KR101839309B1 - 선택형 전력수요 관리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 선택형 전력수요 관리장치는 전력의 수요 감축과 관련된 입찰량이 포함된 입찰 정보를 복수의 수용가로부터 획득하는 획득부; 각 입찰 정보를 이용해서 각 수용가의 인정량을 산정하는 산정부; 복수의 상기 인정량을 이용해서 상기 전력의 공급자에게 입찰할 전력의 수요 감축량을 산정하는 입찰부; 상기 공급자로부터 낙찰된 상기 수요 감축량을 이용해서 상기 수용가별로 낙찰량을 책정하는 책정부;를 포함할 수 있다.

Description

선택형 전력수요 관리장치{DISTRIBUTED ESS MANAGEMENT APPARATUS}
본 발명은 전력수요를 감축시킬 수 있는 선택형 전력수요 관리장치에 관한 것이다.
산업의 발달과 더불어 전력수요가 점차 증대되고 있으며 주야간, 계절간, 일별간 전력 사용량의 격차가 점차 심화되고 있다.
최근에 이러한 이유로 계통의 잉여 전력을 활용하여 피크부하를 삭감하기 위한 많은 기술들이 빠르게 개발되고 있는데, 이러한 기술들 중에서 대표적인 것이 계통의 잉여 전력을 전지에 저장하거나 계통의 부족 전력을 전지에서 공급해주는 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System)이지만, 이와 별도로, 전력수요를 소프트웨어적으로 관리하여 전력 비용을 낮추는 장치의 개발이 필요하다.
한국등록특허공보 제0352457호에는 인터넷 통신망을 통하여 전기공급자의 서버에 직접 접속하여 원격 검침 관리체계의 자동화와, 여름철 피크 부하시 사용전력량을 시간대 별로 집계하여 별도의 전력요금을 부가하여 부하의 분산 유도 및, 필요한 경우 전기 사용자와 공급자간의 별도 계약에 따라 가정 또는 상업용 에어컨을 원격제어할 수 있는 기술이 개시되고 있다. 그러나, 각 수용가의 전력 소모를 억제하도록 유도하는 기술은 나타나지 않고 있다.
한국등록특허공보 제0352457호
본 발명은 본 발명은 전력수요를 감축시킬 수 있는 선택형 전력수요 관리장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 선택형 전력수요 관리장치는 전력의 수요 감축과 관련된 입찰량이 포함된 입찰 정보를 복수의 수용가로부터 획득하는 획득부; 각 입찰 정보를 이용해서 각 수용가의 인정량을 산정하는 산정부; 복수의 상기 인정량을 이용해서 상기 전력의 공급자에게 입찰할 전력의 수요 감축량을 산정하는 입찰부; 상기 공급자로부터 낙찰된 상기 수요 감축량을 이용해서 상기 수용가별로 낙찰량을 책정하는 책정부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 선택형 전력수요 관리장치는 전력 사용량을 계획적으로 감축시킬 경우 전력의 공급자로부터 제공받을 수 있는 금전적 혜택을 다양한 수용가에게 제공할 수 있다.
본 발명의 따르면, 회사 규모의 수용가뿐만 아니라 공급자의 전력수요 정책에 둔감한 일반 가정과 같은 수용가에서도 이용 가능하도록, 선택 가능한 복수의 입찰 메뉴가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 선택형 전력수요 관리장치에 따르면, 단독으로 입찰이 어려운 소규모 수용가를 입찰에 참여시킬 수 있으므로, 지역 단위, 국가 단위의 전력 소모 절감에 크게 이바지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 선택형 전력수요 관리장치를 이용한 소비 전력 절감 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 선택형 전력수요 관리장치를 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 선택형 전력수요 관리장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 인정량이 포함된 입찰 파생 정보를 생성하는 과정을 세부적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5는 중계 정보를 생성하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 낙찰량이 수용가별로 책정되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 선택형 전력수요 관리장치를 이용한 소비 전력 절감 시스템을 나타낸 개략도이다.
한국전력 등의 전력 공급자(10)는 각 수용가(30)의 전력 소모를 줄이기 위해 전력 소모를 줄이면 전기료를 할인해 주거나, 전력을 절약한만큼 돈을 돌려주는 절약 시스템을 운영하고 있다.
대규모의 전력을 소비하는 공장, 회사 등의 대규모 수용가에서는 해당 절약 시스템을 이용하기 위해 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System) 등의 전력 절약 수단 등을 구비하고 있다. 또한, 대규모 수용가에서는 대규모 사용 전력을 미리 정해 놓고, 전력 공급자와의 협약 또는 경매를 통해 전력을 절약한 만큼 돈을 환급받는 시스템을 적극 활용하고 있다.
그러나, 일반 가정과 같은 소규모의 수용가에서는 절약 시스템을 인지하기도 어렵고, 인지하더라도 소규모의 전력 사용량을 가지고 전력 공급자와 협약하거나 경매에 참여하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 소규모의 수용가의 경우 돈을 환급받는 절약 시스템을 이용하기 어렵고, 전력 공급자의 입장에서는 수많은 소규모 수용가를 절약 시스템으로 포섭하기 어려운 문제가 있다. 이런 이유로 전력 소모 절약 정책은 대규모 수용가에 한해서 제한적으로 이루어지고 있으며, 소규모 수용가에 대해서는 절약 시스템을 대신하여 사용량에 따라 전기료 비율이 증가시키는 누진세 등의 벌칙 시스템이 적용되고 있다.
본 발명의 선택형 전력수요 관리장치(100)는 대규모 수용가뿐만 아니라 소규모 수용가를 절약 시스템으로 끌어들이기 위한 기반 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 전력수요 관리장치는 수용가와 공급자의 사이에서 전력수요 감축 계획과 관련된 정보를 중계할 수 있다. 이때, '수용가'는 전력을 소모하는 수용가의 사용자가 이용하는 단말기일 수 있으며, '공급자'는 전력을 제공하는 공급자의 서버일 수 있다.
공급자에 의해 제시된 절약 시스템은 경매와 유사할 수 있다.
일 예로, 절약 시스템은 수용가가 전력 감축 계획량과 전력 감축으로 인해 파생된 환급 금액을 입찰한 후, 한급 금액이 공급자가 결정한 낙찰가를 만족하면 낙찰받는 형식으로 이루어질 수 있다. 이후, 낙찰받은 수용가가 전력 감축 계획량을 만족하면 환급 금액을 공급자로부터 받을 수 있다.
본 발명의 선택형 전력수요 관리장치는 공급자를 대상으로 입찰이 어려운 소규모 수용가를 복수로 취합해서 대규모화한 다음, 공급자를 상대로 대규모 입찰을 시도할 수 있다. 공급자로부터 낙찰받으면 선택형 전력수요 관리장치는 소규모 수용가를 대상으로 낙찰받은 전력량을 적절하게 분배할 수 있다.
공급자가 제시한 절약 시스템을 각 수용가의 사용자가 이해하기 어렵고, 중계자에 해당하는 선택형 전력수요 관리장치 역시 각 수용가의 세부 요구를 모두 만족시키기 어려우므로 절충안이 필요하다. 따라서, 선택형 전력수요 관리장치는 공급자가 제시한 절약 시스템과 구분되는 새로운 절약 시스템을 각 수용가에 제시할 수 있다. 또한, 새로운 절약 시스템을 통해서 낙찰받은 전력을 적절하게 각 수용가에 배분하기 위한 시스템이 새롭게 요구된다.
도 2는 본 발명의 선택형 전력수요 관리장치를 나타낸 블럭도이다.
새로운 절약 시스템을 각 수용가에 제시하고 새로운 절약 시스템이 원활하게 동작하도록, 본 발명의 선택형 전력수요 관리장치는 획득부(110), 산정부(130), 입찰부(150), 책정부(170)를 포함할 수 있다.
획득부(110)는 전력의 수요 감축과 관련된 입찰량이 포함된 입찰 정보를 복수의 수용가로부터 획득할 수 있다. 이때, 입찰량은 전력 사용 감축 계획량을 나타낼 수 있다. 일 예로, 수용가 A의 입찰량 80kW-h은 설정일(D day)에 기할당량에서 시간당 80kW의 전력을 덜 사용하겠다는 계획량을 나타낼 수 있다.
새로운 절약 시스템을 구현하기 위해 획득부(110)는 복수의 입찰 메뉴를 수용가에 제공할 수 있다. 수용가는 획득부(110)로부터 제공받은 입찰 메뉴를 이용해서 입찰 정보를 입력할 수 있다. 이때의 입찰 정보는 일반 경매의 입찰과 일부 유사할 수 있다.
입찰 정보는 미래의 설정일에 수행할 전력 소모의 감축 계획과 관련되므로, 입찰 메뉴에는 해당 설정일, 감축 목표 시간, 감축 계획량 등이 포함될 수 있다.
일 예로, 획득부(110)는 고정가 입찰 정보를 생성하는 고정가 입찰 메뉴와 변동가 입찰 정보를 생성하는 변동가 입찰 메뉴 중 적어도 하나를 수용가에 제공할 수 있다. 획득부(110)는 수용가의 선택에 의해 생성된 고정가 입찰 정보 또는 변동가 입찰 정보를 획득할 수 있다.
고정가 입찰 정보는 감축 계획량에 해당하는 입찰량 및 변동되지 않는 입찰가를 포함할 수 있다. 고정가 입찰 정보를 획득하기 위해 고정가 입찰 메뉴에는 입찰량과 입찰가를 입력하는 항목이 마련될 수 있다. 입찰가는 전력의 감축 사용의 댓가로 수용가가 원하는 환급 금액일 수 있다.
일 예로, 표 1에 각 수용가 A, B, C, D, E, F, G로부터 획득된 고정가 입찰 정보를 나타내었다.
고정가 입찰 정보
수용가 입찰량(kW-h) 입찰가(원/kWh)
A 80 80
B 110 96
C 200 100
D 160 103
E 50 83
F 70 112
G 120 102
고정가 입찰 정보는 사용자가 자신의 수용가에서 소모하는 전력량과, 전력 소모 패턴의 개선으로 인해 줄일 수 있는 전력량을 알 수 있는 동시에 환급받을 수 있는 입찰가를 아는 경우에 유용할 수 있다.
계량기 등 각종 전력 관리 시스템의 등장으로 인해 가정 등의 소규모 수용가에서도 소모 전력을 쉽게 파악할 수 있다. 따라서, 각 수용가의 사용자는 소모 전력과 관련된 입찰량을 용이하게 파악하고 제시할 수 있다.
반면, 공급자를 대상으로 하는 입찰가의 경우 수용가의 사용자가 알기 어려운 문제가 있다.
입찰가의 책정이 어려운 수용가를 위해 변동가 입찰 정보는 입찰량 및 실행성 정보를 포함할 수 있다. 이때, 실행성 정보는 수용가에서 입찰량을 만족할 수 있는 확률을 나타낼 수 있다. 변동가 입찰 정보를 획득하기 위해 변동가 입찰 메뉴에는 입찰량과 실행성 정보를 입력하는 항목이 마련될 수 있다. 실행성 정보는 획득부(110)에 의해 복수로 마련되고, 각 수용가의 사용자는 변동가 입찰 메뉴에 표시된 복수의 실행성 정보 중 하나를 선택할 수 있다.
일 예로, 각 수용가 H, I, J, K로부터 획득된 변동가 입찰 정보를 표 2에 나타내었다.
변동가 입찰 정보
(실행성 정보 20,40,60% 중 택일)
수용가 입찰량(kW-h) 실행성 정보(%)
H 60 20
I 80 40
J 50 60
K 30 20
표 2의 변동가 입찰 정보를 살펴보면, 표 1의 고정가 입찰 정보와 비교하여 결정이 어려운 입찰가가 결정이 용이한 실행 확률로 대체된 것을 알 수 있다. 따라서, 변동가 입찰 정보의 경우 고정가 입찰 정보와 비교하여 접근성이 용이하므로, 가정과 같은 소규모 수용가의 사용자도 별다른 부담없이 새로운 절약 시스템에 참여할 수 있다.
또한, 이하에서 설명되겠지만 변동가 입찰 정보를 제시한 수용가의 경우 거의 대부분 낙찰가의 혜택을 받을 수 있는 장점이 있다. 따라서, 변동가 입찰 정보의 경우 접근이 용이하고 안정된 수익을 얻을 수 있는 장점으로 인해, 소규모 수용가를 새로운 절약 시스템으로 편입시키는데 매우 유리하다.
반면, 고정가 입찰 정보의 경우 고정가 입찰 메뉴를 통해 입찰가를 직접 책정해야 하는 어려움으로 인해 접근성이 낮은 문제가 있다. 또한, 입찰가에 따라 낙찰 여부가 결정되므로 낙찰가를 받지 못할 수 있다. 낙찰가를 받지 못하더라도 수용가에서 지불해야 하는 비용이 없으므로 비용과 관련된 직접적인 위험은 없으나, 입찰을 진행하는 시간과 노력을 투자했음에도 불구하고 낙찰가를 받지 못하는 상대적 위험은 감수해야 한다.
따라서, 고정가 입찰 정보를 제시한 수용가의 입장에서는 고정가 입찰 정보에 대한 혜택을 느끼기 어려울 수 있다.
본 발명의 선택형 전력수요 관리장치에 따르면 위험 부담을 감수해야 하는 고정가 입찰 정보를 제시한 수용가에게 변동가 입찰 정보를 제시한 수용가보다 높은 환급금을 할당하는 하이리스크 하이리턴(high risk-high retrun)을 부여할 수 있다.
본 발명에 따르면, 선택형 전력수요 관리장치에서 각 수용가의 입찰 정보를 취합해서 대규모의 새로운 입찰 정보(중계 정보)를 생성한 후, 중계 정보를 이용해서 전력 공급자에게 입찰이 가능한 장점이 있다. 반면, 각 수용가에서 실제로 이행한 수요 감축량이 초기 입찰 정보보다 적어지면, 전력 공급자로부터 낙찰받은 낙찰량과의 차이로 인해 발생하는 손해를 선택형 전력수요 관리장치의 관리자가 입게 된다. 이러한 문제는 수요 감축 실적에 대한 신뢰성이 낮은 소규모 수용가의 경우 흔히 나타날 수 있다.
관리자의 피해를 방지하기 위해 수용가에서 제시한 입찰 정보를 줄여서 중계 정보에 반영하는 방안이 마련될 수 있다.
산정부(130)는 각 입찰 정보를 이용해서 각 수용가의 인정량을 산정할 수 있다. 산정부(130)는 입찰량 및 수용가의 이력 정보를 이용해서 인정 입찰량에 해당하는 인정량을 입찰 정보에 포함된 입찰량 이하로 산정할 수 있다.
일 예로, 고정가 입찰 정보의 경우, 산정부(130)는 수용가의 기 고정가 입찰량 달성률을 나타내는 고정가 입찰 목표 달성률과 설정 기간 내에서 수용가가 입찰에 참여한 기간 비율을 나타내는 고정가 입찰 참여율 중 적어도 하나와 입찰량을 이용해서 인정량을 산정할 수 있다. 이때, 고정가 입찰 목표 달성률과 고정가 입찰 참여율이 수용가의 이력 정보에 해당될 수 있다.
표 3에는 산정부(130)에 의해 생성된 고정가 입찰 수용가의 입찰 파생 정보를 나타내었다. 인정량은 입찰 파생 정보에 포함될 수 있다.
고정가 입찰 수용가의 입찰 파생 정보
수용가 입찰량(kW-h) 고정가 입찰 목표 달성률 고정가 입찰 참여율 인정량
A 80 0.8 0.05 44.8
B 110 0.85 0.6 93.5
C 200 0.6 0.26 120
D 160 1.2 0.82 160
E 50 0.85 0.67 42.5
F 70 1.1 0.88 70
G 120 0.6 0.52 72
일 예로, 산정부(130)는 입찰량에 고정가 입찰 목표 달성률과 고정가 입찰 참여율을 곱해서 인정량을 산정할 수 있다.
산정부(130)는 고정가 입찰 목표 달성율이 1을 초과하면 고정가 입찰 목표 달성률에 1을 대입하고 그 외의 경우에는 고정가 입찰 목표 달성률을 그대로 적용할 수 있다.
산정부(130)는 고정가 입찰 참여율이 제1 설정값 이상이면 고정가 입찰 참여율에 1을 대입하고, 고정가 입찰 참여율이 제1 설정값 미만이면 1보다 작은 제2 설정값을 고정가 입찰 참여율에 대입할 수 있다.
표 3에서 수용가 A의 경우, 고정가 입찰 목표 달성률이 1이하인 0.8이므로, 0.8이 그대로 적용된다.
산정부(130)에 의해 설정된 제1 설정값이 0.1이고, 제2 설정값이 0.7인 경우, 고정가 입찰 참여율이 0.1보다 작은 0.05이므로 0.7이 적용된다.
따라서, 수용가 A의 인정량은 입찰량 80×0.8×0.7=44.8kW-h가 된다.
수용가 D의 인정량은 160×1×1=160kW-h가 된다.
고정가 입찰 목표 달성률은 다음의 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112016086634413-pat00001
단, N은 고정가 입찰에 대한 낙찰 시간대의 총 개수이고,
D는 휴일 및 공휴일을 제외한 최근 평일 20일 이내의 감축일이며,
TAd,t는 고정가 입찰에 대한 감축일의 낙찰 시간대의 낙찰량이고,
DRd,t는 고정가 입찰에 대한 감축일의 낙찰 시간대의 감축량이다.
초기값의 경우 또는 입찰 제한으로 실적이 없었던 경우, 고정가 입찰 목표 달성률은 0.5로 적용될 수 있다.
고정가 입찰 참여율은 입찰 참여도 평가에 대한 것으로, 입찰일수가 많을수록 수요감축 준비가 많이 되어 있는 것으로 추정될 수 있다.
고정가 입찰 참여율은 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112016086634413-pat00002
단, A는 입찰일을 기준으로 휴일, 공휴일을 제외한 최근 1개월간 입찰이 가능한 날의 개수이고,
D는 입찰일을 기준으로 휴일, 공휴일을 제외한 최근 1개월 중 고정가 입찰일의 개수이다.
변동가 입찰 정보의 경우, 산정부(130)는 수용가의 기 변동가 입찰량 달성률을 나타내는 변동가 입찰 목표 달성률, 입찰량 및 실행성 정보를 이용해서 인정량을 산정할 수 있다. 이때, 변동가 입찰 목표 달성률이 수용가의 이력 정보에 해당될 수 있다.
표 4에는 산정부(130)에 의해 생성된 변동가 입찰 수용가의 입찰 파생 정보를 나타내었다. 인정량은 입찰 파생 정보에 포함될 수 있다.
변동가 입찰 수용가의 입찰 파생 정보
수용가 입찰량(kW-h) 실행성 정보 변동가 입찰 목표 달성률 인정량
H 60 0.2 0.75 9
I 80 0.4 0.9 28.8
J 50 0.6 1.1 30
K 30 0.2 0.65 3.9
총 합계 71.7
일 예로, 산정부(130)는 입찰량, 실행성 정보, 변동가 입찰 목표 달성률을 모두 곱해서 인정량을 산정할 수 있다.
실행성 정보는 입찰한 시간대의 입찰량에 대해서 수용가가 판단한 낙찰량에 대한 수요 감축 실행 가능성을 나타낼 수 있다. 실행성 정보는 0보다 크고 1보다 작은 값을 가질 수 있으며, 획득부(110)에 의해 제시될 수 있다. 각 수용가는 획득부(110)에 의해 제시된 예를 들어, 20%, 40%, 60% 중 하나를 선택할 수 있다.
산정부(130)는 변동가 입찰 목표 달성율이 1을 초과하면 변동가 입찰 목표 달성률에 1을 대입하고 그 외의 경우에는 변동가 입찰 목표 달성률을 그대로 적용할 수 있다.
표 4에서 수용가 H의 경우, 변동가 입찰 목표 달성률이 1이하인 0.75이므로, 0.75가 그대로 적용된다.
산정부(130)에 의해 설정된 제1 설정값이 0.1이고, 제2 설정값이 0.7인 경우, 고정가 입찰 참여율이 0.1보다 작은 0.05이므로 0.7이 적용된다.
따라서, 수용가 H의 인정량은 입찰량 60× 실행성 정보 0.2×0.75=9kW-h가 된다.
수용가 J의 인정량은 50×0.6×1=30kW-h가 된다.
변동가 입찰 목표 달성률은 다음의 수학식 3에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112016086634413-pat00003
단, N은 변동가 입찰에 대한 낙찰 시간대의 총 개수이고,
D는 휴일 및 공휴일을 제외한 최근 평일 20일 이내의 감축일이며,
TRd,t는 고정가 입찰에 대한 감축일의 낙찰 시간대의 낙찰량이고,
DAd,t는 고정가 입찰에 대한 감축일의 낙찰 시간대의 감축량이다.
초기값의 경우 또는 입찰 제한으로 실적이 없었던 경우, 변동가 입찰 목표 달성률은 0.5로 적용될 수 있다.
입찰 정보에 포함된 입찰가 이하의 인정량이 산정되면, 입찰부(150)는 복수의 인정량을 이용해서 전력의 공급자에게 입찰할 전력의 수요 감축량을 산정할 수 있다.
수요 감축량은 복수의 인정량이 합산된 것일 수 있다. 따라서, 공급자에게 제시되는 수요 감축량은 개개의 수용가에서 제시한 소량의 입찰량이 아닌, 각 입찰량이 합산된 대량의 입찰량이 될 수 있다.
설명의 편의를 위해, 고정가 입찰 정보로부터 산출된 인정량을 제1 인정량으로 정의하고, 변동가 입찰 정보로부터 산출된 인정량을 제2 인정량으로 정의한다.
고정가 입찰 정보가 복수인 경우, 산정부(130)는 각 고정가 입찰 정보마다 제1 인정량을 산정할 수 있다. 이때, 입찰부(150)는 입찰가를 기준으로 각 고정가 입찰 정보를 구간별로 구분할 수 있다.
표 5는 입찰가를 기준으로 고정가 입찰 정보 및 인정량을 정렬한 것이다.
고정가 입찰정보
수용가 입찰량(kW-h) 입찰가(원/kWh) 인정량
A 80 80 44.8
E 50 83 42.5
B 110 96 93.5
C 200 100 120
G 120 102 72
D 160 103 160
F 70 112 70
산정부(130)는 기설정된 표 6의 입찰가 구간과 표 5를 이용해서 수요 감축량을 표 7과 같이 산정할 수 있다.
도매시장 예정 입찰가 구간
구간 입찰가 범위
1 ~ 85
2 85+ ~ 100
3 100+ ~115
4 115+ ~
도매시장 입찰정보
구간 수요 감축량 최고 입찰가
1 159 83
2 372.5 100
3 674.5 112
입찰부(150)는 각 구간별 제1 인정량의 합계를 수요 감축량으로 산정하며, 각 구간별 수요 감축량은 각 구간별 최고 입찰가와 함께 전력의 공급자에게 입찰될 수 있다.
제1 구간, 제1 구간보다 최고 입찰가가 높은 제2 구간이 존재할 때, 제2 구간의 수요 감축량에는 제1 구간의 수요 감축량이 포함될 수 있다.
고정가 입찰 정보와 변동가 입찰 정보가 함께 획득된 경우, 산정부(130)는 추가로 변동가 입찰 정보를 이용해서 제2 인정량을 산정할 수 있다. 이때, 입찰부(150)는 각 구간별 제1 인정량의 합계에 제2 인정량의 총 합계가 가산된 값을 수요 감축량으로 산정할 수 있다.
표 6에서 구간 1을 만족하는 수용가는 A, E이다.
A의 제1 인정량 44.8과 E의 제1 인정량 42.5의 합계는 87.3이므로, 구간 1의 수요 감축량은 87.3이 될 수 있다. 입찰가가 없는 변동가 입찰 정보의 제2 인정량은 어떤 입찰가 구간에 적용되어도 무방하므로, 제2 인정량의 총 합계 71.7은 구간 1에 합산될 수 있다.
따라서, 고정가 입찰 정보와 변동가 입찰 정보가 공존하는 경우, 제1 구간에 해당하는 구간 1의 수요 감축량은 87.3+71.7=159가 된다. 변동가 입찰 정보의 제2 인정량이 추가되므로 인해, 수요 감축량의 규모가 커지게 되고 낙찰 가능성 역시 높아질 수 있다.
구간 1에서 최고 입찰가는 83이므로, 수요 감축량 159와 최고 입찰가 83은 공급자에 제시되는 대규모의 입찰 정보에 해당되는 중계 정보가 될 수 있다.
표 6에서 구간 2를 만족하는 수용가는 B, C이다.
B의 제1 인정량 93.5와 C의 제1 인정량 120의 합계는 213.5이므로, 구간 2의 수요 감축량은 213.5가 될 수 있다. 이때, 구간 2의 최고 입찰가는 100이다.
제2 구간에 해당하는 구간 2의 경우 환급 금액으로 요구하는 입찰가가 83에서 100으로 증가된 상태일 수 있다. 공급자를 상대로 높은 입찰가로 낙찰받기 위해서는 수요 감축량을 최대한 증가시키는 것이 유리할 수 있다.
따라서, 구간 2에는 구간 1을 만족하는 입찰가를 제시한 수용가 A와 E도 포함되는 것이 유리하다. 수용가 A와 E의 경우 자신이 제시한 입찰가보다 높은 금액으로 낙찰되더라도 자신이 제시한 입찰가를 확보할 수 있으므로 별다른 불이익이 없다. 따라서, 구간의 2의 수요 감축량은 B, C의 213.5에 A, E의 87.5가 합산된 301이 될 수 있다.
낙찰 가능성의 더욱 향상시키기 위해 제2 인정량 71.5이 추가로 합산될 수 있다. 이 경우 구간 2의 수요 감축량은 301+71.5=372.5가 될 수 있다.
마찬가지 방식으로 구간 3의 수요 감축량은 구간 1의 제1 인정량 합계 87.3, 구간 2의 제1 인정량 합계 213.5, 구간 3의 제1 인정량 합계 302, 제2 인정량의 총 합계 71.7가 모두 가산된 674.5가 될 수 있다.
입찰부(150)에 의해 생성된 각 구간별 중계 정보는 전력의 공급자에 입찰될 수 있다.
입찰 결과, 구간 1의 중계 정보와 구간 3의 중계 정보가 떨어지고, 구간 2의 중계 정보가 낙찰될 수 있다.
공급자 측에서 결정되는 낙찰량과 낙찰가는 공급자를 상대로 제시된 각 입찰자의 입찰량과 입찰가에 의해 결정될 수 있다. 입찰부(150)에 따르면, 중계 정보에 포함된 수요 감축량과 최고 입찰가가 공급자에게 제시된 입찰량과 입찰가에 각각 해당할 수 있다.
수요 감축량 198, 최고 입찰가 83이 포함된 구간 1의 중계 정보는 수요 감축량 198에 대해서 낙찰가가 83보다 낮은 금액으로 결정되어 낙찰 실패가 된 경우일 수 있다.
수요 감축량 411. 최고 입찰가 100이 포함된 구간 2의 중계 정보는 수요 감축량 411에 대해서 낙찰가가 100보다 높은 101로 결정되어 낙찰된 경우일 수 있다.
책정부(170)는 공급자로부터 낙찰된 수요 감축량을 이용해서 수용가별로 낙찰량을 책정할 수 있다.
앞에서 설명된 바와 같이 입찰부(150)는 입찰가를 기준으로 각 고정가 입찰 정보를 구간별로 구분하며, 각 구간별로 수요 감축량을 산정할 수 있다.
각 수요 감축량은 모든 변동가 입찰 정보의 제2 인정량의 총 합계와 각 구간별 고정가 입찰 정보의 제1 인정량의 합계를 합한 값을 포함할 수 있다.
책정부(170)는 구간 2와 같은 특정 구간의 수요 감축량이 낙찰되면, 특정 구간에 포함된 고정가 입찰 정보를 제시한 수용가와 모든 변동가 입찰 정보의 수용가에게 낙찰량을 배분할 수 있다. 각 수용가에게 배분된 낙찰량은 각 수용가의 인정량과 동일할 수 있다.
이때, 고정가 입찰 정보를 제시한 수용가 중에서 특정 구간보다 높은 입찰가를 요구한 수용가에는 낙찰량이 배분되지 못할 수 있다. 반면, 변동가 입찰 정보를 제시한 모든 수용가에는 낙찰량이 적절하게 배분될 수 있다.
표 8에는 고정가 입찰 정보를 제시한 수용가에 배분된 낙찰량이 나타난다.
고정가 입찰 수용가의 입찰 정보
수용가 입찰량(kW-h) 입찰가(원/kWh) 낙찰량 낙찰가
A 80 80 44.8 101
E 50 83 42.5 101
B 110 96 9.5 101
C 200 100 120 101
G 120 102
D 160 103
F 70 112
살펴보면, 구간 2의 중계 정보보다 높은 최고 입찰가를 갖는 구간 3의 고정가 입찰 수용가에는 낙찰량이 전혀 배분되지 않는 것을 알 수 있다. 반면, 낙찰시 입찰가 이상의 가격으로 낙찰가가 결정되므로 수용가에서 제시한 입찰가가 보장되는 장점이 있다.
구간 2에 포함된 수용가 A, E, B, C의 경우 자신이 제시한 입찰가보다 높은 낙찰가를 배분받을 수 있다. 선택형 전력수요 관리장치의 사업 정책에 따라, 낙찰가 중 입찰가만 수용가에게 배분하고, 나머지는 선택형 전력수요 관리장치의 관리자가 획득할 수 있으며, 이를 토대로 각 수용가를 저비용 또는 무료로 관리해주는 기반이 마련될 수 있다. 또는, 수용가에게 배분하고 남은 나머지는 수용가의 입찰량 불이행시 관리자가 부담하는 손해의 충당에 이용될 수 있다.
표 9에는 변동가 입찰 정보를 제시한 수용가에 배분된 낙찰량을 나타내었다.
변동가 입찰 수용가의 입찰 정보
수용가 입찰량(kW-h) 실행성 정보(%) 낙찰량 낙찰가
H 60 20 9 20.2
I 80 40 28.8 40.4
J 50 60 30 60.6
K 30 20 3.9 20.2
변동가 입찰 정보를 제시한 수용가의 경우, 낙찰 발생시 무조건 낙찰량을 할당받게 되는 장점이 있으나, 실행성 정보가 반영되므로 할당받는 낙찰가가 낮은 단점이 있다. 일 예로, 책정부(170)는 각 변동가 입찰 수용가에 대한 수요 감축량의 낙찰가를 실행성 정보에 따라 책정할 수 있다. 표 9의 경우 낙찰가 101에 실행성 정보를 곱한 금액을 각 수용가에 할당하고 있다.
변동가 입찰 수용가에 할당된 낙찰가가 낮으므로 관리자가 챙길 수 있는 나머지 비용이 크게 증가될 수 있다. 따라서, 관리자는 고정가 입찰 수용가에 대해서는 낙찰가 전액에 해당하는 101을 온전하게 모두 제공하고, 변동가 입찰 수용가로부터 취한 이득을 장차 발생할 수 있는 손해의 충당 등에 이용할 수 있다.
한편, 복수 구간의 중계 정보가 함께 낙찰될 수 있다.
일 예로, 제1 구간, 제1 구간보다 입찰가가 높은 제2 구간이 존재할 때, 제2 구간은 제1 구간을 포함할 수 있다. 책정부(170)는 제1 구간의 수요 감축량이 제1 낙찰가로 낙찰되고 제2 구간의 수요 감축량이 제1 낙찰가보다 높은 제2 낙찰가로 낙찰되면, 제1 구간에 대한 낙찰을 해제하고, 제2 구간에 대한 낙찰만 적용할 수 있다. 왜냐하면, 제2 구간에 제1 구간이 포함되므로, 제1 구간의 낙찰까지 이용할 경우 제1 구간의 수요 감축량만큼 잉여 전력이 발생될 수 있기 때문이다.
이때, 책정부(170)는 제2 낙찰가를 제1 구간 및 제2 구간의 고정가 입찰 정보의 수용가와 모든 변동가 입찰 정보의 수용가에게 할당할 수 있다.
도 3은 본 발명의 선택형 전력수요 관리장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
수용가에서 입찰 정보를 생성한다. 고정가 입찰 정보에는 설정일(D-day), 설정일(D-day)에 계획된 전력 소모 감축량에 해당하는 입찰량, 입찰가가 포함될 수 있다. 변동가 입찰 정보에는 입찰가 대신 실행성 정보가 포함될 수 있다.
획득부(110)에 의해 입찰 정보가 획득되면, 산정부(130)는 각 수용가의 인정량이 포함된 입찰 파생 정보를 생성할 수 있다.
공급자를 대상으로 하는 도매시장에 입찰하기 위해 입찰부(150)는 전력시장 입찰 정보에 해당하는 중계 정보를 생성할 수 있다.
계획 감축을 나타내는 중계 정보가 입찰되고 낙찰되면, 책정부(170)는 수용가별 낙찰 정보를 생성할 수 있다. 낙찰 정보는 책정부(170)에 의해 각 수용가로 제공될 수 있다.
설정일(D-day)에 수용가에서 수요 감축을 실행하면, 실행 결과에 해당하는 각 수용가의 전력소비량 계량 정보가 선택형 전력수요 관리장치의 감시 모듈(미도시)에 제공될 수 있다.
감시 모듈은 각 전력소비량 계량 정보를 하나의 값으로 취합해서 공급자에게 제공할 수 있다. 또한, 감시 모듈은 각 전력소비량 계량 정보를 토대로 각 수용가에 대한 평가 정보와 정산 정보를 생성하고, 정산 정보를 각 수용가에 공급할 수 있다. 감시 모듈은 정산 정보를 이용해서 산정된 환급금을 각 수용가에 제공할 수 있다. 한편, 감시 모듈은 공급자로부터 낙찰량에 대한 정산 정보 및 환급금을 지급받을 수 있다.
도 4는 인정량이 포함된 입찰 파생 정보를 생성하는 과정을 세부적으로 나타낸 흐름도이다.
먼저, 획득부(110)는 입찰 제한 사업장인지 판별할 수 있다(S 511).
입찰 제한 사업장인 경우 획득부(110)는 해당 수용가로부터 획득된 입찰 정보를 폐기하거나, 수신 거부할 수 있다.
입찰 제한 사업장은 감시 모듈에 의해 선정될 수 있다. 일 예로, 감시 모듈은 기입찰 정보에 포함된 입찰량을 이행하지 못하거나, 설정 조건을 만족하지 못한 수용가를 입찰 제한 사업장으로 분류할 수 있다.
입찰 제한 사업장이 아닌 경우 획득부(110)는 수용가로부터 획득된 입찰 정보를 분석해서 고정가 입찰 정보(S 512)와 변동가 입찰 정보(S 522)로 분류할 수 있다.
획득부(110)는 불손한 수용가를 필터링하기 위해 각 입찰 정보에 포함된 입찰량, 입찰가, 실행성 정보의 유효 여부를 판별할 수 있다(S 513, S 523). 예를 들어, 입찰가를 10000과 같이 터무니 없게 제시한 경우 해당 입찰가가 포함된 입찰 정보는 폐기될 수 있다.
입찰 정보가 유효한 경우 산정부(130)는 고정가 입찰 정보에 대해서 고정가 입찰 목표 달성률을 산정하고(S 514), 고정가 입찰 참여율을 산정할 수 있다(S 515). 고정가 입찰 목표 달성률과 고정가 입찰 참여율은 제1 인정량에 해당하는 인정 입찰량 산정에 이용될 수 있다(S 531).
산정부(130)는 변동가 입찰 정보에 대해서 변동가 입찰 목표 달성률을 산정하고(S 524), 변동가 입찰 목표 달성률을 이용해서 제2 인정량에 해당하는 인정 입찰량을 산정할 수 있다(S 531).
인정 입찰량이 포함된 입찰 파생 정보는 저장부(미도시)에 저장될 수 있다(S 532).
도 5는 중계 정보를 생성하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
입찰부(150)는 표 6에 해당하는 도매시장 예정 입찰가 구간 정보,수용가 입찰 파생 정보를 이용해서, 구간별 수요 감축량과 최고 입찰가를 설정할 수 있다(S 550).
입찰부(150)는 고정가 입찰 정보가 존재하면(S 551), 수용가의 입찰가 기준으로 예정 입찰가 매칭 구간을 검색할 수 있다(S 552).
공급자를 타겟으로 하는 해당 구간의 입찰가가 수용가의 인정 입찰가보다 작으면(S 553), 해당 구간의 입찰가는 수용가의 인정 입찰가로 설정될 수 있다(S 554). 종국에는 인정 입찰가는 해당 구간의 최고 입찰가가 될 수 있다.
해당 구간 입찰량에 해당하는 수요 감축량은 해당 구간에 포함된 수용가의 인정 입찰량의 합계일 수 있다(S 555). 해당 구간의 최고 입찰가보다 큰 입찰가의 수용가의 인정 입찰량은 다음 구간에 포함될 수 있다. 다음 구간의 수요 감축량은 이전 구간의 수요 감축량을 포함할 수 있다(S 556).
모든 변동가 입찰 정보의 인정량(인정 입찰량)은 합산되고(S 557), 수요 감축량에 가산될 수 있다.
도 6은 낙찰량이 수용가별로 책정되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
책정부(170)는 낙찰량과 낙찰가 포함된 전력거래 낙찰 정보와 수용가 입찰 파생 정보를 이용해서 낙찰량을 수용가별로 할당할 수 있다(S 570).
책정부(170)는 고정가 입찰 정보를 제시한 수용가의 경우(S 571), 수용가의 입찰가가 전력거래 낙찰가 이하이면(S 572), 해당 수용가에 수용가 낙찰가를 산정한다. 이때의 수용가 낙찰가는 전력거래 낙찰가 이하일 수 있다(S 573).
책정부(170)는 변동가 입찰 정보를 제시한 수용가의 경우(S 581), 인정량(인정 입찰량)이 0이 아닌 경우(S 582) 해당 수용가에 수용가 낙찰가를 산정한다(S 583).
책정부(170)는 각 수용가별로 인정량과 동일하게 낙찰량을 산정할 수 있다(S 591).
책정부(170)는 낙찰량과 낙찰가를 할당받지 못한 수용가에 대해서는 유찰 정보를 생성할 수 있다(S 593). 책정부(170)는 낙찰가, 낙찰량, 유찰 정보가 포함된 수용가별 낙찰 정보를 저장부에 저장할 수 있다(S 594).
이상에서 살펴본 선택형 전력수요 관리장치에 따르면, 수요 감축 실정에 대한 신뢰성이 낮은 수용가까지 수요 감축 정책에 참여시킬 수 있는 기반이 마련될 수 있다. 따라서, 전력수요 감축 정책에 소외되었던 가정 등의 소규모 수용가까지 절약 시스템에 포용되므로, 전국민적인 전력수요 감축 정책을 시행할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10...공급자 30...수용가
100...선택형 전력수요 관리장치
110...획득부 130...산정부
150...입찰부 170...책정부

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전력의 수요 감축과 관련된 입찰량이 포함된 입찰 정보를 복수의 수용가로부터 획득하는 획득부;
    각 입찰 정보를 이용해서 각 수용가의 인정량을 산정하는 산정부;
    복수의 상기 인정량을 이용해서 상기 전력의 공급자에게 입찰할 전력의 수요 감축량을 산정하는 입찰부;
    상기 공급자로부터 낙찰된 상기 수요 감축량을 이용해서 상기 수용가별로 낙찰량을 책정하는 책정부;를 포함하고,
    상기 입찰 정보는 상기 입찰량 및 변동되지 않는 입찰가가 포함된 고정가 입찰 정보를 포함하고,
    상기 산정부는 상기 수용가의 기 고정가 입찰량 달성률을 나타내는 고정가 입찰 목표 달성률과 설정 기간 내에서 상기 수용가가 입찰에 참여한 기간 비율을 나타내는 고정가 입찰 참여율 중 적어도 하나와 상기 입찰량을 이용해서 상기 인정량을 산정하는 선택형 전력수요 관리장치.
  5. 전력의 수요 감축과 관련된 입찰량이 포함된 입찰 정보를 복수의 수용가로부터 획득하는 획득부;
    각 입찰 정보를 이용해서 각 수용가의 인정량을 산정하는 산정부;
    복수의 상기 인정량을 이용해서 상기 전력의 공급자에게 입찰할 전력의 수요 감축량을 산정하는 입찰부;
    상기 공급자로부터 낙찰된 상기 수요 감축량을 이용해서 상기 수용가별로 낙찰량을 책정하는 책정부;를 포함하고,
    상기 입찰 정보는 상기 입찰량 및 변동되지 않는 입찰가가 포함된 고정가 입찰 정보를 포함하고,
    상기 산정부는 상기 입찰량에 상기 수용가의 기 고정가 입찰량 달성률을 나타내는 고정가 입찰 목표 달성률과 설정 기간 내에서 상기 수용가가 입찰에 참여한 기간 비율을 나타내는 고정가 입찰 참여율을 곱해서 상기 인정량을 산정하며,
    상기 산정부는 상기 고정가 입찰 목표 달성률이 1을 초과하면 1을 대입하며,
    상기 산정부는 상기 고정가 입찰 참여율이 제1 설정값 이상이면 1을 대입하고, 상기 고정가 입찰 참여율이 상기 제1 설정값 미만이면 1보다 작은 제2 설정값을 대입하는 선택형 전력수요 관리장치.
  6. 전력의 수요 감축과 관련된 입찰량이 포함된 입찰 정보를 복수의 수용가로부터 획득하는 획득부;
    각 입찰 정보를 이용해서 각 수용가의 인정량을 산정하는 산정부;
    복수의 상기 인정량을 이용해서 상기 전력의 공급자에게 입찰할 전력의 수요 감축량을 산정하는 입찰부;
    상기 공급자로부터 낙찰된 상기 수요 감축량을 이용해서 상기 수용가별로 낙찰량을 책정하는 책정부;를 포함하고,
    상기 입찰 정보는 상기 입찰량 및 실행성 정보가 포함된 변동가 입찰 정보를 포함하고,
    상기 산정부는 상기 수용가의 기 변동가 입찰량 달성률을 나타내는 변동가 입찰 목표 달성률, 상기 입찰량 및 상기 실행성 정보를 이용해서 상기 인정량을 산정하는 선택형 전력수요 관리장치.
  7. 전력의 수요 감축과 관련된 입찰량이 포함된 입찰 정보를 복수의 수용가로부터 획득하는 획득부;
    각 입찰 정보를 이용해서 각 수용가의 인정량을 산정하는 산정부;
    복수의 상기 인정량을 이용해서 상기 전력의 공급자에게 입찰할 전력의 수요 감축량을 산정하는 입찰부;
    상기 공급자로부터 낙찰된 상기 수요 감축량을 이용해서 상기 수용가별로 낙찰량을 책정하는 책정부;를 포함하고,
    상기 입찰 정보는 상기 입찰량과 변동되지 않는 입찰가가 포함된 고정가 입찰 정보를 포함하고,
    상기 산정부는 각 고정가 입찰 정보마다 제1 인정량을 산정하며,
    상기 입찰부는 상기 입찰가를 기준으로 각 고정가 입찰 정보를 구간별로 구분하고,
    상기 입찰부는 각 구간별 상기 제1 인정량의 합계를 상기 수요 감축량으로 산정하며, 각 구간별 수요 감축량은 각 구간별 최고 입찰가와 함께 상기 전력의 공급자에게 입찰되는 선택형 전력수요 관리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    제1 구간, 상기 제1 구간보다 최고 입찰가가 높은 제2 구간이 존재할 때,
    상기 제2 구간의 수요 감축량에는 상기 제1 구간의 수요 감축량이 포함되는 선택형 전력수요 관리장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 입찰 정보는 상기 입찰량과 실행성 정보가 포함된 변동가 입찰 정보를 포함하고,
    상기 산정부는 상기 변동가 입찰 정보를 이용해서 제2 인정량을 산정하며,
    상기 입찰부는 각 구간별 상기 제1 인정량의 합계에 상기 제2 인정량의 총 합계가 가산된 값을 상기 수요 감축량으로 산정하는 선택형 전력수요 관리장치.
  10. 전력의 수요 감축과 관련된 입찰량이 포함된 입찰 정보를 복수의 수용가로부터 획득하는 획득부;
    각 입찰 정보를 이용해서 각 수용가의 인정량을 산정하는 산정부;
    복수의 상기 인정량을 이용해서 상기 전력의 공급자에게 입찰할 전력의 수요 감축량을 산정하는 입찰부;
    상기 공급자로부터 낙찰된 상기 수요 감축량을 이용해서 상기 수용가별로 낙찰량을 책정하는 책정부;를 포함하고,
    상기 입찰 정보는 상기 입찰량 및 변동되지 않는 입찰가가 포함된 고정가 입찰 정보 및 상기 입찰량과 실행성 정보가 포함된 변동가 입찰 정보를 포함하고,
    상기 입찰부는 상기 입찰가를 기준으로 각 고정가 입찰 정보를 구간별로 구분하며, 각 구간별로 상기 수요 감축량을 산정하며,
    각 수요 감축량은 모든 변동가 입찰 정보의 인정량의 총 합계와 각 구간별 고정가 입찰 정보의 인정량의 합계를 합한 값을 포함하고,
    상기 책정부는 특정 구간의 수요 감축량이 낙찰되면, 상기 특정 구간에 포함된 고정가 입찰 정보의 수용가와 모든 상기 변동가 입찰 정보의 수용가에게 상기 낙찰량을 배분하는 선택형 전력수요 관리장치.
  11. 제10항에 있어서,
    제1 구간, 상기 제1 구간보다 상기 입찰가가 높은 제2 구간이 존재할 때,
    상기 제2 구간은 상기 제1 구간을 포함하고,
    상기 책정부는 상기 제1 구간의 수요 감축량이 제1 낙찰가로 낙찰되고, 상기 제2 구간의 수요 감축량이 상기 제1 낙찰가보다 높은 제2 낙찰가로 낙찰되면,
    상기 제2 낙찰가를 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간의 고정가 입찰 정보의 수용가와 모든 상기 변동가 입찰 정보의 수용가에게 할당하는 선택형 전력수요 관리장치.
  12. 전력의 수요 감축과 관련된 입찰량이 포함된 입찰 정보를 복수의 수용가로부터 획득하는 획득부;
    각 입찰 정보를 이용해서 각 수용가의 인정량을 산정하는 산정부;
    복수의 상기 인정량을 이용해서 상기 전력의 공급자에게 입찰할 전력의 수요 감축량을 산정하는 입찰부;
    상기 공급자로부터 낙찰된 상기 수요 감축량을 이용해서 상기 수용가별로 낙찰량을 책정하는 책정부;를 포함하고,
    상기 입찰 정보는 상기 입찰량과 실행성 정보가 포함된 변동가 입찰 정보를 포함하고,
    상기 책정부는 각 수용가에 대한 상기 수요 감축량의 낙찰가를 상기 실행성 정보에 따라 책정하는 선택형 전력수요 관리장치.
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