KR102157214B1 - 상업용 hvac 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 hvac 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법이 개시된다. 상기 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법은, 전일 책정된 입력 전력의 가격에 따라 부하를 스케줄링함으로써, 배선 네트워크의 효율적인 운용이 가능한 고정밀, 고효율 및 고신뢰성의 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 또한, 상업용 HVAC 시스템 사용자들의 열적 쾌적함을 보장함과 동시에, 입_력 전력의 소매 가격에 따른 최적의 전력 효율 정보를 제공함으로써, 고효율의 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

Description

상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법{METHOD FOR CALCULATING POWER RATE OF COMMERCIAL HVAC SYSTEM, APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING LOAD USING THE SAME}

본 발명은 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수요 반응을 유도하는 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.

상업용 HVAC 시스템은 해당 건물 내 온도, 환기, 습도 등을 적정 상태로 유지하도록 동적 제어하는 열공조 시스템으로, 배전 공급 업체로부터 제공되는 입력 전력을 동력원으로 사용한다.

중앙 운영 방식의 배전 공급 업체에서는 전력을 저장하는 것이 어렵거나 혹은 비싸다는 문제가 있다. 전력공급의 안정성과 안전성을 확보하기 위해서는 수요와 공급이 맞춰지는 수요 반응이 요구된다.

그러나, 종래의 상업용 HVAC 시스템은 입력 전력의 소매 가격에 상관없이 대상 공간의 실내 온도를 특정 수치의 온도로 일정하게 유지하도록 제어되고 있다. 이에 따라, 배전 공급 업체는 이윤 극대화를 위해, 상대적으로 배전 요금이 높은 시간대별 전기 요금(TOU, Time Of Use) 방식을 책정하여, 상업용 HVAC 시스템 사용자에게 비합리적인 요금 납부를 요구하고 있다.

이러한, 종래의 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방식은 배전 네트워크 운영 조건 및 전력 손실 또한 고려하지 않아, 수요 반응의 적용이 가능한 합리적인 신규 배전 요금 산정 방식이 요구된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고효율 및 고신뢰성의 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 고효율 및 고신뢰성의 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또다른 목적은 고효율 및 고신뢰성의 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 스케줄링 장치는 메모리(memory) 및 상기 메모리 내 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(processor)를 포함하되, 상기 적어도 하나의 명령은, 입력 전력의 소매 가격에 따른 상업용 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning System) 시스템의 운영 효율을 제공하는 배전 요금 산정 모델을 기초로하여 상기 HVAC 시스템의 부하를 스케줄링하도록 하는 명령을 포함한다.

이때, 상기 배전 요금 산정 모델은 의사 결정 모델을 이용하여 도출할 수 있다.

여기서, 상기 의사 결정 모델은 배전 공급 업체의 이윤을 보장하는 상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는 상위 레벨 의사 결정 모델을 포함할 수 있다.

또한, 상기 스케줄링은 익일(翌日) 사용될 상기 HVAC 시스템 내 부하를 대상으로 수행될 수 있다.

상기 상위 레벨 의사 결정 모델은 배전 네트워크 내 특정 버스(bus)에서의 상기 입력 전력의 소매 가격으로부터 상기 입력 전력의 도매 가격 및 상기 배전 네트워크에서의 증분 전력 손실(incremental power loss)을 차감하여 상기 배전 공급 업체의 이윤을 산출할 수 있다.

이때, 상기 입력 전력의 소매 가격은 상기 입력 전력의 도매 가격 이상으로부터 시간대별 요금 산정(TOU, Time Of Use) 방식에 의해 산출된 상기 입력 전력의 소매 가격 이하의 금액일 수 있다.

또한, 상기 의사 결정 모델은 상기 입력 전력을 공급하는 배전 네트워크 내 특정 버스(bus)에서의 적어도 하나의 상기 상업용 HVAC 시스템 사용자별 부분 입력 전력에 대한 최적의 운영 비용을 산출하는 하위 레벨 의사 결정 모델을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 하위 레벨 의사 결정 모델은 열 반응 모델에서의 특정 실내 온도에 해당되는 상기 입력 전력의 부분 선형 근사 구간을 반영하여, 상기 근사 구간 내에서의 상기 입력 전력에 따른 운영 비용을 산출할 수 있다.

상기 열 반응 모델은 특정 공간에서의 주변 환경 및 시간 변화에 따라 실내 온도의 변화를 측정하여 모델링한 것일 수 있다.

이때, 상기 주변 환경은 주변 온도, 대기 온도, 실내 대류열 이득, 실내 복사열 이득 및 상기 상업용 HVAC 시스템의 냉각률 중 적어도 하나의 변수를 포함할 수 있다.

상기 배전 요금 산정 모델은 시간별 요금 산정(Real-Time Pricing) 방식에 기초할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 부하 스케줄링 방법은 배전 요금 산정 모델을 이용하여 입력 전력에 따른 배전 요금을 산출하는 단계 및 상기 산출된 배전 요금에 따라, 익일(翌日) 사용될 상업용 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning System) 시스템 내 적어도 하나의 부하를 스케줄링하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 부하 스케줄링 방법은 배전 요금 산정 모델을 이용하여 입력 전력에 따른 배전 요금을 산출하는 단계 이전에, 의사 결정 모델을 이용하여 상기 배전 요금 산정 모델을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 의사 결정 모델을 이용하여 상기 배전 요금 산정 모델을 생성하는 단계는 상위 레벨 의사 결정 모델을 이용하여, 배전 공급 업체의 이윤을 보장하는 상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는 단계 및 하위 레벨 의사 결정 모델을 이용하여, 상기 입력 전력을 공급하는 배전 네트워크 내 특정 버스(bus)에서의 적어도 하나의 상기 상업용 HVAC 시스템 사용자별 부분 입력 전력에 대한 최적의 운영 비용을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 상위 레벨 의사 결정 모델은 배전 네트워크 내 특정 버스(bus)에서의 상기 입력 전력의 소매 가격으로부터 상기 입력 전력의 도매 가격 및 상기 배전 네트워크에서의 증분 전력 손실(incremental power loss)을 차감하여 상기 배전 공급 업체의 이윤을 산출할 수 있다.

또한, 상기 입력 전력의 소매 가격은 상기 입력 전력의 도매 가격 이상으로부터 시간대별 요금 산정(TOU, Time Of Use) 방식에 의해 산출된 상기 입력 전력의 소매 가격 이하의 금액일 수 있다.

상기 의사 결정 모델을 이용하여 상기 배전 요금 산정 모델을 생성하는 단계는 상기 상위 레벨 의사 결정 모델을 이용하여, 배전 공급 업체의 이윤을 보장하는 상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는 단계 이전에, 열 반응 모델을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 열 반응 모델은 특정 공간에서의 주변 환경 및 시간 변화에 따라 실내 온도의 변화를 측정하여 모델링한 것일 수 있다.

또한, 상기 배전 요금 산정 모델은 시간별 요금 산정(Real-Time Pricing) 방식에 기초할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 실시예에 따라 상업용 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning System) 시스템에 배전되는 입력 전력에 대한 배전 요금 산정 방법은 배전 네트워크 내 특정 버스(bus)에서의 상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는 단계, 적어도 한명의 상기 상업용 HVAC 시스템 사용자들의 상기 소매 가격에 대한 부분 입력 전력 사용량을 산출하는 단계 및 상기 부분 입력 전력 사용량을 반영하여 상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법은 전일 책정된 입력 전력의 가격에 따라 부하를 스케줄링함으로써, 배선 네트워크의 효율적인 운용이 가능한 고정밀, 고효율 및 고신뢰성의 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법은 상업용 HVAC 시스템 사용자들의 열적 쾌적함을 보장함과 동시에, 입력 전력의 소매 가격에 따른 최적의 전력 효율 정보를 제공함으로써 고효율의 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템용 부하 스케줄링 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템용 부하 스케줄링 방법의 순서도이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템용 부하 스케줄링 방법 중 요금 산정 모델을 생성하는 단계의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실험예에 따른 열 반응 모델을 생성하기 위한 테스트 실험 모델의 이미지이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템의 입력 전력 증가에 따른 실내 온도 변화 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템의 이윤 산출을 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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 본 발명이 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.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템용 부하 스케줄링 장치의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 부하 스케줄링 장치는 상업용 빌딩에 제공되는 열공조 시스템(HVAC; Heating, Ventilation, Air Conditioning System, 이하 HVAC 시스템)과 연동되어, HVAC 시스템(D)의 부하를 스케줄링 할 수 있다. 그러나, 부하 스케줄링 장치는 상술된 바에 국한되지 않고, HVAC 시스템(D) 내 탑재되어 제공될 수 있다.

실시예에 따르면, 부하 스케줄링 장치는 HVAC 시스템(D)에 배전되는 입력 전력의 소매 가격에 따라, 상기 HVAC 시스템(D) 내 부하의 스케줄을 설정할 수 있다.

여기서, 배전 공급 업체(S)로부터 제공되는 전력의 소매 가격은 이중 레벨 의사 결정 모델(Bi-level decision model)을 이용하여 산출될 수 있다.

이중 레벨 의사 결정 모델(Bi-level decision model)은 배전 요금 산정에 있어서 서로 상충되는 이해 관계를 갖는 배전 공급 업체 및 상업용 HVAC 시스템(D)의 사용자 입장을 모두 반영하여 생성된 모델일 수 있다.

실시예에 따르면, 이중 레벨 의사 결정 모델(Bi-level decision model)은 스타켈버그 게임 이론(Stackelberg game theory)에 기반하여 생성된 모델로써, 배전 전력 소매로부터의 이윤을 최대화하고자 하는 배전 공급 업체(S)의 목적을 반영하기 위한 상위 레벨 의사 결정 단계 및 전력 효율은 최대화하되 배전 요금은 최소화하고자 하는 상업용 HVAC 시스템(D)을 사용하는 사용자의 목적을 반영하기 위한 하위 레벨 의사 결정 단계를 포함할 수 있다. 이중 레벨 의사 결정 모델(Bi-level decision model)을 이용하여 상업용 HVAC 시스템(D)의 배전 요금을 산정하는 방법에 대해서는 하기 부하 스케줄링 방법의 설명시 보다 구체적으로 설명하겠다.

부하 스케줄링 장치는 메모리(1000) 및 프로세서(5000)를 포함할 수 있다.

메모리(1000)는 후술될 프로세서(5000)를 실행하기 위한 적어도 하나의 명령을 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, 적어도 하나의 명령은 배전 요금 산정 모델을 이용하여 상업용 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning System) 시스템에 배전되는 입력 전력의 소매 가격을 산출하도록 하는 명령 및 상기 산출된 입력 전력의 소매 가격에 따라 배전 요금을 최소화하기 위한 상업용 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning System) 시스템 내 부하를 스케줄링하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.

프로세서(5000)는 앞서 설명한 바와 같이, 메모리(1000)에 저장된 적어도 하나의 명령에 따라 동작할 수 있다. 프로세서(5000)의 동작은 앞서 설명한 바와 같이, 하기 부하 스케줄링 방법의 설명시 보다 자세히 설명하겠다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치를 설명하였다. 이하에서는 앞서 언급한 바와 같이, 부하 스케줄링 장치 내 프로세서의 동작에 의해 수행되는 부하 스케줄링 방법을 보다 구체적으로 설명하겠다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템용 부하 스케줄링 방법의 순서도이다.

도 2를 참조하면, 부하 스케줄링 장치 내 프로세서(5000)는 배전 요금 산정 모델을 이용하여 상업용 HVAC 시스템에 배전되는 입력 전력의 소매 가격을 산출할 수 있다(S1000). 실시예에 따르면, 배전 요금 산정 모델은 배전 네트워크 내 특정 버스(Bus)에 걸리는 부하의 크기에 따라 입력 전력의 가격이 실시간으로 변동하는 실시간 요금 산정(RTP, Real-Time Pricing, 이하 RTP 요금) 방식을 기반으로 하는 모델일 수 있다.

여기서, 배전 요금 산정 모델은 입력 전력의 소매 가격을 산출하기 이전에 생성되어 제공될 수 있다. 배전 요금 산정 모델을 생성하는 방법은 하기 도 3에서 보다 구체적으로 설명하겠다.

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템용 부하 스케줄링 방법 중 배전 요금 산정 모델을 생성하는 단계의 순서도이다.

도 3를 참조하면, 프로세서(5000)는 열 반응 모델을 생성할 수 있다(S1000).

보다 구체적으로 설명하면, 열 반응 모델은 후술될 의사 결정 모델 생성 중 하위 레벨 의사 결정 모델 생성시, 주변 환경 및 시간의 조건에 따라 변화되는 대상 공간의 열 손실율을 반영하기 위한 모델일 수 있다. 열 반응 모델에 대해서는 하기 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명하겠다.

도 4는 본 발명의 실험예에 따른 열 반응 모델을 생성하기 위한 테스트 실험 모델의 이미지이다.

도 4를 참조하면, 열 반응 모델은 앞서 설명한 바와 같이, 주위의 환경 및 시간의 변화에 따른 대상 공간의 실내 온도 변화를 모델링한 것일 수 있다.

본 발명의 실험예에 따른 테스트 공간의 시간별 내부 열 이득 측정

실내 온도가 일정하게 유지되는 8.63m X 3.66m X 2.44m크기의 실험 공간을 창문을 포함하는 벽에 의해 2개의 구역으로 나누어, 5.18m X 3.66m X 2.44m 크기의 테스트 공간 영역 및 3.45m X 3.66m X 2.44m 크기의 기후 공간 영역을 마련하였다.

이후, 테스트 공간 영역에 조명 및 열원, 그리고, HVAC 시스템의 한 종류인 가변 속도 가열 펌프(VSHP, Variable Speed Heat Pump)를 배치하여, 상기 테스트 공간 영역의 실내 온도(T_ht)를 측정하였다.

본 발명의 실험예에 따른 테스트 공간 영역의 내부 열 이득(internal heat gain)을 확인하기 위해, 실험 결과를 역변환 함수(ITF, Inverse Transfer Function)를 이용한 모델로 정리하였다.

상업용 HVAC 시스템이 설치된 건물의 공간 및 시간별 실내 온도를 산출하기 위해, 정리된 실험 결과를 바탕으로, 하기 [수학식 1]과 같이 일반화할 수 있다.

T_ht: 실내 온도

T_at: 주변 온도

T_xt: 대기 온도

Q_ht: HVAC 시스템 냉각률

Q_ct: 실내 대류 이득

Q_xt: 복사열 이득

a_ht ~ f_ht: 매개 변수

여기서, 상기 [수학식 1]의 주변 온도(T_at), 대기 온도(T_xt), 실내 대류 이득(Q_ct) 및 복사열 이득(Q_xt)의 변수들은 해당 상업용 HVAC 시스템이 설치된 건물의 운영 정보로부터 획득될 수 있다.

이때, 상기 매개 변수들(a_ht ~ f_ht)은 상기 건물의 구조 및 상기 건물이 위치한 방향에 따라서도 달라질 수 있다. 이에 따라, 상기 [수학식 1]에 따른 열 반응 모델을 이용하여 산출한 대상 공간의 실내 온도(T_ht) 측정 데이터는 상업용 HVAC 시스템이 설치된 대상 건물에서 제공하는 측정 데이터를 비교하여, 후술될 배전 요금 산정 모델에 반영할 수 있다.

상기 [수학식 1]에 따른 열 반응 모델을 간소화 하기 위해, 대상 건물의 환경 조건을 나타내는 매개 변수 g_ht를 사용하여, 하기 [수학식 2]와 같이 표현할 수 있다. 여기서, g_ht는 b_htT_at + c_htT_xt + e_htQ_ct + f_htQ_rt일 수 있다.

g_ht: 매개 변수

상기 [수학식 2]에 따른 열 반응 모델 내 실내 온도(T_ht)는 하기 [수학식 3]과 같이, 상업용 HVAC 시스템(h)에 의해 제공되는 시간(t)별 냉각률(cooling rate, Q_ht)의 관계로 변환할 수 있다. 이때, δ_mhk는 후술될 도 4에서 개시되는 부분 입력 전력일 수 있다.

Q_ht: 전체 상업용 HVAC 시스템 냉각률

δ_mhk: 부분 입력 전력

또한, 상업용 HVAC 시스템의 총 입력 전력에 대한 실내 온도(T_ht)는 상기 [수학식 2] 및 [수학식3]을 이용하여, 하기 [수학식 4]와 같이 간소화될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템의 입력 전력 증가에 따른 실내 온도 변화 그래프이다.

도 5를 참조하면, 상기 [수학식 4]로 간소화된 상업용 HVAC 시스템의 시간별 입력 전력 증가에 따른 실내 온도(T_ht) 변화는 비선형의 곡선 그래프(A)로 표현될 수 있다.

또한, 상기 곡선 그래프(A)를 기초하여, 상기 상업용 HVAC 시스템의 부분 입력 전력에 대한 실내 온도(T_ht) 변화가 상기 입력 전력의 세그먼트(m)를 기준으로, 부분 입력 전력에 대한 실내 온도(T_ht) 변화를 부분 선형 근사의 직선 그래프(B)로 나타낼 수 있다.

실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하면, 상업용 HVAC 장치의 부분 입력 전력(δ_mht)에서 m은 전력 세그먼트, h는 상업용 HVAC 시스템 수 및 t는 시간일 수 있다.

여기서, 부분 입력 전력(δ_mht)이 0과 δ_{mh, max} 사이의 값을 나타낼 경우, 부분 입력 전력(δ_mht)에서의 실내 온도(T_ht)의 선형 기울기(F_mhtj)는 시간 t=k(k ≤ j)에서 상업용 HVAC 시스템(h)의 m번째 세그먼트 전력에 의해 결정되는 시간 t=j에서의 실내 온도(T_ht)의 일정한 선형 기울기(gradient, B)로 나타낼 수 있다.

다시 말하면, 0에서 P_{h, max}까지의 상업용HVAC 시스템의 작동 범위는 N_L개의 세그먼트로 나뉠 수 있다. 이에 따라, 부분 선형화 방법을 통해, 상업용 HVAC 시스템의 입력 전력에 대한 건물 내 비선형 열 반응을 하기 [수학식 5]와 같이 근사시킬 수 있다.

N_L: 전력 세그먼트 개수

F_mhtj: 선형 기울기

다시 도 4를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 일반화된 상기 [수학식 1]은 본 발명의 실험예에 따른 테스트 모델을 이용하여 획득한 공식이므로, 확장 역변환 함수(ITF, Inverse Transfer Function, 이하 ITF 모델)를 이용하여, 다중 구역을 갖는 건물에도 적용 가능한 [수학식 6]으로 변환할 수 있다.

실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하면, 상기 [수학식 1]에 적용된 ITF 모델은 다른 구역들의 적어도 하나의 ITF 모델들과 상호 작용할 수 있다. 따라서 확장 ITF 모델은 상기 HVAC 시스템 모델과 통합될 수 있다. 따라서, 확장 ITF 모델은 구역별 내부 온도에 대한 비선형 곡선들의 집합으로 표현되며, 개별 곡선은 도 4의 곡선 그래프(A)와 유사하게 표현될 수 있다.

이에 따라, 열 반응 모델은 상기 [수학식 6] 같이, 각 구역의 실내 온도(T_ht ^e)를 부분 선형화를 이용하여 근사시킨 형태로 표현될 수 있다. 여기서, F_mhtj ^e는 상업용 HVAC 시스템 동작에 대한 복수의 구역들 간의 상호 작용을 반영할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 방법은 공간 및 시간별 대상 공간의 내부 열 이득을 반영한 열 반응 모델을 바탕으로 배전 요금을 산출함으로써 최소화된 배전 요금 산출이 가능하며, 상업용 HVAC 시스템 사용자들의 열적 쾌적감이 보장되는 고정밀 및 고성능의 부하 스케줄링 방법을 제공할 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 프로세서(5000)는 의사 결정 모델을 생성할 수 있다 (S1300). 여기서, 의사 결정 모델은 상위 레벨 의사 결정 모델 및 하위 레벨 의사 결정 모델을 포함할 수 있다.

일반적으로, 배전 요금 산정에 있어서, 배전 공급 업체 및 상업용 HVAC 시스템 사용자 간의 추구하고자 하는 목적이 상이할 수 있다. 예를 들어, 배전 공급 업체의 경우에는 이윤 추구를 최우선으로 할 수 있으며, 상업용 HVAC 시스템 사용자의 경우에는 최저 비용에 따른 최대 전력 효율을 목적으로 할 수 있다.

이에, 본 발명의 실시예에 따른 부하 스케줄링 장치의 부하 스케줄링을 위한 배전 요금 산정 모델은 스타켈버그 게임 이론(Stackelberg game theory)을 기반으로한 배전 공급 업체 및 상업용 HVAC 시스템 사용자 간의 단계별 의사 결정 모델을 반영하여 산출할 수 있다.

실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하면, 프로세서(5000)는 상위 레벨 의사 결정 모델을 이용하여 배전 공급 업체의 최대 이윤을 산출할 수 있다(S1310). 상위 레벨 의사 결정 모델을 이용하여 배전 공급 업체의 최대 이윤을 산출하는 방법은 하기 도 6에서 보다 자세히 설명하겠다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템의 이윤 산출을 설명하기 위한 개념도이다.

도 6을 참조하면, 배전 공급 업체가 가져가는 이윤은 상업용 HVAC 시스템 사용자로부터 획득한 배전 요금에서 전일(前日) 도매 시장에서 구매한 지역별 한계 요금(LMP, Locational Marginal Price)에 따른 입력 전력 구매 비용, 배전 네트워크에서의 전력의 증분 손실 비용(incremental power loss) 및 버스 전압 편차를 차감한 값으로 정의할 수 있다.

하기 [수학식 7]은 본 발명의 실시예에 따른 배전 공급 업체의 이윤(J_DV)을 최대화하는 최적의 배전 전력 가격(C_t)을 산출하는 방법을 수식으로 정리하였다.

C_t: 배전 전력 가격

J_DV: 최대 이익

δ_mht ^v: 부분 입력 전력

M_t: 도매 가격

L_t: 증분 전력 손실

N_T, N_B, N_HV, N_L: 배선 네트워크

여기서, 배전 전력 가격(C_t)은 도매 가격(M_t)을 하한으로 하고, 특정 시간대별로 입력 전력의 가격이 달라지는 시간대별 전력 요금 산정(TOU, Time Of Use) 금액(U_t)을 상한으로 설정할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 배전 요금 산정 모델은 단기적으로 배전 공급 업체의 이윤 감소를 유발할 수 있으나, 결과적으로는 전력 요금의 인하에 따른 상업용 HVAC 시스템 사용자들의 수요 반응을 유도함으로써, 배전 공급 업체 및 상업용 HVAC 시스템 사용자들의 상호 만족을 이끌 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 배전 요금 산정 모델은 배전 공급 업체의 무분별한 이윤 추구를 방지하며, 상업용 HVAC 시스템 부하의 유연성을 확보함으로써 배전 네트워크의 전압 안정성을 향상시키는 고효율 및 고안정성의 배전 요금 모델을 제공할 수 있다.

상기 [수학식 7]의 증분 전력 손실을 산출하기 위해, 프로세서(5000)는 상기 배전 네트워크 내 특정 시간(t)에서의 특정 버스(V)의 전체 상업용 HVAC 시스템의 입력 전력의 합(P_t ^V)을 하기 [수학식 8]과 같이 변형할 수 있다.

V: 버스

N_H ^V: RTP 산정 방식의 HVAC 시스템의 수

N_L ^V: 전력 세그먼트의 수

N_C ^V: TOU 산정 방식의 HVAC 시스템의 수

이후, 프로세서(5000)는 상기 버스(V)가 N_B에 포함될 경우(V∈ N_B ={1, 13, 18, 42, 47, 52, 57, 60, 63, 67, 76, 81, 89, 97, 101})에서의 전체 상업용 HVAC 시스템의 입력 전력의 합(P_t ^V)을 하기 [수학식 9]의 형태로 표현할 수 있다.

프로세서(5000)는 3상 네트워크(three-phase network)에 대한 전력 흐름 방정식을 이용하여, 전체 상업용 HVAC 시스템의 입력 전력의 합(P_t ^V)을 하기 [수학식 10] 및 [수학식 11]로 유도할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(5000)는 상업용 HVAC 부하에 따른 배전 네트워크에서의 증분 전력 손실(L_t) 및 버스 전압의 편차(△V_t)를 각각 민감도 행렬인 J_loss,t 및 J_v,t로 변환하여 산출할 수 있다.

L_t: 증분 전력 손실

J_loss,t: 증분 전력 손실의 민감도 행렬

A: 배전 네트워크 버스에서 개별 HVAC 부하를 총 HVAC 부하로 변환하는 행렬

P_S,T ^V: 시간 t 및 버스 v에서의 소매 가격에 민감한 RTP 방식의 HVAC 시스템 총 입력 전력

A·P_t ^v: 열 벡터

△V_t: 버스 전압의 편차

J_v,t: 버스 전압 편차의 민감도 행렬

t_ps: 피크 시간대의 시작 시간

t_pe: 피크 시간대의 종료 시간

상기 [수학식 11]을 참조하면, 프로세서(5000)는 Peak 시간대(t_ps≤t≤t_pe)에서 N_B에 속한 모든 버스(n∈N_B)에서의 P_t ^v _-로 인해 발생한 배전 네트워크에 존재하는 모든 버스(n∈N_B)들의 △V_t ⁿ의 값이 ±△V_max 내외로 유지될 수 있다.

이때, 배전 네트워크에서의 증분 전력 손실(L_t) 및 버스 전압의 편차(△V_t)를 산출하기 위한, 변환 행렬 A는 하기 [수학식 12]과 같이 정의될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 [수학식 11] 내 P_t ^v의 각 요소는 네트워크 토폴로지(topology)에 따라 재배치될 수 있다. 실시예에 따르면, A·P_t ^v의 각 요소는 버스 n=V에 대해, 전체 상업용 HVAC 시스템 부하 P_t ^V는 하기 [수학식 13]에서와 같이, 6·N_A 개의 구성 요소로 표현될 수 있다.

[P_t ^va, P_t ^vb, P_t ^vc]^T: 3상 유효 전력

[Q_t ^va, Q_t ^vb, Q_t ^vc]^T: 3상 무효 전력

이때, 상기 상업용 HVAC 시스템 부하 P_t ^V를 3상 균형(balanced) 조건으로 가정할 경우, 3상 유효 전력(P_t ^V)은 P_t ^va=P_t ^vb=P_t ^vc=1/3·P_t ^v _, 그리고, 3상 무효 전력인 Q_t ^va, Q_t ^vb, Q_t ^vc들은 0으로 설정될 수 있다. 따라서, 실시예에 따라 상업용 HVAC 시스템이 가변 속도 드라이브(VSD, Variable Speed Drive)일 경우, 가변 속도 드라이브(VSD)는 단위 역률로 작동되어, 에너지 효율 및 컨버터 용량의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 프로세서(5000)는 하위 레벨 의사 결정 모델을 이용하여 배전 네트워크 중 특정 버스(v)에서의 부분 입력 전력에 따른 상업용 HVAC 시스템의 최적의 운용 비용을 산출할 수 있다(S1350).

실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하면, 부분 입력 전력(δ_mht ^v)에 따른 상업용 HVAC 시스템의 최적의 운용 비용은 하기 [수학식 14]과 같이 표현될 수 있다.

δ_mht ^v: 부분 입력 전력

이때, 배전 네트워크 중 특정 버스(v)에서의 상업용HVAC 시스템의 총 운영 비용(J_UC ^v= ∑_tUt·∑_v∑_h P^v _c,ht)은 일정하며, 최적의 부분 입력 전력(δ_mht ^v)값에 영향을 주지 않고 상기 [수학식 14]와 더하여 나타낼 수 있다(J_U ^v = J_UV ^v + J_UC ^v).

∑ δ_mht ^v _-: 상업용 HVAC 시스템들의 입력 전력

P_h,max ^v- _: 상업용 HVAC 시스템들의 최대 입력 전력

D_h ^v: 입력 전력의 감소 속도 한계

R_h ^v: 입력 전력의 증가 속도 한계

△t_unit: 단위 시간 간격(1h)

프로세서(5000)는 상기 [수학식 5]에서의 열 반응 모델을 상기 [수학식 15]에 적용하여, 근사된 실내 온도 T_ht ^v가 T_ht,min ^v 및 T_ht,max ^v 사이의 값을 유지하도록 할 수 있다.

상기 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 프로세서(5000)는 부분 선형 근사를 완성하기 위해 이진 변수 b_mht ^v를 사용하여, 상기 [수학식 16]에 개시된 δ_mht ^v에 주어진 경계 조건들을 설정할 수 있다.

실시예에 따른 상기 경계 조건들에 따르면, δ_mht가 δ_(m-1)ht로부터 δ_(m-1)h,max까지 증가한 이후에야 0에서 δ_mh,max까지 증가할 수 있다.

또한, 상기 경계 조건들은 상기 [수학식 19]에 따라 상업용 HVAC 시스템들의 입력 전력(∑ δ_mht ^v)이 최대 입력 전력(P_h,max ^v-) 보다 작아야하는 조건, 상기 [수학식 20]에 따라, 단위 시간 간격(t_unit = 1 h) 동안의 입력 전력의 증가 한계(R_h ^v) 및 입력 전력의 감소 한계(D_h ^v)를 지정하는 조건 등을 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, 상업용 HVAC 시스템이 가변 속도 가열 펌프(VSHP, Variable Speed Heat Pump)로 제공될 경우, 상기 단위 시간 간격(t_unit = 1 h) 동안의 입력 전력의 증가 한계(R_h ^v)는 가열 펌프 압축기에 심각한 작동 압력(stress)가 가해지지 않는 범위에서 결정될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 부하 스케줄링 방법 중 하위 레벨 의사 결정 모델은 앞서 개시된 열 반응 모델을 반영하여 부분 입력 전력별 상업용 HVAC 시스템의 운영 비용을 결정함으로써, 상업용 HVAC 시스템 사용자의 열적 쾌적감이 보장되는 범위 내에서 최소 비용의 배전 요금 산정이 가능한 고성능 및 고효율의 부하 스케줄링 방법을 제공할 수 있다.

이후, 프로세서(5000)는 생성된 의사 결정 모델을 이용하여 배전 요금 산정 모델을 생성할 수 있다(S1500).

다시 말하면, 프로세서(5000)는 하나의 상위 의사 결정 모델 및 복수의 하위 의사 결정 모델을 결합하여, 요금 산정 모델을 생성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 부하 스케줄링 장치는 배전 네트워크에 존재하는 적어도 하나의 HVAC 시스템의 운영 스케줄을 설정할 수 있다.

실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하면, 프로세서(5000)는 [수학식 16] 내지 [수학식 18]을 참조하면, 부분 선형 근사를 위한 이진 변수(b_mht ^v)는 b_mht ^v∈{0, 1}일 경우, 0≤b_mht ^v≤1로 완화될 수 있다. 이때, δ_mht ^v에 의한 스케줄링은 기존과 동일하게 유지될 수 있다.

이후, KKT 조건은 요금 산정 모델 생성을 위해 하위 의사 결정 모델에 적용되어 하기 [수학식 21]와 같이, 라그랑주 방정식(Lagrange equation)과 보완적인 여유 조건(complementary slack condition)을 유도할 수 있다.

KKT 조건을 적용하기 위해, 상기 [수학식 16] 내지 [수학식 18]에서의 부분 선형 근사를 위한 이진 변수 b_mht ^v∈{0, 1}는 0 ≤ b_mht ≤ 1로 완화될 수 있다. 이때, 상기 도 5를 참조하면, 시간 t는 k와 j일 때, 부분 선형화된 곡선의 기울기인 F_mhkj의 절대값이 상업용 HVAC 시스템의 부하가 증가함에 따라 단조적으로 감소함으로써, 부분 입력 전력(δ_mht ^v)의 스케줄은 일정하게 유지될 수 있다.

이후, 프로세서(5000)는 하위 레벨 의사 결정 모델에 완화된 b_mht조건과 함께 KKT 조건을 적용하여, 배전 공급 업체 및 상업용 HVAC 시스템 사용자 간의 소매 가격(C_t)에 따른 최적의 부분 입력 전력(∑_mδ_mht ^v)을 하기 [수학식 23]과 같이 수식화한 배전 요금 산정 모델을 생성할 수 있다.

η: 보완 여유 항(complementart slackness term)의 합계 상한

π: 양의 상수

다시 도 2를 참조하면, 프로세서(5000)는 배전 요금 산정 모델을 바탕으로, 상업용 HVAC 시스템의 익일(翌日) 동안의 부하 스케줄링을 수행할 수 있다(S5000).

보다 구체적으로 설명하면, RTP 요금 방식의 배전 요금 산정 모델은 시간대에 따라 형성되는 Peak 시간대 및 off-peak 시간대의 배전 요금의 차이가 크므로, 익일(翌日) 사용될 상기 HVAC 시스템 내 부하의 동작을 사전에 스케줄링할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법을 설명하였다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법은, 전일 책정된 입력 전력의 가격에 따라 부하를 스케줄링함으로써, 배선 네트워크의 효율적인 운용이 가능한 고정밀, 고효율 및 고신뢰성의 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 또한, 상업용 HVAC 시스템 사용자들의 열적 쾌적함을 보장함과 동시에, 입력 전력의 소매 가격에 따른 최적의 전력 효율 정보를 제공함으로써, 고효율의 상업용 HVAC 시스템의 배전 요금 산정 방법 및 이를 활용한 HVAC 시스템의 부하 스케줄링 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.

실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1000: 프로세서 5000: 메모리
S: 배전 공급 업체 D: 상업용 HVAC 시스템

Claims (20)

1. 메모리(memory); 및
   상기 메모리 내 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(processor)를 포함하되,
   상기 적어도 하나의 명령은,
   입력 전력의 소매 가격에 따른 상업용 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning System) 시스템의 운영 효율을 제공하는 배전 요금 산정 모델을 기초로하여 상기 HVAC 시스템의 부하를 스케줄링하도록 하는 명령을 포함하되,
   상기 배전 요금 산정 모델은 의사 결정 모델을 이용하여 도출하고,
   상기 의사 결정 모델은,
   상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는 상위 레벨 의사 결정 모델 및
   상기 입력 전력을 공급하는 배전 네트워크 내 특정 버스(bus)에서의 적어도 하나의 상기 상업용 HVAC 시스템 사용자별 부분 입력 전력에 대한 최적의 운영 비용을 산출하는 하위 레벨 의사 결정 모델을 포함하되,
   상기 하위 레벨 의사 결정 모델은,
   열 반응 모델에서의 특정 실내 온도에 해당되는 상기 입력 전력의 부분 선형 근사 구간을 반영하여, 상기 근사 구간 내에서의 상기 입력 전력에 따른 운영 비용을 산출하는, 부하 스케줄링 장치.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 상위 레벨 의사 결정 모델은,
   배전 공급 업체의 이윤이 보장되도록 상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는, 부하 스케줄링 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 스케줄링은 익일(翌日) 사용될 상기 HVAC 시스템 내 부하를 대상으로 수행하는 부하 스케줄링 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 상위 레벨 의사 결정 모델은,
   배전 네트워크 내 특정 버스(bus)에서의 상기 입력 전력의 소매 가격으로부터 상기 입력 전력의 도매 가격 및 상기 배전 네트워크에서의 증분 전력 손실(incremental power loss)을 차감하여 배전 공급 업체의 이윤을 산출하는, 부하 스케줄링 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 입력 전력의 소매 가격은
   상기 입력 전력의 도매 가격 이상으로부터 시간대별 요금 산정(TOU, Time Of Use) 방식에 의해 산출된 상기 입력 전력의 소매 가격 이하의 금액인 부하 스케줄링 장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1 항에 있어서,
   상기 열 반응 모델은,
   특정 공간에서의 주변 환경 및 시간 변화에 따라 실내 온도의 변화를 측정하여 모델링 한 것인, 부하 스케줄링 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 주변 환경은,
    주변 온도, 대기 온도, 실내 대류열 이득, 실내 복사열 이득 및 상기 상업용 HVAC 시스템의 냉각률 중 적어도 하나의 변수를 포함하는, 부하 스케줄링 장치.
11. 제1 항에 있어서,
    상기 배전 요금 산정 모델은 시간별 요금 산정(Real-Time Pricing) 방식에 기초하는 부하 스케줄링 장치.
12. 메모리(memory) 및 프로세서(processor)를 포함하는 부하 스케줄링 장치에 의해 수행되는 부하 스케줄링 방법으로서,
    의사 결정 모델을 이용하여 배전 요금 산정 모델을 생성하는 단계;
    상기 배전 요금 산정 모델을 이용하여 입력 전력에 따른 배전 요금을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 배전 요금에 따라, 익일(翌日) 사용될 상업용 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning System) 시스템 내 적어도 하나의 부하를 스케줄링하는 단계를 포함하고,
    상기 의사 결정 모델을 이용하여 배전 요금 산정 모델을 생성하는 단계는,
    열 반응 모델을 생성하는 단계;
    상위 레벨 의사 결정 모델을 이용하여, 상기 입력 전력에 대한 소매 가격을 산출하는 단계; 및
    하위 레벨 의사 결정 모델을 이용하여, 상기 입력 전력을 공급하는 배전 네트워크 내 특정 버스(bus)에서의 적어도 하나의 상기 상업용 HVAC 시스템 사용자별 부분 입력 전력에 대한 최적의 운영 비용을 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 하위 레벨 의사 결정 모델은,
    상기 열 반응 모델에서의 특정 실내 온도에 해당되는 상기 입력 전력의 부분 선형 근사 구간을 반영하여, 상기 근사 구간 내에서의 상기 입력 전력에 따른 운영 비용을 산출하는, 부하 스케줄링 방법.
13. 삭제
14. 제12 항에 있어서,
    상기 상위 레벨 의사 결정 모델을 이용하여, 상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는 단계에서는,
    배전 공급 업체의 이윤이 보장되도록 상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는, 부하 스케줄링 방법.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 상위 레벨 의사 결정 모델은 배전 네트워크 내 특정 버스(bus)에서의 상기 입력 전력의 소매 가격으로부터 상기 입력 전력의 도매 가격 및 상기 배전 네트워크에서의 증분 전력 손실(incremental power loss)을 차감하여 상기 배전 공급 업체의 이윤을 산출하는 부하 스케줄링 방법.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 입력 전력의 소매 가격은 상기 입력 전력의 도매 가격 이상으로부터 시간대별 요금 산정(TOU, Time Of Use) 방식에 의해 산출된 상기 입력 전력의 소매 가격 이하의 금액인 부하 스케줄링 방법.
17. 삭제
18. 제12 항에 있어서,
    상기 열 반응 모델은,
    특정 공간에서의 주변 환경 및 시간 변화에 따라 실내 온도의 변화를 측정하여 모델링 한 것인, 부하 스케줄링 방법.
19. 제12 항에 있어서,
    상기 배전 요금 산정 모델은 시간별 요금 산정(Real-Time Pricing) 방식에 기초하는 부하 스케줄링 방법.
20. 메모리(memory) 및 프로세서(processor)를 포함하는 부하 스케줄링 장치를 이용하여, 상업용 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning System) 시스템에 배전되는 입력 전력에 대한 배전 요금을 산정하는 방법에 있어서,
    배전 네트워크 내 특정 버스(bus)에서의 상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는 단계;
    적어도 한명의 상기 상업용 HVAC 시스템 사용자들의 상기 소매 가격에 대한 부분 입력 전력 사용량을 산출하는 단계; 및
    상기 부분 입력 전력 사용량을 반영하여 상기 입력 전력의 배전 요금을 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 부분 입력 전력 사용량을 반영하여 상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는 단계에서는,
    열 반응 모델에서의 특정 실내 온도에 해당되는 상기 입력 전력의 부분 선형 근사 구간을 반영하여, 상기 근사 구간 내에서의 상기 입력 전력의 소매 가격을 산출하는, 배전 요금 산정 방법.

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