KR101846026B1 - 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법 및 시스템 - Google Patents
사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법 및 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법 및 시스템에 관한 것이고, 보다 상세하게는 전력거래소(KPX)에서 공개하는 데이터를 이용하여 시간대 별 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격을 예측하고, 예측된 시간대 별 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격에 기초하여 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산출한 후 양자를 비교함에 따라 전력수요관리가 필요한 대상일과 시간대를 선정하며, 고객에게 해당 대상일과 시간대에서의 전력수요관리에 대한 참여 고지 및 그에 대한 입찰을 관리하고, 전력수요관리의 시행 전과 후의 효과를 확인할 수 있는 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법 및 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법 및 시스템에 관한 것이고, 보다 상세하게는 전력거래소(KPX)에서 공개하는 데이터를 이용하여 시간대 별 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격을 예측하고, 예측된 시간대 별 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격에 기초하여 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산출한 후 양자를 비교함에 따라 전력수요관리가 필요한 대상일과 시간대를 선정하며, 고객에게 해당 대상일과 시간대에서의 전력수요관리에 대한 참여 고지 및 그에 대한 입찰을 관리하고, 전력수요관리의 시행 전과 후의 효과를 확인할 수 있는 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전력은 단위시간 동안 전기장치에 공급되는 전기에너지, 또는 단위시간 동안 다른 형태의 에너지로 변환되는 전기에너지를 말하는데, 이러한 전력의 수요에 대한 분석을 통해 전력의 공급 등을 조절하게 된다.
현재 전력판매사업자인 한국전력공사(KEPCO)에서는 전력시장에서 전일 공지되는 전력시장가격으로 전력을 구매하여 전력소비자에게 공급하고 있다. 전력시장가격은 시간대 별로 예측수요를 충족시키는 발전기의 변동비 중 가장 높은 가격의 계통한계가격(SMP: System Marginal Pricing)으로 결정되며, 이는 한국전력공사(KEPCO)의 전력구입가격을 결정하는 매우 중요한 요소로 작용한다.
최근들어 전력시장에서는 연료가격과 전력수요가 상승함에 따라 전력시장가격이 지속적으로 상승하고 있으나, 정부정책에 따라 전기요금인상이 적기에 반영되지 않고 있는 실정이므로, 한국전력공사(KEPCO)에서는 전력시장을 통해 지출되는 전력구입비용을 줄이기 위해 전력시장가격을 낮추기 위한 상시 전력수요관리를 시행하고 있다.
전력공급 신뢰도를 향상시키기 위한 피크(peak) 절감 및 부하평준화를 위해 종래의 전력수요관리는 전력수요가 급등하는 당일에 시행됨에 따라, 이미 전력시장가격이 올라간 상태에서 시행될 수밖에 없으므로, 그러한 종래의 전력수요관리는 전력시장가격의 결정에 어떠한 영향도 미치지 못한다.
전력시장가격은 기본적으로 전날 3일 전력사용실적을 기준으로 온도, 조도, 습도에 의하여 보정한 값을 반영한 전력수요예측에 의해 결정되므로, 전력시장가격의 급등일에 전력시장가격을 낮추기 위해서는 적어도 3일 이전에 전력수요관리를 시행하여 전력수요를 낮추기 위한 수요관리가 필요하다.
전력시장가격의 급등을 낮추기 위해서는 전력시장가격의 급등일과 그 시간대를 정확히 예측하여야 할 것이나, 현재 그러한 전력시장가격의 급등일과 시간대를 예측하기 위한 방법 또는 시스템이 존재하지 않는다. 또한, 그러한 방법 및 시스템의 부재로 전력수요관리의 시행 이전에 전력시장가격이 급등할 경우, 전력사용량을 어느 정도 절감하여야 전력시장가격을 낮출 수 있을 것인지와 전력수요관리의 시행 시 전력구입비용과 전력판매수익의 변동으로 그 기대이익은 얼마인지에 대해 전혀 알 수가 없다.
따라서, 전력시장가격이 급등하기 전에 전력수요관리를 시행하기 위해서는 전력시장가격의 급등일을 예측하고, 그러한 전력시장가격의 급등일에서의 변동구입비용과 변동판매수익을 파악하여, 전력수요관리의 대상일과 시간대, 전력수요절감 필요량을 산출하고, 전력구입비용의 절감효과를 검증할 수 있는 기술의 도입이 요구된다.
본 발명의 목적은, 종래 전력거래소(KPX)에서 공지되는 전일의 전력시장가격에 대한 높고 낮음을 판단하여 수요관리를 시행하는 것이 아닌, 전력시장가격을 예측하고, 변동구입비용과 변동판매수익의 손익분기점을 판단하여 사전에 전력수요관리의 필요시기와 전력수요절감의 필요량을 산출할 수 있는 사전 전력수요의 예측에 의한 전력수요관리 대상일 및 전력수요절감 필요량을 예측할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하고자 함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 관리부, 전력수요 및 전력시장가격 예측부, 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부, 수요관리 대상일 및 시간대 선정부, 수요관리 운영부 및 수요관리 시행효과 분석부로 구성되는 시스템 상에서 수행되는 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법은, 상기 데이터 관리부에 의해 전력수요실적 데이터와, 발전기 특성 및 입찰 데이터를 수집하는 단계; 상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 상기 전력수요실적 데이터로부터 시간대 별 전력수요를 예측하고, 상기 발전기 특성 및 입찰 데이터로부터 시간대 별 발전계획을 예측하는 단계; 상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 상기 시간대 별 전력수요 및 발전계획으로부터 시간대 별 전력시장가격을 예측하는 단계; 상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부에 의해 상기 시간대 별 전력수요와 전력시장가격에 기초하여 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하는 단계; 상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부에 의해 상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리가 필요한 대상일 및 시간대를 선정하는 단계; 및 상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부에 의해 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력수요절감 필요량을 산출하는 단계;를 포함하고, 상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 시간대별 전력시장가격을 예측하는 단계는, 시간대별 발전기의 변동비를 계산하여 시간대별로 수요를 충족시키는 발전기와 변동비를 산출함에 기초하여 수행되며, 상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부에 의해 시간대별 변동판매수익을 산출하는 단계는, 고압고객의 계약종 및 시간대별 전력사용량과 저압고객의 시간대별 전력사용량을 산출하고, 상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 예측된 시간대별 예측수요와 실제 사용량과의 오차율을 구한 다음, 각 계약종별 또는 시간대별 요금단가를 곱해 특정시간의 시간대별 변동판매수익을 산출하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법은, 상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부에 의해 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 변동구입비용, 변동판매수익 및 전력수요절감 필요량에 기초하여 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하는 단계는, 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에 투입되는 발전기를 발전비용이 높은 순으로 정렬하는 단계; 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하기 위해 투입되는 발전기에 대한 우선순위를 산출하는 단계; 및 상기 우선순위 및 상기 전력수요절감 필요량에 기초하여 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법은, 상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부에 의해 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택함에 따라 변동되는 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하여 전력수요관리의 시행효과를 시뮬레이션하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법은, 상기 수요관리 운영부에 의해 고객에게 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력수요관리의 시행계획을 고지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법은, 상기 수요관리 운영부에 의해 상기 전력수요관리의 시행계획에 참여하는 고객의 입찰을 관리하고 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리가 필요한 대상일 및 시간대를 선정하는 단계는, 상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익으로부터 날짜 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하고, 상기 날짜 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 상기 날짜 별 변동구입비용이 변동판매수익 이상인 날을 전력수요관리가 필요한 대상일로 선정하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리가 필요한 대상일 및 시간대를 선정하는 단계는, 상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리가 필요한 대상일 및 시간대를 선정하는 단계는, 상기 전력수요관리가 필요한 대상일에서 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 시간대 별 변동구입비용에 대한 변동판매수익의 차이가 최대인 시간대를 전력수요관리가 필요한 시간대로 선정하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리가 필요한 대상일 및 시간대를 선정하는 단계는, 전력수요관리가 필요한 시간대의 전과 후 시간대의 발전기 별 발전량, 예상발전비용 및 예상발전비용단가를 산출하여 전력수요관리가 필요한 연속적인 시간대를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법은, 상기 시행효과 분석부에 의해 실제 전력수요 절감량을 기준으로 변경된 전력수요에 따라 발전계획 및 전력시장가격을 산출하고, 전력수요관리 이전과 이후의 전력시장가격, 변동구입비용 및 변동판매수익 결과를 산출하여 전력수요관리 시행효과를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템은, 전력수요실적 데이터와 발전기 특성 및 입찰 데이터를 수집하기 위한 데이터 관리부; 상기 데이터 관리부에 의해 수집된 상기 전력수요실적 데이터로부터 시간대 별 전력수요를 예측하고, 상기 발전기 특성 및 입찰 데이터로부터 시간대 별 발전계획을 예측하며, 상기 시간대 별 전력수요 및 발전계획으로부터 시간대 별 전력시장가격을 예측하기 위한 전력수요 및 전력시장가격 예측부; 상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 예측된 상기 시간대 별 전력수요와 전력시장가격에 기초하여 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하기 위한 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부; 및 상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부에 의해 산출된 상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리가 필요한 대상일 및 시간대를 선정하고, 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력수요절감 필요량을 산출하기 위한 수요관리 대상일 및 시간대 선정부를 포함하고, 상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부는, 시간대별 발전기의 변동비를 계산하여 시간대별로 수요를 충족시키는 발전기와 변동비를 산출함에 기초하여 수행하며, 상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부는, 고압고객의 계약종 및 시간대별 전력사용량과 저압고객의 시간대별 전력사용량을 산출하고, 상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 예측된 시간대별 예측수요와 실제 사용량과의 오차율을 구한 다음, 각 계약종별 또는 시간대별 요금단가를 곱해 특정시간의 시간대별 변동판매수익을 산출하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부는, 산출된 상기 전력수요절감 필요량과, 상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부에서 산출된 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 변동구입비용 및 변동판매수익에 기초하여 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택할 수 있다.
이때, 상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부는, 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에 투입되는 발전기를 발전비용이 높은 순으로 정렬하고, 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하기 위해 투입되는 발전기에 대한 우선순위를 산출하며, 상기 우선순위 및 상기 전력수요절감 필요량에 기초하여 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택할 수 있다.
이때, 상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부는, 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택함에 따라 변동되는 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하여 전력수요관리의 시행효과를 시뮬레이션할 수 있다.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템은, 고객에게 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력수요관리의 시행계획을 고지하기 위한 수요관리 운영부를 더 포함할 수 있다.
이때, 수요관리 운영부는, 상기 전력수요관리의 시행계획에 참여하는 고객의 입찰을 관리하고 처리할 수 있다.
이때, 상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부는, 상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익으로부터 날짜 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하고, 상기 날짜 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 상기 날짜 별 변동구입비용이 변동판매수익 이상인 날을 전력수요관리가 필요한 대상일로 선정할 수 있다.
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이때, 상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부는, 전력수요관리가 필요한 시간대의 전과 후 시간대의 발전기 별 발전량, 예상발전비용 및 예상발전비용단가를 산출하여 전력수요관리가 필요한 연속적인 시간대를 선택할 수 있다.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템은, 실제 전력수요 절감량을 기준으로 변경된 전력수요에 따라 발전계획 및 전력시장가격을 산출하고, 전력수요관리 이전과 이후의 전력시장가격, 변동구입비용 및 변동판매수익 결과를 산출하여 전력수요관리 시행효과를 확인하기 위한 수요관리 시행효과 분석부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 신재생에너지의 투입량 또는 전력수요의 절감량에 따라 전력시장가격의 전망 및 변동이익을 자동으로 예측할 수 있음으로써 전력구입비의 높은 정확도를 갖는 영향분석을 수행할 수 있다.
전력판매사업자가 전력수요관리를 시행함에 있어서, 사전에 전력시장가격이 급등하는 시간대를 미리 예측하여 사전에 전력수요관리를 시행할 수 있도록 함으로써, 전력시장가격의 하락을 유도할 수 있고 전력구입비용의 절감을 실현할 수 있다.
또한, 전력수요관리의 시행 이전에 변동구입비용와 변동판매수익의 손익분기점을 파악함으로써, 전력수요관리의 시행에 따른 위험을 최소화할 수 있다.
스마트그리드 본격 사업화 추진에 따른 스마트그리드 사업자, 부하관리사업자가 사업화를 위한 조기 솔루션 구축 시, 전력판매사업자의 데이터를 활용할 수 있다.
현재 변동 비반영 전력시장에서의 전력수요를 예측하고 전력시장가격을 결정할 수 있는 기술을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 전력수요관리의 대상이 되는 대상일을 선정하기 위해 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하는 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 전력수요관리의 대상이 되는 시간대을 선정하기 위해 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하는 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 시간대 별 발전기 투입계획과 예상발전비용의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 예측된 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격의 신뢰수준을 분석하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 전력시장가격의 신뢰수준을 분석한 결과에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 대상이 되는 대상일과 시간대를 선정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 시행효과에 대한 사전 시뮬레이션 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13 및 도 14는 전력수요관리 시행효과의 사전 시뮬레이션 결과에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 운영 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16 및 도 17은 전력수요관리의 입찰에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력구입비용 효과의 분석 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 전력수요관리의 대상이 되는 대상일을 선정하기 위해 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하는 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 전력수요관리의 대상이 되는 시간대을 선정하기 위해 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하는 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 시간대 별 발전기 투입계획과 예상발전비용의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 예측된 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격의 신뢰수준을 분석하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 전력시장가격의 신뢰수준을 분석한 결과에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 대상이 되는 대상일과 시간대를 선정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 시행효과에 대한 사전 시뮬레이션 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13 및 도 14는 전력수요관리 시행효과의 사전 시뮬레이션 결과에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 운영 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16 및 도 17은 전력수요관리의 입찰에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력구입비용 효과의 분석 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리는 다음과 같은 기술적 원리에 의해 수행된다.
본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리는, 먼저 전력거래소(KPX)의 전력시장가격과 동일한 값을 예측하기 위해 전력거래소에서 공개하는 전력수요실적 데이터를 이용하여 시간대 별 전력수요를 예측하고, 전력거래소의 발전기별 특성 데이터, 입찰 데이터, 전력수요예측 데이터로부터 시간대 별 발전계획결과 값과 시간대 별 전력시장가격을 예측한다. 여기서, 전력수요의 예측과 발전계획결과값을 생성하기 위해 전력거래소로부터 실시간으로 자료를 수집하고 관리하는데, 상기 전력거래소로부터 실시간으로 수집되고 관리되는 자료는 정산계수, 발전기 보정계수, 조정손실계수(ASTLF), 전력수요실적 데이터, 전력수요예측 데이터, 전력시장가격 데이터, 발전기 입찰 데이터, 발전기 특성 데이터를 포함한다.
그 다음으로, 예측된 전력시장가격과 전력수요를 전력거래소로부터 수집한 전력시장가격 데이터와 전력수요예측 데이터와 시간대 별로 비교하여, 예측값의 오차율을 생성하고 관리한다.
그리고, 예측된 전력수요와 전력시장가격을 이용하여 전력거래소부터 전력을 구입하는 시간대 별 변동구입비용과 시간대 별 변동판매수익의 특정기간 동안의 예측값을 산출한다. 산출된 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 변동구입비용이 변동판매수익과 같은 손익분기점이나 변동구입비용이 변동판매수익을 초과하여 손실이 발생하는 수요관리가 필요한 대상일을 선정하고, 선정된 대상일의 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여, 변동구입비용과 변동판매수익의 차이가 가장 큰 시간대와 그 시간대의 전력시장가격을 예측하고 변동구입비용과 변동판매수익을 산출한다.
변동구입비용이 변동판매수익을 가장 크게 초과하는 시간대의 발전기 별 전력수요절감 필요량과 그에 따른 변동구입비용과 변동판매수익의 비교값을 산출하고, 각 시간대 별 기동하는 발전기명, 발전량, 예상발전비용, 예상발전비용단가를 산출한다.
전력수요관리의 시행효과를 높이기 위해 변동구입비용과 변동판매수익의 손익분기점 또는 변동구입비용이 변동판매수익보다 큰 시간대의 수요관리 필요량을 선택하면, 해당하는 시간대에 투입이 중지되는 발전량, 예상발전비용, 예상발전비용단가를 산출한다. 또한, 전력수요절감 필요량에 대해 전력수요관리의 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과에 따라 전력수요관리의 전과 후에서의 전력시장가격 가격, 변동구입비용, 변동판매수익을 비교함으로써, 시간대 별로 시행효과를 확인한다.
여기서, 시행효과가 가장 큰 시간대를 선정하여 1주일 전 예고일을 등록하고, 전력수요관리에 참여하는 고객에게 실제 전력수요관리 시행일 1일 전에 이를 예고한다. 상기 1일 전 예고 시 전력판매사업자(부하관리사업자)가 관리하고 있는 전력수요자원 Pool에 따라 전력수요 절감량을 배분하고, 배분된 전력수요 절감량에 따라 전력판매사업자(부하관리사업자)가 전력수요관리에 참여하는 고객의 입찰을 관리하고 처리한다.
또한, 전력수요관리의 시행 전과 후의 전력시장가격, 변동구입비용 및 변동판매수익을 비교하여 시간대 별로 전력수요관리의 시행효과를 산출한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템은, 데이터 관리부(100), 전력수요 및 전력시장가격 예측부(200), 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부(300), 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400), 수요관리 운영부(500) 및 수요관리 시행효과 분석부(600)를 포함하여 구성된다.
데이터 관리부(100)는, 전력거래소(KPX)부터 변동구입비용과 변동판매수익을 산정하기 위해 필요한 시간대 별 전체 계약종 별 전력수요실적 데이터, 전력판매사업자 데이터, 전력소비자 데이터, 시간대 별 전력사용량 데이터와, 전력수요 및 발전계획을 예측하기 위해 필요한 전력수요예측 데이터, 전력시장가격 데이터, 전력수요실적 데이터, 발전계획 데이터, 조정손실계수(ASTLF), 발전기 입찰 데이터, 발전기 특성 데이터, 보정계수(발전비용 보정계수), 가격결정발전계획량(PSE), 날씨정보를 매일 시간대 별로 또는 수시로 XML을 이용하거나 데이터베이스(DB)에의 접속을 통해 수집하고 관리한다.
전력수요 및 전력시장가격 예측부(200)는, 상기 데이터 관리부(100)에 의해 수집된 정보들을 기초로 특정시간, 예를 들어 168시간의 시간대 별 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격을 예측한다.
여기서, 상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부(200)에서의 전력수요의 예측은, 예측일과 패턴이 같은 과거 3~5개의 전력수요를 선택하여 24시간의 전력수요를 평활화하여 예측일 최근일에 보정계수를 적용하여 예측하는 평활화법이나, 전력수요 예측담당자의 노하우를 기반으로 예측하는 전문가 예측법이나, 전국 평균기상(온도, 조도)과 최대전력수요와의 상관관계를 나타내는 회귀모형을 이용하여 예측하는 회귀분석법을 이용한 종합분석법을 적용하여 수행될 수 있다. 이중, 종합분석법은 예측에 영향을 주는 요인인 전력수요패턴, 전력수요 증감분 및 기상민감도 등 추세성분을 종합적으로 고려한 예측법이다.
또한, 전력수요 및 전력시장가격 예측부(200)에서의 전력시장가격의 예측은, 현행 전력시장가격의 결정이 비제약발전계획에서의 익일 일간발전계획으로 수립하여, 송전제약, 연료제약, 열공급제약 등 계통운영과 관련된 제약조건을 반영하지 아니하고 거래일에 대하여 시간대 별 발전기 운전의 조합으로 결정되는 한편, 발전기 자체의 기술적 제약인 출력 증감발률, 기동정지시간 등이 반영됨에 따라, 시간대 별 발전기의 운전비용단가(변동비)를 계산하고 시간대별로 수요를 충족시키는 발전기와 변동비를 산출함에 기초하여 수행된다.
그리고, 전력수요 및 전력시장가격 예측부(200)는, 상기 데이터 관리부(100)에 의해 수집된 전력거래소의 발전기 별 발전계획결과 데이터를 생성하는데, 상기 발전기 별 발전계획결과 데이터는 발전비용을 최소화하는 발전기 별 및 시간 별 발전량과 발전기 상태를 결정하는 값이다.
변동구입비용 및 변동판매수익 산출부(300)는, 상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부(200)에 의해 예측된 시간대 별 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격으로부터 시간대 별 전력의 변동구입비용 및 변동판매수익을 산출한다.
여기서, 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부(300)에서의 변동판매수익의 산출은 하기의 알고리즘에 따라 이루어진다.
MP = SMP × ASTLF,
SEP = PSE × MP,
SCSEP = QPC * PSE^2 + LPC * PSE + IF(PSE > 0, NLPC),
XTSEP = IF(보정계수 > 0, MAX{(SEP - [MAX{(SEP - SCSEP), 0} * 보정계수) + SCSEP]), 0, 0),
RSEP = SEP - XTSEP,
변동구입비용 = RSEP × 정산계수
여기서, ASTLF는 조정손실계수이고, LPC는 1차 증분가격 계수(원/MWh)이고, QPC는 2차 증분가격 계수(원/MWh)이고, NLPC는 가격상수(원/hr)이고, PSE는 가격결정발전계획 발전량(MWh)이고, SCSEP는 시간대 별 계획발전량 변동비(원)이고, XTSEP는 시간대 별 계획발전량 정산금 보정금액(원)이고, 정산계수는 각 발전기의 시간대 별 발전량으로 추정한 정산금과 실제 전력거래소와 한국전력공사의 정산금과의 차이를 비율로 증가시키는 계수이다.
여기서, 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부(300)에서의 변동판매수익의 산출은, 고압고객의 계약종 및 시간대 별 전력사용량과 저압고객의 시간대 별 전력사용량을 산출하고, 전력수요 및 전력시장가격 예측부(200)에 의해 예측된 시간대 별 예측수요와 실제 사용량과의 오차율을 구한 다음, 이에 각 계약종 별 또는 시간대 별 요금단가를 곱해 특정시간, 예를 들어 168시간의 시간대 별 변동판매수익을 산출한다.
이는, 하기의 수학식과 같이 표현될 수 있다.
시간대 별 변동판매수익 = (∑계약종 및 시간대 별 전력사용량 × (시간대 별 예측수요/전체 전력사용량) × 요금단가) × 전년도 연간 원가 보상률)
여기서, 고압고객의 계약종 별 전력사용량은 직전 4주 동안 동일 요일 시간대에서의 평균 전력사용량이고, 저압고객 전력사용량은 '직전년도 시간대 별 전력사용량 × (1 + 증감률)'이고, 증감률은 저압고객의 직전년도 전력사용량의 증가 또는 감소율이고, 전년도 연간 원가 보상률은 '판매단가/총괄원가'이다. 또한, 계약종 별은 주택용, 일반용, 산업용, 교육용, 농사용, 가로등 등과, 저압고객으로 구분될 수 있다.
수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)는, 상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부(300)에서 산출된 시간대 별 전력의 변동구입비용 및 변동판매수익의 특정시간, 예를 들어 168시간 동안의 예측치를 비교 분석하여 전력수요관리의 대상이 되는 대상일과 시간대를 선정한다.
보다 구체적으로, 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)는, 상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부(300)에서 산출된 시간대 별 전력의 변동구입비용 및 변동판매수익을 비교하여, '변동구입비용 = 변동판매수익'이거나, '변동구입비용 < 변동판매수익'이면 수요관리 대상일에서 제외하며, '변동구입비용 > 변동판매수익'이면 변동전력수요관리의 대상이 되는 대상일로 선정한다.
도 2는 전력수요관리의 대상이 되는 대상일을 선정하기 위해 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하는 일실시예를 보여준다.
또한, 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)는, 전력수요관리의 대상이 되는 대상일로 선정된 대상일을 선택하면, 해당 대상일에 대한 예측된 시간대 별 전력시장가격과 상기 예측된 시간대 별 전력시장가격에 따른 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여, 시간대 별로 비교된 '변동구입비용-변동판매수익'의 차이가 최대인 시간대(손실이 가장 많은 시간대)를 전력수요관리의 대상이 되는 시간대로 선정한다.
도 3 내지 도 5는 전력수요관리의 대상이 되는 시간대을 선정하기 위해 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하는 일실시예를 보여준다.
또한, 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)는, 전력수요관리를 시행하고자 하는 전력수요관리의 대상이 되는 시간대를 선택하면, 해당 시간대에 투입되는 발전기명을 발전비용이 높은 순으로 조회하고, '변동판매수익-변동구입비용'을 고려하여 가동을 중지시키려는 발전기를 선택하기 위해 전력수요절감 필요량을 결정한다. 전력수요절감 필요량에 따라 가동 발전기를 선택하면, 가동이 중지되는 발전기에 의해 변동구입비용과 변동판매수익이 어떻게 변하는지 확인할 수 있다. 또한, 시간대 별로 발전비용이 비싼 순으로 발전기명과 발전량, 예상발전비용, 예상발전비용을 조회하고, 수요관리 필요량을 입력 또는 선택한 후 상기 변동구입비용과 변동판매수익에 대한 분석을 수행할 수 있다.
도 6 및 도 7은 시간대 별 발전기 투입계획과 예상발전비용의 일실시예를 보여준다.
또한, 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)는, 산출된 전력수요관리 대상일과 시간대에 산출된 필요량을 전력수요 및 전력시장가격 예측부(200)에 입력하여 발전계획과 전력시장가격을 시간대 별로 예측하도록 한 후, 그에 따라 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부(300)에 의해 변동구입비용과 변동판매수익을 시간대별로 재산출하도록 하며, 전력수요관리 시행 전과 후의 전력시장가격, 변동구입비용 및 변동판매수익을 비교하여, 전력수요관리의 시행효과가 있는지 없는지 여부(손익분기점)를 판단한 다음, 전력수요관리의 시행효과가 있다고 판단되면, 수요관리 운영부(500)에 의해 전력수요관리를 시행하도록 하고, 전력수요관리의 시행효과가 없다고 판단되면, 처음으로 돌아가 다시 전력수요관리의 대상이 되는 시간대를 재산정하고, 상기 전력수요관리의 시행효과에 대한 시뮬레이션 절차를 재진행한다.
수요관리 운영부(500)는, 상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)에 의해 결정된 수요절감 필요량을 관리되고 있는 전력수요자원 Pool과 비교하여, '수요관리 필요량 < 전력수요자원 Pool'인 경우, 전력수요관리를 시행한다.
보다 구체적으로, 수요관리 운영부(500)는, 상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)에 의해 전력수요관리 대상일과 시간대에 대해 전력수요관리 시행효과를 시뮬레이션하여 선택된 해당일의 1주일 전에 전력수요관리 시행에 대한 예고를 공지하여 참여고객에게 해당일에 대한 사전 안내를 하고, 전력수요관리 시행일의 전일에 예고를 시행한다. 또한, 시행예고 시 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)에 의해 결정된 전력수요절감 필요량을 기준으로 전력판매사업자(부하관리사업자)의 수요관리 Pool을 절감량 비율로 산정하여 배분량을 결정한다. 결정된 배분량에 따라 전력판매사업자(부하관리사업자)는 Pool에 등록된 고객에게 전력수요관리 시행 참여를 위해 전력수요관리 시행일, 절감량 등을 공지하며, 참여고객은 이를 참고하여 전력수요절감 약정량 한도 내에서 입찰을 진행한다. 입찰에 참여한 고객은 전력수요관리 시행에 대한 모니터링을 수행하고, 전력판매사업자(부하관리사업자)는 참여한 고객을 관리하고 모니터링을 수행하게 된다.
수요관리 시행효과 분석부(600)는 상기 수요관리 운영부(500)로부터 결정된 배분량과 입찰량을 계측하고, 고객기준부하(CBL)에 따라 실제 전력사용량과의 차이를 계산하여 실제 전력수요관리 시행일에 대한 절감량을 산출한다. 그리고, 산출된 절감량으로 전력수요 및 전력시장가격 예측부(200)의 전력수요예측 입력값을 변경하여 적용한 다음, 전력수요 및 전력시장가격 예측부(200)로 하여금 발전계획과 전력시장가격을 재산출하도록 하고, 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부(300)로 하여금 변동구입비용 및 변동판매수익을 재산출하도록 한다. 그 후, 전력수요관리의 시행 전과 후에서의 전력시장가격, 변동구입비용 및 변동판매수익의 결과치로부터 최종적으로 전력수요관리의 시행효과를 산출한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법은, 먼저 데이터 관리부(100)가 전력거래소로부터 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격을 예측하기 위한 자료를 수집한다(S200). 상기 전력거래소로부터 수집한 자료는 시간대 별 전체 계약종 별 전력수요실적 데이터, 전력판매사업자 데이터, 전력소비자 데이터, 시간대 별 전력사용량 데이터와, 전력수요 및 발전계획을 예측하기 위해 필요한 전력수요예측 데이터, 전력시장가격 데이터, 전력수요실적 데이터, 발전계획 데이터, 조정손실계수(ASTLF), 발전기 입찰 데이터, 발전기 특성 데이터, 보정계수(발전비용 보정계수), 가격결정발전계획량(PSE), 날씨정보를 포함한다.
그리고, 전력수요 및 전력시장가격 예측부(200)는 데이터 관리부(100)에 의해 수집된 전력수요실적 데이터로부터 시간대 별 전력수요를 예측한다(S202). 그리고, 수집된 발전기 특성 및 입찰 데이터로부터 시간대 별 발전계획을 예측한다(S204). 그리고, 상기 S202 단계와 S204 단계에서 예측된 시간대 별 전력수요 및 발전계획으로부터 시간대 별 전력시장가격을 예측한다(S206).
그 다음으로, 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부(300)는 상기 S202 단계 내지 S206 단계에서 전력수요 및 전력시장가격 예측부(200)에 의해 예측된 시간대 별 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격에 기초하여 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산출 각각 산출한다(S208).
그 다음으로, 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)는 상기 S208 단계에서 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부(300)에 의해 산출된 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리의 대상이 되는 대상일을 선정하고(S210), 상기 S210 단계에서 선정된 대상일에서 전력수요관리가 필요한 시간대를 선정한다(S212).
그 다음으로, 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)는 상기 S212 단계에서 선정된 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력시장가격을 예측하고, 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하여 전력수요절감 필요량을 산출한다(S214).
그리고, 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)는 상기 S212 단계에서 선정된 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택함에 따라 변동되는 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하여 전력수요관리의 시행효과를 사전 시뮬레이션하고(S216), 수요관리 운영부(500)가 상기 S210 단계에서 수요관리 대상일 및 시간대 선정부(400)에 의해 선정된 전력수요관리의 대상이 되는 대상일을 예고 등록하는 한편 전력수요관리에 참여하고자 하는 고객에게 고지함으로써(S218), 전력수요관리에 참여하고자 하는 고객의 입찰을 관리하고 이를 처리한다(S220).
마지막으로, 수요관리 시행효과 분석부(600)가 전력수요관리의 시행효과를 산출하여 그 결과를 분석한다(S222).
도 8은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 예측된 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격의 신뢰수준을 분석하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 예측된 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격의 신뢰수준을 분석하는 과정은, 먼저 전력수요를 예측하고(S300), 예측된 전력수요를 전력거래소로부터 수집된 전력수요예측 데이터와 비교하여, 예측된 전력수요의 신뢰수준이 설정치, 예를 들어 절대값 95% 이상인지를 판단한다(S302).
상기 S302 단계에서의 판단결과, 예측된 전력수요의 신뢰수준이 설정치 이상이면, 발전계획을 예측하고(S304), 예측된 발전계획을 전력거래소로부터 수집된 발전계획 데이터와 비교하여, 예측된 발전계획의 신뢰수준이 설정치, 예를 들어 절대값 95% 이상인지를 판단한다(S306).
상기 S306 단계에서의 판단결과, 예측된 발전계획의 신뢰수준이 설정치 이상이면, 전력시장가격을 예측하고(S308), 예측된 전력시장가격을 전력거래소로부터 수집된 전력시장가격 데이터와 비교하여, 예측된 전력시장가격의 신뢰수준이 설정치, 예를 들어 절대값 95% 이상인지를 판단한다(S310).
상기 S310 단계에서의 판단결과, 예측된 전력시장가격의 신뢰수준이 설정치 이상이면, 상기 예측된 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격으로부터 변동구입비용과 변동판매수익의 산출을 수행한다(S312).
반면, S302 단계, S306 단계 및 S310 단계에서의 판단결과, 예측된 전력수요, 발전계획, 전력시장가격 중 어느 하나라도 설정치 미만이면, 날씨정보(온도, 조도, 습도 등) 등을 변경하여 설정치 미만인 요소에 대하여 재예측을 수행한다.
도 10은 전력시장가격의 신뢰수준을 분석한 결과에 대한 일실시예를 보여준다.
도 11은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 대상이 되는 대상일과 시간대를 선정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 대상이 되는 대상일과 시간대를 선정하는 과정은, 먼저 예측된 전력수요, 발전계획 및 전력시장가격으로부터 산출된 날짜 별 변동구입비용이 변동판매수익보다 낮은지 여부를 판단한다(S400). 상기 S402 단계에서의 판단결과, 변동구입비용이 변동판매수익 보다 낮지 않다면, 날짜 별 변동구입비용이 변동판매수익보다 높은지 여부를 판단하고(S402), 상기 S402 단계에서의 판단결과, 날짜 별 변동구입비용이 변동판매수익보다 높다면, 해당일을 전력수요관리의 대상이 되는 대상일로 선정한다(S404).
그 다음으로, S402 단계에서 선정된 대상일에 대해 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산정하고(S406), 변동구입비용에 대한 변동판매수익의 차이(변동구입비용-변동판매수익)가 최대인 시간대를 전력수요관리가 필요한 시간대로 선정한다(S408).
그 다음으로, 상기 S408 단계에서 선정된 시간대에서 전력수요관리를 위해 전력수요절감 필요량에 따라 투입할 발전기를 선택하고, 상기 투입되도록 선택된 발전기에 따른 변동판매수익에 대한 변동구입비용의 차이(변동판매수익 - 변동구입비용)를 산출한다(S410). 상기 S410 단계에서 산출된 전력수요관리가 필요한 시간대에서 투입되도록 선택된 발전기에 따른 변동판매수익에 대한 변동구입비용의 차이(변동판매수익 - 변동구입비용)가 0 이상인지 여부를 판단하고(S412), 만약 상기 S412 단계에서의 판단결과, 선택된 발전기에 따른 변동판매수익에 대한 변동구입비용의 차이(변동판매수익 - 변동구입비용)가 0 이상이라면, 상기 S410 단계에서 선정된 시간대에서 투입되도록 선택된 발전기 별 발전량, 예상발전비용 및 예상발전비용단가를 산출한다(S414).
그 다음으로, 전력수요절감 필요량에 따른 발전기 선택에 의한 변동구입비용 및 변동판매수익을 분석하여(S416), 수요절감 필요량에 대한 전력수요관리 사전 시뮬레이션을 수행한다(S418)
도 12는 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 시행효과에 대한 사전 시뮬레이션 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 시행효과에 대한 사전 시뮬레이션 과정은, 먼저 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력수요절감 필요량을 산출한다(S500).
그 다음으로, 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력수요절감 필요량에 대한 전력수요실적의 입력값을 변경하여(S502), 발전계획 및 전력시장가격을 재예측한다(S504). 그리고, 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력수요절감 필요량에 대한 전력수요실적과 상기 S504 단계에서 재예측된 발전계획과 전력시장가격에 기초하여 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 변동구입비용과 변동판매수익을 재산출한다(S506).
그 다음으로, 전력수요관리 전과 후의 전력시장가격, 변동구입비용 및 변동판매수익을 상호 비교하고(S508), 상기 S510 단계에서의 비교결과에 따라 전력수요관리의 시행효과가 있는지 여부를 판단한다(S510).
상기 S510 단계에서의 판단결과, 전력수요관리의 시행효과가 있다면, 전력수요관리를 수행하나(S512), 전력수요관리의 시행효과가 없다면, 전력수요관리가 필요한 시간대를 재선정하여(S514) 상기 S500 단계 내지 S510 단계의 과정을 다시 진행한다.
도 13 및 도 14는 전력수요관리 시행효과의 사전 시뮬레이션 결과에 대한 일실시예를 보여준다.
도 15는 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 운영 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력수요관리의 운영 과정은, 먼저 전력수요관리의 대상일과 시간대가 설정되면(S602), 설정된 전력수요관리의 대상일과 시간대에 대하여 전력수요관리의 시행 예고를 공지한다(S602).
상기 S602 단계에서의 전력수요관리의 시행 예고 공지 시, 산출된 전력수요절감 필요량을 기준으로 전력판매업자(부하관리사업자)의 전력수요관리 Pool을 절감량 비율로 산정하여 배분량을 결정한다(S604).
그 다음으로, 상기 S604 단계에서 결정된 배분량에 따라 전력판매사업자(부하관리사업자)는 상기 Pool에 등록된 고객에게 전력수요관리 참여를 위한 통보를 SMS나 홈페이지 등을 이용하여 수행하며(S606), 전력수요관리의 참여 고객은 상기 S606 단계에서의 전력판매사업자(부하관리사업자)로부터의 통보를 참조하여 전력수요절감 약정량 한도 내에서 입찰을 수행한다(S608).
그 다음으로, 상기 S608 단계에서 입찰에 참여한 고객은 전력수요관리 시행에 대한 모니터링을 수행하고(S610), 전력판매사업자(부하관리사업자)는 입찰에 참여한 고객을 관리하고 모니터링을 수행한다(S612).
그 다음으로, 전력수요관리에 따른 전력수요 절감량을 산출하여(S614), 전력구입비용 효과를 분석한다(S616).
도 16 및 도 17은 전력수요관리의 입찰에 대한 일실시예를 보여준다.
도 18은 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력구입비용 효과의 분석 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명에 따른 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서 전력구입비용 효과의 분석 과정은, 먼저 전력수요절감 필요량을 기준으로 결정된 배분량과 입찰량을 계측하고 고객기준부하(CBL: Customer Baseline Load)에 따라 실제 전력사용량과의 차이를 계산하여 실제 전력수요관리 시행일에 대한 전력수요 절감량을 산출한다(S700).
그 다음으로, 상기 S700 단계에서 산출된 전력수요 절감량에 따라 전력수요실적의 입력값을 변경하여(S702), 발전계획 및 전력시장가격 결과를 재산출한다(S704).
그 다음으로, 전력수요관리 전과 후의 전력시장가격 결과를 산출(S706)하는 한편, 전력수요관리 전과 후의 변동구입비용과 변동판매수익 결과를 산출(S708)하여 상호 비교함에 따라, 최종적으로 전력수요관리의 시행효과를 산출한다(S710).
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 다른 실시예로 신재생에너지의 생산량에 따라 다른 발전기의 가동중지로 인한 전력시장가격의 변동을 예측할 수 있으며, 이를 이용하여 전력구입비용 또는 전력판매수익이 어떻게 변동하는지 그 결과를 예측할 수도 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 데이터 관리부
200: 전력수요 및 전력시장가격 예측부
300: 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부
400: 수요관리 대상일 및 시간대 선정부
500: 수요관리 운영부
600: 수요관리 시행효과 분석부
200: 전력수요 및 전력시장가격 예측부
300: 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부
400: 수요관리 대상일 및 시간대 선정부
500: 수요관리 운영부
600: 수요관리 시행효과 분석부
Claims (20)
- 데이터 관리부와, 전력수요 및 전력시장가격 예측부와, 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부와, 수요관리 대상일 및 시간대 선정부와, 수요관리 운영부와, 수요관리 시행효과 분석부로 구성되는 시스템 상에서 수행되는 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법에 있어서,
상기 데이터 관리부에 의해 전력수요실적 데이터와, 발전기 특성 및 입찰 데이터를 수집하는 단계;
상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 상기 전력수요실적 데이터로부터 시간대 별 전력수요를 예측하고, 상기 발전기 특성 및 입찰 데이터로부터 시간대 별 발전계획을 예측하는 단계;
상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 상기 시간대 별 전력수요 및 발전계획으로부터 시간대 별 전력시장가격을 예측하는 단계;
상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부에 의해 상기 시간대 별 전력수요와 전력시장가격에 기초하여 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하는 단계;
상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부에 의해 상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리가 필요한 대상일 및 시간대를 선정하는 단계; 및
상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부에 의해 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력수요절감 필요량을 산출하는 단계;를 포함하고,
상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 시간대별 전력시장가격을 예측하는 단계는, 시간대별 발전기의 변동비를 계산하여 시간대별로 수요를 충족시키는 발전기와 변동비를 산출함에 기초하여 수행되며,
상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부에 의해 시간대별 변동판매수익을 산출하는 단계는, 고압고객의 계약종 및 시간대별 전력사용량과 저압고객의 시간대별 전력사용량을 산출하고, 상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 예측된 시간대별 예측수요와 실제 사용량과의 오차율을 구한 다음, 각 계약종별 또는 시간대별 요금단가를 곱해 특정시간의 시간대별 변동판매수익을 산출하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부에 의해 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 변동구입비용, 변동판매수익 및 전력수요절감 필요량에 기초하여 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하는 단계는,
상기 전력수요관리가 필요한 시간대에 투입되는 발전기를 발전비용이 높은 순으로 정렬하는 단계;
상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하기 위해 투입되는 발전기에 대한 우선순위를 산출하는 단계; 및
상기 우선순위 및 상기 전력수요절감 필요량에 기초하여 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부에 의해 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택함에 따라 변동되는 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하여 전력수요관리의 시행효과를 시뮬레이션하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 수요관리 운영부에 의해 고객에게 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력수요관리의 시행계획을 고지하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 수요관리 운영부에 의해 상기 전력수요관리의 시행계획에 참여하는 고객의 입찰을 관리하고 처리하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리가 필요한 대상일 및 시간대를 선정하는 단계는,
상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익으로부터 날짜 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하고, 상기 날짜 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 상기 날짜 별 변동구입비용이 변동판매수익 이상인 날을 전력수요관리가 필요한 대상일로 선정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리가 필요한 대상일 및 시간대를 선정하는 단계는,
상기 전력수요관리가 필요한 대상일에서 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 시간대 별 변동구입비용에 대한 변동판매수익의 차이가 최대인 시간대를 전력수요관리가 필요한 시간대로 선정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리가 필요한 대상일 및 시간대를 선정하는 단계는,
전력수요관리가 필요한 시간대의 전과 후 시간대의 발전기 별 발전량, 예상발전비용 및 예상발전비용단가를 산출하여 전력수요관리가 필요한 연속적인 시간대를 선택하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 시행효과 분석부에 의해 실제 전력수요 절감량을 기준으로 변경된 전력수요에 따라 발전계획 및 전력시장가격을 산출하고, 전력수요관리 이전과 이후의 전력시장가격, 변동구입비용 및 변동판매수익 결과를 산출하여 전력수요관리 시행효과를 확인하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 방법. - 전력수요실적 데이터와 발전기 특성 및 입찰 데이터를 수집하기 위한 데이터 관리부;
상기 데이터 관리부에 의해 수집된 상기 전력수요실적 데이터로부터 시간대 별 전력수요를 예측하고, 상기 발전기 특성 및 입찰 데이터로부터 시간대 별 발전계획을 예측하며, 상기 시간대 별 전력수요 및 발전계획으로부터 시간대 별 전력시장가격을 예측하기 위한 전력수요 및 전력시장가격 예측부;
상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 예측된 상기 시간대 별 전력수요와 전력시장가격에 기초하여 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하기 위한 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부; 및
상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부에 의해 산출된 상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 전력수요관리가 필요한 대상일 및 시간대를 선정하고, 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력수요절감 필요량을 산출하기 위한 수요관리 대상일 및 시간대 선정부를 포함하고,
상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부는, 시간대별 발전기의 변동비를 계산하여 시간대별로 수요를 충족시키는 발전기와 변동비를 산출함에 기초하여 수행하며,
상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부는, 고압고객의 계약종 및 시간대별 전력사용량과 저압고객의 시간대별 전력사용량을 산출하고, 상기 전력수요 및 전력시장가격 예측부에 의해 예측된 시간대별 예측수요와 실제 사용량과의 오차율을 구한 다음, 각 계약종별 또는 시간대별 요금단가를 곱해 특정시간의 시간대별 변동판매수익을 산출하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템. - 청구항 11에 있어서,
상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부는,
산출된 상기 전력수요절감 필요량과, 상기 변동구입비용 및 변동판매수익 산출부에서 산출된 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 변동구입비용 및 변동판매수익에 기초하여 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템. - 청구항 12에 있어서,
상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부는,
상기 전력수요관리가 필요한 시간대에 투입되는 발전기를 발전비용이 높은 순으로 정렬하고, 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하기 위해 투입되는 발전기에 대한 우선순위를 산출하며, 상기 우선순위 및 상기 전력수요절감 필요량에 기초하여 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템. - 청구항 12에 있어서,
상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부는,
상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서 가동시키기 위한 발전기를 선택함에 따라 변동되는 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하여 전력수요관리의 시행효과를 시뮬레이션하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템. - 청구항 11에 있어서,
고객에게 상기 전력수요관리가 필요한 시간대에서의 전력수요관리의 시행계획을 고지하기 위한 수요관리 운영부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템. - 청구항 15에 있어서,
수요관리 운영부는,
상기 전력수요관리의 시행계획에 참여하는 고객의 입찰을 관리하고 처리하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템. - 청구항 11에 있어서,
상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부는,
상기 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익으로부터 날짜 별 변동구입비용과 변동판매수익을 산출하고, 상기 날짜 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 상기 날짜 별 변동구입비용이 변동판매수익 이상인 날을 전력수요관리가 필요한 대상일로 선정하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템. - 청구항 17에 있어서,
상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부는,
상기 전력수요관리가 필요한 대상일에서 시간대 별 변동구입비용과 변동판매수익을 비교하여 시간대 별 변동구입비용에 대한 변동판매수익의 차이가 최대인 시간대를 전력수요관리가 필요한 시간대로 선정하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템. - 청구항 18에 있어서,
상기 수요관리 대상일 및 시간대 선정부는,
전력수요관리가 필요한 시간대의 전과 후 시간대의 발전기 별 발전량, 예상발전비용 및 예상발전비용단가를 산출하여 전력수요관리가 필요한 연속적인 시간대를 선택하는 것을 특징으로 하는, 사전 전력수요예측에 의한 전력수요관리 시스템. - 청구항 11에 있어서,
실제 전력수요 절감량을 기준으로 변경된 전력수요에 따라 발전계획 및 전력시장가격을 산출하고, 전력수요관리 이전과 이후의 전력시장가격, 변동구입비용 및 변동판매수익 결과를 산출하여 전력수요관리 시행효과를 확인하기 위한 수요관리 시행효과 분석부
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2011
- 2011-10-25 KR KR1020110109415A patent/KR101846026B1/ko active IP Right Grant
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210076275A (ko) | 2019-12-13 | 2021-06-24 | 상명대학교산학협력단 | 온도요소를 고려한 일 평균전력량 보정의 개선형 전력수요 예측 시스템 |
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| KR20210076276A (ko) | 2019-12-13 | 2021-06-24 | 상명대학교산학협력단 | 온도요소를 고려한 일 최대 및 최소전력량 보정의 개선형 전력수요 예측 시스템 |
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| KR20220082555A (ko) | 2020-12-10 | 2022-06-17 | 전남대학교산학협력단 | 전력량 예측 시스템 및 이를 이용한 전력량 예측 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130045006A (ko) | 2013-05-03 |
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