KR102319625B1 - Microgrid operation method and device to provide operational flexibility in main grid operation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대규모 전력계통 운영에 유연성을 제공할 수 있는 마이크로그리드 운영 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 운영 방법은, 마이크로그리드 내의 설비의 특성정보 및 마이크로그리드와 대규모 전력계통 간의 거래정보를 수집하는 단계, 마이크로그리드 내의 설비에 대한 제약조건을 고려하여 수집된 정보들을 기초로 증감발 용량을 결정하는 단계 및 마이크로그리드의 증감발 용량시장에 대한 참여를 위한 목적함수를 기반으로 마이크로그리드의 운영비용을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to a microgrid operating method and apparatus capable of providing flexibility to large-scale power system operation, and the operating method according to an embodiment of the present invention includes characteristic information of facilities in the microgrid and the microgrid and large-scale power system. Based on the objective function for collecting transaction information between It may include determining the operating cost of the microgrid.

Description

대규모 전력계통 운영에 유연성을 제공할 수 있는 마이크로그리드 운영 방법 및 장치{MICROGRID OPERATION METHOD AND DEVICE TO PROVIDE OPERATIONAL FLEXIBILITY IN MAIN GRID OPERATION}MICROGRID OPERATION METHOD AND DEVICE TO PROVIDE OPERATIONAL FLEXIBILITY IN MAIN GRID OPERATION

본 발명은 대규모 전력계통 운영에 유연성을 제공할 수 있는 마이크로그리드 운영 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로그리드 내에 유연성이 좋은 자원인 소규모 분산자원과 에너지 저장장치가 대규모 전력계통에서 효과적으로 사용될 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for operating a microgrid that can provide flexibility to the operation of a large-scale power system, and more particularly, a small-scale distributed resource and an energy storage device, which are flexible resources in a microgrid, can be effectively used in a large-scale power system. It's about technology that makes it possible.

최근 신재생 에너지 장려 정책과 맞물려 전력계통 내 신재생 에너지원 용량이 크게 증가하고 있다. 신재생 에너지의 증가는 전력가격 하락, 화력 발전량 감소를 통한 환경오염 물질 저감, 새로운 비즈니스 모델 창출 등과 같은 다양한 장점을 지닌다. 그러나, 간헐적이며 변동성과 불확실성이 큰 특징을 가지고 있는 신재생 에너지는 전력품질, 전압관리, 주파수 안정, 송전혼잡, 예비력, 전원구성 등 다양한 시간대와 영역에서 전력계통 시스템에 큰 영향을 미치고 있다. 단기적인 공급 부족을 초래하여 수급 불균형을 발생시키거나 전력시장에서 실시간 에너지 가격의 변동성을 큰 폭으로 증가시키는 등의 문제를 야기한다. 특히, 신재생 에너지의 계통연계 용량이 증가하며 수 분, 수 시간 단위의 출력 변동성이 커져 수급 불균형이 발생하는 "scarcity price"의 발생 빈도수가 증가하고 있다.In line with the recent renewable energy promotion policy, the capacity of new and renewable energy sources in the power system is increasing significantly. The increase in renewable energy has various advantages, such as a decrease in electricity prices, reduction of environmental pollutants by reducing the amount of thermal power generation, and creation of new business models. However, renewable energy, which is intermittent, characterized by large volatility and uncertainty, has a great influence on the power system in various time zones and areas such as power quality, voltage management, frequency stability, transmission congestion, reserve power, and power configuration. It causes short-term supply shortage, which causes supply-demand imbalance or significantly increases the volatility of real-time energy prices in the electricity market. In particular, as the grid-connected capacity of renewable energy increases, the frequency of occurrence of “scarcity price” is increasing due to the increase in output volatility in units of minutes and hours, resulting in imbalance between supply and demand.

이처럼 신재생 에너지원의 대규모 수용을 위해서는 적정 수준의 계통 유연성(flexibility)을 확보하는 것이 중요해지고 있으며 그 필요량도 증가하고 있다. 신재생 에너지원의 불확실성과 변동성에 대응하기 위한 기존 연구들은 계통 예비력 용량을 추가 확보하거나 예비력을 제공할 수 있는 다양한 자원의 활용하는 것에 초점을 맞추고 있다. 다만, 예비력 자원을 활용한 방안은 경제적으로 비효율적이며 계통의 에너지 자원 부족 문제를 일으킬 수 있다는 한계점을 지니고 있다. 이러한 이유로 기존의 전력계통은 유연 자원의 확보를 목표로 발전기의 출력 증감발 필요량(ramping requirement)을 산정하고 이를 제약조건으로 고려하여 발전계획을 수립하였다. 이러한 증감발 용량을 증감발 용량 상품(ramping product)이라 이름 짓고 이를 확보하기 위한 시장을 도입하였다.As such, for the large-scale acceptance of renewable energy sources, it is becoming important to secure an appropriate level of system flexibility, and the required amount is also increasing. Existing studies to respond to the uncertainty and volatility of renewable energy sources focus on securing additional system reserve capacity or utilizing various resources that can provide reserve capacity. However, the method using the reserve resource is economically inefficient and has limitations in that it may cause a problem of lack of energy resources in the system. For this reason, the existing power system calculated the ramping requirement of the generator with the goal of securing flexible resources, and established a power generation plan considering this as a constraint. This ramp-up capacity was named a ramping product and a market was introduced to secure it.

증감발 용량시장의 도입과 함께 마이크로그리드가 전력계통 시스템에 보급됨에 따라 규모가 커진 전력계통을 어떻게 최적화하여 운영할 것인가가 주요한 관심사로 부각되고 있다. 종래의 마이크로그리드를 포함한 대규모 전력계통은 전력계통 운영자가 단일주체로서 마이크로그리드와 주고 받는 전력의 에너지 가격만을 고려하여 운영되고 있다. 그러나, 이러한 운영 방식은 각각의 마이크로그리드의 설비 특성과 에너지 사용에 따른 변수들을 고려하지 못하므로, 신재생 에너지원의 유연성을 확보하지 못하고, 증감발 용량시장에서의 비용적인 측면에서 상당한 손해를 발생시킬 수 밖에 없다. 예를 들어, 마이크로그리드 내의 경우, 사고 발생 시 부하 차단이 발생하지 않도록 제어 가능한 설비인 소규모 분산자원과 에너지 저장장치가 많이 보급되어 있는데, 이러한 설비들은 증감발률이 매우 뛰어난 유연성 자원이지만 기존의 운영 방식으로는 대규모 전력계통을 운영하는데 활용하지 못하는 문제가 있다.With the introduction of the incremental capacity market and the spread of microgrids to the power system, how to optimize and operate the enlarged power system is emerging as a major concern. A large-scale power system including a conventional microgrid is operated in consideration of only the energy price of power exchanged with the microgrid as a single entity by a power system operator. However, this operation method does not take into account the characteristics of each microgrid's facility characteristics and the variables according to energy use, so it cannot secure the flexibility of new and renewable energy sources, and it causes significant losses in terms of cost in the incremental capacity market. can only do it For example, in the case of a microgrid, small-scale distributed resources and energy storage devices, which are controllable facilities to prevent load shedding in the event of an accident, are widely distributed. There is a problem in that it cannot be used to operate a large-scale power system.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0050318호 (2019.05.13)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0050318 (2019.05.13)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대규모 전력계통에 개설되는 증감발 용량시장에 각각의 마이크로그리드가 다양한 제약조건들을 반영하여 주체적으로 참여할 수 있도록 함으로써, 전력계통의 유연성을 확보하고 시스템 전체의 효율적인 운영이 가능하도록 하는 방법 및 장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention is to solve the above-described problems, and by allowing each microgrid to reflect various constraints and participate independently in the increase/decrease capacity market opened in a large-scale power system, the flexibility of the power system is secured and An object of the present invention is to provide a method and apparatus for enabling efficient operation of the entire system.

본 발명의 일 실시 예에 따른 대규모 전력계통 운영에 유연성을 제공할 수 있는 마이크로그리드 운영 방법은, 마이크로그리드 내의 설비의 특성정보 및 마이크로그리드와 대규모 전력계통 간의 거래정보를 수집하는 단계, 마이크로그리드 내의 설비에 대한 제약조건을 고려하여 수집된 정보들을 기초로 증감발 용량(ramping capability)을 결정하는 단계 및 마이크로그리드의 증감발 용량시장에 대한 참여를 위한 목적함수를 기반으로 마이크로그리드의 운영비용을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.A microgrid operation method capable of providing flexibility to large-scale power system operation according to an embodiment of the present invention includes the steps of collecting characteristic information of facilities in the microgrid and transaction information between the microgrid and the large-scale power system, within the microgrid Determining ramping capability based on collected information in consideration of facility constraints and determining the operating cost of microgrid based on the objective function for participation in the microgrid's ramping capacity market may include the step of

본 발명의 일 실시 예에 따른 대규모 전력계통 운영에 유연성을 제공할 수 있는 마이크로그리드 운영 장치는, 적어도 하나의 인스트럭션을 저장하기 위한 메모리 및 메모리에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 프로세서는 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 마이크로그리드 내의 설비의 특성정보 및 마이크로그리드와 대규모 전력계통 간의 거래정보를 수집하고, 마이크로그리드 내의 설비에 대한 제약조건을 고려하여 수집된 정보들을 기초로 증감발 용량을 결정하며, 마이크로그리드의 증감발 용량시장에 대한 참여를 위한 목적함수를 기반으로 마이크로그리드의 운영비용을 결정할 수 있다.A microgrid operating apparatus capable of providing flexibility to large-scale power system operation according to an embodiment of the present invention includes a memory for storing at least one instruction and at least one processor executing at least one instruction stored in the memory. Including, by executing one or more instructions, the processor collects characteristic information of equipment in the microgrid and transaction information between the microgrid and the large-scale power system, and based on the collected information in consideration of the constraints on the equipment in the microgrid It is possible to determine the incremental capacity, and the operating cost of the microgrid can be determined based on the objective function for the participation in the microgrid's incremental capacity market.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제약조건은 다음의 수식들로 표현되는 대규모 전력계통과 연계된 선로의 최대 용량에 관한 제약조건을 포함할 수 있다.The constraint according to an embodiment of the present invention may include a constraint regarding the maximum capacity of a line associated with a large-scale power system expressed by the following equations.

Figure 112020013263034-pat00001
,
Figure 112020013263034-pat00001
,

Figure 112020013263034-pat00002
Figure 112020013263034-pat00002

이때, P t buy 는 시간 t에 마이크로그리드가 대규모 전력계통으로부터 구매하는 전력량, P t sell 은 시간 t에 마이크로그리드가 대규모 전력계통에 판매하는 전력량, mur gt 는 시간 t에 마이크로그리드의 소규모 분산자원 g가 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 증가 방향의 용량, mur et 는 시간 t에 마이크로그리드의 에너지 저장장치 e가 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 증가 방향의 용량, mdr gt 는 시간 t에 소규모 분산자원 g가 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 감소 방향의 용량, mdr et 는 시간 t에 에너지 저장장치 e가 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 감소 방향의 용량 및 F는 연계된 선로를 통해 주고받을 수 있는 용량이다.In this case, P t buy is the amount of electricity the microgrid purchases from the large-scale power system at time t, P t sell is the amount of electricity sold by the microgrid to the large-scale power system at time t, and mur gt is the small-scale distributed resource of the microgrid at time t. where g is the capacity in the increasing direction that can be contributed to the large-scale power system, mur et is the capacity in the increasing direction that the energy storage device e of the microgrid can contribute to the large-scale power system at time t, mdr gt is the small-scale distributed resource g at time t is the capacity in the decreasing direction that can contribute to the large-scale power system, mdr et is the capacity in the decreasing direction that the energy storage device e can contribute to the large-scale power system at time t, and F is the capacity that can be transmitted and received through the connected line.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제약조건은 다음의 수식들로 표현되는 마이크로그리드의 소규모 분산자원의 출력에 관한 제약조건을 포함할 수 있다.In addition, the constraint according to an embodiment of the present invention may include a constraint regarding the output of a small-scale distributed resource of the microgrid expressed by the following equations.

Figure 112020013263034-pat00003
,
Figure 112020013263034-pat00003
,

Figure 112020013263034-pat00004
Figure 112020013263034-pat00004

이때, P g min 은 소규모 분산자원 g의 최소 출력, P g max 은 소규모 분산자원 g의 최대 출력, p gt 는 시간 t에 소규모 분산자원 g의 출력, ur gt 는 시간 t에 소규모 분산자원 g가 배전계통에 기여할 수 있는 증가 방향의 용량 및 dr gt 는 소규모 분산자원 g가 배전계통에 기여할 수 있는 감소 방향의 용량이다.Here, P g min is the minimum output of the small distribution resource g, P g max is the maximum output of the small distribution resource g, p gt is the output of the small distribution resource g at time t, ur gt is the small distribution resource g at time t The capacity in the increasing direction that can be contributed to the distribution system and dr gt are the capacity in the decreasing direction that the small distributed resource g can contribute to the distribution system.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 목적함수는 다음의 수식을 포함할 수 있다.Meanwhile, the objective function according to an embodiment of the present invention may include the following equation.

Figure 112020013263034-pat00005
Figure 112020013263034-pat00005

이때, C g NL 은 마이크로그리드의 소규모 분산자원 g의 무부하비용, C g LP 는 소규모 분산자원 g의 발전비용, λ t buy 는 시간 t에서 마이크로그리드가 대규모 전력계통으로부터 구매하는 전력가격, λ t sell 은 시간 t에서 마이크로그리드가 대규모 전력계통에 판매하는 전력가격, λ t upramp 는 시간 t에서 대규모 전력계통에서 마이크로그리드로 제공하는 증가 방향의 자원가격 및 λ t dnramp 는 시간 t에서 대규모 전력계통에서 마이크로그리드로 제공하는 감소 방향의 자원가격이다.In this case, C g NL is the no-load cost of the small distributed resource g of the microgrid, C g LP is the generation cost of the small distributed resource g, λ t buy is the electricity price that the microgrid purchases from the large-scale power system at time t, λ t sell is the electricity price that the microgrid sells to the large-scale power system at time t , λ t upramp is the resource price in the increasing direction provided from the large-scale power system to the microgrid at time t, and λ t dnramp is the electricity price in the large-scale power system at time t It is the resource price in the direction of reduction provided by the microgrid.

본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 마이크로그리드 운영 방법 및 시스템에 따르면, 종래 마이크로그리드 운영 방안에 비해 대규모 전력계통 운영에 있어서 마이크로그리드 내의 소규모 분산자원 및 에너지 저장장치의 유연성을 확보 및 활용할 수 있으므로, 마이크로그리드의 운영 비용을 대폭 감소시킬 수 있으며, 효율적인 전력계통 제어 시스템을 구축하여 사회 전체의 후생을 증가시킬 수 있다.According to the microgrid operating method and system provided as an embodiment of the present invention, it is possible to secure and utilize the flexibility of small-scale distributed resources and energy storage devices in the microgrid in large-scale power system operation compared to the conventional microgrid operation method, The operating cost of the microgrid can be greatly reduced, and the welfare of the society as a whole can be increased by establishing an efficient power system control system.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로그리드 운영 방법의 순서도이다.
도 2 및 도 3은 종래 마이크로그리드 운영 방안과 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로그리드 운영 방법의 비교 검증 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로그리드 운영 장치의 블록도를 나타낸다.
1 is a flowchart of a microgrid operating method according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are graphs showing comparative verification results of a conventional microgrid operating method and a microgrid operating method according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a microgrid operating device according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "프로세서" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When a part "includes" a certain element throughout the specification, this means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, the term "processor" described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented as hardware or a combination of hardware and software.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로그리드 운영 방법의 순서도이다.1 is a flowchart of a microgrid operating method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로그리드 운영 방법은 유연성 증감발 용량(flexible ramping capability, FRC)을 대규모 전력계통의 메인그리드에 제공할 수 있는 마이크로그리드 자체의 최적의 스케줄링 방법에 관한 것이다. 즉, 제안된 마이크로그리드 운영 방법은 종래와는 달리 마이크로그리드가 주 계통에 에너지를 공급하기 위해 대규모 전력계통의 메인그리드에만 의존하지 않고, 마이크로그리드가 자체적으로 리소스를 생성하고 증감발 용량시장에 참여할 수 있도록 한다.The microgrid operating method according to an embodiment of the present invention relates to an optimal scheduling method of the microgrid itself capable of providing flexible ramping capability (FRC) to the main grid of a large-scale power system. In other words, in the proposed microgrid operation method, unlike the conventional one, the microgrid does not depend only on the main grid of a large-scale power system to supply energy to the main system. make it possible

예를 들어, 도 1을 참조하면, 마이크로그리드 운영 방법은 정보 수집 단계(S10), 증감발 용량 결정 단계(S20) 및 운영비용 결정 단계(S30)를 포함할 수 있다. 정보 수집 단계(S10)에서는 마이크로그리드와 연계된 설비들의 특성정보와 마이크로그리드와 대규모 전력계통 간의 거래정보로서 에너지의 가격정보가 수집된다. 이때, 마이크로그리드와 연계된 설비들의 특성정보에는 시간별 재생에너지 발전량, 부하, 소규모 분산자원 또는 에너지 저장장치와 같은 마이크로그리드 내의 설비들의 물리적 제약조건 등이 포함된다.For example, referring to FIG. 1 , the microgrid operating method may include an information collection step ( S10 ), an increase/decrease capacity determination step ( S20 ), and an operation cost determination step ( S30 ). In the information collection step (S10), energy price information is collected as characteristic information of facilities linked to the microgrid and transaction information between the microgrid and the large-scale power system. At this time, the characteristic information of the facilities related to the microgrid includes the amount of renewable energy generation per hour, the load, the physical constraints of the facilities in the microgrid, such as a small-scale distributed resource or energy storage device.

증감발 용량 결정 단계(S20)에서는 실시간으로 수집되는 정보들을 기초로 마이크로그리드의 증감발 용량을 추정하는 과정이 수행된다. 이때, 마이크로그리드 내에 에너지 생성유닛인 소규모 분산자원 g와 에너지 저장장치 e가 포함된다고 가정하면, 증감발 용량을 결정하기 위해서 다음과 같은 수식들로 표현되는 제약조건이 고려될 수 있다. 즉, 증감발 용량 결정 단계(S20)에서는 마이크로그리드가 자체적인 설비의 특성들에 의한 물리적 제약조건들을 반영하여 증감발 용량시장의 주체적인 참여를 위한 증감발 용량을 결정함으로써, 대규모 전력계통 전체의 유연성을 확보할 수 있도록 한다.In the step of determining the increase/decrease capacity ( S20 ), a process of estimating the increase/decrease capacity of the microgrid based on the information collected in real time is performed. At this time, assuming that the small-scale distributed resource g and the energy storage device e are included in the microgrid, the constraint expressed by the following equations can be considered to determine the increase/decrease capacity. That is, in the step of determining the increase/decrease capacity (S20), the microgrid reflects the physical constraints due to the characteristics of its own facilities and determines the increase/decrease capacity for the active participation in the increase/decrease capacity market, thereby to ensure flexibility.

[식 1][Equation 1]

Figure 112020013263034-pat00006
Figure 112020013263034-pat00006

[식 2][Equation 2]

Figure 112020013263034-pat00007
Figure 112020013263034-pat00007

[식 3][Equation 3]

Figure 112020013263034-pat00008
Figure 112020013263034-pat00008

[식 4][Equation 4]

Figure 112020013263034-pat00009
Figure 112020013263034-pat00009

[식 5][Equation 5]

Figure 112020013263034-pat00010
Figure 112020013263034-pat00010

[식 6][Equation 6]

Figure 112020013263034-pat00011
Figure 112020013263034-pat00011

[식 7][Equation 7]

Figure 112020013263034-pat00012
Figure 112020013263034-pat00012

[식 8][Equation 8]

Figure 112020013263034-pat00013
Figure 112020013263034-pat00013

[식 9][Equation 9]

Figure 112020013263034-pat00014
Figure 112020013263034-pat00014

[식 10][Equation 10]

Figure 112020013263034-pat00015
Figure 112020013263034-pat00015

[식 11][Equation 11]

Figure 112020013263034-pat00016
Figure 112020013263034-pat00016

[식 12][Equation 12]

Figure 112020013263034-pat00017
Figure 112020013263034-pat00017

[식 1]은 전력 균형 방정식을 나타내고, [식 2] 및 [식 3]은 마이크로그리드를 위한 상향 및 하향 유연성 용량을 나타낸다. [식 4] 및 [식 5]는 에너지 생성유닛인 소규모 분산자원 g에 대한 운영 제한(i.e. 설비 출력)을 나타내고, [식 6]은 에너지 저장장치 e의 에너지 저장상태(State-of-energy)를 나타낸다. [식 7]은 에너지 생성유닛인 소규모 분산자원 g와 에너지 저장장치 e의 모든 제약조건들(e.g. 에너지 저장장치 e의 출력 제한 등)을 나타낸다.[Equation 1] shows the power balance equation, and [Equation 2] and [Equation 3] show the upward and downward flexible capacity for the microgrid. [Equation 4] and [Equation 5] represent the operational limit (ie facility output) for the small-scale distributed resource g, which is an energy generating unit, and [Equation 6] is the energy storage state (State-of-energy) of the energy storage device e. indicates [Equation 7] shows all the constraint conditions (e.g. output limit of the energy storage device e, etc.) of the small-scale distributed resource g, which is an energy generating unit, and the energy storage device e.

[식 8] 및 [식 9]에서 표현된 r t buy 또는 r t sell 과 같은 이진 변수는 마이크로그리드 운영자가 그리드에서 에너지를 구매(판매)하기로 결정한 경우 1의 값을 가진다. M으로 표시된 매개변수는 제한조건에서 큰 양수(large positive number)를 나타낸다. [식 10]은 마이크로그리드가 같은 시간대에 에너지를 구매하거나 판매할 수 없도록 하는 제약조건을 나타낸다. Binary variables such as r t buy or r t sell expressed in [Equation 8] and [Equation 9] have a value of 1 when the microgrid operator decides to purchase (sell) energy from the grid. The parameter marked M represents a large positive number in the constraint. [Equation 10] represents a constraint that prevents the microgrid from purchasing or selling energy in the same time period.

[식 11] 및 [식 12]는 대규모 전력계통과 연계된 선로의 최대 용량을 나타내는 제한조건으로, 마이크로그리드와 대규모 전력계통 간의 전력 흐름의 양을 제한하는 조건이다. 여기서 F로 표현되는 최대 허용 전력 흐름은 미리 정의되어 있다고 가정한다. 다만, F 값의 결정은 제약조건을 고려하는 최적화 과정에 함께 포함될 수 있다.[Equation 11] and [Equation 12] are the limiting conditions representing the maximum capacity of the line connected to the large-scale power system, and are conditions that limit the amount of power flow between the microgrid and the large-scale power system. Here, it is assumed that the maximum allowable power flow represented by F is predefined. However, the determination of the F value may be included in the optimization process considering constraints.

전술한 제약조건 중에서 [식 4] 및 [식 5]로 표현되는 소규모 분산자원에 대한 제약조건과 [식 11] 및 [식 12]로 표현되는 연계선로의 용량 제약조건은 증감발 용량시장에 참여하는 마이크로그리드 운영자가 고려해야하는 새로운 제약조건에 해당한다. 즉, 종래와는 달리 본 발명의 일 실시 예에 따른 증감발 용량 결정 단계에서는 연계선로의 용량 제약조건과 소규모 분산자원에 대한 제약조건이 함께 고려되어 마이크로그리드의 자체적인 증감발 용량이 추정될 수 있다.Among the above-mentioned constraints, the constraint on small-scale distributed resources expressed in [Equation 4] and [Equation 5] and the capacity constraint of the linkage line expressed in [Equation 11] and [Equation 12] participate in the increasing/decreasing capacity market. This corresponds to a new constraint that microgrid operators must consider. That is, unlike the prior art, in the step of determining the increase/decrease capacity according to an embodiment of the present invention, the capacity constraint of the linked line and the constraint on small-scale distributed resources are considered together, so that the self-regulating capacity of the microgrid can be estimated. have.

운영비용 결정 단계(S30)에서는 전술한 과정(S20)을 통해 추정된 증감발 용량을 기초로 대규모 전력계통에서 개설된 증감발 용량시장에 참여하기 위한 마이크로그리드 자체의 운영비용을 추정하는 과정이 수행된다. 이때, 마이크로그리드 내에 에너지 생성유닛인 소규모 분산자원 g와 에너지 저장장치 e가 포함된다고 가정하면, 운영비용을 결정하기 위해서 다음과 같은 [식 13]으로 표현되는 목적함수가 사용될 수 있다. 즉, 운영비용 결정 단계(S30)에서는 마이크로그리드가 자체적인 설비의 특성들에 의한 물리적 제약조건들을 반영하여 결정된 증감발 용량을 기초로 목적함수를 사용하여 운영비용을 산출함으로써, 대규모 전력계통 전체의 유연성을 확보할 수 있도록 한다.In the operation cost determination step (S30), a process of estimating the operating cost of the microgrid itself to participate in the increase/decrease capacity market opened in a large-scale power system based on the increase/decrease capacity estimated through the above-described process (S20) is performed. do. At this time, assuming that the small-scale distributed resource g and the energy storage device e are included in the microgrid, the objective function expressed by the following [Equation 13] can be used to determine the operating cost. That is, in the operation cost determination step (S30), the microgrid calculates the operation cost using an objective function based on the increase/decrease capacity determined by reflecting the physical constraints due to the characteristics of its own facilities, thereby reducing the overall cost of the large-scale power system. to ensure flexibility.

[식 13][Equation 13]

Figure 112020013263034-pat00018
Figure 112020013263034-pat00018

목적함수는 운영비용을 최소화하기 위한 함수로서, 총 에너지 비용에서 증감발 용량 상품의 판매 수익을 뺀 차액을 계산할 수 있도록 한다. 여기서 총 에너지 비용은 마이크로그리드의 발전비용과 메인그리드와의 에너지 거래와 관련된 순 비용(net cost)의 합을 의미한다. 마이크로그리드의 부하는 마이크로그리드의 발전자원 또는 메인그리드에 의해 공급될 수 있다.The objective function is a function for minimizing the operating cost, and allows to calculate the difference by subtracting the sales revenue of the variable-capacity product from the total energy cost. Here, the total energy cost means the sum of the generation cost of the microgrid and the net cost associated with the energy transaction with the main grid. The load of the microgrid can be supplied by the power generation resource of the microgrid or by the main grid.

도 2는 본 발명의 시뮬레이션을 위해 선정된 화력 발전소(CHP #2)의 전원 출력의 변화를 나타낸 그래프, 도 3은 에너지 저장 장치의 에너지 저장상태의 변화를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing a change in power output of a thermal power plant (CHP #2) selected for simulation of the present invention, and FIG. 3 is a graph showing a change in an energy storage state of an energy storage device.

본 발명의 시뮬레이션은 태양광 설비(PV), 가스 터빈 발전기(GT), 두 가지 유형의 복합 화력 발전소(CHP #1, CHP #2) 및 전기 에너지 저장장치를 갖춘 마이크로그리드에서 수행되었다. 스케줄링 기간은 시간 간격을 기준으로 하루 24 시간으로 설정되었다. 겨울 주중 데이터가 포함 된 GAMS/GUROBI 소프트웨어를 사용하여 최적화 문제를 해결하고 최적의 차이를 0.1%로 설정했다. 종래의 접근법에서는 증감발 용량 상품의 가격은 0으로 설정되어 마이크로그리드가 메인그리드에 유연성 증감발 용량를 제공하는데 무관심했다. 마이크로그리드와 메인그리드 사이의 전송 전력 제한은 200kW로 가정되며, 이는 피크 부하의 17.6%이다.Simulations of the present invention were performed on a microgrid equipped with a photovoltaic installation (PV), a gas turbine generator (GT), two types of combined cycle power plants (CHP #1, CHP #2) and electrical energy storage. The scheduling period was set to 24 hours per day based on the time interval. The optimization problem was solved using GAMS/GUROBI software with winter weekday data and the optimal difference was set to 0.1%. In the conventional approach, the price of the incremental capacity product is set to zero, leaving the microgrid indifferent to providing flexible incremental capacity to the main grid. The transmission power limit between the microgrid and the main grid is assumed to be 200 kW, which is 17.6% of the peak load.

[표 1]은 다양한 증감발 용량 상품(i.e. 유연성 자원)의 가격 조건에서 제안된 방법의 비용 효율성을 보여준다다. [표 1]에서 볼 수 있듯이, 마이크로그리드는 메인그리드에 유연성 자원을 제공하여 운영 비용을 줄일 수 있다. 유연성 자원의 가격이 상승함에 따라 절감액이 급격히 증가함을 알 수 있는데, 이는 유연성 자원의 가격이 변경될 뿐만 아니라 유연성 자원의 가격이 증가하여 혜택을 확장할 수 있는 방식으로 마이크로그리드의 스케줄링이 최적화되었기 때문이다. 메인그리드에 유연성 자원을 공급하는 이점은 도 2, 도 3과 함께 운영비용의 구성요소를 요약한 [표 2]에서 명확하게 확인할 수 있다. 제안된 방법에서 마이크로그리드는 유연성 자원을 제공하여 약 $147의 수익을 창출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 제안된 방법에서 마이크로그리드의 스케줄링의 최적화를 통해 총 에너지 비용이 약 $31까지 증가함을 알 수 있다. 그러나, 증감발 용량 상품의 판매로 인한 이익은 총 에너지 비용 증가보다 훨씬 커짐을 알 수 있다.[Table 1] shows the cost-effectiveness of the proposed method under the price conditions of various incremental capacity products (i.e. flexible resources). As shown in [Table 1], microgrids can provide flexible resources to the main grid, reducing operating costs. It can be seen that the savings increase rapidly as the price of the flexible resource increases, which is because the scheduling of the microgrid is optimized in such a way that not only the price of the flexible resource changes, but also the price of the flexible resource increases, extending the benefits. Because. The advantage of supplying flexible resources to the main grid can be clearly seen in [Table 2], which summarizes the components of operating costs together with FIGS. 2 and 3 . It can be seen that in the proposed method, the microgrid can provide a flexible resource and generate a revenue of about $147. In addition, it can be seen that the total energy cost increases by about $31 through the optimization of the scheduling of the microgrid in the proposed method. However, it can be seen that the profit from the sale of the incremental capacity product is much greater than the increase in the total energy cost.

[표 1][Table 1]

Figure 112020013263034-pat00019
Figure 112020013263034-pat00019

[표 2][Table 2]

Figure 112020013263034-pat00020
Figure 112020013263034-pat00020

[표 3]은 전체 스케줄링 기간동안 각각의 에너지 생성 유닛에 의해 생성된 총 에너지 양을 요약한 것이다. 마이크로그리드가 메인그리드에 유연성 자원을 제공하는 것이 가능하다면, 마이크로그리드에서 더 적은 에너지가 생성되므로, 그에 따라 더 적은 에너지가 메인그리드에 판매되는 것을 알 수 있다. 에너지 생산이 감소하는 이유는 마이크로그리드와 메인그리드를 연결하는 라인의 유량 제한 때문이다. 제안된 방법에 따르면, 라인 전송 용량의 일부는 유연성 자원의 제공을 위해 예약되며, 이는 라인을 통한 가용 거래 에너지의 양을 줄일 수 있다.Table 3 summarizes the total amount of energy generated by each energy generating unit during the entire scheduling period. If it is possible for the microgrid to provide flexible resources to the main grid, it can be seen that less energy is generated in the microgrid and therefore less energy is sold to the main grid. The reason for the decrease in energy production is the flow limitation of the line connecting the microgrid and the main grid. According to the proposed method, a part of the line transmission capacity is reserved for the provision of flexible resources, which can reduce the amount of transactional energy available through the line.

[표 3][Table 3]

Figure 112020013263034-pat00021
Figure 112020013263034-pat00021

전술한 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있듯이. 본 발명에서 제안된 마이크로그리드 운영 모델은 마이크로그리드가 자체적으로 마이크로그리드의 다양한 제약조건을 고려하여 증감발 용량 상품의 가격에 따른 운영 스케줄링이 가능하도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 제안된 마이크로그리드 운영 모델은 마이크로그리드의 운영비용을 절감시킬 수 있으며, 대규모 전력계통에서는 운영의 유연성을 확보할 수 있다는 장점을 가진다.As can be seen from the simulation results described above. The microgrid operation model proposed in the present invention can enable the microgrid to perform operation scheduling according to the price of the product of increasing/decreasing capacity in consideration of various constraints of the microgrid by itself. Therefore, the microgrid operation model proposed in the present invention can reduce the operating cost of the microgrid, and has the advantage of securing operational flexibility in a large-scale power system.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로그리드 운영 장치의 블록도를 나타낸다.4 is a block diagram of a microgrid operating device according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대규모 전력계통 운영에 유연성을 제공할 수 있는 마이크로그리드 운영 장치(100)는, 적어도 하나의 인스트럭션을 저장하기 위한 메모리(110) 및 메모리(110)에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션을 실행하는 적어도 하나의 프로세서(120)를 포함하고, 프로세서(120)는 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 마이크로그리드 내의 설비의 특성정보 및 마이크로그리드와 대규모 전력계통 간의 거래정보를 수집하고, 마이크로그리드 내의 설비에 대한 제약조건을 고려하여 수집된 정보들을 기초로 증감발 용량을 결정하며, 마이크로그리드의 증감발 용량시장에 대한 참여를 위한 목적함수를 기반으로 마이크로그리드의 운영비용을 결정할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the microgrid operating apparatus 100 that can provide flexibility in operating a large-scale power system according to an embodiment of the present invention includes a memory 110 and a memory 110 for storing at least one instruction. ), including at least one processor 120 executing at least one instruction stored in, and the processor 120 executing one or more instructions, thereby providing characteristic information of facilities in the microgrid and transaction information between the microgrid and the large-scale power system. The operating cost of the microgrid based on the objective function for participation in the microgrid's incremental capacity market can be decided

본 발명의 일 실시 예에 따른 장치와 관련하여서는 전술한 방법에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 장치와 관련하여, 전술한 방법에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.With respect to the apparatus according to an embodiment of the present invention, the above-described method may be applied. Accordingly, with respect to the apparatus, descriptions of the same contents as those of the above-described method are omitted.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 전술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다. 다시 말해서, 전술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이나 코드를 기록하는 기록 매체는, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체, 광학적 판독 매체 등과 같은 저장 매체를 포함할 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a computer-readable recording medium in which a program for executing the above-described method is recorded in a computer. In other words, the above-described method can be written as a program that can be executed on a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable medium. In addition, the structure of the data used in the above-described method may be recorded in a computer-readable medium through various means. A recording medium for recording an executable computer program or code for performing various methods of the present invention should not be construed as including temporary objects such as carrier waves or signals. The computer-readable medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium, an optically readable medium, and the like.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .

100: 마이크로그리드 운영 장치
110: 메모리
120: 프로세서
100: microgrid operating device
110: memory
120: processor

Claims (8)

대규모 전력계통 운영에 유연성을 제공할 수 있는 마이크로그리드 운영 방법에 있어서,
마이크로그리드 내의 설비의 특성정보 및 상기 마이크로그리드와 대규모 전력계통 간의 거래정보를 수집하는 단계;
상기 마이크로그리드 내의 설비에 대한 제약조건을 고려하여 상기 수집된 정보들을 기초로 증감발 용량(ramping capability)을 결정하는 단계; 및
상기 마이크로그리드의 증감발 용량시장에 대한 참여를 위한 목적함수를 기반으로 상기 마이크로그리드의 운영비용을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 제약조건은 하기 수식들로 표현되는 상기 대규모 전력계통과 연계된 선로의 최대 용량에 관한 제약조건을 포함하며,
Figure 112021073307715-pat00022
,
Figure 112021073307715-pat00023
,
상기 Pt buy 는 시간 t에 상기 마이크로그리드가 상기 대규모 전력계통으로부터 구매하는 전력량, Pt sell 은 시간 t에 상기 마이크로그리드가 상기 대규모 전력계통에 판매하는 전력량, murgt 는 시간 t에 상기 마이크로그리드의 소규모 분산자원 g가 상기 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 증가 방향의 용량, muret 는 시간 t에 상기 마이크로그리드의 에너지 저장장치 e가 상기 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 증가 방향의 용량, mdrgt 는 시간 t에 상기 소규모 분산자원 g가 상기 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 감소 방향의 용량, mdret 는 시간 t에 상기 에너지 저장장치 e가 상기 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 감소 방향의 용량 및 F는 상기 연계된 선로를 통해 주고받을 수 있는 용량인 것을 특징으로 하는 방법.
In a microgrid operation method that can provide flexibility to large-scale power system operation,
Collecting characteristic information of facilities in the microgrid and transaction information between the microgrid and the large-scale power system;
determining a ramping capability based on the collected information in consideration of constraints on facilities in the microgrid; and
Determining the operating cost of the microgrid based on an objective function for participation in the increase/decrease capacity market of the microgrid,
The constraint includes a constraint on the maximum capacity of the line associated with the large-scale power system expressed by the following equations,
Figure 112021073307715-pat00022
,
Figure 112021073307715-pat00023
,
The P t buy is the amount of electricity the microgrid purchases from the large-scale power system at time t, P t sell is the amount of electricity the microgrid sells to the large-scale power system at time t, mur gt is the microgrid at time t The capacity in the increasing direction that the small distributed resource g of can contribute to the large-scale power system, mur et is the capacity in the increasing direction that the energy storage device e of the microgrid can contribute to the large-scale power system at time t, mdr gt is At time t, the capacity in the decreasing direction that the small-scale distributed resource g can contribute to the large-scale power system, mdr et is the capacity in the decreasing direction at which the energy storage device e can contribute to the large-scale power system at time t, and F is the A method, characterized in that it is a capacity that can be sent and received through a connected line.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제약조건은 하기 수식들로 표현되는 상기 마이크로그리드의 소규모 분산자원의 출력에 관한 제약조건을 포함하며,
Figure 112020013263034-pat00024
,
Figure 112020013263034-pat00025
,
상기 P g min 은 소규모 분산자원 g의 최소 출력, P g max 은 상기 소규모 분산자원 g의 최대 출력, p gt 는 시간 t에 상기 소규모 분산자원 g의 출력, ur gt 는 시간 t에 상기 소규모 분산자원 g가 배전계통에 기여할 수 있는 증가 방향의 용량 및 dr gt 는 상기 소규모 분산자원 g가 배전계통에 기여할 수 있는 감소 방향의 용량인 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
The constraint includes a constraint on the output of the small-scale distributed resource of the microgrid expressed by the following equations,
Figure 112020013263034-pat00024
,
Figure 112020013263034-pat00025
,
wherein P g min is the minimum output of the small distribution resource g, P g max is the maximum output of the small distribution resource g, p gt is the output of the small distribution resource g at time t , ur gt is the small distribution resource g at time t A method, characterized in that g is the capacity in the increasing direction that can contribute to the distribution system and dr gt is the capacity in the decreasing direction that the small-scale distributed resource g can contribute to the distribution system.
제 1 항에 있어서,
상기 목적함수는 하기 수식을 포함하며,
Figure 112020013263034-pat00026
,
상기 C g NL 은 상기 마이크로그리드의 소규모 분산자원 g의 무부하비용, C g LP 는 상기 소규모 분산자원 g의 발전비용, λ t buy 는 시간 t에서 상기 마이크로그리드가 상기 대규모 전력계통으로부터 구매하는 전력가격, λ t sell 은 시간 t에서 상기 마이크로그리드가 상기 대규모 전력계통에 판매하는 전력가격, λ t upramp 는 시간 t에서 상기 대규모 전력계통에서 상기 마이크로그리드로 제공하는 증가 방향의 자원가격 및 λ t dnramp 는 시간 t에서 상기 대규모 전력계통에서 상기 마이크로그리드로 제공하는 감소 방향의 자원가격인 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
The objective function includes the following formula,
Figure 112020013263034-pat00026
,
The C g NL is the no-load cost of the small distributed resource g of the microgrid, C g LP is the power generation cost of the small distributed resource g, λ t buy is the electricity price the microgrid purchases from the large-scale power system at time t , λ t sell is the power price sold by the microgrid to the large-scale power system at time t, λ t upramp is the resource price in the increasing direction provided from the large-scale power system to the microgrid at time t, and λ t dnramp is A method, characterized in that it is a resource price in a decreasing direction provided from the large-scale power system to the microgrid at time t.
대규모 전력계통 운영에 유연성을 제공할 수 있는 마이크로그리드 운영 장치에 있어서,
적어도 하나의 인스트럭션을 저장하기 위한 메모리; 및
상기 메모리에 저장된 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써,
마이크로그리드 내의 설비의 특성정보 및 상기 마이크로그리드와 대규모 전력계통 간의 거래정보를 수집하고,
상기 마이크로그리드 내의 설비에 대한 제약조건을 고려하여 상기 수집된 정보들을 기초로 증감발 용량(ramping capability)을 결정하며,
상기 마이크로그리드의 증감발 용량시장에 대한 참여를 위한 목적함수를 기반으로 상기 마이크로그리드의 운영비용을 결정하고,
상기 제약조건은 하기 수식들로 표현되는 상기 대규모 전력계통과 연계된 선로의 최대 용량에 관한 제약조건을 포함하며,
Figure 112021073307715-pat00027
,
Figure 112021073307715-pat00028
,
상기 Pt buy 는 시간 t에 상기 마이크로그리드가 상기 대규모 전력계통으로부터 구매하는 전력량, Pt sell 은 시간 t에 상기 마이크로그리드가 상기 대규모 전력계통에 판매하는 전력량, murgt 는 시간 t에 상기 마이크로그리드의 소규모 분산자원 g가 상기 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 증가 방향의 용량, muret 는 시간 t에 상기 마이크로그리드의 에너지 저장장치 e가 상기 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 증가 방향의 용량, mdrgt 는 시간 t에 상기 소규모 분산자원 g가 상기 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 감소 방향의 용량, mdret 는 시간 t에 상기 에너지 저장장치 e가 상기 대규모 전력계통에 기여할 수 있는 감소 방향의 용량 및 F는 상기 연계된 선로를 통해 주고받을 수 있는 용량인 것을 특징으로 하는 장치.
In the microgrid operating device that can provide flexibility for large-scale power system operation,
a memory for storing at least one instruction; and
at least one processor executing the at least one instruction stored in the memory;
The processor by executing the one or more instructions,
Collecting characteristic information of facilities in the microgrid and transaction information between the microgrid and the large-scale power system,
Determine the ramping capability based on the collected information in consideration of the constraints on the facilities in the microgrid,
Determining the operating cost of the microgrid based on the objective function for participation in the increase/decrease capacity market of the microgrid,
The constraint includes a constraint on the maximum capacity of the line associated with the large-scale power system expressed by the following equations,
Figure 112021073307715-pat00027
,
Figure 112021073307715-pat00028
,
The P t buy is the amount of electricity the microgrid purchases from the large-scale power system at time t, P t sell is the amount of electricity the microgrid sells to the large-scale power system at time t, mur gt is the microgrid at time t The capacity in the increasing direction that the small distributed resource g of can contribute to the large-scale power system, mur et is the capacity in the increasing direction that the energy storage device e of the microgrid can contribute to the large-scale power system at time t, mdr gt is At time t, the capacity in the decreasing direction that the small-scale distributed resource g can contribute to the large-scale power system, mdr et is the capacity in the decreasing direction at which the energy storage device e can contribute to the large-scale power system at time t, and F is the A device, characterized in that it has a capacity that can be exchanged through a connected line.
삭제delete 제 5 항에 있어서,
상기 제약조건은 하기 수식들로 표현되는 상기 마이크로그리드의 소규모 분산자원의 출력에 관한 제약조건을 포함하며,
Figure 112020013263034-pat00029
,
Figure 112020013263034-pat00030
,
상기 P g min 은 소규모 분산자원 g의 최소 출력, P g max 은 상기 소규모 분산자원 g의 최대 출력, p gt 는 시간 t에 상기 소규모 분산자원 g의 출력, ur gt 는 시간 t에 상기 소규모 분산자원 g가 배전계통에 기여할 수 있는 증가 방향의 용량 및 dr gt 는 상기 소규모 분산자원 g가 배전계통에 기여할 수 있는 감소 방향의 용량인 것을 특징으로 하는 장치.
6. The method of claim 5,
The constraint includes a constraint on the output of the small-scale distributed resource of the microgrid expressed by the following equations,
Figure 112020013263034-pat00029
,
Figure 112020013263034-pat00030
,
wherein P g min is the minimum output of the small distribution resource g, P g max is the maximum output of the small distribution resource g, p gt is the output of the small distribution resource g at time t , ur gt is the small distribution resource g at time t Device, characterized in that g is the capacity in the increasing direction that can contribute to the distribution system and dr gt is the capacity in the decreasing direction that the small-scale distributed resource g can contribute to the distribution system.
제 5 항에 있어서,
상기 목적함수는 하기 수식을 포함하며,
Figure 112020013263034-pat00031
,
상기 C g NL 은 상기 마이크로그리드의 소규모 분산자원 g의 무부하비용, C g LP 는 상기 소규모 분산자원 g의 발전비용, λ t buy 는 시간 t에서 상기 마이크로그리드가 상기 대규모 전력계통으로부터 구매하는 전력가격, λ t sell 은 시간 t에서 상기 마이크로그리드가 상기 대규모 전력계통에 판매하는 전력가격, λ t upramp 는 시간 t에서 상기 대규모 전력계통에서 상기 마이크로그리드로 제공하는 증가 방향의 자원가격 및 λ t dnramp 는 시간 t에서 상기 대규모 전력계통에서 상기 마이크로그리드로 제공하는 감소 방향의 자원가격인 것을 특징으로 하는 장치.
6. The method of claim 5,
The objective function includes the following formula,
Figure 112020013263034-pat00031
,
The C g NL is the no-load cost of the small distributed resource g of the microgrid, C g LP is the power generation cost of the small distributed resource g, λ t buy is the electricity price the microgrid purchases from the large-scale power system at time t , λ t sell is the power price sold by the microgrid to the large-scale power system at time t, λ t upramp is the resource price in the increasing direction provided from the large-scale power system to the microgrid at time t, and λ t dnramp is Apparatus, characterized in that the resource price in the decreasing direction provided from the large-scale power system to the microgrid at time t.
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