KR20190107429A - 마이크로그리드 협업을 이용한 멀티-마이크로그리드의 수요 반응 관리 방법 및 장치 - Google Patents

마이크로그리드 협업을 이용한 멀티-마이크로그리드의 수요 반응 관리 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

마이크로그리드 협업을 이용한 멀티-마이크로그리드의 수요 반응 관리 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 멀티-마이크로그리디의 수요 반응 관리 방법은 유틸리티로부터 제1 마이크로그리드에 대한 수요 반응에 관한 요청을 수신하는 단계와, 상기 요청에 응답하여 상기 수요 반응에 대한 협업을 제2 마이크로그리드에 요청하는 단계와, 상기 협업을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 제1 마이크로그리드와 상기 제2 마이크로그리드는 상기 멀티-마이크로그리드를 구성한다.

Description

마이크로그리드 협업을 이용한 멀티-마이크로그리드의 수요 반응 관리 방법 및 장치{MEHTOD AND APPARATUS FOR DEMAND RESPONSE ON MULTI-MICROGRID USING COLLABORATION OF DISTRIBUTED-MICROGRID}
아래 실시예들은 마이크로그리드가 수요 반응 신호를 받았을 경우에 수요 반응에 함께 참여가 가능한 주변 마이크로그리드를 찾고, 관리하는 마이크로그리드 간의 협업을 이용한 멀티-마이크로그리드의 수요반응 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.
마이크로그리드는 기존 전력망과 독립되어 소규모 지역의 전력 수급을 자급자족 할 수 있는 전력 공급망으로, 다양한 신재생 에너지와 에너지 스토리지로 구성이 되어 있으며, 이를 관리하는 시스템 혹은 장치로 구성이 된다.
또한 복수 개의 마이크로그리드가 형성될 수 있으며, 이에 따라 멀티-마이크로그리드를 관리하기 위한 시스템이 필요하게 되었다. 멀티-마이크로그리드 환경에서는 마이크로그리드 간의 협업을 통하여 단일 마이크로그리 환경에서 제공하는 에너지 서비스 보다 효율적으로 지원할 수 있다.
기존 수요 반응 메커니즘에서는 전력망의 전력 수급 안정화를 위하여, 전력 회사는 마이크로그리드 내의 부하 자원에 대하여 수요 반응 참여를 요청할 수 있으며, 이에 대응하여 마이크로그리드 관리 장치는 전력 회사에서 요청한 수요 반응 목표량을 이행하기 위하여 마이크로그리드 내의 부하 자원의 전력을 절감함으로써 이 요청에 부합하는 부하 절감을 수행하게 된다. 전력 회사는 이러한 부하 절감에 대하여 일정량의 인센티브를 제공한다. 그러나, 이러한 약속된 요청에 대응하지 못할 경우에는 일반적으로 약속 이행으로 제공되는 인세티브를 훨씬 능가하는 패널티를 부여받게 된다.
따라서, 마이크로그리드 입장에서는 미리 약속된 부하 절감에 대한 요청을 반드시 수행하는 것이 필요한 상황이다.
실시예들은 종래의 단일 마이크로그리드 환경에서 제공하는 수요 반응 서비스 관련하여 멀티-마이크로그리드 환경에서 서비스 특성을 개선하기 위한 기술을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 멀티-마이크로그리디의 수요 반응 관리 방법은 유틸리티로부터 제1 마이크로그리드에 대한 수요 반응에 관한 요청을 수신하는 단계와, 상기 요청에 응답하여 상기 수요 반응에 대한 협업을 제2 마이크로그리드에 요청하는 단계와, 상기 협업을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 제1 마이크로그리드와 상기 제2 마이크로그리드는 상기 멀티-마이크로그리드를 구성하고, 상기 요청은 상기 유틸리티로부터 전송된 수요 반응 명령 신호이고, 상기 수요 반응 명령 신호는 수요 반응 합의에 따라 수요를 줄여 달라고 요청하는 메시지를 포함한다.
상기 요청하는 단계는 상기 제1 마이크로그리드에서 상기 수요 반응에 대해 줄일 수 있는 가능한 수요를 체크하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 요청하는 단계는 상기 제1 마이크로그리드가 상기 멀티-마이크로그리드를 관리하는 장치에 상기 협업에 대한 중재를 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 요청하는 단계는 상기 제1 마이크로그리드가 상기 협업을 상기 제2 마이크로그리드에 직접 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 요청하는 단계는 상기 수요 반응에 필요한 참여 용량 및 시간에 대한 정보도 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제2 마이크로그리드의 상기 협업에 대한 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 응답 메시지를 수신하는 단계는 상기 제2 마이크로그리드에서 상기 수요 반응에 참여하는 용량 및 시간에 관한 정보도 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제1 마이크로그리드와 연결된 에너지 장치를 통해 상기 제1 마이크로그리드에서의 자원 정보를 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 자원 정보는 상기 제1 마이크로그리드에 포함된 자원의 에너지 생산 또는 소비에 연관된 정보일 수 있다.
일 실시예에 따른 멀티-마이크로그리드의 수요 반응 관리 방법은 제1 마이크로그리드로부터 상기 제1 마이크로그리드에 대한 수요 반응에 관한 협업 요청을 수신하는 단계와, 상기 협업 요청에 응답하여 상기 수요 반응에 대한 협업 참여 요청 메시지를 제2 마이크로그리드로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제1 마이크로그리드와 상기 제2 마이크로그리드는 상기 멀티-마이크로그리드를 구성하고, 상기 협업 요청은 유틸리티로부터 전송된 수요 반응 명령 신호에 기초하고, 상기 수요 반응 명령 신호는 수요 반응 합의에 따라 수요를 줄여 달라고 요청하는 메시지를 포함한다.
상기 전송하는 단계는 상기 멀티-마이크로그리드를 구성하는 마이크로그리드들 중에서 상기 협업에 참여할 후보를 찾는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전송하는 단계는 상기 수요 반응에 필요한 참여 용량 및 시간에 대한 정보도 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제2 마이크로그리드의 상기 협업에 대한 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 응답 메시지를 수신하는 단계는 상기 제2 마이크로그리드에서 상기 수요 반응에 참여하는 용량 및 시간에 관한 정보도 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 개별 마이크로그리드와 연결된 에너지 장치를 통해 상기 개별 마이크로그리드에서의 자원 정보를 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 자원 정보는 상기 개별 마이크로그리드에 포함된 자원의 에너지 생산 또는 소비에 연관된 정보일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 멀티-마이크로그리드의 개략적인 구조도이다.
도 2는 멀티-마이크로그리드 환경에서 dMG-EMA와 mMG-EMA 간의 데이터 흐름의 일 예를 나타낸다.
도 3은 멀티-마이크로그리드 환경에서 dMG-EMA와 mMG-EMA 간의 의 다른 예를 나타낸다.
도 4는 mMG-EMA의 개략적인 기능 블록도이다.
도 5는 멀티 마이크로그리드 환경에서의 수요 반응에 대한 자원 관리를 위한 프로세스를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 수요 반응에 대한 마이크로그리드 간 협업의 일 예를 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 7은 수요 반응에 대한 마이크로그리드 간 협업의 다른 예를 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1 또는 제2등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 실시예의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 일 실시예에 따른 멀티-마이크로그리드의 개략적인 구조도이다.
도 1을 참조하면, 멀티-마이크로그리드(10)는 멀티-마이크로그리드 에너지 관리 에이전트(mMG-EMA) 및 복수의 마이크로그리드(예를 들어, microgrid ‘A’, microgrid ‘B’)로 구성된다. 또한, 멀티-마이크로그리드(10)는 전력 시장(Market) 및/또는 전력 사업자(utility)와 연계될 수 있다.
마이크로그리드는 스마트 그리드의 하위 집합(서브셋, subset)이고, 전력 공급(electricity supplies)과 수요(demands) 간에 균형을 갖춘 안정적 그리드(stable grid)로서 독립적으로 동작할 수 있다. 마이크로그리드는 분산 에너지 자원(distributed energy resource(DER)), 고객 및 에너지 저장 시설(energy storage facility)로 구성될 수 있는 전력 시스템(electric power system)의 국부적인 신뢰성(local reliability) 및 유연성(flexibility)을 향상시킬 수 있다.
개별 마이크로그리드는 개별 마이크로그리드 에너지 관리 에이전트(dMG-EMA), 전력을 소비하는 부하(loads), 에너지를 생산하는 자원(Sources), 및 에너지 저장 장치(Storages)로 구성될 수 있다. 각 구성(dMG-EMA, loads, Sources, 및 Storages)은 전력 시장(Market) 및/또는 전력 사업자(utility)에 연결되거나 격리되어 동작할 수 있다.
개별 마이크로그리드의 규모는 다수가 거주하는 아파트 또는 업무용 빌딩 단위의 부하에 대하여 기존 전력망과 독립적으로 전원을 공급할 수 있는 능력을 갖고 있을 수 있다. 다수의 고층 빌딩(skyscraper), 캠퍼스(campus), 대단위 아파트 단지(community), 도시(town) 등의 대규모의 부하에 에너지를 공급하기 위해서는 복수 개의 마이크로그리드로 구성이 될 수 있다.
mMG-EMA는 멀티-마이크로그리드를 관리하기 위한 멀티-마이크로그리드 에너지 관리 장치를 의미하고, dMG-EMA는 개별 마이크그리드를 관리하기 위한 개별 마이크로그리드 에너지 관리 장치를 의미할 수 있다.mMG-EMA는 개별 마이크로그리드 및/또는 복수의 마이크로그리드로 구성된 집합을 동시에 관리 할 수 있다. mMG-EMA는 멀티-마이크로그리드에서 수요 반응 및 계통 운영 보조 서비스에 참여하여 전력 패턴을 조정하거나, 구매 및 판매 등의 다양한 기능(또는 동작)을 관리할 수 있다.
mMG-EMA는 dMG-EMA들과 연계될 수 있으며, 관련 정보(예를 들어, 에너지 정보, 수요 반응 신호 등)를 전력 시장(Market) 또는 전력 사업자(utility)와 공유 할 수 있다.
dMG-EMA는 에너지 활동(발전(generation), 소비(consumption), 충전(charging) 및 방전(discharging) 등)을 제어할 수 있다. 또한, EMA에 의해 최적화된 제어를 위해, 에너지 사물(energy things, 소스, 스토리지, 로드 및 센서)로부터 에너지 자원 정보를 수집할 수 있다.
예를 들어, dMG-EMA는 에너지 소비 및 생산 정보를 스마트 미터(Smart Meter) 및 센서(Sensors)를 사용하여 사물인터넷(IoT) 통신(예를 들어, M2M 통신) 기반으로 정보를 수집하고, 수집된 정보를 mMG-EMA와 공유(또는 연계)할 수 있다. M2M 통신은 에너지 정보를 수집하고, 에너지 사물에 대한 제어 정보(control information for one of things)를 전송하는 데 사용될 수 있다.
dMG-EMA는 IoT 기반의 미터링 및 센서 인프라를 통하여 해당 마이크로그리드 환경에서의 에너지 자원 정보(예를 들어, 에너지를 소비하는 부하, 에너지를 생산하는 자원, 에너지를 저장하는 스토리지 등의 에너지 생산/소비 정보)을 다음과 같이 구분하여 관리할 수 있다.
1. 마이크로그리드 식별 아이디(mg_id)
2. 타입(type) 부하 우선순위(priority) 구분에 따른 에너지 자원별 용량 정보(quantity)
1) 고 순위 부하 감축 가능 부하량
2) 중간 순위 부하 감축 가능 부하량
3) 저 순위 부하 감축 가능 부하량
4) 전력 추가 생산 가능 용량
5) 마이크로그리드 환경에서의 에너지 저장 장치 자원 정보(방전 가능 용량)
3. 자원 비용(price)
mMG-EMA는 dMG-EMA로부터 개별 마이크로그리드에서의 에너지 자원 정보를 주기적으로 또는 요청에 의해 수집할 수 있다. 이 에너지 자원 정보는 mMG-EMA에 의해 관리되며, 최신 에너지 정보가 활용될 수 있도록 주기적으로 업데이트될 수 있다.
이 에너지 자원 정보는 멀티-마이크로그리드 환경에서의 수요 반응(Demand Response)에 대한 마이크로그리드 간의 협업(또는 협력)에 이용될 수 있다. 예를 들어, 에너지 자원 정보는 수요 반응에 대해 대응하기 위해 자원(또는 에너지 자원)을 필요로 하는 특정 dMG-EMA에 의해 활용될 수 있다. 수요 반응(또는 수요 반응 요청)은 전기 수요를 줄여 달라고 요청일 수 있다.
즉, 에너지 자원 정보는 에너지 사용(현재 값(current value), 평균 값(average value), 전체 값(total value), 전력 계측(power metering)과 연관된 각 장치의 값과 관련이 있으며, 또한 각 장치의 상태, 및 줄여야 할 전기 수요와 관련될 수 있다.
수요 반응에 관해서는, 두 가지 유형의 서비스, 예를 들어 인센티브 기반 DR(incentive based DR) 및 가격 기반 DR(price based DR)로 분류될 수 있다. 가격 기반 DR 의 경우, 전기 수요에 대한 단가는 전기 수요가 증가함에 따라 상승한다. 더 높은 가격은 전기 수요를 감소시키는 영향을 준다.
반면에, 인센티브 기반 DR은 고객, 마이크로그리드, 서비스 제공자, 전력 사업자(utility) 간의 상호 합의(mutual agreement)에 의해 달성될 수 있다. 합의는 인센티브 DR 합의에 참여하고, 전력 사업자(utility) 요구에 따라 수요를 감소시키는 고객에게 제공되는 것이다. 합의된(또는 계약된) 고객이 전력 사업자(utility) 요청에 대한 계약을 만족시키지 못한다면(또는 이행할 수 없다면), 페널티는 전력 사업자(utility)로부터 고객에게 부과될 수 있다. 일반적으로, 페널티는 인센티브보다 무거울 수 있다. 무거운 페널티는 전력 사업자(utility)의 요청 동안 고객이 합의(계약)를 준수하도록 한다.
이에, 특정 마이크로그리드가 전력 사업자(또는 전력 회사; utility)로부터 요청된 수요 반응(또는 수요 반응의 목표량)을 이행하지 못할 경우, 특정 마이크로그리드는 멀티-마이크로그리드를 구성하는 주변 마이크로그리드와의 수요 반응 협업을 통해 수요 반응을 이행할 수 있다.
일 예로, 수요 반응에 대한 협업은 mMG-EMA을 경유하여 수행될 수 있다. mMG-EMA은 주변 인접한 마이크로그리드에게 수요 반응 협업을 요청할 수 있으며, 인접한 마이크로그리드의 수요 반응 참여 여부를 관리할 수 있다.
다른 예로, 수요 반응에 대한 협업은 개별 dMG-EMA 간의 직접 정보 교환을 통해 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 멀티-마이크로그리드 환경에서는 마이크로그리드 간의 협업을 통하여 보다 안정적으로 전력 사업자(또는 전력 회사; utility)의 부하 감축을 위한 수요 반응 요청에 보다 효과적으로 대응할 수 있다.
도 2는 멀티-마이크로그리드 환경에서 dMG-EMA와 mMG-EMA 간의 데이터 흐름의 일 예를 나타내고, 도 3은 멀티-마이크로그리드 환경에서 dMG-EMA와 mMG-EMA 간의 의 다른 예를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, mMG-EMA는 dMG-EMA ‘A’ 및 ‘B’로부터 에너지 자원 정보를 주기적으로 수집할 수 있다. dMG-EMA ‘A’ 및 ‘B’는 에너지 수집 장치(예를 들어, 미터 및 센서)를 통해 해당 마이크로그리드에서의 에너지 자원 정보를 수집할 수 있다. dMG-EMA ‘A’ 및 ‘B’는 수집된 에너지 자원 정보를 주기적으로 mMG-EMA로 전송할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, mMG-EMA는 dMG-EMA ‘A’ 및 ‘B’로부터 에너지 자원 정보를 요청에 의해 수집할 수 있다. dMG-EMA ‘A’ 및 ‘B’는 에너지 수집 장치(예를 들어, 미터 및 센서)를 통해 해당 마이크로그리드에서의 에너지 자원 정보를 수집할 수 있다. mMG-EMA는 dMG-EMA ‘A’ 및 ‘B’에 에너지 자원 정보를 요청할 수 있다. dMG-EMA ‘A’ 및 ‘B’는 요청에 응답하여 수집된 에너지 자원 정보를 mMG-EMA로 전송할 수 있다.
도 4는 mMG-EMA의 개략적인 기능 블록도이고, 도 5는 멀티 마이크로그리드 환경에서의 수요 반응에 대한 자원 관리를 위한 프로세스를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, mMG-EMA는 프로세서(410) 및 메모리(430)를 포함할 수 있다.
메모리(430)는 프로세서(410)에 의해 실행가능한 인스트럭션들(또는 프로그램)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 인스트럭션들은 멀티-마이크로그리드 환경에서 마이크로그리드 간의 수요 반응 협업 및/또는 수요 반응을 위한 자원 관리를 수행하도록 제어하는 하나 이상의 동작을 수행하기 위한 인스트럭션들일 수 있다.
프로세서(410)는 mMG-EMA의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(410)는 하나 이상의 코어를 포함하는 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
프로세서(410)는 인스트럭션들을 실행하기 위해, 메모리(130)로부터 인스트럭션들을 꺼내고(retrieve, fetch, or read), 인스트럭션들을 실행할 수 있다. 이에, mMG-EMA는 멀티-마이크로그리드 환경에서 마이크로그리드 간의 수요 반응 협업 및/또는 수요 반응을 위한 자원 관리를 수행할 수 있다.
멀티 마이크로그리드 환경에서의 수요 반응을 위한 자원 관리는 mMG-EMA의 자원 게시판 관리를 통하여 수행될 수 있다. mMG-EMA는 개별 dMG-EMA로부터 에너지 자원 정보를 수집하여 에너지 자원 정보를 “자원 정보 등록/업데이트” 동작(또는 과정)을 통해 수요 반응 서비스에 활용 가능한 에너지 자원을 “자원 정보 게시판”에 게시할 수 있다. 수요 반응에 대해 에너지 자원을 필요로 하는 개별 dMG-EMA는 이를 활용할 수 있다.
수요 반응을 위한 자원 관리의 상세한 프로세스는는 도 5에 도시된 바와 같다.
개별 dMG-EMA는 수요 반응에 대응하기 위해 필요한 용량(전력량)을 mMG-EMA에 요청할 수 있다(S510).mMG-EMA는 수집된 에너지 자원 정보에 기초하여 수요 반응에 대해 지원 가능한 가능 자원(즉, 개별 dMG-EMA에 인접한 마이크로그리드 또는 이에 포함된 에너지 자원 등)을 추천할 수 있다(S520). 예를 들어, mMG-EMA는 개별 마이크로그리드 환경에서 수집된 에너지 자원 정보에 포함된 우선 순위, 비용 정보, 생산 및 저장 정보를 활용하여 추천 순위를 결정할 수 있다.
개별 dMG-EMA는 추천된 자원의 활용에 대한 수락 여부를 결정할 수 있다(S530).
개별 dMG-EMA가 추천된 자원의 활용에 대한 수락을 하지 않는 경우, 개별 dMG-EMA는 수요 반응에 대해 지원 가능한 가능 자원을 mMG-EMA에 다시 추천해 줄 것을 요청할 수 있다. 즉, 개별 dMG-EMA는 추천 자원의 업데이트를 mMG-EMA에 요청할 수 있다(S520).
개별 dMG-EMA가 추천된 자원의 활용에 대한 수락을 하는 경우, 개별 dMG-EMA는 추천된 자원을 차감한 수요 반응을 만족하기 위해 필요한 자원을 업데이트할 수 있다(S540).
수요 반응을 만족하기 위해 자원이 더 필요한 경우, 개별 dMG-EMA는 수요 반응을 만족하기 위해 필요한 자원에 대한 추가 지원을 mMG-EMA에 요청할 수 있다(S550). 즉, 수요 반응을 만족하기 위한 자원이 지원될 때까지, 단계 S510 내지 단계 S550이 반복적으로 수행될 수 있다.
도 6은 수요 반응에 대한 마이크로그리드 간 협업의 일 예를 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 수요 반응에 대한 협업은 mMG-EMA을 경유하여 수행될 수 있다.
dMG-EMA ‘A’ 및 ‘B’는 해당 마이크로그리드(microgrid ‘A’, microgrid ‘B’)와 연결된 에너지 수집 장치(예를 들어, 미터 및 센서)를 통해 해당 마이크로그리드에서의 에너지 자원 정보(예를 들어, 에너지 생산/소비 정보)를 주기적으로 수집(예를 들어, 계측 및 모니터링)할 수 있다(S610).
전력 사업자(utility)는 수요 반응 명령 신호(DR command signal)를 dMG-EMA ‘A’로 송신할 수 있다(S620). 수요 반응 명령 신호는 DR 합의(agreement)에 따라 수요(전력 수요)를 줄여 달라고 요청하는 메시지를 의미할 수 있다.
dMG-EMA ‘A’는 마이크로그리드(microgrid ‘A’)에서 줄일 수 있는 가능한 수요를 체크할 수 있다(S630). 예를 들어, dMG-EMA ‘A’는 마이크로그리드(microgrid ‘A’)에 포함된 지역의 에너지 자원(분산 자원 상태 및 에너지 소비 대상) 중에서 수요 반응에 참여할 수 있는 에너지 자원의 발전 및 소비 현황을 체크할 수 있다.
마이크로그리드(microgrid ‘A’)가 전력 사업자(utility)로부터 요청된 수요 반응의 크기를 모두 충당하기 어려운 경우, dMG-EMA ‘A’는 수요 반응에 대한 협업의 중재를 mMG-EMA에 요청할 수 있다(S640). 요청은 mMG-EMA에 주변의 인접한 또는 미리 협약한 마이크로그리드에게 수요 반응에 대해 협업을 요청하는 것일 수 있다. dMG-EMA ‘A’는 마이크로그리드(microgrid ‘A’)에 추가적으로 필요한 수요 반응 참여 용량, 시간대 등의 정보도 mMG-EMA에 함께 전송할 수 있다.
mMG-EMA는 dMG-EMA ‘B’에 수요 반응에 협업(collaboration) 참여 요청 메시지를 송신할 수 있다(S645). mMG-EMA는 마이크로그리드(microgrid ‘A’)에 추가적으로 필요한 수요 반응 참여 용량, 시간대 등의 정보도 dMG-EMA ‘B’에 함께 전송할 수 있다. 즉, mMG-EMA는 후보자를 찾고(discover), 협업을 요청할 수 있다.
dMG-EMA ‘B’는 마이크로그리드(microgrid ‘B’)에서 수요 반응에 협업할 수 있는 에너지 자원의 발전 및 소비 현황을 체크할 수 있다(S650).
dMG-EMA ‘B’는 수요 반응 협업에 대한 응답 메세지를 mMG-EMA로 전송할 수 있다(S660). 수요 반응 협업에 대해 참여가 가능한 경우, dMG-EMA ‘B’는 수요 반응 참여 자원, 용량 및 시간대 정보도 함께 전송할 수 있다. 수요 반응 협업에 대해 참여가 불가능한 경우도, dMG-EMA ‘B’는 수요 반응 협업에 대해 응답할 수 있다.
mMG-EMA는 dMG-EMA ‘B’로부터 전달받은 응답 메시지를 dMG-EMA ‘A’와 공유할 수 있다(S665).
각 마이크로그리드(microgrid ‘A’, microgrid ‘B’)는 수요 반응에 각각 참여할 수 있다(S670).
전력 사업자(utility)는 각 마이크로그리드(microgrid ‘A’, microgrid ‘B’)에 연계된 에너지 수집 장치(예를 들어, 미터 및 센서)로부터 수요 반응에 참여한 전력량에 대하여 계량 정보를 획득하고, 정산에 활용할 수 있다(S680).
도 7은 수요 반응에 대한 마이크로그리드 간 협업의 다른 예를 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 수요 반응에 대한 협업은 개별 dMG-EMA 간의 직접 정보 교환을 통해 수행될 수 있다. 이 협업에서는 도 5에서 설명된 수요 반응에 대한 자원 관리 프로세스가 이용될 수 있다.
dMG-EMA ‘A’ 및 ‘B’는 해당 마이크로그리드(microgrid ‘A’, microgrid ‘B’)와 연결된 에너지 수집 장치를 통해 해당 마이크로그리드에서의 에너지 자원 정보를 주기적으로 수집할 수 있다(S710).
dMG-EMA ‘A’ 및 ‘B’는 수집된 에너지 자원 정보를 mMG-EMA에 등록할 수 있다(S713). 이후에, mMG-EMA는 수요 반응에 대한 자원 관리를 수행할 수 있다(S715).
전력 사업자(utility)는 수요 반응 명령 신호(DR command signal)를 dMG-EMA ‘A’로 송신할 수 있다(S720).
dMG-EMA ‘A’는 마이크로그리드(microgrid ‘A’)에서 줄일 수 있는 가능한 수요를 체크할 수 있다(S730).
마이크로그리드(microgrid ‘A’)가 전력 사업자(utility)로부터 요청된 수요 반응의 크기를 모두 충당하기 어려운 경우, dMG-EMA ‘A’는 마이크로그리드(microgrid ‘A’)에 추가적으로 수요 반응에 필요한 용량(전력량)을 mMG-EMA에 요청할 수 있다(S733).
mMG-EMA는 수요 반응에 대해 지원 가능한 가능 자원(microgrid ‘B’)을 추천할 수 있다(S735).
dMG-EMA ‘A’는 수요 반응에 대한 협업을 dMG-EMA ‘B’에 직접 요청할 수 있다(S740). dMG-EMA ‘A’는 마이크로그리드(microgrid ‘A’)에 추가적으로 필요한 수요 반응 참여 용량, 시간대 등의 정보도 dMG-EMA ‘B’에 함께 전송할 수 있다.
dMG-EMA ‘B’는 마이크로그리드(microgrid ‘B’)에서 수요 반응에 협업할 수 있는 에너지 자원의 발전 및 소비 현황을 체크할 수 있다(S750).
dMG-EMA ‘B’는 수요 반응 협업에 대한 응답 메세지를 dMG-EMA ‘A’로 전송할 수 있다(S760). 수요 반응 협업에 대해 참여가 가능한 경우, dMG-EMA ‘B’는 수요 반응 참여 자원, 용량 및 시간대 정보도 함께 전송할 수 있다. 수요 반응 협업에 대해 참여가 불가능한 경우도, dMG-EMA ‘B’는 수요 반응 협업에 대해 응답할 수 있다.
dMG-EMA ‘B’는 수요 반응 협업에 대해 mMG-EMA에 보고할 수 있다(S765).
각 마이크로그리드(microgrid ‘A’, microgrid ‘B’)는 수요 반응에 각각 참여할 수 있다(S770).
수요 반응에 참여한 후에, dMG-EMA ‘A’ 및 ‘B’는 해당 마이크로그리드(microgrid ‘A’, microgrid ‘B’)와 연결된 에너지 수집 장치를 통해 해당 마이크로그리드에서의 에너지 자원 정보를 수집하고, 수집된 에너지 자원 정보를 mMG-EMA에 등록(또는 업데이트)할 수 있다(S773, S775).
이에, mMG-EMA는 협업에 따라 참여한 자원을 관리할 수 있다(S777).
전력 사업자(utility)는 각 마이크로그리드(microgrid ‘A’, microgrid ‘B’)에 연계된 에너지 수집 장치(예를 들어, 미터 및 센서)로부터 수요 반응에 참여한 전력량에 대하여 계량 정보를 획득하고, 정산에 활용할 수 있다(S780)
상술한 바와 같이, 실시예는 개별 마이크로그리드 간의 협업을 통해 보다 효율적으로 전력 수요 감축 요구에 대응하고, 특정 개별 마이크로그리드의 수요 감축 자원 부족에 따른 약속 불이행에 대한 위험성을 감소시킬 수 있어, 이를 통한 전체 전력 수급 패턴을 안정화할 수 있다.
또한, 실시예는 마이크로그리드 내의 전기 사용자(소비자)는 자발적인 수요 감축으로 인한 요금 절감, DR 참여 수익을 창출할 수 있으며, 마이크로그리드 에너지 관리 장치는 감축 가능한 수요 자원 모집, 관리, 에너지 컨설팅 등에 대한 수수료 수익을 창출할 수 있다.
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 실시예를 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. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 멀티-마이크로그리드의 수요 반응 관리 방법에 있어서,
    유틸리티로부터 제1 마이크로그리드에 대한 수요 반응에 관한 요청을 수신하는 단계;
    상기 요청에 응답하여 상기 수요 반응에 대한 협업을 제2 마이크로그리드에 요청하는 단계; 및
    상기 협업을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 마이크로그리드와 상기 제2 마이크로그리드는 상기 멀티-마이크로그리드를 구성하고,
    상기 요청은 상기 유틸리티로부터 전송된 수요 반응 명령 신호이고,
    상기 수요 반응 명령 신호는 수요 반응 합의에 따라 수요를 줄여 달라고 요청하는 메시지를 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요청하는 단계는,
    상기 제1 마이크로그리드에서 상기 수요 반응에 대해 줄일 수 있는 가능한 수요를 체크하는 단계
    를 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 요청하는 단계는,
    상기 제1 마이크로그리드가 상기 멀티-마이크로그리드를 관리하는 장치에 상기 협업에 대한 중재를 요청하는 단계
    를 더 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 요청하는 단계는,
    상기 제1 마이크로그리드가 상기 협업을 상기 제2 마이크로그리드에 직접 요청하는 단계
    를 더 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 요청하는 단계는,
    상기 수요 반응에 필요한 참여 용량 및 시간에 대한 정보도 전송하는 단계
    를 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 마이크로그리드의 상기 협업에 대한 응답 메시지를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 응답 메시지를 수신하는 단계는,
    상기 제2 마이크로그리드에서 상기 수요 반응에 참여하는 용량 및 시간에 관한 정보도 수신하는 단계
    를 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마이크로그리드와 연결된 에너지 장치를 통해 상기 제1 마이크로그리드에서의 자원 정보를 수집하는 단계
    를 더 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 자원 정보는 상기 제1 마이크로그리드에 포함된 자원의 에너지 생산 또는 소비에 연관된 정보인 수요 반응 관리 방법.
  10. 멀티-마이크로그리드의 수요 반응 관리 방법에 있어서,
    제1 마이크로그리드로부터 상기 제1 마이크로그리드에 대한 수요 반응에 관한 협업 요청을 수신하는 단계; 및
    상기 협업 요청에 응답하여 상기 수요 반응에 대한 협업 참여 요청 메시지를 제2 마이크로그리드로 전송하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 마이크로그리드와 상기 제2 마이크로그리드는 상기 멀티-마이크로그리드를 구성하고,
    상기 협업 요청은 유틸리티로부터 전송된 수요 반응 명령 신호에 기초하고,
    상기 수요 반응 명령 신호는 수요 반응 합의에 따라 수요를 줄여 달라고 요청하는 메시지를 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 멀티-마이크로그리드를 구성하는 마이크로그리드들 중에서 상기 협업에 참여할 후보를 찾는 단계
    를 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 수요 반응에 필요한 참여 용량 및 시간에 대한 정보도 전송하는 단계
    를 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 마이크로그리드의 상기 협업에 대한 응답 메시지를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 응답 메시지를 수신하는 단계는,
    상기 제2 마이크로그리드에서 상기 수요 반응에 참여하는 용량 및 시간에 관한 정보도 수신하는 단계
    를 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    개별 마이크로그리드와 연결된 에너지 장치를 통해 상기 개별 마이크로그리드에서의 자원 정보를 수집하는 단계
    를 더 포함하는 수요 반응 관리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 자원 정보는 상기 개별 마이크로그리드에 포함된 자원의 에너지 생산 또는 소비에 연관된 정보인 수요 반응 관리 방법.
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