KR20160061572A - 전력거래 중계방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력거래 중계장치가 전력거래에 참여할 전력 판매자와 전력 구매자의 입찰참여정보를 수집하여, 수집된 상기 입찰참여정보를 바탕으로 전력거래 시장을 구성하는 단계; 및 상기 전력거래 시장이 구성되면, 상기 전력거래 중계장치가 상기 전력 판매자의 제시가를 토대로 전력가격을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력거래 중계방법{METHOD FOR RELAYING ELECTRIC POWER TRADING}
본 발명은 전력거래 중계방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도심형 마이크로그리드 지역에서 전력 판매자와 전력 소비자에 의해 제시된 제시가를 바탕으로 전력가격을 결정하여 전력거래를 중계하는 전력거래 중계방법에 관한 것이다.
현재의 전력거래 방법은 여러 발전소에서 생산된 전기를 한국전력거래소에서 도매로 구입하여 한국전력공사에서 일반 수용가에 매매하는 방식. 그러나, 스마트그리드 혹은 마이크로그리드 환경에서는 양방향 통신과 분산자원 및 에너지 저장장치 등을 활용해 전력소비자가 전력 판매자 혹은 전력 구매자로써 상호간 전력 거래가 가능할 것으로 예상된다.
수요와 공급의 균형이라는 스마트그리드 혹은 마이크로그리드의 특성을 고려할 때, 마이크로그리드 환경에서 추진될 수 있는 가장 대표적인 비즈니스 모델은 다양하게 파생될 수 있다. 거래가 활성화되면 수요반응 사업자는 자신이 모집한 소비자에게 실시간으로 전력 입찰/판매를 중계함으로써 전력소비자 간 전력거래를 달성할 수 있다. 전력거래가 성사될 경우, 사업자는 수요반응사업자 혹은 소비자로부터 전력거래 중계수수료, 실시간 전력공급 단가, 및 실제 전력구입에 소요된 비용의 차액으로 수익성을 확보할 수 있다.
이에 종래에는 스마트그리드 환경에서 전력저장장치가 설치된 전력 소비자 간 전력거래 위험도를 판단하여 상호간에 전력거래를 할 수 있도록 지원하는 기술이 제시되었다. 전력거래 위험도란 전력 판매자의 판매전력량, 평균 잉여전력량, 축전기 용량정보를 통해 추정되는 전력 판매자의 전력공급능력 신뢰도이다. 이러한 종래 기술에 따르면 전력거래위험도가 낮은 순으로 전력소비자 간 전력거래가 실시된다.
이외에도, 에너지관리시스템을 이용하여 서로 상이한 전력소비패턴을 보이는 전력(재)전력 판매자와 소비자간 전력거래를 지원함으로써, 전체적인 관점에서 에너지 절감을 유도하는 기술도 제시되었다.
그러나 종래 기술은 수요반응사업자가 소비자간 전력거래를 추진하는 기준이 각각 전력판매위험도와 전력소비패턴이므로, 공급능력의 신뢰도와 잉여전력의 활용에 큰 도움이 되나, 상대적으로 가장 중요한 가격적 요소에 대한 고려가 부족하여 낮은 수익성으로 인해 활성화되지 못하고 있다.
한편, 전력거래시장의 출현은 시간기반가격정책(Time based Pricing)의 실행을 수반한다. 이 환경에서는 전력소비자가 각종 장치를 활용하여 자신의 전력소비패턴을 변화시키며, 수요와 공급을 탄력성있게 조정하면서 전력 가격변화에 따른 수익을 창출한다. 수익성은 전력소비자로 하여금 불편함을 감수하고서라도 전력소비패턴을 변동시키는 가장 강력한 유인책이므로, 수익성만 확보된다면 소비자는 자신의 전력소비패턴을 가격상황에 맞춰 변화시킬 수 있다.
종래에는 전력판매위험도와 소비자간 전력소비패턴의 상이성을 기준으로 소비자간 전력거래를 성사시켰기 때문에 전력 프로슈머의 등장을 지원하기에는 한계가 있다. 따라서 마이크로그리드 환경에서 더욱 더 많은 소비자가 거래시장에 직/간접적으로 참여하여 수익을 거둘 수 있도록 시장 구조개선 및 관련기술의 개발이 시급하다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0037559호(2013.04.16)에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 도심형 마이크로그리드 지역에서 전력 판매자와 전력 소비자에 의해 제시된 제시가를 바탕으로 전력가격을 결정하여 전력거래를 중계하는 전력거래 중계방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실시간으로 형성되는 전력판매가격을 바탕으로 보다 많은 전력 프로슈머의 등장을 지원하고, 이를 운영하는 수요반응사업자 혹은 전력 (재)판매 사업자가 안정적인 수익을 창출할 수 있도록 지원하며, 전력가격의 상승 및 하락에 관계없이 전력거래를 수행할 수 있도록 하는 전력거래 중계방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 지역단위의 SG(Smart Grid) 확산사업에 적용되어 전력소비자 간 전력거래를 지원하고, 수요반응사업(Load Aggregatoion)에서의 수익성을 극대화할 수 있도록 하는 전력거래 중계방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전력 수요가 높은 시기에 수요를 절감할 수 있도록 유도하여 전력수급을 안정화시키고, 전력생산 원가를 감소시키며, 전력생산에 필요한 자원과 탄소배출을 저감시킬 수 있도록 하는 전력거래 중계방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전력거래 중계방법은 전력거래 중계장치가 전력거래에 참여할 전력 판매자와 전력 구매자의 입찰참여정보를 수집하여, 수집된 상기 입찰참여정보를 바탕으로 전력거래 시장을 구성하는 단계; 및 상기 전력거래 시장이 구성되면, 상기 전력거래 중계장치가 상기 전력 판매자의 제시가를 토대로 전력가격을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전력거래 시장을 구성하는 단계는 전력저장장치의 스마트미터로부터 단위시간별 전력사용량을 수집하는 단계; 상기 단위시간별 전력사용량을 바탕으로 전력소비패턴을 분석 및 예측하여 상기 전력 판매자와 상기 전력 구매자를 도출하는 단계; 도출된 상기 전력 판매자의 전력 판매자 단말과 도출된 상기 전력 구매자의 전력 구매자 단말 각각으로 전력거래 참여를 권고하는 전력거래 참여 메시지를 전달하는 단계; 및 상기 전력거래 참여 메시지를 통해 입력된 상기 입찰참여 정보를 상기 전력 판매자 단말 또는 상기 전력 구매자 단말로부터 전달받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 입찰참여 정보는 구매하고자 하는 잉여전력의 전력가격과 수량 및 거래시간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 전력시장을 구성하는 단계에서, 상기 전력거래 시장은 상기 전력거래 시장의 거래시간으로부터 설정시간 전에 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전력가격은 상기 전력 판매자의 제시가 중 최고가 가격을 기준으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전력 가격은 전력 구매자의 제시가와 같거나 제시가 보다 낮은 값 중 최고액으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전력 판매자의 제시가는 기 설정된 상항폭과 하한폭의 범위 내로 제한되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전력 판매자의 제시가는 기 설정된 변동 한계폭과 현재 전력판매가격의 곱에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 변동 한계폭이 적용되기 전의 상기 전력 판매자의 제시가와 상기 변동 한계폭이 적용된 후의 상기 전력 판매자의 제시가 차는, 상기 전력가격에서 현재 전력판매가격을 뺀 거래 손익 이내인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전력거래 중계방법은 전력거래 중계장치가 전력 구매자가 제시한 제시가를 기준으로 제시가가 높은 순으로 입찰가격 정보를 정렬하는 단계; 및 전력 판매자의 입찰참여 정보와 상기 전력 구매자의 입찰참여 정보를 매칭시켜 상기 전력거래 중계장치가 상기 전력 판매자의 제시가를 토대로 전력가격을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 입찰참여 정보는 구매하고자 하는 잉여전력의 전력가격과 수량 및 거래시간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전력가격은 상기 전력 판매자의 제시가 중 최고가 가격을 기준으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전력 가격은 전력 구매자의 제시가와 같거나 제시가 보다 낮은 값 중 최고액으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전력 판매자의 제시가는 기 설정된 상항폭과 하한폭의 범위 내로 제한되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전력 판매자의 제시가는 기 설정된 변동 한계폭과 현재 전력판매가격의 곱에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 변동 한계폭이 적용되기 전의 상기 전력 판매자의 제시가와 상기 변동 한계폭이 적용된 후의 상기 전력 판매자의 제시가 차는, 상기 전력가격에서 현재 전력판매가격을 뺀 거래 손익 이내인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 실시간으로 형성되는 전력판매가격을 바탕으로 보다 많은 전력 프로슈머의 등장을 지원하고, 이를 운영하는 수요반응사업자 혹은 전력 (재)판매 사업자가 안정적인 수익을 창출할 수 있도록 지원하며, 전력가격의 상승 및 하락에 관계없이 전력거래를 수행할 수 있도록 한다.
본 발명은 도심형 마이크로그리드 지역에서 지역단위 SG 확산사업 지역에 적용되어 전력소비자 간 전력거래를 지원하고, 수요반응사업(Load Aggregatoion)에서의 수익성을 극대화할 수 있도록 한다.
본 발명은 전력 수요가 높은 시기에 수요를 절감할 수 있도록 유도하여 전력수급을 안정화시키고, 전력생산 원가를 감소시키며, 전력생산에 필요한 자원과 탄소배출을 저감시킬 수 있도록 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력거래 중계장치의 서비스 흐름을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력거래 중계장치의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력거래 참여 메시지의 예시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력거래 중계방법의 순서도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력가격 결정 단계의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력거래 중계방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력거래 중계장치의 서비스 흐름을 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력거래 중계장치의 블럭 구성도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력거래 참여 메시지의 예시도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력거래 중계장치(30)는 전력을 판매하고자 하는 전력 구매자가 소지한 전력 판매자 단말(10), 및 전력을 구매하고자 하는 전력 구매자의 전력 구매자 단말(20)과 통신망을 통해 각각 연결된다.
전력 판매자 단말(10)은 전력거래 중계장치(30)로부터 전력거래 참여 메시지를 전달받고, 전력 구매를 위한 입찰참여 정보를 전력거래 중계장치(30)로 전달한다.
전력 구매자 단말(20)은 전력거래 중계장치(30)로부터 전력거래 참여 메시지를 전달받고, 전력 구매를 위한 입찰참여 정보를 전력거래 중계장치(30)로 전달한다.
여기서, 입찰참여정보에는 구매하고자 하는 잉여전력의 전력가격과 수량 및 거래시간 등이 포함될 수 있다.
전력 판매자 단말(10)과 전력 구매자 단말(20)로는 통신망을 통해 각종 정보를 입출력하는 다양한 단말이 모두 포함될 수 있으며, 예를 들어 PC(Personal Computer), 스마트 단말, PDA(Pernal Digital Assistant), 랩탑 컴퓨터(Laptop Computer) 및 IHD(In home display) 단말 등이 포함될 수 있다.
전력거래 중계장치(30)는 입찰에 참여한 다수의 전력 프로슈머(prosumer)의 입찰참여정보를 바탕으로 전력 구매자와 전력 판매자 간의 전력거래 시장을 형성한다. 전력거래 시장 형성시 전력 판매자와 전력 구매자의 거래결정은 입찰시 제시한 제시가가 최우선으로 고려되며, 이 제시가를 토대로 전력량(거래량)이 배분된다.
여기서, 전력 프로슈머에는 전력 판매자와 전력 구매자 모두가 포함될 수 있다. 이는 전력거래에서는 전력 판매자가 전력 구매자가 될 수 있고, 전력 구매자도 전력 판매자가 될 수 있기 때문이다. 따라서, 본 실시예에서, 전력 프로슈머는 전력 판매자와 전력 구매자 모두를 통칭하는 용어로 사용된다.
도 2 를 참조하면, 전력거래 중계장치(30)는 전력 프로슈머의 계량 데이터 등을 수집하는 계량정보 수집부(31), 전력 프로슈머의 소비패턴을 분석 및 예측하는 전력소비패턴 예측부(32), 전력소비패턴 예측부(32)의 예측 결과를 토대로 잠재고객을 도출하고 도출된 잠재고객의 단말로 전력거래 참여 메시지를 전달하는 전력거래 추천부(33), 전력 프로슈머의 입찰참여정보(판매정보,구매정보)를 수집하여 이를 토대로 전력거래 시장을 구성하는 전력거래 시장 구성부(34), 수집된 판매 정보와 구매 정보에 따라 전력가격을 결정하는 전력가격 결정부(35), 및 수익금 분배와 통합청구 등의 업무를 처리하는 전력거래 처리부(36)를 포함한다.
계량정보 수집부(31)는 각 전력 프로슈머가 소유하거나 부하관리사업자가 위탁관리하는 전력 프로슈머의 전력저장장치 내의 전력잉여량, 전력잉여량 대비 충전량, 충전비용, 충전시간 등의 충전정보, 및 스마트미터로부터의 단위시간별 전력사용량을 수집한다.
전력소비패턴 예측부(32)는 상기한 계량정보 수집부(31)로부터 수집한 단위시간별 전력 사용량 정보를 바탕으로 전력소비패턴을 분석하고, 그 결과 값을 전력사용정보 저장부(37)에 저장한다. 이어 전력소비패턴 예측부(32)는 전력사용정보 저장부(37)에 저장된 전력사용정보를 바탕으로 잠재 고객의 전력소비패턴을 예측한다. 예측 결과는 전력 판매자(후보자)와 전력 구매자(후보자)의 전력소비패턴 예측 값의 상이성 혹은 대칭성을 기준으로 도출되며, 이 예측 결과로는 잠재 고객, 즉 전력 프로슈머가 포함될 수 있다.
전력거래 추천부(33)는 전력소비패턴 예측부(32)의 소비패턴비교 연산결과에 따라 도출된 전력 프로슈머의 단말로 응찰 권고를 위한 전력거래 참여 메시지를 도 3 에 도시된 바와 같이 전달한다. 전력거래 참여 메시지에는 거래시간, 거래전력량, 응찰 가격정보 등에 대한 입력 요청이 포함된다. 전력거래 참여 메시지를 받은 전력 프로슈머는 자신의 IHD 등의 단말 등을 이용하여 시간구간, 거래전력량, 응찰 가격정보 등을 입력하여 전력거래 추천부(33)로 회신함으로써, 전력거래에 응찰할 수 있다. 더욱이, 각 전력 프로슈머는 실시간으로 변동되는 현재 전력판매단가를 직접 확인하여 입찰에 참여할 수도 있다.
전력거래 시장 구성부(34)는 잠재 고객으로부터 수집한 입찰참여 정보를 취합하여 전력 판매자와 전력 구매자로 구성된 전력거래 시장을 구성하기 위한 기초자료를 구성한다. 취합된 입찰참여 정보는 전력가격 결정부(35)로 전달되어 전력거래 가상시장을 구성하는데 이용된다. 전력거래 가상시장은 전력거래 가상시장의 개시 시간으로부터 설정시간 전에 구성된다. 예컨대 오전 9:00에 전력 판매/구입을 희망하는 전력 프로슈머의 집단으로 이루어진 전력거래 시장은 오전 9:00의 직전인 8:50분까지 구성된다. 이와 같이 전력거래 시장이 구성되면 전력의 현재가격 뿐만 아니라 미래의 가격도 전력 프로슈머 각자의 예측에 의해 시장거래에 즉각적으로 반영될 수 있다. 이를 통해 실시간으로 가격이 변하는 시장에서, 전력판매가격의 등락 및 하락 여부와 관계없이 수익이 창출될 수 있다.
예를 들어, A라는 응찰자가 현재시각 t인 시점에서 향후 1시간 뒤인 t + 60에 110원/kWh의 가격으로 100kWh의 잉여전력량을 판매하겠다고 응찰한 경우, 거래가치 V는 11,000원이 된다(110원/kWh；100kWh). 만약 t+60의 시간이 도래할 경우 전력시장의 실시간 전력판매가격이 예상보다 낮아져서 100원이 되었다고 가정하면 A 응찰자는 실시간 전력판매가격의 하락에도 불구하고 10원/kWh의 차익을 얻을 수 있다.
전력가격 결정부(35)는 다수의 전력 프로슈머로부터 입찰을 제안받아 전력 판매자와 소비자를 실시간으로 매칭하는 역할을 수행한다. 더욱 상세히 설명하면, 전력가격 결정부(35)는 전력 판매자의 수익성 보장 및 전력거래 시장형성을 위해, 전력 판매자가 제시한 제시가 중 최고가 가격을 기준으로 전력가격을 결정하여 거래를 진행한다. 즉, 전력가격 결정부(35)는 전력 구매자 j가 입찰한 전력구매량이 정렬된 입찰정보의 i번째에 위치한 전력 판매자의 전력판매량보다 같거나 작을 경우, 전력 구매자 j는 입찰한 전력구매량의 전체를 해당하는 판매입찰정보로부터 구매한다. 또한 전력 구매자 j가 입찰한 전력구매량이 i번째 입찰정보의 전력판매량보다 많을 경우, 전력 구매자 j는 전체 전력판매입찰정보로부터 전력을 전량 구매한다.
예를 들어, 단위시간에 n명의 전력 판매자가 전력거래시장에 입찰하였을 때, 이들이 입찰한 전력판매입찰내역(BSeller)을 수학식 1과 같이 표현한다면, 전력거래시장에 참여하는 m명의 전력 구매자들이 입찰한 정보인 전력구매입찰내역(BBuyer)은 아래의 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, Pi는 전력 판매자 i가 입찰한 전력판매가격이고, Si는 전력 판매자 i가 입찰한 전력판매량이다.
Figure pat00002
여기서, cj는 전력 구매자 j가 입찰한 전력구매가격이고, dj는 전력 구매자 j가 입찰한 전력구매량이다.
전력거래시장이 운영되면서 결정되는 낙찰가격(Φ)에서, 전력 구매자 j의 낙찰가격(Φj)은 전력 판매자가 입찰한 판매가격(P)중에서 전력 구매자 j가 입찰한 구매가격(cj)과 같거나 전력 구매자 j가 입찰한 구매가격(cj) 보다 낮은 가격 중 가장 큰 값으로 결정된다. 이를 수식으로 표현하면 수학식(3)과 같다.
Figure pat00003
전력 판매자의 제시가를 현재 전력판매금액 혹은 예측가와 비교할 경우, 너무 큰 폭의 가격변동은 전력거래시장을 필요 이상으로 과열시켜 보다 많은 참여자의 전력거래를 저해할 수 있기 때문에, 전력거래 시장에서 제시가는 일정수준의 상한과 하한 폭을 두고 운영될 수 있다. 상하한폭은 발전기 부분 가동중지, 선로고장, 원유값 폭등 등 거래가치에 영향을 미칠 수 있는 불확실한 요소, 혹은 단·장기적 전력시장 충격에 따른 효과에 의해 변동폭은 늘거나 줄어들 수 있다. 따라서 아래의 수학식4에서와 같이 변동한계 폭이 고려된 최종 제시가는 변동 한계폭 α와 현재 전력판매가격 P(t)의 곱에 의해 결정되고. 최초 제시가와 최종 제시가의 차는 낙찰가격(Φ)에서 현재가격P(t)를 뺀 전력 프로슈머의 거래 손익을 초과할 수 없다.
Figure pat00004
이후 전력 구매자 j는 결정된 낙찰가격과 같거나 낮은 가격으로 입찰한 전력 판매자들을 대상으로 전력을 구매하게 되는데, 이들 전력 구매자 j와 거래대상인 전력판매입찰정보(Bj seller)는 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00005
따라서 전력거래시장이 운영되면서 결정되는 낙찰량(A)은 n×m차원 배열로서 수학식 6과 같다. 수학식 6의 행렬 A의 행은 각 전력 구매자가 전력 판매자들로부터 낙찰받은 전력량을 의미하고 열은 전력 판매자가 각 전력 구매자들에게 판매한 전력량을 의미한다. 즉 aij는 전력 판매자 i가 전력 구매자 j에게 판매한 전력량을 나타낸다.
Figure pat00006
전력거래시장에 참여한 각 전력 판매자들의 판매 수입과 전력 구매자들의 구매비용은 수학식7 및 8과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00007
여기서, incomei는 전력 판매자 i의 판매매출이다.
Figure pat00008
여기서, expensej는 전력 구매자 j의 구매 지출이다.
전력거래 처리부(36)는 전력거래가격과 전력 판매자/구입자 간 거래관계가 성립된 이후 실제 거래가 수행될 때 수반되는 수익금 배분, 거래 수수료 징수 등의 제반 동작을 수행한다. 전력거래로 발생한 수익금은 기존 전기요금과 합산되어 통합청구될 수 있으며, 현금 등의 수단으로도 직접 지급될 수 있다. 이러한 전력거래 처리부(36)는 해당 지역의 실시간 발전량/소비량 등을 모니터링하면서 상황을 주시하고, 특정단위시간에 전력 프로슈머 개개인이 자신이 약속(입찰)한 판매량을 방전할 수 있도록 전력 프로슈머의 자산에 대한 제어권을 소비자와의 약정을 통해 확보한다.
전력사용정보 저장부(37)는 계량정보 수집부(31)에 의해 수집된 정보, 즉 전력 프로슈머가 소유하거나 부하관리사업자가 위탁관리하는 전력 프로슈머의 전력저장장치 내의 전력잉여량과, 전력잉여량 대비 충전량, 충전비용, 충전시간 등의 충전정보, 및 스마트미터로부터 단위시간별 전력사용량을 저장한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력거래 중계방법을 도 4 와 도 5 를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력거래 중계방법의 순서도이고, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력가격 결정 단계의 순서도이다.
도 4 를 참조하면, 먼저 계량정보 수집부(31)는 각 전력 프로슈머가 소유하거나 부하관리사업자가 위탁관리하는 전력 프로슈머의 전력저장장치 내의 전력잉여량과, 전력잉여량 대비 충전량, 충전비용, 충전시간 등의 충전정보, 및 스마트미터로부터의 단위시간별 전력사용량을 수집한다(S100). 아울러, 계량정보 수집부(31)는 수집한 정보를 전력사용정보 저장부(37)에 저장한다.
이어, 전력소비패턴 예측부(32)가 상기한 계량정보 수집부(31)로부터 수집한 단위시간별 전력 사용량 정보를 바탕으로 전력소비패턴을 분석하고 분석 결과를 전력사용정보 저장부(37)에 저장한다. 이어 전력소비패턴 예측부(32)는 전력사용정보 저장부(37)에 저장된 전력사용정보를 바탕으로 잠재 고객, 즉 전력 프로슈머의 전력소비패턴을 예측(S200)하여 잠재 고객, 즉 전력 프로슈머를 도출한다,
전력소비패턴 예측부(32)에 의해 잠재 고객이 도출되면, 전력거래 추천부(33)는 도출된 전력 프로슈머의 단말로 응찰을 권고하는 전력거래 참여 메시지를 전달한다(S300). 이에, 전력 프로슈머는 자신의 단말로 시간구간, 거래전력량, 응찰 가격정보 등을 입력하여 전력거래 추천부(33)로 회신함으로써, 전력거래에 응찰할 수 있다.
이외에도, 전력 프로슈머는 상기한 전력거래 참여 메시지를 통해서가 아니라도, 실시간으로 변동되는 현재 전력판매단가를 직접 확인하여 스스로 입찰에 참여할 수도 있다.
전력거래 참여 메시지를 통하거나 또는 전력 프로슈머 스스로 전력거래에 참여하면, 전력거래 시장 구성부(34)는 상기한 각 전력 프로슈머의 입찰참여 정보를 취합하여 전력 판매자와 전력 구매자로 구성된 전력거래 시장을 구성한다(S400). 이 경우, 전력거래 시장은 전력거래 시장의 개시 시간으로부터 설정시간 전에 구성된다.
전력거래 시장 구성부(34)에 의해 전력거래 시장이 구성되면, 전력가격 결정부(35)는 다수의 전력 프로슈머로부터 입찰을 제안받아 전력 판매자와 전력 구매자를 실시간으로 매칭하여 전력가격을 결정한다(S500).
즉, 도 5 에 도시된 바와 같이, 전력가격 결정부(35)는 전력 판매자가 제시한 최고가 가격을 기준으로 전력가격을 결정하여 거래를 진행한다. 즉, 전력가격 결정부(35)는 전력 판매자가 제시한 가격을 기준으로 제시가가 높은 순으로 입찰정보를 정렬한다(S510).
이어, 전력가격 결정부(35)는 전력 구매자와 전력 판매자를 매칭시켜 전력 판매자가 제시한 가격 중 가장 높은 가격을 중심으로 전력 가격을 결정한다(S520). 여기서, 전력 가격은 상기한 바와 같이 전력 판매자가 제시한 가격 중 가장 높은 가격을 중심으로 결정될 수 있는데, 전력 구매자가 입찰한 구매가격과 같거나 구매가격 보다 낮은 값으로 결정된다. 따라서, 전력 구매자는 결정된 낙찰가격과 같거나 낮은 가격으로 입찰한 전력 판매자들을 대상으로 전력을 구매하게 된다. 이 경우, 전력 가격은 일정수준의 상한 폭과 하한 폭을 두고 운영된다.
전력가격 결정 과정을 표 1 과 도 2 를 참조하여 설명한다.
입찰 참여양식(전력 판매자)
전력 판매자(희망자) 판매희망 전력량(kWh) 희망 가격(원/kWh) 비고
김길동 200 110원 (C+10)
박순신 400 85원 (C-15)
이영실 300 105원 (C+5)
장성계 200 95원 (C-5)
정옥균 100 115원 (C+15)
입찰 참여양식(전력 구매자)
전력 구매자(희망자) 구매희망 전력량(kWh) 가격(원/kWh) 비고
홍길동 300 115 (C+15)
이순신 200 110 (C-10)
장영실 200 105 (C+5)
이성계 200 100 (C)
김옥균 300 95 (C-5)
예를 들어, 관할 지역 내에 보급된 전력저장장치의 단위시간당 총 판매입찰량은 1.2 MWh이고 전력 판매자 5명이 아래의 표 1과 같이 입찰에 참여하고, 해당 단위시간동안 전력을 구입 하고자 하는 전력 구매자가 표 2와 같이 응찰할 경우, 각각의 응찰자는 자신이 구매하기를 원하는 전력량과 제시가를 지정하여 응찰하고, 이 주문들의 처리를 위해 전력가격 결정부(35)는 전력 구매자에게 판매 전력량을 배분한다. 이때 입찰단가(Φ)는 전력 판매자가 직접 현재의 전력판매가격 혹은 가격변동 추이를 확인하여 전력판매가격을 P(t)를 기준으로 자신이 원하는 변동폭의 금액을 가감함으로써 형성되며, 그 변동폭의 금액은 수학식 4에서 제시한 상하한 폭을 초과할 수 없다.
입찰단가(Φ)를 100원으로, 상한과 하한폭을 ±15%로 가정하면, 전력 가격은 85원~115원 사이에서 전력 판매자의 의사에 따라 형성된다. 표 2 를 참조하면, 홍길동은 115원에 응찰한 상태이며, 전력가격 결정부(35)는 먼저 전력 구매자가 제시한 가격을 기준으로 제시가가 높은 순으로 정렬한 후 5명의 전력 판매자와 매칭을 실시한다. 매칭은 전력 구매자 5명이 완료될 때까지 순차적으로 진행하나, 전력 판매자가 제시한 총 판매희망 전력의 규모가 작아 전력 구매자 모두에게 배분되지 못할 경우 가격을 적게 제시한 전력 구매자(희망자)는 거래가 유찰될 수 있다.
일 예로, 홍길동이 구매 응찰한 전력량이 300kWh이므로 해당 전력량을 판매 대상으로 응찰한 전력 판매자를 표 1에서 모색하면, 홍길동의 경우 전력 판매자는 김길동, 박순신, 이영실, 장성계, 정옥균 등 5명이 되며 그들이 제시한 요금중 가장 큰 가격은 정옥균의 115원이므로, 가격을 우선 고려하여 낙찰가는 115원으로 결정된다. 5명의 전력 판매자 중 박순신은 거래가격으로 가장 낮은 85원을 제시하였으나, 약 30원 높은 115원에 거래가격이 형성되었다.
한편, 상기한 바와 같이 전력 가격이 결정되면, 전력거래 처리부(36)는 전력가격 결정 이후의 전력거래 처리를 수행한다(S600). 즉, 전력거래 처리부(36)는 실시간 발전량/소비량 등을 모니터링하면서 상황을 주시하고, 특정 단위시간에 전력 프로슈머 개개인이 자신이 약속(입찰)한 판매량을 방전할 수 있도록 하며, 수익금 배분, 거래 수수료 징수 등의 제반동작을 수행한다.
이와 같이 본 실시예는 실시간으로 형성되는 전력판매가격을 바탕으로 보다 많은 전력 프로슈머의 등장을 지원하고, 이를 운영하는 수요반응사업자 혹은 전력 (재)판매 사업자가 안정적인 수익을 창출할 수 있도록 지원하며, 전력가격의 상승 및 하락에 관계없이 전력거래를 수행할 수 있도록 한다.
또한, 본 실시예는 도심형 마이크로그리드 지역에서 지역단위 SG 확산사업 지역에 적용되어 전력소비자 간 전력거래를 지원하고, 수요반응사업(Load Aggregatoion)에서의 수익성을 극대화할 수 있도록 한다.
게다가, 본 실시예는 전력 수요가 높은 시기에 수요를 절감할 수 있도록 유도하여 전력수급을 안정화시키고, 전력생산 원가를 감소시키며, 전력생산에 필요한 자원과 탄소배출을 저감시킬 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 전력 판매자 단말
20: 전력 구매자 단말
30: 전력거래 중계장치
31: 계량정보 수집부
32: 전력소비패턴 예측부
33: 전력거래 추천부
34: 전력거래 시장 구성부
35: 전력가격 결정부
36: 전력거래 처리부
37: 전력사용정보 저장부

Claims (16)

  1. 전력거래 중계장치가 전력거래에 참여할 전력 판매자와 전력 구매자의 입찰참여정보를 수집하여, 수집된 상기 입찰참여정보를 바탕으로 전력거래 시장을 구성하는 단계; 및
    상기 전력거래 시장이 구성되면, 상기 전력거래 중계장치가 상기 전력 판매자의 제시가를 토대로 전력가격을 결정하는 단계를 포함하는 전력거래 중계방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전력거래 시장을 구성하는 단계는
    전력저장장치의 스마트미터로부터 단위시간별 전력사용량을 수집하는 단계;
    상기 단위시간별 전력사용량을 바탕으로 전력소비패턴을 분석 및 예측하여 상기 전력 판매자와 상기 전력 구매자를 도출하는 단계;
    도출된 상기 전력 판매자의 전력 판매자 단말과 도출된 상기 전력 구매자의 전력 구매자 단말 각각으로 전력거래 참여를 권고하는 전력거래 참여 메시지를 전달하는 단계; 및
    상기 전력거래 참여 메시지를 통해 입력된 상기 입찰참여 정보를 상기 전력 판매자 단말 또는 상기 전력 구매자 단말로부터 전달받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 입찰참여 정보는
    구매하고자 하는 잉여전력의 전력가격과 수량 및 거래시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전력시장을 구성하는 단계에서,
    상기 전력거래 시장은 상기 전력거래 시장의 거래시간으로부터 설정시간 전에 구성되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전력가격은
    상기 전력 판매자의 제시가 중 최고가 가격을 기준으로 결정하는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전력 가격은 전력 구매자의 제시가와 같거나 제시가 보다 낮은 값 중 최고액으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 전력 판매자의 제시가는 기 설정된 상항폭과 하한폭의 범위 내로 제한되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전력 판매자의 제시가는 기 설정된 변동 한계폭과 현재 전력판매가격의 곱에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 변동 한계폭이 적용되기 전의 상기 전력 판매자의 제시가와 상기 변동 한계폭이 적용된 후의 상기 전력 판매자의 제시가의 차는, 상기 전력 가격에서 현재 전력판매가격을 뺀 거래 손익 이내인 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  10. 전력거래 중계장치가 전력 구매자가 제시한 제시가를 기준으로 제시가가 높은 순으로 입찰가격 정보를 정렬하는 단계; 및
    전력 판매자의 입찰참여 정보와 상기 전력 구매자의 입찰참여 정보를 매칭시켜 상기 전력거래 중계장치가 상기 전력 판매자의 제시가를 토대로 전력가격을 결정하는 단계를 포함하는 전력거래 중계방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 입찰참여 정보는
    구매하고자 하는 잉여전력의 전력가격과 수량 및 거래시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 전력가격은
    상기 전력 판매자의 제시가 중 최고가 가격을 기준으로 결정하는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 전력 가격은 전력 구매자의 제시가와 같거나 제시가 보다 낮은 값 중 최고액으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 전력 판매자의 제시가는 기 설정된 상항폭과 하한폭의 범위 내로 제한되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 전력 판매자의 제시가는 기 설정된 변동 한계폭과 현재 전력판매가격의 곱에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 변동 한계폭이 적용되기 전의 상기 전력 판매자의 제시가와 상기 변동 한계폭이 적용된 후의 상기 전력 판매자의 제시가의 차는, 상기 전력가격에서 현재 전력판매가격을 뺀 거래 손익 이내인 것을 특징으로 하는 전력거래 중계방법.
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