KR102648702B1 - A method for evaluating the optimal ess feasibility based on the characterictics of business demand - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 사업장 수요 특성을 고려한 최적 ESS 사업성 평가 방법은, ESS 설치 예정자로부터 사업성 평가 요청 정보를 수신하는 단계; 상기 사업성 평가 요청 정보에 기초하여 상기 ESS 설치 예정자의 사업장에 대한 과거 전력 수요 데이터를 수집하는 단계; 상기 과거 전력 수요 데이터에 기초하여 상기 사업장에 적용 가능한 ESS 구성을 제공하는 단계; 상기 과거 전력 수요 데이터를 클러스터링 하고 미래의 요일 특성 정보를 반영하여 미래 수요량을 예측하는 단계; 및 상기 미래 수요량에 기초하여 전기요금 절감량을 극대화하기 위한 ESS 충방전 운용계획을 생성하여 사업성 분석을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The optimal ESS business feasibility evaluation method considering workplace demand characteristics according to an embodiment of the present invention includes the steps of receiving business evaluation request information from a person scheduled to install an ESS; Collecting past power demand data for the workplace of the person scheduled to install the ESS based on the business feasibility evaluation request information; Providing an ESS configuration applicable to the business based on the past power demand data; Clustering the past power demand data and predicting future demand by reflecting future day characteristic information; And it may include performing a business feasibility analysis by creating an ESS charging/discharging operation plan to maximize electricity bill savings based on the future demand.

Description

사업장 수요 특성을 고려한 최적 ESS 사업성 평가 방법{A METHOD FOR EVALUATING THE OPTIMAL ESS FEASIBILITY BASED ON THE CHARACTERICTICS OF BUSINESS DEMAND}Optimal ESS business feasibility evaluation method considering business demand characteristics {A METHOD FOR EVALUATING THE OPTIMAL ESS FEASIBILITY BASED ON THE CHARACTERICTICS OF BUSINESS DEMAND}

본 발명은 사업장 수요 특성을 고려한 최적 ESS 사업성 평가 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 ESS 설치 시 다양한 사업성 평가 요소를 종합적으로 고려하여 최적화된 보고서를 제공함으로써 내부수익률(IRR, Internal Rate of Return) 극대화가 가능한, 사업장 수요 특성을 고려한 최적 ESS 사업성 평가 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optimal ESS business feasibility evaluation method considering business demand characteristics. More specifically, it maximizes the internal rate of return (IRR) by providing an optimized report by comprehensively considering various business evaluation factors when installing ESS. This is about the optimal ESS business feasibility evaluation method considering the characteristics of workplace demand.

에너지저장장치(Energy Storage System, ESS)는 전기적 에너지로 저장하고 필요할 때 사용할 수 있도록 공급하는 장치를 의미한다. ESS 내에는 전기를 모아두는 배터리와, 배터리를 효율적으로 관리하기 위한 PCS(Power Conditioning System), EMS(Energy Management System), BMS(Battery Management System) 등의 관련 구성들이 포함된다.Energy Storage System (ESS) refers to a device that stores electrical energy and supplies it for use when needed. ESS includes a battery that stores electricity and related components such as a PCS (Power Conditioning System), EMS (Energy Management System), and BMS (Battery Management System) to efficiently manage the battery.

산업 발전에 따른 전력 수요가 해마다 증가함에 따라 수용가에서 사용되는 전력량도 증가하는 추세이다. 그러나, 전력 생산 설비를 증가시키는 것은 현실적으로 상당한 한계가 있다. 이에, 국가적 차원에서 에너지 정책의 일환으로 개별주택, 공동주택, 사무공간, 공장시설 등 다양한 수용가에게 ESS의 설치를 장려 및 지원하는 정책이 지속적으로 추진되고 있다. 하지만, ESS 구축에는 많은 비용이 소요될 뿐 아니라 배터리, PCS, EMS, BMS 등 필요 구성들이 다양하고 복잡하기 때문에 수용가 즉, 고객의 입장에서 ESS를 자체적으로 설치하는 것은 부담이 된다. 또한, 주택이나, 공장시설, 사업장 등 그 설치 장소의 특성에 따라 전력 사용량 및 사용 패턴이 상이하므로, ESS 구축 이후에 고객별 활용 효과 및 전체 시스템에 의한 에너지 절감 효과가 최대화되도록 하는 효율적 관리 및 전력 공급 제어에 대한 수요가 존재한다.As the demand for electricity due to industrial development increases every year, the amount of electricity used by consumers is also increasing. However, increasing power generation facilities has significant limitations in reality. Accordingly, as part of energy policy at the national level, policies to encourage and support the installation of ESS for various consumers such as individual homes, apartment complexes, office spaces, and factory facilities are continuously being promoted. However, not only does it cost a lot to build an ESS, but the required components such as batteries, PCS, EMS, and BMS are diverse and complex, so it is burdensome for the customer, that is, to install the ESS on their own. In addition, since power consumption and usage patterns vary depending on the characteristics of the installation location such as a house, factory facility, or business site, efficient management and power management is required to maximize the utilization effect for each customer and the energy saving effect of the entire system after ESS construction. There is a need for supply control.

따라서, ESS 설치 전, 수용가에게 적합한 ESS가 설치될 수 있도록 ESS 사업성 평가를 실시하는 것이 바람직하다. 일반적인 ESS 사업성 평가의 경우, 특정한 날 하루를 뽑아 ESS 설치 시 얼마나 전기요금이 절감되는지 확인한다. 구체적으로, 종래에는 ESS 사업성 평가 요청자가 분석을 요청할 경우, 평가자가 특정한 날 하루에 대한 예측을 수행한 후, 산출된 예측값에 사업 기간만큼 곱하여 예상 수익 및 예상 전기요금 절감량을 ESS 사업성 평가 요청자에게 전달하는 것을 특징으로 한다. Therefore, before installing ESS, it is advisable to conduct an ESS feasibility assessment to ensure that an ESS suitable for customers can be installed. In the case of a general ESS business feasibility evaluation, one specific day is selected to check how much electricity bills will be reduced when ESS is installed. Specifically, conventionally, when an ESS business feasibility evaluation requester requests analysis, the evaluator performs a forecast for a specific day, then multiplies the calculated forecast value by the project period and delivers the expected profit and expected electricity bill savings to the ESS feasibility evaluation requester. It is characterized by:

그러나, ESS 설치 예정 사업장은 계절별로 사용 전기량이 다르고, 단독 예산으로 사업에 참여하지 않는 경우도 있다. 또한, 매년 공휴일수도 다르며, ESS에 사용된 배터리는 시간이 경과할수록 열화되어 충전량이 감소하는 특성이 있다. 또한, 평가 요청자가 ESS 설치 예정 사업장에 적합한 ESS 구성을 알지 못하는 경우가 많다.However, workplaces scheduled to install ESS vary in the amount of electricity they use depending on the season, and some do not participate in the project with their own budget. In addition, the number of holidays is different every year, and the batteries used in ESS have the characteristic of deteriorating over time and reducing the amount of charge. In addition, there are many cases where the evaluation requestor does not know the ESS configuration suitable for the business site where ESS is scheduled to be installed.

이처럼, 종래의 ESS 사업성 평가 방법은 다양한 변수를 고려하지 않은 상태에서 ESS 사업성 평가를 실시하기 때문에 실제 수익 또는 실제 절감량의 오차율이 크다는 문제점이 있다. As such, the conventional ESS feasibility evaluation method has a problem in that the error rate in actual profits or actual savings is large because the ESS feasibility evaluation is conducted without considering various variables.

본 발명은 상술한 기술적 문제에 대응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래 기술에서의 한계와 단점에 의해 발생하는 다양한 문제점을 실질적으로 보완할 수 있는 것으로, ESS 설치 시 다양한 사업성 평가 요소를 종합적으로 고려하여 최적화된 보고서를 제공함으로써 내부수익률(IRR, Internal Rate of Return) 극대화가 가능한, 사업장 수요 특성을 고려한 최적 ESS 사업성 평가 방법을 제공하는데 있다. The present invention was created to respond to the technical problems described above, and the purpose of the present invention is to substantially complement various problems arising from the limitations and shortcomings of the prior art, and to evaluate various business feasibility factors when installing ESS. The purpose is to provide an optimal ESS business feasibility evaluation method considering workplace demand characteristics that can maximize the internal rate of return (IRR) by providing an optimized report with comprehensive consideration.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 사업장 수요 특성을 고려한 최적 ESS 사업성 평가 방법은, ESS 설치 예정자로부터 사업성 평가 요청 정보를 수신하는 단계; 상기 사업성 평가 요청 정보에 기초하여 상기 ESS 설치 예정자의 사업장에 대한 과거 전력 수요 데이터를 수집하는 단계; 상기 과거 전력 수요 데이터에 기초하여 상기 사업장에 적용 가능한 ESS 구성을 제공하는 단계; 상기 과거 전력 수요 데이터를 클러스터링 하고 미래의 요일 특성 정보를 반영하여 미래 수요량을 예측하는 단계; 및 상기 미래 수요량에 기초하여 전기요금 절감량을 극대화하기 위한 ESS 충방전 운용계획을 생성하여 사업성 분석을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In order to solve the above-mentioned problems, the optimal ESS business evaluation method considering workplace demand characteristics according to an embodiment of the present invention includes the steps of receiving business evaluation request information from a person scheduled to install the ESS; Collecting past power demand data for the workplace of the person scheduled to install the ESS based on the business feasibility evaluation request information; Providing an ESS configuration applicable to the business based on the past power demand data; Clustering the past power demand data and predicting future demand by reflecting future day characteristic information; And it may include performing a business feasibility analysis by creating an ESS charging/discharging operation plan to maximize electricity bill savings based on the future demand.

또한, 상기 ESS 설치 예정자로부터의 ESS 서브정보 수신 여부에 기초하여 미래 수요 예측을 수행하는 단계를 더 포함하되, 상기 ESS서브정보를 수신한 경우에는 상기 ESS 설치 예정자로부터 미리 결정된 ESS 구성에 기초하여 상기 미래 수요를 예측할 수 있다.In addition, it further includes the step of predicting future demand based on whether or not ESS sub-information is received from the ESS installer, wherein when the ESS sub-information is received, the ESS is predicted based on the ESS configuration predetermined by the ESS installer. Future demand can be predicted.

또한, 상기 ESS 구성은 배터리 용량 및 PCS 용량을 포함할 수 있다.Additionally, the ESS configuration may include battery capacity and PCS capacity.

또한, ESS 충방전 운용계획을 생성하는 단계 이후에 미래 요금을 산정하는 단계를 더 포함하며, 상기 미래 요금은 기본 요금, 부하에 다른 전력량 요금, 부가세 및 정책 할인 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, a step of calculating a future rate is further included after the step of generating an ESS charging/discharging operation plan, and the future rate may include at least one of a base rate, a rate for different power amounts depending on the load, value-added tax, and policy discount information. .

또한, 상기 사업성 분석을 수행하는 단계를 통해 ESS 구성을 예측하고, 예측된 상기 ESS 구성에 따른 설치비용을 산정하는 단계를 더 포함하며, 상기 설치비용은 배터리 비용, PCS 비용, 건설 비용, EMS 비용 및 ESS 설치 관리비용 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, it further includes predicting the ESS configuration through the step of performing the business feasibility analysis, and calculating an installation cost according to the predicted ESS configuration, wherein the installation cost includes battery cost, PCS cost, construction cost, and EMS cost. It may include at least one of ESS installation and management costs.

또한, 상기 배터리 비용, PCS 비용, 건설 비용 및 EMS 비용을 합하여 ESS 구축비용을 산정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, a step of calculating the ESS construction cost by adding the battery cost, PCS cost, construction cost, and EMS cost may be further included.

또한, 상기 사업성 분석을 수행하는 단계는 ESS 투자자가 자기 자본에 기초하여 투자하지 않는 경우, 추가로 수집한 금융 정보에 기초하여 사업성 분석을 수행하는 단계를 더 포함하고, 상기 금융 정보는 차입 원금, 투자금, 거치 기간, 원금상환기간, 원리금상환기간, 월별 이자율, 월별 판관비, 월별 감가상각 및 월별 법인세 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the step of performing the business feasibility analysis further includes the step of performing a business feasibility analysis based on additionally collected financial information when the ESS investor does not invest based on equity capital, and the financial information includes the borrowing principal amount, It may include at least one of the following: investment amount, grace period, principal repayment period, principal repayment period, monthly interest rate, monthly sales and administrative expenses, monthly depreciation, and monthly corporate tax.

또한, 상기 사업성 분석을 수행하는 단계 이후에 상기 예측된 ESS 구성에 기초하여 ESS 평가 보고서를 제작하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after performing the business feasibility analysis, the step of producing an ESS evaluation report based on the predicted ESS configuration may be further included.

또한, 상기 ESS 평가 보고서를 제작하는 단계는, 상기 예측된 ESS 구성을 내부수익률 및 투자자본수익률이 높은 순서대로 나열하는 단계; 과거 수요량 중 최대 수요가 발생한 날의 사용량을 그래프로 표시하는 단계; 및 ESS 도입 시 전력 사용 패턴 변화를 그래프로 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the step of producing the ESS evaluation report includes listing the predicted ESS configuration in descending order of internal rate of return and return on invested capital; A step of graph displaying the usage on the day when the maximum demand occurred among the past demand; And it may further include displaying the change in power usage pattern upon introduction of the ESS in a graph.

또한, ESS 충방전 운용계획은 ESS의 최적 충방전을 위해 기본요금적용전력 및 사용량 요금에 기초하여 생성할 수 있다.In addition, the ESS charging and discharging operation plan can be created based on the basic power and usage charges for optimal charging and discharging of the ESS.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명은 ESS 설치 이전에 사업성 평가를 요청받을 경우, 단순 계산이 아닌 다양한 데이터를 가지고 사업성 평가를 수행하기 때문에 보다 정확한 수익률 검토를 통해 실제 ESS 운용에 근접한 사업성 평가 보고서를 제공함으로써 ESS 사업성 평가 요청자의 만족도를 향상시킬 수 있다. In the case where a business feasibility evaluation is requested prior to ESS installation, the present invention performs a business feasibility evaluation using various data rather than simple calculations, so it provides a business feasibility evaluation report that is close to actual ESS operation through a more accurate rate of return review, thereby helping the ESS feasibility evaluation requester. Satisfaction can be improved.

본 발명은 ESS 설치 예정자가 자신의 사업 특성에 적합한 최적의 ESS 구성을 선택함으로써 자금의 효율적 운용이 가능하며, 최대 이익을 얻을 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of enabling ESS installers to efficiently manage funds and obtain maximum profits by selecting the optimal ESS configuration suitable for their business characteristics.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited to the contents exemplified above, and further various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ESS 사업성 평가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사업성 평가 보고서 제작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 ESS 구성 별 내부수익률을 나타낸 표이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ESS 구성 별 투자자본수익률을 나타낸 표이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 ESS 구성에 따른 내부수익률 및 투자자본수익률을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 최대 수요가 발생한 과거 특정일의 수요를 부하시간대에 따라 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 결과보고서 작성 시 ESS 구성에 따른 현금 흐름을 나타낸 그래프이다.
도 8은 ESS 구성에 따른 현금 흐름의 직관적인 손익 판단을 위한 손익분기점을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 ESS 구성에 의한 미래의 전력 수요량의 변화를 부하시간대에 따라 나타낸 그래프이다.
Figure 1 is a flowchart for explaining an ESS business evaluation method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart illustrating a method of producing a business evaluation report according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a table showing the internal rate of return for each ESS configuration according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a table showing the return on invested capital for each ESS configuration according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a graph showing the internal rate of return and return on invested capital according to the ESS configuration according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph showing demand on a specific day in the past when maximum demand occurred according to load time according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a graph showing cash flow according to ESS configuration when preparing a result report according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a graph showing the break-even point for intuitive profit and loss judgment of cash flow according to ESS configuration.
Figure 9 is a graph showing the change in future power demand by ESS configuration according to an embodiment of the present invention according to load time.

이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. The following merely illustrates the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art will be able to invent various devices that embody the principles of the invention and are included in the concept and scope of the invention, although not clearly described or shown herein. In addition, all conditional terms and embodiments listed herein are, in principle, expressly intended solely for the purpose of enabling the inventive concept to be understood, and should be understood not as limiting to the embodiments and conditions specifically listed as such. do.

또한, 이하의 설명에서 제1, 제2 등과 같은 서수식 표현은 서로 동등하고 독립된 객체를 설명하기 위한 것이며, 그 순서에 주(main)/부(sub) 또는 주(master)/종(slave)의 의미는 없는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in the following description, ordinal expressions such as first, second, etc. are intended to describe objects that are equal and independent from each other, and the order includes main/sub or master/slave. It must be understood as meaningless.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The above-mentioned purpose, features and advantages will become clearer through the following detailed description in relation to the attached drawings, and accordingly, those skilled in the art in the technical field to which the invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the invention. .

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention can be partially or fully combined or combined with each other, and as can be fully understood by those skilled in the art, various technical interconnections and operations are possible, and each embodiment may be implemented independently of each other. It may be possible to conduct them together due to a related relationship.

본 명세서의 해석의 명확함을 위해, 이하에서는 본 명세서에서 사용되는 용어들을 정의하기로 한다.For clarity of interpretation of this specification, terms used in this specification will be defined below.

본 명세서에서 “ESS 구성”은 배터리 용량 및 PCS 용량을 의미하는 것으로서, 예측 평가 이전에 사용자에 의해 미리 결정될 수도 있다. 이때, 사용자에 의해 ESS 구성이 미리 결정되는 경우, 사용자는 분석서버에 ESS 서브정보를 전송하는 것으로 이해되는 것이 바람직하다.In this specification, “ESS configuration” refers to battery capacity and PCS capacity, which may be predetermined by the user prior to predictive evaluation. At this time, when the ESS configuration is predetermined by the user, it is desirable to understand that the user transmits ESS sub-information to the analysis server.

이에 따라, 본 명세서에서 “적절한 ESS 구성”은 사업장의 예상 수익 및 예상 전기요금 절감량이 최대가 되도록 하는 배터리와 PCS의 용량을 의미한다.Accordingly, in this specification, “appropriate ESS configuration” means the capacity of the battery and PCS to maximize the expected profit and expected electricity bill savings of the business.

본 명세서에서 “미래의 요일 특성 정보”는 공휴일, 연말연시 등 통상적으로 평일 및 영업일이 아닌 날의 정보를 의미한다.In this specification, “future day characteristic information” refers to information on days that are not normally weekdays or business days, such as public holidays, year-end and New Year holidays, etc.

본 명세서에서 “미래 요금”은 기본 요금, 부하에 다른 전력량 요금 및 부가세를 포함한다. 이때, 기본 요금이란 일반적인 한전이용약관에 따른 기본 요금인 것으로 이해되는 것이 바람직하다.In this specification, “future charges” include base charges, load-dependent power charges, and value-added taxes. At this time, it is desirable to understand that the basic fee is the basic fee in accordance with the general KEPCO terms and conditions.

이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 ESS 사업성 평가 방법 및 보고서 제작 과정을 설명하기로 한다.Hereinafter, the ESS business evaluation method and report production process according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ESS 사업성 평가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사업성 평가 보고서 제작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 ESS 구성 별 내부수익률을 나타낸 표이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ESS 구성 별 투자자본수익률을 나타낸 표이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 ESS 구성에 따른 내부수익률 및 투자자본수익률을 나타낸 그래프이다. 도 1에서 S101단계 내지 S110 단계는 ESS 사업성 평가 과정을 나타낸 것이며, 도 2에서 S11단계 내지 S114 단계는 ESS 사업성 평가 보고서 제작 과정을 나타낸 것이다. 본 발명의 실시예에 다른 ESS 사업성 평가 시스템은 분석서버 및 데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 하며, ESS 사업성 평가 방법은 분석서버 내에서 일괄적으로 수행되는 것으로 이해되는 것이 바람직하다. Figure 1 is a flowchart for explaining an ESS business evaluation method according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a flowchart illustrating a method of producing a business evaluation report according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a table showing the internal rate of return for each ESS configuration according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a table showing the return on invested capital for each ESS configuration according to an embodiment of the present invention. Figure 5 is a graph showing the internal rate of return and return on invested capital according to the ESS configuration according to an embodiment of the present invention. Steps S101 to S110 in Figure 1 show the ESS business feasibility evaluation process, and steps S11 to S114 in Figure 2 show the ESS business feasibility evaluation report production process. The ESS business evaluation system according to the embodiment of the present invention is characterized by including an analysis server and a database, and it is preferable to understand that the ESS business evaluation method is performed collectively within the analysis server.

먼저, 분석서버는 사용자로부터 사업성 평가 요청 정보를 수신한다(S101). 본 명세서에서 '사용자'는 ESS를 설치하려는 사람으로서, ESS 설치 예정자라고 지칭될 수도 있다.First, the analysis server receives business evaluation request information from the user (S101). In this specification, a 'user' is a person who wants to install the ESS and may also be referred to as a person planning to install the ESS.

이어서, 수신한 사업성 평가 요청 정보에 기초하여 ESS 설치 예정인 사업장에 대한 과거 전력 수요 데이터를 수집한다(S102). 구체적으로, 사용자가 사업성 평가를 위해 사업성 평가 요청 정보를 전송하면, 분석서버는 한전 아이스마트(iSmart) 서비스의 데이터를 이용하여 사용자가 ESS를 설치하려는 사업장의 과거 전력 수요 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 한전 아이스마트 서비스는 기존 전력소비컨설팅(PCCS)과 상시 수요관리 시스템을 통합하여 효율적 전력사용을 지원하고 수요관리 효과를 극대화할 수 있는 전력포털 서비스를 의미한다. 즉, 본 발명의 분석서버는 아이스마트 서비스를 통해 사업장의 기본적인 전력 데이터를 수집할 수 있다. Next, based on the received business feasibility evaluation request information, past power demand data for the business site where ESS is scheduled to be installed is collected (S102). Specifically, when a user transmits business feasibility evaluation request information for business feasibility evaluation, the analysis server uses data from KEPCO's iSmart service to transmit past power demand data of the business where the user wants to install ESS. do. Here, KEPCO's iSmart service refers to a power portal service that supports efficient power use and maximizes demand management effects by integrating the existing power consumption consulting (PCCS) and permanent demand management system. In other words, the analysis server of the present invention can collect basic power data of the workplace through the iSmart service.

이어서, 분석서버는 수집한 사업장의 과거 전력 수요 데이터에 기초하여 상기 사업장에 적용 가능한 ESS 구성을 제공한다(S103). 이때, 분석서버는 사용자로부터의 ESS 서브정보 수신 여부를 확인할 수 있다(S104). 다시 말해, 사용자로부터 ESS 서브정보가 수신된 경우에는 사용자가 특별히 원하는 ESS 구성(배터리 용량 및 PCS 용량)이 있는 것으로 판단하고, 사용자에 의해 미리 결정된 ESS 구성을 기반으로 미래 수요 예측을 수행하는 것을 특징으로 한다(S104-1). Next, the analysis server provides an ESS configuration applicable to the business site based on the collected past power demand data of the business site (S103). At this time, the analysis server can check whether ESS sub-information is received from the user (S104). In other words, when ESS sub-information is received from the user, it is determined that there is an ESS configuration (battery capacity and PCS capacity) specifically desired by the user, and future demand prediction is performed based on the ESS configuration predetermined by the user. (S104-1).

그러나, 사용자로부터 ESS 서브정보가 수신되지 않은 경우에는 사용자가 특별히 원하는 ESS구성이 없는 것으로 판단하고, 배터리 용량 및 PCS 용량을 변화시키면서 사용자에게 적합한 ESS 구성을 생성한다(S104-2). 구체적으로, 분석서버는 PCS 용량에 대해 복수의 입력 값을 생성하고, 입력한 PCS 용량의 1배 내지 3배를 곱한 값을 배터리 용량의 입력 값으로 생성함으로써 복수의 ESS 구성을 생성하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 배터리 용량은 생성된 상기 PCS 용량에 대해 1배 내지 3배 사이를 0.25배 간격으로 증가되면서 생성되는 것을 특징으로 한다.However, if ESS sub-information is not received from the user, it is determined that there is no ESS configuration specifically desired by the user, and an ESS configuration suitable for the user is created by changing the battery capacity and PCS capacity (S104-2). Specifically, the analysis server generates a plurality of input values for PCS capacity and creates a plurality of ESS configurations by generating a value multiplied by 1 to 3 times the input PCS capacity as an input value for battery capacity. do. Here, the battery capacity is characterized in that it is generated by increasing the generated PCS capacity at intervals of 0.25 times between 1 and 3 times.

이어서, ESS 구성이 모두 생성된 경우, S102 단계에서 수신한 과거 전력 수요 데이터(이하, '과거 전력 수요량'이라고도 함)에 기초하여 클러스터링(Clustering)을 수행하고, 미래의 요일 특성 정보를 반영하여 미래 수요량을 예측한다(S106). 여기서, 미래의 요일 특성 정보는 공휴일, 연말연시 등과 같이 통상적으로 평일 및 영업일이 아닌 날에 대한 정보를 포함한다. 즉, 분석서버는 과거 전력 수요 데이터에 기초하여 클러스터링을 수행함으로써 미래 수요량을 정확도 높게 예측할 수 있다. 본원 발명의 클러스터링과 관련하여 보다 상세한 내용에 대해서는 특허 출원 제10-2019-0159291호에 상세하게 기재되어 있으며, 본원 특허 명세서에 참조로서 포함한다.Subsequently, when all ESS configurations are created, clustering is performed based on the past power demand data (hereinafter also referred to as 'past power demand') received in step S102, and future day characteristic information is reflected to predict the future Predict demand (S106). Here, the future day characteristic information includes information about days that are not typically weekdays or business days, such as public holidays, year-end and New Year holidays, etc. In other words, the analysis server can predict future demand with high accuracy by performing clustering based on past power demand data. More detailed information regarding the clustering of the present invention is described in detail in Patent Application No. 10-2019-0159291, which is incorporated herein by reference.

이어서, S106 단계에서 예측된 미래 수요량에 기초하여 미래 요금을 예측한다(S107). 여기서, 예측된 미래 수요량은 ESS가 설치되기 이전에 예측된 수요량인 것으로 이해되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 명세서에서 예측된 미래 수요량은 ESS 미설치 상태의 수요량으로 지칭될 수도 있다.Next, the future fee is predicted based on the future demand predicted in step S106 (S107). Here, it is desirable to understand that the predicted future demand is the demand predicted before the ESS is installed. Accordingly, the future demand predicted in this specification may be referred to as the demand without ESS installed.

이어서, S106 단계에서 예측된 미래 수요량에 기초하여 전기요금 절감량을 극대화하기 위한 ESS 충방전 운용계획을 수립한다(S108). ESS 충방전 운용계획에는 배터리의 충전량과 방전량 및 충전 상태가 포함된다. 이때, ESS 충방전 운용계획은 15분 단위로 업데이트될 수 있으나, 실시예에 따라 시간 간격은 조정될 수 있다. 단, 너무 짧은 주기로 예측할 경우, PCS는 정상적으로 충방전을 할 수 없고 배터리는 신뢰할 만한 충전잔량(SoC, State of Charge) 변화를 측정할 수 없다. 따라서, 분석서버는 ESS의 효율적 운용을 위한 최적화를 위해 선형계획법(Linear Programming Under Uncertainty)을 사용하여 목적 함수의 최소값을 연산하여 충방전 전략을 수립하는 것을 특징으로 한다. 다시 말해, 선형계획법을 이용한 최적 충방전 전략은 예측 주기에 따라 피크를 조절하기 위해 사용하는 방법으로서, 선형계획법을 통해 언제, 얼마만큼의 전력량(kWh)을 충방전 할지 결정하고, 이를 기초로 최적 운전 명령을 수행할 수 있다.Next, an ESS charging/discharging operation plan is established to maximize electricity bill savings based on the future demand predicted in step S106 (S108). The ESS charging/discharging operation plan includes the battery charge amount, discharge amount, and charging status. At this time, the ESS charging/discharging operation plan may be updated every 15 minutes, but the time interval may be adjusted depending on the embodiment. However, if the prediction cycle is too short, the PCS cannot charge and discharge normally and the battery cannot reliably measure changes in the state of charge (SoC). Therefore, the analysis server is characterized by establishing a charging and discharging strategy by calculating the minimum value of the objective function using linear programming under uncertainty to optimize the efficient operation of the ESS. In other words, the optimal charging/discharging strategy using linear programming is a method used to control the peak according to the prediction cycle. Using linear programming, it determines when and how much power (kWh) to charge and discharge, and based on this, the optimal charging/discharging strategy is used to control the peak according to the prediction cycle. Driving commands can be performed.

구체적으로, 선형계획법은 목적 함수가 최소가 되는 결정변수를 찾아 메모리에 업데이트 한다. 이때, 목적 함수는 아래와 수학식 1과 같이 연산된다.Specifically, linear programming finds the decision variable that minimizes the objective function and updates it in memory. At this time, the objective function is calculated as shown in Equation 1 below.

(수학식 1)(Equation 1)

O는 목적 함수, Λ는 예측 시간 사이의 길이를 의미하며(Λ=N/24), ω는 일간 기본요금 단가를 의미하며, u는 결정 변수로서, 일간 예측 시간 사이의 최대전력수요량(kWh)을 의미한다. 이에, 는 예측 기본 요금을 의미하는 것으로 볼 수 있다. 여기서, 도 결정 변수로서 는 예측 시간 i의 계통으로 방전된 전력량을 의미하고, 는 예측 시간 i의 충전에 사용된 전력량을 의미한다.O is the objective function, Λ means the length between prediction times (Λ=N/24), ω means the daily base rate unit price, and u is the decision variable, the maximum power demand (kWh) between daily prediction times. means. Therefore, can be seen as meaning the predicted base fee. here, and As a decision variable means the amount of power discharged into the system at predicted time i, means the amount of power used for charging at predicted time i.

또한, 는 예측 시간 i의 사용량 요금 단가를 의미하며, 는 예측 시간 i의 예측 또는 실측 전력사용량을 의미한다. 이에, 는 실제 사용된 전력사용량 요금을 의미하는 것으로 볼 수 있다.also, means the usage fee unit price at forecast time i, means the predicted or actual power consumption at prediction time i. Therefore, can be seen as referring to the actual electricity usage rate.

따라서, 목적 함수는 예측 시간에 들어가는 요금을 나타내는 변수로, 여기에 사용량 요금, 실측 전력 사용량, 방전량 및 충전량에 기초하여 목적 함수가 출력된다.Therefore, the objective function is a variable that represents the fee for the prediction time, and the objective function is output based on the usage fee, actual power usage, discharge amount, and charge amount.

이에, 목적 함수가 최소가 되는 결정변수를 찾으면서 아래와 같은 네가지 조건들(수학식 2 내지 4)을 모두 만족해야 요금을 최소화할 수 있다.Accordingly, the fee can be minimized only when all four conditions below (Equations 2 to 4) are satisfied while finding the decision variable that minimizes the objective function.

네가지 조건은 각각 아래와 같은 수식으로 구하게 된다.Each of the four conditions is obtained using the formula below.

(수학식 2)(Equation 2)

여기서, 는 계약용량(kW)을 의미하며, 는 당월 이전까지 기본요금적용한 전력량(kWh) 즉, 기본요금적용전력이며, 는 예측 시간 사이의 최대충방전 전력량(kWh)을 의미하며, 는 일간 예측 시간 사이의 최대전력수요량(kWh)을 의미하는 결정변수이다.here, means contracted capacity (kW), is the amount of electricity (kWh) to which the basic rate was applied until the current month, that is, the power to which the basic rate was applied; means the maximum charge/discharge power amount (kWh) between the predicted times, is a decision variable that means the maximum power demand (kWh) between daily forecast times.

앞서, 수학식 2는 목적 함수를 최소화하는 결정변수를 찾기 위한 첫번째 조건을 구하는 수식으로서, 기본 요금 절감 효과가 없으면 피크절감을 수행하지 않는다.Previously, Equation 2 is a formula for calculating the first condition for finding a decision variable that minimizes the objective function, and if there is no basic fee reduction effect, peak reduction is not performed.

(수학식 3)(Equation 3)

여기서, 는 예측 시간 i의 예측 또는 실측 전력사용량을 의미하며, 는 예측 시간 i의 방전량(kWh)을 의미하며, 는 예측 시간 i의 충전량(kWh)을 의미하며, 는 일간 예측 시간 사이의 최대전력수요량(kWh)을 의미한다.here, means the predicted or actual power consumption at prediction time i, means the discharge amount (kWh) at predicted time i, means the charging amount (kWh) at predicted time i, means the maximum power demand (kWh) between daily forecast times.

(수학식 4) (Equation 4)

여기서, 는 방전효율을 의미하고, 는 충전효율을 의미한다.here, means discharge efficiency, means charging efficiency.

(수학식 5)(Equation 5)

여기서, 는 예측 시간 사이의 최대 충방전 전력량(kWh)을 의미한다.here, means the maximum charge/discharge power amount (kWh) between the predicted times.

앞서, 수학식 3은 피크 절감 및 역류 방지를 위한 조건을 의미한다. 다시 말해, 순수요가 특정한 값을 넘지 못하도록 하여 피크 절감을 수행하면서 과방전을 통한 전력의 역류를 방지하는 것을 의미한다.Previously, Equation 3 refers to conditions for peak reduction and backflow prevention. In other words, this means preventing backflow of power through overdischarge while performing peak reduction by preventing net demand from exceeding a certain value.

이어서, ESS 충방전 운용계획 예측이 완료되면 이를 기반으로 미래 요금을 산정한다(S109). 여기서, 미래 요금은 기본 요금, 부하에 따른 전력량 요금, 부가세 및 정책 할인 정보를 포함할 수 있다.Next, when the ESS charging/discharging operation plan prediction is completed, the future fee is calculated based on this (S109). Here, the future rate may include basic rate, power rate according to load, value-added tax, and policy discount information.

이어서, 앞선 단계들에 의해 예측이 전부 마무리되면 먼저 예측한 ESS 구성에 따른 설치비용을 산정한다(S110). 예컨대, 설치비용에는 배터리 비용, PCS 비용, 건설 비용, EMS 비용 및 ESS 설치 관리비용이 포함되며, 각 비용에 대한 계산식은 후술하는 바와 같다.Next, when the prediction is completed through the previous steps, the installation cost according to the predicted ESS configuration is calculated (S110). For example, the installation cost includes battery cost, PCS cost, construction cost, EMS cost, and ESS installation management cost, and the calculation formula for each cost is as described below.

*65구체적으로, 배터리 비용(a)은 kWh당 배터리 단가에 배터리 용량을 곱해서 산정한다(배터리 비용 = kWh당 배터리 단가 * 배터리 용량).*65Specifically, the battery cost (a) is calculated by multiplying the battery unit price per kWh by the battery capacity (battery cost = battery unit price per kWh * battery capacity).

또한, PCS 비용(b)은 kW당 PCS단가에 PCS 용량을 곱하여 산정한다(PCS 비용 = kW당 PCS 단가 * PCS 용량).Additionally, PCS cost (b) is calculated by multiplying PCS unit price per kW by PCS capacity (PCS cost = PCS unit price per kW * PCS capacity).

또한, 건설 비용(c)은 kWh당 설치 단가에 배터리 용량을 곱하여 산정한다(건설 비용 = kWh당 설치 단가 * 배터리 용량).Additionally, the construction cost (c) is calculated by multiplying the installation price per kWh by the battery capacity (construction cost = installation price per kWh * battery capacity).

또한, EMS 비용(d)은 kWh당 설치 단가에 배터리 용량을 곱하여 산정한다(EMS 비용 = kWh당 설치 단가 * 배터리 용량).Additionally, the EMS cost (d) is calculated by multiplying the installation price per kWh by the battery capacity (EMS cost = installation price per kWh * battery capacity).

상기 계산을 모두 완료한 후 ESS 구축비용을 산정할 수 있다. 즉, ESS 구축비용(e)은 (a)+(b)+(c)+(d)를 한 것으로 표현할 수 있다(ESS 구축비용 = 배터리 비용(a) + PCS 비용(b) + 건설 비용(c) + EMS 비용(d)). After completing all of the above calculations, the ESS construction cost can be calculated. In other words, the ESS construction cost (e) can be expressed as (a) + (b) + (c) + (d) (ESS construction cost = battery cost (a) + PCS cost (b) + construction cost ( c) + EMS cost (d)).

또한, ESS 설치 관리비용(f)를 추가로 산정하는데 이는 ESS 구축비용(e)에 대한 일정 퍼센트로서, 입력 값을 통해 산정하게 된다(ESS 설치 관리비용 = ESS 구축비용 * 건설 비용 / (1 - 건설 비용)).In addition, the ESS installation and management cost (f) is additionally calculated, which is a certain percentage of the ESS construction cost (e) and is calculated through input values (ESS installation and management cost = ESS construction cost * construction cost / (1 - Construction costs)).

최종적으로 ESS 총 설치비용(g)은 (e)+(f) 로 산정할 수 있다(ESS 총 설치비용 = ESS 구축비용(e) + ESS 설치 관리비용(f)).Finally, the total ESS installation cost (g) can be calculated as (e) + (f) (ESS total installation cost = ESS construction cost (e) + ESS installation management cost (f)).

이후, ESS 구성에 따른 수익, 전기 요금 절감액, 운용 비용과 같은 현금 흐름들을 계산한다. 수익 또는 전기 요금 절감액(h)은 실제 예상 비용에서 시뮬레이션하여 계산된 예상 비용을 빼서 산정하는 것을 특징으로 한다(절감비용 = 실제 예상 비용 - 시뮬레이션 하여 절감된 예상 비용). 여기서 ESS 운용에 따른 수익(i)은 전기 요금 절감액(h)에서 전기 요금 절감액에 대한 부가세를 추가로 감액하여 산정한다 ESS 운용에 따른 수익 계산 = 절감비용 - 절감비용에 대한 부가세).Afterwards, cash flows such as profits, electricity bill savings, and operating costs according to the ESS configuration are calculated. The profit or electricity bill savings (h) is calculated by subtracting the expected cost calculated through simulation from the actual expected cost (savings = actual expected cost - expected cost saved through simulation). Here, the profit from ESS operation (i) is calculated by additionally reducing the VAT on the electricity bill reduction from the electricity bill savings (h). Calculation of profit from ESS operation = savings cost - VAT on the savings cost).

배터리는 사용할 수록 경화되어(노후화되어) 충전량이 떨어지는(즉, 수익성이 악화되는) 특성을 가지고 있다. 이를 역시 비용에 반영하기 위해 배터리 경화율을 비용으로 지정하고 계산한다. 따라서, 배터리 경화율 적용 수익(j)은 월별 수익에 (1 - 연별 배터리 경화 퍼센트 / 100 / 12)를 곱하여 계산하며, 이때 나온 값은 월별 값으로 이해되는 것이 바람직하다.Batteries have the characteristic of hardening (aging) as they are used and decreasing their charge capacity (i.e., worsening profitability). In order to reflect this in the cost, the battery hardening rate is designated and calculated as the cost. Therefore, the profit (j) applied to the battery curing rate is calculated by multiplying the monthly profit by (1 - annual battery curing percentage / 100 / 12), and the value obtained at this time is preferably understood as a monthly value.

한편, ESS를 설치할 때 ESS 설치자와 ESS 투자자(이하, 'ESS 설치 사업자'라고도 함)가 다른 경우가 존재할 수 있다. 이 경우에 분석서버는 다른 실시예에 따라 투자자의 관점에서 사업성 분석을 수행할 수도 있다. Meanwhile, when installing an ESS, there may be cases where the ESS installer and the ESS investor (hereinafter referred to as 'ESS installation business operator') are different. In this case, the analysis server may perform a business feasibility analysis from the investor's perspective according to another embodiment.

구체적으로, 설치자의 전기요금 절감분에 대한 일정 부분을 투자자가 환수하는 것으로 계산을 하며, 환수 기간과 환수 비율을 입력 값으로 정하여 사업성 분석을 하는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 ESS 투자자는 수익 배분(k)을 통해 2가지 단계로 나누어 수익을 배분 받는 것을 특징으로 한다. 먼저, 투자자는 1단계 구간에서 높은 회수율을 지정한 비율로 수익을 배분 받는다. 이후, 지정한 기간이 경과하면 투자자는 2단계 구간에서 일반 회수율을 지정한 비율로 수익을 배분 받는다. 여기서, 기간 및 비율은 모두 사업성 분석 당시 입력한 입력 값으로 지정할 수 있다.Specifically, it is calculated that the investor will recover a certain portion of the installer's electricity bill savings, and the business feasibility analysis is performed by setting the recovery period and recovery rate as input values. In general, ESS investors are characterized by dividing profits into two stages through profit distribution (k). First, investors receive profit distribution at a rate that specifies a high recovery rate in the first stage. Afterwards, when the specified period has elapsed, the investor receives profits distributed at the rate specified as the general recovery rate in the second stage. Here, both the period and ratio can be specified as input values entered at the time of business feasibility analysis.

한편, 또 다른 실시예에 따라, ESS 투자자가 온전히 자신의 자본으로 투자를 하지 않는 경우도 고려해야 한다. 이 경우에는 분석서버가 금융 정보를 추가로 수집하여 사업성 분석을 수행하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, according to another embodiment, cases where ESS investors do not invest entirely with their own capital should also be considered. In this case, the analysis server collects additional financial information and performs business feasibility analysis.

구체적으로, 분석서버는 금융 정보로서, 차입 원금, 투자금, 거치 기간, 원금상환기간, 원리금상환기간, 월별 이자율, 월별 판관비, 월별 감가상각 및 월별 법인세를 수집할 수 있다. 여기서, 각 금융 정보를 산정하는 방법은 후술하는 바와 같다.Specifically, the analysis server can collect financial information such as borrowing principal, investment amount, grace period, principal repayment period, principal repayment period, monthly interest rate, monthly sales and administrative expenses, monthly depreciation, and monthly corporate tax. Here, the method of calculating each financial information is as described later.

먼저, 차입 원금(l)은 ESS 총 설치비용에 대출 퍼센트를 곱한 뒤 100으로 나눠 산정한다(차입 원금 = ESS 총 설치비용 * 대출비율 / 100).First, the borrowed principal (l) is calculated by multiplying the total ESS installation cost by the loan percentage and dividing by 100 (borrowed principal = ESS total installation cost * loan ratio / 100).

또한, 투자금(m)은 ESS 총 설치비용(g)에 차입 원금(l)을 제외하여 산정한다(투자금 = ESS 총 설치비용 - 차입 원금). In addition, the investment amount (m) is calculated by excluding the borrowing principal (l) from the total ESS installation cost (g) (investment = total ESS installation cost - borrowing principal amount).

또한, 금융 정보 중 월별 이자율(n)은 사업성 분석을 월 단위로 수행하기 때문에 필요한 정보이다. 이때, 월별 이자율(n)은 연별 이자율 퍼센트를 1200으로 나눠서 계산하여 월별 이자(o)를 산출할 수 있다(월별 이자율 = 연별이자율 / 1200)In addition, among financial information, the monthly interest rate (n) is necessary information because business feasibility analysis is performed on a monthly basis. At this time, the monthly interest rate (n) can be calculated by dividing the annual interest rate percentage by 1200 to calculate the monthly interest rate (o) (monthly interest rate = annual interest rate / 1200).

이외에도 원금 상환 기간(원금상환기간(월) = 원금 상환 기간(년도) * 12)과 원리금 상환 기간(원리금상환기간(월) = 거치 기간 + 원금상환기간)이 나누어져 있는 경우가 있을 수 있다. In addition, there may be cases where the principal repayment period (principal repayment period (months) = principal repayment period (years) * 12) and the principal repayment period (principal repayment period (months) = grace period + principal repayment period) are divided.

이에, 분석서버는 원리금 상환 기간과 원금 상환 기간의 차(差)인 거치 기간(거치 기간(월) = 거치 기간(년도) * 12)도 수집하며 사업성 분석 당시 입력 값으로 지정할 수 있다.Accordingly, the analysis server also collects the grace period (grace period (months) = grace period (years) * 12), which is the difference between the principal and interest repayment period, and can be specified as an input value at the time of business feasibility analysis.

또한, ESS 설치 시 추가적으로 월별 판관비(p)가 발생하는데 이는 연별 판관비율(퍼센트)를 수집하여 월별 수익(j)에 곱한 뒤 1200으로 나눠서 계산한다(월별 판관비 = 월별 수익 * 판관비율(퍼센트) / (12 * 100)).In addition, when installing ESS, an additional monthly SG&A fee (p) is incurred, which is calculated by collecting the annual SG&A ratio (percentage), multiplying it by the monthly profit (j), and then dividing by 1200 (monthly SG&A fee = monthly profit * SG&A ratio (percentage) / (12 * 100)).

ESS는 물건의 한 종류이기 때문에 감가상각(減價償却)이 존재한다. 월별 감가상각(q)은 ESS 총 설치 비용(g)를 운영기간(월)로 나눈 뒤 현재까지 운영된 월 수를 곱하여 산정할 수 있다(월별 감가상각 = ESS 총 설치 비용 / (운영 기간(연) * 12) * 지난 월 수). 여기서, 운영 기간은 사업성 분석 당시 입력 값으로 지정할 수 있다.Because ESS is a type of product, depreciation exists. Monthly depreciation (q) can be calculated by dividing the total ESS installation cost (g) by the operating period (months) and then multiplying by the number of months operated to date (monthly depreciation = ESS total installation cost / (operating period (per year) ) * 12) * Wednesday of last month). Here, the operating period can be specified as an input value at the time of business feasibility analysis.

또한, ESS설치 시 수익이 발생할 경우 월별 법인세(r)가 발생하게 되고, 월별 법인세(r)는 하기 수학식 6에 의해 산정될 수 있다.In addition, if profit is generated when installing ESS, monthly corporate tax (r) is incurred, and monthly corporate tax (r) can be calculated using Equation 6 below.

(수학식 6)(Equation 6)

월별 법인세 = (월별 수익 - 월별 수익 배분 - 월별 판관비 - 월별 이자 - 월별 감가상각비) * 법인세율 / 12Monthly corporate tax = (Monthly profit - Monthly profit distribution - Monthly SG&A - Monthly interest - Monthly depreciation) * Corporate tax rate / 12

따라서, 상술한 금융 정보 산정 과정을 통해 최종적으로 산출되는 최종 비용(이하, '최종 예측 비용'이라고도 함)은 하기 수학식 7에 의해 산정될 수 있다.Accordingly, the final cost (hereinafter also referred to as 'final predicted cost') finally calculated through the above-described financial information calculation process can be calculated using Equation 7 below.

(수학식 7)(Equation 7)

최종 비용 = 월별 수익 배분(k) + 월별 대출금 상환, 이자(o) + 월별 판관비(p) + 월별 법인세(r)Final cost = monthly profit distribution (k) + monthly loan repayment, interest (o) + monthly sales and administrative expenses (p) + monthly corporate tax (r)

이어서, ESS 설치 후, 사업성 지표를 알 수 있는 것 중 하나인 손익분기점(BEP, Break Even Point)를 계산한다. 손익분기점(BEP)은 손익분기가 발생하는 시점의 날짜를 반환하게 되며, 자소유 자본(투자자 자본)만 가지고 계산한 값과, 프로젝트 자본(투자자 자본 및 금융 자본의 합)을 가지고 계산한 값을 반환하게 된다.Next, after installing the ESS, calculate the break-even point (BEP), which is one of the business feasibility indicators. Break-even point (BEP) returns the date when break-even occurs, and returns the value calculated using only owner-owned capital (investor capital) and the value calculated using project capital (sum of investor capital and financial capital). I do it.

손익분기점(BEP)에 대한 계산이 완료되면, 상기 계산 값에 기초하여 투자자본수익률(ROI, Return On Investment) 및 내부수익률(IRR, Internal Rate of Return)을 계산한다(S110). 이때, 내부수익률(IRR)은 자소유 자본을 대상으로 한 계산 및 전체 프로젝트 자본(대출 포함)을 대상으로 한 계산을 수행하는 것을 특징으로 한다.Once the calculation of the break-even point (BEP) is completed, the return on investment (ROI) and internal rate of return (IRR) are calculated based on the calculated value (S110). At this time, the internal rate of return (IRR) is characterized by calculating self-owned capital and calculating total project capital (including loans).

도 2를 참조하면, ESS 사업성 평가 과정(S101단계 내지 S110단계) 이후, 평가 요청자가 보기 쉽게 시각화 하여 보고서로서 표시하는 과정을 수행한다(S111단계 내지 S115 단계).Referring to Figure 2, after the ESS business feasibility evaluation process (steps S101 to S110), a process is performed to visualize the evaluation requester and display it as a report for easy viewing (steps S111 to S115).

구체적으로, 분석서버는 도 3 및 도 4에 각각 도시된 바와 같이, ESS 사업성 평가 과정 내에서 예측된 ESS 구성을 내부수익률(IRR)과 투자자본수익률(ROI)이 좋은(혹은 높은) 순서대로 나열한다(S111). 여기서, 나열하는 내부수익률(IRR)과 투자자본수익률(ROI)에 대한 ESS 구성은 필요한 양만큼 조절하여 출력할 수 있다. 즉, 도 3 및 도 4과 같이 내부수익률(IRR)과 투자자본수익률(ROI)이 일부만 도시되어 있기 때문에, 도 5에 도시된 바와 같이 그래프 상에 배터리(Bat)와 PCS에 대한 내부수익률(IRR)과 투자자본수익률(ROI)을 나열한 후 직관적이지 않은 데이터들을 보완할 수 있다. 도 5에서 내부수익률(IRR)은 빨간 실선으로 표시되고, 투자자본수익률(ROI)은 파란 실선으로 표시되는 것을 알 수 있다. Specifically, the analysis server lists the ESS configurations predicted within the ESS business feasibility evaluation process in order of good (or high) internal rate of return (IRR) and return on invested capital (ROI), as shown in Figures 3 and 4, respectively. Do it (S111). Here, the ESS configuration for the internal rate of return (IRR) and return on invested capital (ROI) listed can be adjusted and output as needed. That is, since only a portion of the internal rate of return (IRR) and return on investment (ROI) are shown as in Figures 3 and 4, the internal rate of return (IRR) for the battery (Bat) and PCS is shown on the graph as shown in Figure 5. ) and return on investment (ROI), and then counterintuitive data can be supplemented. In Figure 5, it can be seen that the internal rate of return (IRR) is indicated by a solid red line, and the return on invested capital (ROI) is indicated by a solid blue line.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 최대 수요가 발생한 과거 특정일의 수요를 부하시간대에 따라 나타낸 그래프이다.Figure 6 is a graph showing demand on a specific day in the past when maximum demand occurred according to load time according to an embodiment of the present invention.

이어서, 내부수익률(IRR)과 투자자본수익률(ROI) 출력이 완료되면 과거 수요량 중 최대 수요가 발생한 날의 사용량을 그래프로 표시한다(S112). 이때, 그래프에는 계절별(봄/여름/가을/겨울)로 최대 수요가 발생한 날로 선정된 날짜에 대한 전력 수요량이 부하시간대 별로 도시된다. 예컨대, 도 6은 여름 동안 과거 전력 수요량이 최대치를 보인 2019년 08월 16일에 대해 부하시간대 별 전력 수요량을 나타낸 것이다. 도 6에서 부하시간대에 따라 서로 상이한 색으로 구분된 것을 알 수 있으며, 하늘색은 경부하시간대, 살구색은 중간부하시간대, 주황색은 최대부하시간대를 나타낸 것으로 이해되는 것이 바람직하다.Next, when the internal rate of return (IRR) and return on invested capital (ROI) are completed, the usage amount on the day when the highest demand occurred among past demands is displayed in a graph (S112). At this time, the graph shows the amount of electricity demand by load time for the date selected as the day when the maximum demand occurred by season (spring/summer/autumn/winter). For example, Figure 6 shows the power demand by load time on August 16, 2019, when the past power demand during the summer peaked. In Figure 6, it can be seen that different colors are used depending on the load time zone, and it is preferable to understand that light blue represents the light load time zone, apricot color represents the medium load time zone, and orange represents the maximum load time zone.

이어서, S112 단계에 의한 과거 수요량 출력이 완료되면 ESS 구성에 따른 금융 정보를 출력할 수 있다. ESS 구성에 따른 금융 정보는 하기 <표 1>에 도시된 바와 같이, ESS 설치에 따른 비용(KRW)을 포함할 수 있다.Subsequently, when the output of past demand volume in step S112 is completed, financial information according to the ESS configuration can be output. Financial information according to ESS configuration may include the cost (KRW) of ESS installation, as shown in <Table 1> below.

<표 1><Table 1>

다시 말해, ESS 구성에 따른 금융 정보는 상기 <표 1>과 같이, 배터리(Battery)와 PCS(PCS)의 구입 가격, 현장 설치비(inst) 및 운영 관리비(ems, mng)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 표 1에서 각 금융 정보에 대한 금액 단위는 천 원(millions)을 기본으로 하나, 필요에 따라 변경될 수 있다.In other words, financial information according to the ESS configuration may include information on the purchase price of the battery and PCS, on-site installation fee (inst), and operation management fee (ems, mng), as shown in <Table 1> above. You can. In Table 1, the unit of amount for each financial information is based on thousand won (millions), but can be changed as needed.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 결과보고서 작성 시 ESS 구성에 따른 현금 흐름을 나타낸 그래프이다. 도 8은 ESS 구성에 따른 현금 흐름의 직관적인 손익 판단을 위한 손익분기점을 나타낸 그래프이다.Figure 7 is a graph showing cash flow according to ESS configuration when preparing a result report according to an embodiment of the present invention. Figure 8 is a graph showing the break-even point for intuitive profit and loss judgment of cash flow according to ESS configuration.

이어서, ESS 도입 구성 별로 예상 수익 및 손익분기점을 그래프 상에 표시한다(S113). ESS 도입 구성 별 예상 수익은 도 7과 같이, 매 해마다 나타낼 수 있다. 여기서, 각각의 막대 그래프가 나타내는 수치는 하기 표 2에 도시된 바와 같다.Next, the expected profit and break-even point for each ESS introduction configuration are displayed on the graph (S113). Expected profits by ESS introduction configuration can be shown each year, as shown in Figure 7. Here, the values represented by each bar graph are as shown in Table 2 below.

<표 2><Table 2>

또한, 도 7에서는 매년 들어오는 수익만을 나타내기 때문에 도 7에 도시된 수치만으로는 직관적인 손익 판단이 불가하기 때문에, 도 8과 같이 그래프 상에 각 수익을 표시한 후 손익분기점(損益分岐點)을 산출할 수 있다.In addition, since Figure 7 shows only the profits coming in every year, it is impossible to intuitively judge profit and loss with only the numbers shown in Figure 7, so after displaying each profit on a graph as shown in Figure 8, the break-even point is calculated. can do.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 ESS 구성에 의한 미래의 전력 수요량의 변화를 부하시간대에 따라 나타낸 그래프이다.Figure 9 is a graph showing the change in future power demand by ESS configuration according to an embodiment of the present invention according to load time.

이어서, ESS 도입 시 전력 사용 패턴 변화를 그래프 상에 표시한다(S114). 도 9에 도시된 바와 같이, ESS를 도입할 경우에도 계절별(봄/여름/가을/겨울)로 최대 수요가 발생한 날로 선정된 날짜에 대한 전력 수요량이 부하시간대 별로 표시된다. 이때, 부하시간대는 사업성 분석을 수행한 시점의 한전 기준을 따르는 것을 특징으로 한다. 도 9에서도 앞서 상술한 바와 같이, 부하시간대 별로 서로 상이한 색으로 구분되어 표시될 수 있다.Next, changes in power usage patterns upon introduction of ESS are displayed on a graph (S114). As shown in Figure 9, even when ESS is introduced, the power demand for the date selected as the day of maximum demand by season (spring/summer/autumn/winter) is displayed by load time. At this time, the load time zone is characterized by following the KEPCO standards at the time of conducting the business feasibility analysis. As described above in FIG. 9 , different colors may be displayed for each load time period.

파란 실선은 ESS를 도입하지 않았을 때의 전력 수요량을 나타낸 것이고(W/O ESS Usage), 노란 점선은 ESS를 도입한 전력 수요량을 나타낸 것이다(With ESS Usage). The solid blue line represents the power demand when ESS is not introduced (W/O ESS Usage), and the yellow dotted line represents the power demand when ESS is introduced (With ESS Usage).

앞서 상술한 단계들은 도 3 내지 도 4에 도시된 목록에 포함된 모든 구성에 대한 출력이 완료될 때까지 반복하는 것을 기본으로 하지만 ESS 사업성 평가 요청자가 요청할 때는 이를 제한할 수도 있다.The above-described steps are basically repeated until the output of all configurations included in the list shown in FIGS. 3 and 4 is completed, but this can be limited when requested by the ESS business feasibility evaluation requester.

이후, ESS 사업성 분석 평가 결과 보고서를 저장하면(S115) ESS 사업성 평가가 완료된다. 이때, ESS 사업성 분석 평가 결과 보고서는 기본 컴퓨터 파일로 저장된다. 단, ESS 사업성 평가 요청자의 요청 시, 다양한 방법과 수단으로 변형되어 제공될 수도 있다.Afterwards, if the ESS business feasibility analysis evaluation result report is saved (S115), the ESS business feasibility evaluation is completed. At this time, the ESS business feasibility analysis evaluation result report is saved as a basic computer file. However, at the request of the ESS business feasibility evaluation requestor, it may be provided in various ways and means.

이처럼, 본 발명은 ESS 설치 이전에 사업성 평가를 요청받을 경우, 단순 계산이 아닌 다양한 데이터를 가지고 사업성 평가를 수행하기 때문에 보다 정확한 수익률 검토를 통해 실제 ESS 운용에 근접한 사업성 평가 보고서를 제공함으로써 ESS 사업성 평가 요청자의 만족도를 향상시킬 수 있다. In this way, when a business feasibility evaluation is requested before ESS installation, the present invention performs a business feasibility evaluation using various data rather than simple calculations, so it provides a business feasibility evaluation report that is close to actual ESS operation through a more accurate rate of return review, thereby evaluating ESS feasibility. Requester satisfaction can be improved.

이에 따라, 본 발명의 ESS 설치 예정자는 자신의 사업 특성에 적합한 최적의 ESS 구성을 선택함으로써 자금의 효율적 운용이 가능하며, 최대 이익을 얻을 수 있는 효과가 있다.Accordingly, those planning to install the ESS of the present invention can manage their funds efficiently and obtain maximum profits by selecting the optimal ESS configuration suitable for their business characteristics.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made without departing from the technical spirit of the present invention. . Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

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Claims (17)

ESS 설치 예정자로부터 사업성 평가 요청 정보를 수신하는 단계;
상기 사업성 평가 요청 정보에 기초하여 상기 ESS 설치 예정자의 사업장에 대한 과거 전력 수요 데이터를 수집하는 단계;
상기 과거 전력 수요 데이터에 기초하여 상기 사업장에 적용 가능한 ESS 구성을 제공하는 단계;
상기 과거 전력 수요 데이터를 클러스터링 하여 미래 수요량을 예측하는 단계; 및
전기요금 절감량을 극대화하기 위해 사용량 요금, 실측 전력 사용량, 방전량 및 충전량에 기초하여 출력되는 목적 함수가 최소가 되는 결정 변수를 연산하여 수립되며 상기 미래 수요량에 기초한 ESS 충방전 운용계획을 생성하는 단계를 포함하며,
상기 목적 함수는 아래 수학식 1에 따라 연산되고, 상기 수학식 1에 따라 연산된 상기 목적 함수의 최소값은 상기 목적 함수의 결정 변수이고,
상기 결정 변수의 연산은 아래 수학식 2의 조건을 만족하는 사업장 수요 특성을 고려한 ESS 사업성 평가 방법.
(수학식 1)

(여기서, Λ는 예측 시간 사이의 길이(Λ=N/24), ω는 일간 기본요금 단가, u는 일간 예측 시간 사이의 최대전력수요량(kWh)을 나타내고, 는 실제 사용된 전력사용량 요금을 나타냄)
(수학식 2)

(여기서, 은 계약용량(kW), 는 당월 이전까지 기본요금적용한 전력량(kWh), 는 예측 시간 사이의 최대충방전 전력량(kWh), 는 일간 예측 시간 사이의 최대전력수요량(kWh)을 나타냄)
Receiving business evaluation request information from a person planning to install ESS;
Collecting past power demand data for the workplace of the person scheduled to install the ESS based on the business feasibility evaluation request information;
Providing an ESS configuration applicable to the business based on the past power demand data;
Clustering the past power demand data to predict future demand; and
In order to maximize electricity bill savings, a decision variable is calculated and established to minimize the objective function output based on the usage rate, actual power usage, discharge amount, and charge amount, and a step of generating an ESS charging/discharging operation plan based on the future demand. Includes,
The objective function is calculated according to Equation 1 below, and the minimum value of the objective function calculated according to Equation 1 is the decision variable of the objective function,
The calculation of the decision variable is an ESS business feasibility evaluation method that takes into account business demand characteristics that satisfies the conditions of Equation 2 below.
(Equation 1)

(Here, Λ is the length between prediction times (Λ=N/24), ω is the daily basic rate unit price, and u represents the maximum power demand (kWh) between daily prediction times, represents the actual electricity usage rate)
(Equation 2)

(here, is the contract capacity (kW), is the amount of electricity (kWh) to which the base rate was applied until the current month, is the maximum charge/discharge power amount (kWh) between the predicted times, represents the maximum power demand (kWh) between daily forecast times)
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
ESS 설치비용으로는 배터리 경화율, 배터리 비용, PCS 비용 및 EMS 비용이 더 지정되고,
상기 배터리 경화율은 월별 수익에 (1 - 연별 배터리 경화 퍼센트 / 100 / 12)를 곱한 값이고,
상기 배터리 비용은 kWh당 배터리 단가에 배터리 용량을 곱한 값이고,
상기 PCS 비용 및 상기 EMS 비용은 kWh당 설치 단가에 배터리 용량을 곱한 값인 사업장 수요 특성을 고려한 ESS 사업성 평가 방법.
According to paragraph 1,
Battery hardening rate, battery cost, PCS cost, and EMS cost are further specified as ESS installation costs.
The battery curing rate is the monthly revenue multiplied by (1 - annual battery curing percentage / 100 / 12),
The battery cost is the battery unit price per kWh multiplied by the battery capacity,
The PCS cost and the EMS cost are the installation price per kWh multiplied by the battery capacity. An ESS business feasibility evaluation method considering the demand characteristics of the workplace.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 목적 함수는 하기 수학식 3에 따라 연산되는 조건을 만족하는 사업장 수요 특성을 고려한 ESS 사업성 평가 방법.
(수학식 3)

(여기서, 는 예측 시간 i의 예측 또는 실측 전력사용량, 는 예측 시간 i의 방전량(kWh), 는 예측 시간 i의 충전량(kWh), u는 일간 예측 시간 사이의 최대 전력수요량(kWh)을 나타냄)
According to paragraph 1,
The objective function is an ESS business feasibility evaluation method considering business demand characteristics that satisfies the conditions calculated according to Equation 3 below.
(Equation 3)

(here, is the predicted or actual power consumption at prediction time i, is the discharge amount (kWh) at predicted time i, represents the charging amount (kWh) at forecast time i, u represents the maximum power demand (kWh) between daily forecast times)
제1항에 있어서,
상기 목적 함수는 하기 수학식 4에 따라 연산되는 조건을 만족하는 사업장 수요 특성을 고려한 ESS 사업성 평가 방법.
(수학식 4)

(여기서, 는 방전효율, 는 충전효율을 나타냄)
According to paragraph 1,
The objective function is an ESS business feasibility evaluation method considering workplace demand characteristics that satisfies the conditions calculated according to Equation 4 below.
(Equation 4)

(here, is the discharge efficiency, represents charging efficiency)
제1항에 있어서,
상기 목적 함수는 하기 수학식 5에 따라 연산되는 조건을 만족하는 사업장 수요 특성을 고려한 ESS 사업성 평가 방법.
(수학식 5)

(여기서, 는 예측 시간 사이의 최대 충방전 전력량(kWh)을 나타냄)
According to paragraph 1,
The objective function is an ESS business evaluation method considering business demand characteristics that satisfies the conditions calculated according to Equation 5 below.
(Equation 5)

(here, represents the maximum charge/discharge power amount (kWh) between prediction times)
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