KR102030371B1 - 전력 운영 시스템 - Google Patents

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육동수
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Abstract

본 발명은 전력 운영 시스템을 개시한다, 보다 상세하게는, 본 발명은 빌딩, 공장 등과 같은 전력사용량이 높은 대형 수용가에서 최대수요 전력량을 낮추어 운영비를 절감할 수 있도록 하는 전력 운영 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각 지역의 수용가에서 사용 전력량이 일정 수준 이상 증가하면, 지역 내 인접한 지역 ESS로부터 예비전력을 공급받음으로써, 최대수요 전력량을 낮출 수 있으며, 이에 따라 계약단가를 낮춤으로써 수용가의 운영비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

전력 운영 시스템{UNITED ELECTRONIC POWER MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 전력 운영 시스템에 관한 것으로, 특히 빌딩, 공장 등과 같은 전력사용량이 높은 대형 수용가에서 최대수요 전력량을 낮추어 운영비를 절감할 수 있도록 하는 전력 운영 시스템에 관한 것이다.
생활수준이 향상 및 산업 발달에 따라, 매년 전력사용량은 급속히 증가되고 있으나, 그 전력사용량의 증가율에 대비하여 볼 때, 전력공급량은 뒷받침하고 있지 못하는 실정이다.
이에, 국가의 전력관리기관은 전력사용을 자율적으로 줄이도록 하기 위하여 수용가의 최대 수요 전력을 억제토록 하는 요금 정책을 시행하고 있다. 현재, 한국전력은 전기요금을 기본요금과 사용전력요금으로 나누어 부과시키고, 기본요금을 국가의 전력관리기관 거래용 최대수요 전력량계를 설치한 수용가에 대하여 검침 당월을 포함한 이전의 12개월 중의 최대수요 전력량에 해당되는 검침 당월 이후의 기본 요금으로 정하는 12개월 연동제를 적용하고 있다.
수용가 특히, 공장, 빌딩과 같은 대형 수용가의 경우 때때로 평균전력 사용량을 상당히 초과하는 피크전력이 발생할 수 있는데, 도 1에 예시된 바와 같이, 전력 계약시 12개월 중 최대 피크전력량을 기록한 9월의 사용 전력량을 기준으로 계약을 수행하게 됨에 따라, 부하의 비중이 큰 도심지의 업무용 빌딩과 특정 시간대에 부하 변동이 많은 공장 등에서 실사용량 대비 높은 기본요금에 대한 부담이 크게 증가하게 되었다.
이에 따라, 최대수요전력량을 줄이기 위한 관심과 노력이 계속 진행되어 왔다. 일례로서, 전력수요가 많은 특정 시간대에 집중하는 부하 가동을 다른 시간대로 옮기거나, 냉방기기 등을 단시간 정지 또는 기동 운전을 시켜 특정 시간대에서의 전력 사용량을 감소시키는 방법 등이 제안되었다.
그러나, 이와 같은 방법은 생산성을 떨어뜨리거나 사용자가 직접 차단시키려는 기기에 원하는 시간대에 가서 부하에 공급되는 전력을 오프 시켜야만 하기 때문에 효과적으로 전력사용을 조절할 수 없다는 한계가 있다.
이에 대한 해결책 중 하나로서, 도 2에 예시된 바와 같이 모니터링부(1)를 구비하고, 최대수요 전력량계에서 측정하는 사용 전력량이 목표 전력량에 인접할 경우 설치된 ESS(Energy Storage System; 4)로부터 수용가 부하(2)에 요구되는 전력을 이용함으로써 사용 전력량이 최대수요 전력에 도달하는 것을 방지하는 시스템이 제안 되었다.
그러나, 이러한 구조의 시스템에서는 각 수용가에서 자체 ESS(4)를 운용해야 함에 따라 그 설비의 도입 및 운영비용이 발생하게 되어 결국 최대수요 전력량을 기존과 같이 유지하는 것에 대비하여 볼 때, 경제적 관점에서 불리하다고 할 수 있다.
또한, ESS(4) 뿐만 아니라, 발전을 위한 태양광 발전 모듈 등을 포함하는 발전모듈(5)을 더 운용해야 함에 따라, 그 비용을 더욱 증가할 뿐만 아니라, 태양광 발전 등은 수용가가 위치한 지역 특성에 따라 도입에 제한사항이 존재하는 한계가 있다.
등록특허공보 제10-1845703호(공고일자: 2018.04.05.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 각 지역의 수용가에서 목표 전력량을 최소화하여 최대수요 전력량에 의한 계약단가를 낮출 수 있는 전력 운영 시스템을 제공하는 데 과제가 있다.
또한, 본 발명은 각 지역에 설치된 ESS를 기점으로 지역을 분류하고, 동일 지역 내 수용가에 예비전력을 공급함으로써 사용 전력량이 목표 전력량에 도달하는 것을 차단하는 전력 운영 시스템을 제공하는 데 다른 과제가 있다.
또한, 본 발명은 각 지역별 수용가 및 지역 ESS의 전력 거래내역을 분산원장에 기록하여 거래내역의 위조 및 변조를 방지하고, 내역을 투명하게 관리하는 데 또 다른 과제가 있다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력 운영 시스템은, 복수의 부하를 포함하고, 각 지역에 분포되어 상기 복수의 부하에 필요한 전력을 계통으로부터 공급받는 하나 이상의 수용가, 복수로 분류되는 지역 내 운용되는 하나 이상의 지역 ESS, 상기 수용가별 수요전력의 목표 전력량까지 도달여부를 모니터링하고, 상기 목표 전력량에 대한 현재 전력량의 초과 여부에 따라, 동일 지역 내 위치한 수용가 및 지역 ESS를 서로 연결하여 상기 수용가에 예비전력이 공급되도록 제어하는 전력 중계 서버를 포함할 수 있다.
상기 수용가는 전력 관리 장치를 구비하고, 상기 전력 관리 장치는 수요시한마다 수용가의 사용 전력량을 검출하는 최대수요 전력량계, 상기 지역 ESS로부터 상기 복수의 부하별 예비전력 공급을 제어하는 개폐기 및 상기 최대수요 전력량계가 적산한 사용 전력량에 따라, 상기 부하에 공급되는 전력이 상기 목표 전력량의 초과를 차단하고, 상기 사용 전력량이 목표 전력량까지 증가하면, 상기 개폐기를 개방하는 최대전력 제어장치를 포함할 수 있다.
상기 전력 중계 서버는, 전력 회사 서버로부터 SMP 정보를 수집하고, 상기 수용가 단말 및 지역 ESS 서버에 일일 전력단가를 제공하는 단가 제공부, 상기 수용가 단말 및 지역 ESS 서버로부터 전력 거래 요청을 수신하여 전력 거래 당사자로 등록 및 거래절차를 수행하는 등록부, 거래완료에 따라, 거래 당사자간 거래내역을 설정하는 거래 설정부, 거래 당사자의 수용가측의 최대전력 제어장치와 연결되고, 상기 최대수요 전력량계가 적산한 사용 전력량이 목표 전력량까지 도달여부를 모니터링하는 수용가 모니터링부 및 상기 사용 전력량이 목표 전력량에 도달하면, 상기 거래내역에 기초하여 상기 최대전력 제어장치에 예비전력 공급을 요청하는 전력공급 요청부를 포함할 수 있다.
상기 수용가 단말 및 지역 ESS 서버는, 각각 상기 거래내역에 기초한 전력단가가 기록된 블록체인 네트워크의 일 노드로 참가 할 수 있다.
상기 수용가 단말 및 지역 ESS 서버가 거래 당사자가 되는 트랜잭션은 자신이 속한 지역을 제외한 타 지역의 블록체인 네트워크로 브로드캐스팅될 수 있다.
상기 트랜잭션은, 3 이상의 노드를 갖는 상기 타 지역의 블록체인 네트워크에서 각 노드간 합의 알고리즘(Power of Work)에 의해 검증되어 블록체인 정보에 추가될 수 있다.
상기 단가 제공부는 각 지역별 상기 수용가 단말 및 지역 ESS 서버에 저장되는 블록체인 정보를 수신하고, 상기 전력 중계 서버는 상기 SMP 정보 및 상기 블록체인 정보를 저장하는 데이터 베이스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각 지역의 수용가에서 사용 전력량이 일정 수준 이상 증가하면 지역 내 인접한 지역 ESS로부터 예비전력을 공급받음으로써 최대수요 전력량을 낮출 수 있으며, 이에 따라 계약단가를 낮춤으로써 수용가의 운영비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 지역 ESS를 기점으로 지역을 분류하고, 동일 지역 내 수용가에 예비전력을 공급함으로써, 사용 전력량이 목표 전력량에 도달하는 것을 차단함으로써 최대수요 전력량을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 각 지역별 수용가 및 지역 ESS의 전력 거래내역을 분산원장에 기록함으로써 거래내역의 위조 및 변조를 방지하고, 투명하게 관리할 수 있다.
도 1은 종래 최대수요 전력량의 설정시 참조하는 수용가의 일년 전력 수요량에 대한 그래프를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 최대수요 전력량을 낮추기 위한 시스템을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템의 전력 중계 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템의 운영 형태를 모식화한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시시예에 따른 전력 운영 시스템의 수용가의 전력설비 구성을 나타낸 도면이다.
설명에 앞서, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "구비" 또는 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부(Unit)", "...장치(Device)", "...시스템(System) 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어, 소프트웨어 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "실시예"라는 용어는 예시, 사례 또는 도해의 역할을 하는 것을 의미하나, 발명의 대상은 그러한 예에 의해 제한되지 않는다. 또한, "포함하는", "구비하는", "갖는" 및 다른 유사한 용어가 사용되고 있으나, 청구범위에서 사용되는 경우 임의의 추가적인 또는 다른 구성요소를 배제하지 않는 개방적인 전환어(Transition word)로서 "포함하는(Comprising)"이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적으로 사용된다.
본 명세서에 설명된 다양한 기법은 하드웨어 또는 소프트웨어와 함께 구현될 수 있거나, 적합한 경우에 이들 모두의 조합과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "...부", "...장치" 및 "...시스템" 등의 용어는 마찬가지로 컴퓨터 관련 엔티티(Entity), 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 시의 소프트웨어와 등가로 취급할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 서버 또는 단말에서 실행되는 각 기능은 프로그램 모듈 단위로 구성될 수 있고, 하나의 물리적 메모리에 기록되거나, 둘 이상의 메모리 및 기록매체 사이에 분산되어 기록될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 이하의 설명에서 전력 운영 시스템을 이루는 각 구성부는 소정의 마이크로 프로세서에 의해 실행 가능하며, 읽기, 쓰기, 지우기가 가능한 소정의 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램 형태로 구현되어 전력 운영 시스템에 탑재될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템은 각 지역에 분포되어 복수의 부하에 필요한 전력을 계통으로부터 공급받는 하나 이상의 수용가 및 각 수용가측에서 운영하는 수용가 단말(20), 복수로 분류되는 지역 내 운용되는 하나 이상의 지역 ESS 및 각 지역 ESS측에서 운영하는 지역 ESS 서버(30) 및 상기 수용가별 수요전력의 목표 전력량까지 도달여부를 모니터링하고, 상기 목표 전력량에 대한 현재 전력량의 초과 여부에 따라, 동일 지역 내 위치한 수용가 및 지역 ESS를 서로 연결하여 상기 수용가에 예비전력을 공급하도록 제어하는 전력 중계 서버(100)를 포함할 수 있다.
수용가 단말(20)은 각 지역별 위치한 빌딩, 공장 등 대형 수용가에서 운영하는 단말로서, 네트워크를 통해 전력 중계 서버(100)에 접속하여, 해당 수용가에 대한 최대수요전력에 대한 관리를 요청함과 아울러 현재 게시된 동일 지역 내 지역 ESS 측에 전력 구매를 요청할 수 있다.
이러한 수용가 단말(20)로는 인터넷 망과 같은 네트워크에 연결되어 전력 중계 서버(100)가 제공하는 웹 페이지에 접속하여 한국전력이 운영하는 전력 회사 서버(10)가 공지하는 일일 전력 단가를 확인하고, 지역 ESS를 선택하여 거래를 요청할 수 있는 거치형PC, 스마트폰 및 태플릿PC 등의 마이크로 프로세서가 탑재된 컴퓨팅 장치가 이용될 수 있다.
지역 ESS 서버(30)는 각 지역별 신재생 에너지 발전 설비를 구비하여 ESS를 운영하는 지역 ESS에 속한 서버로서, 네트워크를 통해 전력 중계 서버(100)에 접속하여 자신의 ESS를 지역 ESS로 등록하고, 설비 위치, 일일 발전량, 계약 조건 등을 입력하여 수용가 단말(20)과의 전력 거래를 요청할 수 있다.
또한, 지역 ESS 서버(30)는 네트워크에 연결되어 전력 중계 서버(100)가 제공하는 웹 페이지에 접속하여 전력 회사 서버(10)가 공지하는 일일 전력 단가를 수신하고, 수용가 단말(20)의 요청에 회신하여 전력 거래 계약을 진행할 수 있다.
또한, 지역 ESS 서버(30)로는 부가 기능으로서 실시간 ESS 모니터링 기능을 포함할 수 있고, 전술한 기능들을 지연없이 신속하게 처리하기 위해 마이크로 프로세서 및 데이터 저장소가 탑재된 소형 서버 장치가 이용될 수 있다.
전력 중계 서버(100)는 전국의 수용가들을 그 지역에 따라 복수개로 분류하고, 지역별로 수용가와 지역 ESS간 예비전력을 거래할 수 있도록 중계할 수 있다.
상세하게는, 전국의 수용가는 예상되는 전력 수요량에 따라 소정개씩 그룹화되어 분류될 수 있고, 해당 지역에 균등하게 지역 ESS가 분배 및 등록될 수 있다. 또한, 각 지역별 수용가와 동일 지역으로 분류된 하나 이상의 지역 ESS는 전력망이 구축되어 있고, 전력 중계 서버(100)는 등록된 수용가와 지역 ESS 간 전력 거래절차를 수행하고, 계약 완료된 수용가의 사용 전력량을 모니터링하여 미리 설정된 목표 전력량에 도달하면, 수용가에 설치된 최대전력 제어장치에 예비전력 공급을 요청함으로써 계통으로부터 공급되는 전력의 사용량을 제한할 수 있다.
이에 따라, 수용가에 설치된 최대수요 전력량계의 적산되는 사용 전력량을 최소화 함으로써 피크전력을 낮출 수 있어 전력 사용에 대한 기본요금을 일정수준 이하로 낮게 책정할 수 있게 된다.
이러한 기능을 구현하기 위해, 전력 중계 서버(100)는 다수의 수용가 단말(20) 및 지역 ESS 서버(30)로부터 요청을 수신하고, 등록된 다수의 수용가의 전력 관리 장치를 오류없이 모니터링하기 위한 고성능의 마이크로 프로세서 및 대용량의 데이터 저장소를 탑재한 서버 장치가 이용될 수 있다.
한편, 도시되어 있지는 않지만 전술한 수용가 단말(20) 및 지역 ESS 서버(30)는 블록체인 네트워크에 노드로 참가하여 일일 전력 거래 내역을 블록체인 정보로서 분산원장에 기록할 수 있고, 그 분산원장은 갱신시마다 각 수용가 단말(20) 및 지역 ESS 서버(30)에 전송되어 전력 단가를 결정하는 데 참조정보로 이용될 수 있으며, 각 지역의 전력거래 내역을 투명하게 관리할 수 있다.
이러한 블록체인 네트워크와의 연동구조에 대한 상세한 설명은 후술한다.
전술한 구조에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템은 수용가와 지역 ESS를 중계함으로써 각 지역에 위치한 수용가를 지역내 개인 또는 소규모 업체가 운영하는 ESS와 연계하여 예비전력을 공급하게 되며, 이에 최대수요전력을 낮춤으로써 수용가와 전력 회사간의 전력공급 계약에 따른 기본요금을 낮게 조정할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전력 중계 서버의 구성을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템의 전력 중계 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템의 전력 중계 서버(100)는, 전력 회사 서버로부터 SMP 정보를 수집하고, 지역 ESS 서버(30)에 일일 전력단가를 제공하는 단가 제공부(110), 수용가 단말(20) 및 지역 ESS 서버(30)로부터 전력 거래 요청을 수신하여 전력 거래 당사자로 등록 및 거래절차를 수행하는 등록부(120), 거래완료에 따라, 거래 당사자간 거래내역을 설정하는 거래 설정부(130), 거래 당사자의 수용가측의 최대전력 제어장치와 연결되고, 최대수요 전력량계가 적산한 사용 전력량이 목표 전력량까지 도달여부를 모니터링하는 수용가 모니터링부(140) 및 사용 전력량이 목표 전력량에 도달하면, 거래내역에 기초하여 최대전력 제어장치에 예비전력 공급을 요청하는 전력공급 요청부(150)를 포함할 수 있다.
단가 제공부(110)는 외부 시스템으로부터 일일 전력 단가를 수집하고, 이를 각 지역의 수용가 단말(20) 및 지역 ESS 서버(30)에 전송할 수 있다. 단가 제공부(110)에서 수집되는 전력 단가는 전력 회사 서버에서 매일 공시하는 계통한계가격(System Marginal Price; SMP) 정보 및 각 지역에서 전일 실제 거래되어 분산원장(blk)에 기록된 정보일 수 있다.
일례로서, 단가 제공부(110)는 전력 회사 서버에 접속하여 매일 자정에 공시되는 SMP 정보를 수집할 수 있다. 단가 제공부(110)에는 전력 회사 서버의 URL인 "https://www.kpx.or.kr/www/contents.do?key=225"가 등록될 수 있고, 지정된 시간인 자정이 되면, 상기 URL에 접속하여 웹 페이지 내 포함된 SMP 정보의 다운로드 링크주소에 접속 및 SMP 정보를 직접 다운로드 할 수 있다.
또한, 단가 제공부(110)는 각 지역별 단말 및 서버들이 참가하는 블록체인 네트워크에서 실시간으로 갱신되는 지역 전력 단가가 기록된 블록 즉 분산원장(blk)을 수집할 수 있다.
등록부(120)는 전력을 거래하고자 하는 각 지역별 수용가 단말(20) 및 지역 ESS 서버(30)로부터 각각 전력 구매 및 판매 등록 요청을 수신하고, 두 거래 당사자간 전력 거래 절차를 수행할 수 있다. 등록부(120)는 ESS 서버(30)로부터 입력되는 공급지역, 계약기간, 시간당 최대 전력량 및 단가 등을 포함하는 예비전력 정보를 입력받아 등록 및 웹 상에 게시하고, 동일 지역 내 등록된 수용가 단말(20)의 요청에 따라 전력 거래 절차를 진행하게 된다.
거래 설정부(130)는 두 거래 당사자 양측 모두로부터 거래 승인이 수신되면, 입력된 거래 내역에 따라 계약설립을 확인하고, 거래정보를 생성 및 데이터 베이스(160)에 저장할 수 있다. 또한, 거래정보를 확인한 시스템 담당자는 해당 수용가 및 지역 ESS 간 전력망 구축여부를 검토 및 미 구축시 ESS 전력전송단과 수용가의 전력 관리 장치간 전력망의 연결을 진행하게 된다.
수용가 모니터링부(140)는 정보통신망을 통해 각 지역의 등록된 수용가의 전력 관리 장치에 구비되는 최대전력 제어장치와 유선 또는 무선으로 연결되어, 해당 수용가의 사용 전력량을 수집할 수 있다.
특히, 수용가 모니터링부(140)는 계약기간 내 사용 전력량이 목표 전력량까지 증가하는지 여부를 실시간으로 검출하게 된다.
전력공급 요청부(150)는 수용가 모니터링부(140)에 의해 수용가에서 사용 전력량이 목표 전력량에 도달하는 것이 검출되면, 연계된 지역 ESS에 전력공급을 요청함과 아울러 해당 수용가의 전력 관리 장치의 최대전력 제어장치에 예비전력 공급을 요청할 수 있다.
이에 따라, 지역 ESS와 연결된 전력망을 통해 예비전력이 수용가에 공급되고, 수용가는 계통전력을 예비전력을 대체함에 따라 사용 전력량이 목표 전력량을 초과하는 것이 방지되어 피크 전력을 수용가측에서 의도한 수준으로 낮출 수 있으며, 이에 전력 공급 계약에 대한 기본 요금을 낮게 책정할 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템의 운영 형태를 나타내는 모식도를 본 발명의 기술적 사상을 상세히 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템의 운영 형태를 모식화한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템은 각 지역별로 하나 이상의 수용가 및 지역 ESS를 분류할 수 있고, 시스템에 등록된 수용가 및 지역 ESS은 서로 전력망이 연결될 수 있다.
이에, 각 지역의 수용가는 운영되는 부하를 고려하여 목표 전력량을 설정하고, 전력 운영 시스템에 등록하여 동일 지역 내 지역 ESS와 전력망을 구축하여 목표 전력량에 따라 예비 전력량을 계약한다.
이에 따라, 수용가는 자체 ESS를 운영하는 것이 아닌, 해당 지역 내 지역 ESS 의 예비전력 거래 내역에 따라 예비전력을 공급받게 된다. 여기서, 예비전력을 목표 전력량에 대응하여 결정됨에 따라 전력계통으로부터 공급받는 전력 사용량이 일정 수준 이상 증가하는 것을 방지할 수 있고, 이에 피크전력을 낮출 수 있게 된다.
따라서, 수용가는 종래보다 일정수준 낮은 피크전력을 기준으로 전력 회사와 전력공급을 계약함으로써 기본 요금에 따른 운영비용을 절감할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템에서는 수용가와 지역 ESS 간 전력거래에 따른 거래 내역을 분산원장에 기록함으로써, 전력거래 내역의 위, 변조를 방지 및 정보 공개를 통해 개인간 거래에서 전력단가를 투명하게 공개할 수 있다.
본 발명의 전력 운영 시스템에서 수용가와 지역 ESS간 전력 거래 내역 정보는 시스템에서 공개한 퍼블릭 블록체인 네트워크에 의한 분산원장에 기록될 수 있다. 이를 위해, 수용가측 및 지역 ESS측의 수용가 단말 및 지역 ESS 서버는 블록체인 네트워크의 일 노드로 참가할 수 있고, 각 지역에서 등록된 전력거래는 모두 블록체인 네트워크를 통해 블록체인 정보에 저장될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템의 블록체인 네트워크는 등록된 수용가 단말 및 지역 ESS 단말이 모두 참가자로 등록하되, 현재 블록에 기록될 트랜잭션을 발행한 당사자들은 해당 지역의 블록체인 네트워크에는 참가할 수 없고, 이를 제외한 타 지역의 블록체인 네트워크에만 트랜잭션을 브로드캐스팅(broadcasting)하는 것을 특징으로 한다.
이는, 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 네트워크가 합의 알고리즘에 기반하여 거래내역을 검증함에 따라, 해당 지역에서 과반수에 의한 블록정보의 위, 변조를 방지하기 위해, 검증 프로세스를 타 지역의 노드들을 통해 수행하기 위한 정책이다.
일례로서, 도 5b에 도시된 바와 같이 지역 A에서 발행된 트랜잭션은 지역 A를 제외한 타 지역 B, C, D의 노드들을 통해 검증함으로써 지역 A의 과반수에 의한 합의 알고리즘(Proof of Work; POW)에 따라 블록에 추가되어 거래 내역 위, 변조를 방지하게 된다.
이에 따라, 발행된 트랜잭션은 3 이상의 노드를 갖는 타 지역의 블록체인 네트워크에서 각 노드간 합의 알고리즘에 의해 검증되어 블록체인 정보에 추가될 수 있다.
또한, 블록검증 절차에 있어서 마이닝(mining), 즉 검증에 참가한 참가자들에게는 별도의 어드밴티지(advantage)를 제공할 필요가 없음에 따라, 그 검증 난이도는 블록증가와 상관없이 네트워크 관리자에 의해 일정 수준의 난이도로 고정될 수 있다.
전술한 구성에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템은 각 거래 당사자간 거래내역을 위, 변조가 불가능한 형태로 공개할 수 있고, 이에 수용가측 및 지역 ESS측에서는 전력 단가 조정 및 거래 내역을 합리적으로 판단할 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 전력 운영 시스템이 적용되는 수용가의 전력 관리 장치의 구조를 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템의 수용가의 전력 관리 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력 운영 시스템의 전력 관리 장치는, 계통으로부터 공급되는 전력을 설정된 전압으로 변압하는 PCT(210), 수요시한마다 수용가의 사용 전력량을 검출하는 최대수요 전력량계(220), 기 최대수요 전력량계(220)가 적산한 사용 전력량에 따라, 부하에 공급되는 전력이 목표 전력량의 초과를 차단하고, 사용 전력량이 목표 전력량에 도달하면, 상기 개폐기(260)는 최대전력 제어장치(230), 수용가에서 사용되는 전력량을 관리하기 위한 관리용 전력량계(240) 및 지역 ESS(300)로부터 복수의 부하별 예비전력 공급을 제어하는 개폐기(260)를 포함할 수 있고, 각 수용가의 설비 상황에 따라, CB 및 MOF 등이 더 설치되거나, 관리용 전력량계(240) 등이 생략될 수 있다.
PCT(210)는 전력계통으로부터 공급되는 전력을 수용가의 상황에 맞게 설정된 전압으로 변환하는 역할을 한다. 이러한 PCT(210)는 수용가의 변성기에 입력되는 고압전력, 통상적으로 500KV 이하의 전압을 수용가에서 사용하기 적절한 전압으로 변압하게 된다.
최대수요 전력량계(220)는 PCT(210)와 연결되어 수용가의 사용 전력량과 15분으로 설정된 수요시한의 경과를 표시할 수 있다. 이러한 최대수요 전력량계(220)는 사용 전력에 따라 회전하는 원판을 내부에 실장할 수 있고, 전원 인입 후 15분의 수요시한 내에서 사용한 적산 전력량을 막대형 지시계에 표시한 후 다시 리셋(reset)되어 원점에서 적산을 시작할 수 있다.
특히, 이러한 최대수요 전력량계(220)는 봉인된 상태로 사용하기 때문에 국가의 전력관리기관의 승인 없이는 임의로 개봉할 수 없도록 관리되게 된다.
최대전력 제어장치(230)는 최대수요 전력량의 목표값이 설정되고, 이에 구비된 인터페이스를 통해 최대수요 전력량의 목표값이 입력될 수 있다. 이러한 최대전력 제어장치(230)는 구비된 수요시한 동기 스위치를 통해 전력량에 대한 수요시한의 리셋시간을 전술한 최대수요 전력량계(220)의 리셋시간에 맞추어 동기 키게 된다.
또한, 최대전력 제어장치(230)는 정보통신망을 통해 유선 또는 무선으로 원격지의 전력 중계 서버(100)와 연결될 수 있고, 최대수요 전력량계(220)에 의해 적산된 사용 전력량 및 설정된 목표 전력량을 전력 중계 서버(100)에 전송할 수 있다.
그리고, 최대전력 제어장치(230)는 개폐기(260)와 연결될 수 있고, 전력 중계 서버(100)의 요청에 따라 개폐기(260)에 의한 지역 ESS(300)의 예비전력을 부하(250)로 공급 또는 차단하도록 제어할 수 있다.
관리용 전력량계(240)는 수용가측의 전력 관리용 전력량계로서 생략가능하며, 최대슈요 전력량계(220)와 더불어 최대전력 제어장치(230)로 입력되는 전력펄스를 선택적으로 입력할 수 있다.
개폐기(260)는 복수의 부하(250)와 연결되어 연계된 지역 ESS(300)로부터 수용가로 공급되는 전력을 부하(250)로 공급하거나 차단하는 것으로서, 이를 위해 수배전반에 하나 이상이 설치될 수 있다. 여기서, 부하(250)로는 공조기, 냉동기, 전기로 및 컴프레서 등이 포함될 수 있다.
또한, 개폐기(260)로는 기계식 또는 전자식 개폐기가 적용될 수 있고, 최대전력 제어장치(230)의 제어에 따라 부하(250)에 예비전력을 차단 또는 공급할 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
10 : 전력 회사 서버 20 : 수용가 단말
30 : 지역 ESS 서버 100 : 전력 중계 서버
110 : 단가 제공부 120 : 등록부
130 : 거래 설정부 140 : 수용가 모니터링부
150 : 전력공급 요청부 160 : 데이터 베이스
200 : 전력 관리

Claims (7)

  1. 복수의 부하를 포함하고, 각 지역에 분포되어 상기 복수의 부하에 필요한 전력을 계통으로부터 공급받는, 예상 수요 전력량에 따라 지역별로 그룹화되는 하나 이상의 수용가;
    복수로 분류되는 지역 내 운용되고, 각 지역별 균등하게 분배 및 등록되는 하나 이상의 지역 ESS; 및
    상기 수용가별 수요전력의 목표 전력량까지의 도달여부를 모니터링하고, 상기 목표 전력량에 대한 현재 전력량의 초과 여부에 따라, 동일 지역 내 위치한 수용가 및 지역 ESS를 서로 연결하여 상기 수용가에 예비전력이 공급되도록 제어하는 전력 중계 서버를 포함하고,
    상기 전력 중계 서버는,
    전력 회사 서버로부터 SMP 정보를 수집하고, 상기 수용가 단말 및 지역 ESS 서버에 일일 전력단가를 제공하는 단가 제공부;
    상기 수용가 단말 및 지역 ESS 서버로부터 전력 거래 요청을 수신하여 전력 거래 당사자로 등록 및 거래절차를 수행하는 등록부;
    거래완료에 따라, 거래 당사자간 거래내역을 설정하는 거래 설정부;
    정보통신망을 통해 거래 당사자의 수용가측의 최대전력 제어장치와 연결되고, 최대수요 전력량계가 적산한 계약기간 내 사용 전력량이 목표 전력량까지의 도달여부를 모니터링하는 수용가 모니터링부; 및
    상기 사용 전력량이 목표 전력량에 도달하면, 상기 거래내역에 기초하여 상기 최대전력 제어장치에 예비전력 공급을 요청하는 전력공급 요청부를 포함하고,
    상기 수용가 단말 및 지역 ESS 서버는,
    상기 거래내역에 기초한 전력단가가 기록되는 분산원장을 포함하는 블록체인 네트워크의 일 노드로 참가하되, 거래 당사자들에 의한 트랜잭션은 자신이 속한 지역을 제외한 타 지역의 블록체인 네트워크로 브로드 캐스팅되고, 타 지역의 블록체인 네트워크에서 각 노드간 합의 알고리즘에 의해 검증되어 상기 분산원장에 추가되는 전력 운영 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용가는 전력 관리 장치를 구비하고,
    상기 전력 관리 장치는,
    수요시한마다 수용가의 사용 전력량을 검출하는 최대수요 전력량계;
    상기 지역 ESS로부터 상기 복수의 부하별 예비전력 공급을 제어하는 개폐기; 및
    상기 최대수요 전력량계가 적산한 사용 전력량에 따라, 상기 부하에 공급되는 전력이 상기 목표 전력량의 초과를 차단하고, 상기 사용 전력량이 목표 전력량까지 증가하면, 상기 개폐기를 개방하는 최대전력 제어장치
    를 포함하는 전력 운영 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜잭션은,
    3 이상의 노드를 갖는 상기 타 지역의 블록체인 네트워크에서 각 노드간 합의 알고리즘에 의해 검증되어 블록체인 정보에 추가되는 전력 운영 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단가 제공부는 각 지역별 상기 수용가 단말 및 지역 ESS 서버에 저장되는 블록체인 정보를 수신하고,
    상기 전력 중계 서버는,
    상기 SMP 정보 및 상기 블록체인 정보를 저장하는 데이터 베이스를 더 포함하는 전력 운영 시스템.
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