KR20150096833A - 양방향 조율 및 순차보상 기반 최대수요전력관리 방법 및 시스템 - Google Patents

양방향 조율 및 순차보상 기반 최대수요전력관리 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 최대수요전력을 관리하는 과정에 있어서 공장의 경우에는 생산에 지장이없도록 하고, 건물의 경우에는 이용자들이 불편하지 않도록 하면서도 최대수요전력을 최대한으로 저감하기 위한 방법과 그러한 방법을 실현하기 위한 시스템의 구성에 관한 것으로, 이를 위하여 최대수요전력관리를 총괄하는 주 서버를 두고 주 서버가 결정한 최대수요전력관리를 위해 필요한 부하의 차단이나 투입과 같은 부하조작을 수행하는 과정에서, 공장의 경우에는 생산에 지장을 주지 않고 설비도 안전하게 운영하며, 건물의 경우에는 사용자들의 편익을 배려하며 최대수요전력을 관리하기 위해, 생산이나 설비 담당자 또는 건물 사용자나 설비 관리자들(이하 통틀어 "부하 관련자")의 동의나 협조를 구할 필요가 있는 부하조작의 경우, 상기 부하 관련자에게 그 부하조작 내용을 제시해 주고 부하조작에 대한 의견 조율이나 합의를 하기 위한 수단으로서, 공장의 생산현장이나 건물의 사용자 공간에 주 서버를 도와 상기 기능을 수행할 수 있는 최대수요전력관리 국지서버를 설치하며, 그 외 보조 수단으로서 스마트폰을 활용하거나 협조요청 용 경광등을 설치할 수 있도록 하여, 중앙의 서버와 부하 관련자 사이에 상호 양방향으로 조율해 가며 최대수요전력관리가 가능하도록 시스템을 구성한다. 또한 부하조작을 위한 대상 부하의 선정을 위해, 최대수요전력관리에 활용할 수 있는 가용 부하들을 실시간으로 산정하는 차단 및 투입 우선 순위에 따라 열거한 가용부하 리스트 자료구조(Data Structure)를 생성하여 관리하며, 최대수요전력 관리를 위한 부하조작의 이행 시점과 조작 해야할 부하량을 명확히 하기위해, 수요시한을 일정시간 간격의 관리 단위구간으로 분할하고 매 단위구간이 경과 될 때마다 그때 그때 관리목표 기준 대비 초과 내지 적게 사용되는 전력을 규칙적으로 상쇄 또는 보상하며 순차적으로 진행 함으로서, 가용부하들을 최대한 활용하여 안정적으로 최대수요전력관리를 수행 할 수 있다.

Description

양방향 조율 및 순차보상 기반 최대수요전력관리 방법 및 시스템 {Peak Demand Control Method and System based on Bilateral Coordination and Successive Compensation}
본 발명은 공장 및 건물과 같은 전력수용가가 주어진 부하사용 환경에서 최대수요전력을 안정적으로 저감하고 관리할 수 있도록 하기 위한 최대수요전력 관리방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최대수요전력을 관리하는 과정에있어서 공장의 경우에는 생산에 지장이 없도록 하고, 건물의 경우에는 이용자들이 불편하지 않도록 하면서도 최대수요전력을 최대한으로 저감하기 위한 방법과 그러한 방법을 실현할 수 있는 시스템의 구성에 관한 것이다.
현재 우리나라에서는 전력부족을 해소하고 소비자의 전기사용 패턴을 합리적인 방향으로 유도하기 위한 수요관리 방안 중 하나로 최대 수요전력요금과 시간대별 요금제를 도입하고 있다. 전력수요는 통상적으로 여름철 및 겨울철에 연간 최대수요를 기록하고 있으며 안전한 예비력을 확보하고 전력계통을 안정적으로 운영하기 위하여 전력사용량 요금과는 별도로 최대수요전력으로 기본요금을 산정하여 연간으로 부과하고 있다. 현재 우리나라에서는 최대수요전력관리를 위해 수요시한을 15분으로 설정하고 있으며, 15분간 사용한 전력량의 평균을 해당 수요시한의 수요전력으로 정의하고 있다. 따라서 매 시간당 4개의 수요시한이 있고 월간 수요전력 중 최대인 수요전력이 해당 월의 최대수요전력이 된다. 특히 연간 최대수요전력을 결정하는데 기준으로 정하고 있는 월중에 최대수요전력을 갱신하게 되면 갱신된 최대수요전력은 그 후 1년간의 기본요금 산정의 기준이 된다. 따라서 최대수요전력을 줄이면 그만큼 1년간의 기본요금을 줄 일수 있게 된다.
기존 최대수요전력제어기의 최대수요전력 제어기법을 살펴보면 매 수요시한 이 시작되면 전력량계로 부터 지속적으로 사용전력량을 입력받아, 관리목표 최대수요전력으로 부터 산정한 수요시한 시작 이후 경과 된 시간에 해당하는 관리기준 목표전력량과 비교하여, 경과 된 시간까지의 실제 사용전력량이 관리기준 목표전력량을 초과하면 경보를 발생시키고 최대수요전력제어기에 사전에 연결 및 설정해 놓은 부하그룹들을 정해진 우선순위에 따라 차단하기 시작한다. 기준목표전력량보다 실제 사용전력량이 적어지면 경보를 해제하고 역시 사전에 정해놓은 순서에 따라 차단했던 부하를 재투입하는 방식을 사용하고 있다.
또한 차단이나 투입해야할 부하량을 산정하기 위해서는 현재의 소비전력량 변화 추이로부터 수요시한 종료시점에서의 예상 소비전력량을 산정하고, 예상 소비 전력량을 관리목표 전력량과 비교하며 초과하거나 미달되는 전력량을 기준으로 부하를 차단하거나 투입하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 이와 같은 기존 최대수요전력 제어방법들은 다음과 같은 점에서 개선이 필요하다.
첫째, 매 수요시한이 시작되어 시간이 경과 됨에 따라 실제 사용 전력량이 관리목표 전력량을 초과할 경우, 초과하는 시점에서는 초과 사용된 전력량을 산정할 수 없으므로 단지 경보를 울리거나 또는 부하를 차단하려고 할 경우에는 미리 구성해 놓은 부하그룹 중 제일 먼저 차단하기로 정한 부하를 차단하는 방법밖에 없다. 즉, 차단해야할 부하량을 산정하지 않고 정해놓은 순서대로 미리 그룹 지어진 부하를 차단하므로 차단량이 부정확해진다. 차단할 부하량을 산정하기 위하여 현재의 부화변화경사를 이용할 경우에는 현재의 전력 사용 추세가 나머지 수요시한 동안에도 그대로 지속된다는 가정하에 수요시한 종료시의 예상 소비전력량을 산정한다. 그러나 대부분의 공장이나 건물과 같은 개별 수용가들의 경우 대규모 산업단지나 대도시 전체의 부하와는 달리 부하의 수와 규모가 한정되어 있어서 일시적인 부하의 증가 추세가 수요시한 동안 줄 곧 지속되기 어렵고 최대수요전력 부근에서는 오히려 부하가 랜덤(random)으로 증감되는 양상을 보이는 경우가 대부분이다. 따라서 일시적인 부하변화 경사로 수요시한 종료 시의 예상소비전력량을 산정할 경우 지나치게 과다 또는 과소하게 산정될 가능성이 상존하게 된다. 특히 과다하게 부하를 차단할 경우에는 자칫 수요관리에 활용할 수 있는 부하가 조기에 소진되어 남은 수요시한 동안의 원활한 수요관리를 어렵게 하고, 이어지는 수요시한에서도 관리에 활용할 수 있는 부하여력이 줄어 들어 목표로 설정한 최대수요전력을 관리하는데 실패할 가능성이 높아지게 된다. 더구나 전체 부하규모가 그다지 크지 않은 대부분의 일반 수용가들의 경우, 상대적으로 큰 한 두 개의 부하가 가동 또는 정지될 때마다 부하 변화 경사가 큰 폭으로 진동하게 되어 상기 수요시한 종료시의 예상 소비전력량의 정확도를 더욱 떨어뜨리게 된다.
둘째, 상기와 같이 관리목표전력량과 예상 사용전력량의 차이가 계속적으로 변동되는 상황에서 어느 시점에서 얼마 만큼 차이가 벌어졌을 때 부하를 차단 또는 투입해야 할지에 대한 타당한 기준 설정이 어려운 문제점이 있다.
특히, 최대수요전력관리에 활용할 수 있는 부하(이하 "부하관리 가용부하")는 대부분 차단하고 나면 일정시간 후 재투입해야 하며 일반적으로 가동을 시작하여 시간이 경과 될수록 차단할 경우 재투입이 필요하게 될 때까지의 여유시간(이하 "가용시간")도 길어지게 된다. 따라서 최대수요전력관리를 원활히 하기 위해서는 정지되어 있는 가용부하의 경우 가동할 수 있을 때마다 미리 가동해 두어 상기 여유시간을 가능한 한 길게 확보해 놓는 것이 바람직하지만 기존의 최대수요전력제어 방법으로는 이러한 여유시간을 체계적으로 확보해 나가기가 어려운 문제점이 있다.
셋째, 기존의 최대수요전력 관리 기법에서는 사전에 설정해 놓은 우선순위에 따라 그룹으로 묶어놓은 부하들을 동시에 차단함으로써 차단 시점에서의 각 부하의 사용상황을 고려하지 않아 공장의 경우에는 생산에 지장을 주게 되고, 건축물의 경우에는 사용자들의 불편을 유발할 수 있다. 공장의 경우 최대수요전력제어에 활용할 수 있는 부하들은 생산에 직간접적으로 사용되는 동력부하들이 대부분이어서 부하의 사용상황을 고려하지 않고 차단할 경우 생산에 크고 작은 영향을 미칠수 밖에 없으며 이러한 이유로 인해 특히 공장의 경우 최대수요전력제어기의 보급이 크게 활성화되지 못하는 주요 원인이 되고 있다. 건물의 경우에는 주로 냉난방 및 공조 부하가 가용부하로서 최대수요전력관리에 활용되며 이들 부하를 사용하는 공간의 온도나 쾌적도를 고려하지 않고 부하를 차단할 경우 불쾌지수가 상승하고 사무실이나 학교의 경우 근무능률이나 학습능률이 떨어지며 상업용 건물의 경우에는 매출감소로도 이어질 수도 있다. 상기와 같은 문제점들로 말미암아 건축물의 경우에는 최대수요전력 제어기를 설치하고도 제대로 활용을 못 하는 경우가 많은 것이 현실이다. 근래에 들어 특히 시스템 에어컨을 사용하는 건물의 경우 냉난방을 하는 공간의 온도정보를 반영하며 부하의 차단 및 투입 여부를 결정하기 위하여 센싱(sensing) 정보 수집 및 개별부하 조작을 위한 국지제어기(LCU)를 설치하고 최대수요전력 제어기의 제어 및 표정(display) 능력의 제고와 각종 세팅 및 관리의 편의를 위해 최대수요전력 제어기에 별도로 관리용 서버를 연결하는 구성의 최대수요전력제어 시스템들이 출시되고 있으나 기존 최대수요제어기를 중심으로 한 구성과 제어기법의 틀에서 크게 벗어나지는 못하고 있는 실정이다.
최대수요전력을 관리하는 과정에 있어서, 공장의 경우에는 생산에 지장이 없도록 하고, 건물의 경우에는 이용자들이 불편하지 않도록 하면서도 최대수요전력을 안정적으로 최대한으로 저감하기 위한 방법과 그러한 방법을 실현하기 위한 시스템을 구성하고 그 프로그램을 기록한 기록매체를 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본안 발명에 따른 양방향 조율 및 순차보상 기만의 최대수요전력관리 시스템은,
최대수요전력관리를 총괄하기 위하여 최대수요전력관리 주 서버(이하 "주 서버")를 두며 최대수요전력관리를 위해 필요한 부하의 가동 또는 사용 정보와 최대수요전력관리 내지 부하관리에 활용가능한 부하(이하 "부하관리 가용부하")들을 차단시 재투입이 필요할 것으로 예상되는 시간 (이하 "가용시간")의 산정을 위해 관련 센서들로부터의 계측정보를 수집하고 수집한 정보를 상기 주서버로 입력 내지 전송시켜 주기 위한 입력장치(이하 "정보수집 지원설비")와, 최대수요전력관리 시스템을 설치하는 수용가의 전체 사용전력과 수요시한을 중앙서버에 입력시켜주기 위한 전력량계와, 최대수요전력관리를 위해 부하관리 가용부하를 조작하기 위한 출력장치(이하 "부하조작설비")로 구성되며, 추가로 공장의 경우에는 생산에 지장을 주지 않고 설비도 안전하게 운영하면서 최대수요전력을 관리하기 위해, 건물의 경우에는 사용자들의 편익을 배려하며 최대수요전력을 관리하기 위해, 생산이나 생산설비 담당자(이하 "생산설비 관련자") 또는 건물의 사용자나 설비 관리자(이하 "건물부하 관련자") 에게 주서버로부터 전달받은 최대수요전력관리를 위한 부하조작의 내용을 제시해 주고, 상기 생산설비 관련자 및 건물부하 관련자(이하 통틀어 "부하 관련자")들의 의견을 입력받아 주서버에 전달하며, 주서버가 내린 최종 부하조작 결정 내용을 다시 상기 부하 관련자들에게 제시해 주기 위한 하나 이상의 최대수요전력관리 국지서버(이하 "국지서버")를 더 구비하여 구성할 수도 있다. 이어서 본안 발명에 따른 양방향 조율 및 순차보상 기반의 최대수요전력관리를 수행하기 위한 방법으로는, 먼저 최대수요전력을 산정하기 위해 설정하는 수요관리 시한을 일정간격의 단위 수요관리 시간으로 분할한 수요관리 단위구간(이하 "단위구간")을 설정한다. 다음에 수요시한 동안 관리목표 최대수요전력을 초과하지 않으면서 사용할 수 있는 총 전력량(이하 "최대수요전력 관리목표 허용 사용전력량")을 총 단위구간의 수로 나누어 매 단위구간의 허용 기준 전력량(이하 "단위구간 허용기준 전력량")을 할당한다. 이어서 상기 단위구간 허용기준 전력량을 단위구간의 시간으로 나눈 단위구간 동안의 평균전력(이하 "단위구간 기준 수요전력")을 산정한다. 상기 단위구간 기준 수요전력은 결국 관리목표 최대 수요전력과 같아진다. 매 단위구간 경과 시마다 해당 단위구간에서 실제로 소비한 전력량을 단위구간의 시간으로 나눈 평균소비전력(이하 "단위구간 실 수요전력")을 산정하고 이를 최근 경과 된 단위구간(이하 "직전 단위구간")까지 누적한 단위구간 실 수요전력이 상기 직전 단위구간까지 누적한 단위구간 기준 수요전력을 초과한 만큼의 수요전력(이하 "누적초과 수요전력")을 새로 진입하는 다음 단위구간(이하 "현 단위구간")동안에 가능한 한 상쇄시키는 것을 목표로, 상기 누적초과 수요전력에 해당하는 부하량을 기준으로 최대수요전력관리에 활용할 수 있는 가용부하 중에서 차단을 해도 생산에 지장이 없거나 건물 이용자가 불편하지 않은 부하를 선정하여, 현 단위구간 시작 시 차단 내지 저감(이하 "차단"으로 함께 표현) 시키며 진행한다. 이때 직전 단위구간까지 누적한 단위구간 실수요전력이 누적한 단위구간 관리기준 수요 전력보다 작을 경우에는 그 차이에 해당하는 수요전력(이하 "누적여유 수요전력")에 해당하는 부하량을 기준으로 현재 정지 또는 저감중인 가용부하 중 시급히 투입 또는 증가시켜야 할 부하를 선정하여 현 단위구간 시작 시 투입 또는 증가(이하 "투입"으로 함께 표현)시켜 나머지 수요시한 동안에 활용할 수 있는 가용부하의 활용 가능한 정도(이하 "가용도")를 가능한 한 높혀 가면서 진행해 나가도록 한다. 마지막 단위구간 시작 시에는 매 단위구간에서 실제로 랜덤(random)하게 증감된 수요전력(이하 "단위구간 실 증감 수요전력")의 평균 및 표준편차를 활용하여 마지막 단위구간에서 실 수요전력이 크게 증가하여 자칫 관리목표 수요전력을 초과하게 될 확률을 미리 설정한 목표 확률 이하로 낮출 수 있는 여유전력(이하 "조정여유전력")을 구하고 이를 직전 단위구간까지의 누적초과 수요전력 또는 누적 여유 수요전력에 반영하여 추가로 더 여유를 두고 부하를 차단 또는 투입 (이하 통틀어 "부하조작")시키며 진행하는 기법(이하 "양방향 조율 및 순차보상 최대수요전력관리기법")을 사용한다.
상기 양방향 조율 및 순차보상 최대수요전력관리기법의 실현을 가능하게 하기 위한 가용부하의 선정을 위하여, 실제 부하조작에 사용될 수 있는 가용부하들의 가용시간과 가용도를 실시간으로 산정하여 우선순위로 나열하는 리스트 자료구조 (List Data Structure) (이하 "가용부하리스트")를 구성하도록 한다. 또한 매 단위구간 시작 시마다 누적초과 수요전력이나 누적여유 수요전력의 크기에 따라 행하는 부하조작은 주 서버가 자율적으로 판단하여 직접 수행할 수도 있고, 공장의 경우에는 안정적인 생산을 위하여, 건물의 경우에는 사용자들의 편익을 위하여, 부하 관련자들의 의견을 반영하여 주 서버와 부하 관련자들이 서로 협의 및 조율을 통해 합의해 가며 수행할 수도 있다. 이때 합의된 부하조작은 부하 관련자들이 직접 이행하게 하도록 할 수도 있으며, 이를 위한 GUI를 국지서버에 구현하도록 한다. 이때 주 서버로부터의 조율 요청이나 합의된 부하조직의 이행을 촉구하는 내용은 GUI를 통해 나타내고 추가로 경광등을 부하 관련자들의 눈에 잘 띄는 위치에 설치하거나 스마트폰을 통하여 부하 관련자들의 주의를 환기시키거나 이들로 부터의 입력을 받을수도 있다. 또한 부하 관련자는 국지서버의 GUI를 통하여 가동하려는 부하의 예상가동시간 정보를 입력시킬 수도 있도록 한다.
본안 발명에 따른 양방향 조율 및 순차보상 기반 최대수요전력관리 방법 및 시스템에 따르면, 공장의 경우 생산에 지장이 없도록 하고 건물의 경우 이용자들이 불편하지 않도록 배려하면서도 최대수요전력을 안정적으로 최대한 저감할 수 있도록 하여 최대수요전력 시스템의 보급 및 적용을 보다 활성화 시킬 수 있고, 나아가 전력의 안정적인 예비율 확보를 지원하여 국가의 전력계통을 안정적으로 운영하는데 크게 기여할 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 시스템의 구성을 도시한 블럭도.
도2는 본 발명에서 제안하는 순차보상 최대수요전력관리 기법을 설명하기 위한 예시도.
도3은 본 발명에 따른 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 시스템의 실시를 위해 주 서버에 설치되는 프로그램 모듈의 구성도.
도4는 본 발명에 따른 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 방법의 흐름도.
도1은 본 발명에 따른 양방향 조율 순차보상 최대수요전력관리 시스템의 바람직한 구성을 도시한 블록도이다. 도1을 참조하면, 본 발명에 따른 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 시스템은 최대수요전력관리 주 서버(101), 전력량계(102), 부하조작설비(103), 최대수요전력관리 가용부하(104), 정보수집 지원설비(105), 정보수집설비(106)로 구성된다. 최대수요전력관리 주 서버(101)(이하 "주 서버")는 전력량계 (102)로부터 전체 순시전력정보, 수요시한 정보, 실시간 적산전력정보와 그 외 전압정보, 전류정보 및 역률정보를 주기적으로 입력받아 전체 사용전력과 수요전력을 산정 내지 파악한다. 또한 정보수집 지원설비(105)가 정보수집설비(106)로 부터 수집하는 부하가동 관련 정보, 공정상황 관련 정보 및 공간상황 관련 정보와 같은 최대수요전력 관리를 위해 활용하는 정보를 상기 정보수집 지원설비(105)를 통하여 네트워크 또는 입출력 통신 포트를 통해 입력받는다. 상기 정보수집 지원설비(105)는 센서나 계측기들이 측정 또는 감지한 데이터들을 입력받고 서버로 전송해줄 수 있는 일체의 설비를 포함하며, 데이터 입력 및 전송설비, PLC(Programmable Logic Controller), DDC(Direct Digital Controller), DCS(Distributed Control System), 부하 기기 제조사의 부하제어기, 부하를 관리하는 서버가 따로 있을 경우 해당 서버 또는 데이터를 전담해서 수집하는 데이터 수집 서버와 같은 설비들을 포함한다. 상기 정보수집설비(106)는 최대수요전력관리를 위해 활용하는 부하들의 전력관련 계측정보, 공장의 경우 부하가 관련된 공정관련 계측정보, 건물의 경우 설비관련 계측정보 및 공간관련 계측정보를 수집하기 위한 각종 계측기 및 센서들을 포함한다. 이어서 상기 주 서버(101)는 전력량계(102)와 정보수집지원설비(105)로부터 주기적으로 수집되는 정보를 활용하여, 매 단위구간의 실 수요전력과 예상 부하를 산정하고 그에 기초하여 최대수요전력관리를 수행할 필요성 여부를 판단한다. 최대수요전력관리가 필요하다고 판단되면 최대수요전력관리 모드에 진입하고 앞의 "과제의 해결수단"에서 설명한 바와 같이 매 단위구간 경과시마다 차단 또는 투입시킬 부하를 부하관리 가용부하(104) 중에서 선정하여 부하조작 설비(103)을 통해 이행한다. 상기 부하조작설비(103)는 부하를 차단 또는 투입하는데 사용될 수 있는 전자개폐기나 릴레이 및 릴레이 접점 제어시스템, PLC, DDC, DCS, 부하기기 제조사의 부하제어기, 부하를 관리하는 서버가 따로 있을 경우에는 해당 부하서버와 같은 일체의 설비들을 포함한다. 주 서버(101)는 부하관리 가용부하(104) 중 차단 내지 투입할 부하들을 선정하고 이행하는 과정에서, 공장의 경우 부하 관련자들의 의견을 반영하거나 협조를 구할 필요가 있을 경우에는 현장에 1대 이상의 최대수요전력 관리 국지 서버(107)(이하 "국지 서버")를 설치하고 주 서버와 부하 관련자간에 양방향으로 상호 조율해가며 최대수요전력관리를 수행할 수 있다. 국지 서버는 주 서버의 요구나 협조요망 사항들을 나타내주고 상기 생산현장 담당자들로부터의 입력, 예를 들면 주요부하의 가동예정 정보, 및 최대수요전력관리를 위해 현장에서 수집하는 정보들의 입력을 받아 주서버에 전달하며, 최대수요전력의 관리 상황, 공장전체 및 해당 공정의 전력사용상황, 그리고 현장과의 합의사항, 합의 결과의 변경 또는 이행과 관련된 상황을 생산현장 담당자에 제시해 주는 용도로도 사용된다.
최대 수요전력 관리를 위한 부하조작은 주 서버(101)가 직접 수행하거나 상기 국지 서버(107)를 통해서 수행하거나 현장 담당자가 직접 수행하게 할 수도 있다. 건물의 경우에도 건물의 설비관리자나 각 공간의 사용자들에게 건물 전체의 전력사용 현황과 최대수요전력관리 현황 그리고 해당 공간의 전력사용 현황을 알려주어 각 공간 사용자들이 각자 자신들의 전기 사용에 대해 선택이나 의사 표시를 할 수 있도록 하고, 주 서버가 이를 반영해 가며 수요전력을 관리하기 위해 1대 이상의 국지서버(107)를 둘수있다. 또한 상기 주 서버(101)는 수용가의 최대수요전력관리를 지원하는 수요관리 서비스회사 서버(108)에 인터넷을 통해 연결되어 최대수요전력관리가 원활히 수행되는지의 여부를 감시 및 지원받을 수 있고, 수요관리 시장에도 참여할 수 있으며, 전력회사 수요관리 서버(109)에도 네트워크를 통하여 연결되어 수요관리 시장에 직접 참여할 수도 있다.
다음은 도2와 [부호의 설명]을 참조하여 본원 발명의 순차보상 최대수요전력관리 기법의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다. 본 예시도에서는 이해를 돕기 위하여 관리목표 최대수요전력 PG가 4,000kW이고 수요시한이 tD가 15분, 그리고 수요관리 단위시간 td가 1분인 경우를 예로 나타내었다.
도1에서 모든 단위구간 기준 수요전력 Pg는 관리목표 최대수요전력 PG와 마찬가지로 4,000kW가 된다.
먼저 단위구간 1의 구간 관리목표 수요전력 Pg1은 단위구간 1의 단위구간 기준수요전력인 4,000kW로 설정하였다. 이때 단위구간 1이 경과되면 단위구간 1의 누적초과 수요전력 △Pc1은 단위구간 1의 실 수요전력 Pa1과 관리목표 수요전력 Pg1의 차이 즉
△Pc1 = Pa1 - Pg1
이 되고, 단위구간 1이 경과된 시점에서는 수요전력, 즉 단위구간 1에서 사용한 평균전력, 이 기준수요전력을 △Pc1 만큼 초과한 셈이 된다.
따라서 단위구간 1의 실 수요전력이 관리목표 수요전력 보다 작을 경우 상기 △Pc1의 부호는 음이 되고 단위구간 1이 경과 된 시점에서는 수요전력에 여유가 있음을 의미한다.
먼저 상기 단위구간 1까지의 누적초과 수요전력 △Pc1이 양일 경우 새로 진입하는 다음 단위구간 2에서는 단위구간 2의 기준 수요전력 Pg보다 직전 단위구간까지의 누적초과 수요전력인 △Pc1 만큼 수요전력을 줄여야 단위구간 2 경과시 누적초과 수요전력을 0으로 상쇄시킬 수 있으므로, 단위구간 2의 관리목표 수요전력 Pg2는
Pg2 = Pg - △Pc1
으로 산정한다. 따라서 단위구간 2 시작 시 차단 내지 저감시켜야 할 조정목표 수요전력 △Pg2는
△Pg2 = Pa1 - Pg2
로 산정한다.
단위구간 2 시작 시 실제 차단 내지 저감할 수 있는 부하 즉 실 조정부하량△Pm2은 상기 △Pg2를 참조하여 최대수요전력관리에 활용가능한 부하관리 가용부하 중 현재의 부하 사용상황 하에서 실제로 차단 가능한 부하들 즉 공장의 경우에는 생산에 지장이 없이 차단할 수 있는 부하들을, 건축물의 경우에는 사용자들이 불편하지 않으면서도 차단할 수 있는 부하들을 선정하여 차단하도록 한다. 이를 위하여 먼저 현재 ON 상태인 부하관리 가용부하들 중 차단을 할 경우 재투입이 필요치 않은 부하, 재투입이 필요할 것으로 예상되는 시간이 긴 부하, 차단을 해도 생산에 지장을 적게 주는 부하, 차단을 해도 건물 사용자들이 크게 불편하지않은 부하들로 차단 우선순위를 산정하여 우선순위가 높은 순서로 각 부하의 실제 소비전력과 함께 열거한 우선순위 리스트 자료구조(이하 "가용부하 리스트")를 생성하고 차단 우선순위가 높은 부하부터 시작하여 부하의 누적용량이 △Pg2보다 커지는 경계 부하까지 차단하도록 한다. 단 상기 경계부하가 커서 △Pg2보다 지나치게 많이 차단을 해야할 경우에는 해당 경계 부하보다 하위 우선순위부하 중 다음으로 △Pg2에 가장 잘 가까워질 수 있는 부하를 선택하는 최적맞춤전략 (Best Fit Strategy)을 택할 수도 있다. 이때 단위구간2 시작시 실제로 차단하는 부하량을 단위구간 2의 실 조정 부하량(△Pm2)이라 한다. 따라서 단위구간 2의 실 구간시작 수요전력(Ps2)은
Ps2 = Pa1 - △Pm2
가 된다.
상기 실 조정 부하량 △Pm2 는 가용부하 리스트에서 선택하는 부하들 외에도 부하 관련자들과의 사전 조율이나 협의를 거쳐 부하 관련자들이 직접 해당 시간에 차단이나 투입을 하기로 예정된 부하들도 포함할 수 있다. 이 경우에는 실제 이행 여부와 실제 부하조작 실행시간을 단위구간 2 경과시 평가하여 △Pm2에 반영하도록 한다. 추가로 단위구간 2에서 자동으로 ON 또는 OFF 될것으로 예상되는 부하를 감안하여 △Pm2를 결정할 수도 있다. 단위구간 2가 경과되면 단위구간 2에서 사용한 전력량의 평균값인 단위구간 2의 실 수요전력 Pa2를 산정할 수 있고, 단위구간 2까지 관리목표 전력량보다 초과해서 사용한 누적초과 사용전력량의 시간 평균값 즉 누적초과 수요전력 △Pc2는
△Pc2 = Pa2 - Ps2
가 된다.
이때 단위구간 2에서 △Pm2를 제외하고 실제로 랜덤하게 증가 또는 감소된 전력량의 시간 평균값 즉 실 증감 수요전력(△Pa2 )은
△Pa2 = Pa2 - Ps2
로부터 산출한다.
따라서 단위구간 2의 실 수요전력 Pa2가 관리목표 수요전력 Pg2 보다 작아지면 단위구간 2까지의 누적초과 수요전력 △Pc2 값은 음이 되고, 단위구간 3의 관리목표 수요전력 Pg3 는 단위구간 3의 기준 수요전력 Pg 보다 작아져서 단위구간 2를 경과한 시점에서는 수요전력에 △Pc2만큼 여유가 생기게 되고 이때 △Pc2는 누적여유 수요전력이 된다. 이어서 단위구간 3의 조정목표 수요전력 △Pg3도 음이 되고 그에 해당하는 부하량의 투입을 검토할 수 있다. 투입할 부하의 선정은 부하관리 가용부하 중에서 현재 OFF 상태인 부하들 중 상기 가용부하 리스트 작성시 적용했던 판단기준들을 반대로 적용하여 투입할 필요성이 큰 순서로 투입 우선순위를 설정하고 우선순위가 높은 부하부터 누적하여 △Pg3의 절대값을 초과하게 되는 부하의 직전 부하까지 투입하도록 한다. 또한 부하를 투입하는 과정에서도 부하차단 시와 유사하게 최적맞춤전략(Best Fit Strategy)을 사용할 수 있다. 실제로 투입하는 단위구간 3의 실 조정 부하량 △Pm3는 단위구간 3의 조정목표 수요전력 △Pg3에 정확히 맞출 수 없으므로 가능한 한 △Pg3보다 약간 작은 값으로 결정하여 수요전력에 여유를 갖도록 한다.
상기와 같이 임의의 단위구간 i 경과시 해당 단위구간에서의 실 수요전력 Pai가 해당 단위구간의 관리목표 수요전력 Pgi 이하가 되면, 그때까지의 누적초과 수요전력은 상쇄되고 해당 구간까지의 누적 기준사용전력량 목표를 달성할 수 있게 된다. 이하 단위구간 14까지 동일한 방법으로 진행하며 나아간다. 마지막 단위구간 15에 이르면 현 수요시한 내의 각 단위구간 경과 시 마다 산정한 실 증감 수요전력△Pai의 평균값과 표준편차를 사용하여 단위구간 15가 경과되는 동안에 관리목표 수요전력 Pg15을 초과할 확률을 미리 설정해 놓은 기준 확률값 이하로 관리할 수 있는 조정여유 수요전력을 구하고 이를 △Pm15에 반영한 △Pm15 *을 차단하도록 한다. 상기 여유부하의 산정에 활용하는 단위구간 실 증감 수요전력은 현 수요시한에서의 14개 데이터를 활용하거나, 직전 수요시한이나 과거 현 수요시한과 유사한 조건의 수요시한 데이터들도 함께 활용할 수 있다. 단위구간 15에서는 관리목표 수요전력 Pg15이 초과되는 경우 이를 회복할 시간적인 여유가 없으므로 초과할 가능성이 있을 경우에는 수요관리 단위시간 td를 다시 세분하여 세분한 각 단위구간에서의 관리목표 최대수요전력의 초과 여부를 중간 점검하고 초과했을 경우 해당 시점에서 Pm15 *를 재조정하여 관리목표 최대수요전력을 초과할 가능성을 계속 줄여나가도록 한다. 또한 상기 조정여유 수요전력은 수요시한의 마지막 2개 이상의 단위구간에 분산하여 반영할 수도 있다. 최대수요전력관리 모드에 진입한 후 더 이상 상기와 같은 단위구간에서의 수요전력 보상이 필요 없다고 판단되면 최대수요전력관리 모드를 해제한다.
도3은 본원 발명에 따른 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력 프로그램의 모듈의 구성도이다. 도4는 도1의 주 서버(101)가 가동되어 본원 발명에 따른 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력 관리를 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
주 서버(101)가 기동 되면 최대수요전력관리 정보수집부(201)는 내부 DB 에 저장된 최대수요전력관리를 수행하기 위한 기본정보를 읽어들인 후, 전력량계(102)로 부터의 전체전력사용정보와 정보수집지원설비(105)로 부터의 최대수요전력관리에 필요한 부하가동 상황정보, 공정상황정보 그리고 공간상황정보를 계속해서 수집해 가며(S301) 단위구간의 경과 여부를 체크(check)한다(S302). 이하 따로 명시하지 않는 한 단위구간의 기본값(Default)은 1분으로 한다. 단위구간이 경과됐으면 최대수요전력 총괄관리부(202)는 경과 된 단위구간의 실 수요전력과 누적초과 수요전력을 산정하고(S303) 현재 최대수요전력관리 모드로 운영중인지의 여부를 점검한다(S304), 현재 최대수요전력관리 모드로 운영중일 경우 수요시한이 경과 되었는지의 여부를 점검한다(S305).
이하 따로 명시하지 않는 한 수요시한의 기본값은 15분으로 한다. 현재 우리나라는 수요시한이 15분으로 되어있으며, 따라서 매 15분, 30분, 45분 및 1시간 경과 시 마다 해당 수요시한이 경과되게 된다. 수요시한이 경과되지 않았으면 직전 단위구간의 실 구간시작과 실 수요전력으로 부터 직전 단위구간까지의 누적초과 수요전력을 산정한다. 이때 현 수요시한 시작부터 직전 단위구간까지의 실제 사용전력량이 누적 기준사용전력량보다 적으면 상기 직전 단위구간까지의 누적초과 수요전력의 부호는 음이 된다. 앞의 도2의 설명에서와 같이 직전 단위구간의 기준수요전력에서 누적초과 수요전력을 차감한 값으로 새로 진입하는 단위구간, 즉 현 단위구간, 의 관리목표 수요전력을 산정하고 직전 단위구간의 실 수요전력과 현 단위구간의 관리목표 수요전력의 차이로 현 단위구간 시작시 차단 또는 투입해야 할 부하량, 즉 현 단위구간의 조정목표 수요전력, 을 산정하여 이를 기준으로 실시간으로 구성하는 가용부하 리스트에서 차단 또는 투입해야 할 부하들을 선정한다(S306).
상기 조정목표 수요전력을 기준으로 실제로 선정하여 차단 또는 투입하는 부하가 현 단위구간의 실 조정부하량이 된다. 또한 직전 단위구간의 실 수요전력에서 상기 현 단위구간의 실 조정부하량을 차감한 전력이 현 단위구간의 실 구간시작 수요전력이 된다. 도2의 설명에서와 같이 현 단위구간이 현 수요시한의 최종 단위구간일 경우에는 상기 조정목표 수요전력에 매 단위구간에서 발생한 실 증감 수요전력의 기대치와 표준편차로 산정한 여유 수요전력을 추가로 반영하여 최종 단위구간에서 관리목표 최대수요전력을 초과할 가능성이 사전에 설정한 확률치 이하로 낮아질 수 있도록 실 조정부하량을 결정하도록 한다.
다음에 부하조작 이행부(203)는 상기 실 조정부하량에 해당하는 부하를 차단 또는 투입하고(S307), 중앙관리자 인터페이스 제공부(204)는 부하의 차단 및 투입 상황을 비롯한 현재의 최대수요전력관리 상황을 관리자에게 모니터를 통해 제시한다. 상기 전 과정이 진행된 후 다시 최대수요전력관리를 위해 필요한 정보를 수집하는 처음단계(S301)로 되돌아간다.
상기 최대수요전력관리를 위해 차단 또는 투입하는 부하로는 에너지저장설비(ESS), 대체에너지 발전설비 및 자가발전설비와 같은 전력을 저장하거나 발전하는 설비들도 활용할 수 있으며 이러한 설비들로 전력을 공급할 경우 부하의 차단과 동등하게 취급하거나 부호가 음인 부하를 투입하는 것으로 간주한다.
단위구간이 경과되고(S302) 현재 최대수요전력관리 모드로 운영되고 있지 않을 경우 (S304)에는 현재의 전력 사용상황 및 예상 전력수요에 기초하여 최대수요전력 관리모드에 진입할 필요성 여부를 점검한다.(S308)
상기 예상 전력수요는 유사한 조건의 과거 수요 기록과 현재의 부하 가동상황을 기초로 산정한다. 최대수요전력관리 모드에 진입할 필요성이 없으면 처음 과정으로 되돌아가고(S301) 진입할 필요성이 있으면 최대수요전력 관리모드에 진입한 후, 경과 된 단위구간의 조정목표 수요전력을 산정하고 차단 또는 투입할 부하를 선정하는 과정으로 다시 진입한다(S306). 최대수요전력관리 모드는 직전 단위구간에서의 실 수요전력이 단위구간 기준수요전력을 초과하면 진입할 수 있고, 또는 상기 예상 전력수요가 현재 또는 다가오는 수요시한에서 관리목표 최대수요전력을 초과할 것으로 예상될 경우 부하관리 가용부하들의 가용도를 높이기 위해 미리 진입해서 부하를 투입해 나갈 수도 있다. 현재 최대수요전력관리 모드에 있고 (S304) 수요시한이 경과 되었으면(S305), 최대수요전력관리목표의 달성 여부 및 목표를 수정할 필요가 있는지 여부를 검토한다(S310). 관리목표 최대수요전력이 초과 되었을 경우에는 초과 된 수요전력 이상으로 새로이 관리할 수 있는 목표 값을 재설정한다. 재설정 목표 값은 가용부하 리스트의 조정여유 부하량과 예상 전력수요를 고려하여 결정하며 지나치게 낮게 설정하여 자칫 관리목표수요전력을 크게 초과하게 되거나 지나치게 여유를 두고 설정하여 전력요금을 적정하게 절감하지 못하는 경우를 피할 수 있도록 한다. 반대로 관리목표 최대수요전력에 미달 되었을 경우에는 관리목표 수요전력을 현재보다 낮출 수 있는지 여부를 검토하여 낮출 수 있으면 목표를 재설정한다(S311). 이후 최대수요전력관리 모드를 지속할 필요성 여부를 검토하여(S312), 지속할 필요가 있을 경우에는 새로 진입하는 다음 수요시한의 첫 단위구간의 조정목표 수요전력을 산정하고 차단/투입할 부하를 선정하는 과정으로 다시 재 진입하며(306), 최대수요전력관리 모드를 해제할 경우에는 해제 후(S313) 처음 과정으로 되돌아간다(S301).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 하드 디스크, CD-ROM, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
PG: 관리목표 최대수요전력 (kW)
tD: 수요시한 (min) (현재 우리나라는 15분으로 설정. 따라서 매 시간당 4개의 수 요시한이 있음)
PTGD = PG ·tD: 관리목표 사용전력량(tD의 단위로 minute 사용시는 단위가 kWm(kilo- Watt-minutes)가 되고 hour 사용시는 단위가 kWh로 됨.)
n: 수요관리 단위구간 수
td: 수요관리 단위시간 (min) (기본값(Default): 1 min)
i: 수요관리 단위구간 번호 i=1,2,3.......n
Pg = PG: 단위구간 기준수요전력 (kW) (관리목표 최대수요전력과 동일)
PTgi = Pg·td·i: 단위구간 i까지의 누적 기준사용전력량(kWm)
Pgi: 단위구간 i의 관리목표 수요전력(kW)
Pai: 단위구간 i의 실 수요전력(kW)
△Pci = Pai - Pgi: 단위구간 i까지의 누적초과 수요전력(kW) (단 △Pci< 0면 누적여유 수요전력)
Pgi +1 = Pg - △Pci: 단위구간 i+1의 관리목표 수요전력(kW)
△Pgi +1 = Pai - Pgi +1: 단위구간 i+1의 조정목표 수요전력(kW)
△Pmi +1: 단위구간 i+1의 실 조정부하량(kW) (△Pgi +1에 기반하여 실제로 차단 내지 저감(+) 또는 투입 내지 증가(-)시킨 부하)
△Pmi +1 * = 단위구간 i+1의 확률적인 조정여유 수요전력을 반영한 실 조정부하량(kW)
Psi +1 = Pai - △Pmi +1: 관리단위구간 i+1의 실 구간시작 수요전력(kW)
△Pai = Pai - Psi: 관리단위구간 i에서의 실 증감 수요전력(kW)

Claims (8)

  1. 최대수요전력관리를 위한 부하조작 결정에 활용할 정보를 수집하며, 수집한 정보에 기초하여 현재의 전력사용 상황을 파악하고 부하를 예측하여, 최대수요전력관리를 위한 부하조작 결정을 내리고 그 이행을 지시하며, 이행 결과를 모니터링 하고, 최대수요전력 관리와 관련된 공장 설비나 공정이 안전하게 운영되는지의 여부 또는 건물 이용자들의 사용 공간이 쾌적하게 유지되는지의 여부를 감시하여 모니터로 나타내주며 최대수요전력 관리를 총괄하는 최대수요전력 관리 주 서버(이하 "주 서버")와, 최대수요전력관리에 활용되는 계측과 감지를 하기 위한 계측기와 센서들로 구성되는 정보수집설비와, 상기 정보수집설비로 부터 계측값 및 센서값들을 입력받아 이를 상기 주 서버로 전송하기 위한 데이터 형태로 변환하고 변환한 값을 주 서버로 전송하는 정보수집 지원설비와, 수용가의 사용전력과 수요시한 정보를 주 서버에 입력시켜주기 위한 전력량계와, 상기 주 서버로부터 내려오는 지시에 따라 부하를 차단 또는 투입하거나 부하량을 조절하는 부하조작설비로 구성되며, 상기 정보수집설비와 부하조작설비는 두 기능을 하나의 설비로 함께 수행할 수도 있으며, 조작하려는 대상 부하 중 관리 서버가 별도로 구축되어있는 부하의 경우에는 해당 서버를 통해 상기 두 기능의 일부 또는 전부를 수행할 수도 있는 것을 특징으로 하는 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 방법 및 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    공장의 경우, 생산에 지장을 주지 않고 설비를 안전하게 운영하면서 최대수요전력을 최대한 저감하기 위해, 상기 주 서버는 최대수요전력을 관리하기 위한 부하조작 내용을 결정하는 과정에서, 조작 대상 부하가 생산이나 제품 또는 설비의 안전에 영향을 줄 수 있는 부하의 경우 사전에 해당 생산이나 제품 또는 설비운영 담당자들과 부하조작 가능 여부와 가능 시간을 조율 내지 협의할 수 있으며, 이를 위해 본 발명의 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 시스템은 해당 현장의 편리한 위치에, 공장 전체 및 해당 공정의 전력사용 상황과 주 서버가 요청하는 부하조작 조율 내지 협조 요청 내용을 나타내주고, 상기 생산이나 제품 또는 설비운영 담당자들의 의견이나 요청사항을 입력받아 주 서버로 전송해주며, 주 서버로부터 전송받은 최종 합의나 조율 결과를 상기 생산이나 제품 또는 설비운영 담당자들에게 나타내주고 최종확인을 받는 GUI를 구비하는 1대 이상의 최대수요전력관리 국지서버(이하 "국지서버")를 더 포함하여 구성될 수 있고, 상기 국지서버와는 별도로 또는 추가로 스마트폰을 사용하거나 경광등을 설치하여 상기 조율과정을 보다 원활하게 수행할 수 있도록 지원할 수도 있으며, 이때 실제 부하의 조작은 주 서버나 국지서버가 부하조작설비를 통해 수행할 수도 있고, 상기 생산이나 제품 또는 설비운영 담당자들이 직접 수행하도록 할 수도 있는 것을 특징으로 하는 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 방법 및 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    건물의 경우, 사용자들이 불편하지 않고 쾌적하게 느끼도록 하면서 최대수요전력을 최대한 저감하기 위하여, 상기 주 서버는 최대수요전력을 관리하기 위한 부하조작 내용을 결정하는 과정에서, 조작 대상 부하가 건물 내 특정 공간의 사용자들에게 불편을 유발할 수도 있는 부하의 경우, 사전에 해당공간의 사용자들에게 부하조작 내용을 알려주거나 요구되는 부하조작에 대한 협조를 구할 수 있으며, 이를 위해 본 발명의 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 시스템은 해당 공간의 편리한 위치에, 건물 전체의 전력사용 및 최대수요전력관리 상황과, 해당 공간의 전력사용 상황 및 전력요금 관련 정보와, 해당 공간의 온 습도를 비롯한 공조관련 정보와, 주 서버가 필요로 하는 협조 요청 내용과, 협조 시에 따르는 요금 혜택이나 인센티브 내용을 제시해주고 협조를 구하거나 상기 사용자들의 의사를 입력받아 주 서버로 전송해 주며, 주 서버로부터 전송받은 최종 합의나 조율 결과를 상기 사용자들에게 나타내주는 GUI를 구비하는 1대 이상의 국지서버를 더 포함하여 구성될 수 있고, 이때 실제 부하의 조작은 주 상기 서버 또는 국지서버가 부하조작설비를 통해 수행할 수도 있고, 상기 해당 공간의 사용자 또는 건물의 설비 관리자가 직접 수행하도록 할 수도 있는 것을 특징으로 하는 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 방법 및 시스템
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 최대수요전력관리 주 서버는, 최대수요전력관리를 위해 활용하는 정보를 입력받기 위한 최대수요전력관리 정보 수집부와, 입력받은 정보를 활용하여 최대수요전력관리 모드의 진입 및 해제 여부를 결정하고, 최대수요전력 관리를 위해 필요로 하는 부하조작 내용을 결정하며, 결정한 부하조작 내용의 이행에 대하여 공장의 생산이나 제품 또는 설비운영 담당자 또는 건물의 사용자들과 사전에 조율 내지 합의를 하거나 협조를 구하는 최대수요전력 총괄 관리부와, 합의된 부하조작 내용을 직접 이행하거나 상기 공장의 생산이나 제품 또는 설비운영 담당자 또는 건물의 사용자들에게 이행토록 요청하고 그 이행 결과를 확인 및 평가하는 부하조작 이행부와, 최대수요전력관리 상황을 나타내주고 최대수요전력관리를 담당하는 관리자의 입력을 받아 처리해 주는 최대수요전력 관리자 인터페이스부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 시스템.
  5. 최대수요전력을 산정하기 위해 설정하는 수요관리 시한을 일정간격의 단위수요관리 시간으로 분할한 수요관리 단위구간(이하 "단위구간")을 설정하고, 각 단위구간의 단위구간 기준 수요전력은 전체 관리목표 수요전력과 동일한 값으로 설정하며, 매 수요시한이 시작되어 각 단위구간이 경과 될 때마다 최근 경과 된 단위구간인 직전 단위구간까지의 누적 실 수요전력이 누적 기준 수요전력을 초과한 수요전력에 해당하는 직전 단위구간까지의 누적초과 수요전력을 산정하여, 현재 최대수요전력관리 모드에 진입해 있지 않을 경우에는 새로 최대수요전력관리 모드로 진입할 지의 여부를 결정하며, 최대수요전력관리 모드에 이미 진입해 있거나 새로 진입할 경우에는 직전 단위구간 까지의 누적초과 수요전력을 새로 진입하는 다음 단위구간 현 단위구간 동안에 상쇄시키는 것을 목표로, 현 단위구간의 단위구간 기준 수요전력에서 상기 직전 단위구간까지의 누적초과 수요전력을 차감한 전력을 현 단위구간의 관리목표 수요전력으로 하고, 이때 매 수요시한 시작 후 첫 단위구간의 관리목표 수요전력은 단위구간 기준 수요전력과 같게 설정하며, 직전 단위구간의 실 수요전력과 상기 현 단위구간의 관리목표 수요전력의 차이로 현 단위구간의 조정목표 수요전력을 산정하고, 상기 조정목표 수요전력을 기준으로 최대 수요전력관리에 활용할 수 있는 부하인 부하관리 가용부하를 차단 우선순위가 높은 순서로 열거하여 구성하는 가용부하 리스트에서 선정하여 현 단위구간 시작 시점에서 차단하며, 또한 상기 가용부하 리스트는 현재 정지중인 부하관리 가용부하를 투입 우선순위가 높은 순서로 열거한 리스트를 그 하단에 추가해서 구성하고, 이때 실제로 차단하는 부하량인 실 조정부하량을 직전 단위구간의 실 수요전력에서 차감하여 현 단위구간의 실 구간시작 수요전력을 산정하며, 상기 과정을 순차적으로 반복하며 수요시한이 종료될 때까지 진행해 나가도록 하고, 수요시한이 종료되면 해당 수요시한의 마지막 단위구간까지의 누적여유 수요전력의 크기와 부하예측 결과에 따라 최대수요전력관리모드의 지속 또는 해제 여부와 최대수요전력관리 목표의 축소 여부 및 축소된 관리목표를 설정하며, 상기 마지막 단위구간 경과시 누적초과 수요전력이 발생했을 경우에는 해당 누적초과 수요전력의 크기와 부하예측 결과에 따라 새로이 상향 조정된 최대수요전력관리목표를 설정하는 것을 특징으로 하는 양방향 조율 및 순차보상 기반 최대수요전력관리 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    매 단위구간 경과 시 마다 직전 단위구간의 실 수요전력이 직전 단위구간의 관리목표 수요전력보다 작아졌을 경우에는, 그 차이에 해당하는 수요전력 즉 직전 단위구간까지의 누적여유 수요전력을 현 단위구간 동안에 활용하기 위하여, 현 단위구간 기준 수요전력에 상기 현 단위구간까지의 누적여유 수요전력을 더한 전력을 현 단위구간의 관리목표 수요전력으로 설정하며, 현 단위구간의 조정목표 수요전력의 절대값에 해당하는 부하량을, 현재 정지 중에 있는 부하관리 가용부하들을 부하들을 투입해야 할 우선순위가 높은 순서로 열거하여 구성한 상기 가용부하 리스트에서 선정하여 현 단위구간 시작시 투입하며, 이때 실제로 투입하는 부하량 즉 실 조정부하량을 직전 단위구간의 실 수요전력에 더한 부하가 현 단위구간의 실 구간시작 수요전력이 되고, 이러한 과정을 순차적으로 반복하며 수요시한까지 진행해 나가는 것을 특징으로 하는 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    매 수요시한의 마지막 단위구간의 최종 단위구간인 관리목표 최대수요전력을 초과하게 되어 최대수요전력 관리목표를 상향 조정해야할 가능성을 사전에 설정한 목표확률 이하도 낮추기 위하여, 매 단위구간 경과시 마다 직전 단위구간의 실 수요전력과 실 구간시작 수요전력의 차이로 직전 단위구간에서의 실 증감전력을 산정하고, 현 수요시한 및 현 수요시한과 유사한 부하사용 환경의 과거 수요시한들의 실 증감전력 데이터들의 통계량과 분포를 산정하여, 이를 마지막 단위구간의 실 조정부하량의 크기 산정에 추가로 반영하는 것을 특징으로 하는 순차보상 최대수요전력관리 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 최대수요전력관리 주 서버는 수용가의 최대수요전력관리를 원활하게 수행하는지를 원격에서 감시하고, 전력요금 변동 정보와 수용가 부하설비 변동 정보 및 부하설비의 운영패턴 변동 정보와 같은 최대수요전력관리와 관련된 정보를 업데이트 시켜주며, 최대수요전력관리 시스템들을 군(cloud)으로 묶어 신속한 부하관리가 가능한 대규모 부하관리 자원을 조성하고, 수요관리 시장에도 참여하며, 수요관리 시장참여에 따라 발생한 수익을 다시 각 수용가에 배분할 수 있는 수요관리 서비스회사의 서버에 네트워크를 통하여 연결될 수 있고, 또한 전력회사의 수요관리 서버에 네트워크를 통하여 연결되어 직접 수요관리 시장에 참여할 수도 있는 것을 특징으로 하는 양방향 조율 및 순차보상기반 최대수요전력관리 시스템.
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