KR20150092994A - 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 일 실시예는 수용가로부터 수용가 로드 프로파일(Load Profile)을 수신하는 미터 데이터 관리장치, 하나 이상의 분산 에너지 자원으로부터 상기 분산 에너지 자원의 발전 상태정보 및 상기 분산 에너지 자원의 위치 정보를 획득하는 자원 어그리게이터(Aggregator) 및 상기 발전 상태정보를 이용하여 분산 에너지 자원 로드 프로파일을 생성하고, 상기 수용가 로드 프로파일, 상기 분산 에너지 자원 로드 프로파일 및 상기 위치 정보를 기초로 상기 수용가에 요구되는 에너지를 공급하는 가상발전자원 관리장치를 포함하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템을 제공할 수 있다.

Description

분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템 및 방법{System and Method for Decentralized Energy Resource based Active Virtual Power Energy Management}
본 발명은 분산되어 있는 에너지 자원 환경에서 다양한 분산 발전 자원을 수용가의 에너지부하 프로파일을 고려하여 비상 발전시 또는 에너지가 부족할 경우를 대비하여 분산된 에너지 자원을 가상적으로 클러스터링하여 안정적인 에너지를 공급할 수 있는 가상 발전 에너지 관리 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
기존의 분산된 에너지 자원은 전력 계통에서 에너지를 제공받지 못할 경우에 건물 내 또는 일부 지역에서 국소적으로 발전 자원을 설치하고 그 에너지 발전을 통하여 에너지 수급을 하였다. 통상적으로 분산 에너지 자원은 지역적으로 독립하여 에너지를 공급하는 형태로 이루어진다.
그런데, 종래의 분산 에너지 자원 관리 기술은 분산 자원의 에너지를 공급할 수 있는 건물 내 또는 인접 지역에만 분산된 발전 자원의 에너지를 공급할 수 있는 문제점이 있다.
특히, 이종의 분산 에너지 자원과 넓은 지역에 무수히 설치되어 있는 분산 에너지 자원이 통합적으로 관리되고 있지 않아, 비상시에 활용할 수 있는 분산 에너지 자원의 활용도가 미미한 실정이다.
대한민국 공개특허 :제1020060110854호
본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 과제는 분산 에너지 자원을 기반으로 발전 자원의 자산을 실시간으로 모니터링하여 계층적으로 관리하고, 비상시 수용가의 Load Profile에 따른 에너지 수급 패턴에 적합한 발전 자원을 확보하여 가상발전 에너지를 클러스터링하여 능동적으로 에너지를 제공해 줄 수 있는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 일 실시예는 수용가로부터 수용가 로드 프로파일(Load Profile)을 수신하는 미터 데이터 관리장치, 하나 이상의 분산 에너지 자원으로부터 상기 분산 에너지 자원의 발전 상태정보 및 상기 분산 에너지 자원의 위치 정보를 획득하는 자원 어그리게이터(Aggregator) 및 상기 발전 상태정보를 이용하여 분산 에너지 자원 로드 프로파일을 생성하고, 상기 수용가 로드 프로파일, 상기 분산 에너지 자원 로드 프로파일 및 상기 위치 정보를 기초로 상기 수용가에 요구되는 에너지를 공급하는 가상발전자원 관리장치를 포함하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예는 수용가로부터 수용가 로드 프로파일을 획득하는 수용가 로드 프로파일 획득부, 상기 수용가에 에너지를 공급하는 분산에너지 자원으로부터 분산에너지 자원 로드 프로파일을 획득하는 분산에너지 자원 로드 프로파일 획득부, 상기 분산에너지 자원의 위치정보를 획득하는 위치정보 획득부, 상기 수용가 로드 프로파일을 통해서 상기 수용가의 에너지 사용 패턴을 분석하고, 상기 수용가의 에너지 사용 패턴에 상응하는 에너지를 생산할 수 있는 상기 분산에너지 자원 후보군을 수집하고, 상기 위치정보를 활용하여 상기 분산에너지 자원 후보군 중에서 상기 분산에너지 자원을 선정하는 분산에너지 자원 결정부 및 상기 선정된 분산에너지 자원에 에너지 생산을 요청하는 분산에너지 자원 작동 요청부를 포함하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 장치를 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 분산에너지 자원 결정부가 상기 분산에너지 자원을 선정할 때, 상기 분산에너지 자원이 생성하는 에너지의 생산 단가를 비교하여 비용을 산출하는 분산에너지 자원 비용 산출부를 더 포함하되, 상기 생산 단가가 소정의 값 이상인 경우 상기 분산에너지 자원 결정부는 상기 생산 단가가 소정의 값 이상인 분산에너지 자원을 제외할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 분산에너지 자원 결정부는 상기 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지 패턴을 획득하는 생성 에너지 패턴 획득부, 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값을 획득하는 수용가 임계에너지 획득부, 상기 분산에너지 자원 중에서 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이상의 값을 갖는 분산에너지 자원을 선택하는 분산에너지 자원 선택부 및 상기 선택된 분산 에너지 자원에서 출력되는 에너지 출력을 에너지 배열 공간에 배열한 후 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타나지 않도록 상기 에너지 출력을 제어하는 클러스터링부를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 클러스터링부는 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타난 경우, 상기 에너지 출력 중 선택되는 어느 하나 이상의 에너지 출력을 시간축 상 이동(time shifting)하여, 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타나지 않도록 상기 에너지 출력을 제어할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 분산에너지 자원 로드 프로파일 획득부는 상기 수용가에 에너지를 공급하는 분산에너지 자원으로부터 분산에너지 자원 로드 프로파일을 주기적으로 획득할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 수용가 로드 프로파일(Load Profile)은 상기 수용가에서 에너지를 소비하는 정보를 포함하고, 상기 분산에너지 자원 로드 프로파일은 상기 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예는 수용가로부터 수용가 로드 프로파일을 획득하는 단계, 상기 수용가에 에너지를 공급하는 분산에너지 자원으로부터 분산에너지 자원 로드 프로파일을 획득하는 단계, 상기 분산에너지 자원의 위치정보를 획득하는 단계, 상기 수용가 로드 프로파일을 통해서 상기 수용가의 에너지 사용 패턴을 분석하고, 상기 수용가의 에너지 사용 패턴에 상응하는 에너지를 생산할 수 있는 상기 분산에너지 자원 후보군을 수집하는 단계, 상기 위치정보를 활용하여 상기 분산에너지 자원 후보군 중에서 상기 분산에너지 자원을 선정하는 단계 및 상기 선정된 분산에너지 자원에 에너지 생산을 요청하는 단계를 포함하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 분산에너지 자원이 생성하는 에너지의 생산 단가를 비교하여 비용을 산출하는 단계를 더 포함하되, 상기 분산에너지 자원을 선정할 때, 상기 생산 단가가 소정의 값 이상인 경우 상기 생산 단가가 소정의 값 이상인 분산에너지 자원을 제외할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 분산에너지 자원을 선정하는 단계는 상기 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지 패턴을 획득하는 단계, 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값을 획득하는 단계, 상기 분산에너지 자원 중에서 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이상의 값을 갖는 분산에너지 자원을 선택하는 단계 및 상기 선택된 분산 에너지 자원에서 출력되는 에너지 출력을 에너지 배열 공간에 배열한 후 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타나지 않도록 상기 에너지 출력을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 에너지 출력을 제어하는 단계는 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타난 경우, 상기 에너지 출력 중 선택되는 어느 하나 이상의 에너지 출력을 시간축 상 이동(time shifting)하여, 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타나지 않도록 상기 에너지 출력을 제어하는 단계일 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 수용가로부터 수용가 로드 프로파일을 획득하는 단계는 상기 수용가에 에너지를 공급하는 분산에너지 자원으로부터 분산에너지 자원 로드 프로파일을 주기적으로 획득하는 단계일 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 수용가 로드 프로파일(Load Profile)은 상기 수용가에서 에너지를 소비하는 정보를 포함하고, 상기 분산에너지 자원 로드 프로파일은 상기 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지 정보를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 요청을 수신한 상기 분산 에너지 자원이 상기 수용가에 에너지를 공급하는 단계를 더 포함하되, 상기 분산에너지 자원이 복수일 때, 복수의 상기 분산 에너지 자원은 병렬로 구동되어, 상기 수용가에 에너지를 공급할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 분산 에너지 자원이 상기 수용가에 에너지를 공급한 에너지 공급 히스토리를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템 및 방법은 분산 에너지 자원을 기반으로 발전 자원의 자산을 실시간으로 모니터링하여 계층적으로 관리하고, 비상시 수용가의 Load Profile에 따른 에너지 수급 패턴에 적합한 발전 자원을 확보하여 가상발전 에너지를 클러스터링하여 능동적으로 에너지를 제공해 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 장치의 내부 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 장치의 분산에너지 자원 결정부의 내부 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지의 패턴을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스터링부가 에너지 출력을 제어하는 방법을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 방법을 나타낸 절차도이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 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. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템은 미터 데이터 관리장치(100), 자원 어그리게이터(300)(Aggregator) 및 가상발전자원 관리장치(200)를 포함할 수 있다.
미터 데이터 관리장치(100)는 수용가(10)로부터 수용가 로드 프로파일(Load Profile)을 수신할 수 있다. 수용가(10)는 전력회사를 통해 전력을 공급받는 산업단지 또는 일반 가정이 될 수 있다. 수용가 로드 프로파일은 수용가에서 에너지를 사용하는 정보를 포함할 수 있다. 에너지를 사용하는 정보는 소정의 값 이상의 전압을 사용하는 정보, 특정 기간 동안 사용한 에너지에 대한 정보 및 특정 시간에 에너지를 집중적으로 사용하는지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 미터 데이터 관리장치(100)는 수용가(10)로부터 수용가 로드 프로파일(Load Profile)을 수신하여, 가상발전자원 관리장치(200)에 제공할 수 있다.
자원 어그리게이터(300)는 분산 에너지 자원(400, 400a, 400n)으로부터 분산 에너지 자원(400, 400a, 400n)의 발전 상태정보 및 분산 에너지 자원(400, 400a, 400n)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 분산 에너지 자원(400, 400a, 400n)은 복수가 될 수 있고, 에너지를 생산하는 형태가 다를 수도 있다. 예를 들어, 분산 에너지 자원(400, 400a, 400n)은 신재생 에너지 발전 자원, 열병합 발전 자원(CHP), 비상 발전 자원(Emergency Generator) 및 에너지 저장 자원(ESS)을 포함할 수 있다.
분산 에너지 자원(400, 400a, 400n)의 발전 상태정보는 분산 에너지 자원(400)의 에너지 생산 용량, 분산 에너지 자원(400)의 에너지 생산 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다. 분산 에너지 자원(400, 400a, 400n)의 위치 정보는 수용가(10)로부터 거리를 산출하여, 가장 효율적인 분산 에너지 자원(400, 400a, 400n)을 선택하기 위해 사용될 수 있다.
가상발전자원 관리장치(200)는 발전 상태정보를 이용하여 분산 에너지 자원 로드 프로파일을 생성할 수 있다. 또한, 가상발전자원 관리장치(200)는 수용가 로드 프로파일, 분산 에너지 자원 로드 프로파일 및 위치 정보를 기초로 수용가(10)에 요구되는 에너지를 공급할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 에너지 자원(400, 400a, 400n)을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템은 비상시 수용가의 로드 프로파일에 따른 에너지 수급 패턴에 적합한 발전 자원을 확보하여 능동적으로 에너지를 제공해 줄 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 장치의 내부 구성을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상발전자원 관리장치(200)는 수용가 로드 프로파일 획득부(210), 분산에너지 자원 로드 프로파일 획득부(220), 위치정보 획득부(230), 분산에너지 자원 결정부(240) 및 분산에너지 자원 작동 요청부(250)를 포함할 수 있다.
수용가 로드 프로파일 획득부(210)는 수용가로부터 수용가 로드 프로파일을 획득할 수 있다.
분산에너지 자원 로드 프로파일 획득부(220)는 수용가(10)에 에너지를 공급하는 분산에너지 자원(400)으로부터 분산에너지 자원 로드 프로파일을 획득할 수 있다. 여기서, 분산에너지 자원 로드 프로파일은 상기 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지 정보를 포함할 수 있다.
위치정보 획득부(230)는 분산에너지 자원의 위치정보를 획득할 수 있다.
분산에너지 자원 결정부(240)는 수용가 로드 프로파일을 통해서 수용가의 에너지 사용 패턴을 분석하고, 수용가의 에너지 사용 패턴에 상응하는 에너지를 생산할 수 있는 분산에너지 자원 후보군을 수집할 수 있다. 예를 들어, 수용가에 공급되는 에너지가 소정의 값 이상의 전압을 요구하는 경우, 분산에너지 자원 결정부(240)는 분산에너지 자원(400) 중에서 소정의 값 이상의 전압을 생산하는 분산에너지 자원(400)들을 검색할 수 있다.
그러나, 수용가(10)와 분산에너지 자원(400) 사이에 거리가 특정 값 이상인 경우 에너지를 전달하는 효율이 떨어질 수 있다. 따라서, 분산에너지 자원 결정부(240)는 위치 정보를 활용하여 분산에너지 자원 후보군 중에서 분산에너지 자원을 선정할 수 있다.
분산에너지 자원 작동 요청부(250)는 선정된 분산에너지 자원(400)에 에너지 생산을 요청할 수 있다. 분산에너지 자원 작동 요청부(250)로부터 에너지 생산 요청을 받은 분산에너지 자원(400)은 에너지를 생산하여 수용가(10)에 공급할 수 있다. 이때, 분산에너지 자원(400)은 공급하는 에너지의 양과 공급한 에너지의 양에 상응하는 비용을 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 장치(200)는 분산에너지 자원 결정부(240)가 분산에너지 자원(400)을 선정할 때, 분산에너지 자원(400)이 생산하는 에너지의 생산 단가를 비교하여 비용을 산출하는 분산에너지 자원 비용 산출부(240)를 더 포함할 수 있다.이때, 분산에너지 자원 결정부(240)는 분산 에너지 자원(400)에서 생산하는 에너지의 생산 단가가 소정의 값 이상인 경우 생산 단가가 소정의 값 이상인 분산에너지 자원을 제외할 수 있다. 또한, 분산에너지 자원 결정부(240)는 다른 분산에너지 자원을 선택할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 장치의 분산에너지 자원 결정부의 내부 구성을 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산에너지 자원 결정부(240)는 생성 에너지 패턴 획득부(241), 수용가 임계에너지 획득부(242), 분산에너지 자원 선택부(243) 및 클러스터링부(244)를 포함할 수 있다.
생성 에너지 패턴 획득부(241)는 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지 패턴을 획득할 수 있다. 도 4는 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지의 패턴을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 에너지 자원 1은 에너지 자원 1은 정규분포 곡선의 형태를 가질 수 있다. 특정 시간대에는 최대치의 에너지를 생산하지만 시간이 경과함에 따라 에너지 생산량을 현저하게 줄어들고, 특정 시간대에선 생산량이 0이 된다. 에너지 자원 2는 일정한 구간에서만 에너지를 생산하고, 에너지를 생산하는 구간 동안 일정한 양의 에너지를 생산할 수 있다.
그러나 에너지 자원 2는 연속적인 에너지 생산을 할 수 없는 단점이 있다. 에너지 자원 n-1은 에너지 생산량이 불규칙 하나 가장 높은 피크치를 갖는 특징이 있다. 에너지 자원 n은 직류와 동일한 에너지 생산 특성이 있으나, 최대치가 작은 단점이 있다. 생성 에너지 패턴 획득부(241)는 분산에너지 자원(400)에서 생성되는 에너지 패턴에 대한 정보를 획득하고, 분산에너지 자원 선택부(243)에 제공할 수 있다.
수용가 임계에너지 획득부(242)는 수용가(10)에서 소비하는 에너지의 임계값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 일반 가정에 공급되는 전압의 임계값은 220V가 되어야 하고, 산업용 전압은 22500V 이상이 되어야 한다. 수용가 임계에너지 획득부(242)는 수용가(10)에서 소비하는 에너지의 임계값을 획득하여, 분산에너지 자원 선택부(243)에 제공할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 분산에너지 자원 로드 프로파일 획득부(220)는 수용가(10)에 에너지를 공급하는 분산에너지 자원(400)으로부터 분산에너지 자원 로드 프로파일을 주기적으로 획득할 수 있다.
분산에너지 자원 선택부(243)는 분산에너지 자원(400) 중에서 수용가(10)에서 소비하는 에너지의 임계값 이상의 값을 갖는 분산에너지 자원(400)을 선택할 수 있다.
클러스터링부(244)는 선택된 분산 에너지 자원(400)에서 출력되는 에너지 출력을 에너지 배열 공간에 배열한 후 수용가(10)에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타나지 않도록 에너지 출력을 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스터링부가 에너지 출력을 제어하는 방법을 나타낸 그래프이다. 도 5에서 그래프의 X 축은 시간 축이고, Y축은 에너지 축이다.
분산에너지 자원(400)의 특성을 고려하여 [t, t+α] 시간 구간의 α시간 동안에는 (Pt +α-Pt) 차이의 Pα만큼의 임계 에너지(Threshold Power)를 유지할 수 있도록 에너지를 연속적으로 제공해 주어야 한다. 그렇지 않을 경우에는 α시간 동안 수용가의 에너지 수급이 제대로 되지 않아서 에너지 공급에 문제를 야기할 수 있다.
즉, 가우시안 분포로 에너지를 수급하는 발전 자원과 직사각형(Rectangular) 분포로 에너지를 수급하는 발전 자원의 조합으로 에너지 수급을 제어할 경우에, α구간만큼의 Pα 에너지를 공급할 수 있도록 직사각형 분포의 발전 자원을 시간축 상 이동(Time Shift)시켜서 가상발전 에너지의 수급을 최적화시키거나, 에너지 저장장치 또는 기타 분산에너지 자원(400)을 이용한 가상 발전 에너지의 수급 계획을 최적화시킬 수 있다.
즉, 수용가에 공급해야 할 임계 에너지 기준의 시간대가 [t-△ t+β-△이라면, [t-△ t] 시간대는 직사각형 분포의 발전 자원을 동작시키고, [t+α, t+β-△ 시간대는 가우시안 분포의 발전 자원을 동작시켜서 수용가에 에너지를 공급할 수 있다.
그러나, [t, t+α] 시간대의 부족한 에너지가 아래 [수학식 1]이므로, 최소한 그 만큼 이상의 에너지를 [t, t+α] 시간대에 보상해 주면 된다.
[수학식 1]
Figure pat00001
보상 에너지의 수급은 분산에너지 자원(400)의 가용 자산 중에서 해당 시간대에 에너지 수급이 가능한 발전 자원을 모니터링하고, 가상발전 자원으로 클러스터링 한 후, 해당 에너지를 해당 시간대에 수급하도록 최적화시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 방법을 나타낸 절차도이다.
도 6을 참조하면, 단계 S601에서 가상발전자원 관리장치(200)는 미터데이타 관리장치(100)에 수용가 로드 프로파일을 요청할 수 있다.
단계 S602에서 가상발전자원 관리장치(200)는 미터데이타 관리장치(100)로부터 수용가 로드 프로파일을 수신할 수 있다.
단계 S603에서 가상발전자원 관리장치(200)는 자원 어그리게이터(300)에 분산에너지 자원 프로파일을 요청할 수 있다.
단계 S604 및 단계 S605에서 자원 어그리게이터(300)는 가상발전자원 관리장치(200)로부터 분산에너지 자원 프로파일을 요청을 수신하고, 제 1 분산에너지 자원(400) 및 제 2 분산에너지 자원(400a)에 발전자원 상태정보를 요청할 수 있다. 여기서, 분산에너지 자원은 2개만 표시했으나, 분산에너지 자원은 복수가 될 수 있다. 또한, 하나의 자원 어그리게이터(300)는 복수의 분산에너지 자원(400, 400a)과 연결될 수 있으며, 하나의 분산에너지 자원(400)은 복수의 자원 어그리게이터(300)와 연결될 수 있다.
단계 S606 및 단계 S607에서 자원 어그리게이터(300)는 제 1 분산에너지 자원 및 제 2 분산에너지 자원으로부터 발전자원 상태정보를 수신할 수 있다. 또한, 자원 어그리게이터(300)는 제 1 분산에너지 자원(400) 및 제 2 분산에너지 자원(400a)의 위치정보를 수집할 수 있다.
단계 S608에서 자원 어그리게이터(300)는 분산에너지 자원의 발전상태 정보 및 분산에너지 자원의 위치정보를 가상발전자원 관리장치(200)에 전송할 수 있다.
단계 S609에서 가상발전자원 관리장치(200)는 분산에너지 자원 로드 프로파일을 생성할 수 있다.
단계 S610에서 가상발전자원 관리장치(200)는 분산에너지 자원 로드 프로파일 및 수용가 로드 프로파일을 분석할 수 있다.
단계 S611에서 가상발전자원 관리장치(200)는 분산에너지 자원에서 생산되는 에너지의 생산단가를 기초로 비용을 산출할 수 있다.
단계 S612에서 가상발전자원 관리장치(200)는 분산에너지 자원 로드 프로파일, 수용가 로드 프로파일 및 분산에너지 자원에서 생산되는 에너지의 생산단가 기초로 분산에너지 자원을 결정할 수 있다.
단계 S613 및 단계 S614에서 분산에너지 자원(400, 400a)의 작동을 요청할 수 있다.
단계 S615 및 단계 S616에서 분산에너지 자원(400, 400a)은 수용가(10)에 에너지를 공급하고 분산에너지 자원(400, 400a)은 작동상태를 보고할 수 있다. 여기서, 분산에너지 자원(400)과 분산에너지 자원(400a)이 수용가(10)에 에너지를 공급할 때, 사용자의 설정에 따라 순서를 정하여 에너지를 공급할 수 있다.
다른 실시예에서, 수용가(10)에서 요구되는 에너지의 형태에 따라 분산에너지 자원(400)과 분산에너지 자원(400a)은 동시에 에너지를 공급할 수 있다. 즉, 분산에너지 자원(400)과 분산에너지 자원(400a)은 병렬적으로 구동되어 수용가(10)에 에너지를 공급할 수 있다.
또한, 분산에너지 자원(400)과 분산에너지 자원(400a)이 수용가(10)에 에너지를 공급한 에너지 공급 히스토리를 저장할 수 있다. 저장된 에너지 공급 히스토리는 분산에너지 자원(400)과 분산에너지 자원(400a)의 동작 여부를 결정할 때, 활용할 수 있다.
여기에서 개시된 실시예들과 결합하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로, 프로세서에 의해서 실행된 소프트웨어 모듈에서, 또는 상기 두 가지의 결합에서 직접 구현될 수 있을 것이다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드 디스크, 탈부착 가능 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속한 기술분야에서 알려진 어떤 다른 형상의 저장 매체에 상주할 수 있을 것이다. 예시적인 저장 매체는 상기 프로세서와 결합할 수 있을 것이며, 그래서 상기 프로세서가 상기 저장 매체로부터 정보를 읽고 그리고 정보를 그 저장 매체에 쓸 수 있도록 한다. 대안으로, 상기 저장 매체는 상기 프로세서에 통합될 수 있을 것이다. 상기 프로세서 및 상기 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수 있을 것이다. 그 ASIC은 사용자 단말 내에 위치할 수 있을 것이다. 대안으로, 상기 프로세서 및 상기 저장 매체는 사용자 단말 내 별도의 컴포넌트들로서 상주할 수 있을 것이다.
상기에서 설명된 모든 프로세스들은 하나 또는 그 이상의 범용 또는 특수 목적 컴퓨터들이나 프로세서들에 의해서 실행된 소프트웨어 코드 모듈들 내에서 구현될 수 있을 것이며, 그리고 그 소프트웨어 코드 모듈들을 경유하여 완전히 자동화될 수 있을 것이다. 상기 코드 모듈들은 임의 유형의 컴퓨터-독출가능 매체 또는 다른 컴퓨터 저장 디바이스 또는 저장 디바이스들의 집합 상에 저장될 수 있을 것이다. 상기 방법들 중 몇몇 또는 모두는 전문화된 컴퓨터 하드웨어 내에서 대안으로 구현될 수 있을 것이다.
여기에서 설명된 모든 방법들 및 태스크들은 컴퓨터 시스템에 의해서 실행되고 그리고 충분히 자동화될 수 있을 것이다. 상기 컴퓨터 시스템은, 몇몇의 경우들에서, 상기 설명된 기능들을 수행하기 위해서 네트워크를 통해서 통신하고 그리고 상호 동작하는 다중의 개별 컴퓨터들 또는 컴퓨팅 디바이스들 (예를 들면, 물리적인 서버들, 워크스테이션들, 저장 어레이들 등)을 포함할 수 있을 것이다. 그런 컴퓨팅 디바이스 각각은 메모리 또는 다른 비-일시적 컴퓨터-독출가능 저장 매체에 저장된 프로그램 명령어들 또는 모듈들을 실행시키는 프로세서 (또는 다중 프로세서들 또는 회로 또는 회로들의 집합, 예를 들면 모듈)를 포함하는 것이 보통이다. 비록 여기에서 설명된 다양한 기능들 중 몇몇 또는 모두는 컴퓨터 시스템의 애플리케이션-특정 회로 (예를 들면, ASIC들 또는 FPGA들)로 구현될 수 있을 것이지만, 그 설명된 다양한 기능들은 그런 프로그램 명령어들로 구현될 수 있을 것이다. 상기 컴퓨터 시스템이 여러 컴퓨팅 디바이스들을 포함할 때에, 이 디바이스들은 같은 장소에 배치되는 것이 필요한 것은 아니지만, 같이 배치될 수 있을 것이다. 상기 개시된 방법들 및 태스크들의 결과들은 솔리드 스테이트 메모리 칩들 및/또는 자기 디스크들과 같은 변환 물리 저장 디바이스들에 의해서 상이한 상태로 영구적으로 저장될 수 있을 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 수용가
100 : 미터 데이터 관리장치
200 : 가상발전자원 관리장치
210 : 수용가 로드 프로파일 획득부
220 : 분산에너지 자원 로드 프로파일 획득부
230 : 위치정보 획득부
240 : 분산에너지 자원 결정부
241 : 생성 에너지 패턴 획득부
242 : 수용가 임계에너지 획득부
243 : 분산에너지 자원 선택부
244 : 클러스터링부
250 : 분산에너지 자원 작동 요청부
300 : 자원 어그리게이터
400, 400a : 분산 에너지 자원

Claims (15)

  1. 수용가로부터 수용가 로드 프로파일(Load Profile)을 수신하는 미터 데이터 관리장치;
    하나 이상의 분산 에너지 자원으로부터 상기 분산 에너지 자원의 발전 상태정보 및 상기 분산 에너지 자원의 위치 정보를 획득하는 자원 어그리게이터(Aggregator); 및
    상기 발전 상태정보를 이용하여 분산 에너지 자원 로드 프로파일을 생성하고, 상기 수용가 로드 프로파일, 상기 분산 에너지 자원 로드 프로파일 및 상기 위치 정보를 기초로 상기 수용가에 요구되는 에너지를 공급하는 가상발전자원 관리장치;
    를 포함하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 시스템.
  2. 수용가로부터 수용가 로드 프로파일을 획득하는 수용가 로드 프로파일 획득부;
    상기 수용가에 에너지를 공급하는 분산에너지 자원으로부터 분산에너지 자원 로드 프로파일을 획득하는 분산에너지 자원 로드 프로파일 획득부;
    상기 분산에너지 자원의 위치정보를 획득하는 위치정보 획득부;
    상기 수용가 로드 프로파일을 통해서 상기 수용가의 에너지 사용 패턴을 분석하고, 상기 수용가의 에너지 사용 패턴에 상응하는 에너지를 생산할 수 있는 상기 분산에너지 자원 후보군을 수집하고, 상기 위치정보를 활용하여 상기 분산에너지 자원 후보군 중에서 상기 분산에너지 자원을 선정하는 분산에너지 자원 결정부; 및
    상기 선정된 분산에너지 자원에 에너지 생산을 요청하는 분산에너지 자원 작동 요청부;
    를 포함하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 분산에너지 자원 결정부가 상기 분산에너지 자원을 선정할 때, 상기 분산에너지 자원이 생성하는 에너지의 생산 단가를 비교하여 비용을 산출하는 분산에너지 자원 비용 산출부;를 더 포함하되,
    상기 생산 단가가 소정의 값 이상인 경우 상기 분산에너지 자원 결정부는 상기 생산 단가가 소정의 값 이상인 분산에너지 자원을 제외하는 것을 특징으로 하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 분산에너지 자원 결정부는
    상기 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지 패턴을 획득하는 생성 에너지 패턴 획득부;
    상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값을 획득하는 수용가 임계에너지 획득부;
    상기 분산에너지 자원 중에서 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이상의 값을 갖는 분산에너지 자원을 선택하는 분산에너지 자원 선택부; 및
    상기 선택된 분산 에너지 자원에서 출력되는 에너지 출력을 에너지 배열 공간에 배열한 후 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타나지 않도록 상기 에너지 출력을 제어하는 클러스터링부;
    를 포함하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클러스터링부는
    상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타난 경우,
    상기 에너지 출력 중 선택되는 어느 하나 이상의 에너지 출력을 시간축 상 이동(time shifting)하여, 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타나지 않도록 상기 에너지 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 분산에너지 자원 로드 프로파일 획득부는
    상기 수용가에 에너지를 공급하는 분산에너지 자원으로부터 분산에너지 자원 로드 프로파일을 주기적으로 획득하는 것을 특징으로 하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 수용가 로드 프로파일은 상기 수용가에서 에너지를 소비하는 정보를 포함하고,
    상기 분산에너지 자원 로드 프로파일은 상기 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 장치.
  8. 수용가로부터 수용가 로드 프로파일을 획득하는 단계;
    상기 수용가에 에너지를 공급하는 분산에너지 자원으로부터 분산에너지 자원 로드 프로파일을 획득하는 단계;
    상기 분산에너지 자원의 위치정보를 획득하는 단계;
    상기 수용가 로드 프로파일을 통해서 상기 수용가의 에너지 사용 패턴을 분석하고, 상기 수용가의 에너지 사용 패턴에 상응하는 에너지를 생산할 수 있는 상기 분산에너지 자원 후보군을 수집하는 단계;
    상기 위치정보를 활용하여 상기 분산에너지 자원 후보군 중에서 상기 분산에너지 자원을 선정하는 단계; 및
    상기 선정된 분산에너지 자원에 에너지 생산을 요청하는 단계;
    를 포함하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분산에너지 자원이 생성하는 에너지의 생산 단가를 비교하여 비용을 산출하는 단계;를 더 포함하되,
    상기 분산에너지 자원을 선정할 때, 상기 생산 단가가 소정의 값 이상인 경우 상기 생산 단가가 소정의 값 이상인 분산에너지 자원을 제외하는 것을 특징으로 하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 분산에너지 자원을 선정하는 단계는
    상기 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지 패턴을 획득하는 단계;
    상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값을 획득하는 단계;
    상기 분산에너지 자원 중에서 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이상의 값을 갖는 분산에너지 자원을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 분산 에너지 자원에서 출력되는 에너지 출력을 에너지 배열 공간에 배열한 후 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타나지 않도록 상기 에너지 출력을 제어하는 단계;
    를 포함하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 에너지 출력을 제어하는 단계는
    상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타난 경우,
    상기 에너지 출력 중 선택되는 어느 하나 이상의 에너지 출력을 시간축 상 이동(time shifting)하여, 상기 수용가에서 소비하는 에너지의 임계값 이하를 갖는 에너지 출력이 나타나지 않도록 상기 에너지 출력을 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 수용가로부터 수용가 로드 프로파일을 획득하는 단계는
    상기 수용가에 에너지를 공급하는 분산에너지 자원으로부터 분산에너지 자원 로드 프로파일을 주기적으로 획득하는 단계인 것을 특징으로 하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 수용가 로드 프로파일(Load Profile)은 상기 수용가에서 에너지를 소비하는 정보를 포함하고,
    상기 분산에너지 자원 로드 프로파일은 상기 분산에너지 자원에서 생성되는 에너지 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 요청을 수신한 상기 분산 에너지 자원이 상기 수용가에 에너지를 공급하는 단계;
    를 더 포함하되,
    상기 분산에너지 자원이 복수일 때,
    복수의 상기 분산 에너지 자원은 병렬로 구동되어, 상기 수용가에 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 분산 에너지 자원이 상기 수용가에 에너지를 공급한 에너지 공급 히스토리를 저장하는 단계;
    를 더 포함하는 분산 에너지 자원을 기반으로 하는 능동적 가상발전 에너지 관리 방법.


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