KR20190026356A - Battery scheduling calibration method to enable optimal peak shaving operation - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a charging and discharging scheduling method of an energy storage device which is connected to an electrical grid and supplies power to a load comprises the following steps: a charging and discharging scheduling system induces a depreciation density function in accordance with a characteristic of the energy storage device and sets an optimized limiting condition; the charging and discharging scheduling system generates a charging and discharging schedule of the energy storage device from the depreciation density function based on cost information of the electrical grid under the optimized limiting condition; and the charging and discharging scheduling system compares predicted demand data and real demand data and estimates corrective power to correct the charging and discharging schedule.

Description

최적의 최대 수요 전력 절감을 가능하게 하는 배터리 스케줄링 보정방법{Battery scheduling calibration method to enable optimal peak shaving operation}[0001] The present invention relates to a battery scheduling calibration method and a battery scheduling method,

본 발명은 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 예측 오차를 기반으로 보정전력(Margin power)를 추정하고 이를 할당함으로써 예측 오차로 인해 발생하는 불필요한 충방전 전력의 낭비를 최소화하는 에너지 저장장치의 스케줄링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a charging / discharging scheduling method for an energy storage device, and more particularly, to a method for estimating a margin power based on a prediction error and allocating the estimation power to minimize unnecessary waste of charge / And more particularly to a method and apparatus for scheduling energy storage devices.

현재 보편적으로 사용되고 있는 최대 부하 전력 절감을 위한 배터리 동작은 최대 부하가 발생 할 것으로 예측되는 시간대에 배터리를 일정한 전력으로 방전하는 것이다. 예측의 오차와 관계 없이 최대 부하가 발생하는 시간대가 틀리지 않는 상황이거나, 예측이 부정확 할 시 시간대를 넓게 잡는 등의 방법으로 안정적으로 부하를 절감할 수 있다. 하지만 이러한 동작은 불필요한 충/방전 전력으로 인한 손실, 배터리 감가상각, 전력량 사용요금 등을 고려하지 않기 때문에 인해 최적의 운영이라 보기 어렵다.The battery operation for reducing the maximum load power which is commonly used at present is to discharge the battery with a constant power at a time when the maximum load is expected to occur. Regardless of the error of the prediction, it is possible to reduce the load stably by a method in which the time of occurrence of the maximum load is not wrong, or when the prediction is inaccurate, the time zone is wide. However, this operation is not considered optimum operation because it does not take into account the loss due to unnecessary charging / discharging power, the battery depreciation, and the electric power usage charge.

에너지 저장장치의 방전심도 제어를 통한 충방전 스케줄링 장치 및 방법 (등록번호 : 10-1581684)An apparatus and method for charge / discharge scheduling by controlling the discharge depth of an energy storage device (Registration No. 10-1581684)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 예측 오차로 인해 발생하는 불필요한 충방전 전력의 낭비를 최소화하는 에너지 저장장치의 스케줄링에 관한 기술적 수단을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a technical means for scheduling an energy storage device that minimizes unnecessary waste of charge / discharge power caused by a prediction error.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망(Grid)과 연결되어 부하 측(Load)에 전력을 공급하는 에너지 저장 장치(energy storage device)의 충방전 스케줄링 방법은, 충방전 스케줄링 시스템이 에너지 저장장치의 특성에 따라 감가상각밀도함수를 유도하고 최적화의 제한조건을 설정하는 단계; 상기 충방전 스케줄링 시스템이 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 에너지 저장 장치의 충방전 스케줄을 생성하는 단계; 및 상기 충방전 스케줄링 시스템이 예측 수요 데이터와 측정된 실제 수요 데이터를 비교하여 보정전력을 추정하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a charging / discharging scheduling method of an energy storage device connected to a grid in accordance with an embodiment of the present invention to supply power to a load, The scheduling system deriving a depreciation density function according to the characteristics of the energy storage device and setting a constraint condition of optimization; The charge and discharge scheduling system generating a charge and discharge schedule of the energy storage device from the depreciation density function based on cost information of the power network under the constraint of the optimization; And correcting the charge / discharge schedule by estimating a correction power by comparing the predicted demand data with the measured actual demand data by the charging / discharging scheduling system.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 충방전 스케줄을 생성하는 단계는, 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 전력망의 운영 비용을 설정하는 단계; 및 상기 전력망의 운영 비용이 최소화되도록 동적 프로그래밍(dynamic programming) 알고리즘을 이용하여 시간에 따른 상기 충방전 스케줄을 생성하는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of generating the charging / discharging schedule comprises: setting an operating cost of the power grid from the depreciation density function based on cost information of the power grid under the constraint condition of the optimization; And generating the charge / discharge schedule over time using a dynamic programming algorithm so that the operating cost of the power grid is minimized.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 전력망의 운영 비용을 설정하는 단계는, 상기 전력망의 비용정보에 수요 전력에 따른 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of setting the operating cost of the power network may be a method of applying a weight based on demand power to the cost information of the power network.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 보정전력을 추정하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 단계는, 과거 일정 기간의 데이터를 이용하여 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 산출하고, 상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 이용하여 예측 오차에 따른 보정 전력을 추정하는 단계; 및 상기 추정된 보정 전력을 다음 구간에 할당하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of estimating the correction power and correcting the charge / discharge schedule includes calculating a relation between a prediction error and a correction power using data of a past period of time, Estimating a correction power according to a prediction error using the relationship; And correcting the charge / discharge schedule by allocating the estimated correction power to the next section.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계는, 상기 과거 일정 기간의 데이터에 대한 선형 회귀 분석을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the relationship between the prediction error and the correction power may be calculated by using a linear regression analysis on the data of the past certain period.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 보정전력을 추정하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 단계는, 최대 부하 전력을 산출하는 구간을 소정의 수의 단위구간으로 나누어, 상기 단위구간 별로, 보정 전력을 추정하고, 다음 단위구간에서 상기 추정된 보정 전력을 반영하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of estimating the correction power and correcting the charge / discharge schedule includes dividing a period for calculating the maximum load power into a predetermined number of unit sections, estimating correction power for each unit section And the charge / discharge schedule is corrected by reflecting the estimated correction power in the next unit section.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 최대 부하 전력을 산출하는 구간은 15분이고, 상기 단위구간은 1분인 것을 특징으로 하는 방법일 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the section for calculating the maximum load power is 15 minutes, and the unit section is 1 minute.

한편, 상기 충방전 스케줄링 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.The present invention also provides a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute the charging / discharging scheduling method.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망(Grid)과 연결되어 부하 측(Load)에 전력을 공급하는 에너지 저장 장치(energy storage device)의 충방전 스케줄링 장치는, 에너지 저장장치의 특성 및 전력망의 비용정보를 입력받는 입력부; 상기 에너지 저장 장치의 충방전 스케줄을 생성하는 충방전 스케줄링 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 충방전 스케줄링 프로그램을 구동하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하되, 상기 메모리에 저장된 충방전 스케줄링 프로그램은, 상기 에너지 저장장치의 특성에 따라 감가상각밀도함수를 유도하고 최적화의 제한조건을 설정하고, 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 에너지 저장 장치의 충방전 스케줄을 생성하며, 예측 수요 데이터와 측정된 실제 수요 데이터를 비교하여 보정전력을 추정하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a charging / discharging scheduling apparatus for an energy storage device connected to a grid in accordance with an embodiment of the present invention and supplying power to a load, An input unit for receiving characteristics of the apparatus and cost information of the power network; A memory for storing a charge and discharge scheduling program for generating a charge and discharge schedule of the energy storage device; And at least one processor for driving the charge and discharge scheduling program, wherein the charge and discharge scheduling program stored in the memory is operable to derive a depreciation density function according to the characteristics of the energy storage device, Generating a charge / discharge schedule of the energy storage device from the depreciation density function based on the cost information of the power network under the constraint condition of the optimization, estimating a correction power by comparing the predicted demand data with the measured actual demand data, And the discharge schedule is corrected.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 메모리에 저장된 충방전 스케줄링 프로그램은, 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 전력망의 운영 비용을 설정하고, 상기 전력망의 운영 비용이 최소화되도록 동적 프로그래밍(dynamic programming) 알고리즘을 이용하여 시간에 따른 상기 충방전 스케줄을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the charging and discharging scheduling program stored in the memory may be configured to set the operating cost of the power grid from the depreciation density function based on the cost information of the power grid under the constraint conditions of the optimization, And the charge / discharge schedule is generated over time using a dynamic programming algorithm so that the cost is minimized.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 메모리에 저장된 충방전 스케줄링 프로그램은, 상기 전력망의 비용정보에 수요 전력에 따른 가중치를 적용하여, 상기 전력망의 운영 비용을 설정하는 것을 특징으로 하는 장치일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the charge / discharge scheduling program stored in the memory may be configured to apply a weight based on the demanded power to the cost information of the power network to set the operating cost of the power network.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 메모리에 저장된 충방전 스케줄링 프로그램은, 과거 일정 기간의 데이터를 이용하여 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 산출하고, 상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 이용하여 예측 오차에 따른 보정 전력을 추정하고, 상기 추정된 보정 전력을 다음 구간에 할당하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 것을 특징으로 하는 장치일 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the charge / discharge scheduling program stored in the memory calculates a relationship between a prediction error and a correction power using data of a past period of time, and calculates a prediction error , And corrects the charge / discharge schedule by assigning the estimated correction power to the next section.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계는, 상기 과거 일정 기간의 데이터에 대한 선형 회귀 분석을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 장치일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the relationship between the prediction error and the correction power may be calculated using a linear regression analysis on the data of the past certain period.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 메모리에 저장된 충방전 스케줄링 프로그램은, 최대 부하 전력을 산출하는 구간을 소정의 수의 단위구간으로 나누어, 상기 단위구간 별로, 보정 전력을 추정하고, 다음 단위구간에서 상기 추정된 보정 전력을 반영하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 것을 특징으로 하는 장치일 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the charging / discharging scheduling program stored in the memory divides a section for calculating the maximum load power into a predetermined number of unit sections, estimates correction power for each unit section, And the charge / discharge schedule is corrected by reflecting the estimated correction power.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 예측 오차를 기반으로 보정전력을 추정하고, 이를 스케줄링된 충방전 전력에 실시간으로 할당함으로써 최적의 운영에 가까운 출력으로 보정하여 최대 부하 전력을 절감할 수 있다. 또한, 동적 프로그래밍 알고리즘에서 가격 가중치를 적용하여 별도의 한계치 설정없이 최대 부하 전력을 절감할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the correction power is estimated based on the prediction error, and the calculated correction power is allocated to the scheduled charge / discharge power in real time, thereby making it possible to reduce the maximum load power by correcting to an output close to optimal operation. In addition, dynamic programming algorithms can reduce the maximum load power without setting a separate threshold by applying price weights.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 장치가 적용되는 전력망, 에너지 저장장치, 및 부하의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2는 예측한 전력 수요와 실제 전력 수요를 비교 및 그 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 장치의 블록도이다.
도 4는 355일 동안의 예측 오차와 보정전력과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5 및 도 6은 보정 전력을 할당하여 충방전 스케줄을 보정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 과정의 블록도이다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 방법의 흐름도이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 방법의 흐름도이다.
1 is a diagram illustrating a relationship between a power grid, an energy storage device, and a load to which a charging / discharging scheduling apparatus for an energy storage device according to an embodiment of the present invention is applied.
Fig. 2 is a graph showing the comparison between predicted power demand and actual power demand and the results thereof.
3 is a block diagram of a charge and discharge scheduling apparatus for an energy storage apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the relationship between the prediction error and the correction power for 355 days.
FIGS. 5 and 6 are diagrams illustrating a process of correcting charge / discharge schedules by allocating correction power.
7 is a block diagram of a charging / discharging scheduling process of an energy storage device according to another embodiment of the present invention.
8 to 13 are diagrams for explaining the effect of charging / discharging scheduling of the energy storage device according to the embodiment of the present invention.
14 is a flowchart of a charging / discharging scheduling method of an energy storage device according to an embodiment of the present invention.
15 and 16 are flowcharts of a charge / discharge scheduling method of an energy storage device according to another embodiment of the present invention.

본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.Prior to the description of the concrete contents of the present invention, for the sake of understanding, the outline of the solution of the problem to be solved by the present invention or the core of the technical idea is first given.

도 1은 전력망(Grid), 에너지 저장장치(energy storage device) 및 부하(Load)가 연결된 일반적인 상황도이다. 도 1과 같은 상황에서 종래의 부하 측에 필요한 전력을 공급하기 위하여 전력망에 대하여 보조적으로 에너지 저장장치를 사용하는 경우, 불필요한 낭비를 최소화하고 최적의 부하 절감을 위한 운영을 위해서 예측 데이터를 활용하여 최적화 기법을 통해 배터리 스케줄링 수행한다. 배터리 감가상각을 고려하기 위해서 감가상각밀도 함수를 활용하며, 이를 위해 동적 프로그래밍(Dynamic programming)을 사용하여 최적화를 수행한다. 하지만 동적 프로그래밍은 특성상 제한 조건으로 최대 부하 전력의 한계를 따로 설정하여 최대 부하를 조절해야 하며, 적절한 한계치를 설정하는 것은 매우 어려운 일이다. 1 is a general state diagram in which a grid, an energy storage device and a load are connected. In the case of using an energy storage device auxiliary to the power network in order to supply necessary power to the conventional load side in the situation as shown in FIG. 1, optimization is performed by using prediction data for minimizing unnecessary waste and operating for optimal load reduction To perform battery scheduling. We utilize the depreciation density function to account for the battery depreciation, and we perform optimization using dynamic programming. However, it is very difficult to set a proper limit because dynamic programming is limited in terms of its characteristics.

또한, 예측 오차는 고려하지 않는 확정적인 배터리 충방전 스케줄링으로 인해 손실이 발생하게 된다. 도 2(a)와 같이 예측 결과가 실제 수요와 일치하지 않지만, 수요의 패턴에 큰 차이가 없으면 사용량 요금과 감가상각은 최적 운영 대비 손실이 거의 발생하지 않는다. 그러나 최대 부하 전력 절감을 위한 동작은 오차에 굉장히 민감하기 때문에 도 2(b)와 같이 최적의 운영보다 큰 부하 전력이 발생하게 된다. 실제로 표 1에서 전력 사용량 요금은 거의 차이를 보이지 않지만 최대 부하 전력은 최적치보다 크게 증가했음을 알 수 있다. In addition, a loss occurs due to a definite battery charge / discharge scheduling that does not consider the prediction error. As shown in FIG. 2 (a), the forecasted result does not match the actual demand, but if there is no significant difference in the demand pattern, the usage charge and depreciation do not cause a loss as compared with the optimal operation. However, since the operation for reducing the maximum load power is extremely sensitive to the error, as shown in FIG. 2 (b), a larger load power is generated than the optimal operation. In fact, although the power consumption rate does not show a significant difference in Table 1, it can be seen that the maximum load power has greatly increased from the optimum value.

Figure pat00001
Figure pat00001

예측 오차를 고려하여 충방전 스케줄을 보정하여 최대 부하 전력을 절감시키기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망(Grid)과 연결되어 부하 측(Load)에 전력을 공급하는 에너지 저장 장치(energy storage device)의 충방전 스케줄링 방법은, 충방전 스케줄링 시스템이 에너지 저장장치의 특성에 따라 감가상각밀도함수를 유도하고 최적화의 제한조건을 설정하는 단계, 상기 충방전 스케줄링 시스템이 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 에너지 저장 장치의 충방전 스케줄을 생성하는 단계, 및 상기 충방전 스케줄링 시스템이 예측 수요 데이터와 측정된 실제 수요 데이터를 비교하여 보정전력을 추정하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 단계를 포함한다.In order to reduce the maximum load power by compensating the charging / discharging schedule in consideration of the prediction error, an energy storage (not shown) connected to the grid according to an embodiment of the present invention for supplying power to the load wherein the charge / discharge scheduling system comprises: a charge / discharge scheduling system for deriving a depreciation density function according to characteristics of an energy storage device and setting a constraint condition for optimization; Generating a charge / discharge schedule of the energy storage device from the depreciation cost function based on the cost information of the energy storage device, and estimating a correction power by comparing the predicted demand data with the measured actual demand data, And correcting the charge / discharge schedule.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art, however, that these examples are provided to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: It is to be noted that components are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings, and components of different drawings can be cited when necessary in describing the drawings. In the following detailed description of the principles of operation of the preferred embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited to the details of the known functions and configurations, and other matters may be unnecessarily obscured, A detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a charge and discharge scheduling apparatus for an energy storage apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 장치(100)는 입력부(10), 프로세서(20), 및 메모리(30)로 구성된다. 충방전 스케줄에 따라 에너지 저장장치를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The charging / discharging scheduling apparatus 100 of the energy storage apparatus according to an embodiment of the present invention includes an input unit 10, a processor 20, and a memory 30. And a control unit for controlling the energy storage device according to the charge / discharge schedule.

에너지 저장장치에 대한 최적의 운영을 위하여 최적화기법을 활용함에 있어서, 예측 수요 데이터가 필요하고, 수요 데이터를 예측하여 이용하기 때문에, 예측 오차로 인한 손실이 발생한다. 따라서, 보정 전력을 추가적으로 더해줌으로써 예측 오차로 인한 손실을 최소화하고 최적의 충방전 스케줄링에 근사할 수 있다. 최적의 충방전 스케줄링을 통해 최대 수요 전력을 절감할 수 있다.In order to utilize the optimization technique for optimal operation of the energy storage device, predictive demand data is required, and because demand data is predicted and used, loss due to prediction error occurs. Therefore, by additionally adding the correction power, the loss due to the prediction error can be minimized and the optimal charge / discharge scheduling can be approximated. Maximum demand power can be saved through optimal charge / discharge scheduling.

입력부(10)는 에너지 저장장치의 특성 및 전력망의 비용정보를 입력받는다. 에너지 저장장치의 충방전 스케줄을 생성하고 보정하기 위해 필요한 에너지 저장장치의 특성 및 전력망의 비용정보를 입력받으며, 이외에 과거 수요 데이터들과 같이, 충방전 스케줄링에 필요한 다른 데이터들을 입력받을 수 있다. The input unit 10 receives the characteristics of the energy storage device and the cost information of the power network. The characteristics of the energy storage device necessary for generating and calibrating the charging / discharging schedule of the energy storage device, and the cost information of the power network. In addition, other data necessary for charging / discharging scheduling, such as past demand data, can be input.

메모리(30)는 에너지 저장 장치의 충방전 스케줄을 생성하는 충방전 스케줄링 프로그램을 저장한다. 메모리(30)는 생성된 충방전 스케줄을 저장하며, 과거 수요 데이터를 저장할 수 있다.The memory 30 stores a charge / discharge scheduling program for generating a charge / discharge schedule of the energy storage device. The memory 30 stores the generated charge / discharge schedule and can store past demand data.

프로세서(20)는 상기 충방전 스케줄링 프로그램을 구동한다.The processor 20 drives the charge / discharge scheduling program.

상기 메모리에 저장된 충방전 스케줄링 프로그램은, 상기 에너지 저장장치의 특성에 따라 감가상각밀도함수를 유도하고 최적화의 제한조건을 설정하고, 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 에너지 저장 장치의 충방전 스케줄을 생성하며, 예측 수요 데이터와 측정된 실제 수요 데이터를 비교하여 보정전력을 추정하여 상기 충방전 스케줄을 보정한다.Wherein the charging and discharging scheduling program stored in the memory is operable to derive a depreciation density function according to the characteristics of the energy storage device and set a constraint condition of optimization, A charge / discharge schedule of the energy storage device is generated from the function, and the charge / discharge schedule is corrected by comparing the predicted demand data with the measured actual demand data to estimate a correction power.

에너지 저장장치의 특성 및 전력망의 비용정보를 이용하여 충방전 스케줄을 생성하기 위해 먼저, 에너지 저장장치의 특성에 따라 감가상각밀도함수를 유도하고 최적화의 제한조건을 설정한다. 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 에너지 저장 장치의 충방전 스케줄을 생성한다.In order to generate charge and discharge schedules based on the characteristics of energy storage devices and the cost information of the grid, we first derive the depreciation density function according to the characteristics of the energy storage device and set the optimization conditions. And generates a charge / discharge schedule of the energy storage device from the depreciation density function based on cost information of the power network under the constraint of the optimization.

충방전 스케줄을 생성함에 있어서, 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 전력망의 운영 비용을 설정하고, 상기 전력망의 운영 비용이 최소화되도록 동적 프로그래밍(dynamic programming) 알고리즘을 이용하여 시간에 따른 상기 충방전 스케줄을 생성한다.Generating a charge / discharge schedule by setting an operating cost of the power network from the depreciation density function based on the cost information of the power network under the constraint of the optimization; and performing dynamic programming to minimize the operating cost of the power network, Algorithm to generate the charge / discharge schedule over time.

상기 전력망의 운영 비용을 설정함에 있어서, 최대 부하 전력을 억제하기 위하여, 상기 전력망의 비용정보에 수요 전력에 따른 가중치를 적용하여, 상기 전력망의 운영 비용을 설정할 수 있다.In setting the operation cost of the power network, the operation cost of the power network can be set by applying a weight according to the demand power to the cost information of the power network in order to suppress the maximum load power.

충방전 스케줄의 생성은 하기의 구체적인 과정을 거쳐 수행될 수 있다.The generation of charge / discharge schedules can be performed through the following specific process.

동적 프로그래밍(Dynamic programming) 알고리즘을 활용하여 최적의 충방전 스케줄링을 수행하기 위해 시간에 따른 에너지 저장장치의 SoC(State of Charge)를 상태 st로 정의한다. 그러면 시간에 따라 상태변화함수(state transition function)는 충방전 전력 pt와 단위 시간 △t따라 다음과 같이 정의된다. The state of charge (SoC) of the energy storage device over time is defined as the state s t in order to perform the optimal charge / discharge scheduling utilizing the dynamic programming algorithm. Then, the state transition function according to time is defined as follows according to charge / discharge power p t and unit time Δt.

Figure pat00002
Figure pat00002

이러한 상태 변화에 따라 비용이 발생하게 되는데 이를 통해 변화 비용 함수(transition cost function) J(st,pt)를 정의한다. 시간에 따른 전력량 사용 요금 ct과 배터리 감가상각밀도 함수 w(s)로 구성되어 있다. 최대 부하 전력을 억제하기 위하여 수요 전력에 따라 불이익을 발생시키기 위해 자체 가격 책정(Self-pricing) 요소를 요금 ct에 추가하였다. α,β는 각각의 가중치를 조절하기 위한 인위적 변수이다. Costs are generated by this state change, which defines a transition cost function J (s t , p t ). It consists of power use rate c t and the battery depreciation density function w (s) with time. In order to suppress the maximum load power, a self-pricing factor was added to the rate c t in order to generate disadvantages according to the demand power. α and β are the anthropogenic variables for adjusting each weight.

Figure pat00003
Figure pat00003

동적 프로그래밍 알고리즘에 따라 역행 귀납법(Backward induction)을 통해 동일한 문제를 반복해서 풀게 되는데 이를 위한 최적의 상태 가치 함수(State value function) V*(st)는 다음과 같이 정의된다. According to the dynamic programming algorithm, the same problem is repeatedly solved through backward induction. The optimal state value function V * (s t ) for this is defined as follows.

Figure pat00004
Figure pat00004

위 식을 Bellman-equation으로 풀어내면 최적의 에너지 저장장치 SoC 스케줄이 나오고, 이를 통해 시간에 따른 최적의 에너지 저장장치 충방전 전력 pt *를 구할 수 있다. Inner releasing the equation to-Bellman equation for optimal energy storage device SoC scheduled out, it is possible to obtain an optimal energy storage system charging and discharging electric power p * t in time through it.

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 과정을 통해 생성되는 에너지 저장장치의 충방전 스케줄에 따라 실제 에너지 저장장치를 운영함에 있어서, 예측 오차에 따른 손실을 줄이기 위하여, 보정 전력(Margin power)을 추정하여 반영한다.In operation of the actual energy storage device according to the charge / discharge schedule of the energy storage device generated through the above process, the margin power is estimated and reflected to reduce the loss due to the prediction error.

보정 전력을 추정하기 위하여, 과거 수요 데이터를 이용한다. In order to estimate the correction power, past demand data is used.

과거 일정 기간의 데이터를 이용하여 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 산출하고, 상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 이용하여 예측 오차에 따른 보정 전력을 추정하고, 상기 추정된 보정 전력을 다음 구간에 할당하여 상기 충방전 스케줄을 보정할 수 있다. 상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계는 상기 과거 일정 기간의 데이터에 대한 선형 회귀 분석을 이용하여 산출할 수 있다.Calculating a correlation between a prediction error and a correction power using data of a past period of time, estimating a correction power according to a prediction error using the relationship between the prediction error and the correction power, So that the charge / discharge schedule can be corrected. The relationship between the prediction error and the correction power can be calculated using linear regression analysis on the data of the past certain period.

보정 전력을 추정하기 위해서 과거 측정된 수요 데이터와 예측 기반 최적화 결과를 비교하여 예측 오차와 보정전력(Margin power)간의 관계를 유추한다. 보정전력(Margin power) μt는 최적의 충방전 전력 pt *과 예측 기반 최적화에 따른 충방전 전력 pt e *의 차이로 정의되며 다음과 같이 나타낼 수 있다. In order to estimate the correction power, the relationship between the prediction error and the correction power (Margin power) is derived by comparing the past measured demand data with the prediction based optimization result. The margin power μ t is defined as the difference between the optimum charge / discharge power p t * and the charge / discharge power p t e * according to the prediction-based optimization, and can be expressed as follows.

Figure pat00006
Figure pat00006

도 4는 355일 동안의 예측 오차와 보정전력과의 관계로 그래프에서 알 수 있는바와 같이, 보정 전력(Margin power)은 예측 오차와 선형(linear) 관계를 가지는데, 그 기울기와 절편을 구해야만 한다. 이를 위해 선형 회귀 분석(Linear regression)을 활용하여 과거 일정 기간의 데이터를 통해 관계를 유추한다. FIG. 4 shows the relation between the prediction error and the correction power for 355 days. As can be seen from the graph, the margin power has a linear relationship with the prediction error. The slope and the slice must be obtained do. To do this, linear regression is used to infer relationships through data from a certain period of time.

Figure pat00007
Figure pat00007

기울기 r1과 절편 r2를 선형 회귀 분석을 통해 구하고, 예측 오차에 따라 보정전력(Margin power)를 구한다. The slope r 1 and the slice r 2 are obtained by linear regression analysis, and the correction power (margin power) is obtained according to the prediction error.

상기와 같이, 추정된 보정전력을 이용하여 충방전 스케줄을 보정하기 위하여, 최대 부하 전력을 산출하는 구간을 소정의 수의 단위구간으로 나누어, 상기 단위구간 별로, 보정 전력을 추정하고, 다음 단위구간에서 상기 추정된 보정 전력을 반영하여 상기 충방전 스케줄을 보정할 수 있다. 여기서, 한국 전력망 환경 내에서는 상기 최대 부하 전력을 산출하는 구간은 15분이고, 상기 단위구간은 1분인 것이 바람직하다. 전력망의 환경 내지 상황에 따라 단위구간을 다르게 설정할 수 있음은 당연하다.As described above, in order to correct the charging / discharging schedule by using the estimated correction power, a section for calculating the maximum load power is divided into a predetermined number of unit sections, the correction power is estimated for each unit section, The charging / discharging schedule can be corrected by reflecting the estimated correction power. Here, in the Korean power grid environment, the period for calculating the maximum load power is 15 minutes, and the unit period is preferably 1 minute. It is natural that the unit interval can be set differently depending on the environment or situation of the power network.

예측 오차는 예측 수요 데이터와 실제로 측정되는 수요 전력의 차이로 정의되는데, 오차가 측정되는 순간 스케줄링된 충방전 전력은 이미 출력된 상태이기 때문에 보정전력을 추정하더라도 우리는 이를 반영할 방법이 없다. 이를 해결하기 위하여, 도 5와 같이, 최대 부하 전력을 산출하는 구간을 소정의 수의 단위구간으로 나누어, 상기 단위구간 별로, 보정 전력을 추정하고, 다음 단위구간에서 상기 추정된 보정 전력을 반영하여 상기 충방전 스케줄을 보정함으로써 이미 지나간 시점에 대해서도 보정전력을 반영할 수 있다.The prediction error is defined as the difference between the demand demand data and the actually measured demand power. Since the scheduled charge / discharge power is already outputted at the moment when the error is measured, there is no way to reflect the corrected power even if the correction power is estimated. In order to solve this problem, as shown in FIG. 5, a section for calculating the maximum load power is divided into a predetermined number of unit sections, a correction power is estimated for each unit section, and the estimated correction power is reflected in the next unit section By correcting the charging / discharging schedule, it is possible to reflect the correction power even for the past time point.

최대 부하 전력은 15분간 사용된 전력량의 평균 전력으로 정의되는데, 실제로 전력량계는 이보다 짧은 시간 간격으로 전력량을 측정할 수 있다. 따라서 도 6과 같이 15분 보다 짧은 시간동안 측정되는 오차를 활용하여 보정전력을 할당한다.The maximum load power is defined as the average power of the 15-minute power consumed. In fact, the watt-hour meter can measure the power in a shorter time interval. Therefore, as shown in FIG. 6, a correction power is allocated using an error measured for a time shorter than 15 minutes.

예를 들어 1분 단위로 전력량이 측정된다면, 그 평균 전력과 예측 수요와 비교하여 예측 오차를 구하고, 보정전력을 추정한 뒤, 다음 1분 동안 예정된 에너지 저장장치의 충방전 전력을 보정하여 총 15분 동안 14개의 보정전력을 할당하여 충방전 스케줄을 보정한다. 마지막 1분에 해당하는 보정전력은 할당되지 못하는데, 1분 동안의 보정전력량은 무시할 정도로 작으므로 큰 영향을 미치지 않는다. 이를 통해 최대 전력 부하를 줄일 수 있다.For example, if the power is measured in units of one minute, the prediction error is compared with the average power and the predicted demand, the correction power is estimated, and the charge / discharge power of the energy storage device is corrected for the next one minute, And 14 correction powers are allocated for a minute to correct the charge / discharge schedule. The correction power corresponding to the last minute can not be allocated, and the correction power for 1 minute is negligibly small, so it does not have a large effect. This can reduce the maximum power load.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 과정의 블록도이다. 먼저 예측 수요 데이터기반의 최적화를 통해 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링을 수행한다. 이때 에너지 저장장치 특성에 따라 감가상각밀도함수를 유도하고, 최적화의 제한조건을 설정한다. 또한 한국 계약 전력에 따라 전력량 사용요금과 기본요금을 고려하여 최적의 충방전 스케줄을 구한다. 다음으로 과거 측정된 실제 수요 데이터 기반 최적 스케줄링 결과와 예측 기반 스케줄링 결과를 비교하여 보정전력(Margin power)와 오차의 관계를 선형 회귀 분석을 이용하여 구한다. 이를 통해 매 측정된 오차를 기반으로 보정전력을 추정하고, 이를 스케줄링된 충/방전 전력에 실시간으로 할당하여 최적의 운영에 가까운 출력으로 보정한다. 7 is a block diagram of a charge / discharge scheduling process of an energy storage device according to another embodiment of the present invention. First, charge / discharge scheduling of the energy storage device is performed through optimization of the prediction demand data base. At this time, the depreciation density function is derived according to the characteristics of the energy storage device, and the optimization condition is set. In addition, the optimum charging and discharging schedule is obtained by considering the electricity usage fee and the basic charge according to the Korean contract power. Next, the relationship between the marginal power and the error is compared by using the linear regression analysis by comparing the past measured actual demand data based optimal scheduling result with the predictive based scheduling result. In this way, the correction power is estimated based on each measured error, and it is allocated to the scheduled charge / discharge power in real time to be corrected to an output close to optimal operation.

도 8 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링의 효과를 설명하기 위한 도면으로, 2015년 서강대학교의 수요 전력 데이터에서 연중 가장 최대부하 전력이 높은 8월 6일에 대한 시뮬레이션 결과이다.8 to 13 are diagrams for explaining the effect of charging / discharging scheduling of the energy storage device according to the embodiment of the present invention. In the demand power data of Sogang University in 2015, This is the simulation result.

도 8에서 검은 직선(Regression)은 선형 회귀 분석을 통해 구한 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 나타낸다. 파란 x(Training data)는 과거 10일치에 해당하는 보정전력과 예측 오차 데이터이며, 빨간 점(Real data)은 당일의 보정전력과 예측 오차를 나타낸다. 선형 회귀 분석에서 구한 관계와 거의 유사함을 확인할 수 있다. In FIG. 8, a black straight line (Regression) represents the relationship between the correction error and the prediction error obtained through linear regression analysis. The training data are the correction power and the prediction error data corresponding to the past 10 matches, and the red data represent the correction power and the prediction error of the same day. It can be confirmed that the relationship is almost similar to that obtained in the linear regression analysis.

도 9는 각각의 방법으로 구한 에너지 저장장치 출력을 적용시킨 결과이다. 빨간 실선(Opt_path)이 모든 수요 전력을 알고 있다는 가정하에서 구한 최적의 결과이며, 초록 실선(Day-ahead_path)이 예측 데이터 기반 최적 기법으로 구한 충/방전 스케줄링을 적용한 결과이다. 그리고 파란 실선(Proposed_path)이 본 발명의 실시예에 따른 충방전 스케줄링으로 적용한 것이다. 보정 후 결과는 거의 최적에 가까워졌음을 확인할 수 있다. 9 is a result of applying the energy storage output obtained by each method. The optimal result obtained under the assumption that the red solid line (Opt_path) is known for all the demanded electric power is the result of applying the charge / discharge scheduling obtained by the predictive data-based optimum technique. And a blue solid line (Proposed_path) is applied to charge / discharge scheduling according to the embodiment of the present invention. It can be confirmed that the result after the correction is nearly optimal.

도 10은 1분단위로 측정된 수요전력과 기존의 예측 수요 데이터로, 1분단위의 실측 데이터는 구할 수 없었으므로, Gaussian noise를 섞어 가상의 1분 실측 데이터를 생성하고, 예측 수요 전력은 그대로 사용하여 도 10과 같이 나타내었다. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the demand power measured in the first minute and the existing predicted demand data, and actual measured data in units of one minute can not be obtained. Therefore, the virtual one minute actual data is generated by mixing Gaussian noise, As shown in FIG.

도 11은 1분 동안 측정되는 오차를 이용하여 위에서 선형회귀분석을 통해 구한 관계를 통해 보정전력을 추정하고, 본 발명의 실시예에 따른 충방전 스케줄링대로 할당한 결과를 나타낸 것이다. 파란 점선으로 나타난 것이 본 발명의 실시예에 따른 충방전 스케줄링에 따른 결과이며, 파란 실선이 실제로는 할당이 불가능한 15분 단위로 보정전력을 추정한 결과이다. 두 결과를 비교해보면 거의 차이가 없음을 확인할 수 있다. FIG. 11 shows a result of estimating the correction power through the relationship obtained from the above-described linear regression analysis using the error measured for one minute, and allocating the correction power according to the charge-discharge scheduling according to the embodiment of the present invention. The result indicated by the blue dotted line is a result of the charge / discharge scheduling according to the embodiment of the present invention, and the blue solid line is a result of estimating the correction power in units of 15 minutes in which the allocation is impossible. There is little difference between the two results.

도 12는 355일 동안 각각의 방법을 통해 구한 매 달마다의 최고 부하 전력을 나타낸 것이다. 검은 선(wo ESS)은 배터리 없이 운영한 경우의 결과이며, 초록 점선(Day-ahead)은 예측 데이터 기반 최적화 스케줄링을 적용시킨 결과이다. 빨간 실선(Opt)은 모든 데이터를 알고 있다는 가정하에 최적의 결과이며, 파란 실선(Proposed)은 본 발명의 실시예에 따른 충방전 스케줄링을 적용시킨 결과이다. 12 shows the maximum load power of each month obtained through each method for 355 days. The black line (wo ESS) is the result of battery-free operation, and the day-ahead is the result of applying predictive data-based optimization scheduling. The red solid line (Opt) is the optimal result on the assumption that all the data are known, and the blue solid line is the result of applying the charge / discharge scheduling according to the embodiment of the present invention.

도 13은 각각의 방법을 통해 매달마다 부과되는 전력 사용량 요금을 나타낸다. 최대 부하 전력과는 달리 배터리를 사용하지 않는 경우를 제외하곤 거의 차이가 없는 것을 확인할 수 있다. Figure 13 shows the power usage fee charged each month through each method. Unlike the case of not using the battery unlike the maximum load power, there is almost no difference.

표 2는 각각의 방법에 따른 결과를 나타낸 것으로, 모든 데이터를 안다는 가정하에 배터리로 낼 수 있는 최대의 수익은 약 1억 4천만원 이다. 하지만 예측 기반 최적화 결과를 적용시킨 결과, 예측 에러로 인해 약 3천만원의 손실이 발생, 약 1억 1천만원의 수익만을 얻을 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 충방전 스케줄링을 적용하면 약 8백만원의 손실만이 발생, 기존의 손실을 약 60% 절감할 수 있음을 알 수 있다.Table 2 shows the results according to each method. The maximum profitable battery charge is about 140 million won under the assumption that all data are known. However, as a result of applying the prediction-based optimization result, about 30 million won is lost due to the prediction error, and only about 110 million won of profit can be obtained. However, when the charge / discharge scheduling according to the embodiment of the present invention is applied, it can be seen that only loss of about 8 million won is generated and the existing loss can be saved by about 60%.

Figure pat00008
Figure pat00008

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 방법의 흐름도이고, 도 15 및 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 방법의 흐름도이다. 도 14 내지 도 16에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 13의 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 장치 및 그 과정에 대한 설명에 대응하는바, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.FIG. 14 is a flowchart of a charge / discharge scheduling method of an energy storage device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 15 and 16 are flowcharts of a charge / discharge scheduling method of an energy storage device according to another embodiment of the present invention. 14 to 16 correspond to the charging and discharging scheduling apparatus and the process of the energy storage apparatuses of FIGS. 1 to 13, and a duplicate description will be omitted.

전력망(Grid)과 연결되어 부하 측(Load)에 전력을 공급하는 에너지 저장 장치(energy storage device)의 충방전 스케줄링 방법에 있어서, S110 단계에서 충방전 스케줄링 시스템이 에너지 저장장치의 특성에 따라 감가상각밀도함수를 유도하고 최적화의 제한조건을 설정한다.In a charge / discharge scheduling method of an energy storage device connected to a grid (Grid) to supply power to a load, the charge / discharge scheduling system calculates a charge / Derive density function and set constraint of optimization.

S120 단계에서, 상기 충방전 스케줄링 시스템이 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 에너지 저장 장치의 충방전 스케줄을 생성한다.In step S120, the charge / discharge scheduling system generates a charge / discharge schedule of the energy storage device from the depreciation density function based on the cost information of the power network under the constraint condition of the optimization.

S120 단계는 보다 구체적으로, S210 단계 및 S220 단계로 구현될 수 있다.More specifically, step S120 may be implemented in step S210 and step S220.

S210 단계에서, 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 전력망의 운영 비용을 설정하고, S220 단계에서, 상기 전력망의 운영 비용이 최소화되도록 동적 프로그래밍(dynamic programming) 알고리즘을 이용하여 시간에 따른 상기 충방전 스케줄을 생성할 수 있다. S210 단계에서 상기 전력망의 운영 비용을 설정함에 있어서, 상기 전력망의 비용정보에 수요 전력에 따른 가중치를 적용할 수 있다. 상기 수요 전력에 따른 가중치를 적용함으로써 최대 부하 전력을 억제할 수 있다.In operation S210, an operating cost of the power grid is set based on the cost information of the power grid under the constraint condition of the optimization. In operation S220, dynamic programming is performed so that the operating cost of the power grid is minimized. Algorithm to generate the charge / discharge schedule over time. In setting the operating cost of the power network in step S210, a weight corresponding to the demand power may be applied to the cost information of the power network. The maximum load power can be suppressed by applying the weight according to the demanded power.

S120 단계에서 충방전 스케줄을 생성한 이후, 실제 적용에 있어서, 보정전력을 추정하여 충방전 스케줄을 보정하는데, 이를 위하여, S130 단계에서, 상기 충방전 스케줄링 시스템이 예측 수요 데이터와 측정된 실제 수요 데이터를 비교하여 보정전력을 추정하여 상기 충방전 스케줄을 보정한다.After the charge / discharge schedule is generated in step 120, the charge / discharge schedule is corrected by estimating the correction power in actual application. To this end, in step S130, the charge / discharge scheduling system calculates predicted demand data and measured actual demand data And corrects the charge / discharge schedule by estimating the correction power.

S130 단계는 보다 구체적으로, S310 단계 및 S320 단계로 구현될 수 있다.More specifically, step S130 may be implemented in step S310 and step S320.

S310 단계에서, 과거 일정 기간의 데이터를 이용하여 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 산출하고, 상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 이용하여 예측 오차에 따른 보정 전력을 추정하고, S320 단계에서, 상기 추정된 보정 전력을 다음 구간에 할당하여 상기 충방전 스케줄을 보정한다. 여기서, 상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계는, 상기 과거 일정 기간의 데이터에 대한 선형 회귀 분석을 이용하여 산출할 수 있다. 또한, 보정전력을 실시간으로 반영하기 위하여, 최대 부하 전력을 산출하는 구간을 소정의 수의 단위구간으로 나누어, 상기 단위구간 별로, 보정 전력을 추정하고, 다음 단위구간에서 상기 추정된 보정 전력을 반영하여 상기 충방전 스케줄을 보정할 수 있으며, 이때, 한국 전력 상황에 적합하도록 상기 최대 부하 전력을 산출하는 구간은 15분이고, 상기 단위구간은 1분으로 설정할 수 있다.In step S310, a relation between a predictive error and a correction power is calculated using past past period data, a correction power according to a prediction error is estimated using the relationship between the prediction error and the correction power, and in step S320, And the corrected charge is corrected to the next period to correct the charge / discharge schedule. Here, the relationship between the prediction error and the correction power can be calculated using linear regression analysis on the data of the past certain period. Further, in order to reflect the correction power in real time, a section for calculating the maximum load power is divided into a predetermined number of unit sections, a correction power is estimated for each unit section, and the estimated correction power is reflected in the next unit section The charging and discharging schedule can be corrected. In this case, the period for calculating the maximum load power to meet the Korean power situation is 15 minutes, and the unit period can be set to 1 minute.

본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

100: 에너지 저장장치의 충방전 스케줄링 장치
10: 입력부
20: 프로세서
30: 메모리
100: charge / discharge scheduling device of energy storage device
10: Input unit
20: Processor
30: Memory

Claims (14)

전력망(Grid)과 연결되어 부하 측(Load)에 전력을 공급하는 에너지 저장 장치(energy storage device)의 충방전 스케줄링 방법에 있어서,
충방전 스케줄링 시스템이 에너지 저장장치의 특성에 따라 감가상각밀도함수를 유도하고 최적화의 제한조건을 설정하는 단계;
상기 충방전 스케줄링 시스템이 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 에너지 저장 장치의 충방전 스케줄을 생성하는 단계; 및
상기 충방전 스케줄링 시스템이 예측 수요 데이터와 측정된 실제 수요 데이터를 비교하여 보정전력을 추정하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 단계를 포함하는 방법.
A charge / discharge scheduling method of an energy storage device connected to a grid (Grid) to supply power to a load (Load)
Wherein the charge and discharge scheduling system derives a depreciation density function according to the characteristics of the energy storage device and sets a constraint condition of optimization;
The charge and discharge scheduling system generating a charge and discharge schedule of the energy storage device from the depreciation density function based on cost information of the power network under the constraint of the optimization; And
Wherein the charging / discharging scheduling system comprises comparing the predicted demand data with the measured actual demand data to estimate a correction power to correct the charge / discharge schedule.
제 1 항에 있어서,
상기 충방전 스케줄을 생성하는 단계는,
상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 전력망의 운영 비용을 설정하는 단계; 및
상기 전력망의 운영 비용이 최소화되도록 동적 프로그래밍(dynamic programming) 알고리즘을 이용하여 시간에 따른 상기 충방전 스케줄을 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of generating the charge /
Setting an operating cost of the power grid from the depreciation density function based on cost information of the power grid under the constraints of the optimization; And
Wherein said charging and discharging schedule is generated over time using a dynamic programming algorithm such that the operating cost of said power grid is minimized.
제 2 항에 있어서,
상기 전력망의 운영 비용을 설정하는 단계는,
상기 전력망의 비용정보에 수요 전력에 따른 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein setting the operating cost of the power network comprises:
Wherein a weight according to demand power is applied to cost information of the power network.
제 1 항에 있어서,
상기 보정전력을 추정하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 단계는,
과거 일정 기간의 데이터를 이용하여 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 산출하고, 상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 이용하여 예측 오차에 따른 보정 전력을 추정하는 단계; 및
상기 추정된 보정 전력을 다음 구간에 할당하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of estimating the correction power to correct the charge /
Calculating a relationship between a prediction error and a correction power using data of a past period of time and estimating a correction power according to a prediction error using the relationship between the prediction error and the correction power; And
And correcting the charge / discharge schedule by allocating the estimated correction power to the next section.
제 4 항에 있어서,
상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계는,
상기 과거 일정 기간의 데이터에 대한 선형 회귀 분석을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. The method of claim 4,
The relationship between the prediction error and the correction power is expressed as:
Wherein the calculation is performed using linear regression analysis on the data of the past period of time.
제 1 항에 있어서,
상기 보정전력을 추정하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 단계는,
최대 부하 전력을 산출하는 구간을 소정의 수의 단위구간으로 나누어, 상기 단위구간 별로, 보정 전력을 추정하고, 다음 단위구간에서 상기 추정된 보정 전력을 반영하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of estimating the correction power to correct the charge /
And the charging / discharging schedule is corrected by reflecting the estimated correction power in the next unit section. [0031] According to another aspect of the present invention, How to.
제 6 항에 있어서,
상기 최대 부하 전력을 산출하는 구간은 15분이고, 상기 단위구간은 1분인 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the section for calculating the maximum load power is 15 minutes and the unit section is 1 minute.
제 1 항 내지 제 7 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute the method according to any one of claims 1 to 7. 전력망(Grid)과 연결되어 부하 측(Load)에 전력을 공급하는 에너지 저장 장치(energy storage device)의 충방전 스케줄링 장치에 있어서,
에너지 저장장치의 특성 및 전력망의 비용정보를 입력받는 입력부;
상기 에너지 저장 장치의 충방전 스케줄을 생성하는 충방전 스케줄링 프로그램을 저장하는 메모리; 및
상기 충방전 스케줄링 프로그램을 구동하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하되,
상기 메모리에 저장된 충방전 스케줄링 프로그램은,
상기 에너지 저장장치의 특성에 따라 감가상각밀도함수를 유도하고 최적화의 제한조건을 설정하고, 상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 에너지 저장 장치의 충방전 스케줄을 생성하며, 예측 수요 데이터와 측정된 실제 수요 데이터를 비교하여 보정전력을 추정하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.
An apparatus for charging / discharging an energy storage device connected to a grid (Grid) to supply power to a load (Load)
An input unit for receiving characteristics of the energy storage device and cost information of the power network;
A memory for storing a charge and discharge scheduling program for generating a charge and discharge schedule of the energy storage device; And
And at least one processor for driving the charge / discharge scheduling program,
Wherein the charge / discharge scheduling program stored in the memory comprises:
Wherein the energy storage device is configured to derive a depreciation density function according to the characteristics of the energy storage device and set a constraint condition of optimization and to determine from the depreciation density function based on cost information of the power network under the constraint condition of optimization, And compares the predicted demand data with the measured actual demand data to estimate the correction power to correct the charge / discharge schedule.
제 9 항에 있어서,
상기 메모리에 저장된 충방전 스케줄링 프로그램은,
상기 최적화의 제한조건하에서 전력망의 비용정보에 기초하여 상기 감가상각밀도함수로부터 상기 전력망의 운영 비용을 설정하고, 상기 전력망의 운영 비용이 최소화되도록 동적 프로그래밍(dynamic programming) 알고리즘을 이용하여 시간에 따른 상기 충방전 스케줄을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the charge / discharge scheduling program stored in the memory comprises:
Setting an operating cost of the power network from the depreciation density function based on cost information of the power network under the constraint condition of the optimization and setting the operating cost of the power network using the dynamic programming algorithm And generates a charge / discharge schedule.
제 10 항에 있어서,
상기 메모리에 저장된 충방전 스케줄링 프로그램은,
상기 전력망의 비용정보에 수요 전력에 따른 가중치를 적용하여, 상기 전력망의 운영 비용을 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the charge / discharge scheduling program stored in the memory comprises:
Wherein the operating cost of the power network is set by applying a weight based on demand power to the cost information of the power network.
제 9 항에 있어서,
상기 메모리에 저장된 충방전 스케줄링 프로그램은,
과거 일정 기간의 데이터를 이용하여 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 산출하고, 상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계를 이용하여 예측 오차에 따른 보정 전력을 추정하고, 상기 추정된 보정 전력을 다음 구간에 할당하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the charge / discharge scheduling program stored in the memory comprises:
Calculating a correlation between a prediction error and a correction power using data of a past period of time, estimating a correction power according to a prediction error using the relationship between the prediction error and the correction power, Thereby correcting the charge / discharge schedule.
제 12 항에 있어서,
상기 예측 오차와 보정 전력간의 관계는,
상기 과거 일정 기간의 데이터에 대한 선형 회귀 분석을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. The method of claim 12,
The relationship between the prediction error and the correction power is expressed as:
Wherein the calculation is performed using linear regression analysis on the data of the past period of time.
제 9 항에 있어서,
상기 메모리에 저장된 충방전 스케줄링 프로그램은,
최대 부하 전력을 산출하는 구간을 소정의 수의 단위구간으로 나누어, 상기 단위구간 별로, 보정 전력을 추정하고, 다음 단위구간에서 상기 추정된 보정 전력을 반영하여 상기 충방전 스케줄을 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the charge / discharge scheduling program stored in the memory comprises:
And the charging / discharging schedule is corrected by reflecting the estimated correction power in the next unit section. [0031] According to another aspect of the present invention, .
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