KR20130094395A - 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에너지 네트워크를 설계하는 프로그램명령어를 해독 및 데이터를 처리하는 중앙처리센터, 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 설비요소와 설비요소에 대한 매개 변수를 입력하는 입력장치 및 설비요소를 조합하여 설계된 에너지 네트워크와 매개 변수가 입력되어 실행되는 에너지 네트워크를 일정한 실행 파일 형태로 저장하는 보조기억장치를 포함하고, 중앙처리센터는 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 설비요소를 정의하면서 배열하는 shape패널, shape패널에 배열된 설비요소를 이용하여 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 diagram패널, 설계된 에너지 네트워크에 매개 변수를 정의하는 property패널, 설계된 에너지 네트워크를 저장하거나 보조기억장치에 저장된 다른 에너지 네트워크를 불러오는 function패널 및 각각의 패널이 서로 유기적으로 실행되도록 제어하는 제어부를 포함하는 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템을 제공한다.

Description

에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템{Energy Network Panning System}
본 발명은 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템으로, 더욱 자세하게는 에너지가 효율적으로 생성되도록 설비의 설계를 최적화시킬 수 있는 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템은 에너지 네트워크(전기, 열 생산)의 최적 계획을 수립하기 위해 다양한 매개 변수를 대입하였다. 이와 같이 다양한 매개 변수를 대입할 경우 매개 변수가 변화될 때마다 수작업으로 하나하나 계산하여 에너지 네트워크의 최적 계획을 수립하곤 했다.
즉, 변화된 매개 변수를 수작업으로 하나하나 계산할 경우에는 시간도 많이 소요될 뿐만 아니라 오류도 많이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 설비요소에 대한 매개 변수를 변화시키면 에너지가 효율적으로 생성될 수 있도록 최적화된 설비를 자동으로 설계할 수 있는 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템은 에너지 네트워크를 설계하는 프로그램명령어를 해독 및 데이터를 처리하는 중앙처리센터, 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 설비요소와 설비요소에 대한 매개 변수를 입력하는 입력장치 및 설비요소를 조합하여 설계된 에너지 네트워크와 매개 변수가 입력되어 실행되는 에너지 네트워크를 일정한 실행 파일 형태로 저장하는 보조기억장치를 포함하고, 중앙처리센터는 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 설비요소를 정의하면서 배열하는 shape패널, shape패널에 배열된 설비요소를 이용하여 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 diagram패널, 설계된 에너지 네트워크에 매개 변수를 정의하는 property패널, 설계된 에너지 네트워크를 저장하거나 보조기억장치에 저장된 다른 에너지 네트워크를 불러오는 function패널 및 각각의 패널이 서로 유기적으로 실행되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, property패널은 설계된 에너지 네트워크의 전체에 대한 매개 변수를 설정하는 global섹션, 에너지 네트워크를 설계하는 설비요소에 대해 개별적으로 매개 변수를 설정하는 equipment섹션 및 global섹션 또는 equipment섹션에서 설정된 매개 변수를 하나의 화면에서 정의할 수 있는 collection에디터를 포함할 수 있다.
또한, function패널은 설계되거나 설계된 에너지 네트워크를 저장하는 save diagram부, 에너지 네트워크를 모델별, 날짜별로 LP파일로 변환하여 저장하는 save LP부; 에너지 네트워크를 설계할 수 있도록 diagram패널을 초기화하는 new부, 모델별로 저장된 에너지 네트워크를 diagram패널에 디스플레이하는 load부, 에너지 네트워크를 설계하는 전체 설비요소에 대한 매개 변수를 엑셀로 출력하는 export excel부 및 전체 설비요소에 대해 개별적으로 매개 변수를 대입하여 재설정하면서 바인딩하는 import excel부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템은 설비요소에 대한 매개 변수를 변화시키면 최적화된 설비를 자동으로 설계할 수 있는 에너지가 효율적으로 생성될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템의 블럭도.
도 2a는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템 중 중앙처리센터의 블럭도.
도 2b는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템의 화면을 나타낸 도.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템의 화면에 대한 상세도.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템 중 property패널의 화면에 대한 상세도.
도 5a 내지 5b는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템 중 매개 변수를 입력하는 화면에 대한 상세도.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템의 블럭도이고, 도 2a는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템 중 중앙처리센터의 블럭도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템의 화면을 나타낸 도이고, 도 3a 내지 3c는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템의 화면에 대한 상세도이고, 도 4a 내지 4c는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템 중 property패널의 화면에 대한 상세도이다.
도 1 내지 4c를 살펴보면, 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템(100)은 중앙처리센터(130), 입력장치(110) 및 보조기억장치(150)를 포함하여 구성된다.
중앙처리센터(130)는 에너지 네트워크를 설계하는 프로그램명령어를 해독 및 데이터를 처리한다. 이러한 중앙처리센터(130)는 shape패널(131), diagram패널(133), property패널(135), function패널(137) 및 제어부(139)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템(100)은 도 2b에 도시된 바와 같이, shape패널(131), diagram패널(133), property패널(135) 및 function패널(137)을 하나의 화면에 디스플레이할 수 있다.
shape패널(131)은 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 설비요소를 정의하면서 배열한다. 이러한 shape패널(131)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 에너지 네트워크를 설계하는데 구성이 될 수 있는 설비요소가 복수 개로 배열될 수 있다. 이때 shape패널(131)은 배열된 각각의 설비요소에 대해서 그에 대한 기능 및 작동에 대해 정의될 수 있다.
diagram패널(133)은 shape패널(131)에 배열된 설비요소를 이용하여 에너지 네트워크를 설계할 수 있다. 이러한 diagram패널(133)은 도 3c에 도시된 바와 같이, shape패널(131)에 배열된 설비요소를 Drag 또는 Drop 형태로 이용하여 에너지 네트워크를 설계할 수 있다.
property패널(135)은 설계된 에너지 네트워크에 매개 변수를 정의한다. 이러한 property패널(135)은 global섹션, equipment섹션 및 collection에디터를 포함할 수 있다.
global섹션은 설계된 에너지 네트워크의 전체에 대한 매개 변수를 설정할 수 있다. 이러한 global섹션은 더블클릭하거나 diagram패널(133)에서 빈 영역을 입력장치 중 하나인 마우스 오른쪽을 클릭하면 도 4a에 도시된 바와 같이, 설계된 에너지 네트워크의 전체에 대한 매개 변수를 설정할 수 있다.
이때, global섹션에는 Author, Runuint, vision 등에 대한 매개 변수를 설정할 수 있다. Author는 설계될 에너지 네트워크, 설계되고 있는 에너지 네트워크를 작성하고 있는 작성자를 정의할 수 있고, Runuint는 실행 단위를 의미하며, Day와 Hour로 설정할 수 있고, vision은 설계될 에너지 네트워크, 설계되고 있는 에너지 네트워크을 버젼 별로 관리할 수 있는 기능을 지원할 수 있다.
equipment섹션은 에너지 네트워크를 설계하는 설비요소에 대해 개별적으로 매개 변수를 설정할 수 있다. 이러한 equipment섹션은 도 4c에 도시된 바와 같이, diagram패널(133)에서 설계되는 설비요소를 버블 클릭하면 디스플레이되고, 설비요소에 대해 개별적으로 매개 변수를 설정할 수 있다.
예를 들어, 가스 터빈에 대한 입력 매개 변수는 표 1에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있고, HRSG(heat recovery steam generator)에 대한 입력 매개 변수는 표 2에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있고, 각각의 라인에 대한 입력 매개 변수는 표 3에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있다.
Parameter Description Data type
Q_GT_Min Minimum limit of input Q to GT Double
Q_GT_Max Maximum limit of input Q to GT Double
EP_GT_Min Minimum production limit of electric power Double
EP_GT_Max Maximum production limit of electric power Double
C1_GT Electric power production regression coefficient Double
C0_GT Electric power production regression coefficient Double
SC_GT Start-up cost Double
FC_GT Fuel cost [Kwon/Kg] double
FuelHHV_GT Fuel High heating value double
Parameter Description Data type
A1_HRSG HP steam production regression parameter Double
A0_HRSG HP steam production regression parameter Double
HHP_HRSG HP steam enthalpy [KJ/Kg] double
B1_HRSG LP steam production regression parameter Double
B0_HRSG LP steam production regression parameter Double
HLP_HRSG LP steam enthalpy [KJ/Kg] double
Parameter Description Data type
H_Line Steam enthalpy at the line Double
또한, equipment섹션은 가스 터빈, HRSG(heat recovery steam generator) 및 라인이외에도 Letdown, Heat exchanger, PLB, inicinertor, ACC에 대한 매개 변수를 설정할 수 있다.
collection에디터는 equipment섹션에서 설정된 매개 변수를 하나의 화면에서 정의할 수 있다. 이러한 collection에디터는 도 4b에 도시된 바와 같이, global섹션 또는 equipment섹션에서 설정된 복수 개의 매개 변수를 한번에 확인할 수 있다.
이때, 도 4b의 (a)는 입력 매개 변수를 도시한 것이고, 도 4b의 (b)는 복수 개의 매개 변수를 한번에 확인하면서 각각의 매개 변수를 정의할 수 있다.
function패널은 설계된 에너지 네트워크를 저장하거나 보조기억장치에 저장된 다른 에너지 네트워크를 불러온다. 이러한 function패널은 도 3b에 도시된 바와 같이, save diagram부, save LP부, new부, load부, export excel부 및 import excel부를 포함할 수 있다.
save diagram부는 설계되거나 설계된 에너지 네트워크를 저장할 수 있다. 이러한 save diagram부는 diagram패널에서 설계되고 있는 에너지 네트워크를 저장할 수 있다.
save LP부는 에너지 네트워크를 모델별, 날짜별로 LP파일로 변환하여 저장할 수 있다. 이러한 save LP부는 에너지 네트워크를 모델별, 날짜별로 분류하면서 LP파일로 변환하여 저장함으로써, 에너지 네트워크에 대한 데이터베이스를 더욱 효율적으로 관리할 수 있다.
new부는 에너지 네트워크를 설계할 수 있도록 diagram패널을 초기화할 수 있다. 이러한 new부는 diagram패널을 초기화하거나 새로운 diagram패널을 열어 에너지 네트워크를 설계하도록 할 수 있다.
load부는 모델별로 저장된 에너지 네트워크를 diagram패널에 디스플레이할 수 있다. 즉 load부는 LP파일로 변환하여 저장된 에너지 네트워크를 호출하여 diagram패널에 디스플레이할 수 있다.
export excel부는 에너지 네트워크를 설계하는 전체 설비요소에 대한 매개 변수를 엑셀로 출력할 수 있다. 이러한 export excel부를 이용하여 전체 설비요소에 대한 매개 변수를 엑셀로 출력할 수 있어 에너지 네트워크에 대한 데이터베이스를 용이하게 체크할 수 있다.
import excel부는 전체 설비요소에 대해 개별적으로 매개 변수를 대입하여 재설정하면서 바인딩할 수 있다. 이러한 import excel부는 에너지를 효율적으로 생성하기 위해 재설정된 매개 변수를 바인딩할 수 있다.
제어부(139)는 각각의 패널이 서로 유기적으로 실행되도록 제어한다. 이러한 제어부(139)는 중앙처리센터(130)가 에너지 네트워크를 설계하는 프로그램명령어를 해독 및 데이터를 용이하게 처리할 수 있도록 shape패널(131), diagram패널(133), property패널(135) 및 function패널(137)과 서로 전기적으로 연결되어 유기적으로 실행시킬 수 있다.
입력장치(110)는 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 설비요소와 설비요소에 대한 매개 변수를 입력한다. 이러한 입력장치(110)는 외부에서 사용자가 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 설비요소와 설비요소에 대한 매개 변수를 입력할 수 있다면 어떠한 장치로도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터, 키보드, 마우스, 터치스크린 등등 다양한 방법으로 설비요소 및 설비요소에 대한 매개 변수를 입력할 수 있다.
보조기억장치는 설비요소를 조합하여 설계된 에너지 네트워크와 매개 변수가 입력되어 실행되는 에너지 네트워크를 일정한 실행 파일 형태로 저장한다.
도 5a 내지 5b는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템 중 매개 변수를 입력하는 화면에 대한 상세도이다.
도 5a를 살펴보면, 매개 변수를 입력하는 화면은 에너지 네트워크를 설계하기 위한 모든 설비요소에 대해서 매개 변수를 정의할 수 있다. 이와 같이, 정의된 매개 변수는 eport Excel부를 통해 Excel로 용이하게 출력할 수 있다.
또한, 모든 설비요소에 대해서 매개 변수는 도 5a에 도시된 바와 같이, grid 화면을 구성하여 각 입력 매개 변수에서 정의된 값을 기준으로 initialized data set을 구성하고 사용자가 이를 토대로 변경가능하며 Import Excel부를 통해 Database에 저장시킬 수 있다.
모든 설비요소에 대해서 매개 변수는 다음과 같이 구성할 수 있다.
1. Title, 작성일자, 작성자, version은 사용자가 입력할 수 있다.
2. 실행단위는 Hour, Day를 선택할 수 있다.
3. Global 및 설비요소별 입력 매개 변수를 diagram 패널에 설계된 에너지 네트워크의 pop-up 창에 사용자가 입력한 정보를 표시한다.
4. ID는 설비요소별 고유 ID로 설정할 수 있다.
5. Item 및 description은 사용자가 입력한 입력 매개변수로 설정할 수 있다.
6. 단위는 pop-up 창에서 사용자가 입력할 수 있다.
7. array data의 경우 전체 치수는 timespan로 할 수 있다.
8. array data 표시는 처음에 pre-span을 나열하고 이후 0부터 시작할 수 있다.
9. 실행 단위가 hour인 경우 pre-span 이후 0에서 시작하여 23까지 (24시간) 반복하고 Day는 0, 1 등으로 표시할 수 있다.
10. 실행 단위가 day인 경우 pre-span 이후 0부터 시작하여 주어진 timespan-pre-span까지 표시할 수 있다.
11. 각 section별로 구분할 수 있는 구분선으로 표시할 수 있다.
이와 같이 구성되는 매개 변수에서 array로 처리해야 하는 매개 변수는 다음 표4 내지 7과 같다.
즉, 가스 터빈의 array data는 표 4에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있고, PLB의 array data는 표 5에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있고, Inicinerator의 array data는 표 6에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있고, ACC의 array data는 표 5에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있다.
Parameter Description Data type
Q_GT_Min Minimum limit of input Q to GT Double array[timespan]
Q_GT_Max Maximum limit of input Q to GT Double array[timespan]
EP_GT_Min Minimum production limit of electric power Double array[timespan]
EP_GT_Max Maximum production limit of electric power Double array[timespan]
Parameter Description Data type
Q_PLB_Min Minimum limit of PLB Q production Double array[timespan]
Q_PLB_Max Maximum limit of PLB Q production Double array[timespan]
Parameter Description Data type
Q_INC_Min Minimum limit of Q production Double array[timespan]
Q_INC_Max Maximum limit of Q production Double array[timespan]
Q_INC Heat production of INC Double array[timespan]
Parameter Description Data type
Q_ACC_Min Minimum limit of Q at ACC Double array[timespan]
Q_ACC_Max Maximum limit of Q at ACC Double array[timespan]
또한, Tag name은 매개 변수와 유사하게 도 5b와 같이 도시될 수 있다.
즉, XX_YY_ZZ와 같이 설정할 수 있어 용이하게 구별할 수 있다.
또한, 지금까지 설명한 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템의 결과는 도 5a에 도시된 매개 변수 화면과 같이, 실질적으로 동일하게 작성될 수 있으며, 계산 결과도 global섹션 결과와 각 설비요소별 결과로 구분될 수 있다.
즉, global섹션 결과는 표 9에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있고, 각 설비요소별 결과 중 가스 터빈에 대한 결과는 다음 표 9에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있다.
Parameter Description Data type
CostFn Global Cost Double array[timespan]
Parameter Description Data type
Q_GT Fuel supply heat to GT Double array[timespan]
EP_GT Electrical power production [KW/실행단위(Hr, Day)] Double array[timespan]
U_GT Operation status Boolean array [0,1]
CostFn_GT GT operating cost [Kwon/ 실행단위(Hr, Day)] Double array[timespan]
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (3)

  1. 에너지 네트워크를 설계하는 프로그램명령어를 해독 및 데이터를 처리하는 중앙처리센터;
    상기 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 설비요소와 상기 설비요소에 대한 매개 변수를 입력하는 입력장치; 및
    상기 설비요소를 조합하여 설계된 상기 에너지 네트워크와 상기 매개 변수가 입력되어 실행되는 상기 에너지 네트워크를 일정한 실행 파일 형태로 저장하는 보조기억장치;를 포함하고,
    상기 중앙처리센터는
    상기 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 상기 설비요소를 정의하면서 배열하는 shape패널;
    상기 shape패널에 배열된 상기 설비요소를 이용하여 상기 에너지 네트워크를 설계할 수 있는 diagram패널;
    설계된 상기 에너지 네트워크에 상기 매개 변수를 정의하는 property패널;
    설계된 상기 에너지 네트워크를 저장하거나 상기 보조기억장치에 저장된 다른 에너지 네트워크를 불러오는 function패널; 및
    각각의 패널이 서로 유기적으로 실행되도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 property패널은
    설계된 상기 에너지 네트워크의 전체에 대한 상기 매개 변수를 설정하는 global섹션;
    상기 에너지 네트워크를 설계하는 상기 설비요소에 대해 개별적으로 상기 매개 변수를 설정하는 equipment섹션; 및
    상기 global섹션 또는 상기 equipment섹션에서 설정된 상기 매개 변수를 하나의 화면에서 정의할 수 있는 collection에디터;를 포함하는 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 function패널은
    설계되거나 설계된 상기 에너지 네트워크를 저장하는 save diagram부;
    상기 에너지 네트워크를 모델별, 날짜별로 LP파일로 변환하여 저장하는 save LP부;
    상기 에너지 네트워크를 설계할 수 있도록 상기 diagram패널을 초기화하는 new부;
    상기 모델별로 저장된 상기 에너지 네트워크를 상기 diagram패널에 디스플레이하는 load부;
    상기 에너지 네트워크를 설계하는 전체 설비요소에 대한 상기 매개 변수를 엑셀로 출력하는 export excel부; 및
    상기 전체 설비요소에 대해 개별적으로 상기 매개 변수를 대입하여 재설정하면서 바인딩하는 import excel부;를 포함하는 에너지 네트워크를 플래닝하는 시스템.

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