KR102396712B1 - Energy management system and method for minimizing the power purchase cost of microgrid using the same - Google Patents

Energy management system and method for minimizing the power purchase cost of microgrid using the same Download PDF

Info

Publication number
KR102396712B1
KR102396712B1 KR1020190149829A KR20190149829A KR102396712B1 KR 102396712 B1 KR102396712 B1 KR 102396712B1 KR 1020190149829 A KR1020190149829 A KR 1020190149829A KR 20190149829 A KR20190149829 A KR 20190149829A KR 102396712 B1 KR102396712 B1 KR 102396712B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
microgrid
amount
time
load
Prior art date
Application number
KR1020190149829A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210061823A (en
Inventor
김준성
오윤선
고종민
최승환
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020190149829A priority Critical patent/KR102396712B1/en
Publication of KR20210061823A publication Critical patent/KR20210061823A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102396712B1 publication Critical patent/KR102396712B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06Electricity, gas or water supply
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/003Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand
    • H02J3/382
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/123Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving renewable energy sources
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S50/00Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
    • Y04S50/10Energy trading, including energy flowing from end-user application to grid

Abstract

에너지 관리 시스템이 마이크로그리드의 전력 구매 비용을 계산하는 방법으로서, 마이크로그리드를 구성하는 에너지 생성 장치에서 생성될 제1 전력량을 예측하고, 마이크로그리드를 구성하는 부하에서 사용될 제2 전력량을 예측한다. 그리고 예측한 제1 전력량과 제2 전력량을 토대로 마이크로그리드 내 전력 부족이 예측되면, 마이크로그리드로 전력을 제공하는 메인 그리드 또는 마이크로그리드에 인접한 인접 마이크로그리드에서 구매할 최소 전력 구매 비용을 계산한다. As a method for the energy management system to calculate the power purchase cost of the microgrid, a first amount of power to be generated by an energy generating device constituting the microgrid is predicted, and a second amount of power to be used by a load constituting the microgrid is predicted. And when the power shortage in the microgrid is predicted based on the predicted first and second power amounts, the minimum power purchase cost to purchase from the main grid that provides power to the microgrid or the adjacent microgrid adjacent to the microgrid is calculated.

Description

에너지 관리 시스템 및 이를 이용한 전력 구매 비용 결정 방법{Energy management system and method for minimizing the power purchase cost of microgrid using the same}Energy management system and method for minimizing the power purchase cost of microgrid using the same}

본 발명은 마이크로그리드의 전력구매 비용 최소화를 위한 에너지 관리 시스템 및 이를 이용한 전력 구매 비용 결정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy management system for minimizing power purchase cost of a microgrid and a method for determining power purchase cost using the same.

최근 산업단지와 주거단지에 신재생 에너지의 보급과 확산으로, 마이크로그리드(micro grid)와 같은 전력의 자급자족이 가능한 소규모 전력 공동체가 구축되고 있다. 이때, 마이크로그리드를 구성하는 신재생 에너지 생성 장치가 생성하는 전력은 상황에 따라 일정량으로 생산되지 않는다. Recently, with the supply and spread of new and renewable energy in industrial complexes and residential complexes, small-scale electric power communities that can be self-sufficient in electric power such as micro grids are being built. At this time, the power generated by the renewable energy generating device constituting the microgrid is not produced in a certain amount depending on the situation.

그러므로 신재생 에너지 생성 장치 및 에너지 저장장치를 모니터링하고 제어할 수 있어야만 마이크로그리드 내에 전력을 안정적으로 공급할 수 있도록 해야 한다. 그럼에도 불구하고, 마이크로그리드 내의 발전량과 수요량을 예측하여 마이크로그리드 자체로 전력수요를 충당하기 어려운 경우에는, 유틸리티(예를 들어, 한국전력)나 인접한 마이크로그리드를 통해서 전력을 구매하여야 한다.Therefore, it is necessary to be able to monitor and control renewable energy generators and energy storage devices so that power can be stably supplied within the microgrid. Nevertheless, if it is difficult to meet the electricity demand by the microgrid itself by predicting the amount of power generation and demand within the microgrid, electricity must be purchased through a utility (eg, Korea Electric Power Corporation) or an adjacent microgrid.

전통적인 화석 에너지를 이용한 발전비용 최소화를 통한 경제급전이나 발전기운영계획은 학문적으로 정립되어 있다. 그리고, 이를 바탕으로 실제 시스템이 구현되어 운영되고 있다. Economic dispatch or generator operation plan through minimizing power generation cost using traditional fossil energy has been established academically. And, based on this, an actual system is implemented and operated.

이상적인 마이크로그리드는 신재생 에너지 설비와 에너지 저장장치가 있어, 마이크로그리드 내에서 전력의 생산과 소비가 이루어질 수 있게 한 것이다. 그러나 신재생 에너지의 생산이 날씨와 같은 환경에 영향을 받고, 에너지 저장장치도 용량이 충분하지 않아 에너지를 충분히 저장할 수 없는 상황에 처할 경우가 많다. An ideal microgrid has renewable energy facilities and energy storage devices, so that electricity can be generated and consumed within the microgrid. However, there are many cases in which the production of renewable energy is affected by the environment such as the weather, and the energy storage device does not have sufficient capacity, so it is often not possible to store energy sufficiently.

따라서, 메인 그리드(예를 들어, 유틸리티의 전력망)나 인접 마이크로그리드를 통해 부족한 전력을 공급받아야 한다. 그러나, 부족한 전력을 메인 그리드나 인접 마이크로그리드에서 얼마나 공급받아야 할지, 공급받은 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 최소 전력 구매 비용이 어느 정도인지 예측하기 어려운 단점이 있다. Therefore, insufficient power must be supplied either from the main grid (eg, the utility's power grid) or from an adjacent microgrid. However, there are disadvantages in that it is difficult to predict how much insufficient power should be supplied from the main grid or an adjacent microgrid, and what the minimum power purchase cost to stably supply the supplied power is.

따라서, 본 발명은 마이크로그리드가 메인 그리드나 인접 마이크로그리드와 같이 외부로부터 전력을 구매해야 할 경우를 대비하기 위해, 전력구매 비용을 최소화할 수 있는 에너지 관리 시스템 및 이를 이용한 전력 구매 비용 결정 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides an energy management system capable of minimizing the cost of power purchase and a method of determining the cost of power purchase using the same, in order to prepare for a case where a microgrid needs to purchase power from the outside, such as a main grid or an adjacent microgrid. do.

본 발명은 마이크로그리드의 전력구매 비용 최소화를 위한 에너지 관리 시스템 및 이를 이용한 전력 구매 비용 결정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy management system for minimizing power purchase cost of a microgrid and a method for determining power purchase cost using the same.

마이크로그리드의 에너지를 관리하는 에너지 관리 시스템은 상기 마이크로그리드의 전력 구매 비용을 계산하기 위한 기준 정보를 생성하는 기준 정보 생성 모듈, 상기 기준 정보를 토대로 일정 기간 동안 구매한 전력 구매량과 상기 전력 구매량에 따라 영향을 받는 수요 반응 비용을 최적화하는 최적화 모듈, 그리고 상기 최적화한 전력 구매량과 수요 반응 비용, 그리고 상기 기준 정보를 기초로 상기 마이크로그리드가 외부로부터 최소로 구매할 전력 구매 비용을 계산하는 계산 모듈을 포함하고, 상기 에너지 관리 시스템은 상기 마이크로그리드로 외부에서 전력을 공급하는 메인 그리드와 인접 마이크로그리드들과 연동한다.The energy management system for managing the energy of the microgrid is a reference information generation module for generating reference information for calculating the electricity purchase cost of the microgrid, and based on the reference information An optimization module for optimizing the affected demand response cost, and a calculation module for calculating the minimum power purchase cost for the microgrid to purchase from the outside based on the optimized power purchase amount and demand response cost, and the reference information, , the energy management system interworks with the main grid that supplies electric power from the outside to the microgrid and adjacent microgrids.

일 실시 예에 따르면, 상기 마이크로그리드는, 상기 마이크로그리드 내부에서 전력을 생성하는 에너지 생성 장치, 상기 내부에서 생성한 전력과 상기 외부에서 공급되는 전력을 소비하는 부하, 그리고 상기 내부에서 생성한 전력 중 상기 부하에서 소비되고 남은 전력을 저장하는 에너지 저장 장치를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the microgrid includes an energy generating device generating power inside the microgrid, a load consuming the power generated inside the microgrid and the power supplied from the outside, and the power generated inside the microgrid. It may include an energy storage device for storing the remaining power consumed by the load.

일 실시 예에 따르면, 상기 기준 정보 생성 모듈은, 상기 에너지 생성 장치에서 미리 설정된 기간 동안 생성될 전력 출력량을 예측하는 에너지 출력 예측 모듈을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the reference information generation module may include an energy output prediction module that predicts an amount of power output to be generated during a preset period by the energy generation device.

일 실시 예에 따르면, 상기 기준 정보 생성 모듈은, 상기 부하에서 현재 사용하고 있는 전력량을 토대로 앞으로 사용될 전력 사용량 예정량을 예측하는 부하 사용량 예측 모듈을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the reference information generating module may further include a load usage prediction module for estimating an expected amount of power to be used in the future based on the amount of power currently used by the load.

일 실시 예에 따르면, 상기 기준 정보 생성 모듈은, 상기 마이크로그리드 내의 전력 사용 패턴을 계측하는 마이크로그리드 계측 모듈을 더 포함하고, 상기 전력 사용 패턴은 마이크로그리드 내에서 사용되고 있는 전력 사용량과, 현재 시각, 그리고 마이크로그리드에서 사전에 설정되어 기 저장되어 있는 전력 운영 정보 중 현재 시각에 대응하는 전력 운영 정보를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the reference information generating module further comprises a microgrid measurement module for measuring a power usage pattern in the microgrid, wherein the power usage pattern includes a power usage used in the microgrid, a current time, In addition, the power operation information corresponding to the current time may be included among the previously set and stored power operation information in the microgrid.

일 실시 예에 따르면, 상기 기준 정보 생성 모듈은, 상기 마이크로그리드 내에 스케줄링되어 있는 부하 감축 계획 정보를 확인하는 수요 반응 계획 모듈을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the reference information generating module may further include a demand response planning module for confirming load reduction plan information scheduled in the microgrid.

일 실시 예에 따르면, 상기 계산 모듈은, 상기 메인 그리드로부터 전력을 구매할 구매 비용, 상기 인접 마이크로그리드들로부터 전력을 구매할 구매 비용, 또는 수요 반응 비용이 최소화되도록 전력 구매 기간, 구매량 및 구매 시점을 결정할 수 있다.According to an embodiment, the calculation module determines the power purchase period, purchase amount, and purchase timing so that a purchase cost to purchase power from the main grid, a purchase cost to purchase power from the adjacent microgrids, or a demand response cost are minimized. can

에너지 관리 시스템이 마이크로그리드의 전력 구매 비용을 계산하는 방법은 상기 마이크로그리드를 구성하는 에너지 생성 장치에서 생성될 제1 전력량을 예측하는 단계, 상기 마이크로그리드를 구성하는 부하에서 사용될 제2 전력량을 예측하는 단계, 그리고 상기 예측한 제1 전력량과 제2 전력량을 토대로 상기 마이크로그리드 내 전력 부족이 예측되면, 상기 마이크로그리드로 전력을 제공하는 메인 그리드 또는 상기 마이크로그리드에 인접한 인접 마이크로그리드에서 구매할 최소 전력 구매 비용을 계산하는 단계를 포함한다.The method for the energy management system to calculate the power purchase cost of the microgrid includes predicting a first amount of power to be generated by an energy generating device constituting the microgrid, and predicting a second amount of power to be used in a load constituting the microgrid step, and when the power shortage in the microgrid is predicted based on the predicted first and second power amounts, the minimum power purchase cost to be purchased from the main grid providing power to the microgrid or a microgrid adjacent to the microgrid including calculating

일 실시 예에 따르면, 상기 최소 전력 구매 비용을 계산하는 단계는, 상기 메인 그리드로부터 임의의 시각에 구매할 전력 구매 비용, 상기 인접 마이크로그리드로부터 상기 임의의 시각에 구매할 전력 구매 비용, 그리고 상기 임의의 시각에 상기 마이크로그리드 내 수요 반응에 대한 비용을 더한 값이 최소가 되는 값을 상기 최소 전력 구매 비용으로 결정할 수 있다.According to an embodiment, the calculating of the minimum power purchase cost may include a power purchase cost to be purchased from the main grid at any time, a power purchase cost to be purchased from the adjacent microgrid at the arbitrary time, and the arbitrary time. A value obtained by adding a cost for demand response in the microgrid to the minimum value may be determined as the minimum power purchase cost.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 전력량을 예측하는 단계는, 상기 마이크로그리드의 전력 사용 패턴을 계측하는 단계를 더 포함하고, 상기 전력 사용 패턴은 마이크로그리드 내에서 사용되고 있는 전력 사용량과, 현재 시각, 그리고 마이크로그리드에서 사전에 설정되어 기 저장되어 있는 전력 운영 정보 중 현재 시각에 대응하는 전력 운영 정보를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the estimating of the second amount of power further includes measuring the power usage pattern of the microgrid, wherein the power usage pattern includes the power usage being used in the microgrid, the current time, In addition, the power operation information corresponding to the current time may be included among the previously set and stored power operation information in the microgrid.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 전력량을 예측하는 단계는, 상기 마이크로그리드 내에 스케줄링되어 있는 부하 감축 계획 정보를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, predicting the second amount of power may further include checking information on a load reduction plan scheduled in the microgrid.

본 발명에 따르면 마이크로그리드 내 에너지를 안정적으로 운용할 수 있으며, 부족한 에너지에 대해 유틸리티나 인접 마이크로그리드를 통해 경제적으로 구매할 수 있다.According to the present invention, energy in the microgrid can be stably operated, and insufficient energy can be economically purchased through a utility or an adjacent microgrid.

또한, 수요 반응에 따른 부하량 감축도 함께 달성할 수 있다.In addition, load reduction according to demand response can also be achieved.

또한, 최적화 방법에 기초하여 전력구매 비용 및 수요반응 비용을 최소화함으로써 마이크로그리드 운영비용을 최소화할 수 있다.In addition, it is possible to minimize the microgrid operating cost by minimizing the electricity purchase cost and the demand response cost based on the optimization method.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 관리 시스템의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 구매 비용을 결정하는 방법의 흐름도이다.
1 is an exemplary diagram of a microgrid system according to an embodiment of the present invention.
2 is a structural diagram of an energy management system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method for determining a power purchase cost according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several 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.

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 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 마이크로그리드의 전력구매 비용 최소화를 위한 에너지 관리 시스템 및 방법에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, an energy management system and method for minimizing the power purchase cost of a microgrid according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템의 예시도이다.1 is an exemplary diagram of a microgrid system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로그리드(100)는 태양광, 풍력과 같은 신재생 에너지를 통해 전력을 생성하는 신재생 에너지 생성 장치(10), 신재생 에너지 생성 장치(10)에서 생성된 전력을 저장하는 에너지 저장장치(20), 그리고 전력을 소비하는 부하(30)로 구성된다. As shown in FIG. 1 , the microgrid 100 is a new and renewable energy generating device 10 that generates power through renewable energy such as sunlight and wind power, and the power generated by the new and renewable energy generating device 10 . It is composed of an energy storage device 20 for storing, and a load 30 for consuming power.

신재생 에너지 생성 장치(10)에서 생성된 전력은 부하(30)에 제공되어 부하(30)에서 소비되고, 남는 전력은 에너지 저장 장치(20)에 저장된다. 에너지 저장 장치(20)에 저장된 전력은 신재생 에너지 생성 장치(10)가 전력을 생산하지 못할 경우 부하(30)에 전력을 공급할 수 있다.Power generated by the renewable energy generating device 10 is provided to the load 30 to be consumed by the load 30 , and the remaining power is stored in the energy storage device 20 . The power stored in the energy storage device 20 may supply power to the load 30 when the renewable energy generating device 10 fails to produce power.

이때, 마이크로그리드(100)는 신재생 에너지 출력의 불확실성으로 인해, 부하(30)로 전력을 공급하는 메인 그리드(또는, '유틸리티'라고도 함)(200), 또는 인접한 마이크로그리드(이하, '인접 마이크로그리드'라 지칭함)(300)로부터 부족한 전력을 공급받을 수 있다. At this time, the microgrid 100 is a main grid (or, also referred to as a 'utility') 200 that supplies power to the load 30 due to the uncertainty of the renewable energy output, or an adjacent microgrid (hereinafter, 'adjacent') Insufficient power may be supplied from the 'microgrid') 300 .

마이크로그리드의 안정적인 전력 제공/소비 운영과 외부로부터의 전력 구매를 위해, 사전에 신재생 에너지의 발전량 및 수요량이 예측되어야 한다. 이를 마이크로그리드(100)와 연동한 에너지 관리 시스템(400)에서 예측한다.For the stable power supply/consumption operation of the microgrid and the purchase of power from the outside, the amount of power generation and demand for renewable energy must be predicted in advance. This is predicted by the energy management system 400 linked with the microgrid 100 .

에너지 관리 시스템(400)은 예측한 발전량과 수요량 정보를 기초로, 일정 기간 동안 전력구매 비용을 최소로 하면서 에너지 저장장치(20)를 이용하여 부하(30)에 전력을 안정적으로 공급되도록 관리할 수 있다.The energy management system 400 can manage to stably supply power to the load 30 using the energy storage device 20 while minimizing the power purchase cost for a certain period based on the predicted power generation and demand information. there is.

에너지 관리 시스템(400)은 직접적인 전력 구매처인 메인 그리드(200)와 인접 마이크로그리드(300)의 실시간 전력요금, 그리고 부하(30)에서의 전력 수요 반응(DR: Demand Response)을 위한 비용의 합산을 최소화하는 최적화 기법으로 전력구매 비용을 최소화할 수 있다.The energy management system 400 calculates the sum of the real-time electricity rates of the main grid 200 and the adjacent microgrid 300, which are direct power purchases, and the cost for DR: Demand Response (DR) in the load 30 . It is possible to minimize the cost of electricity purchase through an optimization technique that minimizes it.

전력 수요 반응이란 부하(30)에서 전력 수요가 늘어날 때, 수요자가 반응하여 전력 사용을 줄이는 것이다. 수요자의 수 즉, 부하(30)의 수는 많고, 많은 수의 부하(30)를 일일이 조정하기란 매우 어렵다. 따라서, 현재 전력 시스템상으로 전력망 운용자가 조정할 수 있는 방법은, 계획 정전 이외에는 없다고 해도 과언이 아니다.The power demand response is when the demand for power from the load 30 increases, the consumer responds to reduce power use. The number of consumers, that is, the number of loads 30 is large, and it is very difficult to individually adjust a large number of loads 30 . Therefore, it is not an exaggeration to say that there is no method other than a planned power outage that the power grid operator can adjust to the current power system.

특히, 단순한 전력요금 체제를 가지고는 수요자가 자발적으로 반응할 만한 동기가 부여되지 못한다. 따라서, 미국이나 유럽 등지에서는 다양한 요금제를 기반으로 기본적 수요 반응을 발생시키면서, 전력망 운용자가 수요 반응에 대한 강력한 보상을 제공하는 방식, 더 나아가 시장에서의 판매를 통하여 더욱 활발한 수요 반응 서비스들이 적용되고 있다In particular, with a simple electricity rate system, there is no incentive for consumers to voluntarily respond. Accordingly, in the United States and Europe, more active demand response services are being applied through a method in which a power grid operator provides a strong compensation for a demand response while generating a basic demand response based on various rate plans, and furthermore, through sales in the market.

본 발명의 실시예에서는, 에너지 관리 시스템(400)은 마이크로그리드(100) 내에서의 수요 반응을 가상 발전기(Virtual Power Plant)처럼 모델링할 수 있다. 따라서, 가상 발전기의 비용을 최소화하는 최적화 기법을 적용할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the energy management system 400 may model the demand response within the microgrid 100 like a virtual power plant. Therefore, an optimization technique that minimizes the cost of the virtual generator can be applied.

이와 같은 환경에서의 에너지 관리 시스템(400)의 구조에 대해 도 2를 참조로 설명한다.The structure of the energy management system 400 in such an environment will be described with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 관리 시스템의 구조도이다.2 is a structural diagram of an energy management system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 에너지 관리 시스템(400)은 전력 구매 비용을 계산할 때 제공되는 기준 정보를 생성하는 기준 정보 생성 모듈(410), 기준 정보를 기초로 구매 비용을 계산하기 위하여, 일정 기간의 전력 구매량과 이에 영향을 받는 수요 반응 비용을 최적화하는 최적화 모듈(420), 그리고 최적화된 정보를 기초로 마이크로그리드의 전력 구매 비용을 계산하는 계산 모듈(430)을 포함한다. As shown in FIG. 2 , the energy management system 400 calculates the purchase cost based on the reference information generation module 410 that generates reference information provided when calculating the electricity purchase cost, and the reference information, for a certain period of time. and an optimization module 420 for optimizing the power purchase amount and the demand response cost affected therewith, and a calculation module 430 for calculating the power purchase cost of the microgrid based on the optimized information.

기준 정보 생성 모듈(410)은 신재생 에너지 출력 예측 모듈(411), 부하 사용량 예측 모듈(412), 마이크로그리드 계측 모듈(413), 그리고 수요 반응 계획 모듈(414)을 포함한다.The reference information generation module 410 includes a renewable energy output prediction module 411 , a load usage prediction module 412 , a microgrid measurement module 413 , and a demand response planning module 414 .

신재생 에너지 출력 예측 모듈(411)은 신재생 에너지 생성 장치(10)에서 출력하는 신재생 에너지 출력 정도를 예측한다. 본 발명의 실시예에서는 다양한 신재생 에너지들 중 태양광을 이용한 전력의 출력을 예측하는 것을 예로 하여 설명한다. The renewable energy output prediction module 411 predicts the amount of the renewable energy output output from the renewable energy generating device 10 . In an embodiment of the present invention, prediction of the output of power using sunlight among various renewable energies will be described as an example.

신재생 에너지 출력 예측 모듈(411)은 태양광 발전 설비인 신재생 에너지 생성 장치(10)와 연동하여, 신재생 에너지 생성 장치(10)의 설치 위치, 용량, 방위각, 고도각 등의 설비 정보를 수집한다. 또한, 신재생 에너지 출력 예측 모듈(411)은 시간대별 태양의 위치, 일조량, 일출 시간, 일몰 시간 등의 환경 정보를, 특정 서버(예를 들어, 기상 정보 제공 서버 등)(도면, 미도시)로부터 수신한다.Renewable energy output prediction module 411 interlocks with the new and renewable energy generating device 10, which is a solar power generation facility, and provides facility information such as the installation location, capacity, azimuth, and elevation angle of the new and renewable energy generating device 10 collect In addition, the renewable energy output prediction module 411 is a specific server (eg, weather information providing server, etc.) (drawing, not shown) of environmental information such as the position of the sun, amount of sunlight, sunrise time, and sunset time by time period. receive from

신재생 에너지 출력 예측 모듈(411)은 설비 정보와 환경 정보를 토대로, 신재행 에너지 생성 장치(10)에서 출력할 신재생 에너지의 전력 출력량을 예측한다. 신재생 에너지 출력 예측 모듈(411)이 설비 정보와 환경 정보로 전력 출력량을 예측하는 방법은 다양하며, 예측 시 사용하는 정보도 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법과 정보로 한정하지 않는다.The renewable energy output prediction module 411 predicts the amount of power output of the renewable energy to be output from the renewable energy generating device 10 based on the facility information and the environment information. There are various methods for the renewable energy output prediction module 411 to predict the amount of power output with facility information and environmental information, and since the information used for prediction is also various, the embodiment of the present invention is not limited to any one method and information. does not

부하 사용량 예측 모듈(412)은 부하(30)와 연동하여, 부하(30)에서 사용하고 있는 전력량을 토대로 앞으로 부하(30)에서 사용될 부하의 전력 사용 예정량을 예측한다. 또는, 과거 부하(30)에서 사용한 전력 사용량 정보를 토대로, 전력 사용 예정량을 예측할 수도 있다.The load usage prediction module 412 interworks with the load 30 to predict an expected power usage amount of the load to be used in the load 30 in the future based on the amount of power being used by the load 30 . Alternatively, based on the power usage information used by the load 30 in the past, the expected power usage amount may be predicted.

전력사용량은 인공신경망을 사용한 전력부하예측방법으로 예측될 수 있다. 구체적으로, 전력사용량의 이력정보를 활용하여 요일별 패턴을 도출한다. 전력사용량의 요일별 패턴과 주변환경정보(온도, 풍속, 습도, 이슬점, 계절정보)와의 상관관계분석을 수행한다. 이때, 피어슨 상관계수를 사용할 수 있다. 각 환경정보의 영향도와 이력정보를 입력데이터로 인경신공망을 이용한 학습모델(요일별 학습모델)을 도출하고, 학습모델을 기반으로 예측을 수행할 수 있다.Power consumption can be predicted by a power load prediction method using an artificial neural network. Specifically, a pattern for each day of the week is derived by using the history information of the power consumption. A correlation analysis is performed between the daily pattern of power consumption and the surrounding environment information (temperature, wind speed, humidity, dew point, season information). In this case, the Pearson correlation coefficient may be used. It is possible to derive a learning model (learning model for each day of the week) using the Inkyung New Network as input data with the influence of each environmental information and history information, and make predictions based on the learning model.

부하 사용량 예측 모듈(412)이 부하의 전략 사용 예정량을 예측하는 방법도 다양한 방법으로 실행할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.Since the method of the load usage prediction module 412 estimating the strategic usage amount of the load may be executed in various ways, the embodiment of the present invention is not limited to any one method.

마이크로그리드 계측 모듈(413)은 현재 마이크로그리드 내의 전력 사용 패턴을 계측한다. 여기서, 전력 사용 패턴에는, 마이크로그리드 내에서 사용되고 있는 전력 사용량과, 현재 시각, 그리고 마이크로그리드에서 사전에 설정되어 기 저장되어 있는 전력 운영 정보 중 현재 시각에 대응하는 전력 운영 정보를 포함한다. The microgrid measurement module 413 measures the power usage pattern in the current microgrid. Here, the power usage pattern includes power usage used in the microgrid, the current time, and power operation information corresponding to the current time among power operation information preset and stored in the microgrid.

또한, 마이크로그리드 계측 모듈(413)은 마이크로그리드의 주변에 위치한 다른 인접 마이크로그리드들의 전력 사용 패턴을 확인한다. 본 발명의 실시예에서는 마이크로그리드에서 설정한 전력 운영 정보가 마이크로그리드 계측 모듈(413)에 저장되어 있는 것을 예로 하여 설명하나, 외부의 정보 저장 수단으로부터 수신할 수도 있다.Also, the microgrid measurement module 413 checks the power usage patterns of other adjacent microgrids located in the periphery of the microgrid. In the embodiment of the present invention, although the description is given by taking as an example that the power operation information set in the microgrid is stored in the microgrid measurement module 413, it may be received from an external information storage means.

수요 반응 계획 모듈(414)은 마이크로그리드 내에 스케줄링되어 있는 부하 감축 계획 정보를 확인한다. 여기서, 부하 감축 계획 정보는 부하의 감축 시점과 해당 시점에서의 감축량 정보를 포함한다. 이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 모든 마이크로그리드들의 부하 감축 계획 정보를 수요 반응 계획 모듈(414)에 저장, 관리하는 것을 예로 하여 설명하나, 마이크로그리드에 설치되어 있는 부하 감축 계획 모듈(도면 미도시)로부터 수신할 수도 있다.The demand response planning module 414 checks the load reduction plan information scheduled in the microgrid. Here, the load reduction plan information includes a load reduction time point and reduction amount information at the corresponding time point. To this end, in the embodiment of the present invention, storing and managing the load reduction plan information of all microgrids in the demand response planning module 414 is described as an example, but the load reduction planning module installed in the microgrid (not shown in the drawing) ) can also be received from

에너지관리시스템(400)은 마이크로그리드(100)의 전체 전력 사용량을 관리하며, 상위 EMS(Ex. 한국은 KPX, 전력거래소, 본 특허내에는 미표기)에서는 전체 그리드(국내 예시, 전국 계통)의 발전량대비 전력 수요량이 많을 경우 수요감축을 계획한다. Peak 전력 사용이 발생하는 여름일 경우 명일 Peak시간대의 전력사용량을 줄이기 위하여 계약된 수요 반응 고객(수요 반응고객, 즉 전력감축을 수행하는 고객, 본 특허에서는 에너지관리시스템으로 운영되는 마이크로그리드)에게 전력감축 목표량을 지시하게 된다. 이양은 해당 고객이 감축해야하는 전체 전력량이고, 해당시간(Peak시간)에 세부적으로 어떤 부하를 절감할지, 절감이 가능한지의 판단과 각 세부 부하별 감축 스케쥴은 고객이 결정한다. 수요반응 계획모듈은 마이크로그리드 내 수요감축을 위한 부하의 선정 및 부하별 감축량, 스케쥴(부하별 감축시간 및 감축량)을 결정하여, 상위 에너지관리시스템에서 요구한 전력감축량의 목표의 달성을 수행한다. The energy management system 400 manages the total power consumption of the microgrid 100, and in the upper EMS (Ex. KPX in Korea, the Korea Power Exchange, not indicated in this patent), the power generation amount of the entire grid (a domestic example, a nationwide system) If the demand for electricity is high, plan to reduce the demand. In the case of summer when peak power use occurs, power is provided to contracted demand response customers (demand response customers, i.e. customers performing power reduction, in this patent, a microgrid operated as an energy management system) to reduce power consumption during peak hours. A reduction target is indicated. The transfer is the total amount of electricity that the customer needs to reduce, and the customer decides what kind of load to reduce in detail at the time (peak time), whether it is possible to save, and the reduction schedule for each detailed load. The demand response planning module selects a load for demand reduction in the microgrid, determines the amount of reduction by load, and the schedule (reduction time and reduction by load) to achieve the target of power reduction required by the upper energy management system. carry out

수요반응은 단지 MG의 경제성만으로 한정짓기가 어려운 문제가 있다. 수요반응을 수행하면, 전체 Grid 입장에서는 그에 해당하는 발전기의 가동을 줄일 수 있어서 이득이다. 즉 수요반응 비용의 최소화는 Grid의 발전비용 최소화와 같다. MG의 외부 구매 전력의 최소화 및 Grid 입장에서의 발전비용 최소화로 볼 수 있다.Demand response has a problem in that it is difficult to limit only the economics of MG. If demand response is performed, it is beneficial for the entire grid to reduce the operation of the corresponding generator. In other words, the minimization of the demand response cost is the same as the minimization of the grid power generation cost. It can be seen as a minimization of MG's externally purchased power and minimization of power generation costs from the grid's point of view.

최적화 모듈(420)은 기준 정보 생성 모듈(410)에서 생성한 기준 정보를 입력으로 받는다. 그리고, 특정 시점이 아닌 미리 설정한 일정 운영 기간 동안 마이크로그리드의 운영 비용을 최소화하고, 외부로부터의 전력 구매 비용과 부하의 수요 반응에 따른 비용을 최소화하기 위하여, 기준 정보 생성 모듈(410)로부터 수신한 기준 정보들 중 외부(예를 들어, 메인 그리드 또는 인접 마이크로그리드)로부터 일정 기간 동안 구매한 전력 구매량과, 구매한 전력에 따라 영향을 받는 수요 반응 비용을 최적화한다. The optimization module 420 receives the reference information generated by the reference information generation module 410 as an input. And, in order to minimize the operating cost of the microgrid for a predetermined operating period not at a specific point in time, and to minimize the cost of power purchase from the outside and the cost according to the demand response of the load, it is received from the reference information generating module 410 Among the reference information, the amount of power purchased from the outside (eg, the main grid or adjacent microgrid) for a certain period of time and the demand response cost affected by the purchased power are optimized.

최적화 모듈(420)은 수요반응의 최적화 시간과 전력 감축량을 결정하고 해당 시간대의 외부에서의 전력 구매량(전체 구매량, 유틸리티에서 구매할지, 인접 마이크로그리드에서 구매할지는 미정)을 결정한다. 수요반응 비용은 마이크로그리드 내에서 부하의 사용중 수요감측 요청에 의해서 강제로 전력사용량을 감축하는 행위에 대한 손실비용이다. 선형계획법(LP, Linear Program)을 사용한 비용 최적화 기법 및/또는 선형함수(목적함수)의 선형조건에 의한 최적화 기법이 적용될 수 있다.The optimization module 420 determines the optimization time for demand response and the amount of power reduction, and determines the amount of electricity purchased outside the corresponding time period (total purchase amount, whether to purchase from a utility or to be purchased from an adjacent microgrid). Demand response cost is the cost of loss for the act of forcibly reducing power consumption in response to a demand measurement request while the load is being used in the microgrid. A cost optimization technique using a linear program (LP) and/or an optimization technique based on a linear condition of a linear function (objective function) may be applied.

계획된(현재) 미래의 t시간의 수요 반응(전력감축량)을 마이크로그리드(#1)에서 수행시, 수요반응 수행에 대한 경제적 비용과 외부 유틸리티에서의 전력구매 비용, 외부 마이크로그리드로(#2)부터의 전력 구매 비용의 계산을 위해서 t시간대(미래)의 신재생 발전량과 부하량의 예측이 필요하다. 이 2가지는 계획된 것이 아닌 미지의 수기 때문에 예측이 필요하다. 부하 및 신재생 예측기법은 다양하며, 인공신경망, 회귀분석, ARIMA 통계모델을 이용한 학습예측등이 사용될 수 있다.When the planned (current) future demand response (power reduction) of time t is performed on the microgrid (#1), the economic cost of performing the demand response, the cost of power purchase from an external utility, and the external microgrid (#2) ), it is necessary to predict the amount of renewable power generation and load in time t (future) to calculate the cost of purchasing electricity. Because these two are unknown numbers that are not planned, predictions are necessary. Load and regeneration prediction methods are diverse, and artificial neural networks, regression analysis, and learning prediction using ARIMA statistical models can be used.

최적화 모듈(420)은 구매한 전력 구매량과 수요 반응 비용을 최적화하기 위하여, 최적화 기법을 사용한다. 여기서, 최적화 기법은 전력 계통에서 사용되는 다양한 기법들 중 어느 하나의 기법이 사용되도 무방하며, 본 발명의 실시예에서는 특정 기법으로 한정하지 않는다.The optimization module 420 uses an optimization technique to optimize the purchased power purchase amount and the demand response cost. Here, as the optimization technique, any one of various techniques used in the power system may be used, and the embodiment of the present invention is not limited to a specific technique.

계산 모듈(430)은 최적화 모듈(420)에서 최적화된 결과 기초로, 일정 기간의 각 시점별 외부/마이크로그리드로부터의 전력 구매량과 전력 수급 기간을 도출한다. 여기서, 계산 모듈(430)은 구매비용 최소화 알고리즘을 이용하여 구매 비용을 최소화한다.The calculation module 430 derives the power purchase amount and power supply period from the external/microgrid for each time point of a certain period based on the result optimized by the optimization module 420 . Here, the calculation module 430 minimizes the purchase cost by using a purchase cost minimization algorithm.

계산 모듈(430)은 최적화 모듈에서 결정된 각 시간대의 외부 전력구매량의 최적화를 수행한다. 시간대별로 유틸리티 및 인접 마이크로그리드에서 구입할 전력을 결정(유틸리티와 인접마이크로그리드의 전력구매비용은 시간대별로 상이함)에서 구입할지 최적화한다. 미래의 시간대별 신재생 발전과 부하량의 예측은 100% 일치하지 않을 수 있다. 예측부에서 도출된 신재생 및 부하의 예측값과, 마이크로그리드 계측모듈부를 사용하여 실시간 계측되는 값을 사용해 오차를 확인하며, 계획된 최적의 수요반응을 유지하고, 오차가 발생할 경우 그에 대한 최적화모듈의 외부 구입량의 재계산 및 계산부의 외부 구입에 대한 결정을 실시간으로 수행하여, 시간대별 외부 전력 구매처 및 구매량을 계산 보정을 수행한다. The calculation module 430 optimizes the external power purchase amount for each time period determined by the optimization module. Optimize whether to purchase electricity from the utility and the adjacent microgrid by time period (the cost of purchasing electricity for the utility and the adjacent microgrid is different for each time period). The forecast of renewable generation and load by time in the future may not be 100% consistent. The error is checked using the predicted values of renewable energy and load derived from the prediction unit and the values measured in real time using the microgrid measurement module unit, and the planned optimal demand response is maintained. The recalculation of the purchase amount and the determination of the external purchase of the calculator are performed in real time, and calculation and correction of the external power purchase place and purchase amount for each time period are performed.

구매비용 최소화라 함은 마이크로그리드(100) 내 전력이 부족하여 메인 그리드(200)와 인접 마이크로그리드(300)에서 전력을 구매해야 할 경우를 대비하기 위해, 일정 기간 동안의 외부 전력구매 비용을 최소화한다는 것을 의미한다. 계산 모듈(430)이 구매비용 최소화를 위해, 등식 및 부등식 제약조건을 갖게 되는데, 제약 조건을 정의한 함수에 대해 하기 수학식을 참조로 설명한다.Minimization of purchase cost means to minimize the cost of external power purchase for a certain period in order to prepare for the case where power in the microgrid 100 is insufficient and power must be purchased from the main grid 200 and the adjacent microgrid 300 means to do In order to minimize the purchase cost, the calculation module 430 has equality and inequality constraints. A function defining the constraint conditions will be described with reference to the following equation.

수학식 1은 마이크로그리드의 비용을 최소화하기 위하여 전력 구매 결정 모듈(430)이 정의한 함수이고, 수학식 2 내지 수학식 11은 마이크로그리드 내 자원 요소들의 에너지 사용량과 SOC(Social Overhead Capital), 비용 등의 제약 조건을 정의한 함수이다.Equation 1 is a function defined by the power purchase decision module 430 in order to minimize the cost of the microgrid, and Equations 2 to 11 are the energy consumption of resource elements in the microgrid, SOC (Social Overhead Capital), cost, etc. It is a function that defines the constraint of .

Figure 112019119505274-pat00001
Figure 112019119505274-pat00001

Figure 112019119505274-pat00002
Figure 112019119505274-pat00002

Figure 112019119505274-pat00003
Figure 112019119505274-pat00003

Figure 112019119505274-pat00004
Figure 112019119505274-pat00004

Figure 112019119505274-pat00005
Figure 112019119505274-pat00005

Figure 112019119505274-pat00006
Figure 112019119505274-pat00006

Figure 112019119505274-pat00007
Figure 112019119505274-pat00007

Figure 112019119505274-pat00008
Figure 112019119505274-pat00008

Figure 112019119505274-pat00009
Figure 112019119505274-pat00009

Figure 112019119505274-pat00010
Figure 112019119505274-pat00010

Figure 112019119505274-pat00011
Figure 112019119505274-pat00011

상기에서 정의한 각 수학식에 대응하는 함수들의 변수는 다음 표 1과 같이 정의할 수 있다.Variables of functions corresponding to each of the above-defined equations can be defined as shown in Table 1 below.

변수variable 의미meaning

Figure 112019119505274-pat00012
Figure 112019119505274-pat00012
유틸리티 u에서 시간 t에 구매하는 단위 kW 전력구매 비용 [원/kW]Unit kW electricity purchase cost at time t from utility u [KRW/kW]
Figure 112019119505274-pat00013
Figure 112019119505274-pat00013
외부 마이크로드 m에서 시간 t에 구매하는 단위 kWh 전력구매 비용 [원/kW]Cost of purchasing unit kWh electricity purchased at time t from external microd m [KRW/kW]
Figure 112019119505274-pat00014
Figure 112019119505274-pat00014
유틸리티 u가 시간 t에 마이크로그리드 내에 공급하는 전력량 [kW]Amount of electricity supplied by utility u into the microgrid at time t [kW]
Figure 112019119505274-pat00015
Figure 112019119505274-pat00015
외부 마이크로그리드 m이 시간 t에 마이크로그리드 내에 공급하는 전력량 [kW]The amount of electricity supplied by the external microgrid m into the microgrid at time t [kW]
Figure 112019119505274-pat00016
Figure 112019119505274-pat00016
유틸리티 u가 시간 t에 마이크로그리드 내에 공급할 수 있는 최대 전력량 [kW]Maximum amount of electricity that utility u can supply within the microgrid at time t [kW]
Figure 112019119505274-pat00017
Figure 112019119505274-pat00017
외부 마이크로그리드 m이 시간 t에 마이크로그리드 내에 공급할 수 있는 최대 전력량 [kW]Maximum amount of power that the external microgrid m can supply within the microgrid at time t [kW]
Figure 112019119505274-pat00018
Figure 112019119505274-pat00018
에너지저장장치가 시간 t에 충전하는 전력량 [kW]The amount of electricity that the energy storage device charges at time t [kW]
Figure 112019119505274-pat00019
Figure 112019119505274-pat00019
에너지저장장치가 단위 시간에 충전할 수 있는 최소 충전량[kW]The minimum amount of charge that the energy storage device can charge per unit time [kW]
Figure 112019119505274-pat00020
Figure 112019119505274-pat00020
에너지저장장치가 단위 시간에 충전할 수 있는 최대 충전량[kW]The maximum amount of charge that the energy storage device can charge per unit time [kW]
Figure 112019119505274-pat00021
Figure 112019119505274-pat00021
에너지저장장치가 시간 t에 방전하는 전력량 [kW]The amount of power discharged by the energy storage device at time t [kW]
Figure 112019119505274-pat00022
Figure 112019119505274-pat00022
에너지저장장치가 단위 시간에 방전할 수 있는 최소 충전량[kW]The minimum amount of charge that the energy storage device can discharge per unit time [kW]
Figure 112019119505274-pat00023
Figure 112019119505274-pat00023
에너지저장장치가 단위 시간에 방전할 수 있는 최대 충전량[kW]The maximum amount of charge that the energy storage device can discharge per unit time [kW]
Figure 112019119505274-pat00024
Figure 112019119505274-pat00024
에너지저장장치의 시간 t에서의 에너지량The amount of energy at time t of the energy storage device
Figure 112019119505274-pat00025
Figure 112019119505274-pat00025
에너지저장장치의 최소 충전량[kW]Minimum charge amount of energy storage device [kW]
Figure 112019119505274-pat00026
Figure 112019119505274-pat00026
에너지저장장치의 최대 충전량[kW]Maximum charge amount of energy storage device [kW]
Figure 112019119505274-pat00027
Figure 112019119505274-pat00027
에너지저장창치의 충전 효율 [%]Energy storage device charging efficiency [%]
Figure 112019119505274-pat00028
Figure 112019119505274-pat00028
에너지저장창치의 방전 효율 [%]Discharge efficiency of energy storage device [%]
Figure 112019119505274-pat00029
Figure 112019119505274-pat00029
단위 시간 (t - (t-1))unit time (t - (t-1))
Figure 112019119505274-pat00030
Figure 112019119505274-pat00030
신재생에너지가 시간 t에 발전하는 전력량 [kW]Electricity generated by renewable energy at time t [kW]
Figure 112019119505274-pat00031
Figure 112019119505274-pat00031
부하가 시간 t에 소비하는 전력량 [kW] (DR이 반영되기 전 부하량을 의미)The amount of power consumed by the load at time t [kW] (meaning the amount of load before DR is reflected)
Figure 112019119505274-pat00032
Figure 112019119505274-pat00032
시간 t에 마이크로그리드 내 DR에 대한 비용 함수 [원]Cost function for DR in microgrid at time t [won]
Figure 112019119505274-pat00033
Figure 112019119505274-pat00033
시간 t에 마이크로그리드 내 DR에 의한 부하 감축량 [kW]Load reduction by DR in microgrid at time t [kW]
Figure 112019119505274-pat00034
Figure 112019119505274-pat00034
미리 지정된 공칭 부하 (nominal load)의 비율Pre-specified ratio of nominal load
Figure 112019119505274-pat00035
Figure 112019119505274-pat00035
가격에 대해 소비 전력량을 결정하는 선형 함수의 상수항Constant term of a linear function that determines the amount of power consumed versus price
Figure 112019119505274-pat00036
Figure 112019119505274-pat00036
가격에 대해 소비 전력량을 결정하는 선형 함수의 기울기 계수The slope coefficient of the linear function that determines the amount of power consumed with respect to price
Figure 112019119505274-pat00037
Figure 112019119505274-pat00037
소비전력량을 결정하는 한계 비용 (marginal cost)Marginal cost that determines power consumption

이상에서 설명한 에너지 관리 시스템(400)을 이용하여 마이크로그리드 내 에너지를 관리하여, 전력 구매 비용을 최소화하는 방법에 대해 도 3을 참조로 설명한다.A method of managing energy in the microgrid using the energy management system 400 described above to minimize power purchase cost will be described with reference to FIG. 3 .

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 구매 비용을 결정하는 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a method for determining a power purchase cost according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 에너지 관리 시스템(400)은 마이크로그리드 내 신재생 에너지 생성 장치(10)에서 출력될 신재생 에너지 출력 정도를 예측한다(S100). 신재생 에너지 생성 장치(10)가 태양광 발전 설비인 경우라면, 에너지 관리 시스템(400)은 신재생 에너지 생성 장치(10)가 설치된 위치, 출력할 수 있는 용량 등의 설비 정보뿐만 아니라, 당일의 환경 정보(예를 들어, 시간대별 태양의 위치, 일조량, 일출 시간, 일몰 시간 등)등을 토대로 당일의 신재생 에너지 출력 정도를 예측한다. As shown in FIG. 3 , the energy management system 400 predicts the degree of renewable energy output to be output from the renewable energy generating device 10 in the microgrid ( S100 ). If the renewable energy generating device 10 is a photovoltaic facility, the energy management system 400 provides not only facility information such as the location where the renewable energy generating device 10 is installed, output capacity, etc., but also Based on environmental information (eg, the position of the sun for each time period, amount of sunlight, sunrise time, sunset time, etc.), the degree of renewable energy output of the day is predicted.

여기서, 에너지 관리 시스템(400)이 설비 정보와 환경 정보를 이용하여 당일의 신재생 에너지 출력 정도를 예측하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 당일의 신재생 에너지 출력 정도를 예측하는 것을 예로 하여 설명하나, 일정 기간의 신재생 에너지 출력 정도를 예측할 수도 있다.Here, since there are various methods for the energy management system 400 to predict the level of new and renewable energy output on the day using facility information and environmental information, the embodiment of the present invention is not limited to any one method. In addition, in the embodiment of the present invention, it is described as an example of predicting the level of renewable energy output for the day, but it is also possible to predict the level of renewable energy output for a certain period of time.

신재생 에너지 출력 정도를 예측한 후, 에너지 관리 시스템(400)은 마이크로그리드 내 부하(30)에서 사용하고 있는 전력량을 토대로 앞으로 부하(30)에서 사용될 부하의 전력 사용 예정량을 예측한다(S110). 또는, 과거 부하(30)에서 사용한 전력 사용량 정보를 토대로, 전력 사용 예정량을 예측할 수도 있다.After predicting the degree of renewable energy output, the energy management system 400 predicts the expected amount of power use of the load to be used in the load 30 in the future based on the amount of power being used by the load 30 in the microgrid (S110). Alternatively, based on the power usage information used by the load 30 in the past, the expected power usage amount may be predicted.

에너지 관리 시스템(400)은 현재 마이크로그리드 내의 전력 사용 패턴과 함께, 주변에 위치한 다른 인접 마이크로그리드들의 전력 사용 패턴을 수집한다(S120). 여기서, 전력 사용 패턴에는, 마이크로그리드 내에서 사용되고 있는 전력 사용량과, 현재 시각, 그리고 마이크로그리드에서 사전에 설정되어 기 저장되어 있는 전력 운영 정보 중 현재 시각에 대응하는 전력 운영 정보를 포함한다.The energy management system 400 collects power usage patterns of other adjacent microgrids located in the vicinity along with the current power usage patterns in the microgrid (S120). Here, the power usage pattern includes power usage used in the microgrid, the current time, and power operation information corresponding to the current time among power operation information preset and stored in the microgrid.

에너지 관리 시스템(400)은 마이크로그리드 내에 스케줄링되어 있는 부하 감축 계획 정보를 확인한다(S130). 여기서, 부하 감축 계획 정보는 부하의 감축 시점과 해당 시점에서의 감축량 정보를 포함한다.The energy management system 400 checks the load reduction plan information scheduled in the microgrid (S130). Here, the load reduction plan information includes a load reduction time point and reduction amount information at the corresponding time point.

에너지 관리 시스템(400)은 S100 단계 내지 S130 단계를 통해 수집한 신재생 에너지 출력 예측 정보, 부하에서의 전력 사용량 예측 정보, 마이크로그리드 계측 정보 및 수요 반응 정보 중 전력 구매량과 수요 반응 비용을 최적화 기법을 사용하여 최적화한다(S140). 즉, S100 단계에서 예측한 신재생 에너지 출력 예측 정보와 S110 단계에서 예측한 부하에서의 전력 사용량 예측 정보를 기초로, 마이크로그리드에 전력 부족 여부를 예측한다. The energy management system 400 optimizes the power purchase amount and demand response cost among the renewable energy output prediction information, the power usage prediction information in the load, the microgrid measurement information and the demand response information collected through steps S100 to S130. is used to optimize (S140). That is, based on the renewable energy output prediction information predicted in step S100 and the power usage prediction information in the load predicted in step S110, it is predicted whether there is a power shortage in the microgrid.

전력이 부족할 것으로 예측하면, 에너지 관리 시스템(400)은 최적화한 전력 구매량과 수요 반응 비용을 이용하여, 마이크로그리드의 전력 구매 비용을 계산한다(S150). S150 단계에서 전력 구매 비용을 계산할 때, 에너지 관리 시스템(400)은 구매비용 최소화 알고리즘을 이용하여 계산한다.If it is predicted that the power will be insufficient, the energy management system 400 calculates the power purchase cost of the microgrid using the optimized power purchase amount and demand response cost (S150). When calculating the power purchase cost in step S150, the energy management system 400 calculates using a purchase cost minimization algorithm.

즉, 에너지 관리 시스템(400)은 메인 그리드(200)로부터 임의의 시각에 구매할 전력 구매 비용(

Figure 112019119505274-pat00038
),인접 마이크로그리드로부터 상기 임의의 시각에 구매할 전력 구매 비용(
Figure 112019119505274-pat00039
), 그리고 시간 t에 마이크로그리드 내 수요 반응에 대한 비용 함수(
Figure 112019119505274-pat00040
)의 합이 최소가 되도록(
Figure 112019119505274-pat00041
) 전력 구매 비용을 계산한다.That is, the energy management system 400 is the power purchase cost (
Figure 112019119505274-pat00038
), the cost of purchasing electricity from the adjacent microgrid at any time above (
Figure 112019119505274-pat00039
), and the cost function for the demand response in the microgrid at time t (
Figure 112019119505274-pat00040
) so that the sum of (
Figure 112019119505274-pat00041
) to calculate the cost of purchasing electricity.

그리고 에너지 관리 시스템(400)은 계산한 전력 구매 비용을 토대로, 마이크로그리드에 대한 전력 구매 전략도 결정할 수 있다. 여기서, 전력 구매 전략이라 함은, 어느 시점 이후에 얼마만큼의 전력 구매량으로 얼마만큼의 기간 동안에 전력을 구매할 것인지를 의미한다.In addition, the energy management system 400 may also determine a power purchase strategy for the microgrid based on the calculated power purchase cost. Here, the power purchase strategy refers to how much power purchase amount and for how long time period after which point in time to purchase power.

이와 같이 에너지 관리 시스템(400)을 이용하여 전력 구매 비용을 결정하면 마이크로그리드 내 에너지를 안정적으로 운용할 수 있으며, 부족한 에너지에 대해 메인 그리드나 인접 마이크로그리드를 통해 경제적으로 구매할 수 있다.In this way, when the power purchase cost is determined using the energy management system 400 , energy in the microgrid can be stably operated, and insufficient energy can be economically purchased through the main grid or an adjacent microgrid.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto. is within the scope of the right.

400: 에너지 관리 시스템
410: 기준 정보 생성 모듈
420: 최적화 모듈
430: 계산 모듈
400: energy management system
410: reference information generation module
420: optimization module
430: calculation module

Claims (11)

마이크로그리드의 에너지를 관리하는 에너지 관리 시스템으로서,
상기 마이크로그리드의 전력 구매 비용을 계산하기 위한 기준 정보를 생성하는 기준 정보 생성 모듈,
상기 기준 정보를 토대로 일정 기간 동안 구매한 전력 구매량과 상기 전력 구매량에 따라 영향을 받는 수요 반응 비용을 최적화하는 최적화 모듈, 그리고
상기 최적화된 전력 구매량과 수요 반응 비용, 그리고 상기 기준 정보를 기초로 상기 마이크로그리드가 외부로부터 최소로 구매할 전력 구매 비용을 계산하는 계산 모듈
을 포함하고,
상기 에너지 관리 시스템은 상기 마이크로그리드로 외부에서 전력을 공급하는 메인 그리드와 인접 마이크로그리드들과 연동하고,
상기 기준 정보 생성 모듈은,
상기 마이크로그리드 내에 스케줄링되어 있는 부하 감축 계획 정보를 확인하는 수요 반응 계획 모듈을 포함하고,
상기 부하 감축 계획 정보는 상기 마이크로그리드 내의 수요감축을 위한 부하의 선정, 부하별 감축량, 상기 선정된 부하의 감축 시점과 상기 감축 시점에서의 감축량 정보를 포함하고,
상기 수요 반응 계획 모듈은
Figure 112022012926198-pat00045
의 제약조건하에서 수요감축을 위한 부하의 선정, 부하별 감축량, 상기 선정된 부하의 감축 시점과 상기 감축 시점에서의 감축량 정보를 결정하여 상기 에너지 관리 시스템에서 요구한 전력감축량 목표 달성을 수행하고,
여기서, PDER,t 는 상기 마이크로그리드가 시간 t에 발전하는 신재생에너지의 전력량이고, Pu,t 는 메인 그리드에 해당하는 유틸리티 u가 시간 t에 상기 마이크로그리드 내에 공급하는 전력량이고, Pm,t 는 외부의 인접 마이크로그리드 m이 시간 t에 상기 마이크로그리드 내에 공급하는 전력량이고, Pt d 는 상기 마이크로그리드의 에너지 저장 장치가 시간 t에 방전하는 전력량이고, ΔDt 는 시간 t에 상기 마이크로그리드 내의 전력 수요 반응(DR: Demand response)에 의한 부하 감축량이고, Lt는 상기 부하가 시간 t에 소비하는 전력량이고, Pt c 는 상기 에너지 저장 장치가 시간 t에 충전하는 전력량인 것을 특징으로 하는 에너지 관리 시스템.
As an energy management system for managing the energy of the microgrid,
a reference information generation module for generating reference information for calculating the power purchase cost of the microgrid;
an optimization module for optimizing the amount of electricity purchased for a certain period based on the reference information and the demand response cost affected by the amount of electricity purchased; and
A calculation module for calculating the minimum power purchase cost for the microgrid to purchase from the outside based on the optimized power purchase amount and demand response cost, and the reference information
including,
The energy management system interworks with a main grid that supplies power from the outside to the microgrid and adjacent microgrids,
The reference information generation module,
Including a demand response planning module to check the load reduction plan information scheduled in the microgrid,
The load reduction plan information includes selection of a load for demand reduction in the microgrid, a reduction amount for each load, and reduction amount information at the time of reduction of the selected load and the time of reduction,
The demand response planning module is
Figure 112022012926198-pat00045
Select a load for demand reduction under the constraint of do,
Here, P DER,t is the amount of power of renewable energy generated by the microgrid at time t, P u,t is the amount of power supplied by the utility u corresponding to the main grid into the microgrid at time t, P m , t is the amount of power supplied to the microgrid by the external adjacent microgrid m at time t, P t d is the amount of power discharged by the energy storage device of the microgrid at time t, and ΔD t is the amount of power supplied to the microgrid at time t is the amount of load reduction due to a demand response (DR) in the grid, Lt is the amount of power consumed by the load at time t, and P t c is the amount of power that the energy storage device charges at time t energy management system.
제1항에 있어서,
상기 마이크로그리드는,
상기 마이크로그리드 내부에서 전력을 생성하는 에너지 생성 장치,
상기 내부에서 생성한 전력과 상기 외부에서 공급되는 전력을 소비하는 부하, 그리고
상기 내부에서 생성한 전력 중 상기 부하에서 소비되고 남은 전력을 저장하는 에너지 저장 장치
를 포함하는 에너지 관리 시스템.
According to claim 1,
The microgrid is
an energy generating device for generating electric power within the microgrid;
A load that consumes the power generated inside and the power supplied from the outside, and
An energy storage device for storing power remaining after being consumed by the load among the power generated inside
An energy management system comprising a.
제2항에 있어서,
상기 기준 정보 생성 모듈은,
상기 에너지 생성 장치에서 미리 설정된 기간 동안 생성될 전력 출력량을 예측하는 에너지 출력 예측 모듈,
을 더 포함하는 에너지 관리 시스템.
3. The method of claim 2,
The reference information generation module,
an energy output prediction module for predicting the amount of power output to be generated during a preset period in the energy generating device;
An energy management system further comprising a.
제3항에 있어서,
상기 기준 정보 생성 모듈은,
상기 부하에서 현재 사용하고 있는 전력량을 토대로 앞으로 사용될 전력 사용량 예정량을 예측하는 부하 사용량 예측 모듈,
을 더 포함하는 에너지 관리 시스템.
4. The method of claim 3,
The reference information generation module,
A load usage prediction module for predicting an expected amount of power to be used in the future based on the amount of power currently used by the load;
An energy management system further comprising a.
제4항에 있어서,
상기 기준 정보 생성 모듈은,
상기 마이크로그리드 내의 전력 사용 패턴을 계측하는 마이크로그리드 계측 모듈
을 더 포함하고,
상기 전력 사용 패턴은 마이크로그리드 내에서 사용되고 있는 전력 사용량과, 현재 시각, 그리고 마이크로그리드에서 사전에 설정되어 기 저장되어 있는 전력 운영 정보 중 현재 시각에 대응하는 전력 운영 정보를 포함하는 에너지 관리 시스템.
5. The method of claim 4,
The reference information generation module,
Microgrid measurement module for measuring the power usage pattern in the microgrid
further comprising,
The power usage pattern is an energy management system including power usage used in the microgrid, a current time, and power operation information corresponding to the current time among power operation information preset and stored in the microgrid.
제4항에 있어서,
상기 기준 정보 생성 모듈은,
미래의 시간대별 신재생 발전을 예측하여 도출하는 신재생 에너지 출력 예측 모듈; 및
상기 마이크로그리드 내의 전력 사용 패턴을 계측하는 마이크로그리드 계측 모듈을 더 포함하고,
상기 계산 모듈은,
상기 최적화 모듈에서 결정된 시간대별로 상기 유틸리티 및 인접 마이크로그리드에서 구입할 전력을 결정하고,
상기 신재생 에너지 출력 예측 모듈에서 도출된 상기 신재생 발전과 상기 부하 사용량 예측 모듈에서 도출된 부하량의 예측값과 상기 마이크로그리드 계측 모듈에서 실시간 계측되는 계측값이 일치하면 상기 전력 수요 반응을 유지하고, 상기 예측값과 상기 계측값의 오차가 발생하면, 시간대 별 외부 전력 구매처 및 구매량에 대한 계산 보정을 수행하는, 에너지 관리 시스템.
5. The method of claim 4,
The reference information generation module,
A new and renewable energy output prediction module that predicts and derives renewable power generation by time in the future; and
Further comprising a microgrid measurement module for measuring the power usage pattern in the microgrid,
The calculation module is
determining power to be purchased from the utility and adjacent microgrids for each time period determined by the optimization module;
If the predicted value of the load derived from the renewable power generation and the load usage prediction module derived from the renewable energy output prediction module matches the measured value measured in real time by the microgrid measurement module, the power demand response is maintained, and the When an error occurs between the predicted value and the measured value, the energy management system performs calculation and correction of the external power purchase place and purchase amount for each time period.
제1항에 있어서,
상기 계산 모듈은,
상기 메인 그리드로부터 전력을 구매할 구매 비용, 상기 인접 마이크로그리드들로부터 전력을 구매할 구매 비용, 또는 수요 반응 비용이 최소화되도록 전력 구매 기간, 구매량 및 구매 시점을 결정하는 에너지 관리 시스템.
According to claim 1,
The calculation module is
An energy management system for determining a purchase period, purchase amount and purchase timing so that a purchase cost to purchase power from the main grid, a purchase cost to purchase power from the adjacent microgrids, or a demand response cost are minimized.
에너지 관리 시스템이 마이크로그리드의 전력 구매 비용을 계산하는 방법으로서,
상기 마이크로그리드를 구성하는 에너지 생성 장치에서 생성될 제1 전력량을 예측하는 단계,
상기 마이크로그리드를 구성하는 부하에서 사용될 제2 전력량을 예측하는 단계, 그리고
상기 예측된 제1 전력량과 제2 전력량을 토대로 상기 마이크로그리드 내의 전력 부족이 예측되면, 상기 마이크로그리드로 전력을 제공하는 메인 그리드 또는 상기 마이크로그리드에 인접한 인접 마이크로그리드에서 구매할 최소 전력 구매 비용을 계산하는 단계
를 포함하고,
상기 제2 전력량을 예측하는 단계는,
상기 마이크로그리드 내에 스케줄링되어 있는 부하 감축 계획 정보를 확인하는 단계; 및
Figure 112022012926198-pat00046
의 제약조건하에서 상기 부하 감축 계획 정보에 포함된 상기 마이크로그리드 내의 수요감축을 위한 부하의 선정, 부하별 감축량, 상기 선정된 부하의 감축 시점과 상기 감축 시점에서의 감축량 정보를 결정하여 상기 에너지 관리 시스템에서 요구한 전력감축량 목표 달성을 수행하는 단계를 포함하고,
여기서, PDER,t 는 상기 마이크로그리드가 시간 t에 발전하는 신재생에너지의 전력량이고, Pu,t 는 메인 그리드에 해당하는 유틸리티 u가 시간 t에 상기 마이크로그리드 내에 공급하는 전력량이고, Pm,t 는 외부의 인접 마이크로그리드 m이 시간 t에 상기 마이크로그리드 내에 공급하는 전력량이고, Pt d 는 상기 마이크로그리드의 에너지 저장 장치가 시간 t에 방전하는 전력량이고, ΔDt 는 시간 t에 상기 마이크로그리드 내의 전력 수요 반응(DR: Demand response)에 의한 부하 감축량이고, Lt는 상기 부하가 시간 t에 소비하는 전력량이고, Pt c 는 상기 에너지 저장 장치가 시간 t에 충전하는 전력량인 것을 특징으로 하는 전력 구매 비용 계산 방법.
A method for an energy management system to calculate the cost of purchasing electricity for a microgrid, the method comprising:
Predicting the first amount of power to be generated by the energy generating device constituting the microgrid;
Predicting a second amount of power to be used in a load constituting the microgrid, and
When the power shortage in the microgrid is predicted based on the predicted first and second power amounts, calculating the minimum power purchase cost to purchase from the main grid that provides power to the microgrid or an adjacent microgrid adjacent to the microgrid step
including,
The step of predicting the second amount of power,
checking information on a load reduction plan scheduled in the microgrid; and
Figure 112022012926198-pat00046
Select a load for demand reduction in the microgrid included in the load reduction plan information under the constraint of Including the step of achieving the power reduction target required by the management system,
Here, P DER,t is the amount of power of renewable energy generated by the microgrid at time t, P u,t is the amount of power supplied by the utility u corresponding to the main grid into the microgrid at time t, P m , t is the amount of power supplied to the microgrid by the external adjacent microgrid m at time t, P t d is the amount of power discharged by the energy storage device of the microgrid at time t, and ΔD t is the amount of power supplied to the microgrid at time t is the amount of load reduction due to a demand response (DR) in the grid, Lt is the amount of power consumed by the load at time t, and P t c is the amount of power that the energy storage device charges at time t How to calculate the cost of purchasing electricity.
제8항에 있어서,
상기 최소 전력 구매 비용을 계산하는 단계는,
상기 메인 그리드로부터 임의의 시각에 구매할 전력 구매 비용, 상기 인접 마이크로그리드로부터 상기 임의의 시각에 구매할 전력 구매 비용, 그리고 상기 임의의 시각에 상기 마이크로그리드 내의 수요 반응에 대한 비용을 더한 값이 최소가 되는 값을 상기 최소 전력 구매 비용으로 결정하는 전력 구매 비용 계산 방법.
9. The method of claim 8,
Calculating the minimum power purchase cost comprises:
The sum of the cost of purchasing electricity from the main grid at any time, the cost of purchasing electricity from the adjacent microgrid at the arbitrary time, and the cost for demand response in the microgrid at the arbitrary time is the minimum A method of calculating the cost of purchasing power, wherein a value is determined as the minimum cost of purchasing power.
제8항에 있어서,
상기 제2 전력량을 예측하는 단계는,
상기 마이크로그리드의 전력 사용 패턴을 계측하는 단계
를 더 포함하고,
상기 전력 사용 패턴은 마이크로그리드 내에서 사용되고 있는 전력 사용량과, 현재 시각, 그리고 마이크로그리드에서 사전에 설정되어 기 저장되어 있는 전력 운영 정보 중 현재 시각에 대응하는 전력 운영 정보를 포함하는 전력 구매 비용 계산 방법.
9. The method of claim 8,
The step of predicting the second amount of power,
Measuring the power usage pattern of the microgrid
further comprising,
The power usage pattern is a power purchase cost calculation method including power usage used in the microgrid, the current time, and power operation information corresponding to the current time among the power operation information preset and stored in the microgrid .
제8항에 있어서,
상기 제1 전력량을 예측하는 단계는,
미래의 시간대별 신재생 발전과 부하량을 예측하여 도출하는 신재생 에너지 출력 예측 단계를 포함하고,
상기 제2 전력량을 예측하는 단계는,
상기 마이크로그리드 내의 전력 사용 패턴을 계측하는 마이크로그리드 계측 단계를 포함하고,
상기 최소 전력 구매 비용을 계산하는 단계는,
최적화 모듈에서 결정된 시간대별로 상기 유틸리티 및 인접 마이크로그리드에서 구입할 전력을 결정하고,
상기 신재생 에너지 출력 예측 단계에서 도출된 상기 신재생 발전과 부하량의 예측값과 상기 마이크로그리드 계측 단계에서 실시간 계측되는 계측값이 일치하면 상기 전력 수요 반응을 유지하고, 상기 예측값과 상기 계측값의 오차가 발생하면, 시간대 별 외부 전력 구매처 및 구매량에 대한 계산 보정을 수행하는 전력 구매 비용 계산 방법.
9. The method of claim 8,
The step of predicting the first amount of power,
Includes a step of predicting new and renewable energy output by predicting and deriving new and renewable power generation and load by time in the future,
Predicting the second amount of power,
A microgrid measurement step of measuring the power usage pattern in the microgrid,
Calculating the minimum power purchase cost comprises:
determining the power to be purchased from the utility and the adjacent microgrid for each time period determined by the optimization module;
If the predicted value of the renewable power generation and load derived in the renewable energy output prediction step matches the measured value measured in real time in the microgrid measurement step, the power demand response is maintained, and the error between the predicted value and the measured value is When it occurs, a power purchase cost calculation method that performs calculation corrections for external power purchase locations and purchase amounts by time period.
KR1020190149829A 2019-11-20 2019-11-20 Energy management system and method for minimizing the power purchase cost of microgrid using the same KR102396712B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190149829A KR102396712B1 (en) 2019-11-20 2019-11-20 Energy management system and method for minimizing the power purchase cost of microgrid using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190149829A KR102396712B1 (en) 2019-11-20 2019-11-20 Energy management system and method for minimizing the power purchase cost of microgrid using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210061823A KR20210061823A (en) 2021-05-28
KR102396712B1 true KR102396712B1 (en) 2022-05-11

Family

ID=76140514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190149829A KR102396712B1 (en) 2019-11-20 2019-11-20 Energy management system and method for minimizing the power purchase cost of microgrid using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102396712B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102560045B1 (en) * 2021-10-22 2023-07-25 조선대학교산학협력단 Power transaction system using blockchain
CN115776110B (en) * 2022-10-28 2023-10-03 国网黑龙江省电力有限公司 Electricity generation prediction model, electricity purchasing optimization model and electricity purchasing optimization model system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101472582B1 (en) * 2013-08-06 2014-12-16 국민대학교산학협력단 Intelligent power demand management method and system based on microgrid

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101805924B1 (en) * 2011-09-28 2017-12-08 한국전력공사 System and method for scheduling power usage in pico grid
KR20150037281A (en) * 2013-09-30 2015-04-08 한국전력공사 Apparatus and method for power profit margin improvement using energy storage system
KR101887347B1 (en) * 2017-01-13 2018-09-10 전남대학교산학협력단 Method for virtual electric power trading between microgrids based on bidding way and agent apparatus for the same
KR101975175B1 (en) * 2017-10-18 2019-05-07 한국전력공사 Appartus for scheduling of power demand-supply operation and method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101472582B1 (en) * 2013-08-06 2014-12-16 국민대학교산학협력단 Intelligent power demand management method and system based on microgrid

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210061823A (en) 2021-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gupta et al. A robust optimization based approach for microgrid operation in deregulated environment
Wu et al. Demand side management of photovoltaic-battery hybrid system
Liu et al. Uses, cost-benefit analysis, and markets of energy storage systems for electric grid applications
Nojavan et al. Optimal bidding and offering strategies of merchant compressed air energy storage in deregulated electricity market using robust optimization approach
Paul et al. Resilient scheduling portfolio of residential devices and plug-in electric vehicle by minimizing conditional value at risk
US9568901B2 (en) Multi-objective energy management methods for micro-grids
Sharma et al. A modeling framework for optimal energy management of a residential building
Yan et al. Uncertainty analysis for day ahead power reserve quantification in an urban microgrid including PV generators
Wu et al. Optimal switching renewable energy system for demand side management
Ruzbahani et al. Smart households demand response management with micro grid
US20140350743A1 (en) Tiered power management system for microgrids
Zhang et al. The performance of a grid-tied microgrid with hydrogen storage and a hydrogen fuel cell stack
KR101712944B1 (en) Apparatus and method for charge and discharge scheduling in energy storage device
JP5970146B1 (en) Power system control method and control system including solar power generation device
Morin et al. Evaluation of performance improvement by model predictive control in a renewable energy system with hydrogen storage
KR20140075614A (en) Method for making smart energy consumption indicator
KR102396712B1 (en) Energy management system and method for minimizing the power purchase cost of microgrid using the same
Yilmaz et al. A model predictive control for microgrids considering battery aging
Chen et al. Optimal scheduling of combined heat and power units with heat storage for the improvement of wind power integration
KR101581685B1 (en) Apparatus and method for charge and discharge scheduling in energy storage device
Gambino et al. Model predictive control for optimization of combined heat and electric power microgrid
KR102153722B1 (en) PV Power Generation Management Apparatus and Method
Leopold et al. Simulation-based methodology for optimizing energy community controllers
Bagherinezhad et al. Indirect congestion management approach in distribution system with high PV penetration
KR101581684B1 (en) Apparatus and method for charge and discharge scheduling using Depth of Discharge control in energy storage device

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right