KR102374719B1

KR102374719B1 - 통합전력관리시스템

Info

Publication number: KR102374719B1
Application number: KR1020170031937A
Authority: KR
Inventors: 차용호; 고재권; 남상원
Original assignee: 엘에스일렉트릭(주)
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2022-03-14
Also published as: KR20180104963A

Abstract

본 발명은 복수의 단위 소비영역을 포함하는 지역 공동체에서 스마트 그리드로 전력을 관리하기 위한 통합전력관리시스템에 있어서, 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System)의 전력보유량을 수신하는 전력량감지부, 이전의 전력매수공시가에 대한 빅데이터를 생성하는 데이터수집부, 상기 전력보유량에 기초하여 전력판매가능시점을 감지하는 판매개시부, 상기 빅데이터에 기초하여 상기 전력판매가능시점을 포함하는 소정의 예측기간에 대응한 전력매수추정가를 산출하는 손익예측부, 및 상기 예측기간에 대응한 전력매수추정가에 기초하여 전력판매를 실행하는 판매처리부를 포함하는 통합전력관리시스템을 제공한다.

Description

통합전력관리시스템{UNITED ELECTRONIC POWER MANAGEMENT SYSTEM}

본 발명은 지역 공동체에 스마트 그리드 환경을 조성하기 위한 통합전력관리시스템에 관한 것이다.

지역 공동체는 아파트 형태 또는 군집 형태의 주거 단지, 시장 형태의 상업 단지, 및 아파트 형태 또는 군집 형태의 공업 단지 등을 지칭한다.

한편, 전력은 특정 공급자(한국전력공사)에 의해서만 공급 및 관리되는 것이 일반적이다. 즉, 전력은 수직적인 단방향의 공급자 중심으로 운용되고 있다.

그러나, 최근에는 신재생에너지의 개발과 상용화로 인하여 다양한 전력 공급자가 발생되었다. 이에 공급자와 소비자 간의 상호작용에 의해 전력을 운용하는 방식의 필요성에 따라, 스마트 그리드가 제시되었다.

스마트 그리드(smart grid)는 특정 영역에 적용되는 전기 에너지에 대한 자원의 생산, 운반 및 소비 과정에 ICT 기술(Information and Communication Technology)을 접목하여, 전기 에너지를 관리하는 플랫폼이다. 이에, 지역 공동체에 스마트 그리드 환경을 조성하기 위해서는, 지역 공동체에 포함된 다수의 단위 소비영역에 대응하는 다수의 개별전력관리시스템과, 다수의 개별전력관리시스템에 연결되는 통합전력관리시스템이 이용된다. 여기서, 단위 소비영역은 지역 공동체에 포함되는 각 주택, 각 상가 및 각 공장 등에 대응한다.

이러한 스마트 그리드 환경에서는 공급자와 소비자의 상호 작용을 통해 전기 에너지의 더욱 효율적인 소비가 가능해질 수 있으므로, 환경보호 및 비용절감 면에서 유리한 장점이 있다.

이에 따라, 스마트 그리드의 효용성을 향상시키기 위한 연구가 다각도로 실시될 필요가 있다.

본 발명은 스마트 그리드 환경을 조성하기 위한 통합전력관리시스템에 있어서, 스마트 그리드의 효용성을 향상시킬 수 있는 통합전력관리시스템을 제공한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 예시는 복수의 단위 소비영역의 전력을 관리하기 위한 통합전력관리시스템에 있어서, 상기 복수의 단위 소비영역에 대응하는 복수의 개별전력관리시스템과 연결되고, 상기 복수의 단위 소비영역으로부터 공급된 전력을 보유하는 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System)의 전력보유량을 수신하는 전력량감지부, 이전의 전력매수공시가에 대한 빅데이터를 생성하는 데이터수집부, 상기 전력보유량에 기초하여 전력판매가능시점을 감지하는 판매개시부, 상기 빅데이터에 기초하여 상기 전력판매가능시점을 포함하는 소정의 예측기간에 대응한 전력매수추정가를 산출하는 손익예측부, 및 상기 예측기간에 대응한 전력매수추정가에 기초하여 전력판매를 실행하는 판매처리부를 포함하는 통합전력관리시스템을 제공한다.

상기 데이터수집부는 상기 전력매수공시가의 변동에 영향을 미치는 복수의 파라미터 각각에 대응한 센싱정보를 수집하여 상기 빅데이터를 생성한다.

상기 손익예측부는 상기 빅데이터에 기초하여 상기 복수의 파라미터의 센싱정보가 상기 전력판매가능시점과 가장 유사한 비교기준시점을 선택하고, 상기 비교기준시점을 포함하는 소정의 비교기간에 대응한 전력매수공시가에 기초하여 상기 예측기간에 대응한 전력매수추정가를 산출한다. 여기서, 상기 비교기간은 상기 예측기간에 대응한다.

상기 판매처리부는 상기 소정의 예측기간에 대응한 전력매수추정가 중 최고추정가를 선택하고, 상기 비교기준시점으로부터 상기 최고추정가에 대응하는 시점까지의 기간을 판매보류기간으로 산출하며, 상기 전력판매가능시점으로부터 상기 판매보류기간이 경과된 시점을 전력판매실행시점으로 선택하고, 상기 전력판매실행시점에 상기 전력판매를 실행한다.

또는, 상기 판매처리부는 상기 소정의 예측기간에 대응한 전력매수추정가의 변동추이를 산출하고, 상기 변동추이가 하향세이면, 상기 전력판매가능시점에 상기 전력판매를 실행한다.

전술한 바와 같은 통합전력관리시스템은 에너지저장시스템(ESS; Energy Storage System)의 여분전력에 대한 이익이 향상될 수 있으므로, 에너지저장시스템(ESS)을 공유하는 복수의 단위 소비영역 각각의 이익이 향상될 수 있다.

따라서, 스마트 그리드의 효용성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스마트 그리드를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 통합전력관리시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 통합전력관리시스템이 에너지저장시스템의 여분전력을 판매하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 통합전력관리시스템의 판매처리부를 설명하기 위한 전력매수추정가의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 통합전력관리시스템이 에너지저장시스템의 여분전력을 판매하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 제 2 실시예에 따른 통합전력관리시스템의 판매처리부를 설명하기 위한 전력매수추정가의 예시들을 나타낸 도면이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합전력관리시스템에 대해 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

통합전력관리시스템은 복수의 단위 소비영역으로 이루어진 지역 공동체에서 운용되는 전력의 생산, 운반 및 소비과정을 스마트 그리드로 관리하기 위한 전력관리시스템이다. 여기서, 단위 소비영역은 아파트 형태 또는 군집 형태의 주거 단지에서의 개별 주거지, 시장 형태의 상업 단지에서의 개별 상가 및 아파트 형태 또는 군집 형태의 공업 단지에서의 공장에 해당될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 그리드를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 그리드는 통합전력관리시스템(UPMS; United electronic Power Management System)(100), 그에 연결되고 복수의 단위 소비영역에 대응하는 복수의 개별전력관리시스템(IPMS; Individual electronic Power Management System)(200), 에너지저장시스템(ESS; Energy Storage System)(300) 및 전력공급회사 시스템(400)을 포함한다.

전력공급회사 시스템(400)은 지역 내 전력수급을 담당하는 회사의 시스템이다.

복수의 개별전력관리시스템(IPMS; 200)에 대응하는 복수의 단위 소비영역 각각은 전력을 생산하는 친환경 재생 에너지 발전장치를 포함한다. 그리고, 각 단위 소비영역에서 소비되지 않고 남은 잔여전력은 에너지저장시스템(ESS; 300)에 공급된다.

에너지저장시스템(ESS; 300)은 복수의 단위 소비영역로부터 공급된 전력을 보유하고, 각 단위 소비영역의 요청에 따라 보유된 전력을 단위 소비영역에 공급한다. 구체적으로, 에너지저장시스템(ESS; 300)은 전력공급자로부터 공급된 전력, 및 각 단위 소비영역의 여분전력 중 적어도 어느 하나를 저장할 수 있다. 여기서, 각 단위 소비영역의 여분전력은 각 단위 소비영역에서 발전된 전력 중 각 단위 소비영역에서 소비된 전력을 제외한 나머지이다.

그런데, 소정의 임계 기간 동안 복수의 단위 소비영역으로부터 에너지저장시스템(ESS; 300)에 공급되는 전력량보다 복수의 단위 소비영역에서 소비되는 전력량이 적은 경우에, 에너지저장시스템(ESS; 300)은 여분전력을 보유할 수 있다.

이에, 본 발명의 각 실시예에 따른 통합전력관리시스템(100)은 에너지저장시스템(ESS; 300)의 여분전력을 감지하고, 에너지저장시스템(ESS; 300)의 여분전력을 전력공급회사 시스템(400)에 판매한다.

통합전력관리시스템(UPMS; 100)은 에너지저장시스템(ESS; 300)의 전력보유량을 수신하고, 에너지저장시스템(ESS; 300)의 전력보유량이 소정의 임계보유량 이상이면 전력판매를 개시한다.

통합전력관리시스템(UPMS; 100)은 전력공급회사 시스템(400)에 의한 전력매수공시가를 수신하고, 이전 전력매수공시가에 대한 빅데이터를 생성한다. 여기서, 빅데이터는 전력매수공시가의 변동에 영향을 미치는 복수의 파라미터 각각에 대한 센싱정보들을 포함한다. 예시적으로, 전력매수공시가의 변동 요인으로 설정되는 복수의 파라미터는 시간, 날짜, 요일, 온도, 풍속, 강수량, 강설량 및 일사량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

통합전력관리시스템(UPMS; 100)은 전력판매를 개시하면, 빅데이터에 기초하여 전력판매에 따른 수익금이 최대가 될 수 있는 시점을 예측하고, 예측한 시점에 전력판매를 실행한다.

이러한 통합전력관리시스템(UPMS; 100)이 전력을 판매하는 방법에 대해서는 첨부된 도면을 참고하여 이하에서 더욱 상세히 설명한다.

더불어, 통합전력관리시스템(100)은 각 단위 소비영역의 환경, 지리, 경제 및 구조 중 적어도 하나에 관한 정보들을 실시간으로 수집할 수 있다. 이를 통해, 통합전력관리시스템(100)은 수집된 정보들에 기초하여, 사업자 별, 가구 별, 시간 별, 지역 별, 사용자 별 및 정보표시장치 별로 에너지 사용 실태를 분석할 수 있다.

개별전력관리시스템(IPMS; 200)은 전력을 생산하는 발전장치(200a), 각 단위 소비영역에서 소비된 전력 및 발전장치(200a)에서 생산되어 에너지저장시스템(ESS; 300)으로 공급된 전력을 측정하는 스마트미터(200b) 및 각 단위 소비영역에 포함된 부하들(200c)을 포함한다.

스마트미터(200b)는 부하들(200b)과 연결되고, 부하들(200b) 각각에 의해 소모되는 전력을 측정한다.

그리고, 스마트미터(200b)는 발전장치(200a)로부터 에너지저장시스템(ESS; 300)으로 공급된 전력에 대응하는 전력충전량을 통합전력관리시스템(100)에 전달한다.

전력공급회사 시스템(400)은 전력매수공시가를 통합전력관리시스템(UPMS; 100)에 전달한다. 이때, 전력매수공시가는 일정하게 유지되는 것이 아니라, 소정의 요인에 따라 변동된다. 예시적으로, 공장 등의 업무가 실행중인 기간, 또는 냉장기기, 냉방기기 및 온열기기 등과 같이 소비전력이 높은 가전제품의 사용량이 높아지는 기간 동안 전력매수공시가가 높아질 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 각 실시예에 따른 통합전력관리시스템은 전력매수공시가를 예측하고, 전력매수공시가가 비교적 높을 것으로 예측되는 시점에 전력 판매를 실행함으로써, 전력판매에 따른 이익을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 각 실시예에 따른 통합전력관리시스템에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 통합전력관리시스템을 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 통합전력관리시스템이 에너지저장시스템의 여분전력을 판매하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 4 내지 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 통합전력관리시스템의 판매처리부를 설명하기 위한 전력매수추정가의 예시들을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 통합전력관리시스템(100)은 에너지저장시스템(ESS; 300)의 전력보유량을 수신하는 전력량감지부(110), 이전의 전력매수공시가에 대한 빅데이터를 생성하는 데이터수집부(120), 수신된 전력보유량에 기초하여 전력판매가능시점을 감지하는 판매개시부(130), 빅데이터에 기초하여 전력판매가능시점을 포함하는 소정의 예측기간에 대응한 전력매수추정가를 산출하는 손익예측부(140), 예측기간에 대응한 전력매수추정가에 기초하여 전력판매를 실행하는 판매처리부(150), 및 전력판매에 따른 수익금을 복수의 단위 소비영역에 분배하는 수익분배부(160)를 포함한다. 그리고 통합전력관리시스템(100)은 복수의 개별전력관리시스템(IPMS; 200)으로부터 복수의 단위 소비영역에서 에너지저장시스템(ESS; 300)에 공급한 전력량에 대응하는 전력충전량을 수신하는 충전량수신부(170)를 더 포함할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 각 개별전력관리시스템(IPMS; 200)은 각 단위 소비영역에서 발전된 전력 중 일부를 에너지저장시스템(ESS; 300)에 공급한다. (S10)

통합전력관리시스템(100)의 데이터수집부(120)는 전력공급회사 시스템(400)으로부터 전력매수공시가를 수신하고, 복수의 파라미터에 대응하는 적어도 하나의 센싱장치(SD; 500) 각각으로부터 센싱정보를 수신한다. (S20)

그리고, 데이터수집부(120)는 수집한 센싱정보 및 전력매수공시가에 기초하여 이전의 전력매수공시가에 대한 빅데이터를 생성한다. (S21)

표 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 빅데이터에 대한 일 예시이다.

아래의 표 1과 같이, 복수의 파라미터는 시간, 날짜, 온도, 풍속, 시간 당 강수량, 시간 당 강설량, 단위면적 당 일사량 및 요일을 포함할 수 있다.

즉, 빅데이터는 각 날짜에 대응한 요일이 평일/주말인지와, 각 날짜의 각 시간에 대응한 온도, 풍속, 시간 당 강수량, 시간 당 강설량 및 단위면적 당 일사량 각각의 센싱정보와, 전력공급회사시스템(400)에 의한 전력매수공시가를 포함하는 자료일 수 있다. 이를 위해, 데이터수집부(120)는 주기적으로 전력매수공시가 및 센싱정보를 수집할 수 있다.

또는, 데이터수집부(120)는 전력매수공시가가 임계 이상 변동하는 시점에 변동된 전력매수공시가 및 센싱정보를 수집할 수도 있다.

이 경우, 빅데이터는 전력매수공시가가 1 이상 변동한 시점에 수집된 날짜, 시간, 해당 날짜의 요일과 더불어, 온도, 풍속, 시간 당 강수량, 시간 당 강설량 및 단위면적 당 일사량 각각의 센싱정보로 이루어진 자료일 수 있다. 이로써, 빅데이터를 통해 전력매수공시가의 변동요인이 더 직관적으로 도출될 수 있으므로 빅데이터의 효용성이 증가될 수 있으며, 전력매수공시가가 임계 이상 변동하는 시점에 대응한 센싱정보들을 포함하므로 빅데이터의 용량이 감소될 수 있다.

그리고, 데이터수집부(120)는 적어도 하나의 센싱장치(SD; 500)로부터 복수의 파라미터 각각의 센싱정보를 제공받을 수 있다. 일 예로, 적어도 하나의 센싱장치(SD; 500)는 GPS장치, 관측장치 및 기상청시스템서버 등으로 이루어질 수 있다.

즉, 데이터수집부(120)는 GPS장치(500)로부터 날짜, 시간 및 요일에 대한 센싱정보를 수신할 수 있고, 온도계, 풍속계, 측우계 등의 관측장치(500)로부터 센싱정보를 수신할 수 있다.

또는, 데이터수집부(120)는 기상청시스템서버(500)로부터 날짜, 요일 및 시간에 대응한 온도, 풍속, 강수량, 강설량 및 일사량 중 적어도 하나에 대한 센싱정보를 수신할 수 있다.

통합전력관리시스템(100)의 전력량감지부(110)는 에너지저장시스템(ESS; 300)으로부터 전력보유량을 수신한다. (S30)

통합전력관리시스템(100)의 판매개시부(130)는 전력량감지부(110)를 통해 수신된 에너지저장시스템(ESS; 300)의 전력보유량이 임계보유량 이상이면 (S31), 해당 시점을 전력판매가능시점으로 감지한다. (S32)

여기서, 임계보유량은 복수의 단위 소비영역에 의해 소비되는 전력량과 별도의 마진에 대응하는 전력량에 기초하여 설정될 수 있다. 이에, 임계보유량은 이전 기간 동안 복수의 단위 소비영역에 의해 소비되는 전력량에 대한 빅데이터에 기초하여, 관리자에 의해 임의의 고정값으로 설정될 수 있다. 또는 임계보유량은 관리자에 의해 임의의 고정값으로 설정된 다음, 이전 기간 동안 복수의 단위 소비영역에 의해 소비되는 전력량에 대한 빅데이터에 기초하여 가변될 수 있다.

통합전력관리시스템(100)의 손익예측부(140)는 판매개시부(130)에 의해 감지된 전력판매가능시점에 대응한 전력매수공시가 및 복수의 파라미터 각각의 센싱정보를 수신한다. 그리고, 손익예측부(140)는 빅데이터에 기초하여 전력판매가능시점에 대응하는 비교기준시점을 선택한다. (S41) 이어서, 손익예측부(140)는 빅데이터 및 비교기준시점에 기초하여 전력매수추정가를 산출한다. (S42)

구체적으로, 손익예측부(140)는 데이터수집부(110)를 통해 전력판매가능시점에 대응하는 전력매수공시가 및 복수의 파라미터 각각의 센싱정보를 수신할 수 있다.

이어서, 손익예측부(140)는 빅데이터에 기초하여 복수의 파라미터의 센싱정보가 전력판매가능시점과 가장 유사한 비교기준시점을 선택한다. (S41)

이때, 손익예측부(140)는 복수의 파라미터 각각의 우선순위에 기초하여 비교기준시점을 선택할 수 있다.

즉, 손익예측부(140)는 우선순위가 높은 파라미터부터 센싱정보가 동일 또는 가장 유사한 시점들을 검출하여, 마지막으로 잔존하는 시점을 비교기준시점으로 선택할 수 있다. 이때, 복수의 파라미터 각각의 우선순위는 전력매수공시가의 변동에 영향이 큰 순서대로 설정될 수 있다.

일 예로, 손익예측부(140)는 빅데이터에 포함된 시점들 중 시간 파라미터의 센싱정보가 전력판매가능시점과 동일한 시점들을 일차적으로 걸러낸 다음, 걸러낸 시점들 중 날짜의 월일이 전력판매가능시점과 동일한 시점들을 이차적으로 걸러낼 수 있다. 이어서, 손익예측부(140)는 온도, 풍속, 강수량, 강설량, 일사량 및 요일의 순서대로 센싱정보 간의 유사도를 비교하여, 유사도가 가장 높은 시점을 비교기준시점으로 선택할 수 있다.

표 2는 표 1의 빅데이터 및 복수의 파라미터 각각의 우선순위에 기초하여 비교기준시점을 선택하는 과정에 대한 일 예시이다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 손익예측부(140)는 빅데이터 중 시간 파라미터의 센싱정보(9:00) 및 날짜 파라미터의 월일(month-day)의 센싱정보(07-01)가 전력판매가능시점과 동일한 시점들(NO.2, NO.7, NO.12)을 검출한다.

그리고, 손익예측부(140)는 빅데이터 중 시간 및 날짜 파라미터에 기초하여 검출된 시점들 각각과 전력판매가능시점에 있어서, 각 파라미터의 센싱정보 간의 유사도를 산출한다.

일 예로, 센싱정보 간의 유사도는 아래의 수학식 1과 같이 산출될 수 있다. 수학식 1에서, SDc는 전력판매가능시점에 대응한 센싱정보이고, SDr은 빅데이터에 보유된 시점에 대응한 센싱정보이다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 시간 및 날짜를 제외한 나머지 파라미터 중 가장 우선순위가 높은 온도 파라미터 간의 유사도를 비교해보면, 12번 시점(NO.12)이 가장 높은 값을 가지므로, 손익예측부(140)는 12번 시점(NO.12)을 비교기준시점으로 선택할 수 있다.

만일, 손익예측부(140)는 시간 및 날짜를 제외한 나머지 파라미터 중 온도 파라미터 간의 유사도를 비교 시, 2번 시점(NO.2), 7번 시점(NO.7) 및 12번 시점(NO.12)이 동일한 값을 가지는 경우, 온도 파라미터 다음으로 우선순위가 높은 풍속 파라미터 간의 유사도를 비교한다.

우선순위에 따라 모든 파라미터를 비교한 결과 둘 이상의 시점이 검출된 경우, 검출된 둘 이상의 시점 중 날짜 파라미터의 년도(year)의 센싱정보가 전력판매시점과 가장 인접한 시점을 비교기준시점으로 선택할 수 있다.

또는, 손익예측부(140)는 복수의 파라미터 각각의 우선순위가 아닌, 복수의 파라미터 각각의 반영비율에 기초하여 비교기준시점을 선택할 수 있다.

즉, 손익예측부(140)는 빅데이터에 포함된 시점들 중 시간 파라미터의 센싱정보 및 날짜 파라미터의 월일(month-day)의 센싱정보가 전력판매가능시점과 동일한 시점들을 일차적으로 걸러낸 다음, 걸러낸 시점들 중 파라미터 간의 유사도에 반영비율을 적용한 결과들의 합계(이하, "유사도 총계"라 함)가 가장 큰 시점을 비교기준시점으로 선택할 수 있다. 이때, 복수의 파라미터 각각의 반영비율은 전력매수공시가의 변동에 영향이 큰 순서대로 설정될 수 있다. 더불어, 유사도 총계가 가장 큰 시점이 다수 개인 경우, 그 중에서 시간 파라미터의 년도(year)의 센싱정보가 전력판매가능시점과 가장 인접한 시점을 비교기준시점으로 선택할 수 있다.

표 3은 복수의 파라미터 각각의 반영비율에 대한 일 예시이다.

표 2의 예시에 표 3의 반영비율을 적용하면, 2번 시점(NO.2)의 유사도 총계는 69.26이고, 7번 시점(NO.7)의 유사도 총계는 62.6이며, 12번 시점(NO.12)의 유사도 총계는 62.5이다.

이에, 손익예측부(140)는 2번 시점(NO.2), 7번 시점(NO.7) 및 12번 시점(NO.12) 중 유사도 총계가 가장 높은 2번 시점(NO.2)을 비교기준시점으로 선택할 수 있다.

그리고, 손익예측부(140)는 선택한 비교기준시점을 포함하는 소정의 비교기간에 대응한 전력매수공시가에 기초하여 예측기간에 대응한 전력매수추정가를 산출한다.

여기서, 예측기간은 전력판매가능시점의 수익성을 판단하기 위한 것으로, 전력판매가능시점을 포함하고 전력판매가능시점 이후의 소정길이로 설정된다. 예측기간의 길이는 에너지저장시스템의 용량 및 전력매수공시가의 의미 있는 변동이 발생되는 기간의 길이 등에 따라 설정될 수 있다.

비교기간은 예측기간에 대응한 전력매수추정가를 산출하기 위한 것으로, 비교기준시점을 포함하고, 예측기간에 대응하도록 예측기간과 동일한 길이로 이루어진다.

표 2의 예시인 경우, 손익예측부(140)는 12번 시점(NO.12)을 비교기준시점으로 선택하고, 12번 시점(NO.12) 이후의 소정기간으로 지정되는 비교기간의 전력매수공시가에 기초하여 예측기간에 대응한 전력매수추정가를 산출한다.

만약 예측기간이 3시간인 경우, 비교기간은 12번, 13번, 14번 및 15번 시점(NO.12, NO.13, NO.14, NO.15)으로 선택되며, 표 1의 빅데이터를 참고하면 비교기간의 전력매수공시가는 25, 27, 29 및 31이다. 이에 따라, 도 4의 도시와 같이, 손익예측부(140)는 예측기간(CP)의 각 시점에 대응한 전력매수추정가를 25, 27, 29 및 31로 산출할 수 있다.

또는, 표 3의 예시인 경우, 손익예측부(140)는 2번 시점(NO.2)을 비교기준시점으로 선택하므로, 비교기간은 2번, 3번, 4번 및 5번 시점(NO.2, NO.3, NO.4, NO.5)으로 선택된다. 이에 따라, 도 5의 도시와 같이, 손익예측부(140)는 예측기간(CP)의 각 시점에 대응한 전력매수추정가를 25, 24, 26 및 25로 산출할 수 있다.

또는, 비교기준시점이 7번 시점(NO.7)인 경우, 비교기간은 7번, 8번, 9번 및 10번 시점(NO.7, NO.8, NO.9, NO.10)으로 선택된다. 이에, 도 6의 도시와 같이, 손익예측부(140)는 예측기간(CP)의 각 시점에 대응한 전력매수추정가를 26, 28, 27 및 27로 산출할 수 있다.

통합전력관리시스템(100)의 판매처리부(150)는 예측기간에 대응한 전력매수추정가에 기초하여 전력판매실행시점을 선택하고 (S50), 전력판매실행시점에 전력판매를 실행한다. (S51)

이때, 판매처리부(150)는 전력판매실행시점을 선택함에 있어서 (S50), 예측기간에 대응한 전력매수추정가 중 최고추정가를 선택하고, 비교기준시점으로부터 최고추정가에 대응하는 시점까지의 기간을 판매보류기간으로 산출하며, 전력판매가능시점으로부터 판매보류기간이 경과된 시점을 전력판매실행시점으로 선택할 수 있다.

즉, 판매처리부(150)는 예측기간 중 전력매수추정가가 최고추정가인 시점을 전력판매실행시점으로 선택하고 (S50), 전력판매실행시점이 되기까지 전력판매를 보류하다가, 전력판매실행시점에서 전력판매를 실행한다. (S51)

일 예로, 도 4의 예시에 따르면, 판매처리부(150)는 예측기간에 대응한 전력매수추정가 중 최고추정가인 30에 대응하는 시점(12)을 전력판매실행시점으로 선택한다.

그리고, 도 5의 예시에 따르면, 판매처리부(150)는 예측기간에 대응한 전력매수추정가 중 최고추정가인 26에 대응하는 시점(11)을 전력판매실행시점으로 선택한다.

또한, 도 6의 예시에 따르면, 판매처리부(150)는 예측기간에 대응한 전력매수추정가 중 최고추정가인 28에 대응하는 시점(10)을 전력판매실행시점으로 선택한다.

판매처리부(150)는 전력판매실행시점에 에너지저장시스템(300) 및 전력공급회사 시스템(400) 각각에 전력판매를 통지함으로써, 전력판매를 실행한다. (S51)

이에 따라, 에너지저장시스템(300)은 전력공급회사 시스템(400)에 판매할 전력을 전달한다.

그리고, 전력공급회사 시스템(400)은 에너지저장시스템(300)으로부터 전달된 전력판매량 및 전력매수공시가에 대응하는 판매금액을 통합전력관리시스템(UPMS; 100)에 전달한다. (S61)

통합전력관리시스템(100)의 수익분배부(160)는 전력공급회사 시스템(400)으로부터 전력판매에 따른 수익금인 판매금액을 수신하고, 전력판매에 따른 수익금을 복수의 단위 소비영역에 분배한다. (S70)

그리고, 수익분배부(160)는 각 개별전력관리시스템(IPMS1, IPMS2, ... , IPMSm; 200)을 통해 분배금액을 각 단위 소비영역에 전달한다. (S71)

이때, 수익분배부(160)는 복수의 단위 소비영역에 동일비율로 수익금을 분배할 수 있다. 즉, 복수의 단위 소비영역은 에너지저장시스템(300)을 공유함에 따른 수익금을 동일하게 분배 받을 수 있다.

또는, 수익분배부(160)는 복수의 단위 소비영역 각각의 전력충전량에 기초한 차등비율로, 복수의 단위 소비영역에 수익금을 분배할 수도 있다.

이를 위해, 통합전력관리시스템(100)은 복수의 개별전력관리시스템(200)으로부터, 복수의 단위 소비영역에서 에너지저장시스템(300)으로 공급한 전력량에 대응하는 전력충전량을 수신하는 충전량수신부(170)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 충전량수신부(170)는 기 설정된 기간 동안 각 단위 소비영역의 전력충전량을 누적하고, 수익분배부(160)의 요청에 따라 각 단위 소비영역의 누적된 전력충전량을 수익분배부(160)에 전달할 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 6에 도시한 제 1 실시예에 따르면, 판매처리부(150)는 예측기간 중 최고추정가에 대응하는 시점을 전력판매실행시점으로 선택한다. 그런데, 예측기간 이후에 전력매수추정가가 계속 상승할 것으로 예상되는 경우, 더 많은 수익금을 확보하기 위해 전력판매실행시점을 지연시킬 필요가 있다.

이에, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 통합전력관리시스템은 전력매수추정가의 변동추이를 산출하고, 변동추이에 따라 전력판매를 실행한다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 통합전력관리시스템이 에너지저장시스템의 여분전력을 판매하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 8 및 도 9는 제 2 실시예에 따른 통합전력관리시스템의 판매처리부를 설명하기 위한 전력매수추정가의 예시들을 나타낸 도면이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 통합전력관리시스템은 전력매수추정가의 변동추이를 산출하고, 변동추이에 따라 전력판매를 실행하는 점을 제외하면, 도 1 내지 도 3에 도시한 제 1 실시예와 동일하므로, 이하에서는 중복 설명을 생략한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 통합전력관리시스템(UPMS; 100)의 판매처리부(150)는 예측기간에 대응한 전력매수추정가에 기초하여 전력매수추정가의 변동추이를 산출한다. (S52) 그리고, 변동추이가 하향세이면 (S53) 전력판매를 실행한다. (S51) 반면, 변동추이가 상향세이면 판매를 보류한다. (S54)

도 8의 예시에 따르면, 손익예측부(140)는 예측기간(CP)에 대응한 전력매수추정가를 점차 감소하는 28, 28, 27 및 25로 산출한다.

이 경우, 예측기간의 시작시점(즉, 전력판매가능시점)에서 예측기간의 종료시점까지의 전력매수추정가가 감소되었으므로, 판매처리부(150)는 전력매수추정가의 변동추이를 하향세로 산출한다. (S52)

전력매수추정가의 변동추이가 하향세이므로, 판매처리부(150)는 전력판매가능시점에 전력판매를 실행한다. (S51)

반면, 도 9의 예시에 따르면, 손익예측부(140)는 예측기간(CP)에 대응한 전력매수추정가를 점차 증가하는 24, 24, 25 및 27로 산출한다.

이 경우, 예측기간의 시작시점(즉, 전력판매가능시점)에서 예측기간의 종료시점까지의 전력매수추정가가 증가되었으므로, 판매처리부(150)는 전력매수추정가의 변동추이를 상향세로 산출한다. (S52)

전력매수추정가의 변동추이가 상향세이므로, 판매처리부(150)는 전력판매를 보류한다. (S54)

이상과 같이, 본 발명의 각 실시예에 따른 통합전력관리시스템(UPMS; 100)은 이전의 전력매수공시가에 대한 빅데이터를 생성하고, 빅데이터에 기초하여 전력판매가능시점부터의 소정 기간(즉, 예측기간)에 대응하는 전력매수추정가를 산출한다. 그리고, 예측기간에 대응한 전력매수추정가에 따라 전력판매를 실행한다.

이와 같이, 통합전력관리시스템(UPMS; 100)은 전력판매가능시점의 전력매수추정가가 아니라, 전력판매가능시점을 포함한 예측기간 동안의 전력매수추정가에 기초하여 전력판매를 실행한다. 이로써, 전력매수공시가가 높을 것으로 예측되는 시점에 에너지저장시스템의 여분전력을 판매할 가능성이 높아지므로, 전력판매에 따른 이익이 향상될 수 있다.

그리고, 통합전력관리시스템(UPMS; 100)은 전력판매에 따른 이익을 에너지저장시스템을 공유하는 복수의 단위 소비영역에 분배하므로, 복수의 단위 소비영역 각각의 이익이 향상될 수 있다.

이러한 통합전력관리시스템(UPMS; 100)으로 인해, 스마트 그리드의 효용성이 향상될 수 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100: 통합전력관리시스템 200: 개별전력관리시스템
300: 에너지저장시스템
400: 전력공급회사 시스템
500: 센싱장치

Claims

복수의 단위 소비영역의 전력을 관리하기 위한 통합전력관리시스템에 있어서,
상기 복수의 단위 소비영역에 대응하는 복수의 개별전력관리시스템과 연결되고, 상기 복수의 단위 소비영역으로부터 공급된 전력을 보유하는 에너지저장시스템(ESS; Energy Storage System)의 전력보유량을 수신하는 전력량감지부;
이전의 전력매수공시가에 대한 빅데이터를 생성하는 데이터수집부;
상기 전력보유량에 기초하여 전력판매가능시점을 감지하는 판매개시부;
상기 빅데이터에 기초하여 상기 전력판매가능시점을 포함하는 소정의 예측기간에 대응한 전력매수추정가를 산출하는 손익예측부; 및
상기 예측기간에 대응한 전력매수추정가에 기초하여 전력판매를 실행하는 판매처리부를 포함하고,
상기 예측기간은 상기 전력판매가능시점을 포함하고 상기 전력판매가능시점 이후의 소정길이로 설정되되, 상기 에너지저장시스템의 용량 및 상기 전력매수공시가의 변동이 발생되는 기간의 길이에 따라 설정되고,
상기 비교기간은 상기 비교기준시점을 포함하고, 상기 예측기간에 대응하도록 상기 예측기간과 동일한 길이로 이루어지며,
상기 판매처리부는 상기 예측기간의 시작시점인 상기 전력판매가능시점에서 상기 예측기간의 종료시점까지의 전력매수추정가가 증가됨에 따라 상기 전력매수추정가의 변동추이를 상향세로 산출하며, 상기 전력매수추정가의 변동추이가 상향세인 경우 전력판매를 보류하는 통합전력관리시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 데이터수집부는
상기 전력매수공시가의 변동에 영향을 미치는 복수의 파라미터 각각에 대응한 센싱정보를 수집하여 상기 빅데이터를 생성하는 통합전력관리시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 손익예측부는
상기 빅데이터에 기초하여 상기 복수의 파라미터의 센싱정보가 상기 전력판매가능시점과 가장 유사한 비교기준시점을 선택하고,
상기 비교기준시점을 포함하는 소정의 비교기간에 대응한 전력매수공시가에 기초하여 상기 예측기간에 대응한 전력매수추정가를 산출하며,
상기 비교기간은 상기 예측기간에 대응하는 통합전력관리시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 손익예측부는
상기 복수의 파라미터 각각의 우선순위에 기초하여 상기 비교기준시점을 선택하는 통합전력관리시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 손익예측부는
상기 복수의 파라미터 각각의 반영비율에 기초하여 상기 비교기준시점을 선택하는 통합전력관리시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 판매처리부는
상기 소정의 예측기간에 대응한 전력매수추정가 중 최고추정가를 선택하고,
상기 비교기준시점으로부터 상기 최고추정가에 대응하는 시점까지의 기간을 판매보류기간으로 산출하며,
상기 전력판매가능시점으로부터 상기 판매보류기간이 경과된 시점을 전력판매실행시점으로 선택하고,
상기 전력판매실행시점에 상기 전력판매를 실행하는 통합전력관리시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 판매처리부는
상기 소정의 예측기간에 대응한 전력매수추정가의 변동추이를 산출하고,
상기 변동추이가 하향세이면, 상기 전력판매가능시점에 상기 전력판매를 실행하는 통합전력관리시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 데이터수집부는 주기적으로 상기 전력매수공시가 및 상기 복수의 파라미터 각각에 대응한 센싱정보를 수집하는 통합전력관리시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 데이터수집부는 상기 전력매수공시가가 임계 이상 변동하는 시점에 상기 전력매수공시가 및 상기 복수의 파라미터 각각에 대응한 센싱정보를 수집하는 통합전력관리시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 파라미터는 시간, 날짜, 요일, 온도, 풍속, 강수량, 강설량 및 일사량 중 적어도 하나를 포함하는 통합전력관리시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 판매개시부는 상기 전력보유량이 임계보유량 이상인 시점을 상기 전력판매가능시점으로 감지하는 통합전력관리시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 전력판매에 따른 수익금을 상기 복수의 단위 소비영역에 분배하는 수익분배부를 더 포함하는 통합전력관리시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 단위 소비영역에 대응하는 복수의 개별전력관리시스템으로부터, 상기 복수의 단위 소비영역에서 상기 에너지저장시스템에 공급한 전력량에 대응하는 전력충전량을 수신하는 충전량수신부를 더 포함하며,
상기 수익분배부는 상기 복수의 단위 소비영역 각각의 전력충전량에 기초하여 상기 수익금을 분배하는 통합전력관리시스템.