KR102445147B1 - 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템 및 방법 - Google Patents

오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템 및 방법이 개시된다. 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템은 자원 프로바이더(Resource Provider)로부터의 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원을 등록하는 데이터베이스와, 컨슈머(Consumer)로부터의 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청으로부터 요구 파워량을 확인하고, 상기 데이터베이스에 등록된 분산 에너지 자원에 해당하는 공급 파워량을 확인하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 요구 파워량과 상기 공급 파워량에 기초하여 할당 파워량을 계산하고, 상기 계산된 할당 파워량에 해당하는 에너지를 상기 컨슈머에 제공할 수 있다.

Description

오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ALLOCATING POWER FOR BLACKOUT PREVENTION IN OFF GRID}
본 발명의 실시예들은 자원 프로바이더로부터 제공된 분산 에너지 자원의 공급 파워량에 기초하여, 최적의 파워량을 컨슈머(Consumer)에 할당하여, 오프 그리드에서 블랙아웃 발생을 방지하는 파워 할당 시스템 및 방법에 관한 것이다.
기존의 분산된 에너지 자원에서 생산된 파워를 이용하기 위해서는 컨슈머(Consumer, 수용가)가 필요한 파워량 만큼 제공하는 방식이었고, 생산된 파워량이 요구하는 파워량보다 적게 되면, 컨슈머에게 제공하지 못하거나 또는 오프 그리드 자체에서 블랙아웃(Blackout)이 발생할 수 있다.
특히, 이러한 종래의 오프 그리드 분산 에너지 자원에서 생산된 파워의 효율적 할당을 위해서는 최대 및 최소의 요구 파워가 필요한 컨슈머에게 최적의 파워를 할당해 주어야 하는데, 블랙아웃 발생을 방지하기 위한 파워 할당이 고려되지 못하고 있다. 즉, 블랙아웃 발생 방지에 탁월하도록 가용한 분산 자원의 파워를 컨슈머에게 최적으로 파워 할당할 수 있도록 분산 자원 파워 할당 시스템이 구축되어야 한다. 특히 이종의 분산 에너지 자원과 넓은 지역에 무수히 설치되어 있는 분산 에너지 자원의 파워를 컨슈머에게 할당할 수 있는 시스템 구축이 중요하다.
따라서, 이러한 다양한 분산 자원에서 생산되는 파워를 블랙아웃(Blackout)이 발생하지 않도록 컨슈머에서 파워를 최적으로 할당받아 가용도를 높일 수 있는 분산 자원 파워 할당 시스템을 제공하고, 효율적인 파워 제공이 이루어지고 관리될 수 있는 개선된 분산 자원의 파워 할당 제공 관리 인프라가 구축되어야 할 필요가 있다.
본 발명은 오프 그리드에서 분산 에너지 자원의 파워량에 기초하여, 블랙아웃 발생을 방지하기 위한 최적의 파워량을 컨슈머에 제공 함으로써, 컨슈머의 만족도를 최대화하면서, 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 하는 파워 할당 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루기 위한, 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템은 자원 프로바이더(Resource Provider)로부터의 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원을 등록하는 데이터베이스와, 컨슈머(Consumer)로부터의 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청으로부터 요구 파워량을 확인하고, 상기 데이터베이스에 등록된 분산 에너지 자원에 해당하는 공급 파워량을 확인하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 요구 파워량과 상기 공급 파워량에 기초하여 할당 파워량을 계산하고, 상기 계산된 할당 파워량에 해당하는 에너지를 상기 컨슈머에 제공할 수 있다.
복수의 컨슈머로부터 에너지 요청을 수신하면, 상기 프로세서는 상기 에너지 요청 각각으로부터 확인한 요구 파워량을 합산하고, 상기 합산된 요구 파워량이, 상기 공급 파워량을 초과하는 경우, 각 컨슈머에 대해, 상기 요구 파워량 보다 작은 파워량을 할당 파워량으로 각각 계산하되, 각 할당 파워량의 합이, 상기 공급 파워량을 초과하지 않는 범위 내에서, 상기 요구 파워량에 비례한 조절치 만큼 작게 상기 할당 파워량을 계산할 수 있다.
복수의 컨슈머로부터 에너지 요청을 수신하면, 상기 프로세서는 상기 에너지 요청 각각으로부터 확인한 복수의 요구 파워량으로부터 균형 요구 파워량을 계산하고, 상기 균형 요구 파워량으로부터 선정된 범위 이내에 있는 n개의 요구 파워량을 선별하여 합산하되, 상기 합산된 요구 파워량이, 상기 공급 파워량을 초과하는 경우, 상기 복수의 컨슈머로부터의 모든 에너지 요청을 무효화할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율이, 기준치를 초과하는 경우, 설정된 파워량을, 상기 할당 파워량으로 계산하고, 상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율이, 상기 기준치를 초과하지 않는 경우, 상기 요구 파워량을, 상기 할당 파워량으로 계산할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 컨슈머에서의 에너지에 대한 누적 요구 횟수 및 상기 누적 요구 파워량으로부터 평균 요구 파워량을 산출하고, 상기 확인된 요구 파워량이, 상기 산출된 평균 요구 파워량 보다 설정치 이상 클 경우, 상기 평균 요구 파워량을 상기 할당 파워량으로 계산하며, 상기 확인된 요구 파워량이, 상기 산출된 평균 요구 파워량 보다 상기 설정치 이상 크지 않을 경우, 상기 요구 파워량을, 상기 할당 파워량으로 계산할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 오프 그리드에서 분산 에너지 자원의 파워량에 기초하여, 블랙아웃 발생을 방지하기 위한 최적의 파워량을 컨슈머에 제공 함으로써, 컨슈머의 만족도를 최대화하면서, 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템을 포함하는 네트워크의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템을 포함하는 네트워크의 다른 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템을 포함하는 네트워크의 일례를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 네트워크(100)는 분산 에너지 자원 콘트롤러(Distributed Energy Resource Controller)(101), 자원 프로바이더(Resource Provider)(103), 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템(이하, 'BPPA(Blackout Prevention Power Allocation) 시스템'으로 칭함)(105) 및 컨슈머(Consumer)(107)를 포함할 수 있다.
분산 에너지 자원 콘트롤러(101)는 컨슈머(107)(수용가)에 에너지를 공급할 수 있는 분산 에너지 자원을 네트워크로 연동하여 제어하고, 제어된 분산 에너지 자원을 자원 프로바이더(103)에 제공할 수 있다.
자원 프로바이더(103)는 가용할 분산 에너지 자원등록 요청을 BPPA 시스템(105)에 전송할 수 있다.
BPPA 시스템(105)은 자원 프로바이더(103)로부터의 분산 에너지 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원을 등록하고, 등록된 분산 에너지 자원을 컨슈머(107)에 할당할 수 있다.
이때, BPPA 시스템(105)은 컨슈머(107)로부터 에너지 요청을 수신하면, 컨슈머(107)에서의 에너지에 대한 요구 횟수 및 요구 파워량(파라미터)을 평가한 후, 평가한 요구 횟수 및 요구 파워량을 히스토리(History) 정보로 프로파일링(Profiling)하고, 히스토리 정보를 분석할 수 있다. 즉, BPPA 시스템(105)은 컨슈머(107)로부터 에너지 요청에 따라, 컨슈머(107)에서의 에너지에 대한 누적 요구 횟수 및 상기 누적 요구 파워량을 확인하고, 이를 업데이트할 수 있다.
BPPA 시스템(105)은 히스토리 정보에 대한 분석이 완료되면, 각각의 컨슈머(107) 별로 블랙아웃(Blackout)이 발생하지 않는 한도 내에서, 최적의 파워 할당량을 계산하고, 상기 계산된 최적의 파워 할당량에 대응하는 최적 파워를, 필요 에너지로서 각 컨슈머(107)에 제공할 수 있다. 즉, BPPA 시스템(105)은 가용할 분산 에너지 자원 및 필요 에너지 요구에 대비하여, 할당할 수 있는 최적의 파워 할당량을 리스트 업(list up)하고, 리스트 업한 최적의 파워 할당량에 따라, 각 컨슈머(107)에게 파워를 제공할 수 있다.
즉, BPPA 시스템은 분산 에너지 자원을 등록하여 가용할 수 있도록 분산 자원을 관리하고, 컨슈머(Consumer)가 필요한 파워를 요구할 경우에 요구 횟수, 요구 파워량에 대한 확률 밀도 함수를 정의한 후, 정의된 확률 밀도 함수를 기반으로 누적 확률 함수를 정의할 수 있다.
또한, BPPA 시스템은 오프 그리드에서 제공할 수 있는 평균 파워량을 주어진다고 가정하고, 오프 그리드가 컨슈머(Consumer)에게 전송할 수 있는 요구된 평균 파워를 계산할 수 있다. 여기서, BPPA 시스템은 오프 그리드의 파워 소비로부터 분산 자원에서의 파워 생산과 컨슈머로 파워 할당 간의 관계를 함수로 설정할 수 있다. 그리고, 생산된 파워의 공급이 부족할 경우에는 컨슈머에게 전송할 수 있는 파워는 감소되어야 한다. 따라서, BPPA 시스템은 오프 그리드의 블랙아웃(Blackout) 확률에서, 생산된 파워보다 컨슈머가 요구하는 파워가 더 많은 경우를 고려할 수 있다. 이를 기반으로, BPPA 시스템은 Blackout Prevention-inspired Utility Function (BPUF)을 정의할 수 있다. BPPA 시스템은 정의된 BPUF가 최대가 될 수 있도록 Objective Function을 정의할 수 있다. 이때, 컨슈머에 할당되는 파워는 분산 자원으로부터 생산된 파워보다 적어야 하고, 분산 자원으로부터 생산되는 파워가 컨슈머가 요구하는 파워량보다는 많아야 하는 조건(Constraints)를 만족해야 한다. 따라서, BPPA 시스템은 BPUF를 극대화하면서 컨슈머(Consumer)의 만족도를 최적화할 수 있는 파워 할당을 제공할 수 있다.
한편, BPPA 시스템(105)은 파워 제공에 기여한 자원 프로바이더(103)에 파워 제공 기여도에 따른 보상 포인트(Reward Point)를 제공할 수 있다.
컨슈머(107)는 분산 에너지 자원의 사용을 위해, 에너지 요청을 BPPA 시스템(105)에 전송하여, BPPA 시스템(105)로부터 에너지를 제공받을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템(200)은 인터페이스부(201), 프로세서(203) 및 데이터베이스(205)를 포함할 수 있다.
인터페이스부(201)는 자원 프로바이더(Resource Provider)로부터의 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원을 데이터베이스(205)에 등록할 수 있다.
프로세서(203)는 컨슈머(Consumer)로부터의 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청으로부터 요구 파워량을 확인하고, 데이터베이스(205)에 등록된 분산 에너지 자원에 해당하는 공급 파워량을 확인할 수 있다. 이후, 프로세서(203)는 상기 요구 파워량과 상기 공급 파워량에 기초하여 할당 파워량을 계산하고, 상기 계산된 할당 파워량에 해당하는 에너지를 상기 컨슈머에 제공할 수 있다.
상기 할당 파워량 계산시, 프로세서(103)는 복수의 컨슈머로부터 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청 각각으로부터 확인한 요구 파워량을 합산하고, 상기 합산된 요구 파워량이, 상기 공급 파워량을 초과하는 경우, 각 컨슈머에 대해, 상기 요구 파워량 보다 작은 파워량을 할당 파워량으로 각각 계산하되, 각 할당 파워량의 합이, 상기 공급 파워량을 초과하지 않는 범위 내에서, 상기 요구 파워량에 비례한 조절치 만큼 작게 상기 할당 파워량을 계산할 수 있다.
예컨대, 프로세서(103)는 제1 내지 제3 컨슈머로부터 수신된 각 에너지 요청에서, 요구 파워량으로서, '50', '30', '40'이 확인되면, 각 요구 파워량을 합산한 총 요구 파워량('120')과 공급 파워량을 비교할 수 있다. 프로세서(103)는 공급 파워량이 '100'일 경우, 총 요구 파워량('120')이 상기 공급 파워량을 초과 함에 따라, 각 할당 파워량의 합이, 상기 공급 파워량을 초과하지 않는 범위 내에서, 각 요구 파워량 보다 작게 할당 파워량을 계산할 수 있다. 즉, 프로세서(103)는 각 할당 파워량의 합('96'=40+24+32)이, 상기 공급 파워량을 초과하지 않도록, 상기 요구 파워량에 비례한 조절치(20%) 만큼 작게, 각 컨슈머에 대응하는 할당 파워량('40', '24, '32')을 계산할 수 있다.
또한, 프로세서(103)는 복수의 컨슈머로부터 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청 각각으로부터 확인한 복수의 요구 파워량으로부터 균형 요구 파워량을 계산하고, 상기 균형 요구 파워량으로부터 선정된 범위 이내에 있는 n개의 요구 파워량을 선별하여 합산하되, 상기 합산된 요구 파워량이, 상기 공급 파워량을 초과하는 경우, 상기 복수의 컨슈머로부터의 모든 에너지 요청을 무효화할 수 있다.
다른 일례로서, 프로세서(103)는 상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율이, 기준치를 초과하는 경우, 설정된 파워량을, 상기 할당 파워량으로 계산하고, 상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율이, 상기 기준치를 초과하지 않는 경우, 상기 요구 파워량을, 상기 할당 파워량으로 계산할 수 있다.
또 다른 일례로서, 프로세서(103)는 상기 컨슈머에서의 에너지에 대한 누적 요구 횟수 및 상기 누적 요구 파워량으로부터 평균 요구 파워량을 산출한 후, 상기 확인된 요구 파워량이, 상기 산출된 평균 요구 파워량 보다 설정치 이상 클 경우, 상기 평균 요구 파워량을 상기 할당 파워량으로 계산하고, 상기 확인된 요구 파워량이, 상기 산출된 평균 요구 파워량 보다 상기 설정치 이상 크지 않을 경우, 상기 요구 파워량을, 상기 할당 파워량으로 계산할 수 있다.
프로세서(103)는 컨슈머에서 필요로 하는 요구 파워량과 컨슈머에 공급할 수 있는 공급 파워량에 기초하여, 최적의 할당 파워량을 계산하고, 할당 파워량에 대응하는 에너지를 상기 컨슈머에 제공 함으로써, 블랙아웃을 방지하고, 컨슈머의 만족도를 최대화하면서, 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 한다.
데이터베이스(105)는 자원 프로바이더로부터의 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원을 등록할 수 있다.
이하, BPPA 시스템(200)에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 과정을 설명한다.
먼저, 컨슈머(Consumer_i)가 고정된 시간 간격에서 파워를 요구하는 횟수를
Figure 112017085164163-pat00001
라고 할 때, 확률 변수
Figure 112017085164163-pat00002
의 확률 밀도 함수가
Figure 112017085164163-pat00003
구간에 균등하게 분포되어 있다고 가정하면, 확률 변수
Figure 112017085164163-pat00004
의 확률 밀도 함수(
Figure 112017085164163-pat00005
)는 [수학식 1]과 같이, 나타낼 수 있다.
Figure 112017085164163-pat00006
또한, 누적 밀도 함수는 [수학식 2]와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112017085164163-pat00007
그리고, 컨슈머(Consumer_i)의 평균 파워 요구량은
Figure 112017085164163-pat00008
로 정의한다. 여기서,
Figure 112017085164163-pat00009
Figure 112017085164163-pat00010
는 상수 파워 크기를 의미한다. 따라서, 컨슈머(Consumer_i)의 평균 파워 요구량을 제공하기 위한 요구 전송 파워량은 [수학식 3]과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112017085164163-pat00011
여기서,
Figure 112017085164163-pat00012
는 부하 의존적인 파워 소비의 기울기,
Figure 112017085164163-pat00013
는 파워 전송선의 개수,
Figure 112017085164163-pat00014
는 최소 운용에서의 파워 소비,
Figure 112017085164163-pat00015
는 고정 파워 소비,
Figure 112017085164163-pat00016
는 고정 파워 소비의 일부,
Figure 112017085164163-pat00017
는 컨슈머(Consumer_i)의 최대 가용 파워를 의미한다.
또한, 분산 에너지 자원 콘트롤러(DER Controller)로부터 공급되는
Figure 112017085164163-pat00018
과 전송 파워
Figure 112017085164163-pat00019
Figure 112017085164163-pat00020
의 관계는 입력 전송 파워함수로 나타낼 수 있고, [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112017085164163-pat00021
단, 파워 공급의 부족이 발생할 경우에 전송 파워
Figure 112017085164163-pat00022
는 감소되어야 한다. 그러므로, 파워 블랙아웃(PB)을 감소하기 위한 PB 확률을 [수학식 5]와 같이 계산할 수 있다.
Figure 112017085164163-pat00023
여기서, 분산 에너지 자원의 파워 할당을 위해서는 BPPA 시스템 관점에서 소셜 웰페어(Social Welfare)의 개념하에 모든 컨슈머(Consumer_i)의 만족도를 최대화하는 관점으로 고려한다. 이러한 관점에서
Figure 112017085164163-pat00024
는 컨슈머(Consumer_i)의 만족도를 의미한다. 그리고, BPPA Utility Function은
Figure 112017085164163-pat00025
와 같이 정의할 수 있고, 분산 에너지 자원 콘트롤러(DER Controller)에서 컨슈머(Consumer_i)로의 파워 할당 벡터는
Figure 112017085164163-pat00026
이다. 결과적으로, 컨슈머(Consumer_i)의 만족도를 의미하는
Figure 112017085164163-pat00027
는 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112017085164163-pat00028
즉,
Figure 112017085164163-pat00029
는 Weighting Factor,
Figure 112017085164163-pat00030
은 컨슈머(Consumer_i)의 파워 소비를 위한 요구량,
Figure 112017085164163-pat00031
는 컨슈머(Consumer_i) 소유의 ESS 용량에서 가용 파워 공급을 의미한다. 그러므로, [수학식 7]은 본 모델에서의 소셜 웰페어(Social Welfare)이다.
Figure 112017085164163-pat00032
여기서, 효용함수(Utility Function)의 조건(Constraints)를 정의하여야 하는데, 우선 [수학식 8]과 같이, 컨슈머(Consumer_i)로의 파워 공급은 전체 생산량 이하로 정의될 수 있다.
Figure 112017085164163-pat00033
또한, [수학식 9]와 같이, 파워 할당
Figure 112017085164163-pat00034
을 위한 전송 파워는 컨슈머(Consumer_i)의 평균 파워량 요구 횟수에 따른 요구 전송 파워 이하일 수 있다.
Figure 112017085164163-pat00035
따라서, 모든 컨슈머(Consumer_i)들에게 파워를 최대로 할당하는 정책은 [수학식 10]과 같다.
Figure 112017085164163-pat00036
그러므로, [수학식 9]의 최적화 문제를 풀면, 최적 파워 할당은 [수학식 11]과 같이 결정될 수 있다.
Figure 112017085164163-pat00037
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템을 포함하는 네트워크의 다른 일례를 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 네트워크(300)는 자원 프로바이더(Resource Provider)(301), BPPA 시스템(303) 및 컨슈머(Consumer)(305)를 포함할 수 있다.
자원 프로바이더(301)는 가용할 분산 에너지 자원등록 요청을 BPPA 시스템(303)에 전송할 수 있다.
BPPA 시스템(303)은 자원 프로바이더(301)로부터의 분산 에너지 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원을 등록하고, 등록된 분산 에너지 자원을 컨슈머(305)에 할당할 수 있다.
구체적으로, BPPA 시스템(303)은 컨슈머(305)의 요구 파워량에 따라, 블랙아웃 방지 팩터(BPF)를 등록하고, 이를 히스토리(History) 정보로 프로파일링(Profiling)하여 관리할 수 있다.
BPPA 시스템(303)은 여러 컨슈머(305)로부터 필요 에너지에 대한 요청을 수신하면, 각각의 컨슈머(305)의 요구 파워량과 블랙아웃 방지 확률을 분석하여, 최적의 파워 할당량 각각 계산하고, 각 컨슈머(305)에게 상기 계산된 최적의 파워 할당량에 대응하는 최적 파워를 제공할 수 있다.
컨슈머(305)는 필요 에너지에 대한 요청을 BPPA 시스템(303)에 전송하여, BPPA 시스템(303)로부터 에너지를 제공받을 수 있다.
컨슈머(Consumer)의 관점에서 보면 요구 파워량 대비 필요 파워량을 블랙아웃 방지 요소(BPF: Blackout Prevention Factor)에 비례하여 파워 할당을 할 수 있고, 자원 프로바이더(Resource Provider1)의 블랙아웃 방지(BP: Blackout Prevention) 파워 비율 만큼의 최적 파워 할당을 받을 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 방법을 나타내는 흐름도이다. 여기서, 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 방법은 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템(BPPA(Blackout Prevention Power Allocation) 시스템)에 의해 구현될 수 있다.
도 4를 참조하면, 단계(401)에서, BPPA 시스템은 자원 프로바이더로부터의 분산 에너지 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원을 데이터베이스에 등록할 수 있다.
단계(403)에서, BPPA 시스템은 컨슈머(Consumer)로부터의 에너지 요청을 수신하면, 상기 등록된 분산 에너지 자원에 기초하여 컨슈머에 할당할 할당 파워량을 계산할 수 있다. 이때, BPPA 시스템은 상기 에너지 요청으로부터 요구 파워량을 확인하고, 상기 데이터베이스에 등록된 분산 에너지 자원에 해당하는 공급 파워량을 확인한 후, 상기 요구 파워량과 상기 공급 파워량에 기초하여 상기 할당 파워량을 계산할 수 있다.
상기 할당 파워량 계산시, BPPA 시스템은 복수의 컨슈머로부터 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청 각각으로부터 확인한 요구 파워량을 합산하고, 상기 합산된 요구 파워량이, 상기 공급 파워량을 초과하는 경우, 각 컨슈머에 대해, 상기 요구 파워량 보다 작은 파워량을 할당 파워량으로 각각 계산하되, 각 할당 파워량의 합이, 상기 공급 파워량을 초과하지 않는 범위 내에서, 상기 요구 파워량에 비례한 조절치 만큼 작게 상기 할당 파워량을 계산할 수 있다.
또한, BPPA 시스템은 복수의 컨슈머로부터 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청 각각으로부터 확인한 복수의 요구 파워량으로부터 균형 요구 파워량을 계산하고, 상기 균형 요구 파워량으로부터 선정된 범위 이내에 있는 n개의 요구 파워량을 선별하여 합산하되, 상기 합산된 요구 파워량이, 상기 공급 파워량을 초과하는 경우, 상기 복수의 컨슈머로부터의 모든 에너지 요청을 무효화할 수 있다.
다른 일례로서, BPPA 시스템은 상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율이, 기준치를 초과하는 경우, 설정된 파워량을, 상기 할당 파워량으로 계산하고, 상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율이, 상기 기준치를 초과하지 않는 경우, 상기 요구 파워량을, 상기 할당 파워량으로 계산할 수 있다.
또 다른 일례로서, BPPA 시스템은 상기 컨슈머에서의 에너지에 대한 누적 요구 횟수 및 상기 누적 요구 파워량으로부터 평균 요구 파워량을 산출한 후, 상기 확인된 요구 파워량이, 상기 산출된 평균 요구 파워량 보다 설정치 이상 클 경우, 상기 평균 요구 파워량을 상기 할당 파워량으로 계산하며, 상기 확인된 요구 파워량이, 상기 산출된 평균 요구 파워량 보다 상기 설정치 이상 크지 않을 경우, 상기 요구 파워량을, 상기 할당 파워량으로 계산할 수 있다.
단계(405)에서, BPPA 시스템은 상기 계산된 할당 파워량에 대응하는 에너지를 상기 컨슈머에 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 저장되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광저장 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
200: 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템
201: 인터페이스부 203: 프로세서
205: 데이터베이스

Claims (12)

  1. 자원 프로바이더(Resource Provider)로부터의 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원을 등록하는 데이터베이스; 및
    컨슈머(Consumer)로부터의 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청으로부터 요구 파워량을 확인하고, 상기 데이터베이스에 등록된 분산 에너지 자원에 해당하는 공급 파워량을 확인하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 요구 파워량과 상기 공급 파워량에 기초하여 할당 파워량을 계산하고, 상기 계산된 할당 파워량에 해당하는 에너지를 상기 컨슈머에 제공하고,
    상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율과 기준치의 비교 결과에 기초하여 할당 파워량을 계산하는,
    오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템.
  2. 자원 프로바이더(Resource Provider)로부터의 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원을 등록하는 데이터베이스; 및
    컨슈머(Consumer)로부터의 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청으로부터 요구 파워량을 확인하고, 상기 데이터베이스에 등록된 분산 에너지 자원에 해당하는 공급 파워량을 확인하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 요구 파워량과 상기 공급 파워량에 기초하여 할당 파워량을 계산하고, 상기 계산된 할당 파워량에 해당하는 에너지를 상기 컨슈머에 제공하고,
    상기 컨슈머에서의 에너지에 대한 누적 요구 횟수 및 상기 누적 요구 파워량으로부터 평균 요구 파워량을 산출하는,
    오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템.
  3. 삭제
  4. 자원 프로바이더(Resource Provider)로부터의 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원을 등록하는 데이터베이스; 및
    컨슈머(Consumer)로부터의 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청으로부터 요구 파워량을 확인하고, 상기 데이터베이스에 등록된 분산 에너지 자원에 해당하는 공급 파워량을 확인하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 요구 파워량과 상기 공급 파워량에 기초하여 할당 파워량을 계산하고, 상기 계산된 할당 파워량에 해당하는 에너지를 상기 컨슈머에 제공하고,
    상기 요구 파워량으로부터 균형 요구 파워량을 계산하고, 상기 균형 요구 파워량으로부터 선정된 범위 이내에 있는 n개의 요구 파워량을 합산하되,
    상기 합산된 요구 파워량이 상기 공급 파워량을 초과하는 경우, 상기 컨슈머로부터의 모든 에너지 요청을 무효화하는, 오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율이 기준치를 초과하는 경우, 상기 공급 파워량을 상기 할당 파워량으로 계산하고,
    상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율이 상기 기준치를 초과하지 않는 경우, 상기 요구 파워량을 상기 할당 파워량으로 계산하는,
    파워 할당 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 확인된 요구 파워량이 상기 산출된 평균 요구 파워량 보다 설정치 이상 클 경우, 상기 평균 요구 파워량을 상기 할당 파워량으로 계산하며,
    상기 확인된 요구 파워량이 상기 산출된 평균 요구 파워량 보다 상기 설정치 이상 크지 않을 경우, 상기 요구 파워량을 상기 할당 파워량으로 계산하는,
    파워 할당 시스템.
  7. 컨슈머(Consumer)로부터의 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청으로부터 요구 파워량을 확인하는 단계;
    데이터베이스에 등록된 분산 에너지 자원에 해당하는 공급 파워량을 확인하는 단계;
    상기 요구 파워량과 상기 공급 파워량에 기초하여 할당 파워량을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 할당 파워량에 해당하는 에너지를 상기 컨슈머에 제공하는 단계
    를 포함하고,
    상기 데이터베이스는,
    자원 프로바이더(Resource Provider)로부터의 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원이 등록되고,
    상기 할당 파워량을 계산하는 단계는,
    상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율과 기준치의 비교 결과에 기초하여 할당 파워량을 계산하는,
    오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 방법.
  8. 컨슈머(Consumer)로부터의 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청으로부터 요구 파워량을 확인하는 단계;
    데이터베이스에 등록된 분산 에너지 자원에 해당하는 공급 파워량을 확인하는 단계;
    상기 요구 파워량과 상기 공급 파워량에 기초하여 할당 파워량을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 할당 파워량에 해당하는 에너지를 상기 컨슈머에 제공하는 단계
    를 포함하고,
    상기 데이터베이스는,
    자원 프로바이더(Resource Provider)로부터의 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원이 등록되고,
    상기 할당 파워량을 계산하는 단계는,
    상기 컨슈머에서의 에너지에 대한 누적 요구 횟수 및 상기 누적 요구 파워량으로부터 평균 요구 파워량을 산출하는,
    오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 방법.
  9. 삭제
  10. 컨슈머(Consumer)로부터의 에너지 요청을 수신하면, 상기 에너지 요청으로부터 요구 파워량을 확인하는 단계;
    데이터베이스에 등록된 분산 에너지 자원에 해당하는 공급 파워량을 확인하는 단계;
    상기 요구 파워량과 상기 공급 파워량에 기초하여 할당 파워량을 계산하는 단계;
    상기 계산된 할당 파워량에 해당하는 에너지를 상기 컨슈머에 제공하는 단계;
    상기 요구 파워량으로부터 균형 요구 파워량을 계산하고, 상기 균형 요구 파워량으로부터 선정된 범위 이내에 있는 n개의 요구 파워량을 합산하는 단계; 및
    상기 합산된 요구 파워량이 상기 공급 파워량을 초과하는 경우, 상기 복수의 컨슈머로부터의 모든 에너지 요청을 무효화하는 단계
    를 포함하고,
    상기 데이터베이스는,
    자원 프로바이더(Resource Provider)로부터의 자원등록 요청에 연동하여, 상기 자원등록 요청과 연관된 분산 에너지 자원이 등록되는,
    오프 그리드에서의 블랙아웃 방지를 위한 파워 할당 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 할당 파워량을 계산하는 단계는,
    상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율이 기준치를 초과하는 경우, 상기 공급 파워량을 상기 할당 파워량으로 계산하고,
    상기 공급 파워량에 대한 상기 요구 파워량의 비율이 상기 기준치를 초과하지 않는 경우, 상기 요구 파워량을, 상기 할당 파워량으로 계산하는,
    파워 할당 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 할당 파워량을 계산하는 단계는,
    상기 확인된 요구 파워량이 상기 산출된 평균 요구 파워량 보다 설정치 이상 클 경우, 상기 평균 요구 파워량을 상기 할당 파워량으로 계산하며,
    상기 확인된 요구 파워량이 상기 산출된 평균 요구 파워량 보다 상기 설정치 이상 크지 않을 경우, 상기 요구 파워량을 상기 할당 파워량으로 계산하는,
    파워 할당 방법.
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