상의 신재생에너지 발전기(100)로부터 발전 전력량을 수신한다. 발전기 관리부(410)는 수신한 발전 전력량을 발전량 예측부(420) 및 스케줄링 생성부(450)에게로 전송한다.
발전량 예측부(420)는 발전기 관리부(410)로부터 수신한 전력량 정보를 근거로 향후 발전량인 발전량 예측정보를 생성한다.
저장장치 관리부(430)는 에너지 저장장치(200)에 현재 저장되어 있는 저장 전력량의 정보를 수집한다. 저장장치 관리부(430)는 수집한 저장 전력량을 스케줄링 생성부(450)에 전송한다. 저장장치 관리부(430)는 스케줄링 생성부(450)에서 생성되는 스케줄링 정보를 근거로 에너지 저장장치(200)의 충전 및 방전을 제어한다.
관리 서버 연계부(440)는 유틸리티 사업자 관리 서버(300)로부터 현재 전체적인 전력에 관한 정보인 전력 관련 정보를 수신한다. 관리 서버 연계부(440)는 수신한 전력 관련 정보를 스케줄링 생성부(450)로 전송한다.
스케줄링 생성부(450)는 발전 전력량, 발전량 예측정보, 저장 전력량 및 전력 관련 정보를 근거로 영역 내의 전기기기(500)들의 전력 사용을 스케줄링하기 위한 스케줄링 정보를 생성한다. 즉, 스케줄링 생성부(450)는 발전기 관리부(410)로부터의 발전 전력량과, 발전량 예측부(420)로부터의 발전량 예측정보와, 저장장치 관리부(430)로부터의 저장 전력량 및 관리 서버 연계부(440)로부터의 전력 관련 정보를 근거로 에너지 저장장치(200)의 충전/방전, 영역 내의 전기기기(500)들의 전기 소비량을 제어하기 위한 스케줄링 정보를 생성한다. 스케줄링 생성부(450)는 생성한 스케줄링 정보를 저장장치 관리부(430) 및 전기기기 제어부(460)로 전송하여 전력 사용을 제어한다.
이때, 스케줄링 생성부(450)는 발전 전력량, 발전량 예측정보 및 저장 전력량 및 전력 관련 정보를 이용하여 선형 최적화 문제를 생성한다. 스케줄링 생성부(450)는 생성한 선형 최적화 문제의 풀이를 시도하여 해를 구할 수 없으면 선형 최적화 문제를 변환하여 재구성한다. 스케줄링 생성부(450)는 생성한 선형 최적화 문제를 풀면 에너지 저장장치(200)의 충방전 여부, 냉난방전기기기(500)와 기타 전기기기(500)들의 사용시간 및 사용세기 등의 조절정보를 포함하는 스케줄링 정보를 생성한다. 스케줄링 생성부(450)는 생성한 스케줄링 정보를 저장장치 관리부(430) 및 전기기기 제어부(460)로 전송하여 에너지 저장장치(200)의 충방전, 전기기기(500)의 전력 사용을 제어한다. 이때, 스케줄링 생성부(450)는 소정시간 간격으로 스케줄링 정보를 생성하여 저장장치 관리부(430) 및 전기기기 제어부(460)로 전송한다.
여기서, 스케줄링 생성부(450)는 신재생에너지 발전량, 전기에너지 충방전 및 효율, 유틸리티 사업자에게 사들이는 전기량과 파는 전기량, 생산된 에너지 미사용에 대한 산술적인 벌금으로 변환, 영역 내의 전기기기(500)들의 에너지 사용을 포함하는 선형 최적화 문제를 생성한다. 예를 들어, 스케줄링 생성부(450)는 하기의 수학식1과 같이 선형 최적화 문제를 생성한다.
먼저, 하기의 수학식1에 사용되는 기호들을 정의하면 아래와 같다.
Ck는 k번째 시간 동안에 드는 총비용
Sc ,k는 k번째 시간 동안 에너지 저장장치(200)에 충전되는 총량
Sd ,k는 k번째 시간 동안 에너지 저장장치(200)에서 방전하는 총량
CR은 에너지 저장장치(200)의 최대 저장 용량, DCR은 에너지 저장장치(200)의 최대 방전 용량
Gk는 신재생에너지 발전기(100)의 k번째 시간 동안의 발전량
Gb ,k 는 k번째 시간 동안 유틸리티 사업자로부터 사들이는 전기의 량
Gs ,k 는 k번째 시간 동안 유틸리티 사업자에게 파는 전기의 량
CG는 신재생에너지 발전기(100)에서 1kwh를 생산하는 데 드는 비용
CGb는 유틸리티 사업자로부터 에너지를 사들이는 비용
CGs는 유틸리티 사업자에게 에너지를 파는 비용
CPG는 신재생에너지를 생산하고 소비 및 충전을 하지 않고 남는 버리는 전기에너지에 대한 비용
μc는 충전 효율
Lk는 가정이나 빌딩에서 사용되는 모든 전기기기(500)들의 에너지량
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Figure 112011075823708-pat00002
Figure 112011075823708-pat00003
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여기서, Ck는 필요한 전기를 획득하는 총 비용에서 남는 에너지를 유틸리티 쪽으로 파는 비용을 뺀 값으로써, 첫 번째 항(즉, 수학식 1의 Gk·CG)은 신재생에너지에서 필요 전력을 생성하는 데 드는 비용, 두 번째 항(즉, 수학식 1의 Gb,k·CGb)은 유틸리티로부터 필요 에너지를 구입하는데 드는 비용, 세 번째 항(즉, 수학식 1의 Gs ,k·CGs)은 남는 에너지를 유틸리티 사업자에게 파는 비용, 마지막 항(즉, 수학식 1의 (Gk max-Gk)·CPG)은 신재생에너지에서 생산한 전력이 소비, 충전, 판매가 되지 않고 버려지는 부분에 대한 비용이다.
이때, 스케줄링 생성부(450)는 k번째 시간에 드는 총비용을 최소화하는데, 최대 충전 및 방전 용량과 신재생에너지 발전량과 유틸리티로부터 사는 전기량과 파는 전기량 및 부하들이 소모하는 전기량 하에서 총비용을 최소화한다. 이때, 스케줄링 생성부(450)는 총비용을 최소화하는 에너지 저장장치(200)의 k번째 시간 동안 에너지 저장장치(200)에서 충전하는 총량(Sc ,k) 및 에너지 저장장치(200)의 k번째 시간 동안 에너지 저장장치(200)에서 방전하는 총량(Sd ,k)을 포함하는 스케줄링 정보를 생성한다.
여기서, Lk는 가정이나 건물 내의 냉난방 및 전기기기(500)가 필요로 하는 전기량과 날씨 및 계절에 맞는 필요성 및 만족도를 고려하여 하기의 수학식2와 같은 관계를 지닌다.
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Figure 112011075823708-pat00014
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이때, ω1,k 와 ω2,k는 k번째 시간대에 사용자가 냉난방기기 및 전기기기(500)를 사용하는 데에 있어서 필요성/만족도를 나타내는 벡터이고, T는 냉난방기기의 전력사용량, D는 전기기기(500)의 전력사용량을 나타내는 벡터이다. 예를 들면, 여름에 온풍기에 대한 ω온풍기값은 작지만, 에어컨에 대한 ω에어컨값은 클 것으로 추정된다.
또한, 스케줄링 생성부(450)는 날씨 및 계절에 맞게 일, 월, 분기, 반기, 년 단위의 각 전기기기(500)별 필요성 및 만족도를 나타내는 ω1,k 와 ω2,k의 최대 및 최소값을 테이블 형식으로 준비하여 최적화 문제를 구성하고 풀 때 적용한다. 이때, 스케줄링 생성부(450)는 날씨 및 계절에 맞게 일, 월, 분기, 반기, 년 단위의 각 전기기기(500)별 필요성 및 만족도를 자체 생성하거나, 유틸리티 사업자 관리 서버(300)로부터 제공받는다.
전기기기 제어부(460)는 스케줄링 생성부(450)에서 생성한 스케줄링 정보를 근거로 전기기기(500)들의 전력 사용을 제어한다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 전기기기 제어부(460)는 에어컨, 전기보일러, 히터 등과 같이 전력을 이용하여 냉난방을 수행하여 전력소비가 큰 냉난방기기들의 전력 사용을 스케줄링 생성부(450)에서 생성된 스케줄링 정보에 따라 제어하는 냉난방기기 제어모듈(462), 및 TV, 오디오, 전등 등과 같이 전력 소비가 작은 기타 전기기기(500)의 전력 사용을 스케줄링 생성부(450)에서 생성된 스케줄링 정보에 따라 제어하는 기타기기 제어모듈(464)을 포함한다.
상술한 바와 같이, 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템은 신재생에너지 발전기(100)의 발전량 및 에너지 저장장치(200)의 저장 전력량을 근거로 영역 내의 전기기기(500)들의 전기 사용 및 에너지 저장장치(200)의 충방전을 제어함으로써, 피코 그리드에서 에너지의 최적화 스케줄링이 가능하여 효율적으로 전력을 사용 및 관리할 수 있고, 사용자의 전력사용요금을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 에너지 관리 장치(400)는 신재생에너지 발전기(100)로부터 발전 전력량을 수신한다(S110). 에너지 관리 장치(400)는 수신한 발전 전력량을 근거로 발전량 예측 정보를 생성한다(S120).
에너지 관리 장치(400)는 에너지 저장장치(200)로부터 현재 저장된 전력량인 저장 전력량을 수신한다(S130). 이때, 에너지 저장장치(200)는 최대 저장 용량, 최대 방전 용량, 현재 저장 용량 등을 포함하는 정보를 에너지 관리 장치(400)에게로 전송한다.
에너지 관리 장치(400)는 유틸리티 사업자 관리 서버(300)로부터 전력 관련 정보를 수신한다(S140). 이때, 에너지 관리 장치(400)는 유틸리티 사업자와 에너지 관리 장치(400) 간에 거래되는 전기량(즉, 판매 전기량, 구입 전기량) 및 거래 비용(즉, 판매비용, 구입비용), 발전기에서 1kwh를 생산하는데 드는 비용, 신재생에너지를 생산하고 소비 및 충전을 하지 않고 남아서 버리는 전기 에너지에 대한 비용 등을 포함하는 전력 관련 정보를 유틸리티 사업자 관리 서버(300)로부터 수신한다.
에너지 관리 장치(400)는 수신한 정보들을 이용하여 선형 최적화 문제를 구성한다(S150). 이때, 에너지 관리 장치(400)는 발전 전력량, 발전량 예측정보 및 저장 전력량 및 전력 관련 정보를 이용하여 선형 최적화 문제를 생성한다. 즉, 에너지 관리 장치(400)는 신재생에너지 발전량, 전기에너지 충방전 및 효율, 유틸리티 사업자에게 사들이는 전기량과 파는 전기량, 생산된 에너지 미사용에 대한 산술적인 벌금으로 변환, 영역 내의 전기기기(500)들의 에너지 사용을 포함하는 선형 최적화 문제를 생성한다.
에너지 관리 장치(400)는 생성한 선형 최적화 문제의 풀이를 시도한다. 선형 최적화 문제의 해를 구할 수 없으면(S160; 아니오), 에너지 관리 장치(400)는 선형 최적화 문제를 변환하여 재구성한다(S170).
에너지 관리 장치(400)는 생성한 선형 최적화 문제를 풀이를 통해 도출되는 해를 스케줄링 정보로 생성한다(S180). 즉, 에너지 관리 장치(400)는 에너지 저장장치(200)의 충방전 여부, 냉난방전기기기(500)와 기타 전기기기(500)들의 사용시간 및 사용세기 등의 조절정보를 포함하는 스케줄링 정보를 생성한다.
에너지 관리 장치(400)는 기생성한 스케줄링 정보를 근거로 전기기기(500)의 전력 사용을 제어하고(S190), 기생성한 스케줄링 정보를 근거로 에너지 저장장치(200)의 충방전을 제어한다(S200). 이때, 에너지 관리 장치(400)는 소정시간 간격으로 스케줄링 정보를 생성하여 전기기기(500)의 전력 사용 및 에너지 저장장치(200)의 충방전을 제어한다.
상술한 바와 같이, 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법은 신재생에너지 발전기(100)의 발전량 및 에너지 저장장치(200)의 저장 전력량을 근거로 영역 내의 전기기기(500)들의 전기 사용 및 에너지 저장장치(200)의 충방전을 제어함으로써, 피코 그리드에서 에너지의 최적화 스케줄링이 가능하여 효율적으로 전력을 사용 및 관리할 수 있고, 사용자의 전력사용요금을 절감할 수 있는 효과가 있다.
상술한 본 발명의 실시예에서는 가정이나 빌딩의 에너지 관리를 함에 있어서 발전 및 저장까지도 고려하여 에너지 사용을 최적화하는 방법을 예를 들어 설명하였으나, 소규모의 발전, 저장, 배전의 형태를 갖는 시스템에서 에너지를 효율적으로 관리하는 분야(예를 들면, 자가발전 기능과 배터리를 갖는 전기 자동차 등)에 적용할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: 신재생에너지 발전기 200: 에너지 저장장치
300: 유틸리티 사업자 관리 서버 400: 에너지 관리 장치
410: 발전기 관리부 420: 발전량 예측부
430: 저장장치 관리부 440: 관리 서버 연계부
450: 스케줄링 생성부 460: 전기기기 제어부
462: 냉난방기기 제어모듈 464: 기타기기 제어모듈
500: 전기기기

Claims (20)

  1. 신재생에너지를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 신재생에너지 발전기;
    상기 신재생에너지 발전기에서 생산되는 전기 에너지를 저장하고, 영역 내의 전기기기들에게 전력을 공급하는 에너지 저장장치; 및
    상기 신재생에너지 발전기로부터 발전 전력량을 수신하여 발전 예측 정보를 생성하고, 상기 에너지 저장장치로부터의 저장 전력량과 상기 발전 전력량 및 발전 예측정보를 근거로 상기 에너지 저장장치의 충방전 제어 및 영역 내의 전기기기들의 전력 사용 제어를 위한 스케줄링 정보를 생성하고, 상기 스케줄링 정보를 근거로 상기 에너지 저장장치의 충방전 및 전기기기들의 전력 사용을 제어하는 에너지 관리 장치를 포함하고,
    상기 에너지 관리 장치는, 상기 신재생에너지 발전기로부터 발전 전력량을 수신하는 발전기 관리부; 상기 발전기 관리부로부터의 발전 전력량을 근거로 발전량 예측정보를 생성하는 발전량 예측부; 상기 에너지 저장장치로부터 현재 저장된 전력량인 저장 전력량을 수신하고, 상기 스케줄링 정보를 근거로 충방전을 제어하는 제어신호를 생성하여 상기 에너지 저장장치로 전송하는 저장장치 관리부; 유틸리티 사업자 관리 서버로부터 전력 관련 정보를 수신하는 관리 서버 연계부; 상기 발전 전력량과 발전량 예측정보와 저장 전력량 및 전력 관련 정보를 근거로 상기 에너지 저장장치의 충방전 제어 및 상기 전기기기들의 전력 사용 제어를 위한 스케줄링 정보를 생성하고, 상기 생성된 스케줄링 정보를 상기 저장장치 관리부로 전송하는 스케줄링 생성부; 및 상기 스케줄링 생성부에서 생성된 스케줄링 정보를 근거로 영역 내의 전기기기들의 전력 사용을 제어하는 전기기기 제어부를 포함하며,
    상기 스케줄링 생성부는,
    상기 발전 전력량과 발전량 예측정보와 저장 전력량 및 전력 관련 정보를 이용하여 선형 최적화 문제를 생성하고, 상기 선형 최적화 문제를 풀이를 통해 상기 에너지 저장장치의 충방전 여부, 상기 전기기기들의 사용시간 및 사용세기 등의 조절정보를 포함하는 스케줄링 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    피코 그리드 전력망을 모니터링한 정보를 상기 에너지 관리 장치로 전송하는 유틸리티 사업자 관리 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 유틸리티 사업자 관리 서버는,
    유틸리티 사업자와 상기 에너지 관리 장치 간에 거래되는 전기량인 판매 전기량 및 구입 전기량, 상기 거래되는 전기량의 거래 비용인 판매비용 및 구입비용, 상기 신재생에너지 발전기에서 1kwh를 생산하는데 드는 비용, 신재생에너지를 생산하고 소비 및 충전을 하지 않고 남아서 버리는 전기 에너지에 대한 비용을 중에 적어도 하나를 포함하는 전력 관련 정보를 상기 에너지 관리 장치에게로 전송하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1항에 있어서,
    상기 전기기기 제어부는,
    전력을 이용하여 냉난방을 수행하여 전력소비가 큰 냉난방용 전기기기들의 전력 사용을 상기 생성된 스케줄링 정보에 따라 제어하는 냉난방기기 제어모듈; 및
    전력 소비가 작은 기타 전기기기들의 전력 사용을 상기 생성된 스케줄링 정보에 따라 제어하는 기타기기 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템.
  6. 삭제
  7. 청구항 1항에 있어서,
    상기 스케줄링 생성부는,
    상기 발전 전력량과 저장장치의 충전 및 방전 효율, 유틸리티 사업자에게 사들이는 전기량과 파는 전기량, 생산된 에너지 미사용에 대한 산술적인 벌금으로 변환, 영역 내의 전기기기들의 에너지 사용을 포함하는 선형 최적화 문제를 생성하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템.
  8. 청구항 1항에 있어서,
    상기 스케줄링 생성부는,
    상기 신재생에너지 발전기에서 필요 전력에 해당하는 전기 에너지를 생산하는데 드는 비용과, 상기 신재생에너지 발전기에서 생산된 전기 에너지 중에서 상기 유틸리티 사업자에게 판매하는 비용, 및 유틸리티 사업자로부터 필요 전력을 구입하는데 드는 비용을 이용하여 총 비용을 산출하고, 상기 총 비용을 최소화하는 스케줄링 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템.
  9. 청구항 1항에 있어서,
    상기 스케줄링 생성부는,
    k번째 시간 동안 상기 에너지 저장장치에 충전되는 총량, k번째 시간 동안 상기 에너지 저장장치에서 방전하는 총량, 상기 에너지 저장장치의 최대 저장 용량, 상기 에너지 저장장치의 최대 방전 용량, 상기 신재생에너지 발전기의 k번째 시간 동안의 발전량, k번째 시간 동안 유틸리티 사업자로부터 사들이는 전기의 량, k번째 시간 동안 유틸리티 사업자에게 파는 전기의 량, 상기 신재생에너지 발전기에서 1kwh를 생산하는 데 드는 비용, 유틸리티 사업자로부터 에너지를 사들이는 비용, 유틸리티 사업자에게 에너지를 파는 비용, 신재생에너지를 생산하고 소비 및 충전을 하지 않고 남는 버리는 전기에너지에 대한 비용, 충전 효율, 영역 내의 모든 전기기기들의 에너지량을 이용하여 상기 생성된 선형 최적화 문제의 해를 산출하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 스케줄링 생성부는,
    k번째 시간 동안 사용자의 전기기기들에 대한 필요성 및 만족도와 전기기기의 전력 사용량을 근거로 영역 내의 모든 전기기기들의 에너지량을 산출하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 스케줄링 생성부는,
    일, 월, 분기, 반기, 년 단위의 복수의 전기기기들 각각의 필요성 및 만족도를 테이블 형태로 저장 및 관리하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 시스템.
  12. 에너지 관리 장치에 의해, 신재생에너지 발전기로부터 발전 전력량을 수신하는 단계;
    상기 에너지 관리 장치에 의해, 상기 수신한 발전 전력량을 근거로 발전량 예측정보를 생성하는 단계;
    상기 에너지 관리 장치에 의해, 에너지 저장장치로부터 현재 저장된 전력량인 저장 전력량을 수신하는 단계;
    상기 에너지 관리 장치에 의해, 유틸리티 사업자 관리 서버로부터 전력 관련 정보를 수신하는 단계;
    상기 에너지 관리 장치에 의해, 상기 발전 전력량과 발전량 예측정보와 저장 전력량 및 전력 관련 정보를 근거로 상기 에너지 저장장치의 충방전 제어 및 전기기기들의 전력 사용 제어를 위한 스케줄링 정보를 생성하는 단계;
    상기 에너지 관리 장치에 의해, 상기 생성된 스케줄링 정보를 근거로 영역 내의 전기기기들의 전력 사용을 제어하는 단계; 및
    상기 에너지 관리 장치에 의해, 상기 생성된 스케줄링 정보를 근거로 상기 에너지 저장장치의 충방전을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 스케줄링 정보를 생성하는 단계에서는,
    상기 발전 전력량과 발전량 예측정보와 저장 전력량 및 전력 관련 정보를 이용하여 선형 최적화 문제를 생성하는 단계;
    상기 생성된 선형 최적화 문제를 풀이를 통해 상기 에너지 저장장치의 충방전 여부, 상기 전기기기들의 사용시간 및 사용세기 등의 조절정보를 포함하는 스케줄링 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 전력 관련 정보를 수신하는 단계에서는,
    유틸리티 사업자와 상기 에너지 관리 장치 간에 거래되는 전기량인 판매 전기량 및 구입 전기량, 상기 거래되는 전기량의 거래 비용인 판매비용 및 구입비용, 상기 신재생에너지 발전기에서 1kwh를 생산하는데 드는 비용, 신재생에너지를 생산하고 소비 및 충전을 하지 않고 남아서 버리는 전기 에너지에 대한 비용을 중에 적어도 하나를 포함하는 전력 관련 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 전기기기들의 전력 사용을 제어하는 단계는,
    상기 에너지 관리 장치에 의해, 전력을 이용하여 냉난방을 수행하여 전력소비가 큰 냉난방용 전기기기들의 전력 사용을 상기 생성된 스케줄링 정보에 따라 제어하는 단계; 및
    상기 에너지 관리 장치에 의해, 전력 소비가 작은 기타 전기기기들의 전력 사용을 상기 생성된 스케줄링 정보에 따라 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법.
  15. 삭제
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 선형 최적화 문제를 생성하는 단계에서는,
    상기 발전 전력량과 저장장치의 충전 및 방전 효율, 유틸리티 사업자에게 사들이는 전기량과 파는 전기량, 생산된 에너지 미사용에 대한 산술적인 벌금으로 변환, 영역 내의 전기기기들의 에너지 사용을 포함하는 선형 최적화 문제를 생성하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 스케줄링 정보를 생성하는 단계는,
    상기 신재생에너지 발전기에서 필요 전력에 해당하는 전기 에너지를 생산하는데 드는 비용과, 상기 신재생에너지 발전기에서 생산된 전기 에너지 중에서 상기 유틸리티 사업자에게 판매하는 비용, 및 유틸리티 사업자로부터 필요 전력을 구입하는데 드는 비용을 이용하여 총 비용을 산출하고, 상기 총 비용을 최소화하는 스케줄링 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 스케줄링 정보를 생성하는 단계는,
    k번째 시간 동안 상기 에너지 저장장치에 충전되는 총량, k번째 시간 동안 상기 에너지 저장장치에서 방전하는 총량, 상기 에너지 저장장치의 최대 저장 용량, 상기 에너지 저장장치의 최대 방전 용량, 상기 신재생에너지 발전기의 k번째 시간 동안의 발전량, k번째 시간 동안 유틸리티 사업자로부터 사들이는 전기의 량, k번째 시간 동안 유틸리티 사업자에게 파는 전기의 량, 상기 신재생에너지 발전기에서 1kwh를 생산하는 데 드는 비용, 유틸리티 사업자로부터 에너지를 사들이는 비용, 유틸리티 사업자에게 에너지를 파는 비용, 신재생에너지를 생산하고 소비 및 충전을 하지 않고 남는 버리는 전기에너지에 대한 비용, 충전 효율, 영역 내의 모든 전기기기들의 에너지량을 이용하여 상기 생성된 선형 최적화 문제의 해를 산출하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법.
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    상기 스케줄링 정보를 생성하는 단계는,
    k번째 시간 동안 사용자의 전기기기들에 대한 필요성 및 만족도와 전기기기의 전력 사용량을 근거로 영역 내의 모든 전기기기들의 에너지량을 산출하는 것을 특징으로 하는 피코 그리드의 전력사용 스케줄링 방법.
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