KR102455576B1 - 우선 순위 기반 에너지 분배 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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Abstract

우선 순위 기반 에너지 분배 방법 및 우선 순위 기반 에너지 분배 방법을 수행하는 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템이 개시된다. 우선 순위 기반 에너지 분배 방법은 에너지 소비자들로부터 요청 에너지량에 대한 정보를 포함하는 에너지 분배 요청을 수신하는 단계; 상기 에너지 소비자들 각각의 우선 순위를 결정하는 단계; 상기 결정된 우선 순위, 상기 요청 에너지량 및 에너지 공급자들의 가용한 분산 에너지 자원들에 기초하여 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 최적 에너지량을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 최적 에너지량에 따라 상기 에너지 소비자들 각각에게 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지를 분배하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

우선 순위 기반 에너지 분배 방법 및 그 시스템{METHOD AND ITS SYSTEM OF MANAGEMENT OF PRIORITY-BASED ENERGY DISTRIBUTION}
본 발명은 소비자에게 에너지를 분배하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소비자의 우선 순위를 기반으로 가용한 에너지를 소비자들에게 최적의 에너지를 분배하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
종래에는 분산 에너지 자원을 통해 생산한 에너지를 분배하는 경우, 전력 소비자가 전력 거래소를 통해 에너지를 요청하면 단일 분산 에너지 자원으로부터 일대일 형태로 요청한 에너지를 제공 받았다. 즉, 분산 에너지 자원을 통해 생산된 에너지의 분배는 에너지 소비자와 에너지 공급자 간의 관계를 고려하지 않는 제한된 형태로만 진행되었다.
분산 에너지 자원의 보급이 점차 확대됨에 따라 분산 에너지 자원은 보다 넓은 지역에 다수가 설치되고 있는 상황이다. 따라서, 에너지 소비자와 에너지 공급자 간의 거리와 같은 여러 관계를 고려하여 효과적으로 에너지를 제공하는 방안이 필요하다.
삭제
미국등록특허 US 9865024 B2(공고일: 2018. 01. 08, 발명의 명칭: Systems and methods of determining optimal scheduling and dispatch of power resources)
본 발명은 에너지 소비자의 우선 순위를 고려하여 에너지를 분배함으로써 에너지 손실을 최소화하는 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명은 에너지 소비자의 우선 순위를 고려하여 에너지를 분배함으로써 에너지 소비자의 에너지 분배 이익을 최대화하는 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명은 에너지 소비자의 우선 순위를 고려하여 에너지를 분배함으로써 에너지의 공급 및 수요를 안정적이고 효율적으로 관리하는 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 에너지 분배 시스템이 수행하는 우선 순위 기반 에너지 분배 방법은 에너지 소비자들로부터 요청 에너지량에 대한 정보를 포함하는 에너지 분배 요청을 수신하는 단계; 에너지 공급자들 각각에 대한 상기 에너지 소비자들 각각의 우선 순위를 결정하는 단계; 상기 결정된 우선 순위, 상기 요청 에너지량 및 에너지 공급자들의 가용한 분산 에너지 자원들에 기초하여 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 최적 에너지량을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 최적 에너지량에 따라 상기 에너지 소비자들 각각에게 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지를 분배하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 에너지 분배 요청은, 상기 에너지 소비자의 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 에너지 분배 시스템이 수행하는 우선 순위 기반 에너지 분배 방법은 상기 에너지 공급자들로부터 분산 에너지 자원들에 대한 등록 요청을 수신하는 단계; 상기 수신된 등록 요청을 이용하여 상기 분산 에너지 자원들을 등록하는 단계; 및 상기 등록된 분산 에너지 자원들 중 가용한 분산 에너지 자원들을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 우선 순위를 결정하는 단계는, 상기 에너지 공급자들 및 상기 에너지 소비자들 사이의 거리를 이용하여 상기 에너지 소비자들 각각의 우선 순위를 결정할 수 있다.
상기 최적 에너지량을 결정하는 단계는, 상기 요청 에너지량의 합이 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지량의 합보다 작거나 같은 경우, 상기 에너지 소비자들 각각이 요청한 에너지를 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 최적 에너지량으로 결정할 수 있다.
상기 최적 에너지량을 결정하는 단계는, 상기 에너지 소비자들이 요청한 에너지의 합이 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지의 합보다 큰 경우, 상기 결정된 우선 순위, 상기 수신된 에너지 분배 요청, 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지량 및 상기 우선 순위에 대한 가중치를 이용하여 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지 분배 이익을 결정하는 단계; 및 상기 에너지 소비자들 전체에 대한 상기 결정된 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되는 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지량을 최적 에너지량으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 에너지 분배 이익은, 상기 결정된 우선 순위, 상기 수신된 에너지 분배 요청, 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지량 및 상기 우선 순위에 대한 가중치를 포함하는 효용 함수(utility function)를 이용하여 결정될 수 있다.
상기 최적 에너지량은, 상기 결정된 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되는 에너지량으로서, KKT 조건을 이용하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 에너지 분배 시스템이 수행하는 우선 순위 기반 에너지 분배 방법은 상기 분배된 에너지에 대한 에너지 공급자들 각각의 기여도를 평가하는 단계; 및 상기 에너지 공급자들에게 상기 평가된 기여도에 따른 보상을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 에너지 분배 시스템이 수행하는 우선 순위 기반 에너지 분배 방법은 상기 결정된 우선 순위를 상기 에너지 소비자 각각의 우선 순위 히스토리 정보에 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 최적 에너지량을 결정하는 단계는, 상기 결정된 우선 순위, 상기 요청 에너지량, 상기 우선 순위 히스토리 정보 및 에너지 공급자들의 가용한 분산 에너지 자원들에 기초하여 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 최적 에너지량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위 기반 에너지 분배 방법을 수행하는 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템은, 우선 순위 기반 에너지 분배 방법이 저장된 메모리; 및 상기 우선 순위 기반 에너지 분배 방법을 수행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 에너지 소비자들로부터 요청 에너지량에 대한 정보를 포함하는 에너지 분배 요청을 수신하는 단계; 에너지 공급자들 각각에 대한 상기 에너지 소비자들 각각의 우선 순위를 결정하는 단계; 상기 결정된 우선 순위, 상기 요청 에너지량 및 에너지 공급자들의 가용한 분산 에너지 자원들에 기초하여 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 최적 에너지량을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 최적 에너지량에 따라 상기 에너지 소비자들 각각에게 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지를 분배하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 에너지 공급자들로부터 분산 에너지 자원들에 대한 등록 요청을 수신하는 단계; 상기 수신된 등록 요청을 이용하여 상기 분산 에너지 자원들을 등록하는 단계; 및 상기 등록된 분산 에너지 자원들 중 가용한 분산 에너지 자원들을 결정하는 결정하는 단계를 더 수행할 수 있다.
상기 최적 에너지량을 결정하는 단계는, 상기 요청 에너지량의 합이 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지량의 합보다 작거나 같은 경우, 상기 에너지 소비자들 각각이 요청한 에너지를 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 최적 에너지량으로 결정할 수 있다.
상기 최적 에너지량을 결정하는 단계는, 상기 에너지 소비자들이 요청한 에너지의 합이 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지의 합보다 큰 경우, 상기 결정된 우선 순위, 상기 수신된 에너지 분배 요청, 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지량 및 상기 우선 순위에 대한 가중치를 이용하여 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지 분배 이익을 결정하는 단계; 및 상기 에너지 소비자들 전체에 대한 상기 결정된 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되는 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지량을 최적 에너지량으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 에너지 소비자의 우선 순위를 고려하여 에너지를 분배함으로써 에너지 손실을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 에너지 소비자의 우선 순위를 고려하여 에너지를 분배함으로써 에너지 소비자의 에너지 분배 이익을 최대화할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 에너지 소비자의 우선 순위를 고려하여 에너지를 분배함으로써 에너지의 공급 및 수요를 안정적이고 효율적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템의 개략도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위 기반 에너지 분배 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위가 적용된 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템의 예시를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템의 개략도를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101), 에너지 공급자(102), 에너지 소비자(103) 및 분산 에너지 자원(104)가 도시된다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자(102)의 에너지를 에너지 소비자(103)에게 분배한다. 도 1에는 에너지 공급자(102) 및 에너지 소비자(103)가 하나씩 도시되었지만, 이는 설명을 위한 예시에 불과하다. 에너지 공급자(102) 및 에너지 소비자(103)는 복수일 수 있다.
우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101), 에너지 공급자(102), 에너지 소비자(103) 및 분산 에너지 자원(104)은 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리 및/또는 스토리지에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리 및 스토리지는 다양한 종료의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
이하에서 설명하는 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101), 에너지 공급자(102), 에너지 소비자(103) 및 분산 에너지 자원(104)의 동작, 단계 등은 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101), 에너지 공급자(102), 에너지 소비자(103) 및 분산 에너지 자원(104) 각각의 프로세서가 수행하는 것을 의미할 수 있다.
에너지 공급자(102) 각각은 적어도 하나 이상의 분산 에너지 자원(104)을 제어한다. 본 명세서에서 설명하는 분산 에너지 자원(104)은 Distributed Energy Resource(이하, 'DER'), 즉 대규모 집중형 전원과는 달리 분산하여 배치가 가능한 발전설비를 의미한다. 예를 들어, 태양광, 태양열, 풍력, 연료전지, 수소에너지, 바이오 에너지, 폐기물에너지, 석탄가스화, 지열, 수력, 해양에너지 등을 이용하여 발전하는 설비를 의미한다. 에너지 공급자(102)는 적어도 하나 이상의 분산 에너지 자원(104)을 제어하여 발전 스케쥴, 발전량 등을 조절할 수 있다. 에너지 공급자(102)는 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)에 분산 에너지 자원(104)을 등록할 수 있다. 에너지 공급자(102)는 에너지 분배에 기여한 정도에 따라 보상을 제공받을 수 있다.
에너지 소비자(103)는 소비하고자 하는 에너지를 요청할 수 있다. 그러면, 에너지 소비자(103)는 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)이 분배한 에너지 공급자(102)의 에너지를 제공 받을 수 있다.
우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자(102)의 에너지를 분배하여 에너지 소비자(103)에게 제공한다. 구체적으로, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 소비자(103)로부터 에너지 분배 요청을 수신할 수 있다. 그러면, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 소비자(103)의 우선 순위를 결정할 수 있다. 여기서, 우선 순위는 에너지 소비자(103)와 에너지 공급자(102) 간의 관계를 고려하여 최적 에너지량을 에너지 소비자(103)에게 분배하기 위해 에너지 소비자(103) 각각에 대해 부여되는 우선 순위를 의미한다. 예를 들어, 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자(102)로부터의 거리에 따라 에너지 소비자(103) 각각의 우선 순위를 결정할 수 있다.
우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 결정된 우선 순위의 히스토리를 저장 및 분석할 수 있다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 소비자(103)의 우선 순위 및 분석된 우선 순위의 히스토리에 기초하여 에너지 소비자(103)에 분배될 최적 에너지량을 결정할 수 있다. 다시 말해서, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)는 우선 순위의 평균치를 고려하여 현재의 에너지 소비자(103)의 우선 순위를 결정할 수 있다
구체적으로, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 소비자(103)의 우선 순위, 에너지 소비자(103)의 에너지 분배 요청, 에너지 소비자(103)에게 분배되는 에너지량을 이용하여 에너지 소비자(103)의 에너지 분배 이익을 결정할 수 있다. 여기서, 에너지 분배 이익은 분배되는 에너지에 대한 에너지 소비자(103)의 이익을 의미한다. 에너지 분배 이익은 에너지 소비자(103)가 요청한 요청 에너지량 대비 분배된 에너지량을 이용하여 결정될 수 있다.
우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 모든 에너지 소비자(103)의 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되는 에너지 량을 각각의 소비자(103)의 최적 에너지량으로 결정할 수 있다. 이때, 최적 에너지량은 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)에 등록된 분산 에너지 자원(104) 중에서 가용한 분산 에너지 자원(104)을 고려하여 결정된다. 여기서, 가용한 분산 에너지 자원(104)은 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)이 에너지량을 결정하는 시점에 에너지 생산이 가능한 분산 에너지 자원(104)을 의미한다. 즉, 가용한 분산 에너지 자원(104)는 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)이 결정된 에너지량에 따라 에너지 생산을 요청했을 때 고장 나거나 정지하지 않고 에너지를 생산 및 제공할 수 있는 분산 에너지 자원(104)을 의미한다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 결정된 최적 에너지량에 따라 에너지 소비자(103)에게 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지를 분배할 수 있다.
우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지의 분배에 대한 에너지 공급자(102)의 기여도에 따라 에너지 공급자(102)에게 리워드를 제공할 수 있다. 여기서, 리워드는 실물화폐의 입금, 가상화폐의 입금, 리워드 포인트 제공 등을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템을 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101), 에너지 공급자(102-1~102-M), 에너지 소비자(103-1~103-N) 및 분산 에너지 자원(104-1~104-L)이 도시된다. 여기서, M, N 및 L은 임의의 양의 정수를 의미한다. M, N 및 L은 에너지 공급자(102-1~102-M), 에너지 소비자(103-1~103-N) 및 분산 에너지 자원(104-1~104-L)가 하나 이상이 될 수 있음을 나타내기 위해 사용된 문자이며, 이는 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
도시된 바와 같이, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101), 에너지 공급자(102-1~102-M) 및 에너지 소비자(103-1~103-N)는 인터넷을 통해 서로 상호작용할 수 있다. 즉, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101), 에너지 공급자(102-1~102-M) 및 에너지 소비자(103-1~103-N)는 인터넷을 통해 분산 에너지 자원(104-1~104-L) 등록, 에너지 분배 요청, 에너지 분배, 리워드 제공 등에 연관된 데이터를 서로에게 전송하고 수신할 수 있다.
분산 에너지 자원(104-1~104-L) 각각은 분산 에너지 자원 컨트롤러(DER 컨트롤러)를 포함한다. 에너지 공급자(102-1~102-M) 각각은 분산 에너지 자원 컨트롤러를 이용하여 분산 에너지 자원(104-1~104-L)을 제어할 수 있다. 에너지 공급자(102-1~102-M) 별로 다른 수의 분산 에너지 자원(104-1~104-L)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 에너지 공급자(102-1)는 3개의 분산 에너지 자원(104-1~104-3) 수 있고, 에너지 공급자(102-M)은 5개의 분산 에너지 자원(104-1~104-5)를 제어할 수 있다.
도시된 바와 같이, 분산 에너지 자원(104-1~104-L)은 재생 에너지(renewable energy), 열병합 발전(combined heat and power: CHP), 비상 발전기(emergency generator) 및 에너지 저장 시스템(energy storage system) 등을 포함할 수 있다. 분산 에너지 자원(104-1~104-L)은 에너지를 생산 또는 발전할 수 있다. 그리고, 분산 에너지 자원(104-1~104-L)은 생산 또는 발전한 에너지를 저장할 수 있다.
에너지 공급자(102-1~102-M)는 분산 에너지 자원(104-1~104-L)을 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)에 등록 요청할 수 있다. 예를 들어, 에너지 공급자(102-1)는 에너지 공급자(102-1)의 분산 에너지 자원(104-1~104-L)을 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)에 등록 요청할 수 있다. 그러면, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자(102-1)의 분산 에너지 자원(104-1~104-L)를 등록할 수 있다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자(102-1)의 분산 에너지 자원(104-1~104-L) 중에서 가용한 분산 에너지 자원(104-1~104-L)으로부터 생산된 에너지를 에너지 소비자(103-1~103-N)에게 분배할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 에너지 소비자(103-1~103-N)는 필요한 에너지를 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)에 요청할 수 있다. 그러면, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 소비자(103-1~103-N)의 에너지 분배 요청을 수신할 수 있다. 또한 에너지 소비자(103-1~103-N)는 에너지 공급자(102-1~102-M) 중에서 특정 에너지 공급자(102-1~102-M)를 선택할 수 있다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 분배 요청에 기초하여 에너지 소비자(103-1~103-N) 각각의 우선 순위를 결정할 수 있다.
일례로, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자(102-1~102-M) 각각에 대한 에너지 소비자(103-1~103-N) 각각의 거리를 고려하여 우선 순위를 결정할 수 있다. 예를 들어, 에너지 공급자(102-1)에 대한 에너지 소비자(103-1~103-N) 각각의 거리를 고려하여 우선 순위를 결정할 수 있다. 그러면, 에너지 공급자(102-1)에 대한 에너지를 결정된 우선 순위에 기초하여 에너지 소비자(103-1~103-N) 각각에게 분배할 수 있다. 다시 말해서, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자(102-1~102-M)와 가까운 에너지 소비자(103-1~103-N)에게 우선적으로 에너지를 공급함으로써 에너지 손실을 최소화 할 수 있다. 왜냐하면, 에너지의 전송 거리가 길어지면 그에 따른 에너지 손실도 증가하기 때문이다.
다른 일례로, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자(102-1~102-M)와 에너지 소비자(103-1~103-N)의 위치 정보를 분석하여 에너지 공급자(102-1~102-M) 각각에 대한 에너지 소비자(103-1~103-N) 각각의 우선 순위를 결정할 수 있다. 그러면, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자(102-1~102-M) 각각이 공급하는 에너지를 우선 순위가 높은 순서의 에너지 소비자(103-1~103-N) 들에게 분배할 수 있다. 예를 들어, 에너지 공급자(102-1)로부터의 거리에 따라 에너지 소비자(103-1~103-N) 각각의 우선 순위를 결정할 수 있다. 에너지 소비자(103-N)가 에너지 공급자(102-1)와 가장 가깝고, 그 다음으로 에너지 소비자(103-1), 에너지 소비자(103-2) 순으로 에너지 공급자(102-1)와 가깝다면, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자(102-1)가 공급하는 에너지를 우선 순위 및 에너지 소비자(103-1~103-N) 각각이 요청한 에너지량에 따라 분배할 수 있다.
우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 결정된 우선 순위를 히스토리 정보로 프로파일링하고, 저장할 수 있다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 우선 순위에 대한 히스토리 정보를 분석하여 각각의 에너지 소비자(103-1~103-N)에 대한 최적 에너지량을 결정할 수 있다.
일례로, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 이전에 저장되어 있는 히스토리 정보를 기반으로 어떤 에너지 소비자(103-1~103-N)가 상대적으로 높은 우선 순위를 갖고 있는지 분석할 수 있다.
다른 일례로, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 우선 순위 히스토리 정보를 기반으로 에너지 소비자(103-1~103-N)의 현재의 우선 순위를 이전의 우선순위와 동일하게 유지할 수 있다. 그러다가, 에너지 소비자(103-1~103-N)에게 에너지를 분배하는 에너지 공급자(102-1~102-N)이 달라질 경우, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)는 달라진 에너지 공급자(102-1~102-N)에 대한 에너지 소비자(103-1~103-N)의 거리를 반영하여 우선 순위를 수정할 수 있다.
우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 최적 에너지량을 결정할 때, 에너지 공급자(102-1~102-M)의 가용한 분산 에너지 자원(104-1~104-L)을 고려하여 각각의 에너지 소비자(103-1~103-N)에 대한 최적 에너지량을 리스트 업 할 수 있다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 결정된 최적 에너지량에 따라 에너지 공급자(102-1~102-M)의 가용한 분산 에너지 자원(104-1~104-L)의 에너지를 분배할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위 기반 에너지 분배 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 도 3에 도시된 우선 순위 기반 에너지 분배 방법을 수행할 수 있다.
단계(301)에서, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 소비자들(103)로부터 에너지 분배 요청을 수신할 수 있다. 여기서, 에너지 분배 요청은 에너지 소비자들(103)이 필요로 하는 에너지량 및 에너지 소비자들(103)의 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다. 에너지 분배 요청은 에너지 분배 스케쥴, 희망하는 에너지 구매 가격, 에너지 공급자(102) 지정 등에 대한 정보도 포함할 수 있다. 즉, 에너지 분배 요청은 에너지 거래에 대한 정보들도 추가로 포함할 수 있다.
우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자들(102)로부터 에너지 공급자들(102) 각각이 제어하는 분산 에너지 자원들(104)에 대한 등록 요청을 수신할 수 있다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 분산 에너지 자원들(104)을 등록하여 분산 에너지 자원들(104)이 생산한 에너지를 에너지 소비자들(103)에게 분배할 수 있다.
단계(302)에서, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 소비자들(103) 각각의 우선 순위를 결정할 수 있다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자들(102)과 에너지 소비자들(103) 사이의 관계를 고려하여 우선 순위를 결정할 수 있다. 에너지 공급자들(102)과 에너지 소비자들(103) 사이의 관계는 에너지 공급자들(102)에 대한 에너지 소비자들(103) 각각의 거리를 포함할 수 있다. 즉, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 거리를 고려하여 에너지 소비자들(103)의 우선 순위를 결정할 수 있다.
단계(303)에서, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 소비자들(103) 각각의 우선 순위, 수신된 에너지 분배 요청 및 에너지 공급자들(102)의 가용한 분산 에너지 자원들(104)에 기초하여 에너지 소비자들(103) 각각에 대한 최적 에너지량을 결정할 수 있다. 이때, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 사회 복지(social welfare)의 개념 하에 모든 에너지 소비자들(103)의 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되는 에너지량을 결정할 수 있고, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 이 에너지량을 에너지 소비자들(103) 각각에 대한 최적 에너지량으로 결정할 수 있다.
구체적으로, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 우선 순위, 에너지 분배 요청 및 가용한 분산 에너지 자원들(104)을 이용하여 분배되는 에너지에 대한 에너지 소비자들(103) 각각의 에너지 분배 이익을 결정할 수 있다. 일례로, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 로그 효용 함수(Logarithmic Utility Function)을 이용할 수 있다.
우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)이 에너지 소비자들(103)의 에너지 분배 이익을 이용하여 최적 에너지량을 결정하는 과정은 수학식 1 내지 수학식 5를 참고하여 이하에서 설명한다. 다시 말해서, 수학식 1 내지 수학식 5는 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)이 하나의 에너지 공급자(102)의 가용한 분산 에너지 자원들(104)이 생산한 에너지를 에너지 소비자들(103) 각각에게 분배할 최적 에너지량을 결정하는 과정이다. 따라서, 복수의 에너지 공급자(102)가 존재하는 경우, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 에너지 공급자들(102) 각각에 대해 수학식 1 내지 5의 과정을 반복하게 된다.
Figure 112017086238481-pat00001
수학식 1에서,
Figure 112017086238481-pat00002
는 에너지 소비자(103)에게 분배되는 에너지 벡터이고,
Figure 112017086238481-pat00003
는 가용한 분산 에너지 자원들(104) 모두가 생산하는 에너지의 합이다. 다시 말해서,
Figure 112017086238481-pat00004
는 에너지 공급자(102)가 전체 생산할 수 있는 에너지 양을 의미한다. 즉,
Figure 112017086238481-pat00005
는 에너지 소비자들(103)에게 제공할 수 있는 잉여 에너지 양일 수 있다. 여기서, 에너지 벡터는 각각의 에너지 엘리먼트의 집합을 나타낼 수 있다. 또는,
Figure 112017086238481-pat00006
는 에너지 공급자(102)에게 남아 있는 에너지의 합을 의미할 수 있다.
Figure 112017086238481-pat00007
는 에너지 소비자(103)의 에너지 분배 이익이고,
Figure 112017086238481-pat00008
는 에너지 소비자(103)가 요청하는 에너지량에 관한 에너지 분배 요청 벡터이고,
Figure 112017086238481-pat00009
는 양의 정수이다.
Figure 112017086238481-pat00010
는 모든 에너지 소비자(103)의 인덱스를 나타낸다. 그리고,
Figure 112017086238481-pat00011
는 모든 에너지 소비자(103)의 에너지 분배 이익의 합을 나타낸다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은
Figure 112017086238481-pat00012
가
Figure 112017086238481-pat00013
이하이고,
Figure 112017086238481-pat00014
의 합이
Figure 112017086238481-pat00015
이하일 때 모든 에너지 소비자(103)의 에너지 분배 이익을 나타내는
Figure 112017086238481-pat00016
가 최대가 되는
Figure 112017086238481-pat00017
를 결정할 수 있다. 그리고, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 결정된
Figure 112017086238481-pat00018
를 에너지 소비자(103) 각각에 대한 최적 에너지 벡터로 결정할 수 있다. 최적 에너지 벡터에서 에너지량은 에너지 소비자(103) 각각에 대한 최적 에너지량이 된다.
다시 말해서, 에너지 소비자들(103) 각각에 대한 최적 에너지 벡터는 에너지 분배 이익에 대한 최적화 문제를 이용하여 결정될 수 있다. 수학식 2를 참조하여
Figure 112017086238481-pat00019
에 대한 보다 상세한 설명을 제공한다.
Figure 112017086238481-pat00020
수학식 2는 사용자의 에너지 분배 이익을 로그 효용 함수로 나타낸 것이다. 수학식 2에서,
Figure 112017086238481-pat00021
는 우선 순위 벡터이고,
Figure 112017086238481-pat00022
는 우선 순위에 대한 가중치(Weight Factor)이다. 예를 들어, 가중치는 에너지 전송 거리에 대한 에너지 손실율의 비율일 수 있다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 가중치를 임의의 값으로 결정할 수 있다. 우선 순위는 에너지 제공자(102)와 에너지 소비자(103) 간의 에너지를 전달하는 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 수학식 2를 참고하면,
Figure 112017086238481-pat00023
는 양의 실함수(Nonnegative Real-Valued Function)이며,
Figure 112017086238481-pat00024
에 비례한다. 그리고,
Figure 112017086238481-pat00025
는
Figure 112017086238481-pat00026
/
Figure 112017086238481-pat00027
에 대한 강한 증가 함수(Strictly Increasing Function)이고,
Figure 112017086238481-pat00028
에 대한 오목 함수(concave function)이다.
여기서, 가중치는 에너지 분배 이익 및 최적 에너지량을 결정할 때 적용되는 우선 순위의 중요도를 나타낸다. 미리 결정된 값일 수 있다. 또는, 가중치는 에너지 소비자(103) 및 에너지 공급자(102)의 피드백에 따라 적응적으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 주기적으로 에너지 소비자들(103) 및 에너지 공급자들(102)로부터 에너지 분배 결과에 대한 피드백을 수신할 수 있다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 가중치를 달리하여 에너지 소비자들(103)에게 에너지를 분배할 수 있고, 에너지 분배 결과에 대한 피드백을 이용하여 가중치를 최적화할 수 있다.
수학식 2의
Figure 112017086238481-pat00029
를 수학식 1에 대입하면 수학식 3이 된다.
Figure 112017086238481-pat00030
에너지 소비자들(103)이 요청한 에너지량의 합이 가용한 분산 에너지 자원들(104)의 에너지량의 합보다 작거나 같은 경우(즉,
Figure 112017086238481-pat00031
), 모든 에너지 소비자(102)에게
Figure 112017086238481-pat00032
를 분배하면 된다. 즉, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 요청한 에너지량을 최적 에너지량으로 제공하면 된다.
에너지 소비자들(103)이 요청한 에너지량의 합이 가용한 분산 에너지 자원들(104)의 에너지량의 합보다 큰 경우(즉,
Figure 112017086238481-pat00033
), 수학식 3을 만족하는
Figure 112017086238481-pat00034
를 결정해야 한다. 수학식 3에서 목적 함수(objective function)인
Figure 112017086238481-pat00035
가 순오목(strictly concave)이고, 모든 제약들(constraint)이 선형이므로 수학식 3에 대한 KKT 조건(Karush-Kuhn-Tucker 조건)은 수학식 4이 된다.
Figure 112017086238481-pat00036
수학식 4는 수학식 3에 대한 KKT 조건을 나타낸다. 수학식 4의 첫번째 식은 정상성 조건(stationarity condition), 두번째 및 세번째 식은 근본적인 타당성 조건(primal feasibility condition), 네번째 식은 이중 타당성 조건(dual feasibility condition) 및 다섯번째 식은 보완적 여유 조건(complementary slackness condition)을 나타낸다.
여기서,
Figure 112017086238481-pat00037
,
Figure 112017086238481-pat00038
및
Figure 112017086238481-pat00039
는 라그랑지 멀티플라이어(Lagrange Multipliers) 및 KKT 멀티플라이어(KKT Multipliers)를 의미한다.
Figure 112017086238481-pat00040
,
Figure 112017086238481-pat00041
및
Figure 112017086238481-pat00042
는 각각 부등식 제약들(inequality constraints) 및 등식 제약들(equality constraints)에 적용되는 조건이다.
수학식 4에서, 목적 함수와 부등식 제약 함수(inequality constraint function)가 미분 가능하고, 볼록(convex)이고, 등식 제약 함수(equality constraint function)가 아핀(Affine)이므로 KKT 조건은 최적해(optimal solution)을 가진다.
따라서, 에너지 분배 시스템(101)는 KKT 조건과 목적 함수를 이용하여 최적 에너지량을 결정할 수 있다. 즉, 에너지 분배 시스템(101)는 수학식 5와 같은 최적 에너지 분배 정책을 결정할 수 있다.
Figure 112017086238481-pat00043
수학식 5는 에너지 분배 시스템(101)이 KKT 조건인 수학식 4로부터 도출한 에너지 소비자들(103)에게 분배하는 최적 에너지량이다. 즉, 수학식 5는 에너지 분배 시스템(101)이 결정한 최적 에너지 분배 정책이다. 여기서,
Figure 112017086238481-pat00044
는 최적 에너지량을 의미한다.
구체적으로, 수학식 4의
Figure 112017086238481-pat00045
가 성립하려면, (i)
Figure 112017086238481-pat00046
, (ii)
Figure 112017086238481-pat00047
또는 (iii)
Figure 112017086238481-pat00048
중 하나를 만족해야 한다. 에너지 분배 시스템(101)는 각각의 경우에 대해 최적 에너지량을 결정한다.
(i)
Figure 112017086238481-pat00049
인 경우,
Figure 112017086238481-pat00050
가 성립하려면
Figure 112017086238481-pat00051
=0 이고,
Figure 112017086238481-pat00052
=0이 되어야 한다. 따라서, 에너지 분배 시스템(101)는 수학식 4의
Figure 112017086238481-pat00053
로부터
Figure 112017086238481-pat00054
=
Figure 112017086238481-pat00055
을 도출할 수 있다.
(ii)
Figure 112017086238481-pat00056
인 경우,
Figure 112017086238481-pat00057
가 성립하려면
Figure 112017086238481-pat00058
=0이 되어야 한다. 따라서, 에너지 분배 시스템(101)는 수학식 4의
Figure 112017086238481-pat00059
로부터
Figure 112017086238481-pat00060
를 도출할 수 있다.
Figure 112017086238481-pat00061
는 최적 에너지량의 도출을 증명하는 식이다. 이 식은 이 식에 해당하는 조건 하에서 최적 에너지량을 나타내기 위한 조건의 범위와 항상 일치함을 나타낼 수 있다.
(iii)
Figure 112017086238481-pat00062
인 경우,
Figure 112017086238481-pat00063
가 성립하려면
Figure 112017086238481-pat00064
=0이 되어야 한다. 따라서, 에너지 분배 시스템(101)는 수학식 4의
Figure 112017086238481-pat00065
로부터
Figure 112017086238481-pat00066
를 도출할 수 있다.
Figure 112017086238481-pat00067
는 최적 에너지량의 도출을 증명하는 식이다. 이 식은 이 식에 해당하는 조건 하에서 최적 에너지량을 나타내기 위한 조건의 범위와 항상 일치함을 나타낼 수 있다.
단계(304)에서, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 결정된 최적 에너지량에 따라 에너지 소비자들(103) 각각에게 가용한 분산 에너지 자원들(104)의 에너지를 분배할 수 있다. 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 수학식 5의 결과를 이용하여 에너지 소비자들(103) 각각에게 에너지를 분배할 수 있다.
구체적으로, 에너지 분배 시스템(101)는 에너지 소비자들(103)에게 분배하는 최적 에너지 정책을 수학식 5와 같이 결정할 수 있다.
Figure 112017086238481-pat00068
인 경우, 에너지 분배 시스템(101)는 에너지 소비자(103)에게
Figure 112017086238481-pat00069
=
Figure 112017086238481-pat00070
를 분배할 수 있다. 그리고,
Figure 112017086238481-pat00071
인 경우, 에너지 분배 시스템(101)는 에너지 소비자(103)에게
Figure 112017086238481-pat00072
를 분배할 수 있다. 그 외의 경우에는, 에너지 분배 시스템(101)는 에너지 소비자에게
Figure 112017086238481-pat00073
를 분배할 수 있다.
에너지가 분배된 이후에, 에너지 분배 시스템(101)는 에너지 공급자들(102)의 기여도를 평가할 수 있다. 구체적으로, 에너지 분배 시스템(101)는 에너지 소비자들(103)에게 분배된 에너지량의 합에 대해서 각각의 에너지 공급자들(102)이 기여한 정도를 평가할 수 있다.
그러면, 에너지 분배 시스템(101)는 에너지 공급자들(102)에게 평가된 기여도에 따른 보상을 제공할 수 있다. 에너지 분배 시스템(101)는 에너지 공급자들(102)에게 보상을 제공함으로써 에너지 공급자들(102)이 보다 적극적으로 에너지 분배 과정에 참여하도록 유도할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 우선 순위가 적용된 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템의 예시를 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101), 에너지 공급자(102-1~102-M), 에너지 소비자(103-1~103-N), 가중 우선 순위(weighted priority)(401) 및 WP(Weighted Priority) 에너지 비율(402)이 도시된다.
가중 우선 순위(401)는 가중치가 적용된 에너지 소비자(103-1~103-N) 각각의 우선 순위를 의미한다. 에너지 분배 시스템(101)는 에너지 소비자(103-1~103-N) 각각에 대한 가중 우선 순위(401)를 결정하고, 결정된 가중 우선 순위(401)에 따라 에너지 공급자(102-1~102-M)의 에너지를 분배한다. 그리고, 에너지 분배 시스템(101)는 가중 우선 순위(401)를 히스토리 정보에 저장한다.
WP 에너지 비율(402)은 가중 우선 순위(401)에 따라 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)에 의해 결정된 비율일 수 있다. 즉, WP 에너지 비율(402)은 전체 에너지 공급자들(102-1~102-M) 각각이 분산 에너지 자원(104)을 통해 생산하는 에너지량에 대한 각각의 에너지 소비자(103-1~103-N)의 우선 순위에 따른 에너지량의 비율을 의미할 수 있다. 예를 들어, 에너지 공급자 1(102-1)이 보유한 에너지를 에너지 소비자 2(103-2)에게 제공하는 경우, 에너지 공급자 1(102-1)이 보유한 총 에너지 중 에너지 비율 2(402)에 대응하는 양의 에너지를 에너지 소비자 2(103-2)에게 제공할 수 있다.
우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 WP에너지 비율(402)에 따라 공급된 에너지량에 기초하여 에너지 공급자들(102-1~102-M)의 기여도를 결정할 수 있다. 그리고, 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템(101)은 기여도에 따라 에너지 공급자들(102-1~102-M)에게 보상을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
101: 에너지 분배 시스템
102: 에너지 공급자
103: 에너지 소비자
104: 분산 에너지 자원

Claims (14)

  1. 에너지 분배 시스템이 수행하는 우선 순위 기반 에너지 분배 방법에 있어서,
    에너지 소비자들로부터 요청 에너지량에 대한 정보를 포함하는 에너지 분배 요청을 수신하는 단계;
    에너지 공급자들 각각에 대한 상기 에너지 소비자들 각각의 우선 순위를 결정하는 단계;
    상기 결정된 우선 순위, 상기 요청 에너지량 및 에너지 공급자들의 가용한 분산 에너지 자원들에 기초하여 상기 에너지 소비자들 각각에 대해 상기 에너지 소비자의 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되도록 하는 최적 에너지량을 결정하는 단계 -상기 에너지 분배 이익은 상기 에너지 소비자가 요청한 요청 에너지량 대비 분배된 에너지량을 이용하여 결정됨-; 및
    상기 결정된 최적 에너지량에 따라 상기 에너지 소비자들 각각에게 최적 에너지 분배 정책을 만족하도록 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지를 분배하는 단계
    를 포함하고
    상기 에너지 소비자들이 요청한 에너지의 합이 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지의 합보다 큰 경우,
    상기 최적 에너지량을 결정하는 단계는,
    상기 결정된 우선 순위, 상기 수신된 에너지 분배 요청, 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지량 및 상기 우선 순위에 대한 가중치를 이용하여 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 상기 에너지 분배 이익을 결정하는 단계; 및
    상기 에너지 소비자들 전체에 대한 상기 결정된 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되는 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지량을 최적 에너지량으로 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 에너지 분배 이익은,
    상기 결정된 우선 순위, 상기 수신된 에너지 분배 요청, 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지량 및 상기 우선 순위에 대한 가중치를 포함하는 효용 함수(utility function)를 이용하여 결정되고,
    상기 최적 에너지량은,
    상기 결정된 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되는 에너지량으로서, KKT 조건을 이용하여 결정되고,
    상기 가중치는,
    상기 에너지 분배 이익 및 최적 에너지량을 결정할 때 적용되는 상기 우선 순위의 중요도로써 에너지 전송 거리에 대한 에너지 손실율의 비율인
    우선 순위 기반 에너지 분배 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 분배 요청은,
    상기 에너지 소비자의 위치에 대한 정보를 포함하는 우선 순위 기반 에너지 분배 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 공급자들로부터 분산 에너지 자원들에 대한 등록 요청을 수신하는 단계;
    상기 수신된 등록 요청을 이용하여 상기 분산 에너지 자원들을 등록하는 단계; 및
    상기 등록된 분산 에너지 자원들 중 가용한 분산 에너지 자원들을 결정하는 단계
    를 더 포함하는 우선 순위 기반 에너지 분배 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 우선 순위를 결정하는 단계는,
    상기 에너지 공급자들 각각에 대한 상기 에너지 소비자들 각각의 거리를 이용하여 가까운 에너지 소비자에게 우선적으로 에너지를 공급하도록 상기 에너지 소비자들 각각의 우선 순위를 결정하는
    우선 순위 기반 에너지 분배 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 최적 에너지량을 결정하는 단계는,
    상기 요청 에너지량의 합이 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지량의 합보다 작거나 같은 경우, 상기 에너지 소비자들 각각이 요청한 에너지를 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 최적 에너지량으로 결정하는
    우선 순위 기반 에너지 분배 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 분배된 에너지에 대한 에너지 공급자들 각각의 기여도를 평가하는 단계; 및
    상기 에너지 공급자들에게 상기 평가된 기여도에 따른 보상을 제공하는 단계
    를 더 포함하는 우선 순위 기반 에너지 분배 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 결정된 우선 순위를 상기 에너지 소비자 각각의 우선 순위 히스토리 정보에 저장하는 단계를 더 포함하고,
    상기 최적 에너지량을 결정하는 단계는,
    상기 결정된 우선 순위, 상기 요청 에너지량, 상기 우선 순위 히스토리 정보 및 에너지 공급자들의 가용한 분산 에너지 자원들에 기초하여 상기 에너지 소비자의 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되도록 하는 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 최적 에너지량을 결정하는 단계를 포함하는 우선 순위 기반 에너지 분배 방법.
  11. 우선 순위 기반 에너지 분배 방법을 수행하는 우선 순위 기반 에너지 분배 시스템은,
    우선 순위 기반 에너지 분배 방법이 저장된 메모리; 및
    상기 우선 순위 기반 에너지 분배 방법을 수행하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    에너지 소비자들로부터 요청 에너지량에 대한 정보를 포함하는 에너지 분배 요청을 수신하는 단계;
    에너지 공급자들 각각에 대한 상기 에너지 소비자들 각각의 우선 순위를 결정하는 단계;
    상기 결정된 우선 순위, 상기 요청 에너지량 및 에너지 공급자들의 가용한 분산 에너지 자원들에 기초하여 상기 에너지 소비자의 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되도록 하는 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 최적 에너지량을 결정하는 단계 -상기 에너지 분배 이익은 상기 에너지 소비자가 요청한 요청 에너지 량 대비 분배된 에너지량을 이용하여 결정됨-; 및
    상기 결정된 최적 에너지량에 따라 상기 에너지 소비자들 각각에게 최적 에너지 분배 정책을 만족하도록 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지를 분배하는 단계를 수행하고,
    상기 에너지 소비자들이 요청한 에너지의 합이 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지의 합보다 큰 경우,
    상기 최적 에너지량을 결정하는 단계는,
    상기 결정된 우선 순위, 상기 수신된 에너지 분배 요청, 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지량 및 상기 우선 순위에 대한 가중치를 이용하여 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 상기 에너지 분배 이익을 결정하는 단계; 및
    상기 에너지 소비자들 전체에 대한 상기 결정된 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되는 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지량을 최적 에너지량으로 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 에너지 분배 이익은,
    상기 결정된 우선 순위, 상기 수신된 에너지 분배 요청, 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 에너지량 및 상기 우선 순위에 대한 가중치를 포함하는 효용 함수(utility function)를 이용하여 결정되고,
    상기 최적 에너지량은,
    상기 결정된 에너지 분배 이익의 합이 최대가 되는 에너지량으로서, KKT 조건을 이용하여 결정되고,
    상기 가중치는,
    상기 에너지 분배 이익 및 최적 에너지량을 결정할 때 적용되는 상기 우선 순위의 중요도로써 에너지 전송 거리에 대한 에너지 손실율의 비율인
    우선 순위 기반 에너지 분배 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 에너지 공급자들로부터 분산 에너지 자원들에 대한 등록 요청을 수신하는 단계;
    상기 수신된 등록 요청을 이용하여 상기 분산 에너지 자원들을 등록하는 단계; 및
    상기 등록된 분산 에너지 자원들 중 가용한 분산 에너지 자원들을 결정하는 결정하는 단계를 더 수행하는
    우선 순위 기반 에너지 분배 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 최적 에너지량을 결정하는 단계는,
    상기 요청 에너지량의 합이 상기 가용한 분산 에너지 자원들의 에너지량의 합보다 작거나 같은 경우, 상기 에너지 소비자들 각각이 요청한 에너지를 상기 에너지 소비자들 각각에 대한 최적 에너지량으로 결정하는
    우선 순위 기반 에너지 분배 시스템.
  14. 삭제
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