KR102571463B1 - 태양광 발전과 ess를 이용한 전력수요 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

태양광 발전과 ess를 이용한 전력수요 관리 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102571463B1
KR102571463B1 KR1020230072164A KR20230072164A KR102571463B1 KR 102571463 B1 KR102571463 B1 KR 102571463B1 KR 1020230072164 A KR1020230072164 A KR 1020230072164A KR 20230072164 A KR20230072164 A KR 20230072164A KR 102571463 B1 KR102571463 B1 KR 102571463B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
amount
reduction
demand
power generation
Prior art date
Application number
KR1020230072164A
Other languages
English (en)
Inventor
김광호
정우진
황인태
한교범
Original Assignee
주식회사 해줌
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 해줌 filed Critical 주식회사 해줌
Priority to KR1020230072164A priority Critical patent/KR102571463B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102571463B1 publication Critical patent/KR102571463B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/008—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks involving trading of energy or energy transmission rights
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/004—Generation forecast, e.g. methods or systems for forecasting future energy generation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/007—Arrangements for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources
    • H02J3/0075—Arrangements for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources for providing alternative feeding paths between load and source according to economic or energy efficiency considerations, e.g. economic dispatch
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/58—The condition being electrical
    • H02J2310/60—Limiting power consumption in the network or in one section of the network, e.g. load shedding or peak shaving
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/62—The condition being non-electrical, e.g. temperature
    • H02J2310/64—The condition being economic, e.g. tariff based load management
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
    • Y04S50/10—Energy trading, including energy flowing from end-user application to grid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

전력 수요처의 전력 사용량과 전력 발전량을 측정하여 전력 사용량 데이터와 전력 발전량 데이터를 생성하는 실시간 검침기; 및 상기 전력 사용량, 및 상기 전력 발전량을 이용해 기 설정된 산정기준에 따라 전력 감축이 예정된 감축일의 고객기준부하(Customer Baseline Load)를 산정하며, 상기 감축일 직전의 미리 설정된 기간 동안에 측정된 전력 사용량과 전력 발전량 각각의 평균값을 더하여 상기 감축일의 예측 전력 사용량을 예측하고, 상기 전력 수요처의 발전설비에 관한 정보와 기상 예측 정보를 이용해 상기 감축일의 예측 발전량을 산정하며, 상기 예측 전력 사용량과 상기 예측 발전량의 연산을 통해 도출된 예측 계량값, 및 상기 고객기준부하를 이용하여 상기 감축일에 상기 전력 수요처에서 감축 가능한 예상 감축량을 산정하고, 상기 예상 감축량과 기 설정된 기준량과 비교하여 전력 공급처에서 운영하는 전력 수요감축 경매의 자발적 수요반응에 입찰할지 여부를 판단하는 부하 관리 장치를 포함하고, 상기 부하 관리 장치는 상기 전력 수요처가 보유하고 있는 ESS(Energy Storage System)의 저장에너지 충방전을 제어하는 제어부를 포함하는 전력수요 관리 시스템을 제공한다.

Description

태양광 발전과 ESS를 이용한 전력수요 관리 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING POWER DEMAND USING SOLAR POWER GENERATION AND ESS}
본 발명은 전력수요 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 발전량 예측을 통해 최적의 전력 수요감축 경매 시스템에 입찰을 수행하고, 낙찰된 감축량이 이행되도록 전력 수요처를 관리할 수 있는 전력수요 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 우리나라의 전력수요는 매년 최고치를 갱신하고 있으며, 부족한전력수요를 충족하기 위해서는 더 많은 수의 발전소가 필요한 상황이다. 그러나, 안전상의 이유나 지역 주민들의 민원 제기로 인해 신규 발전소를 건설하는 것은 매우 어렵다. 더구나 탄소중립이 세계적인 화두로 등장하고, 우리 정부도 그린 뉴딜 정책을 적극적으로 실시하고 있는 상황이어서 신규 발전소 건설은 더욱 요원한 상황이다.
이러한 상황에서 전력수요 예측 및 관리를 통해 전력 수급 문제를 해결하려는 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들면, 전력 수요의 주체가 전기 요금이나 그 외의 금전적 유인에 반응하여 정상적인 전력 소비 패턴을 조정하는 수요반응(Demand Respond, DR) 제도가 있다. 수요반응은 전력 공급을 증가시키지 않더라도 전력 수요를 조절함으로써 전력 수급 문제를 해결할 수 있으며, 수요반응에 참여한 주체도 경제적인 이익을 창출할 수 있다는 점 때문에 각광을 받고 있다.
수요반응은 신뢰성 수요반응과 자발적 수요반응으로 구분될 수 있다. 신뢰성 수요반응은 전력 수급 상황에 따라 전력 거래소가 사전에 등록한 전력 수요 주체에게 전력 수요를 조정하도록 요청하는 방식이다. 이후, 전력 수요를 조정한 전력 수요 주체는 그에 따른 경제적 보상을 받을 수 있다. 사전 등록이라는 신뢰를 통한 수요반응이기 때문에 이를 신뢰성 수요반응이라고 지칭한다. 다만, 신뢰성 수요반응은 발령 기준이 까다로워 많이 활용되지 못하고 있는 상황이다.
자발적 수요반응은 전력 수요 주체가 자발적으로 수요반응에 참여하는 방식이다. 전력 수요 주체는 감축 가능한 전력량을 전력 거래소의 전력 수요감축 경매 시스템에 입찰하고, 낙찰된 전력량만큼 감축함으로써 수익을 창출할 수 있다. 이에 따라, 낙찰된 감축량이 잘 이행될 수 있도록 전력 사용량을 관리하는 전력수요 관리 방법들이 다수 제안된 바 있다.
그러나, 자발적 수요반응을 관리하는 종래의 전력수요 관리 방법들은 전력 사용량을 줄이는 것에만 초점이 맞추어져 있을 뿐, 전력 수요 주체가 스스로 전력을 생산할 수 있는 경우는 전혀 고려하고 있지 않다. 예를 들면, 전력 수요 주체가 태양광 발전설비를 보유하고 있는 경우이다. 이러한 경우에는 태양광 발전을 통한 전력 발전량까지 고려해야 최적의 전력수요 관리를 수행할 수 있는 것이다.
또한, 자발적 수요반응을 관리하는 종래의 전력수요 관리 방법들은 하나의 전력 수요 주체를 대상으로 감축량 이행 여부를 관리할 뿐, 다수의 전력 수요 주체들을 대상으로 하고 있지 않다. 따라서, 감축 가능한 전력 사용량이 적은 전력 수요 주체는 자발적 수요반응에 참여할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명의 과제는 다수의 전력 수요 주체들을 하나의 그룹으로 묶어 자발적 수요반응에 참여할 수 있도록 함으로써, 감축 가능한 전력 사용량이 적은 경우에도 자발적 수요반응에 참여하고 이익을 창출할 수 있도록 하는 전력수요 관리 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 과제는, 전력 수요 주체가 태양광 발전설비를 보유한 경우 생산 가능한 발전 전력량을 고려하여 전력 수요감축 경매 시스템에 입찰 가능한지 여부를 판단하고, 낙찰된 이후에도 발전 전력량을 고려하여 목표 감축량이 이행될 수 있도록 관리하는 전력수요 관리 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 과제는, 전력 수요 주체가 태양광 발전설비를 보유한 경우 날씨 정보를 이용해 전력 수요감축 경매 시스템에 입찰 가능한 날짜와 예상 감축량을 예측할 수 있는 전력수요 관리 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 과제는, 목표 감축량과 실제 감축량의 전력 차이가 발생되는 경우에 전력 수요 주체가 보유하고 있는 ESS를 제어하여 목표 감축량을 이행할 수 있는 전력수요 관리 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 과제는, 전력 수요 주체가 보유하고 있는 ESS를 제어하여 전력 수요 주체의 전기요금 산정의 기준이 되는 피크전력을 줄일 수 있는 전력수요 관리 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전력수요 관리 시스템은 전력 수요처의 전력 사용량과 전력 발전량을 측정하여 전력 사용량 데이터와 전력 발전량 데이터를 생성하는 실시간 검침기; 및 상기 전력 사용량, 및 상기 전력 발전량을 이용해 기 설정된 산정기준에 따라 전력 감축이 예정된 감축일의 고객기준부하(Customer Baseline Load)를 산정하며, 상기 감축일 직전의 미리 설정된 기간 동안에 측정된 전력 사용량과 전력 발전량 각각의 평균값을 더하여 상기 감축일의 예측 전력 사용량을 예측하고, 상기 전력 수요처의 발전설비에 관한 정보와 기상 예측 정보를 이용해 상기 감축일의 예측 발전량을 산정하며, 상기 예측 전력 사용량과 상기 예측 발전량의 연산을 통해 도출된 예측 계량값, 및 상기 고객기준부하를 이용하여 상기 감축일에 상기 전력 수요처에서 감축 가능한 예상 감축량을 산정하고, 상기 예상 감축량과 기 설정된 기준량과 비교하여 전력 공급처에서 운영하는 전력 수요감축 경매의 자발적 수요반응에 입찰할지 여부를 판단하는 부하 관리 장치를 포함하고, 상기 부하 관리 장치는 상기 전력 수요처가 보유하고 있는 ESS(Energy Storage System)의 저장에너지 충방전을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 기 설정된 기준에 따라 하루 중 전기요금이 저렴한 시간 때에 전기를 충전하도록 상기 ESS를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 전력 공급처에서 수신한 목표 감축량과 비교하여 상기 전력 수요처의 실제 감축량과 차이가 발생된 경우에 상기 목표 감축량과 상기 실제 감축량과의 전력 차이인 보충 전력을 산정하고, 상기 보충 전력만큼 저장에너지를 방전하도록 상기 ESS를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 실시간 검침기를 통해 상기 전력 수요처의 전기요금 산정의 기준이 되는 피크전력을 예측하여 상기 전력 수요처의 전기요금이 상승될 것으로 판단되면 상기 ESS의 저장에너지를 방전하도록 상기 ESS를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 ESS의 저장에너지를 충전하기 위해 사용된 전기요금과, 상기 ESS의 저장에너지를 상기 보충 전력에 사용하여 얻은 자발적 수요반응의 수익 또는 상기 ESS의 저장에너지를 전기요금의 기준이 되는 피크전력 제어에 사용하여 절감된 전기요금을 비교하여 상기 ESS의 저장에너지 충방전 여부를 판단할 수 있다.
상기 부하 관리 장치는, 상기 실시간 검침기에서 생성된 전력 사용량 데이터를 이용해 상기 전력 수요처의 전력 사용량을 산정하는 사용 전력량 수집부; 상기 실시간 검침기에서 생성된 전력 발전량 데이터를 이용해 상기 전력 수요처의 전력 발전량을 산정하는 발전량 수집부; 상기 실시간 검침기에서 생성된 ESS 충전량 또는 방전량 데이터를 이용해 상기 전력 수요처의 전력 사용량 또는 전력 발전량을 산정하는 ESS 충방전량 수집부; 및 상기 전력 수요처가 보유한 발전설비에 관한 정보, 및 기상 예측 정보가 저장된 메모리부를 포함할 수 있다.
상기 메모리부에 저장된 상기 발전설비에 관한 정보는 발전설비가 설치된 지역의 위도, 경도, 및 고도 정보, 발전설비의 최대 발전 용량 정보, 태양광 패널의 설치 방향 및 각도 정보, 발전설비의 과거 발전량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 메모리부에 저장된 상기 기상 예측 정보는 수치예보(Numerical Weather Prediction), 지상 기상관측자료, 위성 기상관측자료 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 전력 수요처는 전력을 소비하거나 또는 전력을 생산할 수 있는 복수 개의 수요자원들을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 먼저 복수 개의 수요자원들 중에서 전력 수요감축 경매의 입찰에 할당된 목표 감축량을 채우지 못한 수요자원들이 보유하고 있는 상기 ESS를 제어하여 보충 전력을 채우고, 그럼에도 불구하고 상기 보충 전력을 채우지 못한 경우에는 전력 수요감축 경매의 입찰에 할당된 목표 감축량을 채운 수요자원들이 보유하고 있는 상기 ESS를 제어하여 나머지 보충 전력을 채울 수 있다.
상기 부하 관리 장치는 복수의 수요자원들이 전력 수요감축 경매에 참여하여 얻은 수익을 정산하는 수익 정산부를 더 포함할 수 있다.
상기 부하 관리 장치는 상기 전력 수요처로 알림 신호를 전송하는 알림부를 더 포함하되, 상기 알림 신호는 상기 전력 공급처에서 수신한 목표 감축량 정보, 상기 전력 수요처의 현재 전력 사용량 정보와 전력 발전 전력량 정보, 전력 사용 감축 요청 신호, 수익 정산 정보, 보충 전력 생산 제어 신호 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력수요 관리 방법은 태양광 발전설비를 가진 전력 수요처의 전력 사용량과 발전 전력량을 모니터링하는 단계; 상기 전력 사용량과 상기 발전 전력량을 이용해 기 설정된 산정기준에 따라 전력 감축이 예정된 감축일의 고객기준부하(Customer Baseline Load)를 산정하는 단계; 상기 감축일에 상기 전력 수요처의 예측 전력 사용량과 예측 발전량을 산정하는 단계; 상기 예측된 감축일의 고객기준부하, 예측 전력 사용량, 및 예측 발전량을 이용해 상기 감축일에 상기 전력 수요처에서 감축 가능한 예상 감축량을 산정하는 단계; 및 상기 전력 수요처가 보유하고 있는 ESS의 저장에너지 충방전을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 전력 수요처의 예측 전력 사용량과 예측 발전량을 예측하는 단계는, 상기 전력 수요처가 보유한 태양광 발전설비에서 생산 가능한 최대 발전량을 산정하는 단계; 및 상기 산정된 최대 발전량과 기상 예측 정보를 이용하여 상기 감축일에 상기 태양광 발전설비에서 생산 가능한 예측 발전량을 산정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전력 수요처가 보유한 태양광 발전설비에서 생산 가능한 최대 발전량을 산정하는 단계는, 상기 태양광 발전설비가 설치된 지역의 위도, 경도, 및 고도 정보, 태양광 패널의 설치 방향 및 각도 정보, 상기 태양광 발전설비의 과거 발전량 정보 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 태양광 발전설비에서 생산 가능한 최대 발전량을 산정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기상 예측 정보는 수치예보(Numerical Weather Prediction), 지상 기상관측자료, 위성 기상관측자료 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 전력 수요처는 전력을 소비하거나 또는 전력을 생산할 수 있는 복수 개의 수요자원들을 포함하고, 상기 전력 수요처의 전력 사용량과 발전 전력량을 모니터링하는 단계는 상기 복수 개의 수요자원들 각각에 대한 전력 사용량과 발전 전력량을 측정하는 단계를 포함하고, 상기 고객기준부하를 산정하는 단계는 상기 복수 개의 수요자원들에 대한 전력 사용량의 합계, 및 발전 전력량의 합계를 이용하여 상기 복수 개의 수요자원들을 포함하는 하나의 그룹에 대한 고객기준부하를 산정하는 단계를 포함하고, 상기 전력 수요처에서 감축 가능한 예상 감축량을 산정하는 단계는 상기 그룹에 대한 예상 감축량을 산정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 산정된 예상 감축량을 기 설정된 기준량과 비교하여 전력 수요감축 경매에 입찰할지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 입찰 여부에 대한 판단 결과 및 상기 예상 감축량에 관한 정보를 상기 전력 수요처로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 입찰 여부에 대한 판단 결과에 따라 전력 수요감축 경매 시스템에 입찰을 수행하는 단계; 상기 전력 수요감축 경매 시스템으로부터 목표 감축량 정보를 수신하는 단계; 상기 전력 사용량과 전력 발전량을 이용해 상기 감축일에 실제로 감축한 실제 전력 감축량을 산정하는 단계; 상기 실제 전력 감축량이 상기 목표 감축량보다 더 작은 경우, 상기 목표 감축량과 상기 실제 전력 감축량과의 전력 차이인 보충 전력을 산정하고, 상기 보충 전력만큼 저장에너지를 방전하도록 상기 ESS를 제어하는 단계; 및 상기 실시간 검침기를 통해 상기 전력 수요처의 전기요금 산정의 기준이 되는 피크전력을 예측하여 상기 전력 수요처의 전기요금이 상승될 것으로 판단되면 상기 ESS의 저장에너지를 방전하도록 상기 ESS를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전력 수요처는 전력을 생산할 수 있는 복수 개의 수요자원들을 포함하고, 상기 ESS를 제어하는 단계는 상기 복수 개의 수요자원들에 선택적으로 보충 전력 생산 제어 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 ESS를 제어하는 단계는, 먼저 복수 개의 수요자원들 중에서 전력 수요감축 경매의 입찰에 할당된 목표 감축량을 채우지 못한 수요자원들이 보유하고 있는 상기 ESS를 제어하여 보충 전력을 채우고, 그럼에도 불구하고 상기 보충 전력을 채우지 못한 경우에는 전력 수요감축 경매의 입찰에 할당된 목표 감축량을 채운 수요자원들이 보유하고 있는 상기 ESS를 제어하여 나머지 보충 전력을 채울 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전력수요 관리 시스템 및 이를 이용한 전력수요 관리 방법은 날씨 변화에 따른 태양광 발전량 변화를 이용하여 자발적 수요반응(DR)에 참여하기 때문에, 전력 소비량 감축을 위한 별도의 노력을 하지 않아도 되는 장점이 있다.
또한, 복수 개의 수요자원들을 하나의 그룹으로 묶어 전력 수요감축 경매 시스템에 참여하기 때문에, 감축 가능한 전력 사용량이 적은 수요자원도 자발적 수요반응(DR)에 참여할 수 있다.
또한, 날씨 예보를 이용해 발전 전력량을 예측함으로써, 전력 수요감축 경매 시스템에 입찰 가능한 날짜와 예상 감축량을 예측할 수 있다.
또한, 실제 감축량이 목표 감축량에 미치지 못하는 경우 전력 수요처로 보충 전력 생산 제어 신호를 전송함으로써, 감축 목표를 달성하도록 관리할 수 있다. 특히, 전력 수요처가 복수 개의 수요자원들로 구성된 경우, 각 수요자원별로 생산 가능한 발전 전력량을 파악하여 각 수요자원별로 전력 생산 요청 신호를 전송할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력수요 관리 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 전력 수요처를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 1의 부하 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력수요 관리 방법의 단계들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 도 4의 예상 감축량 산정 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 날씨 변화에 따른 전력 발전량 및 전력 사용량 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 감축 가능한 전력 사용량을 산정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 도 4의 ESS 제어 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력수요 관리 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 도 1의 전력 수요처를 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 도 1의 부하 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전력수요 관리 시스템(100)은 실시간 검침기(110) 및 부하 관리 장치(120)를 포함할 수 있다.
실시간 검침기(110)는 계량기(300)로부터 전력 수요처(200)의 전력 사용량 정보를 전달받아 부하 관리 장치(120)로 제공할 수 있다.
이 때, 전력 수요처(200)는 수요반응(Demand Response, DR) 또는 수요관리(Demand Side Management, DSM)에 참여하거나 참여할 수 있는 전기 소비자를 의미한다. 전력 수요처(200)는 전력수요 또는 사용 전력량을 감축할 수 있는 주체이며, 수요자원(Demand Resources)으로 지칭될 수 있다.
전력 수요처(200)는 전력을 소비할 수 있는 다양한 전기적 부하들을 가질 수 있으며, 경우에 따라서는 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전설비와 ESS를 더 가질 수도 있다. 이러한 예가 도 2에 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전력 수요처(200)는 제1 수요자원(210), 제2 수요자원(220), 제3 수요자원(230), 및 제4 수요자원(240)을 포함할 수 있다. 다만 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 전력 수요처(200)는 더 많은 수의 수요자원들을 포함하거나 또는 더 적은 수의 수요자원들을 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 수요자원(210)은 전력을 소비하는 제1 부하(211), 및 전력을 생산할 수 있는 제1 태양광 발전설비(213)를 가질 수 있다. 제2 수요자원(220)는 전력을 소비하는 제2 부하(221), 및 전력을 생산할 수 있는 제2 태양광 발전설비(223)와 제2 ESS(225)를 가질 수 있다. 제3 수요자원(230)은 전력을 소비하는 제3 부하(231), 및 전력을 생산할 수 있는 제3 ESS(235)를 가질 수 있다. 제4 수요자원(240)은 전력을 소비하는 제4 부하(241), 및 전력을 생산할 수 있는 제4 태양광 발전설비(243)를 가질 수 있다.
이때, ESS는 에너지 저장장치(Energy Storage System)를 의미한다.
계량기(300)는 전력 공급처(400)에서 관리하는 전자식 전력량계일 수 있다. 구체적으로, 계량기(300)는 제1 내지 제4 수요자원들(210, 220, 230, 240)에서 소비되는 전력 사용량을 각각 측정하고, 측정된 전력 사용량에 대응하는 펄스 신호 및 주기적인 수요시한 종료 신호(End of Interval, EOI)를 생성하며, 생성된 신호들을 전력 공급처(400) 및 실시간 검침기(110)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 수요시한 종료 신호는 15분 주기로 발생하는 신호일 수 있으나, 필요에 따라 적절히 변경될 수 있다.
한편, 계량기(300)에서 측정되는 전력 사용량은 부하가 소비한 전력량과 ESS가 충전한 전력량을 더한 값에서 태양광 발전설비가 생산한 전력량과 ESS가 방전한 전력량을 뺀 값일 수 있다. 예를 들어 제1 수요자원(210)의 경우, 계량기(300)는 제1 부하(211)가 소비한 전력 사용량에서 제1 태양광 발전설비(213)가 생산한 전력 발전량을 뺀 값을 제1 수요자원(210)의 전력 사용량으로 측정할 수 있다. 물론, 제1 태양광 발전설비(213)에서 전력 생산이 전혀 이루어지지 않은 경우에는, 제1 부하(211)가 소비한 전력 사용량이 제1 수요자원(210)의 전력 사용량으로 측정될 것이다.
전력 수요처(200)에서 생산되는 전력 발전량은 발전량 측정기(310)에서 계측될 수 있고, ESS에서 충전 또는 방전되는 저장에너지는 ESS 충방전 측정기(320)에서 측정될 수 있다. 발전량 측정기(310)와 ESS 충방전 측정기(320)는 제1 내지 제4 수요자원들(210, 220, 230, 240)에서 생산되는 전력 발전량과 ESS 충방전 저장에너지를 각각 측정하여 실시간 검침기(110)로 전달할 수 있다.
실시간 검침기(110)는 계량기(300)로부터 전력 수요처(200)의 전력 사용량 정보, 발전량 측정기(310)로부터 전력 수요처(200)의 전력 발전량 정보, 및 ESS 충방전 측정기(320)로부터 ESS 충방전 정보를 전달받을 수 있다. 실시간 검침기(110)는 전달받은 정보들에 근거하여 전력 사용량 데이터 및 전력 발전량 데이터를 생성하고, 생성된 데이터들을 부하 관리 장치(120)로 제공할 수 있다.
부하 관리 장치(120)는 사용 전력량 수집부(121), 발전량 수집부(122), 메모리부(128), 제어부(124), 표시부(125), 수익 정산부(126) 및 알림부(127)를 포함할 수 있다.
사용 전력량 수집부(121)는 실시간 검침기(110)로부터 전력 사용량 데이터를 제공받아 전력 수요처(200)의 전력 사용량을 산정할 수 있다.
발전량 수집부(122)는 실시간 검침기(110)로부터 전력 발전량 데이터를 제공받아 전력 수요처(200)의 전력 발전량을 산정할 수 있다.
ESS 충방전량 수집부(123)는 실시간 검침치(110)로부터 ESS 충전량 또는 방전량 데이터를 제공받아 전력 수요처(200)의 전력 사용량 또는 전력 발전량을 산정할 수 있다.
메모리부(128)는 전력 수요처(200)의 전력 발전량을 예측하기 위한 정보들을 저장할 수 있다. 예를 들면, 상기 메모리부(128)는 각 수요자원들(210, 220, 230, 240)이 보유한 태양광 발전설비에 관한 정보, 및 기상 예측 정보를 저장할 수 있다. 구체적으로, 상기 태양광 발전설비에 관한 정보는 발전설비가 설치된 지역의 위도, 경도, 및 고도 정보, 발전설비의 최대 발전 용량 정보, 태양광 패널의 설치 방향 및 각도 정보, 각 발전설비의 과거 발전량 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기상 예측 정보는 수치예보(Numerical Weather Prediction, NWP) 정보, 지상 기상관측자료, 위성 기상관측자료 등을 포함할 수 있다. 상기 수치예보 정보에는 일사량, 온도, 강수량, 구름의 양 등과 같은 정보들이 포함될 수 있으며, 상기 지상 기상관측자료에는 일사량, 일조시간, 구름의 양 등과 같은 정보들이 포함될 수 있으며, 상기 위성 기상관측자료에는 위성 영상을 이용해 계산된 일사량 추정 정보가 포함될 수 있다.
제어부(124)는 사용 전력량 수집부(121), 발전량 수집부(122), ESS 충방전량 수집부(123) 및 메모리부(128)로부터 정보들을 전달받아 전력 수요감축 경매 시스템에 입찰 가능한 예상 감축량을 산정할 수 있다. 여기서, 전력 수요감축 경매 시스템이란 전력 공급처(400)에서 운영하는 것으로, 전력 수요처(200)가 자발적 전력수요(DR) 방식으로 참여할 수 있는 전력 경매 시스템일 수 있다
또한, 제어부(124)는 산정된 예상 감축량에 따라 전력 수요감축 경매 시스템에 입찰할 것인지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 전력 수요감축 경매 시스템에 입찰하여 낙찰된 이후에는, 제어부(124)는 목표한 전력 감축량이 충족될 수 있도록 전력 수요처(200)의 전력 사용량, 전력 발전량, 및 ESS 저장에너지를 통합 제어할 수 있다. 이에 대해서는 도 4 내지 도 8을 참조로 상세하게 후술하기로 한다.
표시부(125)는 사용 전력량 수집부(121)에서 전달받은 전력 사용량, 발전량 수집부(122)에서 전달받은 전력 발전량, ESS 충방전량 수집부(123)에서 전달받은 ESS 충방전량 및 전력 공급처(400)에서 전달받은 전력 감축량 중 적어도 하나 이상을 표시할 수 있다. 예를 들면, 상기 표시부(125)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기 영동 표시 장치(Electro Phoretic Display, EPL), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel, PDP) 등의 디스플레이 장치 또는 디스플레이 장치를 포함하는 컴퓨터일 수 있다. 또한, 상기 표시부(125)는 물리적 버튼, 터치 스크린 등을 통해 사용자로부터 데이터를 입력 받는 입력부(도시되지 않음)와 일체형으로 구현될 수 있다.
수익 정산부(126)는 복수의 수요자원들이 전력 수요감축 경매에 참여하여 얻은 수익을 정산할 수 있다.
알림부(127)는 낙찰된 목표 전력 감축량이 이행될 수 있도록 전력 수요처(200)로 알림 신호를 전송할 수 있다. 이 때 상기 알림 신호는 목표 전력 감축량 정보, 전력 수요처(200)의 현재 전력 사용량 정보와 발전 전력량 정보, 전력 사용 감축 요청 신호, 보충 전력 생산 제어 신호, ESS 제어 신호 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 알림 신호는 문자 메시지, 모바일 메신저, 웹 프로그램 푸시 알림, 모바일 어플리케이션 푸시 알림 등의 방식으로 전력 수요처(200)에 전송될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나 전력수요 관리 시스템(100)은 유/무선 통신을 위한 통신부를 더 포함할 수 있다. 실시간 검침기(110)와 부하 관리 장치(120)는 상기 통신부를 이용하여 펄스 신호, 수요시한 종료 신호(EOI), 전력 사용량 데이터, 전력 생산량 데이터, 전력 사용 감축 요청 신호, 전력 생산 요청 신호 등을 송신하거나 수신할 수 있다.
상기 통신부는 무선 인터넷 접속을 위한 무선 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 실시간 검침기(110) 및 부하 관리 장치(120) 각각에 내장되거나 외장될 수 있다. 상기 무선 통신 모듈은, 예를 들면, 4G(LTE, LTE/M) 무선통신 기술이 이용되는 것이 바람직하지만 이에 국한되는 것은 아니며, 최근 개발된 5G(IMT-2020) 무선통신 기술, 국제전기전자기술자협회(IEEE)의 무선통신 표준기술인 IEEE802.11n, IEEE802.11ac, IEEE802.11ad, IEEE802.11af, IEEE802.11ah, IEEE802.11ai 등을 이용할 수 있으며, IEEE802.11ad를 기반으로 하는 WiGig(Wireless Gigabit Alliance), Wibro(Wireless Broadband), WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수도 있다.
또한, 상기 통신부는 무선 통신모듈과 함께 근거리 통신(Short Range Communication)을 위한 근거리 통신 모듈 등을 더 포함할 수 있다. 상기 근거리 통신 기술로는, 예를 들면, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association, IrDA), UWB(Ultra-Wide Band), ZigBee, LoRA, M2M 등이 이용될 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 부하 관리 장치(120)는 별도의 에너지 저장장치(ESS)를 더 포함할 수 있다.
이때, 부하 관리 장치(120)는 보충 전력을 채우기 위해서 전력 수요처가 보유하고 있는 ESS를 이용하지 않아도 별도의 에너지 저장장치(ESS)를 이용할 수 있다.
전력 공급처(400)는 수요관리(DSM)를 통해 전력수요를 합리적으로 조절함으로써 전력 공급 원가를 절감하고 전력 수급 안정을 도모하는 주체일 수 있다. 전력 공급처(400)는 발전 회사에서 공급받은 전기를 판매하는 주체이며, 예를 들면, 한국전력거래소, 한국전력공사, 민자발전소 중 어느 하나일 수 있다.
이 때, 수요관리(DSM)는 최소한의 비용으로 소비자의 전기에너지 서비스 욕구를 충족시키기 위하여 소비자의 전기사용 패턴을 합리적인 방향으로 유도하기 위한 제반활동을 의미할 수 있으며, 수요반응(DR)과 효율향상(Energy Efficiency, EE)으로 구분될 수 있다. 수요관리(DSM)는 전력공급설비 확충에 중점을 둔 종래의 공급측관리(Supply Side Management, SSM)에 대응되는 개념으로 부하관리를 포함하는 상위 개념일 수 있다.
전력 공급처(400)는 각각의 수요자원(210, 220, 230, 240)별로 고객기준부하(Customer Baseline Load, CBL)를 산정할 수 있다. 상기 고객기준부하(CBL)는 수요반응(DR)에 참여한 전력 수요처(200)가 전력 부하를 감축하지 않았다면 사용했을 평상 시 전력 사용량을 예측한 값으로 정의될 수 있다. 상기 고객기준부하(CBL)는 최근 수일 동안의 전력 사용량을 이용하여 산정되며, 전력수요 관리의 기준값이 될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전력 공급처(400)는 최근 5일 중 전력 사용량이 높은 4일 동안의 평균 전력 사용량을 전력 수요처(200)의 고객기준부하(CBL)로 산정할 수 있다.
이와 다르게, 전력 공급처(400)는 최근 10일 중 전력 사용량이 최대인 2일과 최소인 2일을 제외하고, 나머지 6일의 평균 전력 사용량을 전력 수요처(200)의 고객기준부하(CBL)로 산정할 수도 있다.
한편, 전력 감축량을 판단할 때 기준이 되는 고객기준부하(CBL)는 전력 공급처(400)에서 산정되지만, 자발적 수요반응(DR)에 참여할지 여부를 판단하기 위하여 본 발명의 제어부(124)도 고객기준부하(CBL)를 산정하게 된다. 즉, 제어부(124)는 전력 공급처(400)에서 기 설정한 산정기준에 따라 전력 수요처(200)의 고객기준부하(CBL)를 산정할 수 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 전력수요 관리 시스템(100)을 이용하여 전력수요를 관리하는 방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력수요 관리 방법의 단계들을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5는 도 4의 예상 감축량 산정 단계를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6은 날씨 변화에 따른 전력 발전량 및 전력 사용량 변화를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 감축 가능한 전력 사용량을 산정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다. 도 8은 도 4의 ESS 제어 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 전력수요 관리 시스템(100)을 이용한 전력수요 관리 방법은 전력 사용량 및 전력 발전량을 모니터링하는 단계(S100), 예상 감축량을 산정하는 단계(S200), 산정된 예상 감축량을 기 설정된 기준량과 비교하여 자발적 수요반응(DR)에 입찰할지 여부를 판단하는 단계(S300), 자발적 수요반응(DR) 입찰을 수행하는 단계(S400), 자발적 수요반응(DR)에 낙찰되어 목표 감축량 정보를 수신하는 단계(S500), 실제 전력 사용량 및 전력 발전량을 모니터링하는 단계(S600), 목표 감축량과 실제 전력 발전량을 비교하는 단계(S700), 및 실제 전력 발전량이 목표 감축량보다 더 작은 경우 전력 발전량 제어를 수행하는 단계(S800)를 포함할 수 있다.
먼저, 전력 수요처(200)의 전력 사용량과 전력 발전량을 지속적으로 모니터링 한다(S100). 전력 사용량은 계량기(300)를 통해 측정되며, 전력 발전량은 발전량 측정기(310)를 통해 측정될 수 있다. 측정된 정보들은 실시간 검침기(110)를 통해 부하 관리 장치(120)로 전달될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전력수요 관리 방법은 복수 개의 전력 수요자원들을 하나의 그룹으로 묶어 통합적으로 관리할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 전력 수요처(200)가 제1 내지 제4 수요자원들(210, 220, 230, 240)을 포함하는 경우, 수요자원들(210, 220, 230, 240) 각각에 대한 전력 사용량, 전력 발전량, 및 ESS 충방전량을 측정하고, 측정된 값들을 모두 합하여 전력 수요처(200)의 전력 사용량 및 전력 발전량으로 산정할 수 있다.
감축 가능한 전력 사용량이 적은 수요자원의 경우, 자발적 수요반응(DR)에 필요한 최소 입찰 조건을 만족하기 어려워 단독으로는 입찰에 참여하지 못할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 전력수요 관리 방법은 복수 개의 수요자원들을 하나의 그룹으로 묶어 관리함으로써 최소 입찰 조건을 충족시킬 수 있다. 이에 따라, 감축 가능한 전력 사용량이 적은 수요자원도 자발적 수요반응(DR)에 참여할 수 있고, 전력 사용량 감축에 따른 경제적 이익을 창출할 수 있다.
다음으로, 부하 관리 장치(120)는 획득한 전력 사용량 정보 및 전력 발전량 정보를 이용하여 예상 감축량을 산정한다(S200).
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 예상 감축량을 산정하는 단계(S200)는 고객기준부하(CBL)를 산정하는 단계(S210), 계량기(300)에서 측정될 계량값을 예측하는 단계(S220), 및 감축 가능한 예상 감축량을 산정하는 단계(S230)를 포함할 수 있다.
고객기준부하(CBL)는 전력 감축이 예정된 날(이하 '감축일'이라 함) 직전 수일 동안 계량된 전력 사용량을 이용하여 기 설정된 산정기준에 따라 산정될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 상기 기 설정된 산정기준은 감축일 이전 5일 동안 계량된 전력 사용량 중에서 전력 사용량이 높은 4일 동안의 평균 전력 사용량을 전력 수요처(200)의 고객기준부하(CBL)로 산정하는 것이라고 가정하자.
일 실시예에 있어서, 상기 고객기준부하(CBL)를 산정하는 단계(S210)는 전력 발전량을 고려하여 고객기준부하(CBL)를 산정하는 것일 수 있다.
전력 수요처(200)가 전력을 소비만 하는 경우라면 전력 사용량의 평균이 곧바로 고객기준부하(CBL)가 될 것이다. 그러나, 전력 수요처(200)가 전력 발전설비, 예를 들면 태양광 발전설비를 보유한 경우에는 실제 전력 사용량에서 태양광 발전량을 뺀 값이 해당 전력 수요처(200)의 전력 사용량으로 계량될 것이며, 계량된 전력 사용량의 평균이 고객기준부하(CBL)로 산정될 수 있다. 따라서, 태양광 발전설비를 가진 전력 수요처(200)의 전력 사용량은 태양광 발전량에 따라 크게 달라질 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 5월 1일부터 5월 5일까지 실제 전력 사용량은 거의 비슷함에도 불구하고, 비가 내려 태양광 발전이 거의 이루어지지 못한 5월 3일에는 다른 날들에 비해 전력 사용량이 더 높게 계량될 수 있다. 또한, 날씨가 흐렸던 나머지 날들의 경우에도 구름의 양이나 일사량, 일조시간 등의 차이에 따라 태양광 발전량이 서로 달라질 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 전력수요 관리 방법은 날씨 변화에 따른 태양광 발전량을 고려하여 고객기준부하(CBL)를 산정할 수 있다.
한편, 전력 수요처(200)가 복수 개의 전력 수요자원들을 포함하는 경우라도 고객기준부하(CBL)는 하나의 값만 산정될 수 있다. 각각의 수요자원별로 입찰을 진행하는 것이 아니라, 복수 개의 전력 수요자원들을 하나의 그룹으로 지정하여 하나의 입찰을 진행하는 것이기 때문이다.
또한, 태양광 발전 이외의 발전설비를 이용해 전력을 생산한 경우에는 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 전력 수요처(200)가 실제 사용한 전력 사용량에서 태양광 발전을 포함한 모든 전력 발전량을 뺀 값이 해당 전력 수요처(200)의 전력 사용량으로 계량될 수 있으며, 계량된 전력 사용량의 평균이 고객기준부하(CBL)로 산정될 수 있다.
다음으로, 부하 관리 장치(120)는 감축일에 계량기(300)에서 측정될 계량값을 예측한다(S220).
계량기(300)에서 측정될 계량값은 실제 소비한 전력량에서 태양광 발전설비가 생산한 전력량을 뺀 값이다. 따라서, 감축일에 계량기(300)에서 측정되는 계량값을 예측하기 위해서는 먼저 감축일의 예측 전력 사용량과 예측 발전량을 산정할 필요가 있다.
부하 관리 장치(120)는 감축일 직전 수 일간 계량기(300)와 발전량 측정기(310)에서 측정된 값들을 이용하여 감축일의 예측 전력 사용량을 예측할 수 있다. 예를 들면, 감축일의 실제 전력 사용량은, 감축일 직전 5일간 계량기(300)에서 측정된 전력 사용량의 평균값에 감축일 직전 5일간 발전량 측정기(310)에서 측정된 전력 발전량의 평균값을 더하여 산정될 수 있다. 이는 특별한 감축 노력 없이 비슷한 수준의 전력 소비를 유지한다는 것을 의미하며, 전력 수요처(200)의 적극적인 전력 소비 감축 노력이 더해지는 경우에는 이와 다르게 산정될 수 있다.
부하 관리 장치(120)는 메모리부(128)에 저장된 발전설비에 관한 정보, 및 기상 예측 정보를 이용하여 감축일의 태양광 발전량을 예측할 수 있다. 예를 들면, 부하 관리 장치(120)는 메모리부(128)에 저장된 발전설비에 관한 정보를 토대로 생산 가능한 최대 전력량을 산정하고, 메모리부(128)에 저장된 기상 예측 정보를 이용하여 감축일에 생산 가능한 예측 발전량을 산정할 수 있다.
부하 관리 장치(120)는 상기 예측된 감축일의 예측 전력 사용량 값에서 상기 감축일에 생산 가능한 예측 발전량을 뺀 값을 감축일에 계량기(300)에서 측정될 예측 계량값으로 산정할 수 있다.
다음으로, 부하 관리 장치(120)는 감축일에 예상되는 전력 감축량을 산정한다(S230).
감축일의 예상 감축량은 산정된 고객기준부하(CBL) 값(S210)과 산정된 예측 계량값(S220)의 차이로 정의될 수 있다. 이것이 아래 [관계식 1]과 도 7에 나타나 있다.
[관계식 1]
여기서, '예상 감축량'은 감축일에 입찰 가능한 전력량을 의미하고, '예측 계량값'은 감축일에 계량기(300)에서 측정될 것으로 예상되는 전력 사용량을 의미한다. 또한, '예측 전력 사용량'은 감축일에 전력 수요처(200)에서 실제로 소비할 것으로 예상되는 전력 사용량을 의미하며, '예측 발전량'은 감축일에 전력 수요처(200)에서 생산할 것으로 예상되는 전력 발전량을 의미한다.
한편, 전력 수요처(200)가 복수 개의 전력 수요자원들을 포함하는 경우라도 예상 감축량은 하나의 값만 산정될 수 있다. 각각의 수요자원별로 입찰을 진행하는 것이 아니라, 복수 개의 전력 수요자원들을 하나의 그룹으로 지정하여 하나의 입찰을 진행하는 것이기 때문이다.
다만, 복수 개의 전력 수요자원들을 하나의 그룹으로 지정하여 하나의 입찰하는 경우에 전력 수요처(200)의 입장에서는 하나의 예상 감축량이 산정되겠지만, 복수 개의 전력 수요자원들 사이에서는 각각의 할당된 예상 감축량이 산정될 수 있다.
다음으로, 산정된 예상 감축량을 기 설정된 기준량과 비교하여 자발적 수요반응(DR)에 입찰할지 여부를 판단한다(S300).
일 실시예에 있어서, 상기 기 설정된 기준량은 전력 공급처(400)가 지정한 최소 감축량일 수 있다. 즉, 전력 공급처(400)는 무분별한 입찰을 방지하고 실질적인 전력 소비 감축 효과를 얻기 위하여, 자발적 수요반응(DR)의 입찰에 참여할 수 있는 최소한의 전력 감축량을 자격 요건으로 지정할 수 있다. 이 경우, 부하 관리 장치(120)는 상기 산정된 예상 감축량(S200)이 상기 전력 공급처(400)에서 지정한 최소 감축량 이상인 경우에만 입찰을 수행하는 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 기 설정된 기준량은 전력 수요처(200) 또는 전력 수요 관리 시스템(100) 중 어느 하나가 지정한 최소 감축량일 수 있다. 예를 들면, 산정된 예상 감축량(S200)이 전력 공급처(400)에서 제시한 최소한의 입찰 참여 조건을 만족한다고 하더라도, 그 차이가 크지 않은 경우에는 낙찰률이 떨어질 수 있다. 또한, 전력 수요처(200)가 복수 개의 전력 수요자원들을 포함하는 경우에는, 예상 감축량(S200)이 크지 않으면 각각의 수요자원들에게 배분되는 수익이 미미할 수도 있다. 따라서, 전력 수요 관리 시스템(100) 또는 전력 수요처(200)는 입찰 여부를 판단하는 최소 감축량을 전력 공급처(400)에서 제시한 최소한의 입찰 참여 조건보다 더 크게, 예를 들면 최소 입찰 참여 조건의 120%, 설정할 수 있다.
한편, 실제 전력 사용량은 일정하다고 가정할 때, [관계식 1]에 나타난 바와 같이 예상 감축량을 증가시키기 위해서는 고객기준부하(CBL)와 예측 발전량을 증가시켜야 한다.
고객기준부하(CBL)는 감축일 직전 수 일 간의 전력 발전량이 적을 때 그 값이 커질 수 있다. 즉, 감축일 직전 수 일 간 날씨가 좋지 못해 태양광 발전량이 적을수록 고객기준부하(CBL) 값은 증가될 수 있다. 반면, 예측 발전량은 날씨가 좋고 일조 시간이 길어 태양광 발전량이 많을수록 증가될 수 있다. 따라서, 최근 수 일간, 예를 들면 고객기준부하(CBL) 산정의 기준이 되는 최근 5일간, 날씨가 좋지 않았다가 내일 날씨가 맑을 것으로 예상된다면 예상 감축량이 높아질 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 전력수요 관리 시스템(100) 및 방법은 날씨 정보를 이용해 자발적 수요반응(DR)에 입찰 가능한 시점을 미리 예측할 수 있다. 예를 들면, 한 달 간의 날씨 정보를 미리 획득한 경우, 본 발명에 따른 전력수요 관리 방법은 향후 한 달 간 자발적 수요반응(DR)에 입찰 가능한 날짜와 예상 감축량을 미리 산정할 수 있다. 이 경우, 예측된 입찰 가능 정보와 감축량 정보는 표시부(125)를 통해 제공될 수 있다.
다음으로, 산정된 예상 감축량이 기 설정된 기준량 이상인 경우 자발적 수요반응(DR)에 입찰을 수행한다(S400). 전력 공급처(400)는 자체적인 기준에 따라 입찰에 참여한 주체들 중 적어도 하나를 선정하며, 선정 결과와 목표 감축량 정보를 제공한다.
만약 자발적 수요반응(DR)에 낙찰되어 목표 감축량 정보를 수신하면(S500), 부하 관리 장치(120)는 목표 감축량이 이행될 수 있도록 전력 수요처(200)의 전력 사용량 및 전력 발전량을 제어하게 된다.
먼저, 전력 사용량 및 전력 발전량을 모니터링한다(S600). 여기서 전력 사용량은 계량기(300)에서 측정되는 값으로, 전력 수요처(200)에서 실제로 소비한 전력량에서 발전설비가 생산한 전력량을 뺀 값일 수 있다. 전력 발전량은 발전량 측정기(310)에 측정될 수 있다. 측정된 값들은 실시간 검침기(110)를 통해 부하 관리 장치(120)로 전달될 수 있다.
다음으로, 측정된 전력 사용량 및 전력 발전량을 이용하여 실제 전력 감축량을 산정한다(S700). 실제 전력 감축량은 아래 [관계식 2]에 따라 산정될 수 있다.
[관계식 2]
여기서, '실제 전력 감축량'은 감축일에 실제로 감축한 전력 사용량을 의미하고, '계량값'은 감축일에 계량기(300)에서 측정된 전력 사용량을 의미한다. 또한, '실제 전력 사용량'은 감축일에 전력 수요처(200)에서 실제로 소비한 전력 사용량을 의미하며, '실제 전력 발전량'은 감축일에 전력 수요처(200)에서 실제로 생산한 전력 발전량을 의미한다.
다음으로, 산정된 실제 전력 감축량과 목표 감축량을 비교한다(S800). 만약 실제 전력 감축량이 목표 감축량 이상인 경우에는 전력수요 관리가 잘 진행되고 있다는 의미이다. 이와 다르게, 목표 감축량이 실제 전력 감축량보다 더 큰 경우에는 ESS 방전을 제어하여(S900) 감축이 이행될 수 있도록 한다. 예를 들면, 실제 날씨가 예측했던 날씨와 달라 태양광 발전이 충분하지 못한 경우일 수 있다. 이러한 경우, 부하 관리 장치(120)는 태양광 발전 이외의 ESS를 추가로 가동하도록 제어함으로써 목표 감축량이 이행되도록 관리할 수 있다.
구체적으로, 전력 수요처(200)에서 ESS 충전량을 산정한다(S910). ESS 충전은 제어부를 통해 기 설정된 기준에 따라 하루 중 전기요금이 저렴한 시간때에 전기를 충전할 수 있다. 예를 들어, 전기요금이 저렴한 밤 시간때에 전기를 충전할 수 있도록 기 설정할 수 있다.
전력 수요처(200)가 복수 개의 수요자원들(210, 220, 230, 240)을 가지는 경우, 각각의 수요자원별로 ESS 충전량을 산정할 수 있다
부하 관리 장치(120)는 ESS 충전량 정보를 이용해 목표 감축량을 달성하기 위해 필요한 발전 전력량을 계산하고, 전력 수요처(200)로 ESS 방전 요청 신호를 전송한다(S920).
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 전력 수요처(200)가 복수 개의 전력 수요자원들(210, 220, 230, 240)을 포함하는 경우, 부하 관리 장치(120)는 복수 개의 전력 수요자원들 중 추가적인 전력 생산이 필요한 수요자원을 선택할 수 있다.
구체적으로, 각각의 전력 수요자원들은 각각의 할당된 예상 감축량을 이행하여야 하며, 할당된 예상 감축량을 이행하지 못하여 전력 공급처에서 수신한 목표 감축량과 비교하여 전력 수요처의 실제 감축량과 차이가 발생될 수 있다.
본 발명에 따른 부하 관리 장치의 제어부는 목표 감축량과 실제 감축량과의 전력 차이인 보충 전력을 산정하고, 전력 수요처가 보유하고 있는 ESS를 제어하여 목표 감축량을 이행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 전력수요 관리 방법은 복수 개의 수요자원들이 하나의 그룹으로 전력 수요감축 경매의 입찰하여 목표 감축량을 채우지 못한 수요자원들이 있는 경우에, 먼저 할당된 목표 감축량을 채우지 못한 수요자원들이 보유하고 있는 ESS를 제어하여 보충 전력을 채우고, 그럼에도 불구하고 보충 전력을 채우지 못한 경우에는 전력 수요감축 경매의 입찰에 할당된 목표 감축량을 채운 수요자원들이 보유하고 있는 상기 ESS를 제어하여 나머지 보충 전력을 채울 수 있다. 이에 따라, 일부 수요자원들이 할당된 목표 감축량을 채우지 못한 경우라도 전체 목표 감축량을 채울 수 있다.
이렇게 복수 개의 수요자원들이 하나의 그룹으로 전력 수요감축 경매의 입찰하여 목표 감축량을 채우지 못한 수요자원들이 있는 경우에, 본 발명의 수익 정산부는 각각의 수요자원들이 할당된 목표 감축량을 채웠는지 여부, 할당된 목표 감축량을 채운 수요자원이 보유하고 있는 ESS를 이용해서 할당된 목표 감축량을 채우지 못한 수요자원의 보충 전력을 채웠는지 여부를 고려하여 복수의 수요자원들이 전력 수요감축 경매에 참여하여 얻은 수익을 정산할 수 있다.
이후, 전력 수요처(200)의 발전 전력량이 증가되는지, 그에 따라 실제 전력 감축량이 목표 감축량에 도달하는지 여부를 모니터링한다(S930).
또한, 제어부를 통해 전력 수요처(200)의 전기요금 산정의 기준이 되는 피크전력을 예측하여 전력 수요처(200)의 전기요금이 상승될 것으로 판단되면 ESS의 저장에너지를 방전하도록 ESS를 제어할 수 있다(S940).
피크전력요금제는 사용자의 최대 전력 수요(피크전력)를 제어하고 전력 소비를 효율적으로 관리하기 요금제이다. 피크전력요금제에서는 전력 수요처(200)의 전력 사용량뿐만 아니라 최대 전력 수요(피크전력)도 고려되는데, 일반적으로 15분 또는 30분 단위로 측정되는 전력 수요처(200)의 최대 전력 사용량이다.
이때, 제어부는 ESS의 저장에너지를 충전하기 위해 사용된 전기요금과, ESS의 저장에너지를 보충 전력에 사용하여 얻은 자발적 수요반응의 수익 또는 ESS의 저장에너지를 전기요금의 기준이 되는 피크전력 제어에 사용하여 절감된 전기요금을 비교하여 ESS의 저장에너지 충방전 여부를 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력수요 관리 시스템(100) 및 이를 이용한 전력수요 관리 방법은 날씨 변화에 따른 태양광 발전량 변화를 이용하여 자발적 수요반응(DR)에 참여하기 때문에, 전력 소비량 감축을 위한 별도의 노력을 하지 않아도 되는 장점이 있다. 또한, 복수 개의 수요자원들을 하나의 그룹으로 묶어 전력 수요감축 경매에 참여하기 때문에, 감축 가능한 전력 사용량이 적은 수요자원도 자발적 수요반응(DR)에 참여할 수 있다. 또한, 날씨 예보를 이용해 발전 전력량을 예측함으로써, 전력 수요감축 경매에 입찰 가능한 날짜와 예상 감축량을 예측할 수 있다. 또한, 실제 감축량이 목표 감축량에 미치지 못하는 경우 전력 수요처(200)로 ESS 방전 요청 신호를 전송함으로써, 감축 목표를 달성하도록 관리할 수 있다. 특히, 전력 수요처(200)가 복수 개의 수요자원들로 구성된 경우, 각 수요자원별로 생산 가능한 발전 전력량을 파악하여 각 수요자원별로 보충 전력 생산 제어 신호를 전송할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 전력수요 관리 시스템 110: 실시간 검침기\
120: 부하 관리 장치 121: 사용 전력량 수집부
122: 발전량 수집부 123: 메모리부
124: 제어부 125: 표시부
126: 수익 정산부 127: 알림부
200: 전력 수요처 225: ESS
300: 계량기 310: 발전량 측정기
320: ESS 충방전 측정기 400: 전력 공급처

Claims (22)

  1. 전력 수요처의 전력 사용량과 전력 발전량을 측정하여 전력 사용량 데이터와 전력 발전량 데이터를 생성하는 실시간 검침기; 및
    상기 전력 사용량, 및 상기 전력 발전량을 이용해 기 설정된 산정기준에 따라 전력 감축이 예정된 감축일의 고객기준부하(Customer Baseline Load)를 산정하며, 상기 감축일 직전의 미리 설정된 기간 동안에 측정된 전력 사용량과 전력 발전량 각각의 평균값을 더하여 상기 감축일의 예측 전력 사용량을 예측하고, 상기 전력 수요처의 발전설비에 관한 정보와 기상 예측 정보를 이용해 상기 감축일의 예측 발전량을 산정하며, 상기 예측 전력 사용량과 상기 예측 발전량의 연산을 통해 도출된 예측 계량값, 및 상기 고객기준부하를 이용하여 상기 감축일에 상기 전력 수요처에서 감축 가능한 예상 감축량을 산정하고, 상기 예상 감축량과 기 설정된 기준량과 비교하여 전력 공급처에서 운영하는 전력 수요감축 경매의 자발적 수요반응에 입찰할지 여부를 판단하는 부하 관리 장치를 포함하고,
    상기 부하 관리 장치는 상기 전력 수요처가 보유하고 있는 ESS(Energy Storage System)의 저장에너지 충방전을 제어하는 제어부를 포함하는 전력수요 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 기 설정된 기준에 따라 하루 중 전기요금이 저렴한 시간 때에 전기를 충전하도록 상기 ESS를 제어하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전력 공급처에서 수신한 목표 감축량과 비교하여 상기 전력 수요처의 실제 감축량과 차이가 발생된 경우에 상기 목표 감축량과 상기 실제 감축량과의 전력 차이인 보충 전력을 산정하고, 상기 보충 전력만큼 저장에너지를 방전하도록 상기 ESS를 제어하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 실시간 검침기를 통해 상기 전력 수요처의 전기요금 산정의 기준이 되는 피크전력을 예측하여 상기 전력 수요처의 전기요금이 상승될 것으로 판단되면 상기 ESS의 저장에너지를 방전하도록 상기 ESS를 제어하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 ESS의 저장에너지를 충전하기 위해 사용된 전기요금과, 상기 ESS의 저장에너지를 상기 보충 전력에 사용하여 얻은 자발적 수요반응의 수익 또는 상기 ESS의 저장에너지를 전기요금의 기준이 되는 피크전력 제어에 사용하여 절감된 전기요금을 비교하여 상기 ESS의 저장에너지 충방전 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 부하 관리 장치는,
    상기 실시간 검침기에서 생성된 전력 사용량 데이터를 이용해 상기 전력 수요처의 전력 사용량을 산정하는 사용 전력량 수집부;
    상기 실시간 검침기에서 생성된 전력 발전량 데이터를 이용해 상기 전력 수요처의 전력 발전량을 산정하는 발전량 수집부;
    상기 실시간 검침기에서 생성된 ESS 충전량 또는 방전량 데이터를 이용해 상기 전력 수요처의 전력 사용량 또는 전력 발전량을 산정하는 ESS 충방전량 수집부; 및
    상기 전력 수요처가 보유한 발전설비에 관한 정보, 및 기상 예측 정보가 저장된 메모리부를 포함하는 전력수요 관리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메모리부에 저장된 상기 발전설비에 관한 정보는 발전설비가 설치된 지역의 위도, 경도, 및 고도 정보, 발전설비의 최대 발전 용량 정보, 태양광 패널의 설치 방향 및 각도 정보, 발전설비의 과거 발전량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 메모리부에 저장된 상기 기상 예측 정보는 수치예보(Numerical Weather Prediction), 지상 기상관측자료, 위성 기상관측자료 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 전력 수요처는 전력을 소비하거나 또는 전력을 생산할 수 있는 복수 개의 수요자원들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 먼저 복수 개의 수요자원들 중에서 전력 수요감축 경매의 입찰에 할당된 목표 감축량을 채우지 못한 수요자원들이 보유하고 있는 상기 ESS를 제어하여 보충 전력을 채우고, 그럼에도 불구하고 상기 보충 전력을 채우지 못한 경우에는 전력 수요감축 경매의 입찰에 할당된 목표 감축량을 채운 수요자원들이 보유하고 있는 상기 ESS를 제어하여 나머지 보충 전력을 채우는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 부하 관리 장치는 복수의 수요자원들이 전력 수요감축 경매에 참여하여 얻은 수익을 정산하는 수익 정산부를 더 포함하는 전력수요 관리 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 부하 관리 장치는 상기 전력 수요처로 알림 신호를 전송하는 알림부를 더 포함하되,
    상기 알림 신호는 상기 전력 공급처에서 수신한 목표 감축량 정보, 상기 전력 수요처의 현재 전력 사용량 정보와 전력 발전 전력량 정보, 전력 사용 감축 요청 신호, 수익 정산 정보, 보충 전력 생산 제어 신호 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 시스템.
  13. 태양광 발전설비를 가진 전력 수요처의 전력 사용량과 발전 전력량을 모니터링하는 단계;
    상기 전력 사용량과 상기 발전 전력량을 이용해 기 설정된 산정기준에 따라 전력 감축이 예정된 감축일의 고객기준부하(Customer Baseline Load)를 산정하는 단계;
    상기 감축일에 상기 전력 수요처의 예측 전력 사용량과 예측 발전량을 산정하는 단계;
    상기 예측된 감축일의 고객기준부하, 예측 전력 사용량, 및 예측 발전량을 이용해 상기 감축일에 상기 전력 수요처에서 감축 가능한 예상 감축량을 산정하는 단계; 및
    상기 전력 수요처가 보유하고 있는 ESS의 저장에너지 충방전을 제어하는 단계를 포함하는 전력수요 관리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전력 수요처의 예측 전력 사용량과 예측 발전량을 예측하는 단계는,
    상기 전력 수요처가 보유한 태양광 발전설비에서 생산 가능한 최대 발전량을 산정하는 단계; 및
    상기 산정된 최대 발전량과 기상 예측 정보를 이용하여 상기 감축일에 상기 태양광 발전설비에서 생산 가능한 예측 발전량을 산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전력 수요처가 보유한 태양광 발전설비에서 생산 가능한 최대 발전량을 산정하는 단계는, 상기 태양광 발전설비가 설치된 지역의 위도, 경도, 및 고도 정보, 태양광 패널의 설치 방향 및 각도 정보, 상기 태양광 발전설비의 과거 발전량 정보 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 태양광 발전설비에서 생산 가능한 최대 발전량을 산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 기상 예측 정보는 수치예보(Numerical Weather Prediction), 지상 기상관측자료, 위성 기상관측자료 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 전력 수요처는 전력을 소비하거나 또는 전력을 생산할 수 있는 복수 개의 수요자원들을 포함하고,
    상기 전력 수요처의 전력 사용량과 발전 전력량을 모니터링하는 단계는 상기 복수 개의 수요자원들 각각에 대한 전력 사용량과 발전 전력량을 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 고객기준부하를 산정하는 단계는 상기 복수 개의 수요자원들에 대한 전력 사용량의 합계, 및 발전 전력량의 합계를 이용하여 상기 복수 개의 수요자원들을 포함하는 하나의 그룹에 대한 고객기준부하를 산정하는 단계를 포함하고,
    상기 전력 수요처에서 감축 가능한 예상 감축량을 산정하는 단계는 상기 그룹에 대한 예상 감축량을 산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 산정된 예상 감축량을 기 설정된 기준량과 비교하여 전력 수요감축 경매에 입찰할지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 입찰 여부에 대한 판단 결과 및 상기 예상 감축량에 관한 정보를 상기 전력 수요처로 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 입찰 여부에 대한 판단 결과에 따라 전력 수요감축 경매 시스템에 입찰을 수행하는 단계;
    상기 전력 수요감축 경매 시스템으로부터 목표 감축량 정보를 수신하는 단계;
    상기 전력 사용량과 전력 발전량을 이용해 상기 감축일에 실제로 감축한 실제 전력 감축량을 산정하는 단계;
    상기 실제 전력 감축량이 상기 목표 감축량보다 더 작은 경우, 상기 목표 감축량과 상기 실제 전력 감축량과의 전력 차이인 보충 전력을 산정하고, 상기 보충 전력만큼 저장에너지를 방전하도록 상기 ESS를 제어하는 단계; 및
    상기 전력 수요처의 전력 사용량과 전력 발전량을 통해 상기 전력 수요처의 전기요금 산정의 기준이 되는 피크전력을 예측하여 상기 전력 수요처의 전기요금이 상승될 것으로 판단되면 상기 ESS의 저장에너지를 방전하도록 상기 ESS를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 전력 수요처는 전력을 생산할 수 있는 복수 개의 수요자원들을 포함하고,
    상기 ESS를 제어하는 단계는 상기 복수 개의 수요자원들에 선택적으로 보충 전력 생산 제어 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 ESS를 제어하는 단계는,
    먼저 복수 개의 수요자원들 중에서 전력 수요감축 경매의 입찰에 할당된 목표 감축량을 채우지 못한 수요자원들이 보유하고 있는 상기 ESS를 제어하여 보충 전력을 채우고, 그럼에도 불구하고 상기 보충 전력을 채우지 못한 경우에는 전력 수요감축 경매의 입찰에 할당된 목표 감축량을 채운 수요자원들이 보유하고 있는 상기 ESS를 제어하여 나머지 보충 전력을 채우는 것을 특징으로 하는 전력수요 관리 방법.
KR1020230072164A 2023-06-05 2023-06-05 태양광 발전과 ess를 이용한 전력수요 관리 시스템 및 방법 KR102571463B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230072164A KR102571463B1 (ko) 2023-06-05 2023-06-05 태양광 발전과 ess를 이용한 전력수요 관리 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230072164A KR102571463B1 (ko) 2023-06-05 2023-06-05 태양광 발전과 ess를 이용한 전력수요 관리 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102571463B1 true KR102571463B1 (ko) 2023-08-29

Family

ID=87802178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230072164A KR102571463B1 (ko) 2023-06-05 2023-06-05 태양광 발전과 ess를 이용한 전력수요 관리 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102571463B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117200299A (zh) * 2023-11-01 2023-12-08 合肥国轩高科动力能源有限公司 储能电池的功率控制方法、装置及电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150037281A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 한국전력공사 에너지 저장 시스템을 이용한 전력 판매 수익 개선 장치 및 그 방법
KR20200081114A (ko) * 2018-12-27 2020-07-07 한국남동발전 주식회사 수요반응에 기반한 에너지 저장 시스템 충방전 제어 기능을 갖는 가상발전소 운영 시스템 및 그 운영 방법
KR102253734B1 (ko) * 2019-11-26 2021-05-20 주식회사 비엠티 건물의 전력 수요 관리 시스템
KR20220084743A (ko) * 2020-12-14 2022-06-21 아주대학교산학협력단 에너지 저장 시스템 운영 장치 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150037281A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 한국전력공사 에너지 저장 시스템을 이용한 전력 판매 수익 개선 장치 및 그 방법
KR20200081114A (ko) * 2018-12-27 2020-07-07 한국남동발전 주식회사 수요반응에 기반한 에너지 저장 시스템 충방전 제어 기능을 갖는 가상발전소 운영 시스템 및 그 운영 방법
KR102253734B1 (ko) * 2019-11-26 2021-05-20 주식회사 비엠티 건물의 전력 수요 관리 시스템
KR20220084743A (ko) * 2020-12-14 2022-06-21 아주대학교산학협력단 에너지 저장 시스템 운영 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117200299A (zh) * 2023-11-01 2023-12-08 合肥国轩高科动力能源有限公司 储能电池的功率控制方法、装置及电子设备
CN117200299B (zh) * 2023-11-01 2024-03-08 合肥国轩高科动力能源有限公司 储能电池的功率控制方法、装置及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11681264B2 (en) Building energy storage system with planning tool
US11022947B2 (en) Building energy optimization system with economic load demand response (ELDR) optimization and ELDR user interfaces
US10732584B2 (en) Building energy optimization system with automated and dynamic economic load demand response (ELDR) optimization
US11036249B2 (en) Building energy storage system with peak load contribution cost optimization
US10949777B2 (en) Building energy optimization system with economic load demand response (ELDR) optimization
US11061424B2 (en) Building energy storage system with peak load contribution and stochastic cost optimization
US10365677B2 (en) Power management system, power management method, and computer program
KR101719428B1 (ko) 전력수요 관리 시스템 및 그 방법
US10339602B2 (en) Power adjustment system, power adjustment method, and computer program
JP5487125B2 (ja) 電力需給調整予備力取引システムおよび電力需給調整予備力取引方法
US20140012427A1 (en) Energy management system, energy management method, program server apparatus, and client apparatus
US20160164313A1 (en) Power supply and demand adjustment system and power supply and demand adjustment method
EP3522323B1 (en) Frequency response control system with clipping parameter determination
EP2811448A1 (en) Power demand adjustment system and power demand adjustment method
KR102571463B1 (ko) 태양광 발전과 ess를 이용한 전력수요 관리 시스템 및 방법
US20120179596A1 (en) Power reserve margin trading system and power reserve margin trading method
CN110826801B (zh) 电动车充电站分布式电能管理方法
KR102542282B1 (ko) 신재생에너지 발전을 이용한 수요반응 관리 시스템 및 방법
KR102571462B1 (ko) 태양광 발전과 보충 전력 공급장치를 이용한 전력수요 관리 시스템 및 방법
KR20210011652A (ko) 경제급전을 활용한 전력수요관리 방법 및 운영시스템
KR102604907B1 (ko) 전기차 충전을 이용한 전력수요 관리 시스템 및 방법
Bellizio et al. Optimal V2X operation of EV fleets with PV-battery charging station for demand-side flexibility provision
Velimirović et al. Electric Vehicle Charging Optimization

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant