KR20170087389A - 에너지 스토리지 가상화 방법 및 장치 - Google Patents

에너지 스토리지 가상화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존 방식처럼 홈/빌딩/공장 등의 에너지 소비 수용가에서 에너지 저장장치를 직접 구매하여 건물 내 설치하여 자체적으로 관리하는 방식이 아니라, 대규모 에너지 저장장치 팜을 보유한 에너지 스토리지 판매 사업자를 통해 필요한 저장용량만큼의 가상 에너지 스토리지를 분양받거나 임차하여 자체 최대수요전력을 감축하거나 잉여 전력을 수요자원 거래시장, 소규모 분산자원 거래시장, REC 시장 등에 참여하여 전력 거래를 통한 운용 수익을 창출할 수 있는 에너지 스토리지 가상화 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

에너지 스토리지 가상화 방법 및 장치{Method and Apparatus for Virtualization of Energy Storages}
본 발명은 수용가 에너지 스토리지에 관한 것으로서, 특히, 에너지 스토리지 가상화를 통하여 다수의 에너지 저장장치를 하나의 에너지 스토리지로 가상화하고, 물리적 구분없이 논리적인 에너지 저장용량 크기로 분할하여 분양함으로써, 전력 관리 사업자 및 소비자들의 직접 설비 투자 비용의 부담없이 손쉽게 개인의 가상 에너지 스토리지를 소유 및 관리할 수 있게 하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
홈, 빌딩, 공장 등의 수용가에서 여름철 또는 겨울철 최대수요전력을 낮추기 위해서 가장 손쉬운 방법은 건물 내 부하자원들의 소비 전력을 감축하는 방법이 있다. 하지만, 상업시설 또는 공장에서는 대부분의 부하자원들이 상시 구동되어야 하는 소비자원들일 수 있으며, 건물 내 냉난방 공조기의 에너지 소비가 많으나 이들 부하들을 제어하였을 경우 건물 내 근무환경 등을 악화시킬 수도 있다. 그렇기 때문에 부하감축도 하나의 최대수요전력을 줄이기 위한 방법이지만, 자체 발전설비 구축을 통하여 건물 내 소비전력을 낮출 수 있다. 하지만, 건물 내 구축 가능한 발전설비 중의 하나인 에너지 스토리지는 초기 구축 비용이 크며, 자체 부피가 크기 때문에 소규모 건물 내에서는 공간 부족의 문제로 설치가 어렵다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 기존 방식처럼 홈/빌딩/공장 등의 에너지 소비 수용가에서 에너지 저장장치를 직접 구매하여 건물 내 설치하여 자체적으로 관리하는 방식이 아니라, 대규모 에너지 저장장치 팜을 보유한 에너지 스토리지 판매 사업자를 통해 필요한 저장용량만큼의 가상 에너지 스토리지를 분양받거나 임차하여 자체 최대수요전력을 감축하거나 잉여 전력을 수요자원 거래시장, 소규모 분산자원 거래시장, REC 시장 등에 참여하여 전력 거래를 통한 운용 수익을 창출할 수 있는 에너지 스토리지 가상화 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치는, 가상 에너지 스토리지의 분양 또는 임대 계약의 체결을 지원하는 가상 에너지 스토리지 분양 및 임대 인터페이스부; 물리적 에너지 저장장치와 가상 에너지 스토리지 매핑 정보를 관리하며, 상기 분양 또는 임대 계약한 가상 에너지 스토리지의 운용 관리 정보 및 정산 정보를 관리하는 가상 에너지 스토리지 운용 정보 제공 인터페이스부; 상기 분양 또는 임대 계약 체결한 가상 에너지 스토리지의 운용 방식 설정에 따른 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 운용 수익 정산 기능을 수행하는 에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부; 및 상기 메인 프로세스부와 상기 물리적 에너지 저장장치가 연동하여 상기 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 상태 관리를 위한 신호를 송수신하도록 인터페이싱하는 에너지 저장장치 제어 인터페이스부를 포함한다.
상기 에너지 스토리지 가상화 장치는, 상기 분양 또는 임대 계약의 정보, 상기 운용 방식 설정에 대한 정보, 상기 매핑 정보, 상기 충방전 제어에 따라 상기 메인 프로세스부에서 측정된 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보, 또는 상기 운용 수익 정산 기능에 따른 상기 메인 프로세스부에서 산출되는 가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 정보를 저장하는 에너지 스토리지 가상화 정보 저장부를 더 포함한다.
상기 에너지 스토리지 가상화 장치는, 물리적 에너지 저장장치를 통합 가상 에너지 스토리지로 가상화하여 상기 분양 또는 임대 계약의 용량 만큼씩 각각의 상기 가상 에너지 스토리지로 분할하여 관리함으로써, 수용가가 직접 설비 투자 비용의 부담없이 해당 가상 에너지 스토리지를 소유 또는 관리할 수 있도록 지원하기 위한 것을 특징으로 한다.
상기 가상 에너지 스토리지 분양 및 임대 인터페이스부는, 웹인터페이스를 통해 가상 에너지 스토리지의 발전 및 용량과 분양 및 임대 가격 정보를 광고하여, 에너지 소비 수용가가 상기 웹인터페이스를 통해 온라인으로 상기 분양 또는 임대 계약의 체결을 지원한다.
상기 가상 에너지 스토리지 운용 정보 제공 인터페이스부는, 상기 분양 또는 임대 계약한 상기 가상 에너지 스토리지 만큼 통합 가상 에너지 스토리지를 분할하기 위하여 에너지 저장장치의 공간을 할당해 물리적 에너지 저장장치와 가상 에너지 스토리지의 상기 매핑 정보를 관리하며, 상기 분양 또는 임대 계약한 가상 에너지 스토리지의 운용 관리 정보 및 정산 정보를 웹인터페이스를 통해 서비스 가입 수용가에게 제공한다.
상기 에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부는, 상기 가상 에너지 스토리지의 분양 또는 임대에 따른 수용가 최대수요전력 감축 운용, 수요자원거래시장 참여, 소규모 분산자원 거래시장 참여, 또는 REC 시장 참여를 포함하는 운용방식을 설정 관리하는 가상 에너지 스토리지 운용방식 설정 관리부; 상기 에너지 저장장치의 충방전에 따른 개별 가상 에너지 스토리지의 발전 및 소비전력을 계측하기 위한 전력계량기 프로세스의 구동을 관리하고 전력계량기로부터 측정된 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보를 관리하는 가상 에너지 스토리지 전력계량기 관리부; 설정된 상기 가상 에너지 스토리지 운용 방식에 따라 상기 에너지 저장장치의 충방전을 제어하고 및 그 상태를 관리하는 가상 에너지 스토리지 충전/방전 제어부; 및 상기 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보에 기반하여 가상 에너지 스토리지 운용 수익을 정산 관리하는 가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 관리부를 포함한다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 에너지 스토리지 가상화 방법은, 가상 에너지 스토리지의 분양 또는 임대 계약의 체결을 지원하는 단계; 물리적 에너지 저장장치와 가상 에너지 스토리지 매핑 정보를 관리하며, 상기 분양 또는 임대 계약한 가상 에너지 스토리지의 운용 관리 정보 및 정산 정보를 관리하는 단계; 상기 분양 또는 임대 계약 체결한 가상 에너지 스토리지의 운용 방식 설정에 따른 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 운용 수익 정산 기능을 수행하는 단계; 및 상기 충방전 제어 및 운용 수익 정산 기능을 수행하는 프로세스부와 상기 물리적 에너지 저장장치가 연동하여 상기 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 상태 관리를 위한 신호를 송수신하도록 인터페이싱하는 단계를 포함한다.
상기 에너지 스토리지 가상화 방법은, 상기 분양 또는 임대 계약의 정보, 상기 운용 방식 설정에 대한 정보, 상기 매핑 정보, 상기 충방전 제어에 따라 상기 프로세스부에서 측정된 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보, 또는 상기 운용 수익 정산 기능에 따른 상기 프로세스부에서 산출되는 가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 정보를 소정의 저장 수단에 저장하는 단계를 더 포함한다.
상기 에너지 스토리지 가상화 방법은, 물리적 에너지 저장장치를 통합 가상 에너지 스토리지로 가상화하여 상기 분양 또는 임대 계약의 용량 만큼씩 각각의 상기 가상 에너지 스토리지로 분할하여 관리함으로써, 수용가가 직접 설비 투자 비용의 부담없이 해당 가상 에너지 스토리지를 소유 또는 관리할 수 있도록 지원하기 위한 것을 특징으로 한다.
상기 분양 또는 임대 계약의 체결을 지원하는 단계에서, 웹인터페이스를 통해 가상 에너지 스토리지의 발전 및 용량과 분양 및 임대 가격 정보를 광고하여, 에너지 소비 수용가가 상기 웹인터페이스를 통해 온라인으로 상기 분양 또는 임대 계약의 체결을 지원한다.
상기 분양 또는 임대 계약한 상기 가상 에너지 스토리지 만큼 통합 가상 에너지 스토리지를 분할하기 위하여 에너지 저장장치의 공간을 할당해 물리적 에너지 저장장치와 가상 에너지 스토리지의 상기 매핑 정보를 관리하며, 상기 분양 또는 임대 계약한 가상 에너지 스토리지의 상기 운용 관리 정보 및 정산 정보를 웹인터페이스를 통해 서비스 가입 수용가에게 제공한다.
상기 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 운용 수익 정산 기능을 수행하는 단계는, 상기 가상 에너지 스토리지의 분양 또는 임대에 따른 수용가 최대수요전력 감축 운용, 수요자원거래시장 참여, 소규모 분산자원 거래시장 참여, 또는 REC 시장 참여를 포함하는 운용방식을 설정 관리하는 단계; 상기 에너지 저장장치의 충방전에 따른 개별 가상 에너지 스토리지의 발전 및 소비전력을 계측하기 위한 전력계량기 프로세스의 구동을 관리하고 전력계량기로부터 측정된 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보를 관리하는 단계; 설정된 상기 가상 에너지 스토리지 운용 방식에 따라 상기 에너지 저장장치의 충방전을 제어하고 및 그 상태를 관리하는 단계; 및 상기 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보에 기반하여 가상 에너지 스토리지 운용 수익을 정산 관리하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 에너지 스토리지 가상화 방법 및 장치에 따르면, 대규모 에너지 저장장치 팜을 보유한 에너지 스토리지 판매 사업자가 에너지 스토리지 가상화를 통하여 다수의 에너지 저장장치를 하나의 에너지 스토리지로 가상화하고, 물리적 구분없이 논리적인 에너지 저장용량 크기로 분할하여 분양함으로써, 전력 관리 사업자, 소비자 기타 수용가는 직접 설비 투자 비용의 부담없이 손쉽게 개인의 가상 에너지 스토리지를 소유 및 관리할 수 있게 된다. 분할 제공된 에너지 저장 용량에 대해서 수용가에서는 원하는 소정의 운용방식에 따라 그 에너지 스토리지의 충전, 방전 등을 제어 및 관리할 수 있다.
즉, 스마트그리드 환경하에서 건물 내 구축 가능한 발전설비 중의 하나인 에너지 저장장치는 초기 구축 비용 및 설치 공간 확보 문제, 집합건물일 경우 입주세대들과의 계약 문제, 지속적 관리 문제 등으로 사실상 소규모 수용가들이 자체적으로 구축하기 어렵다. 그래서, 대규모 에너지 스토리지 팜을 구축한 후 수용가에서 필요로 하는 에너지 저장용량만큼을 분할하여 분양 및 임대하기 위한 에너지 스토리지 분양 및 임대 사업자가 필요한 상황이며, 본 발명은 이러한 에너지 스토리지 분양 및 임대사업자를 위한 에너지 스토리지 가상화 장치 및 방법을 제공함으로써, 필요한 저장용량만큼 가상 에너지 스토리지를 분양받거나 임차한 수용가들이 최대수요전력 감축을 통하여 수용가의 전기기본료를 감축할 수 있으며, 잉여 전력으로 수요자원 거래시장, 소규모 분산자원 거래시장 및 REC(Renewable Energy Certificate) 시장 등의 다양한 전력거래시장 참여를 통하여 부가가치 수익을 창출할 수 있다.
특히, 본 발명은 스마트그리드 환경 하에서 에너지 스토리지 가상화를 통하여 발전 용량 및 에너지 저장 용량을 구매자가 원하는 크기로 분양할 수 있기 때문에, 고가의 초기 투자 비용 문제로 인하여 에너지 저장장치(ESS), 태양광 발전 등의 분산 발전자원의 직접 투자에 어려움을 겪고 있는 전력 소비자, 전력 관리 사업자 등 수용가에게 가상의 에너지 스토리지 공간을 분양 후 원하는 운용방식으로 제어할 수 있도록 함으로써, 사용자의 전기사용료 및 전기기본료를 절감하고, 수요자원 거래시장 또는 소규모 분산자원 거래시장을 통하여 남는 잉여전력을 판매함으로써 판매 수익을 창출할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치의 구현 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치 및 방법을 통하여, 다수의 물리적 에너지 저장장치를 하나의 에너지 스토리지로 가상화하여 수용가가 원하는 에너지 저장공간 크기로 분할 분양 후 수용가에서 설정한 운용방식에 따라 에너지 스토리지 충방전을 제어하며, 가상 에너지 스토리지별 발전 및 소비전력 계측을 통한 운용 수익을 정산하는 기능을 제공할 수 있도록 하였다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 에너지 스토리지 가상화를 통하여 다수의 에너지 저장장치를 물리적 구분없이 논리적인 에너지 저장 용량 크기로 분할하여 분양함으로써 전력 관리 사업자 및 소비자들의 직접 설비 투자 비용의 부담없이 손쉽게 개인의 가상 에너지 스토리지를 소유 및 관리할 수 있게 하기 위한 방법 및 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 1은 본 발명에 따른 다수의 물리적 에너지 저장장치를 하나의 통합 에너지 스토리지로 가상화하여 구매자가 원하는 에너지 저장용량 크기로 논리적으로 분할 분양 후, 구매자가 설정한 운용방식에 따라 분할 분양된 에너지 스토리지를 충방전 제어하고, 가상 에너지 스토리지별 발전 및 소비 전력 계측을 통한 운용 수익을 정산하기 위한 기능을 지원하는 에너지 스토리지 가상화에 대한 개념을 나타낸다.
예를 들어, 도 1과 같이, 10KW 출력, 50KWh 충방전용량의 물리적 에너지 저장장치 4개(ESS1, ESS2, ESS3, ESS4)를 200KWh 용량의 통합 에너지 스토리지로 가상화하여 수용가에게 분양 및 임대하는 경우를 가정한다. 이때, 수용가들이 가상 에너지 스토리지를 30KWh(VESS1), 30KWh(VESS2), 120KWh(VESS3), 20KWh(VESS4) 용량씩을 각각 분양 및 임차 받았다고 하자.
통합 가상 에너지 스토리지(또는 에너지 스토리지 가상화 장치)는 각각의 공간 분할 및 관리를 위해, 가상 에너지 스토리지(VESS1)에 대해 ESS1의 60% 용량 (6KW, 30KWh)을 매핑하여 관리할 수 있다. 같은 방식으로, VESS2는 ESS1 40% 용량 (4KW, 20KWh) 및 ESS2 20% 용량(2KW, 10KWh)과 매핑하여 관리될 수 있다. 또한, VESS3는 ESS2 80% 용량 (8KW, 40KWh), ESS3 100% 용량 (10KW, 50KWh), ESS4 60% 용량 (6KW, 30KWh)와 매핑하여 관리될 수 있다. 그리고, VESS4는 ESS4 40% 용량 (4KW, 20KWh)와 매핑하여 관리될 수 있다.
각 가상 에너지 스토리지별(VESS1, VESS2, VESS3, VESS4)로 가상 전력계측기 프로세스를 구동하여 각 에너지 저장장치(ESS1, ESS2, ESS3, ESS4)의 충방전 제어를 통한 발전 및 소비 전력을 계측할 수 있으며 운용 수익을 정산할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치(100)를 설명하기 위한 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치(100)는 다수의 물리적 에너지 저장장치(도 1의 ESS1, ESS2, ESS3, ESS4 참조)를 하나의 통합 에너지 스토리지로 가상화하여 구매자가 원하는 에너지 저장공간 크기로 논리적으로 분할 분양 후 구매자가 설정한 운용방식에 따라 분할 분양된 가상 에너지 에너지 스토리지(도 1의 VESS1, VESS2, VESS3, VESS4 참조)를 충방전 제어하고, 가상 에너지 스토리지별 발전 및 소비 전력 계측을 통한 운용 수익을 정산할 수 있다.
도 2를 참조하면, 에너지 스토리지 가상화를 통하여 다수의 물리적 에너지 저장장치를 물리적 구분없이 논리적인 에너지 저장용량 크기로 분할하여 분양함으로써 전력 관리 사업자 및 소비자들의 직접 설비 투자 비용의 부담없이 손쉽게 개인의 가상 에너지 스토리지를 소유 및 관리할 수 있게 하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치(100)는 가상 에너지 스토리지 분양 및 임대 인터페이스부(10), 가상 에너지 스토리지 운용 정보 제공 인터페이스부(20), 에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부(30), 에너지 스토리지 가상화 정보 저장부(40), 및 에너지 저장장치 제어 인터페이스부(50)를 포함한다. 에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부(30)는 가상 에너지 스토리지 운용방식 설정 관리부(31), 가상 에너지 스토리지 전력계량기 관리부(32), 가상 에너지 스토리지 충전/방전 제어부(33), 가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 관리부(34)를 포함한다. 에너지 스토리지 가상화 장치(100)는 에너지 스토리지 판매 사업자가 운용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치(100)의 각부 구성 요소들은, 반도체 프로세서와 같은 하드웨어, 응용 프로그램과 같은 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 전반적인 제어를 담당하는 에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부(30)는 다른 구성 요소들 중 하나 이상의 기능을 포함하도록 구현될 수 있으며, 에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부(30)의 일부 기능이 다른 유닛으로서 별도 구성 요소 형태로 구현되는 것도 가능하다.
가상 에너지 스토리지 분양 및 임대 인터페이스부(10)는 인터넷에 접속을 위한 웹인터페이스(도시되지 않음)를 통하여 가상 에너지 스토리지의 발전 및 용량과 분양 및 임대 가격 정보를 광고하여 홈/빌딩/공장 등의 에너지 소비 수용가들이 에너지 스토리지 판매 사업자와 분양 및 임대 계약을 체결할 수 있도록 지원한다.
가상 에너지 스토리지 운용 정보 제공 인터페이스부(20)는 가상 에너지 스토리지 분양 및 임대 인터페이스부(10)를 통해 분양 또는 임대 계약한 가상 에너지 스토리지 만큼 통합 가상 에너지 스토리지를 분할하기 위하여 에너지 저장장치의 공간(또는 용량)을 할당하고 가상 에너지 스토리지와 에너지 저장장치의 저장공간 할당 정보를 매핑하며, 분양 또는 임대 계약한 가상 에너지 스토리지의 운용 관리 정보 및 정산 정보를 웹인터페이스를 통해 서비스 가입 수용가에게 제공한다.
에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부(30)는 가상 에너지 스토리지 분양 및 임대 인터페이스부(10)를 통해 분양 또는 임대 계약 체결한 가상 에너지 스토리지의 운용 방식 설정에 따른 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 운용 수익 정산 기능을 수행한다.
에너지 스토리지 가상화 정보 저장부(40)는 가상 에너지 스토리지 분양 또는 임대 계약 정보, 운용 방식 설정 정보, 물리적 에너지 저장장치와 가상 에너지 스토리지 매핑 정보, 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보, 가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 정보를 저장한다.
에너지 저장장치 제어 인터페이스부(50)는 에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부(30)와 각 에너지 저장장치가 연동하도록 인터페이싱하며, 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 상태 관리를 위한 제어 신호를 서로 송수신하도록 인터페이싱할 수 있다.
에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부(30)의 가상 에너지 스토리지 운용방식 설정 관리부(31)는, 가상 에너지 스토리지의 분양 또는 임대에 따른 수용가 최대수요전력 감축 운용(예, 감축여부, 감축량 등), 수요자원거래시장 참여, 소규모 분산자원 거래시장 참여, REC 시장 참여 등의 운용방식을 설정 관리한다.
가상 에너지 스토리지 전력계량기 관리부(32)는 각 에너지 저장장치의 충방전 제어에 따른 개별 가상 에너지 스토리지의 발전 및 소비전력을 계측하기 위한 전력계량기 프로세스의 구동을 관리하고 전력계량기로부터 측정된 계측 정보(가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보)를 관리한다.
가상 에너지 스토리지 충전/방전 제어부(33)는 가상 에너지 스토리지 운용방식 설정 관리부(31)에 의해 설정된 가상 에너지 스토리지 운용 방식에 따라 에너지 저장장치 제어 인터페이스부(50)를 통해 에너지 저장장치의 충방전을 제어하고 및 그 상태를 관리한다.
가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 관리부(34)는 운용 수익 정산 기능을 수행하여, 가상 에너지 스토리지 전력계량기 관리부(32)를 통해 계측된 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보에 기반하여 가상 에너지 스토리지 운용 수익을 정산 관리한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치(100)를 통해, 에너지 스토리지 가상화를 통하여 다수의 에너지 저장장치를 물리적 구분없이 논리적인 에너지 저장용량 크기로 분할하여 분양함으로써 전력 관리 사업자 및 소비자들과 같은 수용가의 직접 설비 투자 비용의 부담없이 손쉽게 개인의 가상 에너지 스토리지를 소유 및 관리할 수 있게 된다.
이를 위하여, 먼저, 도 3을 참조하면, 가상 에너지 스토리지 분양 및 임대 인터페이스부(10)는 웹인터페이스(도시되지 않음)를 통하여 가상 에너지 스토리지의 발전 및 용량과 분양 및 임대 가격 정보를 공시 또는 광고하며, 홈/빌딩/공장 등의 수용가들이 온라인으로 가상 에너지 스토리지의 분양 또는 임대에 필요한 정보를 입력하여 에너지 스토리지 판매 사업자와 분양 또는 임대 계약을 체결할 수 있도록 지원할 수 있다(S10). 가상 에너지 스토리지 분양 또는 임대 계약 정보는 에너지 스토리지 가상화 정보 저장부(40)에 저장 관리된다.
가상 에너지 스토리지 운용 정보 제공 인터페이스부(20)는 단계(S10)에서 체결된 저장용량만큼의 통합 가상 에너지 스토리지를 분할하기 위하여 에너지 저장장치의 공간(또는 용량)을 할당하고 가상 에너지 스토리지와 에너지 저장장치의 저장공간 할당 정보를 매핑한다(S20). 물리적 에너지 저장장치와 가상 에너지 스토리지 매핑 정보는 에너지 스토리지 가상화 정보 저장부(40)에 저장 관리된다.
단계(S20)에서 분할된 가상 에너지 스토리지와 관련하여, 에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부(30)의 가상 에너지 스토리지 운용방식 설정 관리부(31)는, 가상 에너지 스토리지의 분양 또는 임대에 따른 수용가 최대수요전력 감축 운용(예, 감축여부, 감축량 등), 수요자원거래시장 참여, 소규모 분산자원 거래시장 참여, REC 시장 참여 등의 가상 에너지 스토리지 운용방식을 설정 관리한다(S30). 해당 운용 방식 설정 정보는 에너지 스토리지 가상화 정보 저장부(40)에 저장 관리된다.
다음에, 가상 에너지 스토리지 전력계량기 관리부(32)는 각 에너지 저장장치의 충방전에 따른 개별 가상 에너지 스토리지의 발전 및 소비전력을 계측하기 위한 전력계량기 프로세스를 구동한다(S40). 전력계량기로부터 측정된 계측 정보(가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보)는 에너지 스토리지 가상화 정보 저장부(40)에 저장 관리된다.
가상 에너지 스토리지 충전/방전 제어부(33)는 가상 에너지 스토리지 운용방식 설정 관리부(31)에 의해 설정된 가상 에너지 스토리지 운용 방식에 따라 에너지 저장장치 제어 인터페이스부(50)를 통해 에너지 저장장치의 충방전을 제어하고 및 그 상태를 관리한다(S50).
가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 관리부(34)는 가상 에너지 스토리지 전력계량기 관리부(32)를 통해 계측된 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보에 기반하여 가상 에너지 스토리지 운용 수익을 정산 관리한다(S60). 해당 가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 정보는 에너지 스토리지 가상화 정보 저장부(40)에 저장 관리된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치(100)의 구현 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치(100)는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 에너지 스토리지 가상화 장치(100)는 도 4와 같은 컴퓨팅 시스템(1000)으로 구현될 수 있다.
컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다. 프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory)(1310) 및 RAM(Random Access Memory)(1320)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 대규모 에너지 저장장치 팜을 보유한 에너지 스토리지 판매 사업자가 운용할 수 있는, 본 발명에 따른 에너지 스토리지 가상화 장치(100)는, 에너지 스토리지 가상화를 통하여 다수의 에너지 저장장치를 하나의 에너지 스토리지로 가상화하고, 물리적 구분없이 논리적인 에너지 저장용량 크기로 분할하여 분양함으로써, 전력 관리 사업자, 소비자 기타 수용가는 직접 설비 투자 비용의 부담없이 손쉽게 개인의 가상 에너지 스토리지를 소유 및 관리할 수 있게 된다. 분할 제공된 에너지 저장 용량에 대해서 수용가에서는 원하는 소정의 운용방식에 따라 그 에너지 스토리지의 충전, 방전 등을 제어 및 관리할 수 있다.
즉, 스마트그리드 환경하에서 건물 내 구축 가능한 발전설비 중의 하나인 에너지 저장장치는 초기 구축 비용 및 설치 공간 확보 문제, 집합건물일 경우 입주세대들과의 계약 문제, 지속적 관리 문제 등으로 사실상 소규모 수용가들이 자체적으로 구축하기 어렵다. 그래서, 대규모 에너지 스토리지 팜을 구축한 후 수용가에서 필요로 하는 에너지 저장용량만큼을 분할하여 분양 및 임대하기 위한 에너지 스토리지 분양 및 임대 사업자가 필요한 상황이며, 본 발명은 이러한 에너지 스토리지 분양 및 임대사업자를 위한 에너지 스토리지 가상화 장치 및 방법을 제공함으로써, 필요한 저장용량만큼 가상 에너지 스토리지를 분양받거나 임차한 수용가들이 최대수요전력 감축을 통하여 수용가의 전기기본료를 감축할 수 있으며, 잉여 전력으로 수요자원 거래시장, 소규모 분산자원 거래시장 및 REC(Renewable Energy Certificate) 시장 등의 다양한 전력거래시장 참여를 통하여 부가가치 수익을 창출할 수 있다.
특히, 본 발명은 스마트그리드 환경 하에서 에너지 스토리지 가상화를 통하여 발전 용량 및 에너지 저장 용량을 구매자가 원하는 크기로 분양할 수 있기 때문에, 고가의 초기 투자 비용 문제로 인하여 에너지 저장장치(ESS), 태양광 발전 등의 분산 발전자원의 직접 투자에 어려움을 겪고 있는 전력 소비자, 전력 관리 사업자 등 수용가에게 가상의 에너지 스토리지 공간을 분양 후 원하는 운용방식으로 제어할 수 있도록 함으로써, 사용자의 전기사용료 및 전기기본료를 절감하고, 수요자원 거래시장 또는 소규모 분산자원 거래시장을 통하여 남는 잉여전력을 판매함으로써 판매 수익을 창출할 수 있도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
가상 에너지 스토리지 분양 및 임대 인터페이스부(10)
가상 에너지 스토리지 운용 정보 제공 인터페이스부(20)
에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부(30)
에너지 스토리지 가상화 정보 저장부(40)
에너지 저장장치 제어 인터페이스부(50)
가상 에너지 스토리지 운용방식 설정 관리부(31)
가상 에너지 스토리지 전력계량기 관리부(32)
가상 에너지 스토리지 충전/방전 제어부(33)
가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 관리부(34)

Claims (12)

  1. 가상 에너지 스토리지의 분양 또는 임대 계약의 체결을 지원하는 가상 에너지 스토리지 분양 및 임대 인터페이스부;
    물리적 에너지 저장장치와 가상 에너지 스토리지 매핑 정보를 관리하며, 상기 분양 또는 임대 계약한 가상 에너지 스토리지의 운용 관리 정보 및 정산 정보를 관리하는 가상 에너지 스토리지 운용 정보 제공 인터페이스부;
    상기 분양 또는 임대 계약 체결한 가상 에너지 스토리지의 운용 방식 설정에 따른 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 운용 수익 정산 기능을 수행하는 에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부; 및
    상기 메인 프로세스부와 상기 물리적 에너지 저장장치가 연동하여 상기 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 상태 관리를 위한 신호를 송수신하도록 인터페이싱하는 에너지 저장장치 제어 인터페이스부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분양 또는 임대 계약의 정보, 상기 운용 방식 설정에 대한 정보, 상기 매핑 정보, 상기 충방전 제어에 따라 상기 메인 프로세스부에서 측정된 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보, 또는 상기 운용 수익 정산 기능에 따른 상기 메인 프로세스부에서 산출되는 가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 정보를 저장하는 에너지 스토리지 가상화 정보 저장부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    물리적 에너지 저장장치를 통합 가상 에너지 스토리지로 가상화하여 상기 분양 또는 임대 계약의 용량 만큼씩 각각의 상기 가상 에너지 스토리지로 분할하여 관리함으로써, 수용가가 직접 설비 투자 비용의 부담없이 해당 가상 에너지 스토리지를 소유 또는 관리할 수 있도록 지원하기 위한 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가상 에너지 스토리지 분양 및 임대 인터페이스부는, 웹인터페이스를 통해 가상 에너지 스토리지의 발전 및 용량과 분양 및 임대 가격 정보를 광고하여, 에너지 소비 수용가가 상기 웹인터페이스를 통해 온라인으로 상기 분양 또는 임대 계약의 체결을 지원하는 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가상 에너지 스토리지 운용 정보 제공 인터페이스부는, 상기 분양 또는 임대 계약한 상기 가상 에너지 스토리지 만큼 통합 가상 에너지 스토리지를 분할하기 위하여 에너지 저장장치의 공간을 할당해 물리적 에너지 저장장치와 가상 에너지 스토리지의 상기 매핑 정보를 관리하며, 상기 분양 또는 임대 계약한 가상 에너지 스토리지의 운용 관리 정보 및 정산 정보를 웹인터페이스를 통해 서비스 가입 수용가에게 제공하는 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 스토리지 가상화 메인 프로세스부는,
    상기 가상 에너지 스토리지의 분양 또는 임대에 따른 수용가 최대수요전력 감축 운용, 수요자원거래시장 참여, 소규모 분산자원 거래시장 참여, 또는 REC 시장 참여를 포함하는 운용방식을 설정 관리하는 가상 에너지 스토리지 운용방식 설정 관리부;
    상기 에너지 저장장치의 충방전에 따른 개별 가상 에너지 스토리지의 발전 및 소비전력을 계측하기 위한 전력계량기 프로세스의 구동을 관리하고 전력계량기로부터 측정된 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보를 관리하는 가상 에너지 스토리지 전력계량기 관리부;
    설정된 상기 가상 에너지 스토리지 운용 방식에 따라 상기 에너지 저장장치의 충방전을 제어하고 및 그 상태를 관리하는 가상 에너지 스토리지 충전/방전 제어부; 및
    상기 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보에 기반하여 가상 에너지 스토리지 운용 수익을 정산 관리하는 가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 관리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 장치.
  7. 가상 에너지 스토리지의 분양 또는 임대 계약의 체결을 지원하는 단계;
    물리적 에너지 저장장치와 가상 에너지 스토리지 매핑 정보를 관리하며, 상기 분양 또는 임대 계약한 가상 에너지 스토리지의 운용 관리 정보 및 정산 정보를 관리하는 단계;
    상기 분양 또는 임대 계약 체결한 가상 에너지 스토리지의 운용 방식 설정에 따른 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 운용 수익 정산 기능을 수행하는 단계; 및
    상기 충방전 제어 및 운용 수익 정산 기능을 수행하는 프로세스부와 상기 물리적 에너지 저장장치가 연동하여 상기 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 상태 관리를 위한 신호를 송수신하도록 인터페이싱하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 분양 또는 임대 계약의 정보, 상기 운용 방식 설정에 대한 정보, 상기 매핑 정보, 상기 충방전 제어에 따라 상기 프로세스부에서 측정된 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보, 또는 상기 운용 수익 정산 기능에 따른 상기 프로세스부에서 산출되는 가상 에너지 스토리지 운용 수익 정산 정보를 소정의 저장 수단에 저장하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    물리적 에너지 저장장치를 통합 가상 에너지 스토리지로 가상화하여 상기 분양 또는 임대 계약의 용량 만큼씩 각각의 상기 가상 에너지 스토리지로 분할하여 관리함으로써, 수용가가 직접 설비 투자 비용의 부담없이 해당 가상 에너지 스토리지를 소유 또는 관리할 수 있도록 지원하기 위한 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 분양 또는 임대 계약의 체결을 지원하는 단계에서,
    웹인터페이스를 통해 가상 에너지 스토리지의 발전 및 용량과 분양 및 임대 가격 정보를 광고하여, 에너지 소비 수용가가 상기 웹인터페이스를 통해 온라인으로 상기 분양 또는 임대 계약의 체결을 지원하는 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 분양 또는 임대 계약한 상기 가상 에너지 스토리지 만큼 통합 가상 에너지 스토리지를 분할하기 위하여 에너지 저장장치의 공간을 할당해 물리적 에너지 저장장치와 가상 에너지 스토리지의 상기 매핑 정보를 관리하며, 상기 분양 또는 임대 계약한 가상 에너지 스토리지의 상기 운용 관리 정보 및 정산 정보를 웹인터페이스를 통해 서비스 가입 수용가에게 제공하는 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 가상 에너지 스토리지의 충방전 제어 및 운용 수익 정산 기능을 수행하는 단계는,
    상기 가상 에너지 스토리지의 분양 또는 임대에 따른 수용가 최대수요전력 감축 운용, 수요자원거래시장 참여, 소규모 분산자원 거래시장 참여, 또는 REC 시장 참여를 포함하는 운용방식을 설정 관리하는 단계;
    상기 에너지 저장장치의 충방전에 따른 개별 가상 에너지 스토리지의 발전 및 소비전력을 계측하기 위한 전력계량기 프로세스의 구동을 관리하고 전력계량기로부터 측정된 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보를 관리하는 단계;
    설정된 상기 가상 에너지 스토리지 운용 방식에 따라 상기 에너지 저장장치의 충방전을 제어하고 및 그 상태를 관리하는 단계; 및
    상기 가상 에너지 스토리지 발전 및 소비 전력 계측 정보에 기반하여 가상 에너지 스토리지 운용 수익을 정산 관리하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 스토리지 가상화 방법.
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KR20230054164A (ko) * 2021-10-15 2023-04-24 한국전력공사 클라우드형 에너지 저장장치 운영 방법 및 시스템

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