KR20140005517A - 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템 및 전력에너지 공급지장비용 추정 방법 - Google Patents

웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템 및 전력에너지 공급지장비용 추정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템 및 공급지장비용 추정 방법에 관한 것으로, 전력 수용가의 설문조사 데이터를 입력받는 인터페이스부; 그리고 상기 설문조사 데이터의 수용가 인지 정전비용 정보 및 상기 설문조사 데이터의 공급지장시간 정보를 이용하여 단위시간당 공급지장비용을 산출하고, 상기 단위시간당 공급지장비용에 기초하여 공급지장비를 산출하는 공급지장비 산출부를 포함하는 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템을 제공한다.

Description

웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템 및 전력에너지 공급지장비용 추정 방법{WEB BASED ONLINE REAL-TIME INTEGRATED INFORMATION SYSTEM FOR OUTAGE COST ASSESSMENT OF ELECTRICAL ENERGY SUPPLY AND ASSESSMENT METHOD OF OUTAGE COST}
본 발명은 전력에너지 공급지장비용 추정 시스템 및 전력에너지 공급지장비용 추정 방법에 관한 것이다.
정전비용이라고도 불리우는 공급지장비용(outage cost)은 신규설비의 건설여부 결정, 배전계통 보수에 있어서의 최적 투자 및 최적 신뢰도 수준의 결정, 적정 운전예비력의 결정, 배전계통 확장시기의 결정 등 전력사업의 전반에 걸쳐 적용되고 있다.
예를 들어, 전력계통에 전력설비가 과다하게 존재한다면 그 여분의 설비비용을 수용가가 전력요금으로 부담해야 할 것이고, 반대로 전력설비가 부족하다면 정전 등에 의한 공급지장으로 수용가가 손해를 입음으로써, 국가 전체 자원을 비효율적으로 분배하는 결과를 발생시킬 수 있다.
그러므로 전력회사와 수용가 모두의 비용이 최소가 되는 최적 전력설비 투자규모를 산정하기 위해서는, 나아가 수용가에 대한 적정 피해비용 보상액을 제시하기 위해서는 공급지장비용의 도입이 반드시 필요해진다.
공급지장비용 추정 방법은 GDP와 사용전력량의 상관성을 이용한 거시적 방법에 의한 추정법 혹은 방문에 의한 설문지 조사방법인 미시적 방법에 의한 추정법 등이 있다. 전자는 객관적이며 간단하지만 매우 거시적이어서 최근에 발생하는 순간정전에 의한 정전비용의 중요성이 부각되지 못하는 단점이 있으며 후자는 광대한 설문지 조사를 하여야 하므로 5년에 한번정도의 꼴로 이루어져서 자료의 활용도에서 시기를 놓치는 수가 많다.
한편, 전력계통용 정보시스템 기술의 실현화를 위해, 수용가에 스마트 메터링, PMU 등을 설치한 상태에서 인공위성 등을 이용하여 실시간으로 정전정보 및 그때의 경제정보를 획득하여 자동으로 공급지장비를 추정하는 방법이 있으나, 이는 하드웨어의 설치가 필요하므로 많은 비용이 소요된다.
또 한편으로, 전력거래소에서 제공되는 부하율, 전력량, 전체 공급지장빈도수 및 공급지장시간 등의 전력 정보만을 이용하여 거시적 관점에서 공급지장비용을 추정하는 방식이 있으나, 공급지장사건의 빈도수 및 총 수를 알지 못하는 경우에는 공급지장비용을 추정할 수 없을 뿐 아니라, 공급지장사건의 빈도수 및 총 수를 알 수 있다 하더라도 미시적 관점을 반영하지 못하므로 객관성이 높지 않고 상대적으로 오차가 크다는 단점을 갖고 있다.
본 발명은 공급지장사건의 빈도수 및 총 수를 알지 못하는 경우에 있어서도 공급지장비용을 산출할 수 있는 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템 및 전력에너지 공급지장비용 추정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 방문 또는 우편에 의한 설문지조사에서 벗어나 온라인으로 설문조사를 제공받고, 이를 이용하여 공급지장비용을 자동으로 추정하여, 실시간으로 전력 수용가에게 공급지장비용 정보를 제공할 수 있는 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템 및 전력에너지 공급지장비용 추정 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 전력 수용가의 설문조사 데이터를 입력받는 인터페이스부; 그리고 상기 설문조사 데이터의 수용가 인지 정전비용 정보 및 상기 설문조사 데이터의 공급지장시간 정보를 이용하여 단위시간당 공급지장비용을 산출하고, 상기 단위시간당 공급지장비용에 기초하여 공급지장비를 산출하는 공급지장비 산출부를 포함하는 웹기반 온라인 실시간 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 공급지장비 산출부는, 미리 결정된 거시적 전력 정보에 대한 상기 수용가 인지 정전비용 정보의 비를 연산하여, 상기 전력 수용가의 부문별로 단위전력당 정전비용 또는 단위전력량당 정전비용을 산출하는 단위정전비용 산출부; 상기 공급지장시간 정보에 대한 상기 단위전력당 정전비용의 비 또는 상기 공급지장시간 정보에 대한 상기 단위전력량당 정전비용의 비를 이용하여, 상기 부문별로 상기 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 단위시간당 공급지장비용 산출부; 그리고 상기 부문별로 산출한 단위시간당 공급지장비용을 합산하고, 공급지장지속시간의 총 수에 대한 상기 합산된 단위시간당 공급지장비용의 비에 상기 거시적 전력 정보에 상응하는 가중치를 적용하여 평균 공급지장비용을 산출하는 평균 공급지장비용 산출부를 포함하는 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 거시적 전력 정보는 상기 전력 수용가의 부문 정보에 대응하는 연간 최대부하 또는 연간 전력소모량을 포함하는 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 네트워크를 통해 전송된 전력 수용가의 설문조사 데이터를 입력받고, 분석 가능하도록 데이터 형식을 가공하는 중앙 프로세서; 상기 가공된 설문조사 데이터를 입력받는 인터페이스부; 상기 입력된 설문조사 데이터 중 중요 부분의 데이터 값이 입력되지 않은 데이터를 필터링하여 제거하는 데이터 필터링부; 상기 설문조사 데이터의 수용가 인지 정전비용 정보 및 상기 설문조사 데이터의 공급지장시간 정보를 이용하여 단위시간당 공급지장비용을 산출하고, 상기 단위시간당 공급지장비용에 기초하여 공급지장비를 산출하는 공급지장비 산출부; 산출된 공급지장비 정보를 저장하는 실시간 캐시; 미리 설정된 동작에 따라 상기 공급지장비 정보를 선택적으로 전송하도록 제공되는 트리거 로직; 상기 트리거 로직의 동작에 의하여 전송되는 공급지장비 정보를 백업 파일로 저장하는 오프라인 캐시; 그리고 상기 전력 수용가의 환경 설정에 따라 상기 실시간 캐시 또는 상기 오프라인 캐시에 저장되는 상기 공급지장비 정보를 표시하도록 제공되는 인덱스 뷰어를 포함하는 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 의하면, 전력 수용가의 설문조사 데이터의 수용가 인지 정전비용 정보 및 상기 설문조사 데이터의 공급지장시간 정보를 이용하여 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 단계; 상기 단위시간당 공급지장비용에 기초하여 공급지장비를 산출하는 단계를 포함하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 단계는, 미리 결정된 거시적 전력 정보에 대한 상기 수용가 인지 정전비용 정보의 비를 연산하여, 상기 전력 수용가의 부문별로 단위전력당 정전비용 또는 단위전력량당 정전비용을 산출하는 단계; 그리고 상기 공급지장시간 정보에 대한 상기 단위전력당 정전비용의 비 또는 상기 공급지장시간 정보에 대한 상기 단위전력량당 정전비용의 비를 이용하여, 상기 부문별로 상기 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 단계를 포함하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 미리 결정된 거시적 전력 정보는 상기 전력 수용가의 부문 정보에 대응하는 연간 최대부하 및 연간 전력소모량 중의 하나 이상을 포함하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 단계는 아래의 식 1 또는 식 2에 의해 상기 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법이 제공될 수 있다.
[식 1]
Figure pat00001
]
[식 2]
Figure pat00002
이때, SCOFE ,y(ri)는 단위시간당 공급지장비용을 나타내는 공급지장함수, CE,y(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 단위전력량당 공급지장비용(원/kWh), CL,y(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 단위전력당 공급지장비용(원/kWh), ri는 i번째 공급지장 지속시간(hour), i는 공급지장 사건, LFy는 부문 y의 부하율을 나타낸다.
또한, 상기 공급지장비를 산출하는 단계는, 상기 부문별로 산출한 단위시간당 공급지장비용을 합산하는 단계; 그리고 공급지장지속시간의 총 수에 대한 상기 합산된 단위시간당 공급지장비용의 비에 상기 거시적 전력 정보에 상응하는 가중치를 적용하여 평균 공급지장비용을 산출하는 단계를 포함하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 공급지장비를 산출하는 단계는 아래의 식 3 또는 식 4에 의해 상기 평균 공급지장비용을 산출하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법이 제공될 수 있다.
[식 3]
Figure pat00003
[식 4]
Figure pat00004
이때, AVLL1, AVLL2은 평균 공급지장비용 단가(원/kWh), SCOFE ,y(ri)는 공급지장함수(원/kWh), N은 공급지장 지속시간(ri)의 총 수, Ey는 부문 y의 연간 전력소모량(kWh), Ly는 부문 y의 연간 최대부하(kW), ny는 총 부문 수를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 의하면, 공급지장사건의 빈도수 및 총 수를 알지 못하는 경우에 있어서도 공급지장비용을 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 방문 또는 우편에 의한 설문지조사에서 벗어나 온라인으로 설문조사를 제공받고, 이를 이용하여 공급지장비용을 자동으로 추정하여, 실시간으로 전력 수용가에게 공급지장비용 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템을 포함하는 전체 네트워크 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 공급지장비 산출부의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력에너지 공급지장비용 추정 방법의 흐름도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 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.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템(Web-based Online Outage Cost Assessment System)을 포함하는 전체 네트워크 시스템을 나타낸 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템(100)은 전력 수용가에 해당하는 클라이언트들(10,20)로부터 네트워크를 통해 설문조사 데이터를 입력받고, 설문조사 데이터의 수용가 인지 정전비용 정보 및 설문조사 데이터의 공급지장시간 정보를 이용하여 공급지장비를 산출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템(100)은 중앙 프로세서(110), 인터페이스부(120), 데이터 필터링부(130), 공급지장비 산출부(140), 실시간 캐시(150), 트리거 로직(160), 오프라인 캐시(170), 그리고 인덱스 뷰어(180)를 포함한다.
중앙 프로세서(110)는 네트워크를 통해 전송된 전력 수용가의 설문조사 데이터를 입력받고, 분석 가능하도록 데이터 형식을 가공한다. 중앙 프로세서(110)는 예를 들어 광역망(WAN; Wide Area Network)을 통해 전력 수용가로부터 설문조사 데이터(11)를 제공받을 수 있다.
설문조사 데이터(11)는 응답자의 인적 정보, 부문 정보, 업종 정보, 지역 정보, 수용가 인지 정전비용(CIC; Customer Interruption Costs) 정보, 공급지장 지속시간 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 설문조사 데이터(11)는 공급지장 지속시간 별로 수용가 인지 정전비용을 기입할 수 있도록 제공될 수 있다.
설문조사 데이터(11)는 예를 들어, Voltage Sag, 3초 이하, 1분 이하, 20분 이하, 1시간 이하, 2시간 이하, 8시간 이하, 24시간 이하 등의 공급지장 지속시간 별로 수용가 인지 정전비용을 기입할 수 있도록 제공될 수 있다. 이때, Voltage Sag는 교류전압 실효치가 순간적으로 감소하는 현상으로 0.5초 내의 순간적인 정전을 의미한다.
또한, 중앙 프로세서(110)는 예를 들어 전력거래소로부터 EMS 데이터(12) 및 SCADA 데이터(13)를 제공받을 수 있다. EMS(Energy Management System) 및 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)는 전체 전력계통을 자동으로 감시 및 제어하는 전력정보시스템으로, EMS 데이터(12) 및 SCADA 데이터(13)는 부하율, 전력량, 공급지장 빈도수, 공급지장시간 등의 다양한 전력 정보를 포함할 수 있다.
중앙 프로세서(Central PRID)(110)는 설문조사 데이터(11), EMS 데이터(12) 및 SCADA 데이터(13)를 분석 가능한 형식의 데이터로 가공한다. 또한, 중앙 프로세서(110)는 전력 수용가의 IP주소를 식별하거나, 혹은 서버에 가입된 클라이언트인지 등을 판단하는 등의 처리를 더 수행할 수 있다. 이때, 전력 수용가가 예를 들어 서버에 가입되지 않은 경우, 미가입을 통지하는 메시지를 클라이언트에게 전송하고, 서버 가입을 안내하는 화면을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템(100)은 온라인 설문조사를 통해 외부 환경의 클라이언트들로부터 실시간으로 CIC 데이터를 제공받는다. 또한, 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템(100)은 EMS 및 SCADA 시스템을 연계함으로써, 설문조사 데이터(11)의 CIC 데이터, EMS 데이터 (12) 및 SCADA 데이터(13)를 이용하여 공급지장비를 추정하고, 그 결과를 클라이언트들에게 제공하는 크라우딩 시스템의 호스트(서버) 환경으로 구현될 수 있다. 중앙 프로세서(110)에 의해 가공된 설문조사 데이터(11), EMS 데이터(12), 및 SCADA 데이터(13)는 인터페이스부(120)로 제공될 수 있다.
인터페이스부(120)는 중앙 프로세서(110)에 의해 가공된 데이터 및 프로그램을 실행시키기 위한 입력파일 및 설정파일(111)을 입력받아, 이를 데이터 필터링부(130)로 출력한다. 인터페이스부(120)는 서버 GUI(Graphic User Interface)(121)와 연결되어, 서버 GUI(121)로부터의 조작신호에 따라 뷰/업데이트(View/Update) 기능을 선택적으로 제공할 수 있다.
데이터 필터링부(130)는 클라이언트에 의하여 입력된 설문조사 데이터(11) 중 중요 부분의 데이터 값이 입력되지 않은 데이터를 필터링하여 제거하고, 유효한 데이터만을 선별하여 공급지장비 산출부(140)로 제공할 수 있다. 데이터 필터링부(130)는 예를 들어 수용가 인지 정전비용(CIC) 정보 및 공급지장시간 정보가 입력되지 않은 데이터를 필터링할 수 있다.
공급지장비 산출부(140)는 설문조사 데이터(11)의 수용가 인지 정전비용 정보 및 설문조사 데이터(11)의 공급지장시간 정보를 이용하여 단위시간당 공급지장비용을 산출하고, 단위시간당 공급지장비용에 기초하여 공급지장비를 산출한다. 공급지장비 산출부(140)에 대하여는 이후 도 3을 참조하여 후술한다.
실시간 캐시(150)는 공급지장비 산출부(140)에서 산출된 공급지장비 정보를 실시간으로 저장하는 데이터베이스이다. 트리거 로직(160)은 메인프로그램으로 기록된 미리 설정된 동작에 따라 공급지장비 정보를 예를 들어 근거리 통신망(LAN; Local Area Network)을 통해 선택적으로 오프라인 캐시(170)로 전송하도록 제공될 수 있다. 오프라인 캐시(170)는 트리거 로직(160)의 동작에 의하여 이벤트 파일(event file)로서 전송되는 공급지장비 정보를 백업 파일(back-up file)로 저장한다.
인덱스 뷰어(180)는 전력 수용가 측의 클라이언트 GUI(Graphic User Interface)(181)의 환경 설정에 따라 실시간 캐시(150)에 저장되는 공급지장비 정보를 (Realtime Stream Data) 형태로 표시하거나, 오프라인 캐시(170)에 저장되는 공급지장비 정보를 오프라인 스트림데이터(offline stream data) 형태로 표시하도록 제공될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템(100)은 전술한 구성 외에도 알람 프로세서(190), 인덱스 알람 로그(191), 및 환경 설정부(192)를 더 포함할 수 있다. 알람 프로세서(Alarm Processer)(190)는 환경 설정부(192)에 설정된 바에 따라 서버 측에서 각종 문제 발생시 알람이 발생되도록 신호 생성을 제어한다. 인덱스 알람 로그(Index Alarm Log)는 문제가 발생한 원인 등을 데이터베이스에 기록한다.
도 3은 도 2에 도시된 공급지장비 산출부의 세부 구성도이다. 도 3을 참조하면, 공급지장비 산출부(140)는 단위정전비용 산출부(141), 단위시간당 공급지장비용 산출부(142), 그리고 평균 공급지장비용 산출부(143)를 포함한다.
단위정전비용 산출부(141)는 미리 결정된 거시적 전력 정보에 대한 수용가 인지 정전비용 정보의 비를 연산하여, 전력 수용가의 부문별로 단위전력당 정전비용 또는 단위전력량당 정전비용을 산출한다. 이때, 거시적 전력 정보는 전력 수용가의 부문 정보에 대응하는 연간 최대부하 또는 연간 전력소모량일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 단위정전비용 산출부(141)는 먼저 설문조사 데이터로부터 다양한 공급지장시간에 대해 소비자들이 인지하는 공급지장비용 즉, 수용가 인지 정전비용(CIC; Customer Interruption Costs)을 각 부문별로 추출한다. 단위정전비용 산출부(141)는 예를 들어, 아래의 수식 1에 따라 부문별 단위전력당 정전비용함수(SCDF; Sector Customer Damage Function)를 산출할 수 있다.
[수식 1]
Figure pat00005
이때, Ly는 부문 y의 연간 최대부하(kW), CICy(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 CIC(원), CL ,y(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 단위전력당 공급지장비용(원/kWh), ri는 i번째 공급지장 지속시간(hour), i는 공급지장 사건을 나타내는 인덱스이다. 연간 최대부하 정보는 예를 들어 EMS 데이터(12)로부터 제공될 수 있다.
대안적으로, 단위정전비용 산출부(141)는 예를 들어, 아래의 수식 2에 따라 부문별 단위전력량당 정전비용함수(SCDF; Sector Customer Damage Function)를 산출할 수도 있다.
[수식 2]
Figure pat00006
이때, CE ,y(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 단위전력량당 공급지장비용(원/kWh), CICy(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 CIC(원), Ey는 부문 y의 연간 전력소모량(kWh)을 나타내는 인덱스이다. 연간 전력소모량 정보는 예를 들어 EMS 데이터(12)로부터 제공될 수 있다.
만일, 각 부문별 부하율을 알 수 있으면 아래의 수식 3에 따라 단위전력당 정전비용함수(SCDF)를 이용하여 단위전략량당 정전비용함수(SCDF) 값을 계산할 수 있다.
[수식 3]
Figure pat00007
이때, CE ,y(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 단위전력량당 공급지장비용(원/kWh), CL ,y(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 단위전력당 공급지장비용(원/kWh), LFy는 부문 y의 부하율을 나타내는 인덱스이다. 부하율 정보는 예를 들어 EMS 데이터(12)로부터 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 전력 수용가의 부문은 예를 들어, 지역별 부문 및 종별 부문을 포함할 수 있다. 종별 부문은 예를 들어, 산업용 부문, 회사용 부문, 상업용 부문, 농축산용 부문, 및 가정용 부문을 포함할 수 있다.
단위시간당 공급지장비용 산출부(142)는 공급지장시간 정보에 대한 단위전력당 정전비용의 비 또는 공급지장시간 정보에 대한 단위전력량당 정전비용의 비를 이용하여, 전력 수용가의 부문별로 단위시간당 공급지장비용을 산출한다. 이러한 본 발명의 실시예에 의하면, 공급지장사건의 빈도수나 총수를 알 수 없는 경우에도, 설문조사 데이터의 각 공급지장시간별 값을 확장하여 단위시간에 대한 공급지장비용으로 환산함으로써, 공급지장비를 추정할 수 있다.
단위시간당 공급지장비용 산출부(142)는 예를 들어 아래의 수식 4에 따라 부문별 단위시간당 공급지장비용함수(SCOF; Sector Customer Outage Function)을 산출할 수 있다.
[수식 4]
Figure pat00008
이때, SCOFE ,y(ri)는 공급지장함수(원/kWh), CE ,y(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 단위전력량당 공급지장비용(원/kWh), ri는 i번째 공급지장 지속시간(hour)을 나타내는 인덱스이다.
대안적으로, 연간 전력소모량 대신 각 부문별 부하율을 알 수 있으면, 아래 수식 5을 이용하여 부문별 단위전력당 정전비용함수(SCDF; Sector Customer Damage Function)를 이용하여, 부문별 단위시간당 공급지장비용함수(SCOF)를 구할 수도 있다.
[수식 5]
Figure pat00009
이때, SCOFE ,y(ri)는 공급지장함수(원/kWh), CL ,y(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 단위전력당 공급지장비용(원/kWh), ri는 i번째 공급지장 지속시간(hour), LFy는 부문 y의 부하율을 나타내는 인덱스이다.
평균 공급지장비용 산출부(143)는 부문별로 산출한 단위시간당 공급지장비용을 합산하고, 공급지장지속시간의 총 수에 대한 합산된 단위시간당 공급지장비용의 비에 거시적 전력 정보에 상응하는 가중치를 적용하여 평균 공급지장비용(AVLL; Average Value of Lost Load)을 산출한다. 단위시간당 공급지장비용함수(SCOF)는 각 종별로 다르므로, 적절한 가중치를 부여함으로써 평균 공급지장비용(AVLL)을 산출할 수 있다.
평균 공급지장비용 산출부(143)는 예를 들어 아래의 수식 6에 따라 연간 전력소모량(Ey)에 의한 가중치를 적용하여 평균 공급지장비용을 산출할 수 있다.
[수식 6]
Figure pat00010
이때, AVLL1은 평균 공급지장비용 단가(원/kWh), SCOFE ,y(ri)는 공급지장함수(원/kWh), N은 공급지장 지속시간(ri)의 총 수, Ey는 부문 y의 연간 전력소모량(kWh), ny는 총 부문 수를 나타내는 인덱스이다.
대안적으로, 평균 공급지장비용 산출부(143)는 예를 들어 아래의 수식 7에 따라 연간 피크전력(Ly)에 의한 가중치를 적용하여 평균 공급지장비용을 산출할 수도 있다.
[수식 7]
Figure pat00011
이때, AVLL2은 평균 공급지장비용 단가(원/kWh), SCOFE ,y(ri)는 공급지장함수(원/kWh), N은 공급지장 지속시간(ri)의 총 수, Ly는 부문 y의 연간 최대부하(kW), ny는 총 부문 수를 나타내는 인덱스이다.
본 발명의 실시예는 방문 또는 우편에 의한 설문지 조사에서 벗어나 온라인 정보시스템 망으로서, 인터넷을 이용한 설문접근성을 개선할 수 있으며, 급변하는 사회적 시스템에 추종하기 위한 미시적 방법을 이용한 공급지장비 추정 및 분석이 가능하며, 실시간으로 사용자에게 정보를 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 예를 들어 공급지장비용 추정에 필요한 각종 자료를 허용된 고객설문응답을 웹기반으로 수신하여 서버에 설치한 평가 프로그램을 이용하여 평가한 후 실시간으로 공급지장비 등의 정보를 제공할 수 있다.
여기서 실시간으로 정보를 제공한다는 것은, 반드시 아주 짧은 시간내에 업데이트 정보를 제공한다는 것으로 제한되는 것이 아니라, 예를 들어 한 시간, 하루, 일주일 등의 간격으로 공급지장비 등의 정보를 제공하는 것과 같이 웹 서버의 환경 설정에 따른 특정 시점마다 업데이트된 정보를 제공하는 것을 포함하는 개념으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 최근 널리 보급된 스마트폰 등을 통하여 용이하고 신속하게 설문조사가 실시될 수 있으므로, 예를 들어 수급지장 긴급부하 조정에 따른 불시적인 정전과 관련한 사례에 의하여 발생되는 공급지장비용을 보다 정확하고 신속하게 추정할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력에너지 공급지장비용 추정 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력에너지 공급지장비용 추정 방법의 흐름도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력에너지 공급지장비용 추정 방법은 부문별 단위전력당(또는 단위전력량당) 정전비용 산출 단계(S41), 부문별 단위시간당 공급지장비용 산출 단계(S42), 그리고 공급지장비 산출 단계(S43)를 포함한다.
단계 S41에서, 단위정전비용 산출부(141)는 설문조사 데이터(11)로부터 다양한 공급지장시간에 대해 소비자들이 인지하는 공급지장비용 즉, 수용가 인지 정전비용(CIC; Customer Interruption Costs)을 각 부문별로 추출한다. 그리고, 단위정전비용 산출부(141)는 예를 들어, 전술한 수식 1, 수식 2 또는 수식 3에 따라 거시적 전력 정보(연간 피크전력 또는 연간 전력소모량 등)에 대한 전력 수용가의 설문조사 데이터의 수용가 인지 정전비용 정보의 비를 연산함으로써, 부문별 단위전력당(또는 단위전력량당) 정전비용함수(SCDF; Sector Customer Damage Function)를 산출할 수 있다.
단계 S42에서, 단위시간당 공급지장비용 산출부(142)는 전술한 수식 4 또는 수식 5에 따라 설문조사 데이터(11)의 부문별 공급지장시간 정보에 대한 단위전력당(또는 단위전력량당) 정전비용의 비를 이용하여, 부문별 단위시간당 공급지장비용함수(SCOF; Sector Customer Outage Function)을 산출할 수 있다.
부문별 단위시간당 공급지장비용함수(SCOF)가 산출되면, 단계 S43에서, 평균 공급지장비용 산출부(143)는 부문별로 산출한 단위시간당 공급지장비용을 합산하고, 공급지장지속시간의 총 수에 대한 합산된 단위시간당 공급지장비용의 비에 거시적 전력 정보에 상응하는 가중치를 적용하여 평균 공급지장비용(AVLL; Average Value of Lost Load)을 산출한다. 평균 공급지장비용 산출부(143)는 예를 들어 전술한 수식 6 또는 수식 7에 따라 연간 전력소모량(또는 연간 피크전력)에 의한 가중치를 적용하여 최종적으로 공급지장비를 산출할 수 있다.
산출된 공급지장비 정보는 네트워크를 통해 전력 수용가인 클라이언트들에게 제공될 수 있다. 전력 수용가는 클라이언트 컴퓨터를 통해 공급지장비 정보를 포함하여, 부문별 단위시간당 공급지장비용함수(SCOF), 부문별 단위전력당(또는 단위전력량당) 정전비용함수(SCDF; Sector Customer Damage Function), 또는 지역별 정보 등을 실시간으로 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전력에너지 공급지장비용 추정 방법에 의해 산출된 공급지장비는 신규설비의 건설여부 결정, 배전계통 보수에 있어서의 최적투자 및 최적 신뢰도 수준의 결정, 적정 운전예비력의 결정, 배전계통 확장시기의 결정 등 전력사업의 전반에 걸쳐 활용될 수 있다. 또한, 경쟁적 전력사업 환경 하에 합리적으로 안정 운영 기준 수립을 위한 자료로 전력계통 정전에 따른 사회적, 경제적 손실 비용 산정에 대한 정확한 자료로서 응용될 수 있다.
도 4에 도시된 전력에너지 공급지장비용 추정 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함할 수 있다.
이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 도시된 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 반대로 여러 개로 분산된 구성 요소들은 결합되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10,20: 클라이언트
100: 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템
110: 중앙 프로세서 120: 인터페이스부
130: 데이터 필터링부 140: 공급지장비 산출부
150: 실시간 캐시 160: 트리거 로직
170: 오프라인 캐시 180: 인덱스 뷰어

Claims (10)

  1. 전력 수용가의 설문조사 데이터를 입력받는 인터페이스부; 그리고
    상기 설문조사 데이터의 수용가 인지 정전비용 정보 및 상기 설문조사 데이터의 공급지장시간 정보를 이용하여 단위시간당 공급지장비용을 산출하고, 상기 단위시간당 공급지장비용에 기초하여 공급지장비를 산출하는 공급지장비 산출부를 포함하는 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 공급지장비 산출부는,
    미리 결정된 거시적 전력 정보에 대한 상기 수용가 인지 정전비용 정보의 비를 연산하여, 상기 전력 수용가의 부문별로 단위전력당 정전비용 또는 단위전력량당 정전비용을 산출하는 단위정전비용 산출부;
    상기 공급지장시간 정보에 대한 상기 단위전력당 정전비용의 비 또는 상기 공급지장시간 정보에 대한 상기 단위전력량당 정전비용의 비를 이용하여, 상기 부문별로 상기 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 단위시간당 공급지장비용 산출부; 그리고
    상기 부문별로 산출한 단위시간당 공급지장비용을 합산하고, 공급지장지속시간의 총 수에 대한 상기 합산된 단위시간당 공급지장비용의 비에 상기 거시적 전력 정보에 상응하는 가중치를 적용하여 평균 공급지장비용을 산출하는 평균 공급지장비용 산출부를 포함하는 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 거시적 전력 정보는 상기 전력 수용가의 부문 정보에 대응하는 연간 최대부하 또는 연간 전력소모량을 포함하는 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템.
  4. 네트워크를 통해 전송된 전력 수용가의 설문조사 데이터를 입력받고, 분석 가능하도록 데이터 형식을 가공하는 중앙 프로세서;
    상기 가공된 설문조사 데이터를 입력받는 인터페이스부;
    상기 입력된 설문조사 데이터 중 중요 부분의 데이터 값이 입력되지 않은 데이터를 필터링하여 제거하는 데이터 필터링부;
    상기 설문조사 데이터의 수용가 인지 정전비용 정보 및 상기 설문조사 데이터의 공급지장시간 정보를 이용하여 단위시간당 공급지장비용을 산출하고, 상기 단위시간당 공급지장비용에 기초하여 공급지장비를 산출하는 공급지장비 산출부;
    산출된 공급지장비 정보를 저장하는 실시간 캐시;
    미리 설정된 동작에 따라 상기 공급지장비 정보를 선택적으로 전송하도록 제공되는 트리거 로직;
    상기 트리거 로직의 동작에 의하여 전송되는 공급지장비 정보를 백업 파일로 저장하는 오프라인 캐시; 그리고
    상기 전력 수용가의 환경 설정에 따라 상기 실시간 캐시 또는 상기 오프라인 캐시에 저장되는 상기 공급지장비 정보를 표시하도록 제공되는 인덱스 뷰어를 포함하는 웹기반 온라인 전력에너지 공급지장비용 추정 정보시스템.
  5. 전력 수용가의 설문조사 데이터의 수용가 인지 정전비용 정보 및 상기 설문조사 데이터의 공급지장시간 정보를 이용하여 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 단계;
    상기 단위시간당 공급지장비용에 기초하여 공급지장비를 산출하는 단계를 포함하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 단계는,
    미리 결정된 거시적 전력 정보에 대한 상기 수용가 인지 정전비용 정보의 비를 연산하여, 상기 전력 수용가의 부문별로 단위전력당 정전비용 또는 단위전력량당 정전비용을 산출하는 단계;
    상기 공급지장시간 정보에 대한 상기 단위전력당 정전비용의 비 또는 상기 공급지장시간 정보에 대한 상기 단위전력량당 정전비용의 비를 이용하여, 상기 부문별로 상기 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 단계를 포함하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 거시적 전력 정보는 상기 전력 수용가의 부문 정보에 대응하는 연간 최대부하 및 연간 전력소모량 중의 하나 이상을 포함하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 단계는 아래의 식 1 또는 식 2에 의해 상기 단위시간당 공급지장비용을 산출하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법.
    [식 1]
    Figure pat00012
    ]
    [식 2]
    Figure pat00013

    단, SCOFE ,y(ri)는 단위시간당 공급지장비용을 나타내는 공급지장함수, CE,y(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 단위전력량당 공급지장비용(원/kWh), CL ,y(ri)는 부문 y의 공급지장시간 ri일 때의 단위전력당 공급지장비용(원/kWh), ri는 i번째 공급지장 지속시간(hour), i는 공급지장 사건, LFy는 부문 y의 부하율을 나타냄.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 공급지장비를 산출하는 단계는,
    상기 부문별로 산출한 단위시간당 공급지장비용을 합산하는 단계;
    공급지장지속시간의 총 수에 대한 상기 합산된 단위시간당 공급지장비용의 비에 상기 거시적 전력 정보에 상응하는 가중치를 적용하여 평균 공급지장비용을 산출하는 단계를 포함하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 공급지장비를 산출하는 단계는 아래의 식 3 또는 식 4에 의해 상기 평균 공급지장비용을 산출하는 전력에너지 공급지장비용 추정 방법.
    [식 3]
    Figure pat00014

    [식 4]
    Figure pat00015

    단, AVLL1, AVLL2은 평균 공급지장비용 단가(원/kWh), SCOFE ,y(ri)는 공급지장함수(원/kWh), N은 공급지장 지속시간(ri)의 총 수, Ey는 부문 y의 연간 전력소모량(kWh), Ly는 부문 y의 연간 최대부하(kW), ny는 총 부문 수를 나타냄.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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