KR102427821B1 - Optimal scheduling method for microgrid operation under islanding uncertainty - Google Patents

Optimal scheduling method for microgrid operation under islanding uncertainty Download PDF

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Abstract

본 발명은, 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법에 관한 것으로, 특히 독립 운전 사건을 효과적으로 고려할 수 있는 시나리오 모델링 및 생성 기법에 관한 스케줄링 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 상기 마이크로그리드로부터 계획기간(

Figure 112020077401410-pat00220
) 동안 운영되는 복수의 스케줄링 정보를 수집하는 단계; 상기 마이크로그리드 내의 상부 노드(
Figure 112020077401410-pat00221
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00222
)의 전력에 대한 상관관계(
Figure 112020077401410-pat00223
)를 규정하여 복수의 독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00224
)를 설정하는 단계; 및 상기 독립 운전 시나리오에 따라 변화하는 비용을 확률적으로 고려하여 상기 독립 운전의 발생으로 인해 생성되는 운영 비용을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 상부 노드(
Figure 112020077401410-pat00225
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00226
)의 상관관계를 상기 독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00227
)에 따라 발생하는 각각의 비용의 총합으로 산출하여 상기 운영 비용을 최소화하는 것을 특징으로 하는 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법을 제공한다. 본 발명을 통해 본 발명을을 통해 평균적으로 마이크로그리드 내 부하차단이 발생하는 경우를 줄일 수 있다. 또한, 위 표 2와 같이 독립 운전의 위험을 고려하여 마이크로그리드의 발전자원 및 전력거래량을 스케쥴링할 경우, 일반적인 단순 예비력 확보를 통한 수동적 대응에 비해 평균 비용과 최대비용 측면에서 모두 효과적인 것을 확인할 수 있다.The present invention relates to a microgrid optimal scheduling method considering independent operation, and more particularly, to a scheduling method for a scenario modeling and generation technique that can effectively consider independent operation events. The present invention, the planning period (
Figure 112020077401410-pat00220
) collecting a plurality of scheduling information operated during; The upper node in the microgrid (
Figure 112020077401410-pat00221
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00222
) to the power of (
Figure 112020077401410-pat00223
) to define multiple independent operation scenarios (
Figure 112020077401410-pat00224
) to set; and calculating the operating cost generated due to the occurrence of the independent operation by probabilistically considering the cost that varies according to the independent operation scenario, wherein the upper node (
Figure 112020077401410-pat00225
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00226
) was correlated with the independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00227
) provides a microgrid optimal scheduling method in consideration of independent operation, characterized in that the operating cost is minimized by calculating as the sum of the respective costs. Through the present invention, it is possible to reduce the occurrence of load cutoff in the microgrid on average through the present invention. In addition, as shown in Table 2 above, when scheduling the generation resources and power transaction volume of the microgrid in consideration of the risk of independent operation, it can be confirmed that it is effective in both average cost and maximum cost compared to passive response through general simple reserve power. .

Description

독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법{OPTIMAL SCHEDULING METHOD FOR MICROGRID OPERATION UNDER ISLANDING UNCERTAINTY}Optimal microgrid scheduling method considering independent operation

본 발명은, 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법에 관한 것으로, 특히 독립 운전 사건을 효과적으로 고려할 수 있는 시나리오 모델링 및 생성 기법에 관한 스케줄링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microgrid optimal scheduling method considering independent operation, and more particularly, to a scheduling method for a scenario modeling and generation technique that can effectively consider independent operation events.

마이크로그리드(Microgrid)는 기존 광역 전력시스템으로부터 독립된 분산전원(distributed energy resources)을 중심으로 한 국소적인 전력공급시스템을 말한다.마이크로그리드는 지역화된 전력망으로 수용가의 풍력, 태양광 등의 분산 에너지 자원을 연결한 것으로서, 전체전력 계통과 독립적(off-grid)으로 동작하여 자급자족이 가능하며, 필요에 따라 전력 계통과 연계(on-grid)되어 동작할 수 있다.Microgrid refers to a local power supply system centered on distributed energy resources independent of the existing wide area power system. A microgrid is a localized power grid that provides customers with distributed energy resources such as wind and solar As a connected thing, it operates independently from the entire power system (off-grid) and is self-sufficient, and can be operated in conjunction with the power system (on-grid) if necessary.

마이크로그리드 시스템은 분산전원을 이용하여 계통이나 디젤발전기의 차단시 수요가로 안정적인 전력을 공급하는 역할을 수행한다. 일반적으로 마이크로그리드시스템은 특정 지역의 수용가로 전력을 공급하기 위해 복수개의 소형 분산전원 및 에너지 저장장치의 조합으로 구성된다. The microgrid system uses distributed power to supply stable power to demand when the system or diesel generator is shut off. In general, a microgrid system is composed of a combination of a plurality of small distributed power sources and energy storage devices to supply power to consumers in a specific area.

이와 관련하여, 종래의 일반적인 마이크로그리드 시스템의 구성이 대한민국 공개특허 제10-2016-0080914호에 제시되어 있다.In this regard, the configuration of a conventional general microgrid system is presented in Korean Patent Laid-Open No. 10-2016-0080914.

하지만, 국내 계통은 상대적으로 안정적이기 때문에 한전계통의 정전시 대비를 위한 목적으로 마이크로그리드 시스템을 구축하는 경우 활용성이 낮아 투자가 어렵거나, 투자가 이루어진다 하더라도 투자비용에 대한 회수가 어려워 사업성이 낮을 수 밖에 없다는 문제점이 있다.However, since the domestic system is relatively stable, if a microgrid system is built for the purpose of preparing for a power outage in the KEPCO system, it is difficult to invest due to low utility, or even if investment is made, it is difficult to recover the investment cost, so the business viability is low. There is a problem that there is no choice.

기존 마이크로그리드 독립 운전은 상위 계통에서 발생한 사고로부터 마이크로그리드를 보호하기 위한 조치로만 여겨졌으며, 이에 따라 마이크로그리드 운영자 입장에서 독립 운전은 일종의 상정사고로만 여겨져 독립 운전 발생으로 인해 증가하는 마이크로그리드 운영 비용에 대해서는 거의 고려가 되지 못하는 문제점이 있다.The existing microgrid independent operation was considered only as a measure to protect the microgrid from accidents that occurred in the upper system, and accordingly, independent operation from the microgrid operator's point of view was considered only a kind of assumed accident. There are problems that are hardly considered.

또한, 일부 고려가 된다 하더라도 일정 수준의 예비력을 확보하는 결정론적 방법으로써, 독립 운전이 발생하는 형태나 빈도 등이 변화할 때 효과적으로 대응하는 것이 불가능한 문제점 있다.In addition, even with some considerations, as a deterministic method of securing a certain level of reserve power, there is a problem in that it is impossible to effectively respond to changes in the form or frequency of independent operation.

한국공개특허 제10-2016-0080914호Korean Patent Publication No. 10-2016-0080914

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해, 이산적이고 불확실하게 발생하는 마이크로그리드 독립 운전 사건을 효과적으로 고려할 수 있는 독립 운전 시나리오 모델링 및 생성 기법을 통해 최적의 스케쥴링 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an optimal scheduling method through independent operation scenario modeling and generation techniques that can effectively consider discrete and uncertain microgrid independent operation events in order to solve the above problems.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이산적이고 불확실하게 발생하는 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법에 있어서, 상기 마이크로그리드로부터 계획기간(

Figure 112020077401410-pat00001
) 동안 운영되는 복수의 스케줄링 정보를 수집하는 단계; 상기 스케줄링 정보를 이용하여 시간에 따라 불확실하게 변화하는 운영 비용을 예측하기 위한 목적함수 및 제약조건을 산출하고 상기 목적함수 및 제약조건을적용하여 상기 마이크로그리드 내의 상부 노드(
Figure 112020077401410-pat00002
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00003
)의 전력에 대한 상관관계(
Figure 112020077401410-pat00004
)를 규정하여 복수의 독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00005
)를 설정하는 단계; 및 상기 독립 운전 시나리오에 따라 변화하는 비용을 확률적으로 고려하여 상기 독립 운전의 발생으로 인해 생성되는 운영 비용을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 상부 노드(
Figure 112020077401410-pat00006
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00007
)의 상관관계를 상기 독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00008
)에 따라 발생하는 각각의 비용의 총합으로 산출하여 상기 운영 비용을 최소화하는 것을 특징으로 하는 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a microgrid optimal scheduling method considering discrete and uncertain independent operation, from the microgrid to the planning period (
Figure 112020077401410-pat00001
) collecting a plurality of scheduling information operated during; The upper node (
Figure 112020077401410-pat00002
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00003
) to the power of (
Figure 112020077401410-pat00004
) to define multiple independent operation scenarios (
Figure 112020077401410-pat00005
) to set; and calculating the operating cost generated due to the occurrence of the independent operation by probabilistically considering the cost that varies according to the independent operation scenario, wherein the upper node (
Figure 112020077401410-pat00006
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00007
) was correlated with the independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00008
) provides a microgrid optimal scheduling method in consideration of independent operation, characterized in that the operating cost is minimized by calculating as the sum of the respective costs.

실시 예에 따라, 상기 독립 운전 시나리오(

Figure 112020077401410-pat00009
)를 설정하는 단계는, 상기 계획기간(
Figure 112020077401410-pat00010
)을 설정하는 단계; 상기 계획기간(
Figure 112020077401410-pat00011
) 내에서 상기 독립 운전의 발생 여부 횟수를 판단하는 누적횟수(
Figure 112020077401410-pat00012
)를 설정하는 단계; 및 상기 누적횟수(
Figure 112020077401410-pat00013
)에 따라 상기 독립 운전의 발생 또는 미발생하는 경우의 수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00009
) is set, the planning period (
Figure 112020077401410-pat00010
) to set; The above planning period (
Figure 112020077401410-pat00011
) the cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00012
) to set; and the cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00013
), calculating the number of cases in which the independent operation occurs or does not occur.

상기 경우의 수를 산출하는 단계는, 상기 누적횟수(

Figure 112020077401410-pat00014
)에 따라 상기 독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00015
)의 발생 또는 미발생을 조합하여 트리 형태로 나열할 수 있다.The step of calculating the number of cases includes the cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00014
) according to the above independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00015
) can be arranged in a tree form by combining occurrences or non-occurrences.

실시 예에 따라, 상기 누적횟수(

Figure 112020077401410-pat00016
)는, 상기 독립 운전이 미발생되는 0보다 크거나 같고 상기 계획기간(
Figure 112020077401410-pat00017
)보다 작거나 같은 것을 특징으로 한다.According to an embodiment, the accumulated number of times (
Figure 112020077401410-pat00016
) is greater than or equal to 0 in which the independent operation does not occur, and the planning period (
Figure 112020077401410-pat00017
) is less than or equal to

실시 예에 따라, 상기 상관 관계는, 상기 독립 운전 시나리오(

Figure 112020077401410-pat00018
)에 따라 상기 상부 노드(
Figure 112020077401410-pat00019
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00020
) 각각에서의 발전량, 연료비용, 전력 거래량, 전력 비용 또는 부하차단 중 적어도 어느 하나로 정의되는 제약 조건인 것을 특징으로 한다.According to an embodiment, the correlation is the independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00018
) according to the upper node (
Figure 112020077401410-pat00019
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00020
) is characterized as a constraint defined by at least any one of power generation, fuel cost, power transaction volume, power cost, or load shedding in each.

상기 제약 조건은, 상기 독립 운전 발생 시 상기 상부 노드(

Figure 112020077401410-pat00021
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00022
)에서의 발전량, 연료비용, 전력 거래량, 전력 비용 또는 부하차단이 동일하게 설정될 수 있다.The constraint is, when the independent operation occurs, the upper node (
Figure 112020077401410-pat00021
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00022
), the amount of power generation, fuel cost, power transaction volume, power cost, or load shedding can be set identically.

상기 운영 비용을 산출하는 단계는, 하기의 수학식The step of calculating the operating cost is the following equation

Figure 112020077401410-pat00023
Figure 112020077401410-pat00023

로 표현되는 목적함수에 상기 스케줄링 정보를 입력하는 단계를 더 포함할 수 있다. (여기서,

Figure 112020077401410-pat00024
:(특정)독립 운전 시나리오,
Figure 112020077401410-pat00025
:독립 운전 발생 시간,
Figure 112020077401410-pat00026
:발전량,
Figure 112020077401410-pat00027
:독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00028
)의 발생 확률,
Figure 112020077401410-pat00029
:마이크로그리드 내부 발전설비의 연료비용,
Figure 112020077401410-pat00030
:발전기의 발전량,
Figure 112020077401410-pat00031
:시간
Figure 112020077401410-pat00032
에서 발전기가 시작되는 경우 1, 아니면 0으로 설정되는 값,
Figure 112020077401410-pat00033
:시간
Figure 112020077401410-pat00034
에서 상위 전력시장에서 거래되는 전력 가격,
Figure 112020077401410-pat00035
:독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00036
)에 대해 시간
Figure 112020077401410-pat00037
에서 상위 전력시장과 마이크로그리드 사이에서 체결되는 전력 거래량,
Figure 112020077401410-pat00038
Figure 112020077401410-pat00039
:독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00040
)에 대해 시간
Figure 112020077401410-pat00041
에서 마이크로그리드 내부에 발생하는 부하차단)The method may further include inputting the scheduling information into an objective function represented by . (here,
Figure 112020077401410-pat00024
: (specific) independent driving scenarios,
Figure 112020077401410-pat00025
: Independent driving occurrence time,
Figure 112020077401410-pat00026
: power generation,
Figure 112020077401410-pat00027
:Independent Driving Scenario (
Figure 112020077401410-pat00028
) the probability of occurrence,
Figure 112020077401410-pat00029
: Fuel cost of power generation facilities inside the microgrid,
Figure 112020077401410-pat00030
: the amount of power generated by the generator,
Figure 112020077401410-pat00031
:hour
Figure 112020077401410-pat00032
A value set to 1 if the generator is started at , otherwise 0,
Figure 112020077401410-pat00033
:hour
Figure 112020077401410-pat00034
electricity price traded in the top electricity market in
Figure 112020077401410-pat00035
:Independent Driving Scenario (
Figure 112020077401410-pat00036
) about time
Figure 112020077401410-pat00037
power transaction volume between the upper power market and the microgrid in
Figure 112020077401410-pat00038
Figure 112020077401410-pat00039
:Independent Driving Scenario (
Figure 112020077401410-pat00040
) about time
Figure 112020077401410-pat00041
cut off the load occurring inside the microgrid in

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 독립 운전의 위험을 고려하여 마이크로그리드의 발전자원 및 전력거래량을 스케쥴링할 경우, 단순 예비력 확보를 통한 수동적 대응에 비해 평균 비용과 최대 비용이 감소될 수 있다.According to the present invention having the configuration as described above, when the generation resource and power transaction volume of the microgrid are scheduled in consideration of the risk of independent operation, the average cost and the maximum cost can be reduced compared to a passive response through simple reserve power. have.

또한 본 발명에 따르면, 평균적으로 마이크로그리드 내 부하차단이 발생하는 경우가 적어질 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage in that the case where the load cut-off in the microgrid occurs on average can be reduced.

본 발명은 전력 판매를 희망하는 마이크로그리드와 전력 구매를 희망하는 마이크로그리드 간의 이익이 되도록 마이크로그리드 간 전력 거래를 하게 할 수 있고, 경제성이 최적화되도록 할 수 있다.The present invention enables power trade between microgrids to be profitable between a microgrid desiring to sell power and a microgrid desiring to purchase power, and economic feasibility can be optimized.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법의 순서도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 독립 운전 시나리오를 설정하는 단계의 세부 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 독립 운전 시나리오의 경우의 수를 계획기간(

Figure 112020077401410-pat00042
)=4hr, 누적횟수(
Figure 112020077401410-pat00043
)=3의 트리 형태로 표현한 모습이다.1 is a flowchart of a microgrid optimal scheduling method considering independent operation according to an embodiment of the present invention.
2 shows a detailed configuration of a step of setting an independent driving scenario according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan period (
Figure 112020077401410-pat00042
)=4hr, cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00043
) = 3 in tree form.

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, which 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 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.When a part "includes" a component throughout the specification, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. In addition, terms such as "... unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. . In addition, when a certain part is said to be "connected" with another part throughout the specification, this includes not only a case in which it is "directly connected" but also a case in which it is connected "with another configuration in the middle".

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 implemented 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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법의 순서도를 나타낸다.1 is a flowchart of a microgrid optimal scheduling method considering independent operation according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명은 복수의 스케줄링 정보를 수집하는 단계, 독립 운전 시나리오를 결정하는 단계 및 독립 운전의 발생으로 인한 운영 비용 산출하는 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the present invention may include collecting a plurality of scheduling information, determining an independent driving scenario, and calculating an operating cost due to the occurrence of independent driving.

복수의 스케줄링 정보를 수집하는 단계(S10)는, 이산적이고 불확실하게 발생하는 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법에 있어서, 상기 마이크로그리드로부터 계획기간(

Figure 112020077401410-pat00044
) 동안 운영되는 스케줄링 정보를 수집하는 과정이다.The step (S10) of collecting a plurality of scheduling information is a microgrid optimal scheduling method considering discrete and uncertain independent operation, from the microgrid to the planning period (
Figure 112020077401410-pat00044
) is the process of collecting scheduling information that is operated during

본 발명의 마이크로그리드에서 부하는 제어 가능한 부하 및 제어 불가능한 부하 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 그리고, 본 발명의 마이크로그리드에서 발전원은 출력 제어 가능한 부하 및 출력 제어 불가능한 부하 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 그리고, 본 발명의 마이크로그리드는 에너지 저장 장치를 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명의 마이크로그리드에서 마이크로그리드에 속하는 부하 및 발전원의 개수에는 제한이 없을 수 있다.In the microgrid of the present invention, the load may be at least one of a controllable load and an uncontrollable load. And, in the microgrid of the present invention, the power generation source may be at least one of an output controllable load and an output controllable load. And, the microgrid of the present invention may include an energy storage device. And, in the microgrid of the present invention, there may be no limit to the number of loads and power generation sources belonging to the microgrid.

독립 운전 시나리오를 결정하는 단계(S20)는, 상기 스케줄링 정보를 이용하여 시간에 따라 불확실하게 변화하는 운영 비용을 예측하기 위한 목적함수 및 제약조건을 산출하고 상기 목적함수 및 제약조건을적용하여 상기 마이크로그리드 내의 상부 노드(

Figure 112020077401410-pat00045
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00046
)의 전력에 대한 상관관계(
Figure 112020077401410-pat00047
)를 규정하는 과정이다. 상부 노드(
Figure 112020077401410-pat00048
)는 parent 개념으로 부모 노드를 의미하며, 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00049
)는 son 개념으로 상기 부모 노드에 물려있는 자식 노드를 의미한다.The step of determining the independent operation scenario (S20) is to calculate an objective function and constraint for predicting an operating cost that varies uncertainly over time using the scheduling information, and apply the objective function and constraint to the micro the top node in the grid (
Figure 112020077401410-pat00045
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00046
) to the power of (
Figure 112020077401410-pat00047
) is the process of defining upper node (
Figure 112020077401410-pat00048
) is a parent concept, meaning a parent node, and a subnode (
Figure 112020077401410-pat00049
) denotes a child node that is inherited from the parent node in the concept of son.

기존 마이크로그리드 독립 운전은 상위 계통에서 발생한 사고로부터 마이크로그리드를 보호하기 위한 조치로만 여겨졌으며, 이에 따라 마이크로그리드 운영자 입장에서 독립 운전은 일종의 상정사고로만 여겨졌다. 이에 따라 마이크로그리드 독립 운전 발생으로 인해 증가하는 마이크로그리드 운영 비용에 대해서는 거의 고려가 되지 못하였기 때문에, 마이크로그리드 내의 상부 노드(

Figure 112020077401410-pat00050
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00051
)의 전력에 대한 상관관계(
Figure 112020077401410-pat00052
)의 규정을 통해 독립 운전이 발생하는 형태나 빈도 등이 변화하여도 효과적으로 대응할 수 있다.Independent operation of the existing microgrid was considered only as a measure to protect the microgrid from accidents occurring in the upper system. As a result, little consideration was given to the increased microgrid operating cost due to the occurrence of microgrid independent operation, so the upper node (
Figure 112020077401410-pat00050
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00051
) to the power of (
Figure 112020077401410-pat00052
), it is possible to effectively respond to changes in the form or frequency of independent operation.

독립 운전의 발생으로 인한 운영 비용 산출 단계(S30)는, 상기 독립 운전 시나리오에 따라 변화하는 비용을 확률적으로 고려하여 상기 운영 비용을 산출하는 과정이다. 이 경우, 상기 상부 노드(

Figure 112020077401410-pat00053
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00054
)의 상관관계를 상기 독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00055
)에 따라 발생하는 각각의 비용의 총합으로 산출하여 상기 운영 비용을 최소화하는 것을 특징으로 한다.The operation cost calculation step S30 due to the occurrence of the independent operation is a process of calculating the operation cost by probabilistically considering the cost that varies according to the independent operation scenario. In this case, the upper node (
Figure 112020077401410-pat00053
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00054
) was correlated with the independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00055
) is calculated as the sum of each cost incurred according to the method, and the operating cost is minimized.

이하 독립 운전 시나리오 설정(도 2)과 경우의 수 산출(도 3) 및 각각의 경우의 수에 따라 운영 비용을 산출하는 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, the process of setting the independent operation scenario ( FIG. 2 ), calculating the number of cases ( FIG. 3 ), and calculating the operating cost according to the number of each case will be described.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 독립 운전 시나리오를 설정하는 단계의 세부 구성을 나타낸다.2 shows a detailed configuration of a step of setting an independent driving scenario according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 독립 운전 시나리오를 설정하는 단계는, 계획기간을 설정하는 단계(S201), 계획기간 내 누적횟수를 설정하는 단계(S202) 및 독립 운전 발생 경우의 수 산출하는 단계(S203)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the steps of setting the independent driving scenario include setting a planning period (S201), setting the cumulative number of times within the planning period (S202), and calculating the number of occurrences of independent operation (S203) may include

계획기간을 설정하는 단계(S201)는, 일반적으로

Figure 112020077401410-pat00056
=1일을 기준으로 설정할 수 있고, 특정 시간대를 설정할 수도 있다. 세부 구간은 본 발명의 실시 예에 따라 1시간으로 설정할 수 있고, 이와 관련하여서는 도 3의 시나리오 모델에서 설명하기로 한다. 결국 독립 운전을 모니터링하기 위한 시간을 설정하는 과정이다.The step of setting the planning period (S201) is generally
Figure 112020077401410-pat00056
= 1 day can be set as a standard, and a specific time period can also be set. The detailed section may be set to 1 hour according to an embodiment of the present invention, and this will be described in the scenario model of FIG. 3 . Ultimately, it is the process of setting the time for monitoring independent operation.

계획기간 내 누적횟수를 설정하는 단계(S202)는, 계획기간 안에서 일어날 수 있는 확률적 횟수를 말한다. 즉, 독립 운전의 발생 또는 미발생을 카운트 하는 횟수로 볼 수 있다.The step of setting the cumulative number of times within the planning period ( S202 ) refers to the probabilistic number of times that can occur within the planning period. That is, it can be viewed as the number of counts of the occurrence or non-occurrence of independent operation.

즉, 독립 운전 시나리오(

Figure 112020077401410-pat00057
)를 설정하는 단계는, 상기 계획기간(
Figure 112020077401410-pat00058
)을 설정하는 단계; 상기 계획기간(
Figure 112020077401410-pat00059
) 내에서 상기 독립 운전의 발생 여부 횟수를 판단하는 누적횟수(
Figure 112020077401410-pat00060
)를 설정하는 단계; 및 상기 누적횟수(
Figure 112020077401410-pat00061
)에 따라 상기 독립 운전의 발생 또는 미발생하는 경우의 수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.That is, the independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00057
) is set, the planning period (
Figure 112020077401410-pat00058
) to set; The above planning period (
Figure 112020077401410-pat00059
) the cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00060
) to set; and the cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00061
), calculating the number of cases in which the independent operation occurs or does not occur.

독립 운전 발생 경우의 수 산출하는 단계(S203)는, 상기 누적횟수(

Figure 112020077401410-pat00062
)에 따라 상기 독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00063
)의 발생 또는 미발생을 조합하여 트리 형태로 나열하는 과정이다.The step of calculating the number of independent operation occurrences (S203) is the cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00062
) according to the above independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00063
) is the process of listing occurrences or non-occurrences in a tree form.

상기 누적횟수(

Figure 112020077401410-pat00064
)는, 상기 독립 운전이 미발생되는 0보다 크거나 같고 상기 계획기간(
Figure 112020077401410-pat00065
)보다 작거나 같은 것을 특징으로 한다.The cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00064
) is greater than or equal to 0 in which the independent operation does not occur, and the planning period (
Figure 112020077401410-pat00065
) is less than or equal to

마이크로그리드 운영자가 계획하고자 하는 계획기간

Figure 112020077401410-pat00066
에 대해 0과
Figure 112020077401410-pat00067
사이의 정수
Figure 112020077401410-pat00068
가 계획기간
Figure 112020077401410-pat00069
안에서 발생 가능한 독립 운전의 최대시간으로 주어진 경우 도 3에 나오는
Figure 112020077401410-pat00070
시나리오 기법을 통해 발생 가능한 모든 마이크로그리드 독립 운전 사건의 시나리오를 표현할 수 있음을 의미한다.The planning period that the microgrid operator wants to plan
Figure 112020077401410-pat00066
0 and
Figure 112020077401410-pat00067
integer between
Figure 112020077401410-pat00068
A planning period
Figure 112020077401410-pat00069
When given as the maximum time of independent operation that can occur in
Figure 112020077401410-pat00070
This means that scenarios of all possible microgrid independent operation events can be expressed through the scenario technique.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 독립 운전 시나리오의 경우의 수를 계획기간(

Figure 112020077401410-pat00071
)=4hr, 누적횟수(
Figure 112020077401410-pat00072
)=3의 트리 형태로 표현한 모습이다.3 is a plan period (
Figure 112020077401410-pat00071
)=4hr, cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00072
) = 3 in tree form.

도 3을 참조하면, 독립 운전 시나리오(

Figure 112020077401410-pat00073
)에 대해, 계획기간(
Figure 112020077401410-pat00074
)=4, 누적횟수(
Figure 112020077401410-pat00075
)=3으로 설정되며,
Figure 112020077401410-pat00076
부터
Figure 112020077401410-pat00077
까지의 경우의 수를 설정할 수 있다.Referring to Figure 3, the independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00073
) for the planning period (
Figure 112020077401410-pat00074
)=4, the cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00075
)=3 is set,
Figure 112020077401410-pat00076
from
Figure 112020077401410-pat00077
You can set the number of cases up to .

트리 구조도 내 개별 노드를 연결하는 경로는 주어진 계획기간 안에서 독립 운전이 발생하는 개별 사건들의 시나리오를 나타내며, 하나의 경로 내 포함되어 있는 하위 경로는 상위 경로와 부모-자식 관계를 가지게 된다.Paths connecting individual nodes in the tree structure represent scenarios of individual events in which independent operation occurs within a given planning period, and sub-paths included in one path have a parent-child relationship with the parent path.

실시 예에 따라, 시나리오 2(

Figure 112020077401410-pat00078
)는 계획기간 중 두 번째 시간에 독립 운전이 발생한 후 세 번째 시간에 독립 운전에서 벗어나 계획기간이 마무리 될 때까지 독립 운전에 다시 들어가지 않은 시나리오는 나타낸다.According to the embodiment, scenario 2 (
Figure 112020077401410-pat00078
) indicates a scenario in which independent operation occurred in the second time during the planning period, and the independent operation did not return to the independent operation until the planning period was completed.

실시 예에 따라, 시나리오 11(

Figure 112020077401410-pat00079
)은 계획기간이 시작하자마자 독립 운전이 발생하여, 이 독립 운전이 세 번째 시간까지 지속되다가 네 번째 시간부터 독립 운전에서 복구되어 연계 운전을 진행하고 이 상태가 계획기간(
Figure 112020077401410-pat00080
) 종료 시까지 유지되는 시나리오를 나타낸다.According to the embodiment, scenario 11 (
Figure 112020077401410-pat00079
), independent operation occurs as soon as the planning period begins, and this independent operation lasts until the third hour, then recovers from the independent operation from the fourth hour, proceeds with linked operation, and this state is maintained during the planning period (
Figure 112020077401410-pat00080
) indicates a scenario that is maintained until the end.

여기서, 시나리오 5(

Figure 112020077401410-pat00081
)는 시나리오 11(
Figure 112020077401410-pat00082
)의 부모 시나리오가 되며, 시나리오 1(
Figure 112020077401410-pat00083
)은 다시 시나리오 5(
Figure 112020077401410-pat00084
)의 부모 시나리오가 될 수 있다.Here, scenario 5 (
Figure 112020077401410-pat00081
) is scenario 11(
Figure 112020077401410-pat00082
) will be the parent scenario of Scenario 1(
Figure 112020077401410-pat00083
) is again scenario 5(
Figure 112020077401410-pat00084
) can be a parent scenario.

상관 관계는, 상기 독립 운전 시나리오(

Figure 112020077401410-pat00085
)에 따라 상기 상부 노드(
Figure 112020077401410-pat00086
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00087
) 각각에서의 발전량, 연료비용, 전력 거래량, 전력 비용 또는 부하차단 중 적어도 어느 하나로 정의되며, 제약 조건으로 표시될 수 있다.The correlation is the independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00085
) according to the upper node (
Figure 112020077401410-pat00086
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00087
) is defined as at least one of power generation, fuel cost, power transaction volume, power cost, or load cutoff in each, and may be expressed as a constraint.

마이크로그리드는 미래에 발생할 독립 운전이 정확히 언제 발생하여 얼마나 오래 지속될지 알 수 없다. 즉, 발생가능한 다양한 독립 운전 시나리오들 중에서 현재 진행 중인 시나리오가 정확히 어떤 시나리오인지 아는 것은 불가능하다.Microgrids don't know exactly when future independent operations will occur and how long they will last. That is, it is impossible to know exactly which scenario is currently in progress among various possible independent operation scenarios.

이러한 예측 불가능성을 앞의

Figure 112020077401410-pat00088
시나리오 기법에서 언급한 상부 노드(
Figure 112020077401410-pat00089
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00090
)(부모-자식) 시나리오 사이의 관계식으로 제약조건을 통해 반영할 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따라 제약 조건은, 상기 독립 운전 발생 시 상기 상부 노드(
Figure 112020077401410-pat00091
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00092
)에서의 발전량, 연료비용, 전력 거래량, 전력 비용 또는 부하차단이 아래 표 1과 같이 동일하게 설정될 수 있다.This unpredictability
Figure 112020077401410-pat00088
The upper node (
Figure 112020077401410-pat00089
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00090
) (parent-child) can be reflected through a constraint as a relational expression between scenarios, and according to an embodiment of the present invention, the constraint is,
Figure 112020077401410-pat00091
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00092
), the amount of power generation, fuel cost, power transaction volume, power cost, or load cutoff can be set identically as shown in Table 1 below.

Figure 112020077401410-pat00093
=
Figure 112020077401410-pat00094

Figure 112020077401410-pat00095
=
Figure 112020077401410-pat00096

Figure 112020077401410-pat00097
=
Figure 112020077401410-pat00098

Figure 112020077401410-pat00099
=
Figure 112020077401410-pat00100

Figure 112020077401410-pat00101
=
Figure 112020077401410-pat00102

Figure 112020077401410-pat00103
=
Figure 112020077401410-pat00104

Figure 112020077401410-pat00105
,
Figure 112020077401410-pat00106
,
Figure 112020077401410-pat00107
,
Figure 112020077401410-pat00108
,
Figure 112020077401410-pat00109
,
Figure 112020077401410-pat00110
Figure 112020077401410-pat00111
Figure 112020077401410-pat00112
,
Figure 112020077401410-pat00093
=
Figure 112020077401410-pat00094

Figure 112020077401410-pat00095
=
Figure 112020077401410-pat00096

Figure 112020077401410-pat00097
=
Figure 112020077401410-pat00098

Figure 112020077401410-pat00099
=
Figure 112020077401410-pat00100

Figure 112020077401410-pat00101
=
Figure 112020077401410-pat00102

Figure 112020077401410-pat00103
=
Figure 112020077401410-pat00104

Figure 112020077401410-pat00105
,
Figure 112020077401410-pat00106
,
Figure 112020077401410-pat00107
,
Figure 112020077401410-pat00108
,
Figure 112020077401410-pat00109
,
Figure 112020077401410-pat00110
Figure 112020077401410-pat00111
Figure 112020077401410-pat00112
,
Figure 112020077401410-pat00113
,
Figure 112020077401410-pat00114
,
Figure 112020077401410-pat00115
＼ {
Figure 112020077401410-pat00116
},
Figure 112020077401410-pat00117
,
Figure 112020077401410-pat00118
＼
Figure 112020077401410-pat00119
,
Figure 112020077401410-pat00120
,
Figure 112020077401410-pat00121
,
Figure 112020077401410-pat00122
＼ {
Figure 112020077401410-pat00123
},
Figure 112020077401410-pat00124
,
Figure 112020077401410-pat00125
,
Figure 112020077401410-pat00126
＼ {
Figure 112020077401410-pat00127
},
Figure 112020077401410-pat00128
,
Figure 112020077401410-pat00129
,
Figure 112020077401410-pat00130
＼ {
Figure 112020077401410-pat00131
},
Figure 112020077401410-pat00132
,
Figure 112020077401410-pat00133
,
Figure 112020077401410-pat00134
＼ {
Figure 112020077401410-pat00135
},
Figure 112020077401410-pat00136
,
Figure 112020077401410-pat00137
,
Figure 112020077401410-pat00138
,
Figure 112020077401410-pat00139
Figure 112020077401410-pat00113
,
Figure 112020077401410-pat00114
,
Figure 112020077401410-pat00115
＼ {
Figure 112020077401410-pat00116
},
Figure 112020077401410-pat00117
,
Figure 112020077401410-pat00118
＼
Figure 112020077401410-pat00119
,
Figure 112020077401410-pat00120
,
Figure 112020077401410-pat00121
,
Figure 112020077401410-pat00122
＼ {
Figure 112020077401410-pat00123
},
Figure 112020077401410-pat00124
,
Figure 112020077401410-pat00125
,
Figure 112020077401410-pat00126
＼ {
Figure 112020077401410-pat00127
},
Figure 112020077401410-pat00128
,
Figure 112020077401410-pat00129
,
Figure 112020077401410-pat00130
＼ {
Figure 112020077401410-pat00131
},
Figure 112020077401410-pat00132
,
Figure 112020077401410-pat00133
,
Figure 112020077401410-pat00134
＼ {
Figure 112020077401410-pat00135
},
Figure 112020077401410-pat00136
,
Figure 112020077401410-pat00137
,
Figure 112020077401410-pat00138
,
Figure 112020077401410-pat00139

제약 조건은, 부모 노드와 자식 노드 즉, 상부 노드(

Figure 112020077401410-pat00140
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00141
) 각각에서의 시나리오에서 동일한 값으로 설정될 수 있음을 의미한다.A constraint is a parent node and a child node, i.e., the parent node (
Figure 112020077401410-pat00140
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00141
) means that it can be set to the same value in each scenario.

(여기서,

Figure 112020077401410-pat00142
:(특정)독립 운전 시나리오,
Figure 112020077401410-pat00143
:독립 운전 발생 시간,
Figure 112020077401410-pat00144
:발전량,
Figure 112020077401410-pat00145
:독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00146
)의 발생 확률,
Figure 112020077401410-pat00147
:마이크로그리드 내부 발전설비의 연료비용,
Figure 112020077401410-pat00148
:발전기의 발전량,
Figure 112020077401410-pat00149
:시간
Figure 112020077401410-pat00150
에서 발전기가 시작되는 경우 1, 아니면 0으로 설정되는 값,
Figure 112020077401410-pat00151
:시간
Figure 112020077401410-pat00152
에서 상위 전력시장에서 거래되는 전력 가격,
Figure 112020077401410-pat00153
:독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00154
)에 대해 시간
Figure 112020077401410-pat00155
에서 상위 전력시장과 마이크로그리드 사이에서 체결되는 전력 거래량,
Figure 112020077401410-pat00156
Figure 112020077401410-pat00157
:독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00158
)에 대해 시간
Figure 112020077401410-pat00159
에서 마이크로그리드 내부에 발생하는 부하차단)(here,
Figure 112020077401410-pat00142
: (specific) independent driving scenarios,
Figure 112020077401410-pat00143
: Independent driving occurrence time,
Figure 112020077401410-pat00144
: power generation,
Figure 112020077401410-pat00145
:Independent Driving Scenario (
Figure 112020077401410-pat00146
) the probability of occurrence,
Figure 112020077401410-pat00147
: Fuel cost of power generation facilities inside the microgrid,
Figure 112020077401410-pat00148
: the amount of power generated by the generator,
Figure 112020077401410-pat00149
:hour
Figure 112020077401410-pat00150
A value set to 1 if the generator is started at , otherwise 0,
Figure 112020077401410-pat00151
:hour
Figure 112020077401410-pat00152
electricity price traded in the top electricity market in
Figure 112020077401410-pat00153
:Independent Driving Scenario (
Figure 112020077401410-pat00154
) about time
Figure 112020077401410-pat00155
power transaction volume between the upper power market and the microgrid in
Figure 112020077401410-pat00156
Figure 112020077401410-pat00157
:Independent Driving Scenario (
Figure 112020077401410-pat00158
) about time
Figure 112020077401410-pat00159
cut off the load occurring inside the microgrid in

즉, 각각의 제약조건들은 독립 운전 시나리오 중 자식 시나리오에서만 발생하는 미래의 독립 운전이 실제로 발생하기 전까지는 독립 운전의 발생여부를 모른 상태로 운전을 해야하기 때문에 자식세대와 부모세대의 발전량/전력거래량/충방전량 등이 모두 동일해야 하는 것을 의미한다.That is, each constraint requires driving without knowing whether independent driving will occur until future independent driving that occurs only in the child scenario among independent driving scenarios actually occurs. /means that the charge/discharge amount should all be the same.

일반적으로 일간 발전기 기동정지계획(Unit Commitment, UC)의 최적화 문제에 고려되는 목적함수 및 제약조건을 기본으로 하며, 독립 운전 시나리오에 따라 변화하는 비용을 확률적으로 고려하기 위해 목적함수에 시나리오 변수 및 시나리오 발생확률을 포함시켜 아래와 같이 운영 비용을 산출할 수 있다.In general, it is based on the objective function and constraints considered in the optimization problem of the daily generator startup and shutdown plan (Unit Commitment, UC). Including the probability of occurrence of the scenario, the operating cost can be calculated as follows.

상기 운영 비용을 산출하는 단계는, 아래의 수학식1로 표현할 수 있다.The step of calculating the operating cost can be expressed by Equation 1 below.

Figure 112020077401410-pat00160
Figure 112020077401410-pat00160

수학식 1로 표현되는 목적함수에 상기 스케줄링 정보를 입력하여 비용을 산출할 수 있다.The cost may be calculated by inputting the scheduling information into the objective function expressed by Equation 1.

(여기서,

Figure 112020077401410-pat00161
:(특정)독립 운전 시나리오,
Figure 112020077401410-pat00162
:독립 운전 발생 시간,
Figure 112020077401410-pat00163
:발전량,
Figure 112020077401410-pat00164
:독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00165
)의 발생 확률,
Figure 112020077401410-pat00166
:마이크로그리드 내부 발전설비의 연료비용,
Figure 112020077401410-pat00167
:발전기의 발전량,
Figure 112020077401410-pat00168
:시간
Figure 112020077401410-pat00169
에서 발전기가 시작되는 경우 1, 아니면 0으로 설정되는 값,
Figure 112020077401410-pat00170
:시간
Figure 112020077401410-pat00171
에서 상위 전력시장에서 거래되는 전력 가격,
Figure 112020077401410-pat00172
:독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00173
)에 대해 시간
Figure 112020077401410-pat00174
에서 상위 전력시장과 마이크로그리드 사이에서 체결되는 전력 거래량,
Figure 112020077401410-pat00175
Figure 112020077401410-pat00176
:독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00177
)에 대해 시간
Figure 112020077401410-pat00178
에서 마이크로그리드 내부에 발생하는 부하차단)(here,
Figure 112020077401410-pat00161
: (specific) independent driving scenarios,
Figure 112020077401410-pat00162
: Independent driving occurrence time,
Figure 112020077401410-pat00163
: power generation,
Figure 112020077401410-pat00164
:Independent Driving Scenario (
Figure 112020077401410-pat00165
) the probability of occurrence,
Figure 112020077401410-pat00166
: Fuel cost of power generation facilities inside the microgrid,
Figure 112020077401410-pat00167
: the amount of power generated by the generator,
Figure 112020077401410-pat00168
:hour
Figure 112020077401410-pat00169
A value set to 1 if the generator is started at , otherwise 0,
Figure 112020077401410-pat00170
:hour
Figure 112020077401410-pat00171
electricity price traded in the top electricity market in
Figure 112020077401410-pat00172
:Independent Driving Scenario (
Figure 112020077401410-pat00173
) about time
Figure 112020077401410-pat00174
power transaction volume between the upper power market and the microgrid in
Figure 112020077401410-pat00175
Figure 112020077401410-pat00176
:Independent Driving Scenario (
Figure 112020077401410-pat00177
) about time
Figure 112020077401410-pat00178
cut off the load occurring inside the microgrid in

평균 운영비용average operating cost 최대 운영비용maximum operating cost 평균 부하차단량
[MWh/day]Average load shedding
[MWh/day] 제안하는 방법how to suggest 100100 226226 0.090.09 기존 방법1
(예비력10%)Existing method 1
(Reserve 10%) 111111 493493 3.033.03 기존 방법1
(예비력20%)Existing method 1
(reserve 20%) 110110 461461 1.621.62

즉, 본 발명을을 통해 평균적으로 마이크로그리드 내 부하차단이 발생하는 경우를 줄일 수 있다. 또한, 위 표 2와 같이 독립 운전의 위험을 고려하여 마이크로그리드의 발전자원 및 전력거래량을 스케쥴링할 경우, 일반적인 단순 예비력 확보를 통한 수동적 대응에 비해 평균 비용과 최대비용 측면에서 모두 효과적인 것을 확인할 수 있다.That is, through the present invention, it is possible to reduce the occurrence of load cutoff in the microgrid on average. In addition, as shown in Table 2 above, when scheduling the generation resources and power transaction volume of the microgrid in consideration of the risk of independent operation, it can be confirmed that it is effective in both average cost and maximum cost compared to passive response through general simple reserve power. .

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.Although the present invention has been described in detail through representative embodiments above, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention with respect to the above-described embodiments. will be. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should be defined by all changes or modifications derived from the claims and equivalent concepts as well as the claims to be described later.

Claims (7)

이산적이고 불확실하게 발생하는 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법에 있어서,
상기 마이크로그리드로부터 계획기간(
Figure 112022030757921-pat00179
) 동안 운영되는 복수의 스케줄링 정보를 수집하는 단계;
상기 스케줄링 정보를 이용하여 시간에 따라 불확실하게 변화하는 운영 비용을 예측하기 위한 목적함수 및 제약조건을 산출하고 상기 목적함수 및 제약조건을적용하여 상기 마이크로그리드 내의 상부 노드(
Figure 112022030757921-pat00180
)와 하부 노드(
Figure 112022030757921-pat00181
)의 전력에 대한 상관관계(
Figure 112022030757921-pat00182
)를 규정하여 복수의 독립 운전 시나리오(
Figure 112022030757921-pat00183
)를 설정하는 단계; 및
상기 독립 운전 시나리오에 따라 변화하는 비용을 확률적으로 고려하여 상기 독립 운전의 발생으로 인해 생성되는 운영 비용을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 상부 노드(
Figure 112022030757921-pat00184
)와 하부 노드(
Figure 112022030757921-pat00185
)의 상관관계를 상기 독립 운전 시나리오(
Figure 112022030757921-pat00186
)에 따라 발생하는 각각의 비용의 총합으로 산출하여 상기 운영 비용을 최소화하는 것을 특징으로 하며,
상기 운영 비용을 산출하는 단계는,
수학식
Figure 112022030757921-pat00231

로 표현되는 목적함수에 상기 스케줄링 정보를 입력하는 단계를 더 포함하며,
(여기서,
Figure 112022030757921-pat00232
:(특정)독립 운전 시나리오,
Figure 112022030757921-pat00233
:독립 운전 발생 시간,
Figure 112022030757921-pat00234
:발전량,
Figure 112022030757921-pat00235
:독립 운전 시나리오(
Figure 112022030757921-pat00236
)의 발생 확률,
Figure 112022030757921-pat00237
:마이크로그리드 내부 발전설비의 연료비용,
Figure 112022030757921-pat00238
:발전기의 발전량,
Figure 112022030757921-pat00239
:시간
Figure 112022030757921-pat00240
에서 발전기가 시작되는 경우 1, 아니면 0으로 설정되는 값,
Figure 112022030757921-pat00241
:시간
Figure 112022030757921-pat00242
에서 상위 전력시장에서 거래되는 전력 가격,
Figure 112022030757921-pat00243
:독립 운전 시나리오(
Figure 112022030757921-pat00244
)에 대해 시간
Figure 112022030757921-pat00245
에서 상위 전력시장과 마이크로그리드 사이에서 체결되는 전력 거래량,
Figure 112022030757921-pat00246
Figure 112022030757921-pat00247
:독립 운전 시나리오(
Figure 112022030757921-pat00248
)에 대해 시간
Figure 112022030757921-pat00249
에서 마이크로그리드 내부에 발생하는 부하차단)
상기 제약 조건은,
상기 독립 운전 발생 시 상기 상부 노드(
Figure 112022030757921-pat00250
)와 하부 노드(
Figure 112022030757921-pat00251
)에서의 발전량, 연료비용, 전력 거래량, 전력 비용, 부하차단 및 충방전량이 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법.
In the microgrid optimal scheduling method considering discrete and uncertain independent operation,
From the microgrid, the planning period (
Figure 112022030757921-pat00179
) collecting a plurality of scheduling information operated during;
The upper node (
Figure 112022030757921-pat00180
) and subnodes (
Figure 112022030757921-pat00181
) to the power of (
Figure 112022030757921-pat00182
) to define multiple independent operation scenarios (
Figure 112022030757921-pat00183
) to set; and
Calculating the operating cost generated due to the occurrence of the independent operation by probabilistically considering the cost that varies according to the independent operation scenario,
the upper node (
Figure 112022030757921-pat00184
) and subnodes (
Figure 112022030757921-pat00185
) was correlated with the independent driving scenario (
Figure 112022030757921-pat00186
), characterized in that the operating cost is minimized by calculating the total of each cost incurred according to the
Calculating the operating cost comprises:
formula
Figure 112022030757921-pat00231

Further comprising the step of inputting the scheduling information into the objective function expressed as,
(here,
Figure 112022030757921-pat00232
: (specific) independent driving scenarios,
Figure 112022030757921-pat00233
: Independent driving occurrence time,
Figure 112022030757921-pat00234
: power generation,
Figure 112022030757921-pat00235
:Independent Driving Scenario (
Figure 112022030757921-pat00236
) the probability of occurrence,
Figure 112022030757921-pat00237
: Fuel cost of power generation facilities inside the microgrid,
Figure 112022030757921-pat00238
: the amount of power generated by the generator,
Figure 112022030757921-pat00239
:hour
Figure 112022030757921-pat00240
A value set to 1 if the generator is started at , otherwise 0,
Figure 112022030757921-pat00241
:hour
Figure 112022030757921-pat00242
electricity price traded in the top electricity market in
Figure 112022030757921-pat00243
:Independent Driving Scenario (
Figure 112022030757921-pat00244
) about time
Figure 112022030757921-pat00245
power transaction volume between the upper power market and the microgrid in
Figure 112022030757921-pat00246
Figure 112022030757921-pat00247
:Independent Driving Scenario (
Figure 112022030757921-pat00248
) about time
Figure 112022030757921-pat00249
cut off the load that occurs inside the microgrid in
The above constraint is
When the independent operation occurs, the upper node (
Figure 112022030757921-pat00250
) and subnodes (
Figure 112022030757921-pat00251
), a microgrid optimal scheduling method considering independent operation, characterized in that the amount of power generation, fuel cost, power transaction volume, power cost, load cut-off and charge/discharge amount are set to be the same.
 제 1 항에 있어서,
상기 독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00187
)를 설정하는 단계는,
상기 계획기간(
Figure 112020077401410-pat00188
)을 설정하는 단계;
상기 계획기간(
Figure 112020077401410-pat00189
) 내에서 상기 독립 운전의 발생 여부 횟수를 판단하는 누적횟수(
Figure 112020077401410-pat00190
)를 설정하는 단계; 및
상기 누적횟수(
Figure 112020077401410-pat00191
)에 따라 상기 독립 운전의 발생 또는 미발생하는 경우의 수를 산출하는 단계를 포함하는 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법.
The method of claim 1,
The independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00187
) to set the steps,
The above planning period (
Figure 112020077401410-pat00188
) to set;
The above planning period (
Figure 112020077401410-pat00189
) the cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00190
) to set; and
The cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00191
) according to the microgrid optimal scheduling method in consideration of independent operation, comprising the step of calculating the number of occurrences or non-occurrence of the independent operation.
 제 2 항에 있어서,
상기 경우의 수를 산출하는 단계는,
상기 누적횟수(
Figure 112020077401410-pat00192
)에 따라 상기 독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00193
)의 발생 또는 미발생을 조합하여 트리 형태로 나열하는 것을 특징으로 하는 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법.
3. The method of claim 2,
The step of calculating the number of cases is,
The cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00192
) according to the above independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00193
), a microgrid optimal scheduling method considering independent operation, characterized in that it is arranged in a tree form by combining occurrences or non-occurrences.
 제 2 항에 있어서,
상기 누적횟수(
Figure 112020077401410-pat00194
)는,
상기 독립 운전이 미발생되는 0보다 크거나 같고 상기 계획기간(
Figure 112020077401410-pat00195
)보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법.
3. The method of claim 2,
The cumulative number of times (
Figure 112020077401410-pat00194
)Is,
greater than or equal to 0 in which the independent operation does not occur, the planned period (
Figure 112020077401410-pat00195
) is less than or equal to the microgrid optimal scheduling method considering independent operation.
 제 1 항에 있어서,
상기 상관 관계는,
상기 독립 운전 시나리오(
Figure 112020077401410-pat00196
)에 따라 상기 상부 노드(
Figure 112020077401410-pat00197
)와 하부 노드(
Figure 112020077401410-pat00198
) 각각에서의 발전량, 연료비용, 전력 거래량, 전력 비용 또는 부하차단 중 적어도 어느 하나로 정의되는 제약 조건인 것을 특징으로 하는 독립 운전을 고려한 마이크로그리드 최적 스케쥴링 방법.
The method of claim 1,
The correlation is
The independent driving scenario (
Figure 112020077401410-pat00196
) according to the upper node (
Figure 112020077401410-pat00197
) and subnodes (
Figure 112020077401410-pat00198
) A microgrid optimal scheduling method considering independent operation, characterized in that it is a constraint defined by at least one of power generation, fuel cost, power transaction volume, power cost, or load shedding in each.
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