KR20170087313A - 사용자 불편과 에너지 비용을 최소화하는 에너지 운용 장치 및 에너지 운용 방법 - Google Patents

사용자 불편과 에너지 비용을 최소화하는 에너지 운용 장치 및 에너지 운용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사용자 불편과 에너지 비용을 최소화하는 에너지 생산량을 산출하여 에너지 계획을 운용하는 에너지 운용 장치 및 에너지 운용 방법을 개시한다. 본 발명에 따르는 에너지 운용 장치는, 시간별 열 수요량과 에너지 생산량을 이용하여 사용자의 불편 정보를 불편 함수로 산출하는 불편 함수 산출부; 시간별 에너지 생산량과 에너지의 비용 계수를 이용하여 에너지의 비용 정보를 비용 함수로 산출하는 비용 함수 산출부; 산출된 불편 함수 및 비용 함수를 이용하여 최소값을 목적 함수로 산출하는 목적 함수 산출부; 및 산출된 목적 함수에 의해 사용자의 불편 및 에너지의 비용이 최소화되는 시간별 에너지 생산량을 산출하는 에너지 생산량 산출부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 사용자의 불편 및 에너지 비용이 최소화되는 에너지 생산량을 산출하고, 산출된 에너지 생산량으로 에너지 계획을 수립하여 최적화한다.

Description

사용자 불편과 에너지 비용을 최소화하는 에너지 운용 장치 및 에너지 운용 방법{Apparatus for managing energy by minimizing user inconvenience and energy costand method thereof}
본 발명은 에너지 운용 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자 불편과 에너지 비용을 최소화하여 에너지를 운용하는 에너지 운용 장치 및 에너지 운용 방법에 관한 것이다.
일반적으로 히트 펌프(heat pump)와 같은 고효율 열 생산 장치는 축열조와 같은 열 저장 장치에 열을 생산해서 저장시킨 후에 마이크로 그리드(micro grid)에서는 축열조에서 열을 추출하여 사용하는 구조로 구성된다.
일반적으로 마이크로 그리드 내에서 히트 펌프를 효율적으로 운용하기 위해서는 해당 일의 시간별 열 수요를 예측하고 각 시간별 수요에 맞게 히트 펌프를 운용하면 되지만, 이는 시간별 전기 요금의 차이 및 신재생 발전을 통한 효율적 전기 공급, 수요 대응에 대한 고려가 되지 않아서 전기 공급 측면에서 효율적인 운용이라고 할 수 없다.
따라서, 축열조와 같은 열 저장 용량을 고려한 전기 공급 측면에서의 최적화까지 고려하여 에너지 장치의 최적 운용 스케줄을 도출해내야 마이크로 그리드 내에서 입주자 및 에너지 공급자 측면의 요구를 모두 만족시키는 최적화라고 할 수 있다.
그러나 이를 해결하기 위해서는 입주자 측면에서의 만족도를 충족시키는 모든 경우에 대해서 시뮬레이션을 하여 그 중에서 가장 공급자 측면에서의 만족도도 높은 경우를 추출해내는 방식으로 일반적인 방식의 알고리즘을 사용한다면 이는 복잡도가 O(n!)이고, NP hard problem으로 실행 현실성이 떨어진다. 따라서, NP complete한 알고리즘으로 이를 해결할 수 있는 방법이 필요하다.
한국등록특허 10-1049256(2011.07.07.)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 인식 하에 창출된 것으로서, 사용자의 불편을 최소화하고 에너지 비용을 최소화하는 에너지 정보를 산출하고, 산출된 에너지 정보로 에너지를 운용하는 에너지 운용 장치 및 에너지 운용 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 에너지 수요를 에너지 공급이 만족할수록 불편이 최소화되고, 초과된 공급량은 축적 후 에너지 단가가 높은 시간대에 사용하면, 고비용의 에너지 생산을 최소화하여 비용을 최소화하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 사용자 불편과 에너지 비용을 최소화하는 에너지 운용 장치는, 시간별 열 수요량과 에너지 생산량을 이용하여 사용자의 불편 정보를 불편 함수로 산출하는 불편 함수 산출부; 시간별 에너지 생산량과 에너지의 비용 계수를 이용하여 에너지의 비용 정보를 비용 함수로 산출하는 비용 함수 산출부; 산출된 불편 함수 및 비용 함수를 이용하여 최소값을 목적 함수로 산출하는 목적 함수 산출부; 및 산출된 목적 함수에 의해 사용자의 불편 및 에너지의 비용이 최소화되는 시간별 에너지 생산량을 산출하는 에너지 생산량 산출부를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 에너지 운용 장치는, 시간별로 상기 열 수요량을 예측하는 열 수요량 예측부를 더 포함한다.
여기서, 상기 불편 함수 산출부는, 에너지 생산 장치의 시간별 생산 동력을 상기 에너지 생산량으로 산출한다.
바람직하게, 상기 불편 함수 산출부는,
Figure pat00001
의 수식으로 상기 불편 함수를 산출한다.
여기서, 상기 불편 함수 산출부는,
Figure pat00002
의 제약 조건을 만족하는 상기 불편 함수를 산출한다.
여기서, 상기 불편 함수 산출부는,
Figure pat00003
의 수식으로 상기 불편 함수를 산출한다.
더욱 바람직하게, 상기 비용 함수 산출부는,
Figure pat00004
의 수식으로 상기 비용 함수를 산출한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 목적 함수 산출부는,
Figure pat00005
의 수식으로 상기 목적 함수를 산출한다.
여기서, 상기 목적 함수 산출부는,
Figure pat00006
의 제약 조건을 만족하는 상기 목적 함수를 산출한다.
또한, 상기 에너지 생산량 산출부는, 상기 목적 함수에 볼록 최적화 기법을 적용하여 시간 t에 대한 에너지 생산 동력의 값을 상기 에너지 생산량으로 산출한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 에너지 운용 방법은, 에너지 운용 장치가 사용자 불편 및 에너지 비용을 최소화하는 에너지 생산량을 산출하는 에너지 운용 방법에 있어서, (a)시간별 열 수요량과 에너지 생산량을 이용하여 사용자의 불편 정보를 불편 함수로 산출하는 불편 함수 산출 단계; (b)시간별 에너지 생산량과 에너지의 비용 계수를 이용하여 에너지의 비용 정보를 비용 함수로 산출하는 비용 함수 산출 단계; (c)산출된 불편 함수 및 비용 함수를 이용하여 최소값을 목적 함수로 산출하는 목적 함수 산출 단계; 및 (d)산출된 목적 함수에 의해 사용자의 불편 및 에너지의 비용이 최소화되는 시간별 에너지 생산량을 산출하는 에너지 생산량 산출 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 사용자의 불편을 최소화하고 에너지 생산 비용을 최소화하는 에너지 생산량을 산출하고, 산출된 에너지 생산량으로 운용 계획을 수립함으로써 최적의 에너지 운용 계획을 제공한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 운용 장치의 개략적 구성도이다.
도 2는 도 1의 에너지 운용 장치가 에너지를 운용함에 따라 불편 및 비용이 증가되는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 운용 방법의 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 운용 장치(1)의 개략적 구성도이다. 도 2는 도 1의 에너지 운용 장치가 에너지를 운용함에 따라 불편 및 비용이 증가되는 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 운용 장치(1)는 컴퓨터 단말로 구현된다. 에너지 운용 장치(1)는 클라이언트 단말 또는 서버 단말로 구현될 수 있다. 에너지 운용 장치(1)는 에너지 운용의 프로그램을 실행하여 최적의 에너지 운용 서비스를 제공한다.
여기서, 최적의 에너지 운용 서비스는 마이크로 그리드 환경에서 사용자들(입주자들)의 불편을 최소화하면서 에너지 비용이 최소화되는 에너지량을 산출하고, 산출된 에너지량에 따라 에너지를 생산하고, 생산된 에너지를 소비하는 것이다. 즉, 에너지의 운용은 에너지의 계획, 생산 및 소비가 수반된다.
참고로, 마이크로 그리드 환경은 에너지의 생산 장치 및 저장 장치를 구비하여 에너지의 자급 자족을 실현하고, 에너지 생산과 소비의 주체가 가정 단위가 되는 환경을 말한다.
예를 들어, 에너지 운용 장치(1)가 클라이언트 단말인 경우, 상기 프로그램의 실행에 의해 최적의 에너지 운용 정보를 제공한다. 한편, 에너지 운용 장치가 서버 단말인 경우, 상기 프로그램의 실행에 의해 클라이언트 단말로부터 에너지 운용 정보의 제공을 요청받고, 에너지 운용 정보를 클라이언트 단말로 응답한다.
에너지 운용 장치(1)의 상기 프로그램은 열 수요량을 예측하는 열 수요량 예측부(11), 사용자의 불편을 시간의 함수로 산출하는 불편 함수 산출부(12), 에너지의 비용을 시간의 함수로 산출하는 비용 함수 산출부(13), 불편 함수와 비용 함수의 최소값을 목적 함수로 산출하는 목적 함수 산출부(14) 및 시간별 목적 함수의 값을 최적화하여 에너지 생산량을 산출하는 에너지 생산량 산출부(15)를 포함하여 구성된다.
상기 열 수요량 예측부(11)는 시간에 따른 에너지 수요량으로서 열 수요를 예측한다. 열 수요는 마이크로 그리드 환경에 속하는 개별 가정에서 소비되는 에너지 수요의 전체 예측량을 말한다. 에너지의 수요 예측은 최근의 에너지 소비 이력 및 과거 에너지 소비 이력 등을 참조하여 수행되고, 다양한 예측 처리가 수반될 수 있으며 특별한 제한을 두지 않는다.
상기 불편 함수 산출부(12)는 마이크로 그리드 환경 내의 전체 가정의 사용자들이 에너지 부족없이 편안함을 느끼기 위해 최소화되어야 할 불편함을 시간별로 수치화하여 볼록 함수화한 불편 함수를 산출한다. 상기 불편 함수는 아래 수학식 1을 따른다.
Figure pat00007
상기 수학식 1에 따르면, 시간의 불편 함수는 에너지 수요량(열 수요량)과 에너지 생산량(에너지 생산 계수 * 에너지 생산 동력)의 차이로 구성된다. 에너지 수요량이 에너지 생산량을 초과할수록 불편 값이 커진다.
도 2를 참조하면, 에너지 수요가 공급을 초과해 버리면, 초과된 수요량만큼 사용자들이 에너지를 공급받지 못하므로 사용자의 불편이 증가한다. 따라서, 사용자의 불편을 최소화하기 위해서는 에너지 공급이 수요를 만족 또는 초과하는 것이 요구된다. 여기서, 에너지의 수요를 만족하는 에너지 공급을 위해 에너지를 생산하는 것은 비용 문제가 고려된다. 에너지 생산의 경우, 부하가 높은 시간대에서 에너지를 생산하는 것은 고비용의 부담이 된다. 따라서, 부하가 높은 시간대에서는 에너지 저장 장치(예 : 축열조 등)의 저장 에너지 또는 신재생 에너지의 발전을 통해 고비용의 에너지 생산을 줄일 것이 요구된다. 당연히, 부하가 낮은 시간대에서는 에너지 생산을 늘리고 잉여 에너지는 에너지 저장 장치에 저장하는 것이 경제적이다.
먼저, 불편 함수 산출부(12)는 시간 t를 기준으로 열 수요량 예측부(11)에 의해 예측된 열 수요량_t를 에너지 수요량으로 한다. 불편 함수 산출부(12)는 에너지 생산 장치의 성능 계수와 생산 동력(출력 동력)의 곱을 에너지 생산량으로 한다. 일 예로서, 에너지 생산 장치가 열 에너지 생산 장치라 가정하면, 히트 펌프의 성능 계수와 히트 펌프의 출력 동력의 곱은 에너지 생산량에 해당된다.
여기서, 불편 함수 산출부(12)는 수학식 1을 제약하는 수학식 2의 제약 조건을 정의한다.
Figure pat00008
에너지 생산 동력_t는 최대 동력 이상의 값을 생산하는 것이 불가하므로 수학식 2의 제약을 받는다. 에너지 생산 동력_t는 히트 펌프일 경우 히트 펌프의 출력 동력_t로 대체될 수 있다. 에너지 생산은 에너지 저장 장치(예 : 축열조)의 저장 능력(용량)의 한계를 넘을 수 없다. 즉, 축열조 저장 열량_t는 최대 저장 열량_t 이하이다.
여기서, 축열조 저장 열량은 에너지 저장 장치의 저장 능력을 말하며, t-1 시간의 축열조 저장 열량_t-1에서 에너지 소비량에 해당되는 열 수요량_t 및 시간 차이 △t의 곱을 차감하고, 에너지 생산량을 합산하고, 축열조 열량의 손실을 차감한다.
또한, 불편 함수 산출부(12)는 수학식 2의 제약 조건을 수학식 1에 적용하여 다음의 수학식 3을 정의한다.
Figure pat00009
수학식 3에서는 수학식 1에 대해 에너지 생산 장치의 생산량에서 에너지 저장 장치의 출력량으로서 축열조 저장 열량_t-1을 더 고려하였음을 알 수 있다. 즉, 불편 함수 산출부(12)는 수학식 1에 대해 수학식 2의 축열조의 제약 조건을 적용하여 수학식 3으로 확장시켰다.
상기 비용 함수 산출부(13)는 에너지 생산에 대한 효율 측면에서 에너지 생산 비용을 수치화하여 볼록 함수화한 비용 함수를 산출한다. 아래 수학식 4는 비용 함수를 정의한다.
Figure pat00010
여기서, 비용 함수 산출부(13)는 시간 t에 대해 시간별 전기 요금을 고려한 계수인 비용 계수_t를 정의한다. 비용 계수_t는 0 이상 1 이하의 값이다. 에너지 생산 비용이 일반 전기 요금이라 가정하면, 비용 계수는 최대 부하 시간대에서 0.7, 중간 부하 시간대에서 0.5, 경부하 시간대에서 0.3으로 정의될 수 있다. 마이크로 그리드 내에서 수요 자원의 거래에 참여할 경우, 참여 예정 시간대에는 전기 사용을 더욱 줄여야하기 때문에 해당 계수값을 1.0으로 높여서 최대한 해당 시간대의 비용 함수의 값을 높여서 해당 시간에 에너지 생산 장치의(히트 펌프)의 운용을 자제하게 할 수 있어야 한다.
또한, 마이크로 그리드 내에서 신재생을 통한 발전이 가능한 경우, 비용 함수 산출부(13)는 비용 함수에서 해당 시간에 신재생을 통해 생산하는 에너지 신재생 발전량_t를 제외한다. 즉, 비용 계수가 높은 시간 구간에서는 에너지 생산 동력_t에 해당되는 히트 펌프의 출력 동력을 낮추면서 신재생 발전량을 높이는 것이 비용을 줄일 수 있다.
상기 목적 함수 산출부(14)는 수학식 3의 불편 함수 및 수학식 4의 비용 함수를 이용하여 사용자의 편안함 측면, 그리고 전기 공급의 효율성 측면에서 모두 효율적인 최적값을 구하는 하나의 목적 함수를 산출한다. 목적 함수는 불편 함수와 비용 함수의 해당일의 모든 시간대의 합을 통해 하나로 정의되고, 정의된 목적 함수의 최소값을 구하는 과정이 수반된다. 아래 수학식 5는 목적 함수를 정의한다.
Figure pat00011
상기 에너지 생산량 산출부(15)는 목적 함수에 대해 수학식 2의 제약 조건을 적용하고, 볼록 최적화(Convex Optimization)의 기법을 적용하여 시간 t에 따른 최적의 에너지 생산 동력_t를 에너지 생산량으로 산출한다.
예를 들면, 에너지 생산량 산출부(15)는 Gradient Decent와 같은 최적화 알고리즘을 적용하여 목적 함수의 값을 최소화하는 히트펌프 출력 동력을 에너지 생산 동력_t로 구한다. 그러면, 히트 펌프의 하루의 출력량을 사용자의 불편과 비용을 최소화하는 최적값으로 산출하는 것이 가능하다.
수학식 5의 목적 함수는 에너지 생산 장치의 생산 동력 값(출력 값)으로 구성된 다차원식이다. 상기 생산 동력 값을 제외한 나머지 변수값들은 모두 미리 구해진 고정값들이고, 선택 가능한 값은 생산 동력 값이다. 축열조 저장 열량 역시 생산 동력 값들에 의해 결정된다. 따라서, 이를 시간대로 풀어나가면 수학식 5가 환성된다. 이하에서는 t1, t2의 시간에 대해 다음의 표 1의 상태라 가정한다.
t1 t2
열 수요량_t 100 150
에너지 생산 장치 히트 펌프_COP = 3.0
히트 펌프의 최대 출력 = 500
축열조 축열조의 현재 저장 열량= 0
축열조의 최대 저장 열량= 1000
축열조 열량 손실= 30
전기비용계수_t 0.3 0.7
신재생 발전량_t 200 300
상기 표 1의 상태에서 목적 함수를 산출하면 다음의 표 2와 같다.
- 목적함수_t = 불편함수t1 + 비용함수t1 + 불편함수t2 + 비용함수t2

1)불편함수t1 = (100 -3.0 *히트펌프_출력동력_t1 -0)^2
= (100 - 3.0 *히트펌프_출력동력_t1)^2

2)비용함수t1 = 0.3 * (히트펌프_출력동력_t1 - 200) ^2

3)불편함수t2 = (150 - 3.0*히트펌프_출력동력_t1 -(-130 + 3.0*히트펌프_출력동력_t1))^2
축열조_저장열량_t2 = 0 -100 +3.0 *히트펌프_출력동력_t1- 30
= -130 + 3.0*히트펌프_출력동력_t1

4)비용함수t2 = (히트펌프_출력동력_t2 - 300) ^2

5)따라서,
목적함수 = (100 - 3.0 *히트펌프_출력동력_t1)^2
+ 0.3 * (히트펌프_출력동력_t1 - 200) ^2
+ (150 -3.0 *히트펌프_출력동력_t1 -(-130 + 3.0*히트펌프_출력동력_t1))^2
+ (히트펌프_출력동력_2 - 300) ^2
로 표현할 수 있다.

6)이를 최소화하면서
제약조건, 수학식 2를 만족하는,
즉
0 <=히트펌프_출력동력_t <=히트펌프_최대출력동력
0 <=축열조_저장열량_t <=축열조_최대저장가능열량
을 만족하는,

0<=히트펌프_출력동력_t1<=500
0<=히트펌프_출력동력_t2<=500
0<=-130 + 3.0*히트펌프_출력동력_t1 <= 1000
인 히트펌프_출력동력_t1, 히트펌프_출력동력_t2 값을 구한다.
표 2의 연산에 의거하여, 히트 펌프의 출력 동력의 값을 시간별로 산출하는 것이 가능하다. 에너지 생산량 산출부(15)는 시간별로 산출된 히트 펌프의 출력 동력 값으로 히트 펌프의 운용 스케쥴을 정의한다. 즉, 히트 펌프는 스케쥴된 히트 펌프의 출력 값으로 운용된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 운용 방법의 예시도이다.
본 발명의 에너지 운용 방법은 에너지 운용 장치(1)가 에너지 운용의 프로그램을 실행하는 이하의 처리 단계(S11 ~ S15)로 구성된다.
에너지 운용 장치(1)는 시간별 에너지 수요를 예측한다(S11). 에너지 수요는 열 수요량으로 예측될 수 있다.
열 수요가 예측되면, 에너지 운용 장치(1)가 에너지 수요량과 에너지 공급량의 차이를 정의한 상기 수학식 1로 불편 함수를 산출한다(S12). 산출된 수학식 1의 불편 함수는 수학식 2에 의해, 에너지 생산 동력 및 축열조 저장 열량이 제약을 받는다. 에너지 생산 동력은 열 생산일 경우, 히트 펌프의 출력 동력에 해당된다. 수학식 1에 수학식 2의 제약을 적용하면, 수학식 1은 수학식 3으로 전개된다.
불편 함수가 산출되면, 에너지 운용 장치(1)는 비용 계수 및 에너지 생산량의 곱을 정의한 상기 수학식 4로 비용 함수를 산출한다(S13).
비용 함수가 산출되면, 에너지 운용 장치(1)는 수학식 3 및 수학식 4의 시간대별 합을 정의한 상기 수학식 5로 목적 함수를 산출한다(S14). 또한, 산출된 목적 함수는 수학식 2에 의해 에너지 생산 동력 및 축열조 저장 열량이 제약을 받는다.
목적 함수가 산출되면, 에너지 운용 장치(1)는 볼록 함수인 목적 함수에 대해 볼록 최적화 기법을 적용하여 시간 t를 기준으로 최적의 에너지 생산 동력을 산출한다(S15). 참고로, 표 1 및 표 2를 통해, 에너지 생산 장치가 열 에너지 생산 장치로서 히트 펌프라 가정하여 히트 펌프의 출력 동력값을 이미 예시한 바 있다. 물론, 산출된 히트 펌프의 출력 동력값은 사용자의 불편과 비용을 최소화하는 최적값에 해당된다.
상술한 실시예에서, "~부"라는 용어는 에너지 운용 장치(1)의 하드웨어적 구분을 의미하는 용어로 사용된 것이 아니다. 따라서 복수의 구성부가 하나의 구성부로 통합될 수도 있고, 하나의 구성부가 복수의 구성부로 분할될 수도 있다. 또한, 구성부는 하드웨어의 구성부를 의미할 수도 있지만, 소프트웨어의 구성부를 의미할 수도 있다. 따라서 본 발명은 "~부"라는 용어에 의해 특별히 한정되지 않음을 이해하여야 할 것이다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1 : 에너지 운용 장치 11 : 열 수요량 예측부
12 : 불편 함수 산출부 13 : 비용 함수 산출부
14 : 목적 함수 산출부 15 : 에너지 생산량 산출부

Claims (20)

  1. 시간별 열 수요량과 에너지 생산량을 이용하여 사용자의 불편 정보를 불편 함수로 산출하는 불편 함수 산출부;
    시간별 에너지 생산량과 에너지의 비용 계수를 이용하여 에너지의 비용 정보를 비용 함수로 산출하는 비용 함수 산출부;
    산출된 불편 함수 및 비용 함수를 이용하여 최소값을 목적 함수로 산출하는 목적 함수 산출부; 및
    산출된 목적 함수에 의해 사용자의 불편 및 에너지의 비용이 최소화되는 시간별 에너지 생산량을 산출하는 에너지 생산량 산출부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    시간별로 상기 열 수요량을 예측하는 열 수요량 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 불편 함수 산출부는,
    에너지 생산 장치의 시간별 생산 동력을 상기 에너지 생산량으로 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 불편 함수 산출부는,
    Figure pat00012

    의 수식으로 상기 불편 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 불편 함수 산출부는,
    Figure pat00013

    의 제약 조건을 만족하는 상기 불편 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 불편 함수 산출부는,
    Figure pat00014

    의 수식으로 상기 불편 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 비용 함수 산출부는,
    Figure pat00015

    의 수식으로 상기 비용 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 목적 함수 산출부는,
    Figure pat00016

    의 수식으로 상기 목적 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 목적 함수 산출부는,
    Figure pat00017

    의 제약 조건을 만족하는 상기 목적 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 에너지 생산량 산출부는,
    상기 목적 함수에 볼록 최적화 기법을 적용하여 시간 t에 대한 에너지 생산 동력의 값을 상기 에너지 생산량으로 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 장치.
  11. 에너지 운용 장치가 사용자 불편 및 에너지 비용을 최소화하는 에너지 생산량을 산출하는 에너지 운용 방법에 있어서,
    (a)시간별 열 수요량과 에너지 생산량을 이용하여 사용자의 불편 정보를 불편 함수로 산출하는 불편 함수 산출 단계;
    (b)시간별 에너지 생산량과 에너지의 비용 계수를 이용하여 에너지의 비용 정보를 비용 함수로 산출하는 비용 함수 산출 단계;
    (c)산출된 불편 함수 및 비용 함수를 이용하여 최소값을 목적 함수로 산출하는 목적 함수 산출 단계; 및
    (d)산출된 목적 함수에 의해 사용자의 불편 및 에너지의 비용이 최소화되는 시간별 에너지 생산량을 산출하는 에너지 생산량 산출 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(a) 이전에,
    시간별로 상기 열 수요량을 예측하는 열 수요량 예측 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 운용 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(a)는,
    에너지 생산 장치의 시간별 생산 동력을 상기 에너지 생산량으로 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 에너지 운용 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(a)는,
    Figure pat00018

    의 수식으로 상기 불편 함수를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 에너지 운용 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 단계(a)는,
    Figure pat00019

    의 제약 조건을 만족하는 상기 불편 함수를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 에너지 운용 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 불편 함수 산출부는,
    Figure pat00020

    의 수식으로 상기 불편 함수를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 에너지 운용 방법.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(b)는,
    Figure pat00021

    의 수식으로 상기 비용 함수를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 에너지 운용 방법.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(c)는,
    Figure pat00022

    의 수식으로 상기 목적 함수를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 에너지 운용 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 단계(c)는,
    Figure pat00023

    의 제약 조건을 만족하는 상기 목적 함수를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 에너지 운용 방법.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(d)는,
    상기 목적 함수에 볼록 최적화 기법을 적용하여 시간 t에 대한 에너지 생산 동력의 값을 상기 에너지 생산량으로 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 에너지 운용 방법.
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