KR20180053453A - Energy management system, method for managing energy and method for predicting energy demand - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, an energy management system of a community with at least one building divided into one or more areas comprises: a community agent to manage building energy demand prediction data and building energy usage data for each building, and manage a community demand reaction incentive policy applied to the community; and a machine learning device to generate a building demand reaction incentive policy to be applied to each building by a community optimization machine learning model to include the building energy demand prediction data and the building energy usage data for each building and the community demand reaction incentive policy as input data and calculate a community demand management profit for the community to be the largest to send the building demand reaction incentive policy to the community agent. The community agent transmits the building demand reaction incentive polity to a building agent corresponding to each building.

Description

에너지 관리 시스템, 에너지 관리 방법 및 에너지 수요 예측 방법{ENERGY MANAGEMENT SYSTEM, METHOD FOR MANAGING ENERGY AND METHOD FOR PREDICTING ENERGY DEMAND}[0001] ENERGY MANAGEMENT SYSTEM, METHOD FOR MANAGING ENERGY AND METHOD FOR PREDICTING ENERGY DEMAND [0002]

본 발명은 에너지 관리 기술에 관한 것이다. The present invention relates to energy management techniques.

최근 에너지 수요가 빠르게 증가하면서 전력 부족 현상이 심화되고 있다. 이러한 전력 부족 현상을 해소하기 위해, 발전 및 송배전 시설을 추가 설치함에 따라 사회적 비용이 급증하고 있으며, 전력의 공급확대도 지체되고 있다. 이에 따라, 정부에서도 과거의 공급중심에서 수요관리 중심으로 에너지 정책을 전환하고 있다.Recently, the energy shortage is worsening due to the rapid increase in energy demand. In order to overcome this power shortage, social costs are rising rapidly due to the addition of power generation and transmission and distribution facilities, and the supply of electric power is delayed. As a result, the government is also shifting its energy policy from supply-oriented to demand-oriented.

전력의 수요관리란 소비자들의 전력 사용 패턴을 변화시켜 비용은 최소화시키면서 전력수요는 안정적으로 충족시키는 방법이다. 전력의 수요관리는 수요반응과 에너지효율향상으로 나눌 수 있다. 이러한 전력 수요관리를 건물, 가정, 공장에 적용할 경우 그 효과가 크게 나타날 수 있다. Demand management of electricity is a way to satisfy consumers' electricity demand patterns with minimizing costs by changing the pattern of power usage. Demand management of electricity can be divided into demand reaction and energy efficiency improvement. This power demand management can be effective when applied to buildings, homes, and factories.

최근에는 태양광 등의 신재생 에너지, LED 조명, ESS (Enery Storage System), 전기자동차, 스미트 미터 등 다양한 스마트 그리드 기술들이 건물에 도입됨에 따라 이들의 통합운전을 통해 건물의 전력 소비량을 제어하는 BEMS (Building Energy Management System), HEMS (Home Energy Management System), FEMS (Factory Management System) 기술에 대한 시장수요가 증가하고 있다. Recently, various smart grid technologies such as renewable energy such as solar power, LED lighting, ESS (Enery Storage System), electric vehicle and smit meter have been introduced into buildings, Market demand for BEMS (Building Energy Management System), HEMS (Home Energy Management System) and FEMS (Factory Management System) technologies is increasing.

그런데, 종래의 BEMS, HEMS, FEMS는 중앙집중적인 통합제어방식을 채택하고 있어 세부 구역에서의 환경 차이를 반영하지 못하는 문제가 있었다.However, the conventional BEMS, HEMS, and FEMS have adopted a centralized integrated control method, which can not reflect the environmental difference in the detailed area.

예를 들어, 수요반응인센티브정책을 적용함에 있어서, 종래의 기술은 전체 영역(커뮤니티 전체 영역 혹은 건물 전체 영역)에 단일한 수요반응인센티브정책을 적용하였다. 그런데, 세부 구역마다 환경적으로 차이가 있고 해당 구역에 거주하는 사용자의 성향도 다르기 때문에 단일한 수요반응인센티브정책으로는 전체적으로 높은 성과를 달성하기 어려웠다. 또한, 시스템이 강제성을 높여 수요반응에 대응하는 경우, 사용자 편의성이 낮아지는 문제가 있었다.For example, in applying the demand response incentive policy, conventional technologies have applied a single demand response incentive policy to the entire area (entire community area or entire building area). However, since there is an environmental difference in each sub-district and the tendency of users residing in the sub-district is also different, it is difficult to achieve high overall performance with a single demand response incentive policy. In addition, when the system increases the impossibility and responds to the demand reaction, there is a problem that user convenience is lowered.

또한, 종래의 BEMS, HEMS, FEMS는 중앙집중적인 통합제어방식을 채택하고 있어 일부 구성의 고장에 유연하게 대응하지 못하는 문제가 있었으며 또한 새로운 구성을 추가할 때마다 시스템을 고쳐야 하는 문제가 있었다.In addition, since the conventional BEMS, HEMS, and FEMS adopt a centralized integrated control method, there is a problem that they can not flexibly cope with a failure of some of the components, and there is a problem that the system needs to be modified every time a new configuration is added.

또한, 이러한 중앙집중적인 통합제어방식은 단일한 EMS알고리즘으로 전체 구성을 관리하고 제어하게 되는데, 이러한 방식은 전력소비패턴이 다른 블럭을 단일한 EMS(Energy Management System)알고리즘으로 제어함으로써 각각의 전력소비패턴별로 에너지의 수급을 최적화시키지 못하는 문제가 있었다.In addition, this centralized integrated control method manages and controls the entire configuration with a single EMS algorithm, which controls different blocks of power consumption patterns with a single EMS (Energy Management System) algorithm, There was a problem that energy supply and demand could not be optimized for each pattern.

또한, 이러한 중앙집중적인 통합제어방식은 건물의 구역별로 발생하는 국부적인 부하변동을 효과적으로 관리하지 못하는 문제가 있었다.In addition, such a centralized integrated control method has a problem in that it can not effectively manage the local load variation caused by the building area.

또한, 이러한 중앙집중적인 통합제어방식은 기기의 추가 또는 제거 때마다 전체 EMS의 수정 및 재컴파일이 필요해 유지관리 비용이 증가하는 문제가 있었다.In addition, this centralized integrated control method has a problem that the maintenance cost increases because the entire EMS needs to be corrected and recompiled every time a device is added or removed.

또한, 이러한 중앙집중적인 통합제어방식은 거주자의 재실현황, 에너지사용패턴, 편의성에 대한 반영이 미흡한 문제가 있었다.In addition, such a centralized integrated control method has a problem in that it does not sufficiently reflect the occupant status, energy use pattern, and convenience of residents.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 건물의 구역별 다양한 (에너지)환경을 반영하는 에너지관리시스템(EMS: Energy Management System) 기술을 제공하는 것이다.In this context, an object of the present invention is, in one aspect, to provide an Energy Management System (EMS) technology that reflects the diverse (energy) environment of each building zone.

본 발명의 목적은, 다른 측면에서, 일부 고장이 발생하여도 전체 시스템의 신뢰성이 저하되지 않는 EMS 기술을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an EMS technique which, on the other side, does not deteriorate the reliability of the entire system even if some failures occur.

본 발명의 목적은, 또 다른 측면에서, 기기의 플러그앤플레이(Plug & Play)가 가능한 EMS 기술을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide, in yet another aspect, an EMS technology capable of plug & play of a device.

본 발명의 목적은 또 다른 측면에서, 거주자의 재실현황, 에너지사용패턴, 편의성을 반영하는 EMS 기술을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an EMS technique that reflects occupant status, energy usage pattern, and convenience of a resident.

본 발명의 목적은, 다른 측면에서, 건물의 구역별로 사용자 편의성과 에너지 비용이 최적으로 결정되도록 하는 에너지관리시스템 기술을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an energy management system technology which, on the other side, allows the user convenience and energy cost to be determined optimally for each zone of the building.

본 발명의 목적은, 또 다른 측면에서, 종래의 탑-다운방식(중앙집중적인 통합제어방식)의 문제를 해소하고, 각 구역에서의 독립적인 에너지관리정책을 반영하여 전체 영역의 에너지관리정책을 결정하는 기술을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to overcome the problems of the conventional top-down approach (centralized integrated control method) and, in another aspect, to solve the problem of the energy management policy of the whole area by reflecting the independent energy management policy in each zone And to provide a technique for determining the quality of the image.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 적어도 하나 이상의 구역으로 세분화되는 건물이 적어도 하나 이상 위치하는 커뮤니티의 에너지관리시스템에 있어서, 각 건물에 대한 건물에너지수요예측데이터 및 건물에너지사용량데이터를 관리하고, 상기 커뮤니티에 적용되는 커뮤니티수요반응인센티브정책을 관리하는 커뮤니티에이전트; 및 각 건물에 대한 상기 건물에너지수요예측데이터 및 상기 건물에너지사용량데이터, 그리고, 상기 커뮤니티수요반응인센티브정책을 입력데이터로 포함하고 상기 커뮤니티에 대한 커뮤니티수요관리이익이 최대가 되도록 계산하는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 각 건물별로 적용시킬 건물수요반응인센티브정책을 생성하여 상기 커뮤니티에이전트로 전송하는 머신러닝장치를 포함하고, 상기 커뮤니티에이전트는 상기 건물수요반응인센티브정책을 각 건물에 대응되는 건물에이전트로 전송하는 에너지관리시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, in one aspect, the present invention provides an energy management system for a community in which at least one building is subdivided into at least one zone, wherein the building energy demand forecast data for each building and the building energy A community agent for managing usage data and managing community demand response incentive policies applied to the community; And community optimization machine learning that includes the building energy demand forecast data, the building energy consumption data, and the community demand reaction incentive policy for each building as input data and calculates the community demand management profit for the community to be maximum And generating a building demand response incentive policy to be applied to each building through a model, and transmitting the building demand response incentive policy to the community agent, wherein the community agent transmits the building demand response incentive policy to a building agent corresponding to each building Energy management system.

다른 측면에서, 본 발명은, 적어도 하나 이상의 구역으로 세분화되는 건물이 적어도 하나 이상 위치하는 커뮤니티의 에너지관리방법에 있어서, 각 건물에 대한 건물에너지수요예측데이터 및 건물에너지사용량데이터를 관리하고, 상기 커뮤니티에 적용되는 커뮤니티수요반응인센티브정책을 관리하는 단계; 및 각 건물에 대한 상기 건물에너지수요예측데이터 및 상기 건물에너지사용량데이터, 그리고, 상기 커뮤니티수요반응인센티브정책을 입력데이터로 포함하고 상기 커뮤니티에 대한 커뮤니티수요관리이익이 최대가 되도록 계산하는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 각 건물별로 적용시킬 건물수요반응인센티브정책을 생성하는 단계를 포함하는 에너지관리방법을 제공한다. In another aspect, the present invention provides a method of managing energy in a community in which at least one building is subdivided into at least one zone, the method comprising: managing building energy demand forecast data and building energy usage data for each building; Managing a community demand response incentive policy applied to the community demand response incentive policy; And community optimization machine learning that includes the building energy demand forecast data, the building energy consumption data, and the community demand reaction incentive policy for each building as input data and calculates the community demand management profit for the community to be maximum And generating a building demand response incentive policy to be applied to each building through a model.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, EMS 장치가 건물의 구역별 다양한 (에너지)환경을 반영할 수 있게 되고, 일부 고장이 발생하여도 전체 시스템의 신뢰성이 저하되지 않으며, 기기의 플러그앤플레이(Plug & Play)가 가능하게 되고, 거주자의 재실현황, 에너지사용패턴, 편의성을 반영할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 의하면, 건물의 구역별로 사용자 편의성과 에너지 비용이 최적으로 결정되도록 하는 에너지관리시스템 기술을 제공할 수 있다. 그리고, 본 발명에 의하면, 종래의 탑-다운방식(중앙집중적인 통합제어방식)의 문제를 해소하고, 각 구역에서의 독립적인 에너지관리정책을 반영하여 전체 영역의 에너지관리정책을 결정할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the EMS device can reflect the various (energy) environments according to the zones of the building, and even if some failures occur, the reliability of the entire system is not degraded, Plug & Play), and it is possible to reflect the residence status, energy use pattern, and convenience of residents. Further, according to the present invention, it is possible to provide an energy management system technology that enables optimal determination of user convenience and energy cost for each building area. According to the present invention, the problem of the conventional top-down method (centralized integrated control method) is solved and the energy management policy of the entire area can be determined by reflecting the independent energy management policy in each zone .

도 1은 일 실시예에 따른 에너지관리시스템의 개념도이다.
도 2는 커뮤니티의 계층적 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 커뮤니티 레벨의 시스템 구성도이다.
도 4는 건물 레벨의 시스템 구성도이다.
도 5는 구역 레벨의 시스템 구성도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 에너지 수요 예측 방법의 흐름도이다.
도 7은 재실자수 예측을 위한 제1기계학습모델의 구성도이다.
도 8은 각 구역에 대한 재실자수 예측 방법의 흐름도이다.
도 9는 구역별 에너지 수요 예측을 위한 제2기계학습모델의 구성도이다.
도 10은 구역별 에너지 수요 예측 방법의 흐름도이다.
도 11은 건물별 에너지 수요 예측을 위한 제3기계학습모델의 구성도이다.
도 12는 건물별 에너지 수요 예측 방법의 흐름도이다.
도 13은 커뮤니티 에너지 수요 예측을 위한 제4기계학습모델의 구성도이다.
도 14는 커뮤니티 에너지 수요 예측 방법의 흐름도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 에너지 최적화 방법의 흐름도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 에너지관리시스템에서 커뮤니티수요반응인센티브정책이 결정되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따라 커뮤니티레벨에서 최적화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 커뮤니티최적화기계학습모델의 구성도이다.
도 19는 일 실시예에 따라 커뮤니티 최적제어 시나리오를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 20은 일 실시예에 따라 건물레벨에서 최적화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 건물최적화기계학습모델의 구성도이다.
도 22는 일 실시예에 따라 건물 최적제어 시나리오를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 23은 일 실시예에 따라 구역별로 최적제어 시나리오를 생성하는 구역최적화프로그램의 구성도이다.
도 24는 일 실시예에 따라 구역별로 최적제어 시나리오를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 25는 다른 실시예에 따른 에너지관리방법의 흐름도이다.
도 26은 또 다른 실시예에 따른 에너지 수요 예측 방법의 흐름도이다.
도 27은 xEMA의 내부 구성도이다.
도 28은 도 27에서 계층관리장치의 세부 구성도이다.
1 is a conceptual diagram of an energy management system according to an embodiment.
2 is a diagram showing a hierarchical structure of a community.
3 is a system configuration diagram of a community level.
4 is a system configuration diagram of a building level.
5 is a system block diagram of a zone level.
6 is a flowchart of an energy demand forecasting method according to an embodiment.
FIG. 7 is a block diagram of a first machine learning model for predicting occupancy.
FIG. 8 is a flowchart of a method for predicting occupancy number for each zone.
9 is a block diagram of a second machine learning model for predicting the energy demand by zone.
10 is a flow chart of a method for predicting energy demand by zone.
11 is a block diagram of a third machine learning model for predicting the energy demand of each building.
12 is a flowchart of a method for estimating energy demand for each building.
13 is a block diagram of a fourth machine learning model for forecasting community energy demand.
14 is a flowchart of a community energy demand forecasting method.
15 is a flow diagram of an energy optimization method according to one embodiment.
16 is a diagram illustrating a process of determining a community demand response incentive policy in the energy management system according to an exemplary embodiment.
17 is a diagram for explaining a process of optimizing at the community level according to an embodiment.
18 is a block diagram of a community optimized machine learning model according to an embodiment.
19 is a flow diagram of a method for generating a community optimal control scenario in accordance with one embodiment.
20 is a diagram for explaining a process of optimizing at a building level according to an embodiment.
21 is a block diagram of a building optimization machine learning model according to an embodiment.
22 is a flow diagram of a method for generating a building optimal control scenario in accordance with one embodiment.
23 is a block diagram of a zone optimization program for generating an optimal control scenario for each zone according to an embodiment.
24 is a flowchart of a method for generating an optimal control scenario for each zone in accordance with one embodiment.
25 is a flowchart of an energy management method according to another embodiment.
26 is a flowchart of a method of predicting energy demand according to yet another embodiment.
27 is an internal configuration diagram of xEMA.
FIG. 28 is a detailed configuration diagram of the layer management apparatus in FIG. 27;

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 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 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. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."

도 1은 일 실시예에 따른 에너지관리시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of an energy management system according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 에너지관리시스템(100)은 커뮤니티 시스템과 클라우드 시스템으로 구성된다.Referring to FIG. 1, the energy management system 100 includes a community system and a cloud system.

커뮤니티 시스템에는 적어도 하나 이상의 에이전트장치(110)가 포함되고, 클라우드 시스템에는 적어도 하나 이상의 머신러닝장치(120)이 포함된다.The community system includes at least one agent device 110, and at least one machine learning device 120 is included in the cloud system.

에이전트장치(110)는 커뮤니티의 공간 내에 위치하고 있는 다양한 센서들 및 미터기들로부터 측정데이터를 생성한 후 네트워크를 통해 머신러닝장치(120)로 전송한다. 또한, 에이전트장치(110)는 UI(User Interface)장치를 포함하고 있으면서 UI장치를 통해 사용자로부터 획득한 설정정보를 머신러닝장치(120)로 전송한다.The agent apparatus 110 generates measurement data from various sensors and meters located in the space of the community, and transmits the measurement data to the machine learning apparatus 120 through the network. The agent device 110 includes a UI (User Interface) device, and transmits the configuration information acquired from the user to the machine learning device 120 through the UI device.

그리고, 머신러닝장치(120)는 에이전트장치(110)로부터 수신한 측정데이터 및 설정정보를 입력데이터로 하는 기계학습모델을 통해 예측데이터 및 최적화데이터를 생성하여 에이전트장치(110)로 전송한다.The machine learning apparatus 120 generates predictive data and optimization data through a machine learning model using measurement data and setting information received from the agent apparatus 110 as input data, and transmits the predictive data and the optimization data to the agent apparatus 110.

그리고, 에이전트장치(110)는 머신러닝장치(120)로부터 수신한 예측데이터 및 최적화데이터를 이용하여 커뮤니티의 에너지를 관리한다.The agent apparatus 110 manages the energy of the community by using the predictive data and the optimization data received from the machine learning apparatus 120. [

커뮤니티에서 에이전트장치(110)는 계층적으로 배치될 수 있고, 각 계층에 배치되는 에이전트장치(110)는 독립적으로 머신러닝장치(120)와 통신하면서 정보를 송수신할 수 있다.In the community, the agent devices 110 can be hierarchically arranged, and the agent devices 110 disposed at each layer can independently transmit and receive information while communicating with the machine learning device 120.

도 2 내지 도 5를 참조하여, 커뮤니티의 계층적 구조를 설명한다.The hierarchical structure of the community will be described with reference to Figs. 2 to 5. Fig.

도 2는 커뮤니티의 계층적 구조를 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing a hierarchical structure of a community.

도 2를 참조하면, 최상의 커뮤니티 레벨에 커뮤니티에이전트(CEMA: Community Energy Management Agent)가 위치하고, 다음의 건물 레벨에 커뮤니티에이전트(CEMA)와 연결되는 적어도 하나 이상의 건물에이전트(BEMA: Building Energy Management Agent)가 위치한다. 그리고, 그 다음의 구역 레벨에 각각의 건물에이전트(BEMA)와 연결되는 적어도 하나 이상의 구역에이전트(ZEMA: Zone Energy Management Agent)가 위치하고, 각각의 구역에이전트(ZEMA)에는 최하의 센서네트워크 레벨에 위치하는 에너지기기-예를 들어, HAVC기기, 조명기기 등-와, 개인화기기-예를 들어, PC(Personal Computer) 등-와, 미터기, 센서 등이 위치한다.2, a community energy management agent (CEMA) is located at the highest community level and at least one building energy management agent (BEMA) is connected to the community agent (CEMA) at the following building level Located. At least one zone agent (ZEMA) is connected to each building agent (BEMA) at the next zone level, and each zone agent (ZEMA) is located at the lowest sensor network level Energy devices - such as HAVC devices, lighting devices, and personalization devices - such as a personal computer (PC) - meters, sensors, and so on.

도 3은 커뮤니티 레벨의 시스템 구성도이다.3 is a system configuration diagram of a community level.

도 3을 참조하면, 커뮤니티에는 적어도 하나 이상의 건물(310)이 위치한다. 그리고, 커뮤니티에는 건물(310)에 속하지 않는 커뮤니티장치들이 포함될 수 있는데, 예를 들어, 커뮤니티에는 커뮤니티부하(320)-가로등, 교통신호시스템 등-가 포함될 수 있다. 그리고, 커뮤니티에는 커뮤니티장치로서, 커뮤니티분산전원(330), 커뮤니티ESS(Energy Storage System, 340), 커뮤니티EV(Electric Vehicle)충전소(350) 등이 포함될 수 있다.Referring to FIG. 3, at least one building 310 is located in the community. The community may include community devices not belonging to the building 310, for example, a community may include a community load 320 - a streetlight, a traffic signal system, and so on. The community may include a community distributed power source 330, a community ESS (Energy Storage System) 340, a community EV (electric vehicle) charging station 350, etc. as a community device.

커뮤니티에는 전술한 커뮤니티장치들-커뮤니티부하(320), 커뮤니티분산전원(330), 커뮤니티ESS(340), 커뮤니티EV충전소(350)-이 모두 포함될 수도 있고, 이 중 적어도 하나의 커뮤니티장치만 포함될 수도 있다.The community may include all of the above-described community devices-community load 320, community distributed power 330, community ESS 340, community EV charging station 350, or may include only at least one community device have.

커뮤니티에는 커뮤니티 전체의 에너지를 관리하는 커뮤니티에이전트(CEMA)가 위치한다. 커뮤니티에이전트(CEMA)는 각 건물(310)에 위치하는 건물에이전트(BEMA)와 연결되어 있으면서, 각 건물에이전트(BEMA)를 관장한다. 또한, 커뮤니티에이전트(CEMA)는 각 건물에 속하지 않는 커뮤니티장치들(320, 330, 340, 350)과 연결되어 있으면서, 각 커뮤니티장치들(320, 330, 340, 350)의 상태정보를 획득하고, 각 커뮤니티장치들(320, 330, 340, 350)을 제어한다.The community has a community agent (CEMA) that manages the energy of the community as a whole. The community agent (CEMA) is associated with the building agent (BEMA) located in each building (310), and supervises each building agent (BEMA). The community agent CEMA is connected to the community devices 320, 330, 340, and 350 that do not belong to the respective buildings and acquires the state information of the community devices 320, 330, 340, and 350, And controls each of the community devices 320, 330, 340, and 350.

도 4는 건물 레벨의 시스템 구성도이다.4 is a system configuration diagram of a building level.

도 4를 참조하면, 각 건물은 적어도 하나 이상의 구역(410)으로 세분된다.Referring to FIG. 4, each building is subdivided into at least one zone 410.

일 실시예에 따른 에너지관리시스템을 구축하는 사람은 각 건물을 복수의 열적구역으로 세분할 수 있다. 여기서, 열적구역이란 열에너지기기-예를 들어, 냉난방기-가 독립적으로 제어되는 구역을 의미할 수 있다. 서로 다른 열적구역은 서로 다른 열적상태로 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1열적구역은 실내 온도가 23도로 제어될 수 있고, 제2열적구역은 실내 온도가 28도로 제어될 수 있다.The person building the energy management system according to one embodiment can subdivide each building into a plurality of thermal zones. Here, the thermal zone may mean a zone in which a thermal energy device - for example, a cooling / heating device - is independently controlled. Different thermal zones can be controlled in different thermal states. For example, the first thermal zone may be controlled at a room temperature of 23 degrees, and the second thermal zone may be controlled at a room temperature of 28 degrees.

건물에는 각 구역(410)에 속하지 않는 건물장치들이 포함될 수 있다. 예를 들어, 건물에는 건물부하(420)-엘리베이터부하 등-, 건물분산전원(430), 건물ESS(440), 건물EV충전소(450) 등이 포함될 수 있다.The building may include building devices that do not belong to each zone 410. For example, the building may include a building load 420 - an elevator load, etc., a building distributed power source 430, a building ESS 440, a building EV charging station 450, and the like.

건물에는 건물 전체의 에너지를 관리하는 건물에이전트(BEMA)가 위치한다. 그리고, 건물에이전트(BEMA)는 각 구역(410)에 위치하는 구역에이전트(ZEMA)와 연결되어 있으면서, 각 구역에이전트(ZEMA)를 관장한다. 또한, 건물에이전트(BEMA)는 각 구역에 속하지 않는 건물장치들(420, 430, 440, 450)과 연결되어 있으면서, 각 건물장치들(420, 430, 440, 450)의 상태정보를 획득하고, 각 건물장치들(420, 430, 440, 450)을 제어한다.The building has a building agent (BEMA) that manages the energy of the entire building. The building agent (BEMA) is associated with a zone agent (ZEMA) located in each zone 410, and administers each zone agent (ZEMA). In addition, the building agent BEMA is connected to the building devices 420, 430, 440, and 450 that are not included in each zone, and acquires status information of the respective building devices 420, 430, 440, and 450, And controls each of the building devices 420, 430, 440, and 450.

도 5는 구역 레벨의 시스템 구성도이다.5 is a system block diagram of a zone level.

도 5를 참조하면, 각 구역에는 에너지기기(312, 314) 및 개인화기기(316)가 위치할 수 있다.Referring to FIG. 5, energy zones 312 and 314 and personalization equipment 316 may be located in each zone.

개인화기기(316)는 개인의 특성이 반영되는 전기기기로서, 예를 들어, PC(Personal Computer), 책상용 스탠드조명 등이 개인화기기(316)에 속한다. 에너지기기(312, 314)는 개인화기기(316)에 해당되지 않는 전기기기로서, 주로 각 구역의 환경을 제어하는 전기기기이다. 예를 들어, HVAC(Heating, Ventilation, Ari Condition)기기(312) 및 조명기기(314)가 에너지기기에 속한다.The personalization device 316 is an electric device that reflects the characteristics of the individual. For example, a personal computer (PC), a desk stand illumination, and the like belong to the personalization device 316. The energy devices 312 and 314 are electric devices not corresponding to the personalization device 316 and are mainly electric devices for controlling the environment of each zone. For example, a heating, ventilation, and Ari condition (HVAC) device 312 and a lighting device 314 belong to an energy device.

각 구역에는 복수의 센서들이 위치하면서, 센서네트워크를 구성할 수 있다. 예를 들어, 각 구역에는 온도센서(520), CO2센서(530), 습도센서(540), 조도센서(550) 등이 위치할 수 있다.A sensor network can be configured with a plurality of sensors positioned in each zone. For example, a temperature sensor 520, a CO2 sensor 530, a humidity sensor 540, an illuminance sensor 550, and the like may be located in each zone.

구역에는 구역 전체의 에너지를 관리하는 구역에이전트(ZEMA)가 위치한다. 그리고, 구역에이전트(ZEMA)는 센서들(520, 530, 540, 550)로부터 환경데이터를 획득하고, 에너지기기(312, 314) 및 개인화기기(316)로부터 기기에너지사용량데이터를 획득할 수 있다.The zone is located with the Zone Agent (ZEMA), which manages the energy of the entire area. The zone agent ZEMA may then obtain environmental data from the sensors 520, 530, 540, 550 and obtain the appliance energy usage data from the energy devices 312, 314 and the personalization device 316.

에너지관리시스템은 커뮤니티의 계층적 구조를 이용하여, 에너지수요를 예측한다.The energy management system uses the hierarchical structure of the community to predict energy demand.

도 6은 일 실시예에 따른 에너지 수요 예측 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart of an energy demand forecasting method according to an embodiment.

도 6을 참조하면, 먼저 각 구역별로 에너지 수요가 예측된다(S602).Referring to FIG. 6, energy demand is predicted for each zone (S602).

각 구역에 위치하는 구역에이전트(ZEMA)는 센서네트워크로부터 획득한 환경데이터 및 전기기기로부터 획득한 기기에너지사용량데이터를 머신러닝장치로 전송하고 구역에너지수요예측데이터를 수신한다.The zone agent (ZEMA) located in each zone transmits the environmental data acquired from the sensor network and the energy consumption data of the equipment obtained from the electric equipment to the machine learning device and receives the zone energy demand forecast data.

각 구역별로 에너지 수요가 예측되면, 그 다음으로 각 건물별로 에너지 수요가 예측된다(S604).When energy demand is predicted for each district, energy demand is predicted for each building (S604).

각 건물에 위치하는 건물에이전트(BEMA)는 각 구역들에 대한 구역에너지수요예측데이터와 각 구역에 속하지 않는 건물장치들의 상태정보를 머신러닝장치로 전송하고 건물에너지수요예측데이터를 수신한다.The building agent (BEMA) located in each building transmits the zone energy demand forecast data for each zone and the status information of the building devices not belonging to each zone to the machine learning device and receives the building energy demand forecast data.

각 건물별로 에너지 수요가 예측되면, 그 다음으로 커뮤니티 전체에 대한 에너지 수요가 예측된다(S606).Once energy demand is predicted for each building, the energy demand for the entire community is then predicted (S606).

커뮤니티에이전트(CEMA)는 각 건물에 대한 건물에너지수요예측데이터와 각 건물에 속하지 않는 커뮤니티장치들의 상태정보를 머신러닝장치로 전송하고 커뮤니티에너지수요예측데이터를 수신한다.The Community Agent (CEMA) transmits the building energy demand forecast data for each building and the status information of the community devices not belonging to each building to the machine learning device and receives the community energy demand forecast data.

에너지관리시스템은 이러한 계층적인 구조를 통해 각 구역별로 에너지 수요를 예측할 수 있게 된다.This hierarchical structure of the energy management system enables forecasting of energy demand for each district.

각 계층에서의 에너지 수요 예측 방법에 대해 좀더 설명한다.We will explain how to predict energy demand at each level.

도 7은 재실자수 예측을 위한 제1기계학습모델의 구성도이고, 도 8은 각 구역에 대한 재실자수 예측 방법의 흐름도이다.FIG. 7 is a block diagram of a first machine learning model for estimating the number of occupants, and FIG. 8 is a flowchart of a method for estimating the occupancy number for each section.

에너지관리시스템은 구역에 대한 에너지 수요를 예측하기 전에, 각 구역의 재실자수를 예측할 수 있다. 에너지관리시스템은 재실자수를 먼저 예측함으로써 각 구역의 거주자에 대한 사용자 편의성을 높이고 에너지효율도 적절히 유지할 수 있다.The energy management system can predict the number of occupants in each zone before anticipating the energy demand for the zone. The energy management system can predict the number of occupants first, thereby improving user convenience and energy efficiency for residents in each area.

도 7을 참조하면, 재실자수 예측을 위한 제1기계학습모델은 온도데이터, CO2데이터 및 개인화기기 에너지사용량데이터를 입력데이터로 포함할 수 있다. 온도데이터, CO2데이터 및 개인화기기 에너지사용량데이터는 모두 재실자와 관련된 변수들이다. 예를 들어, 각 구역에서의 재실자수가 증가하면 CO2의 농도가 높아지게 된다. 제1기계학습모델은 CO2의 농도와 재실자수와의 관계를 학습하고, 예측 단계에서 CO2데이터가 입력되면 이를 통해 재실자수를 예측할 수 있다. 개인화기기 에너지사용량데이터도 재실자수와 밀접한 상관관계를 가질 수 있다. 예를 들어, PC의 에너지사용량이 높은 상태에 있다면 PC를 운영하는 사람이 해당 구역에 있다는 것을 의미할 수 있다. 제1기계학습모델은 개인화기기의 에너지사용량데이터와 재실자수와의 관계를 학습하고, 예측 단계에서 개인화기기 에너지사용량데이터가 입력되면 이를 통해 재실자수를 예측할 수 있다.Referring to FIG. 7, the first machine learning model for estimating the number of occupants can include temperature data, CO2 data, and personalization device energy usage data as input data. Temperature data, CO2 data, and personalization appliance energy usage data are all variables related to attendance. For example, an increase in the number of occupants in each zone leads to a higher CO2 concentration. The first machine learning model learns the relationship between the concentration of CO2 and the number of occupants, and predicts the number of occupants when the CO2 data is input at the prediction stage. Personalization energy consumption data can also be closely correlated with the number of occupants. For example, if your PC is in a high energy state, it may mean that the person who runs the PC is in that area. The first machine learning model learns the relationship between the energy consumption data of the personalization machine and the number of occupants, and when the personalization machine energy consumption data is input at the prediction stage, the number of occupants can be predicted through the data.

제1기계학습모델은 조도데이터 혹은 사용자단말과의 무선통신(예를 들어, 근거리통신인 블루투스, 와이파이 등)데이터를 입력데이터로 더 사용할 수 있다. 무선통신데이터를 생성하기 위해, 각 구역에는 무선통신장치-예를 들어, 블루투스 장치-가 배치될 수 있다. 이러한 무선통신장치는 사용자단말-예를 들어, 모바일폰-과 무선통신을 통해 사용자가 실내에 위치하고 있는지를 판단하고 이를 무선통신데이터로 생성할 수 있다.The first machine learning model may further use illumination data or wireless communication with the user terminal (e.g., Bluetooth, Wi-Fi, etc., which are near-field communication) as input data. To generate wireless communication data, a wireless communication device-for example, a Bluetooth device-may be located in each zone. Such a wireless communication device can determine whether a user is located indoors through a wireless communication with a user terminal (e.g., a mobile phone) and generate the wireless communication data.

제1기계학습모델은 온도데이터, CO2데이터 및 개인화기기 에너지사용량데이터를 모두 입력데이터로 사용할 수도 있으나 실시예에 따라서는 그 중 일부의 데이터만 입력데이터로 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1기계학습모델은 CO2데이터를 입력데이터로 하여 재실자수를 계산할 수 있다. 그리고, 실시예에 따라 온도데이터 및 개인화기기에 대한 기기에너지사용량데이터를 입력데이터로 더 포함할 수 있다.The first machine learning model may use both temperature data, CO2 data, and personalization device energy usage data as input data, but depending on the embodiment, only some of the data may be used as input data. For example, the first machine learning model can calculate the number of lost workers using CO2 data as input data. In addition, according to the embodiment, temperature data and device energy usage data for the personalization device may be further included as input data.

제1기계학습모델은 재실자수 예측데이터와 실측데이터를 비교하여 에러데이터를 생성하고 에러데이터에서의 에러값이 작아지도록 제1기계학습모델 내의 파라미터 및 구조를 변경할 수 있다. 이때, 각 구역에는 재실자수를 측정하는 센서가 포함되지 않을 수 있다. 이러한 상황에서 실측데이터를 확보하기 위해 제1기계학습모델은 다른 정보를 활용할 수 있다. 예를 들어, 구역에이전트(ZEMA)에는 UI장치가 포함될 수 있는데, 이러한 UI장치를 통해 비정기적으로 재실자수가 입력되고 이러한 사용자 입력 정보가 제1기계학습모델의 실측데이터로서 활용될 수 있다.The first machine learning model can compare the occupancy number prediction data with the actual data to generate error data and change the parameters and structure in the first machine learning model so that the error value in the error data becomes smaller. At this time, each zone may not include a sensor for measuring the number of occupants. In such a situation, the first machine learning model can utilize other information in order to acquire actual data. For example, a zone agent (ZEMA) may include a UI device, and the user input information may be periodically used as the actual data of the first machine learning model through the UI device.

제1기계학습모델은 재실자수 뿐만 아니라 재실자패턴도 생성할 수 있다. 재실자패턴이란, 재실여부를 시간의 흐름에 따라 나타내는 값일 수 있는데, 제1기계학습모델은 이러한 재실자패턴도 생성할 수 있다. 머신러닝장치는 제1기계학습모델을 통해 재실자수 및 재실자패턴을 포함하는 재실자추정정보를 생성하고 이러한 재실자추정정보를 이용하여 구역에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다. 아래에서는 재실자추정정보의 일 예인 재실자수에 대해 설명하나, 다른 예로서 재실자패턴 등이 사용될 수도 있다.The first machine learning model can generate not only the number of occupants but also occupancy patterns. The occupancy pattern may be a value representing the occupancy in accordance with the passage of time, and the first machine learning model can also generate this occupancy pattern. The machine learning apparatus can generate occupant estimation information including occupant number and occupant pattern through the first machine learning model, and generate the occupancy energy demand forecast data using the occupant estimation information. Hereinafter, the number of occupants, which is an example of the occupant estimating information, is described, but another occupant pattern may be used.

도 8을 참조하면, 구역에이전트(ZEMA)는 제1환경데이터를 머신러닝장치(120)로 전송한다(S802). 여기서, 제1환경데이터는 각 구역에 설치되는 센서네트워크로부터 획득한 환경데이터 중 재실자수와 연관도가 높은 환경데이터로서 예를 들어, 온도데이터 및 CO2데이터가 이에 해당될 수 있다.Referring to FIG. 8, the zone agent ZEMA transmits the first environment data to the machine learning device 120 (S802). Here, the first environmental data may be environmental data having a high degree of association with the number of occupants among the environmental data acquired from the sensor network installed in each zone, for example, temperature data and CO2 data.

구역에이전트(ZEMA)는 개인화기기에 대한 에너지사용량데이터를 머신러닝장치(120)로 전송한다(S804).The zone agent (ZEMA) transmits the energy usage data for the personalization device to the machine learning device 120 (S804).

머신러닝장치(120)는 제1환경데이터 및 개인화기기에 대한 에너지사용량데이터를 입력데이터로 포함하는 제1기계학습모델을 통해 각 구역에 대한 재실자수를 계산하고, 재실자예측데이터를 생성하여 구역에이전트(ZEMA)로 전송한다(S806).The machine learning apparatus 120 calculates the number of occupants for each zone through the first machine learning model including the first environment data and the energy usage data for the personalization apparatus as input data, generates the occupant prediction data, (ZEMA) (S806).

재실자수가 예측되면 그 다음으로 구역에너지수요예측데이터가 생성된다.If the number of residents is predicted, then the district energy demand forecast data is generated.

도 9는 구역별 에너지 수요 예측을 위한 제2기계학습모델의 구성도이고, 도 10은 구역별 에너지 수요 예측 방법의 흐름도이다.FIG. 9 is a block diagram of a second machine learning model for predicting energy demand by zone, and FIG. 10 is a flowchart of a method of predicting energy demand by zone.

도 9를 참조하면, 구역별 에너지 수요 예측을 위한 제2기계학습모델은 재실자수, 환경데이터, 전기기기(에너지기기 및 개인화기기)의 기기에너지사용량데이터, 각 구역에 대한 물리적정보를 입력데이터로 포함할 수 있다. 여기서, 각 구역에 대한 물리적정보는 각 구역의 위치정보, 각 구역의 면적정보, 각 구역의 창호정보 및 각 구역의 외벽정보를 포함할 수 있다. 그리고, 기기에너지사용량데이터는 실시간에너지사용량 및 에너지사용패턴정보를 포함할 수 있다. 그리고, 환경데이터는 온도데이터, 습도데이터, 조도데이터, CO2데이터 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the second machine learning model for estimating the energy demand of each zone includes input data, occupancy data, environmental data, equipment energy consumption data of the electric equipment (energy equipment and personalization equipment) . Here, the physical information for each zone may include position information of each zone, area information of each zone, window information of each zone, and outer wall information of each zone. The device energy usage data may include real-time energy usage and energy usage pattern information. The environmental data may include temperature data, humidity data, illuminance data, CO2 data, and the like.

제2기계학습모델은 입력데이터와 구역에너지사용량과의 관계를 학습하고, 예측 단계에서 입력데이터가 입력되면 구역에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다.The second machine learning model learns the relationship between the input data and the zone energy usage, and generates the zone energy demand forecast data when the input data is input in the prediction step.

제2기계학습모델은 구역에너지수요예측데이터와 실측데이터를 비교하여 에러데이터를 생성하고 에러데이터에서의 에러값이 작아지도록 제2기계학습모델 내의 파라미터 및 구조를 변경할 수 있다. 이때, 실측데이터는 기기에너지사용량데이터를 통해 획득될 수 있다.The second machine learning model may compare the zone energy demand forecast data with the actual data to generate error data and change the parameters and structure in the second machine learning model such that the error value in the error data is smaller. At this time, the actual data can be obtained through the device energy usage data.

도 10을 참조하면, 머신러닝장치(120)는 도 7 내지 도 8을 참조하여 설명한 것과 같이 재실자수를 예측하고 재실자수예측데이터를 생성할 수 있다(S1002)Referring to FIG. 10, the machine learning apparatus 120 may estimate the number of occupants and generate the occupancy number prediction data as described with reference to FIGS. 7 to 8 (S1002)

그리고, 구역에이전트(ZEMA)는 구역에 대한 물리적정보를 관리하고 있으면서 주기적으로 혹은 비주기적으로 물리적정보를 머신러닝장치(120)로 전송한다(S1004).The zone agent ZEMA manages the physical information about the zone, and periodically or aperiodically transmits the physical information to the machine learning device 120 (S1004).

그리고, 구역에이전트(ZEMA)는 환경데이터를 전송하고(S1006), 전기기기에 대한 기기에너지사용량데이터를 전송한다(S1008).Then, the zone agent ZEMA transmits the environmental data (S1006), and transmits the energy consumption data of the appliance to the electric appliance (S1008).

머신러닝장치(120)는 재실자수, 환경데이터, 기기에너지사용량데이터 및 물리적정보를 입력데이터로 포함하는 제2기계학습모델을 통해 각 구역에 대한 구역에너지수요예측데이터를 생성하여 구역에이전트(ZEMA)로 전송할 수 있다(S1010).The machine learning apparatus 120 generates zone energy demand forecast data for each zone through a second machine learning model that includes occupancy number, environmental data, appliance energy usage data, and physical information as input data, (S1010).

구역에이전트(ZEMA)는 각 구역별로 수신되는 구역에너지수요예측데이터를 이용하여 각 구역의 에너지를 관리한다.The Zone Agent (ZEMA) manages the energy of each zone using the zone energy demand forecast data received for each zone.

각 구역에 대한 물리적정보는 각 구역의 위치정보를 더 포함할 수 있다. 그리고, 머신러닝장치는 구역에이전트(ZEMA) 혹은 다른 장치-예를 들어, 기상서버-로부터 각 구역의 위치에 대한 외기데이터를 더 획득하고, 제2기계학습모델에 외기데이터를 입력데이터로 더 포함시켜 구역에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다.The physical information for each zone may further include location information for each zone. The machine learning apparatus further acquires ambient data for the position of each zone from the zone agent (ZEMA) or another device (e.g., weather server), and further includes ambient data as input data in the second machine learning model To generate zone energy demand forecast data.

구역에이전트(ZEMA)는 환경데이터, 기기에너지사용량데이터 및 물리적정보를 로컬DB(DATABASE)에 저장하고 있으면서, 주기적으로 로컬DB에 저장된 데이터를 머신러닝장치(120)와 연계된 클라우드DB로 전송할 수 있다. 그리고, 머신러닝장치(120)는 클라우드DB에 저장된 데이터를 활용하여, 재실자수 혹은 구역에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다. The zone agent ZEMA may store the environmental data, the energy usage data of the equipment, and the physical information in a local database (DATABASE), and periodically transmit the data stored in the local DB to the cloud DB associated with the machine learning apparatus 120 . The machine learning apparatus 120 may generate data on occupancy number or zone energy demand using data stored in the cloud DB.

에너지관리시스템은 구역별로 에너지 수요 예측이 완료되면, 이를 취합하여 건물에 대한 에너지 수요 예측을 수행할 수 있다.The energy management system can collect energy demand forecasts for each zone and collect energy demand forecasts for the buildings.

도 11은 건물별 에너지 수요 예측을 위한 제3기계학습모델의 구성도이고, 도 12는 건물별 에너지 수요 예측 방법의 흐름도이다.FIG. 11 is a block diagram of a third machine learning model for estimating energy demand for each building, and FIG. 12 is a flowchart of a method for predicting energy demand for each building.

도 11을 참조하면, 건물별 에너지 수요 예측을 위한 제3기계학습모델은 구역에너지수요예측데이터, 건물장치에 대한 상태정보, 건물의 물리적정보를 입력데이터로 포함할 수 있다. 여기서, 건물의 물리적정보는 각 건물의 위치정보, 각 건물의 면적정보, 각 건물의 창호정보 및 각 건물의 외벽정보 등을 포함할 수 있다. 그리고, 건물장치에 대한 상태정보는 예를 들어, 건물분산전원의 발전량, 건물ESS의 충전량, 건물EV충전소에 접속된 전기자동차로 공급하는 전력량 등의 정보가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 11, a third machine learning model for predicting the energy demand of each building may include zone energy demand forecast data, state information on the building apparatus, and physical information of the building as input data. Here, the physical information of the building may include location information of each building, area information of each building, window information of each building, and outer wall information of each building. The state information on the building apparatus may include information such as, for example, the amount of power generated by the building distributed power source, the amount of charged building ESS, and the amount of power supplied to the electric vehicle connected to the building EV charging station.

제3기계학습모델은 입력데이터와 건물에너지사용량과의 관계를 학습하고, 예측 단계에서 입력데이터가 입력되면 건물에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다.The third machine learning model learns the relationship between input data and building energy consumption, and generates building energy demand forecast data when input data is input in the prediction step.

제3기계학습모델은 건물에너지수요예측데이터와 실측데이터를 비교하여 에러데이터를 생성하고 에러데이터에서의 에러값이 작아지도록 제3기계학습모델 내의 파라미터 및 구조를 변경할 수 있다. 이때, 실측데이터는 각 구역의 에너지사용량데이터 및 건물장치의 에너지사용량데이터 혹은 에너지공급량데이터를 통해 획득될 수 있다.The third machine learning model can compare the building energy demand forecast data with the actual data to generate error data and change the parameters and structure in the third machine learning model so that the error value in the error data becomes smaller. At this time, the actual data can be obtained through energy usage data of each zone and energy usage data or energy supply data of the building apparatus.

도 12를 참조하면, 머신러닝장치(120)는 구역별로 에너지수요예측데이터를 생성한다(S1202).Referring to FIG. 12, the machine learning apparatus 120 generates energy demand forecast data for each zone (S1202).

그리고, 건물에이전트(BEMA)는 건물에 대한 물리적정보를 관리하고 있으면서 주기적으로 혹은 비주기적으로 물리적정보를 머신러닝장치(120)에 전송한다(S1204). The building agent BEMA manages physical information on the building, and periodically or aperiodically transmits the physical information to the machine learning device 120 (S1204).

그리고, 건물에이전트(BEMA)는 건물부하, 건물분산전원, 건물ESS 및 건물EV충전소 중 적어도 하나의 건물장치에 대한 상태정보를 획득하여 머신러닝장치(120)로 전송한다(S1206).Then, the building agent BEMA acquires state information on at least one of the building load, the distributed building power of the building, the building ESS, and the building EV charging station, and transmits the state information to the machine learning apparatus 120 (S1206).

그리고, 머신러닝장치(120)는 각 건물에 대하여 각 구역에 대한 구역에너지수요예측데이터, 건물장치에 대한 상태정보 및 각 건물에 대한 물리적정보를 입력데이터로 포함하는 제3기계학습모델을 통해 건물에너지수요예측데이터를 생성하고 건물에이전트(BEMA)로 전송할 수 있다(S1208).Then, the machine learning apparatus 120 generates a third machine learning model including, for each building, a zone energy demand forecast data for each zone, state information about the building apparatus, and physical information about each building as input data, Energy demand forecast data may be generated and transmitted to the building agent (BEMA) (S1208).

에너지관리시스템은 건물별로 에너지 수요 예측이 완료되면, 이를 취합하여 커뮤니티에 대한 에너지 수요 예측을 수행할 수 있다.The energy management system can collect energy demand forecasts for each building and collect energy demand forecasts for the community.

도 13은 커뮤니티 에너지 수요 예측을 위한 제4기계학습모델의 구성도이고, 도 14는 커뮤니티 에너지 수요 예측 방법의 흐름도이다.FIG. 13 is a block diagram of a fourth machine learning model for community energy demand forecasting, and FIG. 14 is a flowchart of a community energy demand forecasting method.

도 13을 참조하면, 커뮤니티 에너지 수요 예측을 위한 제4기계학습모델은 건물에너지수요예측데이터, 커뮤니티장치에 대한 상태정보, 커뮤니티의 물리적정보를 입력데이터로 포함할 수 있다. 여기서, 커뮤니티의 물리적정보는 커뮤니티의 위치정보 등을 포함할 수 있다. 그리고, 커뮤니티장치에 대한 상태정보는 예를 들어, 커뮤니티분산전원의 발전량, 커뮤니티ESS의 충전량, 커뮤니티EV충전소에 접속된 전기자동차로 공급하는 전력량 등의 정보를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, the fourth machine learning model for predicting the community energy demand may include building energy demand forecast data, state information on the community device, and physical information of the community as input data. Here, the physical information of the community may include location information of the community and the like. The state information on the community device may include, for example, information such as a power generation amount of the community distributed power source, a charging amount of the community ESS, and an electric power amount supplied to the electric vehicle connected to the community EV charging station.

제4기계학습모델은 입력데이터와 커뮤니티에너지사용량과의 관계를 학습하고, 예측 단계에서 입력데이터가 입력되면 커뮤니티에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다.The fourth machine learning model learns the relationship between input data and community energy usage, and generates community energy demand forecast data when input data is input in the prediction step.

제4기계학습모델은 커뮤니티에너지수요예측데이터와 실측데이터를 비교하여 에러데이터를 생성하고 에러데이터에서의 에러값이 작아지도록 제4기계학습모델 내의 파라미터 및 구조를 변경할 수 있다. 이때, 실측데이터는 각 건물의 에너지사용량데이터 및 커뮤니티장치의 에너지사용량데이터 혹은 에너지공급량데이터를 통해 획득될 수 있다.The fourth machine learning model can compare the community energy demand forecast data with the actual data to generate error data and change the parameters and structure in the fourth machine learning model so that the error value in the error data becomes smaller. At this time, the actual data may be obtained through energy consumption data of each building and energy usage data or energy supply data of the community device.

도 14를 참조하면, 머신러닝장치(120)는 건물별로 에너지수요예측데이터를 생성한다(S1402).Referring to FIG. 14, the machine learning apparatus 120 generates energy demand forecast data for each building (S1402).

그리고, 커뮤니티에이전트(CEMA)는 커뮤니티에 대한 물리적정보를 관리하고 있으면서 주기적으로 혹은 비주기적으로 물리적정보를 머신러닝장치(120)에 전송한다(S1404). Then, the community agent (CEMA) manages the physical information about the community and periodically or aperiodically transmits the physical information to the machine learning device 120 (S1404).

그리고, 커뮤니티에이전트(CEMA)는 커뮤니티부하, 커뮤니티분산전원, 커뮤니티ESS 및 커뮤니티EV충전소 중 적어도 하나의 커뮤니티장치에 대한 상태정보를 획득하여 머신러닝장치(120)로 전송한다(S1406).Then, the community agent CEMA obtains state information on at least one community device among the community load, the community distributed power, the community ESS, and the community EV charging station and transmits the state information to the machine learning device 120 (S1406).

그리고, 머신러닝장치(120)는 각 건물에 대한 건물에너지수요예측데이터, 커뮤니티장치에 대한 상태정보 및 커뮤니티에 대한 물리적정보를 입력데이터로 포함하는 제4기계학습모델을 통해 커뮤니티에너지수요예측데이터를 생성하여 커뮤니티에이전트(CEMA)로 전송할 수 있다(S1408).Then, the machine learning apparatus 120 receives the community energy demand forecast data through the fourth machine learning model including the building energy demand forecast data for each building, the state information about the community apparatus, and the physical information about the community as input data And transmits the generated message to the community agent (CEMA) (S1408).

에너지관리시스템은 에너지수요예측데이터를 이용하여 각 레벨별로 최적제어 시나리오 및 에너지관리정책을 생성할 수 있다.The energy management system can generate optimal control scenarios and energy management policies for each level using energy demand forecast data.

도 15는 일 실시예에 따른 에너지 최적화 방법의 흐름도이다.15 is a flow diagram of an energy optimization method according to one embodiment.

도 15를 참조하면, 에너지관리시스템은 커뮤니티레벨에서 에너지를 최적화한다(S1502).Referring to FIG. 15, the energy management system optimizes energy at the community level (S1502).

커뮤니티레벨에는 각 건물에 속하지 않는 커뮤니티장치가 포함될 수 있는데, 커뮤니티레벨 최적화 단계에서, 이러한 커뮤니티장치에 대한 최적제어 시나리오가 생성될 수 있다. 커뮤니티장치에 대한 최적제어 시나리오를 생성할 때, 에너지관리시스템은 에너지비용이 최소화되도록 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다. 예를 들어, 에너지관리시스템은 수요반응인센티브 및 실시간에너지가격정보를 이용하여, 커뮤니티장치의 에너지사용량을 시간대별로 혹은 전체적으로 조절하고, 이를 통해 에너지비용을 최소화시킬 수 있다. 구체적으로, 에너지관리시스템은 실시간에너지가격정보를 통해 에너지가격이 낮은 시간대로 커뮤니티장치의 사용을 스케쥴링하고, 또한, 수요반응인센티브가 주어지는 시간대에 에너지사용이 줄어들도록 커뮤니티장치의 사용을 스케쥴링할 수 있다.The community level may include a community device that does not belong to each building. In the community level optimization step, an optimal control scenario for this community device may be created. When creating an optimal control scenario for a community device, the energy management system can create an optimal control scenario so that the energy cost is minimized. For example, an energy management system can use energy demand incentives and real-time energy pricing information to control the energy usage of community devices over time or as a whole, thereby minimizing energy costs. Specifically, the energy management system schedules the use of community devices at low energy prices through real-time energy pricing information and also schedules the use of community devices to reduce energy usage during times of demand response incentives .

에너지관리시스템은 커뮤니티장치에 대해서는 직접 제어를 위한 최적제어 시나리오를 생성하고, 소속 건물들에 대해서는 특정 목적함수의 값이 최대가 되도록 유도하는 에너지관리정책을 생성하여 각 건물의 건물에이전트로 전송할 수 있다. 여기서, 에너지관리정책은 강제적인 제어신호가 아닌 특정 목적함수의 값이 최대가 되도록 유도하기 위한 정책에 관한 것이다. 예를 들어, 에너지관리정책에는 부하차단, 부하스케쥴링과 같은 강제적인 제어신호가 아닌 수요반응인센티브정책과 같은 특정 목적함수의 값이 최대가 되도록 유도하기 위한 정책이 포함될 수 있다.The energy management system can generate an optimal control scenario for direct control of the community device and an energy management policy to induce the maximum value of the specific objective function for the belonging buildings to be transmitted to the building agent of each building . Here, the energy management policy refers to a policy for guiding the value of a specific objective function to be maximized rather than a mandatory control signal. For example, an energy management policy may include a policy to guide the value of a particular objective function, such as a demand response incentive policy, to a maximum value, rather than a mandatory control signal such as load blocking or load scheduling.

커뮤니티에이전트는 커뮤니티의 수요반응인센티브총액이 최대가 되도록 하는 목적함수를 사용하면서, 이러한 목적함수가 최대가 되도록 에너지관리정책을 생성할 수 있다. 예를 들어, 커뮤니티에이전트를 관리하는 주체는 커뮤니티 단위에서 수요반응에 참여할 건물들을 모집하고 운영하는 에너지수요관리회사일 수 있다. 이러한 에너지수요관리회사는 커뮤니티의 수요반응인센티브총액을 최대로 하는 것을 목적으로 설립된 회사일 수 있다.The community agent can create an energy management policy that maximizes this objective function while using an objective function that maximizes the aggregate demand response incentive of the community. For example, the entity managing the community agent may be an energy demand management company that recruits and operates buildings that will participate in the demand response in the community unit. Such an energy demand management company may be a company established to maximize the total demand incentive of the community.

혹은 에너지수요관리회사는 수요반응 참여를 통한 수익이 최대가 되는 것을 목적으로 설립된 회사일 수 있다. 이 경우, 커뮤니티에이전트가 사용하는 목적함수는 커뮤니티의 수요관리수익의 총액이 최대가 되는 것일 수 있다. 수요관리수익은 전력거래시장으로부터 받는 커뮤니티수요반응인센티브에서 각 건물로 재분배시키는 건물수요반응인센티브를 제외한 금액일 수 있다. 건물수요반응인센티브가 너무 높게 책정되면 커뮤니티수요반응인센티브의 수익이 줄어드는 경우도 있지만, 반대로 건물수요반응인센티브가 너무 낮게 책정되면 각 건물의 수요반응 순응지수가 낮아지면서 커뮤니티수요반응인센티브의 수익도 줄어들 수 있다. 에너지관리시스템은 이러한 것들을 고려하여 에너지관리정책을 생성할 수 있다.Alternatively, the energy demand management company may be a company established for the purpose of maximizing the profit through participating in the demand reaction. In this case, the objective function used by the community agent may be that the total amount of the demand management profit of the community becomes the maximum. Demand management revenues can be the amount that excludes building demand response incentives that redistribute community demand response incentives from the power trading market to each building. If the building demand reaction incentive is set too high, the revenue of the community demand response incentive may decrease. On the contrary, if the building demand response incentive is set too low, the demand response adaptation index of each building may be lowered and the profit of the community demand response incentive may decrease have. An energy management system can create an energy management policy based on these factors.

에너지관리정책이 건물에이전트로 전송되면, 에너지관리시스템은 건물레벨에서 에너지를 최적화한다(S1504).When the energy management policy is transmitted to the building agent, the energy management system optimizes the energy at the building level (S1504).

건물레벨에는 각 구역에 속하지 않는 건물장치가 포함될 수 있는데, 건물레벨 최적화 단계에서, 이러한 건물장치에 대한 최적제어 시나리오가 생성될 수 있다. 건물장치에 대한 최적제어 시나리오를 생성할 때, 에너지관리시스템은 에너지비용이 최소화되도록 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다. 예를 들어, 에너지관리시스템은 수요반응인센티브 및 실시간에너지가격정보를 이용하여, 건물장치의 에너지사용량을 시간대별로 혹은 전체적으로 조절하고, 이를 통해 에너지비용을 최소화시킬 수 있다. 구체적으로, 에너지관리시스템은 실시간에너지가격정보를 통해 에너지가격이 낮은 시간대로 건물장치의 사용을 스케쥴링하고, 또한, 수요반응인센티브가 주어지는 시간대에 에너지사용이 줄어들도록 건물장치의 사용을 스케쥴링할 수 있다.Building levels may include building units that do not belong to each zone, and in the building level optimization stage, an optimal control scenario for this building unit may be created. When creating an optimal control scenario for a building device, the energy management system can create an optimal control scenario so that the energy cost is minimized. For example, an energy management system can utilize demand response incentives and real-time energy pricing information to control the energy usage of a building device over time or as a whole, thereby minimizing energy costs. Specifically, the energy management system can schedule the use of building devices at low energy prices through real-time energy pricing information and also schedule the use of building devices to reduce energy usage during times of demand response incentives .

여기서, 수요반응인센티브는 커뮤니티에이전트로부터 수신하는 에너지관리정책에 포함되어 있을 수 있다. 건물에이전트는 커뮤니티에이전트로부터 수신하는 에너지관리정책을 고려하여 최적제어 시나리오를 생성하기 때문에, 커뮤니티에이전트에 직접적으로 제어를 받지는 않지만 커뮤니티에이전트와 간접적인 제어 관계를 유지할 수 있게 된다.Here, the demand response incentive may be included in the energy management policy received from the community agent. Since the building agent generates the optimal control scenario considering the energy management policy received from the community agent, the building agent can maintain the indirect control relationship with the community agent although it is not directly controlled by the community agent.

에너지관리시스템은 건물장치에 대해서는 직접 제어를 위한 최적제어 시나리오를 생성하고, 소속 구역들에 대해서는 특정 목적함수의 값이 최대가 되도록 유도하는 에너지관리정책을 생성하여 각 구역의 구역에이전트로 전송할 수 있다. 여기서, 에너지관리정책은 강제적인 제어신호가 아닌 특정 목적함수의 값이 최대가 되도록 유도하기 위한 정책에 관한 것이다. 예를 들어, 에너지관리정책에는 부하차단, 부하스케쥴링과 같은 강제적인 제어신호가 아닌 수요반응인센티브정책과 같은 특정 목적함수의 값이 최대가 되도록 유도하기 위한 정책이 포함될 수 있다.The energy management system can generate an optimal control scenario for direct control of the building system and generate an energy management policy that guar- antees that the value of the specific objective function is maximized for the belonging zones and can be transmitted to the zone agent of each zone . Here, the energy management policy refers to a policy for guiding the value of a specific objective function to be maximized rather than a mandatory control signal. For example, an energy management policy may include a policy to guide the value of a particular objective function, such as a demand response incentive policy, to a maximum value, rather than a mandatory control signal such as load blocking or load scheduling.

건물에이전트는 건물의 에너지비용이 최소가 되도록 하는 목적함수를 사용하면서, 이러한 목적함수가 최소가 되도록 에너지관리정책을 생성할 수 있다.The building agent can create an energy management policy that minimizes this objective function while using the objective function to minimize the energy cost of the building.

커뮤니티에이전트가 각 건물에이전트로 전송하는 에너지관리정책이나 건물에이전트가 각 구역에이전트로 전송하는 에너지관리정책은 각 건물에이전트별로 혹은 각 구역에이전트별로 서로 다르게 책정될 수 있다. 예를 들어, 건물에이전트는 제1구역에이전트를 위한 제1에너지관리정책과 제2구역에이전트를 위한 제2에너지관리정책을 서로 다르게 책정할 수 있다. 에너지관리정책으로 수요반응인센티브정책을 사용한다고 할 때, 수요반응인센티브를 받을 수 있는 수요반응부하용량은 정해져 있기 때문에, 각 건물별로 혹은 각 구역별로 수요반응부하용량을 적절히 배분하고 수요반응에 참여한 부하에 대하여 적절한 인센티브를 제공하는 것이 필요하다. 이를 위해, 커뮤니티에이전트는 각 건물에이전트별로 서로 다르게 에너지관리정책을 생성하여 각 건물에이전트를 통해 최대의 수요관리수익을 창출할 수 있도록 한다. 그리고, 건물에이전트는 각 구역에이전트별로 서로 다르게 에너지관리정책을 생성하여 건물 전체의 에너지 비용이 최소화되도록 한다.Energy management policies that a community agent sends to each building agent or energy management policies that a building agent sends to each zone agent can be set differently for each building agent or for each zone agent. For example, the building agent may differentiate the first energy management policy for the first zone agent and the second energy management policy for the second zone agent differently. When the demand response incentive policy is used in the energy management policy, the demand response load capacity capable of receiving the demand response incentive is determined. Therefore, the demand reaction load capacity is properly allocated to each building or each district, It is necessary to provide appropriate incentives for To this end, the community agent creates energy management policies differently for each building agent, so that the maximum demand management profit can be generated through each building agent. In addition, the building agent generates energy management policies differently for each zone agent so that the energy cost of the entire building is minimized.

에너지관리정책이 구역에이전트로 전송되면, 에너지관리시스템은 구역레벨에서 에너지를 최적화한다(S1506).When the energy management policy is sent to the zone agent, the energy management system optimizes energy at the zone level (S1506).

구역레벨에서는 하위 레벨이 존재하지 않기 때문에, 제어 가능한 모든 기기(부하)에 대해 최적의 제어 시나리오를 생성하는 것이 중요할 수 있다. 한편, 에너지관리시스템은 에너지 비용 뿐만 아니라 각 구역에 거주하고 있는 사용자들의 편의성까지 고려하여 제어 시나리오를 생성하기 때문에, 다른 레벨과 목적함수가 다를 수 있다.Since there is no lower level at the zone level, it may be important to create an optimal control scenario for all controllable devices (loads). On the other hand, since the energy management system generates the control scenario considering not only the energy cost but also the convenience of users residing in each zone, different levels and objective functions may be different.

에너지관리시스템은 구역의 최적제어 시나리오를 생성할 때, 에너지관리정책 뿐만 아니라, 사용자설정정보, 실내외환경정보, 기기별에너지사용패턴정보 및 재실자정보 등을 더 고려하여 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다. 이러한 정보들은 사용자 편의성을 고려하는데 사용될 수 있다.The energy management system can generate an optimal control scenario by considering not only the energy management policy but also user setting information, indoor / outdoor environment information, energy usage pattern information per device, and occupant information, etc., when generating the optimal control scenario of the zone . Such information can be used to consider user convenience.

아래에서는 이해의 편의를 위해 에너지관리정책으로서, 수요반응인센티브정책이 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다.The following is an example of a case where demand response incentive policy is used as an energy management policy for convenience of understanding.

도 16은 일 실시예에 따른 에너지관리시스템에서 커뮤니티수요반응인센티브정책이 결정되는 과정을 나타내는 도면이다.16 is a diagram illustrating a process of determining a community demand response incentive policy in the energy management system according to an exemplary embodiment.

도 16을 참조하면, 각 구역에이전트(ZEMA)는 구역에너지수요예측데이터 및 구역수요반응부하용량을 산정하여 건물에이전트(BEMA)로 전송한다. 각 구역에이전트(ZEMA)는 구역수요반응부하용량을 건물에이전트(BEMA)로 전송하지 않을 수도 있다. 건물에이전트(BEMA)는 각 구역에서 수요반응에 참여할 것으로 예측되는 부하용량을 산정하여 관리할 수도 있다.Referring to FIG. 16, each zone agent (ZEMA) calculates zone energy demand forecast data and zone demand response load capacity and transmits them to the building agent (BEMA). Each Zone Agent (ZEMA) may not transfer zone demand response load capacity to the building agent (BEMA). The building agent (BEMA) may also manage load capacity estimates that are expected to participate in the demand response in each zone.

건물에이전트(BEMA)는 구역에너지수요예측데이터를 취합하고, 각 구역에 속하지 않는 건물장치에 대한 에너지수요예측데이터를 더해 건물에너지수요예측데이터를 생성한다. 그리고, 건물에이전트(BEMA)는 구역수요반응부하용량을 취합하고, 각 구역에 속하지 않는 건물장치에 대한 수요반응부하용량을 산정하여 건물수요반응부하용량을 생성한다. 그리고, 건물에이전트(BEMA)는 건물에너지수요예측데이터 및 건물수요반응부하용량을 커뮤니티에이전트(CEMA)로 전송한다. 건물에이전트(BEMA)는 건물수요반응부하용량을 커뮤니티에이전트(CEMA)로 전송하지 않을 수도 있다. 커뮤니티에이전트(CEMA)는 각 건물에서 수요반응에 참여할 것으로 예측되는 부하용량을 산정하여 관리할 수 있다.The building agent (BEMA) collects the zone energy demand forecast data and adds the energy demand forecast data for the building units not belonging to each zone to generate the building energy demand forecast data. Then, the building agent (BEMA) collects the zone demand response load capacity, and calculates the demand response load capacity of the building apparatus not belonging to each zone to generate the building demand response load capacity. Then, the building agent (BEMA) transmits the building energy demand forecast data and the building demand response load capacity to the community agent (CEMA). The building agent (BEMA) may not transmit the building demand response load capacity to the community agent (CEMA). The Community Agent (CEMA) can estimate and manage the load capacity expected to participate in the demand response in each building.

커뮤니티에이전트(CEMA)는 건물에너지수요예측데이터를 취합하고, 각 건물에 속하지 않는 커뮤니티장치에 대한 에너지수요예측데이터를 더해 커뮤니티에너지수요예측데이터를 생성한다. 그리고, 커뮤니티에이전트(CEMA)는 건물수요반응부하용량을 취합하고, 각 건물에 속하지 않는 커뮤니티장치에 대한 수요반응부하용량을 산정하여 커뮤니티수요반응부하용량을 생성한다. 커뮤니티수요반응부하용량은 기계학습모델을 통해 추정된 값일 수 있다. 커뮤니티에이전트(CEMA)가 각 건물에이전트(BEMA)로부터 수요반응에 참여할 부하용량을 전송받지 않는 실시예에서는 커뮤니티에이전트(CEMA)가 커뮤니티수요반응부하용량을 추정하여 관리할 수 있다.The Community Agent (CEMA) aggregates the building energy demand forecast data and adds the energy demand forecast data for the community devices that do not belong to each building to generate the community energy demand forecast data. Then, the community agent (CEMA) collects the building demand response load capacity, and calculates the demand response load capacity for the community devices not belonging to each building to generate the community demand response load capacity. The community demand response load capacity may be a value estimated through a machine learning model. In an embodiment where the community agent (CEMA) does not receive the load capacity to participate in the demand response from each building agent (BEMA), the community agent (CEMA) can estimate and manage the community demand response load capacity.

커뮤니티에이전트(CEMA)는 커뮤니티에너지수요예측데이터 및 커뮤니티수요반응부하용량을 이용하여 수요반응시스템에 입찰하고 입찰의 결과로서 커뮤니티수요반응인센티브정책을 수신할 수 있다.The Community Agent (CEMA) can bid on the demand response system using community energy demand forecast data and community demand response load capacity, and receive community demand response incentive policies as a result of the bidding.

커뮤니티수요반응인센티브정책은 수요반응부하용량 및 가격정책일 수 있다. 예를 들어, 커뮤니티수요반응인센티브정책은 수요반응에 참여한 부하용량 및 그 부하용량에 대한 가격정책일 수 있다. 더 구체적인 예로서, 커뮤니티수요반응인센티브정책은 부하용량의 크기 및 그 부하용량에 대한 KW당의 가격일 수 있다. 이때, 가격은 시간단위로 다르게 책정될 수 있다. 건물수요반응인센티브정책이나 구역수요반응인센티브정책도 수요반응부하용량 및 그 수요반응부하용량에 대한 가격정책일 수 있다.Community demand response incentive policies can be demand response load capacity and pricing policies. For example, a community demand response incentive policy may be a pricing policy for the load capacity participating in the demand response and its load capacity. As a more specific example, the community demand response incentive policy may be the size of the load capacity and the price per KW of that load capacity. At this time, the price can be set differently in units of time. Building demand response incentive policies or zone demand response incentive policies can also be pricing policies for demand response load capacity and its demand response load capacity.

도 17은 일 실시예에 따라 커뮤니티레벨에서 최적화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.17 is a diagram for explaining a process of optimizing at the community level according to an embodiment.

도 17을 참조하면, 머신러닝장치는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 커뮤니티장치에 대한 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 17, a machine learning device may generate an optimal control scenario for a community device through a community optimized machine learning model.

커뮤니티에이전트는 건물에 속하지 않는 커뮤니티부하, 커뮤니티분산전원, 커뮤니티ESS(Energy Storage System) 및 커뮤니티EV(Electric Vehicle)충전소 중 적어도 하나의 커뮤니티장치에 대한 상태정보를 획득하여 머신러닝장치로 전송할 수 있다.The community agent can acquire state information on at least one of community loads, community distributed power, community energy storage system (ESS), and community electric EV charging station, which are not belonging to the building, to the machine learning device.

그리고, 머신러닝장치는 커뮤니티장치에 대한 상태정보 및 커뮤니티수요반응인센티브정책을 이용하여 커뮤니티장치에 대한 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다. 이때, 머신러닝장치는 커뮤니티장치의 에너지비용이 최소화되도록 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다.The machine learning device may then generate an optimal control scenario for the community device using the state information for the community device and the community demand response incentive policy. At this time, the machine learning apparatus can generate an optimal control scenario so that the energy cost of the community apparatus is minimized.

머신러닝장치에서 생성된 최적제어 시나리오가 커뮤니티에이전트로 전송되면, 커뮤니티에이전트는 이러한 최적제어 시나리오에 따라 커뮤니티장치들을 제어할 수 있다.Once the optimal control scenario generated at the machine learning device is sent to the community agent, the community agent can control the community devices according to this optimal control scenario.

한편, 머신러닝장치는 각 건물에 대한 건물에너지수요예측데이터 및 건물에너지사용량데이터, 그리고, 커뮤니티수요반응인센티브정책을 입력데이터로 포함하는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 각 건물별로 적용시킬 건물수요반응인센티브정책을 생성할 수 있다. 이때 생성되는 건물수요반응인센티브정책은 건물별로 다를 수 있다.On the other hand, the machine learning device has a community-optimized machine learning model that includes building energy demand forecast data, building energy consumption data, and community demand response incentive policy for each building as input data, You can create a policy. The building demand response incentive policy generated at this time may vary from building to building.

커뮤니티최적화기계학습모델은 특정 최적화함수가 최대 혹은 최소가 되도록 건물수요반응인센티브정책을 생성할 수 있다. 그리고, 커뮤니티최적화기계학습모델은 최적화함수에 대한 예측값과 실측값의 차이에 의한 에러데이터에 따라 기계학습을 수행할 수 있다.The community-optimized machine learning model can generate building demand response incentive policies so that certain optimization functions are maximized or minimized. The community optimized machine learning model can perform the machine learning according to the error data based on the difference between the predicted value and the measured value for the optimization function.

예를 들어, 최적화함수는 커뮤니티수요관리수익에 대한 함수일 수 있다. 이때, 커뮤니티최적화기계학습모델은 커뮤니티수요관리수익이 최대가 되도록 각 건물에 대한 건물수요반응인센티브정책을 생성할 수 있다. 그런데, 각 건물이 기대하는 방향으로 수요반응을 진행하지 않을 수 있다. 이런 경우, 커뮤니티최적화기계학습모델은 내부 파라미터가 최적화되지 않은 것으로 판단하고, 예측값과 실측값의 차이에 의한 에러데이터에 따라 기계학습을 수행할 수 있다.For example, the optimization function may be a function of community demand management revenues. At this time, the community optimization machine learning model can generate a building demand response incentive policy for each building to maximize the community demand management profit. However, demand response may not proceed in the direction expected by each building. In this case, the community optimized machine learning model can determine that the internal parameters are not optimized, and can perform the machine learning according to the error data based on the difference between the predicted value and the measured value.

일 예로서, 머신러닝장치는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 커뮤니티수요관리수익에 대한 예측값을 생성하고, 커뮤니티에이전트로부터 커뮤니티수요관리수익에 대한 실측값을 수신할 수 있다. 그리고, 머신러닝장치는 예측값과 실측값의 차이에 따른 에러데이터를 이용하여 커뮤니티최적화기계학습모델을 학습시킬 수 있다.As an example, the machine learning device may generate a predicted value for the community demand management revenue through a community optimized machine learning model and receive an actual value for the community demand management revenue from the community agent. Then, the machine learning apparatus can learn a community optimized machine learning model using error data corresponding to the difference between the predicted value and the measured value.

다른 예로서, 머신러닝장치는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 각 건물별로 커뮤니티 관점의 수요관리수익에 대한 예측값을 생성하고, 커뮤니티에이전트로부터 건물별 수요반응인센티브수익에 대한 실측값을 수신할 수 있다. 그리고, 머신러닝장치는 예측값과 실측값의 차이에 따른 에러데이터를 이용하여 커뮤니티최적화기계학습모델을 학습시킬 수 있다.As another example, the machine learning device may generate a predicted value for the demand management profit of the community view for each building through the community optimized machine learning model, and receive the actual value of the demand response incentive profit for each building from the community agent. Then, the machine learning apparatus can learn a community optimized machine learning model using error data corresponding to the difference between the predicted value and the measured value.

커뮤니티최적화기계학습모델은 건물수요반응인센티브정책으로서 각 건물별 수요반응부하용량을 산출할 수 있는데, 이러한 실시예에서, 머신러닝장치는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 각 건물별로 산출된 수요반응부하용량과 각 건물별로 실제로 수요반응에 참여한 부하용량의 차이에 따른 에러데이터를 이용하여 커뮤니티최적화기계학습모델을 학습시킬 수 있다.The community-optimized machine learning model can calculate demand response load capacity of each building as a building demand response incentive policy. In this embodiment, the machine learning apparatus calculates the demand response load capacity And the community optimized machine learning model can be learned by using the error data according to the difference of the load capacity actually involved in the demand response for each building.

커뮤니티최적화기계학습모델은 건물별로 수요반응순응지수도 생성할 수 있다. 이러한 수요반응순응지수는 커뮤니티최적화기계학습모델의 내부 파라미터로 사용되면서 각 건물별로 할당할 수요반응부하용량 및 에너지가격을 산출하는데 사용될 수 있다.The community-optimized machine learning model can also generate demand response adaptation indices for each building. This demand response adaptation index can be used as an internal parameter of the community-optimized machine learning model and can be used to calculate the demand response load capacity and energy price to be allocated to each building.

다른 한편으로는, 수요반응순응지수는 기계학습에 사용될 수 있다. 커뮤니티최적화기계학습모델은 각 건물별 수요반응순응지수 예측값을 더 생성하고, 머신러닝장치는 수요반응순응지수 예측값과 실측값의 차이에 따른 에러데이터를 이용하여 커뮤니티최적화기계학습모델을 학습시킬 수 있다.On the other hand, the demand response adaptation index can be used for machine learning. The community optimized machine learning model further generates a demand response adaptive index prediction value for each building, and the machine learning apparatus can learn a community optimized machine learning model using error data according to the difference between the demand response adaptive index predicted value and the measured value .

도 18은 일 실시예에 따른 커뮤니티최적화기계학습모델의 구성도이다.18 is a block diagram of a community optimized machine learning model according to an embodiment.

도 18을 참조하면, 커뮤니티최적화기계학습모델은 실시간에너지가격정보, 수요반응인센티브정책, CO2저감인센티브정책, 커뮤니티장치에 대한 상태정보, 각 건물별 에너지사용량데이터 및 커뮤니티에너지수요예측데이터를 입력데이터로 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18, the community-optimized machine learning model includes real-time energy price information, a demand response incentive policy, a CO2 reduction incentive policy, state information on a community device, energy usage data for each building, .

그리고, 머신러닝장치는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 커뮤니티장치 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다. 그리고, 머신러닝장치는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 건물별로 건물수요반응인센티브정책을 생성할 수 있다. 실시예에 따라서는, 머신러닝장치는 건물별로 CO2저감인센티브정책을 더 생성할 수 있다.The machine learning device may then generate a community device optimal control scenario through a community optimized machine learning model. And the machine learning device can generate building demand reaction incentive policy for each building through the community optimized machine learning model. Depending on the embodiment, the machine learning device may further generate a CO2 reduction incentive policy for each building.

커뮤니티최적화기계학습모델은 최적화 함수가 최대 혹은 최소가 되도록 출력값들을 생성할 수 있다.The community optimization machine learning model can generate output values such that the optimization function is maximized or minimized.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, CO2저감에 따른 인센티브는 신재생에너지사용량 혹은 전기자동차의 충전량의 함수로 계산될 수 있고, i, k, j는 수요관리사업자의 선택 혹은 에너지관리시스템의 선택에 따라 결정될 수 있다.Here, the incentive due to CO2 reduction can be calculated as a function of the renewable energy usage or the electric charge of the electric vehicle, and i, k, j can be determined by the choice of the demand management operator or the selection of the energy management system.

커뮤니티최적화기계학습모델은 출력으로서 최적화함수값을 생성하고, 실측데이터와 비교하여 기계학습에 사용할 수 있다. 또한, 커뮤니티최적화기계학습모델은 각 건물별로 수요반응 순응지수를 입력데이터로 더 포함할 수 있다. 수요반응 순응지수는 커뮤니티에이전트에서 생성되어 머신러닝장치로 전송될 수 있다.The community-optimized machine learning model can generate an optimization function value as an output and use it for machine learning by comparing it with measured data. In addition, the community optimization machine learning model may further include the demand response adaptation index for each building as input data. The demand response adaptation index can be generated by the community agent and transmitted to the machine learning device.

도 19는 일 실시예에 따라 커뮤니티 최적제어 시나리오를 생성하는 방법의 흐름도이다.19 is a flow diagram of a method for generating a community optimal control scenario in accordance with one embodiment.

커뮤니티에이전트(CEMA)는 커뮤니티에 대한 수요반응부하용량를 관리하고, 전력거래시장으로부터 실시간에너지가격정보, 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책을 수신할 수 있다. 여기서, 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책은 커뮤니티에너지수요에측데이터 및 커뮤니티에 대한 수요반응부하용량을 이용하여 커뮤니티에이전트(CEMA)가 수요반응시스템에 입찰하고 입찰의 결과로서 수신한 값일 수 있다. 커뮤니티에이전트(CEMA)는 이러한 입찰을 통해 주기적으로 혹은 비주기적으로 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책을 갱신할 수 있다.The Community Agent (CEMA) can manage demand response load capacity for the community and receive real-time energy pricing information, demand response incentive policies and CO2 reduction incentive policies from the power trading market. Here, the demand response incentive policy and the CO2 reduction incentive policy may be the value received by the community agent (CEMA) as a result of the bidding and the bid response by the community agent (CEMA) using the demand response load capacity for the community data and the community energy demand . The Community Agent (CEMA) can periodically or non-periodically update the demand response incentive policy and the CO2 reduction incentive policy through these bids.

도 19를 참조하면, 머신러닝장치(120)는 커뮤니티에너지수요예측데이터를 생성하여 커뮤니티에이전트(CEMA)로 전송한다(S1902).Referring to FIG. 19, the machine learning device 120 generates community energy demand forecast data and transmits it to the community agent (CEMA) (S1902).

그리고, 커뮤니티에이전트(CEMA)는 전력거래시장으로 커뮤니티에너지수요예측데이터를 전송하고(S1904), 커뮤니티에서 수요반응에 참여할 수 있는 수요반응부하용량을 전력거래시장으로 전송한다(S1906).The community agent (CEMA) transmits the community energy demand forecast data to the power trading market (S1904), and transmits the demand response load capacity, which can participate in the demand response, to the power trading market in the community (S1906).

전력거래시장-하드웨어적으로 전력거래시장을 관리하는 서버-은 이러한 정보에 대응하여 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책을 커뮤니티에이전트(CEMA)로 전송할 수 있다(S1908).The power trading market - a server that manages the power trading market in hardware - can transmit the demand response incentive policy and the CO2 reduction incentive policy to the community agent (C901) in response to this information.

수요반응인센티브정책에는 수요반응에 참여해야 하는 부하용량, 시간 등의 정보와 수요반응에 참여했을 때의 인센티브에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한, CO2저감인센티브정책에는 신재생에너지별로 사용량에 따른 인센티브 정보가 포함될 수 있다.Demand Response The incentive policy can include information such as load capacity, time to participate in the demand response, and incentives when participating in the demand response. In addition, the CO2 reduction incentive policy may include incentive information for each new renewable energy.

전력거래시장은 커뮤니티에이전트(CEMA)로 실시간에너지가격정보를 전송할 수 있다(S1910).The power trading market may transmit the real-time energy price information to the community agent (S1910).

커뮤니티에이전트(CEMA)는 머신러닝장치(120)로 실시간에너지가격정보를 전송하고(S1912), 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책을 전송할 수 있다(S1914).The community agent (CEMA) transmits real-time energy price information to the machine learning device 120 (S1912), and transmits the demand response incentive policy and the CO2 reduction incentive policy (S1914).

그리고, 커뮤니티에이전트(CEMA)는 커뮤니티장치에 대한 상태정보를 머신러닝장치(120)로 전송하고(S1916), 각 건물별 에너지사용량데이터를 머신러닝장치(120)로 전송할 수 있다(S1920).The community agent CEMA transmits the state information on the community device to the machine learning device 120 (S1916), and transmits the energy usage data for each building to the machine learning device 120 (S1920).

머신러닝장치(120)는 실시간에너지가격정보, 수요반응인센티브정책, CO2저감인센티브정책, 커뮤니티장치에 대한 상태정보, 각 건물별 에너지사용량데이터 및 커뮤니티에너지수요예측데이터를 입력데이터로 포함하는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 각 건물별 수요반응인센티브정책, 각 건물별 CO2저감인센티브정책 및 커뮤니티장치에 대한 제어시나리오를 생성하여 커뮤니티에이전트(CEMA)로 전송할 수 있다(S1922, S1924).The machine learning apparatus 120 is a community optimization apparatus that includes real-time energy price information, a demand response incentive policy, a CO2 reduction incentive policy, state information on a community device, energy usage data for each building, A demand response incentive policy for each building, a CO2 reduction incentive policy for each building, and a control scenario for the community device can be generated through the learning model and transmitted to the community agent (S1922, S1924).

커뮤니티에이전트(CEMA)는 커뮤니티장치에 대한 제어시나리오에 따라 커뮤니티장치를 제어하고, 각 건물별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책을 각 건물에이전트(BEMA)로 전송할 수 있다.The community agent (CEMA) can control the community devices according to the control scenario for the community device, and can transmit demand response incentive policies and CO2 reduction incentive policies for each building to each building agent (BEMA).

한편, 건물에이전트는 각 구역에 대한 구역에너지수요예측데이터를 포함하는 건물에너지수요예측데이터 및 각 구역의 구역수요반응부하용량을 포함하는 건물수요반응부하용량을 관리하고, 건물에 적용되는 건물수요반응인센티브정책을 관리할 수 있다.Meanwhile, the building agent manages the building demand response load capacity including the building energy demand forecast data including the zone energy demand forecast data for each zone and the zone demand response load capacity of each zone, and the building demand response Manage incentive policies.

그리고, 머신러닝장치는 각 구역에 대한 구역에너지수요예측데이터 그리고, 건물수요반응인센티브정책을 입력데이터로 포함하고 건물에 대한 에너지비용이 최소화되도록 계산하는 건물최적화기계학습모델을 통해 각 구역별로 적용시킬 구역수요반응인센티브정책을 생성하여 건물에이전트에 전송할 수 있다.The machine learning device is then applied to each zone through a building-optimized machine learning model that includes zone energy demand forecast data for each zone and building demand response incentive policies as input data and calculates energy costs for the building to be minimized Zone demand response incentive policies can be created and sent to building agents.

그리고, 건물에이전트는 구역수요반응인센티브정책을 각 구역에 대응되는 구역에이전트로 전송할 수 있다.The building agent can then transmit the zone demand response incentive policy to the zone agent corresponding to each zone.

도 20은 일 실시예에 따라 건물레벨에서 최적화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.20 is a diagram for explaining a process of optimizing at a building level according to an embodiment.

도 20을 참조하면, 머신러닝장치는 건물최적화기계학습모델을 통해 건물장치에 대한 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 20, a machine learning apparatus can generate an optimal control scenario for a building apparatus through a building optimization machine learning model.

건물에이전트는 구역에 속하지 않는 건물부하, 건물분산전원, 건물ESS 및 건물EV충전소 중 적어도 하나의 건물장치에 대한 상태정보를 획득하여 머신러닝장치로 전송할 수 있다.The building agent can acquire status information on at least one of the building load, the distributed building power of the building, the building ESS, and the building EV charging station that does not belong to the zone, and can transmit the status information to the machine learning device.

그리고, 머신러닝장치는 건물장치에 대한 상태정보 및 건물수요반응인센티브정책을 이용하여 건물장치에 대한 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다. 이때, 머신러닝장치는 건물장치의 에너지비용이 최소화되도록 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다.Then, the machine learning apparatus can generate the optimal control scenario for the building apparatus using the state information on the building apparatus and the building demand response incentive policy. At this time, the machine learning apparatus can generate an optimal control scenario so that the energy cost of the building apparatus is minimized.

머신러닝장치에서 생성된 최적제어 시나리오가 건물에이전트로 전송되면, 건물에이전트는 이러한 최적제어 시나리오에 따라 건물장치들을 제어할 수 있다.Once the optimal control scenario generated in the machine learning device is sent to the building agent, the building agent can control the building devices according to this optimal control scenario.

한편, 머신러닝장치는 각 구역에 대한 구역에너지수요예측데이터 및 구역에너지사용량데이터, 그리고, 건물수요반응인센티브정책을 입력데이터로 포함하는 건물최적화기계학습모델을 통해 각 구역별로 적용시킬 구역수요반응인센티브정책을 생성할 수 있다. 이때 생성되는 구역수요반응인센티브정책은 구역별로 다를 수 있다.On the other hand, the machine learning device has a zone-specific demand response incentive to be applied to each zone through a building-optimized machine learning model that includes zone energy demand forecast data, zone energy usage data for each zone, and building demand response incentive policy as input data You can create a policy. The zone demand response incentive policy generated at this time may vary from district to district.

건물최적화기계학습모델은 특정 최적화함수가 최대 혹은 최소가 되도록 구역수요반응인센티브정책을 생성할 수 있다. 그리고, 건물최적화기계학습모델은 최적화함수에 대한 예측값과 실측값의 차이에 의한 에러데이터에 따라 기계학습을 수행할 수 있다.The building optimization machine learning model can generate the zone demand response incentive policy so that the specific optimization function is maximized or minimized. And, the building optimization machine learning model can perform the machine learning according to the error data by the difference between the predicted value and the measured value for the optimization function.

예를 들어, 최적화함수는 건물에너지비용에 대한 함수일 수 있다. 이때, 건물최적화기계학습모델은 건물에너지비용이 최소가 되도록 각 구역에 대한 구역수요반응인센티브정책을 생성할 수 있다. 그런데, 각 구역이 기대하는 방향으로 수요반응을 진행하지 않을 수 있다. 이런 경우, 건물최적화기계학습모델은 내부 파라미터가 최적화되지 않은 것으로 판단하고, 예측값과 실측값의 차이에 의한 에러데이터에 따라 기계학습을 수행할 수 있다.For example, the optimization function may be a function of building energy cost. At this time, the building optimization machine learning model can generate the zone demand response incentive policy for each zone so that the building energy cost is minimized. However, demand response may not proceed in the direction expected by each zone. In this case, the building optimization machine learning model can determine that the internal parameters are not optimized, and can perform the machine learning based on the error data due to the difference between the predicted value and the measured value.

도 21은 일 실시예에 따른 건물최적화기계학습모델의 구성도이다.21 is a block diagram of a building optimization machine learning model according to an embodiment.

도 21을 참조하면, 건물최적화기계학습모델은 실시간에너지가격정보, 각 건물별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책, 각 건물장치에 대한 상태정보, 각 구역별 에너지사용량데이터 및 각 건물의 건물에너지수요예측데이터를 입력데이터로 포함할 수 있다.21, the building optimization machine learning model includes real-time energy price information, demand reaction incentive policy and CO2 reduction incentive policy for each building, status information for each building apparatus, energy usage data for each zone, and building energy Demand prediction data can be included as input data.

그리고, 머신러닝장치는 건물최적화기계학습모델을 통해 각 구역별 수요반응인센티브정책, 각 구역별 CO2저감인센티브정책 및 각 건물장치에 대한 제어시나리오를 생성할 수 있다.And the machine learning device can generate the demand response incentive policy for each zone, the CO2 reduction incentive policy for each zone and the control scenario for each building device through the building optimization machine learning model.

여기서, 건물최적화기계학습모델은 제2최적화함수가 최소화되도록 출력값들을 생성할 수 있다.Here, the building optimization machine learning model can generate output values such that the second optimization function is minimized.

제2최적화함수는 건물 전체의 에너지사용량이 최소화되고, 수요반응에 따른 인센티브가 최대화되며, CO2 저감에 따른 인센티브가 최대화되도록 하는 함수이다.The second optimization function is a function that minimizes the energy consumption of the entire building, maximizes the incentive according to the demand response, and maximizes the incentive due to the CO2 reduction.

도 22는 일 실시예에 따라 건물 최적제어 시나리오를 생성하는 방법의 흐름도이다.22 is a flow diagram of a method for generating a building optimal control scenario in accordance with one embodiment.

도 22를 참조하면, 머신러닝장치(120)는 건물별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책을 커뮤니티에이전트(CEMA)로 전송하고(S2202), 커뮤니티에이전트(CEMA)는 건물에이전트(BEMA)로 건물별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책을 전송할 수 있다(S2204).Referring to FIG. 22, the machine learning apparatus 120 transmits a demand response incentive policy and a CO2 reduction incentive policy for each building to a community agent (S 2202), and the community agent (CEMA) The demand response incentive policy and the CO2 reduction incentive policy can be transmitted (S2204).

그리고, 건물에이전트(BEMA)는 실시간에너지가격정보, 건물별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책, 건물장치의 상태정보, 건물의 수요반응부하정보, 구역별 에너지사용량데이터 등을 머신러닝장치(120)로 전송할 수 있다(S2206, S2208, S2210, S2212, S2214).The building agent (BEMA) provides real-time energy price information, demand reaction incentive policy and CO2 reduction incentive policy for each building, state information of the building apparatus, demand response load information of the building, (S2206, S2208, S2210, S2212, S2214).

그리고, 머신러닝장치(120)는 실시간에너지가격정보, 각 건물별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책, 각 건물장치에 대한 상태정보, 각 구역별 에너지사용량데이터 및 각 건물의 건물에너지수요예측데이터를 입력데이터로 포함하는 건물최적화기계학습모델을 통해 각 구역별 수요반응인센티브정책, 각 구역별 CO2저감인센티브정책 및 각 건물장치에 대한 제어시나리오를 생성하여 건물에이전트(BEMA)로 전송할 수 있다(S2216, S2218).In addition, the machine learning apparatus 120 is provided with real-time energy price information, demand reaction incentive policy and CO2 reduction incentive policy for each building, status information about each building apparatus, energy usage data for each zone, The incentive policy for each zone, the CO2 reduction incentive policy for each zone, and the control scenario for each building device can be generated and transmitted to the building agent (BEMA) through the building-optimized machine learning model including the input data , S2218).

머신러닝장치(120)는 각 구역별 수요반응부하용량 및 수요반응순응지수를 계산하고 각 구역별 수요반응부하용량 및 수요반응순응지수를 이용하여 각 구역별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책를 생성할 수도 있다.The machine learning apparatus 120 calculates a demand response load capacity and a demand response adaptation index for each zone and generates a demand response incentive policy and a CO2 reduction incentive policy for each zone using demand response load capacity and demand response adaptation index for each zone You may.

도 23은 일 실시예에 따라 구역별로 최적제어 시나리오를 생성하는 구역최적화프로그램의 구성도이고, 도 24는 일 실시예에 따라 구역별로 최적제어 시나리오를 생성하는 방법의 흐름도이다.FIG. 23 is a block diagram of a zone optimization program that generates an optimal control scenario for each zone according to an embodiment; and FIG. 24 is a flowchart of a method for generating an optimal control scenario for each zone according to an embodiment.

구역에이전트(ZEMA)는 각 구역에 대한 수요반응부하정보를 관리하고, 건물에이전트(BEMA)로부터 각 구역별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책을 수신할 수 있다.Zone agent (ZEMA) can manage demand response load information for each zone, receive demand response incentive policies and CO2 reduction incentive policies for each zone from the building agent (BEMA).

도 23을 참조하면, 구역별로 최적제어 시나리오를 생성하는 구역최적화프로그램은 실시간에너지가격정보, 각 구역별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책, 각 구역별 재실자정보, 각 구역에서 작동되는 에너지기기 및 개인화기기의 기기에너지사용량데이터(혹은 기기별에너지사용패턴정보), 및 각 구역별 구역에너지수요예측데이터를 입력데이터로 포함할 수 있다.Referring to FIG. 23, a zone optimization program that generates an optimal control scenario for each zone includes real-time energy price information, a demand response incentive policy and a CO2 reduction incentive policy for each zone, occupancy information for each zone, energy devices operated in each zone, The energy consumption data (or energy usage pattern information of each device) of the personalization apparatus, and the regional energy demand forecast data for each zone may be included as input data.

다른 예로서, 구역최적화프로그램은 사용자설정정보, 실내외환경정보, 기기별에너지사용패턴정보, 재실자정보, 구역수요반응부하정보, 및 구역에너지수요예측데이터를 입력데이터로 포함할 수 있다. 사용자설정정보는 예를 들어, 수요반응우선순위설정정보, 회의스케쥴설정정보, 실내환경설정정보 등을 수 있다.As another example, the zone optimization program may include user setting information, indoor / outdoor environment information, energy usage pattern information for each device, occupant information, zone demand response load information, and zone energy demand forecast data as input data. The user setting information may include, for example, demand response priority setting information, conference schedule setting information, indoor setting information, and the like.

그리고, 머신러닝장치는 구역최적화프로그램을 통해 각 구역에서 작동되는 에너지기기 및 개인화기기에 대한 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다.The machine learning apparatus can then generate an optimal control scenario for the energy and personalization equipment operating in each zone through a zone optimization program.

또한, 구역에이전트는 회의스케쥴설정정보 및 일별 에너지기기의 온도 혹은 조도 설정횟수정보를 더 관리하고, 구역최적화프로그램은 회의스케쥴설정정보 및 설정횟수정보를 입력데이터로 더 포함하면서, 회의스케줄, 실내온도, 실내조도 등에 대한 최적제어 시나리오를 생성할 수 있다.Further, the zone agent further manages the conference schedule setting information and the temperature or illumination setting frequency information of the energy device for each day, and the zone optimization program further includes conference schedule setting information and setting frequency information as input data, , And an optimal control scenario for indoor illumination and the like can be generated.

구역최적화프로그램은 사용자설정정보를 입력데이터로 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 구역에이전트(ZEMA)는 UI장치를 포함하고 있으면서, 수요반응에 참여할 부하기기의 우선순위정보, 변경 가능한 회의스케줄정보, 원하는 실내환경정보(예, 온도, 습도, 조도, 미세먼지 등)를 생성하고 이를 사용자설정정보로서 구역최적화프로그램에 입력시킬 수 있다. 재실자의 입력이 없는 구역에이전트(ZEMA)는 기본값 혹은 이전설정값으로 사용자설정정보를 생성할 수도 있다.The zone optimization program may further include user setting information as input data. For example, the Zone Agent (ZEMA) includes a UI device, and may include information on priority of load devices to participate in a demand response, changeable meeting schedule information, desired indoor environment information (e.g., temperature, humidity, ) And input it to the zone optimization program as user setting information. Zone agent (ZEMA) without attendant input may generate user configuration information with default or previous settings.

구역최적화프로그램은 제3최적화함수가 최소(혹은 최대)화되도록 제어시나리오를 생성할 수 있다.The zone optimizer may create a control scenario so that the third optimization function is minimized (or maximized).

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
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여기서, i, h, a, b, c는 사용자에 의해 조절될 수 있고, 쾌적지수는 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도의 함수일 수 있으며, 에너지기기설정횟수는 예를 들어, HVAC의 설정 변경 횟수 혹은 조명기기의 조도 변경 횟수일 수 있다. 그리고, 사용자설정값의 근접도는 예를 들어, 사용자가 설정한 실내 온도와 실측된 실내 온도의 근접도일 수 있다. 혹은 사용자설정값의 근접도는 예를 들어, 사용자가 설정한 실내 온도와 구역에이전트(ZEMA)가 제어할 실내 온도값의 근접도일 수 있다.The comfort index can be a function of temperature, humidity, carbon dioxide concentration, fine dust concentration, and the number of energy device settings can be set, for example, by the setting of the HVAC The number of times of change or the number of times of changing the illuminance of the illuminating device. The proximity of the user-set value may be, for example, a close proximity between the room temperature set by the user and the actually measured room temperature. Alternatively, the proximity of the user-set value may be, for example, the proximity of the room temperature set by the user and the room temperature value to be controlled by the zone agent (ZEMA).

그리고, 최적제어 시나리오에는 기기별 운전지령치가 포함되어 있어, 구역에이전트(ZEMA)는 이러한 운전지령치에 따라 각각의 기기를 제어할 수 있다. 건물장치에 대한 제어시나리오 및 커뮤니티장치에 대한 제어시나리오도 마찬가지로 운전지령치를 포함할 수 있고, 각각의 에이전트(BEMA, CEMA)는 이러한 운전지령치에 따라 해당 장치들을 제어할 수 있다.In addition, since the optimum control scenario includes the operation command value per unit, the zone agent (ZEMA) can control each device according to the operation command value. The control scenario for the building device and the control scenario for the community device can likewise include the operation command value, and each of the agents (BEMA, CEMA) can control the devices according to this operation command value.

도 24를 참조하면, 머신러닝장치(120)는 건물에이전트(BEMA)로 구역별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책를 전송하고(S2402), 건물에이전트(BEMA)는 구역에이전트(ZEMA)로 구역별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책를 전송할 수 있다(S2404).Referring to FIG. 24, the machine learning apparatus 120 transmits a zone demand response incentive policy and a CO2 reduction incentive policy to the building agent (BEMA) (S2402). The building agent (BEMA) The demand response incentive policy and the CO2 reduction incentive policy can be transmitted (S2404).

그리고, 구역에이전트(ZEMA)는 실시간에너지가격정보, 각 구역별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책, 각 구역별 재실자수, 각 구역에서 작동되는 에너지기기 및 개인화기기의 기기에너지사용량데이터, 및 각 구역별 구역에너지수요예측데이터를 머신러닝장치(120)로 전송할 수 있다(S2406, S2408, S2410).Zone agent (ZEMA) provides real-time energy price information, demand response incentive policy and CO2 reduction incentive policy for each zone, number of occupants in each zone, energy energy consumption data of energy equipment and personalization equipment operating in each zone, Zone energy demand forecast data to the machine learning apparatus 120 (S2406, S2408, S2410).

그리고, 머신러닝장치는 구역최적화프로그램을 통해 각 구역에서 작동되는 에너지기기 및 개인화기기에 대한 제어시나리오를 생성하여 구역에이전트(ZEMA)로 전송할 수 있다(S2414).Then, the machine learning apparatus can generate a control scenario for the energy device and the personalization apparatus operating in each zone through the zone optimization program and transmit the generated control scenario to the zone agent (ZEMA) (S2414).

도 25는 다른 실시예에 따른 에너지관리방법의 흐름도이다.25 is a flowchart of an energy management method according to another embodiment.

도 25를 참조하면, 적어도 하나 이상의 구역으로 세분화되는 건물이 적어도 하나 이상 위치하는 커뮤니티의 에너지를 관리하는 에너지관리시스템은, 각 구역에 설치되는 센서네트워크로부터 각 구역에 대한 환경데이터를 획득하고, 각 구역에서 작동되는 에너지기기 및 개인화기기에 대한 기기에너지사용량데이터를 획득하며, 각 구역에 대한 물리적정보를 획득할 수 있다(S2502).Referring to FIG. 25, an energy management system for managing energy of a community in which at least one building is divided into at least one or more zones acquires environmental data for each zone from a sensor network installed in each zone, The device energy usage data for the energy devices and the personalization devices operating in the zone can be obtained and the physical information for each zone can be obtained (S2502).

그리고, 에너지관리시스템은 환경데이터 중 온도데이터 및 CO2데이터와, 개인화기기에 대한 기기에너지사용량데이터를 입력데이터로 포함하는 제1기계학습모델을 통해 각 구역에 대한 재실자정보를 생성하고, 재실자정보, 환경데이터, 에너지기기 및 개인화기기에 대한 기기에너지사용량데이터 및 각 구역에 대한 물리적정보를 입력데이터로 포함하는 제2기계학습모델을 통해 각 구역에 대한 구역에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다(S2504). 그리고, 에너지관리시스템은 구역에너지수요예측데이터를 이용하여 각 구역의 에너지를 관리할 수 있다.The energy management system generates occupancy information for each zone through a first machine learning model including temperature data and CO2 data and environmental energy usage data for the personalization apparatus among the environmental data as input data, The zone energy demand forecast data for each zone can be generated through a second machine learning model including the equipment energy usage data for the environmental data, the energy equipment, and the personalization equipment, and the physical information for each zone as input data (S2504 ). And, the energy management system can manage the energy of each zone by using the zone energy demand forecast data.

그리고, 에너지관리시스템은 각 건물에서 상기 구역에 속하지 않는 건물부하, 건물분산전원, 건물ESS(Energy Storage System) 및 건물EV(Electric Vehicle)충전소 중 적어도 하나의 건물장치에 대한 상태정보를 획득하고, 각 건물에 대한 물리적정보를 획득할 수 있다(S2506).The energy management system acquires state information on at least one of the building load, the distributed building power, the building ESS (energy storage system), and the building EV (electric vehicle) charging station, Physical information about each building can be obtained (S2506).

그리고, 에너지관리시스템은 각 건물에 대하여, 각 구역에 대한 구역에너지수요예측데이터, 건물장치에 대한 상태정보 및 각 건물에 대한 물리적정보를 입력데이터로 포함하는 제3기계학습모델을 통해 건물에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다(S2508).In addition, the energy management system provides building energy demand through the third machine learning model, which includes, for each building, zone energy demand forecast data for each zone, state information about the building apparatus, and physical information about each building as input data, Prediction data can be generated (S2508).

그리고, 에너지관리시스템은 커뮤니티에서 건물에 속하지 않는 커뮤니티부하, 커뮤니티분산전원, 커뮤니티ESS(Energy Storage System) 및 커뮤니티EV(Electric Vehicle)충전소 중 적어도 하나의 커뮤니티장치에 대한 상태정보를 획득하고, 커뮤니티에 대한 물리적정보를 획득할 수 있다(S2510).The energy management system then obtains status information for at least one of the community load, the community distributed power, the community energy storage system (ESS), and the community EV (electric vehicle) charging station, (S2510). ≪ / RTI >

그리고, 에너지관리시스템은 각 건물에 대한 건물에너지수요예측데이터, 커뮤니티장치에 대한 상태정보 및 커뮤니티에 대한 물리적정보를 입력데이터로 포함하는 제4기계학습모델을 통해 커뮤니티에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다(S2512).The energy management system can then generate community energy demand forecast data through a fourth machine learning model that includes building energy demand forecast data for each building, state information for community devices, and physical information about the community as input data (S2512).

그리고, 에너지관리시스템은 커뮤니티에 대한 수요반응부하정보를 획득하고, 전력관리서버(전력거래시장을 관리하는 서버)로부터 실시간에너지가격정보, 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책을 수신할 수 있다(S2514).The energy management system can then obtain demand response load information for the community and receive real-time energy price information, demand response incentive policies, and CO2 reduction incentive policies from the power management server (the server managing the power trading market) S2514).

그리고, 에너지관리시스템은 실시간에너지가격정보, 수요반응인센티브정책, CO2저감인센티브정책, 커뮤니티장치에 대한 상태정보, 각 건물별 에너지사용량데이터 및 커뮤니티에너지수요예측데이터를 입력데이터로 포함하는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 각 건물별 수요반응인센티브정책, 각 건물별 CO2저감인센티브정책 및 커뮤니티장치에 대한 제어시나리오를 생성할 수 있다(S2516).And, the energy management system is a community-optimized machine learning system that includes real-time energy price information, demand response incentive policy, CO2 reduction incentive policy, status information on community devices, energy usage data for each building, The model can be used to generate a demand response incentive policy for each building, a CO2 reduction incentive policy for each building, and a control scenario for the community device (S2516).

그리고, 에너지관리시스템은 수요반응인센티브정책, CO2저감인센티브정책를 획득할 수 있다(S2518).And, the energy management system can obtain the demand reaction incentive policy and the CO2 reduction incentive policy (S2518).

그리고, 에너지관리시스템은 실시간에너지가격정보, 각 건물별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책, 각 건물장치에 대한 상태정보, 각 구역별 에너지사용량데이터 및 각 건물의 건물에너지수요예측데이터를 입력데이터로 포함하는 건물최적화기계학습모델을 통해 각 구역별 수요반응인센티브정책, 각 구역별 CO2저감인센티브정책 및 각 건물장치에 대한 제어시나리오를 생성할 수 있다(S2520).The energy management system includes real-time energy price information, demand response incentive policy and CO2 reduction incentive policy for each building, status information for each building device, energy usage data for each zone, and building energy demand forecast data for each building, , The demand response incentive policy for each zone, the CO2 reduction incentive policy for each zone, and the control scenario for each building device can be generated (S2520).

그리고, 에너지관리시스템은 수요반응인센티브정책, CO2저감인센티브정책를 획득할 수 있다(S2522).And, the energy management system can acquire the demand reaction incentive policy and the CO2 reduction incentive policy (S2522).

그리고, 에너지관리시스템은 실시간에너지가격정보, 각 구역별 수요반응인센티브정책 및 CO2저감인센티브정책, 각 구역별 재실자정보, 각 구역에서 작동되는 에너지기기 및 개인화기기의 기기에너지사용량데이터, 및 각 구역별 구역에너지수요예측데이터를 입력데이터로 포함하는 구역최적화프로그램을 통해 각 구역에서 작동되는 에너지기기 및 개인화기기에 대한 제어시나리오를 생성할 수 있다(S2524).The energy management system includes real-time energy price information, demand response incentive policy and CO2 reduction incentive policy for each zone, occupancy information for each zone, energy energy consumption data of energy equipment and personalization equipment operating in each zone, A zone optimization program that includes zone energy demand forecast data as input data may generate control scenarios for energy and personalization equipment operating in each zone (S2524).

도 26은 또 다른 실시예에 따른 에너지 수요 예측 방법의 흐름도이다.26 is a flowchart of a method of predicting energy demand according to yet another embodiment.

도 26을 참조하면, 적어도 하나 이상의 구역으로 세분화되는 건물이 적어도 하나 이상 위치하는 커뮤니티에 대하여 에너지관리시스템은, 각 구역별 CO2데이터를 입력데이터로 포함하는 제1기계학습모델을 통해 각 구역에 대한 재실자수를 계산할 수 있다(S2602).Referring to FIG. 26, for a community in which at least one building is subdivided into at least one zone, the energy management system determines, for each zone through a first machine learning model that includes CO2 data for each zone as input data The number of occupants can be calculated (S2602).

그리고, 에너지관리시스템은 재실자수, 각 구역별 환경데이터, 기기에너지사용량데이터를 입력데이터로 포함하는 제2기계학습모델을 통해 각 구역에 대한 구역에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다(S2604).Then, the energy management system can generate the zone energy demand forecast data for each zone through the second machine learning model including the number of occupants, the environmental data for each zone, and the energy usage data for the equipment as input data (S2604).

그리고, 에너지관리시스템은 각 구역에 대한 구역에너지수요예측데이터 및 각 구역에 속하지 않는 건물장치에 대한 상태정보를 입력데이터로 포함하는 제3기계학습모델을 통해 각 건물에 대한 건물에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다(S2606).Then, the energy management system estimates the building energy demand forecast data for each building through the third machine learning model that includes the zone energy demand forecast data for each zone and the state information about the building devices not belonging to each zone as input data (S2606).

그리고, 에너지관리시스템은 각 건물에 대한 건물에너지수요예측데이터 및 각 건물에 속하지 않는 커뮤니티장치에 대한 상태정보를 입력데이터로 포함하는 제4기계학습모델을 통해 커뮤니티에 대한 커뮤니티에너지수요예측데이터를 생성할 수 있다(S2608).The energy management system generates the community energy demand forecast data for the community through the fourth machine learning model which includes the building energy demand forecast data for each building and the state information about the community devices not belonging to each building as input data (S2608).

여기서, 제1기계학습모델은 각 구역별 온도데이터 및 각 구역에 위치하는 개인화기기에 대한 기기에너지사용량데이터를 입력데이터로 더 포함할 수 있고, 제2기계학습모델은 각 구역에 대한 물리적정보를 입력데이터로 더 포함하고, 제3기계학습모델은 각 건물에 대한 물리적정보를 입력데이터로 더 포함하며, 제4기계학습모델은 커뮤니티에 대한 물리적정보를 입력데이터로 더 포함할 수 있다.Here, the first machine learning model may further include, as input data, temperature data for each zone and equipment energy usage data for personalization equipment located in each zone, and the second machine learning model may include physical information for each zone The third machine learning model further includes physical information about each building as input data, and the fourth machine learning model further includes physical information about the community as input data.

도 27은 xEMA의 내부 구성도이다.27 is an internal configuration diagram of xEMA.

구역에이전트(ZEMA), 건물에이전트(BEMA), 커뮤니티에이전트(CEMA)는 모두 동일하게 xEMA의 구조를 가질 수 있다. 그리고, 각각의 에이전트(ZEMA, BEMA, CEMA)는 필요에 따라 일부 구성을 활성(Active)으로 설정하거나 비활성(Non-active)으로 설정할 수 있다.Zone agent (ZEMA), building agent (BEMA), and community agent (CEMA) all have the same structure of xEMA. Each of the agents (ZEMA, BEMA, and CEMA) can set some configurations as active or non-active as necessary.

xEMA는 데이터를 지역적으로 저장하는 로컬DB(2402), 기상정보 혹은 외기데이터를 획득하는 날씨장치(2404), 수요반응정보를 관리하고 수요반응지령치를 처리하는 수요반응장치(2406), 전력의 실시간에너지가격을 관리하는 실시간가격장치(2408), 에이전트의 계층구조를 관리하는 계층관리장치(2410), 에이전트의 고장을 진단하는 구성관리장치(2412), 머신러닝 및 기타 제어를 관리하는 ML(Machine Learning)장치(2414), 센서로부터 환경데이터를 획득하는 센서측정장치(2416), 전기기기로부터 에너지사용량데이터를 획득하는 전기기기측정장치(2418), 분산전원의 상태정보를 획득하고 분산전원을 제어하는 분산전원제어장치(2420), ESS의 상태정보를 획득하고 ESS를 제어하는 ESS제어장치(2422), EV충전소의 상태정보를 획득하고 EV충전소를 제어하는 EV충전소제어장치(2424), 부하를 제어하고 관리하는 부하관리장치(2426), 사용자인터페이스를 제공하는 UI장치(2428) 등을 포함할 수 있다.xEMA includes a local DB 2402 for storing data locally, a weather device 2404 for acquiring weather information or outdoor data, a demand reaction device 2406 for managing demand response information and processing a demand reaction command value, A real time price device 2408 for managing the energy price, a hierarchical management device 2410 for managing the hierarchical structure of the agent, a configuration management device 2412 for diagnosing the failure of the agent, a ML (Machine Learning device 2414, a sensor measurement device 2416 for acquiring environmental data from the sensor, an electric device measuring device 2418 for acquiring energy usage data from the electric device, An ESS control device 2422 for acquiring status information of the ESS and controlling the ESS, an EV charging station control device 2424 for acquiring status information of the EV charging station and controlling the EV charging station, A load management device 2426 for controlling and managing the UI, a UI device 2428 for providing a user interface, and the like.

도 28은 도 27에서 계층관리장치의 세부 구성도이다.FIG. 28 is a detailed configuration diagram of the layer management apparatus in FIG. 27;

계층관리장치(2410)는 상층 레벨에 해당되는 Parent EMS 에이전트의 노드 정보를 관리하는 PEA모듈, 하층 레벨에 해당되는 Child EMS 에이전트의 노드 정보를 관리하는 CEA모듈, 동일 레벨에 해당되는 Neighbor EMS 에이전트의 노드 정보를 관리하는 NEA모듈 및 에이전트 등록 정보를 관리하는 AR모듈을 포함할 수 있다.The layer management apparatus 2410 includes a PEA module that manages node information of a parent EMS agent corresponding to an upper layer level, a CEA module that manages node information of a Child EMS agent that corresponds to a lower layer, and a Neighbor EMS agent An NEA module for managing node information, and an AR module for managing agent registration information.

도 2를 다시 참조하면, 커뮤니티에이전트(CEMA)는 CEA모듈을 통해 하층 레벨에 해당되는 건물에이전트(BEMA)의 노드 정보를 관리하고 있으면서, 특정 노드의 건물에이전트(BEMA)가 고장나는 경우, 다른 노드의 건물에이전트(BEMA)가 고장난 건물에이전트(BEMA)의 기능을 대신하게 제어할 수 있다.2, when a building agent (BEMA) of a specific node fails, while managing the node information of a building agent (BEMA) corresponding to a lower level through the CEA module, the community agent (CEMA) Of the building agent (BEMA) in place of the function of the failed building agent (BEMA).

최상위에 해당되는 커뮤니티에이전트(CEMA)가 고장나는 경우, 하층 레벨에 해당되는 건물에이전트(BEMA) 중 하나가 커뮤니티에이전트(CEMA) 기능을 대신할 수 있다.If the top-level Community Agent (CEMA) fails, one of the lower-level building agents (BEMA) can take over the Community Agent (CEMA) function.

이때, 고장난 에이전트를 대체하는 다른 에이전트에는 우선순위가 미리 설정되어 있어서, 이러한 우선순위에 따라 기능이 순차적으로 대체될 수 있다. 이러한 고장 자동 복구 기능은 각 에이전트들이 동일한 구조를 가지고 있기 때문이며 또한, 각 에이전트가 순차적(sequential)으로 작동되지 않고 병렬적(parallel)하게 작동되기 때문이다.At this time, the priorities are set in advance for other agents replacing the failed agent, so that the functions can be sequentially replaced according to this priority. This automatic failure recovery function is because each agent has the same structure and each agent operates in parallel without being operated in a sequential manner.

이상에서 본 발명의 실시예에 대해 설명하였다. 이러한 실시예에 따르면, EMS 장치가 건물의 구역별 다양한 (에너지)환경을 반영할 수 있게 되고, 일부 고장이 발생하여도 전체 시스템의 신뢰성이 저하되지 않으며, 기기의 플러그앤플레이(Plug & Play)가 가능하게 되고, 거주자의 재실현황, 에너지사용패턴, 편의성을 반영할 수 있게 된다.The embodiments of the present invention have been described above. According to this embodiment, the EMS device can reflect the various (energy) environment of each building area, and even if some failures occur, the reliability of the entire system is not degraded, and the plug & And it is possible to reflect the occupant status of the occupant, the pattern of energy use, and convenience.

또한, 이러한 실시예에 따르면, 건물의 구역별로 사용자 편의성과 에너지 비용이 최적으로 결정되도록 하는 에너지관리시스템 기술을 제공할 수 있다. 그리고, 이러한 실시예에 따르면, 종래의 탑-다운방식(중앙집중적인 통합제어방식)의 문제를 해소하고, 각 구역에서의 독립적인 에너지관리정책을 반영하여 전체 영역의 에너지관리정책을 결정할 수 있게 된다.In addition, according to this embodiment, it is possible to provide an energy management system technology for optimizing user convenience and energy cost for each building area. According to this embodiment, it is possible to solve the problem of the conventional top-down method (centralized integrated control method) and to determine the energy management policy of the entire area by reflecting the independent energy management policy in each zone do.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is to be understood that the terms "comprises", "comprising", or "having" as used in the foregoing description mean that the constituent element can be implanted unless specifically stated to the contrary, But should be construed as further including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

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.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (10)

적어도 하나 이상의 구역으로 세분화되는 건물이 적어도 하나 이상 위치하는 커뮤니티의 에너지관리시스템에 있어서,
각 건물에 대한 건물에너지수요예측데이터 및 건물에너지사용량데이터를 관리하고, 상기 커뮤니티에 적용되는 커뮤니티수요반응인센티브정책을 관리하는 커뮤니티에이전트; 및
각 건물에 대한 상기 건물에너지수요예측데이터 및 상기 건물에너지사용량데이터, 그리고, 상기 커뮤니티수요반응인센티브정책을 입력데이터로 포함하고 상기 커뮤니티에 대한 커뮤니티수요관리이익이 최대가 되도록 계산하는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 각 건물별로 적용시킬 건물수요반응인센티브정책을 생성하여 상기 커뮤니티에이전트로 전송하는 머신러닝장치를 포함하고,
상기 커뮤니티에이전트는 상기 건물수요반응인센티브정책을 각 건물에 대응되는 건물에이전트로 전송하는 에너지관리시스템.
A community energy management system in which at least one building is subdivided into at least one zone,
A community agent that manages building energy demand forecast data and building energy usage data for each building and manages community demand response incentive policies applied to the community; And
A community optimization machine learning model that includes the building energy demand forecast data for each building, the building energy usage data, and the community demand response incentive policy as input data and calculates the community demand management profit for the community to be maximum And generating a building demand response incentive policy to be applied to each building through the network, and transmitting the building demand response incentive policy to the community agent,
And the community agent transmits the building demand response incentive policy to a building agent corresponding to each building.
제1항에 있어서,
상기 머신러닝장치는 상기 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 상기 커뮤니티수요관리수익에 대한 예측값을 생성하고, 상기 커뮤니티에이전트로부터 상기 커뮤니티수요관리수익에 대한 실측값을 수신하며, 상기 예측값과 상기 실측값의 차이에 따른 에러데이터를 이용하여 상기 커뮤니티최적화기계학습모델을 학습시키는 에너지관리시스템.
The method according to claim 1,
The machine learning apparatus generates a predicted value for the community demand management profit through the community optimized machine learning model, receives an actual value for the community demand management profit from the community agent, and calculates a difference between the predicted value and the measured value And learning the community optimized machine learning model using error data according to the community optimization machine learning model.
제1항에 있어서,
상기 커뮤니티에이전트는 상기 커뮤니티에너지수요예측데이터 및 커뮤니티수요반응부하용량을 이용하여 수요반응시스템에 입찰하고 입찰의 결과로서 상기 커뮤니티수요반응인센티브정책을 수신하는 에너지관리시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the community agent bids the demand response system using the community energy demand forecast data and the community demand response load capacity and receives the community demand response incentive policy as a result of the bidding.
제1항에 있어서,
상기 머신러닝장치는,
상기 커뮤니티수요반응인센티브정책의 일 요소로서 각 건물별로 산출된 수요반응부하용량과 각 건물별로 실제로 수요반응에 참여한 부하용량의 차이에 따른 에러데이터를 이용하여 상기 커뮤니티최적화기계학습모델을 학습시키는 에너지관리시스템.
The method according to claim 1,
The machine learning apparatus includes:
As an element of the community demand response incentive policy, energy management that learns the community-optimized machine learning model using error data according to the difference between the demand response load capacity calculated for each building and the load capacity actually participating in the demand response for each building system.
제1항에 있어서,
상기 커뮤니티최적화기계학습모델은 각 건물별 수요반응순응지수 예측값을 더 생성하고,
상기 머신러닝장치는 상기 수요반응순응지수 예측값과 실측값의 차이에 따른 에러데이터를 이용하여 상기 커뮤니티최적화기계학습모델을 학습시키는 에너지관리시스템.
The method according to claim 1,
The community optimized machine learning model further generates a demand response adaptation index prediction value for each building,
Wherein the machine learning apparatus learns the community optimized machine learning model using error data according to a difference between the demand response adaptation index predicted value and an actual measurement value.
제1항에 있어서,
상기 건물에이전트는 각 구역에 대한 구역에너지수요예측데이터 및 구역에너지사용량데이터를 관리하고, 상기 건물에 적용되는 상기 건물수요반응인센티브정책을 관리하며,
상기 머신러닝장치는 각 구역에 대한 상기 구역에너지수요예측데이터 및 상기 구역에너지사용량데이터, 그리고, 상기 건물수요반응인센티브정책을 입력데이터로 포함하고 상기 건물에 대한 에너지비용이 최소화되도록 계산하는 건물최적화기계학습모델을 통해 각 구역별로 적용시킬 구역수요반응인센티브정책을 생성하여 상기 건물에이전트에 전송하며,
상기 건물에이전트는 상기 구역수요반응인센티브정책을 각 구역에 대응되는 구역에이전트로 전송하는 에너지관리시스템.
The method according to claim 1,
The building agent manages zone energy demand forecast data and zone energy usage data for each zone, manages the building demand response incentive policy applied to the building,
The machine learning apparatus includes a building optimization machine that includes the zone energy demand forecast data for each zone, the zone energy usage data, and the building demand response incentive policy as input data and calculates the energy cost for the building to be minimized A zone demand response incentive policy to be applied to each zone through a learning model is generated and transmitted to the building agent,
Wherein the building agent transmits the zone demand response incentive policy to a zone agent corresponding to each zone.
제6항에 있어서,
상기 구역에이전트는 사용자설정정보, 실내외환경정보, 기기별에너지사용패턴정보 및 재실자정보를 관리하고, 상기 구역수요반응인센티브정책을 관리하며,
상기 머신러닝장치는 상기 사용자설정정보, 상기 실내외환경정보, 상기 기기별에너지사용패턴정보 및 상기 재실자정보를 입력데이터로 포함하고, 사용자편의성 및 에너지비용절감을 변수로 포함하는 목표함수가 최적값을 가지도록 계산하는 구역최적화프로그램을 통해 구역 내 기기에 대한 최적제어 시나리오를 생성하고, 상기 최적제어 시나리오를 상기 구역에이전트로 전송하는 에너지관리시스템.
The method according to claim 6,
The zone agent manages user setting information, indoor / outdoor environment information, energy usage pattern information for each device, and attendance information, manages the zone demand response incentive policy,
The machine learning apparatus includes the user setting information, the indoor / outdoor environment information, the energy usage pattern information for each device, and the occupancy information as input data, and the target function including the user convenience and energy cost reduction Generating an optimal control scenario for the intra-zone appliance through a zone optimization program that calculates the optimal control scenario, and transmitting the optimal control scenario to the zone agent.
제7항에 있어서,
상기 사용자편의성은 에너지기기설정횟수 혹은 에너지기기설정값과 에너지기기측정값의 근접도를 인자로 하여 측정되는 에너지관리시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the user convenience is measured as a function of the number of energy device settings or the proximity of the energy device settings to the energy device measurements.
적어도 하나 이상의 구역으로 세분화되는 건물이 적어도 하나 이상 위치하는 커뮤니티의 에너지관리방법에 있어서,
각 건물에 대한 건물에너지수요예측데이터 및 건물에너지사용량데이터를 관리하고, 상기 커뮤니티에 적용되는 커뮤니티수요반응인센티브정책을 관리하는 단계; 및
각 건물에 대한 상기 건물에너지수요예측데이터 및 상기 건물에너지사용량데이터, 그리고, 상기 커뮤니티수요반응인센티브정책을 입력데이터로 포함하고 상기 커뮤니티에 대한 커뮤니티수요관리이익이 최대가 되도록 계산하는 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 각 건물별로 적용시킬 건물수요반응인센티브정책을 생성하는 단계
를 포함하는 에너지관리방법.
CLAIMS What is claimed is: 1. A method of managing energy in a community in which at least one building is subdivided into at least one zone,
Managing building energy demand forecast data and building energy usage data for each building, and managing community demand response incentive policies applied to the community; And
A community optimization machine learning model that includes the building energy demand forecast data for each building, the building energy usage data, and the community demand response incentive policy as input data and calculates the community demand management profit for the community to be maximum To create a building demand response incentive policy for each building through
Lt; / RTI >
제9항에 있어서,
상기 커뮤니티최적화기계학습모델을 통해 상기 커뮤니티수요관리수익에 대한 예측값을 생성하고, 상기 커뮤니티수요관리수익에 대한 실측값을 수신하며, 상기 예측값과 상기 실측값의 차이에 따른 에러데이터를 이용하여 상기 커뮤니티최적화기계학습모델을 학습시키는 단계
를 더 포함하는 에너지관리방법.
10. The method of claim 9,
Generating a predicted value for the community demand management profit through the community optimized machine learning model, receiving an actual value for the community demand management revenue, and receiving the actual value for the community demand management profit, using the error data according to the difference between the predicted value and the actual value, Learning the Optimized Machine Learning Model
Lt; / RTI >
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