KR20190121621A - 에너지 관리 시스템 - Google Patents

에너지 관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190121621A
KR20190121621A KR1020180045176A KR20180045176A KR20190121621A KR 20190121621 A KR20190121621 A KR 20190121621A KR 1020180045176 A KR1020180045176 A KR 1020180045176A KR 20180045176 A KR20180045176 A KR 20180045176A KR 20190121621 A KR20190121621 A KR 20190121621A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
hems
management system
energy management
information
Prior art date
Application number
KR1020180045176A
Other languages
English (en)
Inventor
박성찬
Original Assignee
엘에스산전 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스산전 주식회사 filed Critical 엘에스산전 주식회사
Priority to KR1020180045176A priority Critical patent/KR20190121621A/ko
Publication of KR20190121621A publication Critical patent/KR20190121621A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J2003/146
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/54
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/222Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/242Home appliances

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 에너지 관리 시스템은, 에너지 저장장치에 관한 파라미터를 셋팅하고, 전력회사로부터 전력요율정보를 획득하고, 획득한 전력요율정보 및 예측 파라미터에 기초하여 제1 전력가격을 생성하고, 생성한 제1 전력가격을 지능형 부하에 전달하는 HEMS 및 상기 HEMS으로부터 전달받은 제1 전력가격에 기초하여 사용량을 스케줄링하여 생성된 제1 사용량 스케줄링 정보를 상기 HEMS에 전달하는 지능형 부하를 포함한다.

Description

에너지 관리 시스템{energy management system}
본 발명은 에너지 관리 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 에너지 관리 시스템에 있어서, 계약된 피크에 대응하는 전력 수익을 최적화하는 에너지 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 스마트 그리드(Smart Grid: 지능형 전력망)는 기존 전력망에 정보기술을 결합하여 안정적이고 고효율의 전력망을 구축하는 차세대 전력 관리 시스템이다.
스마트 그리드 환경에서는 전력요율이 시간대 별로 바뀌는 실시간 전력 요금제(RTP: real-time pricing)가 등장하게 되며, 댁내 가전기기들이 이에 응답하여 자체적으로 소모전력을 스케줄링하는 지능화가전(SA, Smart Appliance)에 대한 연구가 활발히 진행중이다. 하지만 각 가전기기들의 자체적인 최적스케줄의 합이 고객 입장에서의 최적이 아닐 수 있다.
예를 들어, 고객이 전력회사와 피크전력 제한 및 위반에 대한 페널티 계약을 맺었을 경우 요금이 저렴한 시간대에 많은 전력을 소모하여 전력량요금을 절약했더라도 새롭게 발생된 높은 피크에 의한 페널티가 더 커 결과적으로 고객이 손해를 보는 경우가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 관리 시스템은 계약된 전력 피크에 대응하여 최적의 전력 수익을 낼 수 있는 에너지 관리 시스템 제어 방법 및 설계 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 에너지 관리 시스템은, 에너지 저장장치에 관한 파라미터를 셋팅하고, 전력회사로부터 전력요율정보를 획득하고, 획득한 전력요율정보 및 예측 파라미터에 기초하여 제1 전력가격을 생성하고, 생성한 제1 전력가격을 지능형 부하에 전달하는 HEMS 및 상기 HEMS으로부터 전달받은 제1 전력가격에 기초하여 사용량을 스케줄링하여 생성된 제1 사용량 스케줄링 정보를 상기 HEMS에 전달하는 지능형 부하를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 관리 시스템은, 계약된 전력 피크에 대응하여 시스템의 전체 수익을 최적화할 수 있다.
도 1은 일반적인 홈 에너지 관리 시스템(HEMS, Home Energy Management System)의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 일반적인 에너지 관리 시스템에 있어서, 각 주체들간의 정보 흐름들 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 더 포함하는 에너지 관리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 HEMS 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 일반적인 홈 에너지 관리 시스템(HEMS, Home Energy Management System)의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
일반적인 HEMS는 상위에 데이터 관리장치(110)와 데이터 수집장치(120) 및 데이터 중계장치(130)를 포함하는 전력사업자 시스템(100)과 다수의 데이터 집중 장치(200) 및 다수의 지능형 전력량계(300)과 연결된다. HEMS(400)은 에너지 모니터링/관리 장치(410) 및 지능형 부하(420)을 포함할 수 있다. 좁은 의미에서 HEMS는 에너지 모니터링/관리장치만을 지칭할 수도 있다.
데이터 수집장치(120)는 저장장치일 수 있다. 데이터 수집장치(120)는 홈 에너지 관리 시스템을 운용하면서 발생하는 에너지 사용 및 생산에 관한 데이터를 저장할 수 있다.데이터 관장치(110)는 데이터 수집장치(120)에 저장된 데이터에 기초하여 홈 에너지 관리 시스템을 관리한다.
전력 사업자는 데이터 중계장치(130)을 통해 수용가의 전력사용 데이터를 수집하여 데이터 수집장치(120)에 저장하고, 데이터 수집장치(120)는 데이터 관리장치(110)와 연결되어 전력사업자의 수용가 에너지 관리를 수행한다. 이때 데이터 중계장치(130)와 데이터 수집장치(120)와 데이터 관리장치(110)간의 네트워크는 일반적으로 전력사업자 고유의 프로토콜이 적용되어 운영된다.
데이터 중계장치(130)는 다수의 데이터 집중장치(200)와 연결되어 있으며, 데이터 집중장치(200)를 통해 수집되는 대용량의 데이터를 전력사업자 시스템(100)의 데이터 수집장치(120)에 전달한다.
데이터 집중 장치(200)는 다수의 수용가 지능형 전력량계(300)와 연결되어 있으며, 다수의 지능형 전력량계(300)의 수용가 전력사용 데이터를 수집하여 데이터 중계장치(130)에 전달한다.
지능형 전력량계(300)는 가정용 에너지 모니터링/관리 장치(410)와 통신을 수행하며, 에너지 모니터링/관리 장치(410)는 가정 내 부하인 지능형 부하(420)와 통신을 수행한다.
도 2는 일반적인 에너지 관리 시스템에 있어서, 각 주체들간의 정보 흐름들 도시한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전력회사(100)이 실시간 전력 요금제에 따른 실시간 전력가격 정보를 HEMS(410)에 전달하고, HEMS(410)는 전력가격 정보를 지능형 부하(420)에 전달한다. 지능형 부하(420)는 전력가격 정보에 따라 사용량을 스케줄링하고, 사용량 스케줄링 정보를 HEMS(410)에 전달한다.
HEMS(410)는 다수의 지능형 부하(420)들로부터 획득한 스케줄링 정보에 기초하여 피크 목표 만족여부를 판단한다. 여기에서, 피크 목표란, HEMS(410)이 관리하는 전체 시스템에서 전력회사와 계약한 전기 사용량의 최대치를 의미한다. 일반적으로 전기 사용량에 따라 선형적으로 전기 요금이 증가하나, 일정 사용량을 지나면 전기 요금의 증가량이 급격하게 달라진다. 따라서, 전기 사용량이 계약한 일정량을 넘지 않는 것이 중요한데, 일반적인 에너지 관리 시스템에서 HEMS는 다수의 지능형 부하들로부터 전달받은 사용량 스케줄 정보를 종합하여 시간대별 피크 목표 만족여부를 판단한다.
만약, 다수의 지능형 부하(420)들로부터 전달받은 사용량 스케줄 정보가 시간대별로 피크 목표를 만족하지 못하는 경우, HEMS(410)는 수정된 전력가격정보를 작성하고 이를 지능형 부하(420)로 전달한다. 이때 전달되는 수정 전력가격정보는 전력 회사로부터 전달받은 가격정보가 아닌, HEMS(410)이 생성한 가상의 전력가격정보이다. 지능형 부하(420)는 가격정보에 기초하여 사용량을 스케줄링하는바, 이러한 특징을 이용하여 HEMS(410)이 직접 지능형 부하(420)의 사용량을 스케줄링하는 것이 아닌, 수정된 가상의 전력가격정보를 지능형 부하(420)에게 제공함으로써 최적화된 전력요금이 가능한 사용량 스케줄을 지능형 부하(420)가 직접 수행하게 하는 것이다.
지능형 부하(420)는 수정된 전력가격정보에 따라 다시 사용량을 스케줄링하고, 수정 사용량 스케줄링 정보가 다시 HEMS(410)에 전달된다. HEMS(410)는 수정 사용량 스케줄링 정보가 피크 목표를 만족하는지 다시 판단하고, 이러한 알고리즘을 수 회 반복하여, 모든 시간대별로 사용량 스케줄이 피크 목표 이하가 되는 경우 알고리즘을 중단한다.
여기에서, 사용량 스케줄이 피크 목표 이하가 될 때까지 반복되는 알고리즘을 도 2에 도시된 바와 같이 A1이라고 지칭한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치를 더 포함하는 에너지 관리 시스템을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 관리 시스템은 다수의 지능형 부하(420)와 함께, 에너지 저장장치(500)을 더 포함한다. 에너지 저장장치(500)는 전력요금이 상대적으로 싼 시간에 충전하고, 전력요금이 상대적으로 비싼 시간에 전력을 방전하는 방식으로 전체 전력 요금을 최소화하도록 동작한다.
상술한 바와 같이, 최근 전력요금 절감을 목적으로 에너지 저장 장치를 활용하는 소비자가 늘어나고 있다. 그런데, 도 2에 도시된 일반적인 에너지 관리 시스템의 제어 구조를 바꾸지 않고 에너지 저장 장치를 적용하기 위해서, 에너지 저장장치 또한 HEMS(410)이 송신하는 제어신호(가상의 전력가격)에 맞추어 응동할 수 있어야 한다. 또 다른 한편으로 경제적 효과(총 소비전력요금)를 최대화하는 에너지 저장장치의 설계(예를 들어 PCS 정격 AC 출력, 배터리 용량) 방안이 필요하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전력 회사(100)는 k 시간대의 전력요율정보(
Figure pat00001
) 를 HEMS(410)에 전달한다. 그리고 HEMS(410)는 k 시간대의 생성전력가격정보(
Figure pat00002
)를 지능형 부하(420) 및 에너지 저장장치(500)에 전달한다. 그리고 HEMS(410)는 지능형 부하(420)로부터 k 시간대의 사용량 스케줄 정보(
Figure pat00003
)를 전달받는다. 그리고, HEMS(410)는 전달받은 사용량 스케줄 정보를 종합하여 전력회사(100)에 전달한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 HEMS 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
종래의 방법과 같이, 수정된 가격정보를 지능형 부하에 제공하여 수정된 사용량 스케줄을 생성한다고 하여도, 특정 시간대에 반드시 부하가 전력을 소비해야하는 경우가 있을 수 밖에 없으며, 결과적으로 특정 시간대에 피크값을 초과하는 전력 사용이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 특정 시간대에 초과하는 전력 사용량을 에너지 저장장치가 보충하는데, 에너지 저장장치가 저장하고 있는 전력도 단가가 정해져 있으며, 결과적으로 에너지 저장장치의 전력 단가까지 고려한 에너지 관리 시스템의 제어가 필요하다.
도 4의 알고리즘을 통해 에너지 저장장치의 파라미터를 결정할 수 있는데, 최적화된 에너지 관리 시스템의 수익을 위해 결정되는 에너지 저장 장치의 파라미터는 에너지 저장 장치에 포함된 PCS의 AC 출력과, ESS의 배터리 용량이다.
일 실시 예에서, 에너 저장 장치는 서로 다른 AC 출력을 갖는 PCS 또는 서로 다른 용량을 갖는 복수의 배터리를 포함할 수 있으며, 결정된 에너지 저장 장치의 파라미터에 기초하여 HEMS는 복수의 PCS 또는 배터리 중 적어도 하나의 PCS 및 배터리를 선택하여 시스템은 운용할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 도 4의 알고리즘은 에너지 관리 시스템의 설계에 이용될 수 있다. 이때, 도 4의 알고리즘은 에너지 관리 시스템을 설계하기 위해 필요한 프로그램 또는 프로그램이 설치된 연산 장치의 동작으로 볼 수도 있다.
HEMS는 파라미터를 셋팅한다(S101). 여기에서 세팅되는 파라미터는 전력회사와 맺은 계약상 피크(qmax), 에너지 저장장치의 PCS AC 출력(qpcs), 및 에너지 저장장치의 배터리 용량(Qbatt) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
HEMS는 현재로부터 특정 기간까지의 전력가격을 예측한다(S103). 일 실시 예에서 HEMS는 현재로부터 1년 간의 전력가격을 계절별 또는 시간대별로 예측할 수 있다. 예측은 과거의 데이터를 바탕으로 한다. 일반적으로 전력수요는 계절별, 요일별, 시간대별로 다른 특성을 갖는바, 군집화 또는 시계열 등의 방법으로 특정 시점에서의 전력가격을 예측할 수 있다.
HEMS는 S103 단계에서 예측된 전력가격을 이용하여 도 2에서 설명한 A1 알고리즘을 시행한다(S105). 구체적으로 HEMS는 예측된 전력가격을 지능형 부하에 전송하고 지능형 부하로부터 사용량 스케줄링 정보를 획득하는 일련의 알고리즘을 수행한다.
HEMS는 계약상 피크 이하로 모든 부하의 사용량 스케줄이 결정되었는지를 판단한다(S107). 구체적으로 HEMS는 A1 알고리즘을 통해 획득한 지능형 부하의 사용량 스케줄이 계약상 피크 이하인지를 판단한다. 지능형 부하는 가격에 따라 사용량을 조절하나, 상술한 바와 같이 반드시 운영이 필요한 시점이 있을 수 있으며, 이에 따라 지능형 부하가 조절할 수 없는 사용량 스케줄이 발생할 수 있다. 이러한 조절할 수 없는 사용량 스케줄은 계약상 피크 이상의 사용량을 발생시키는 주요 원인이 된다. 따라서 HEMS는 제1 전력가격 정보에 따라 결정된 사용량 스케줄이 계약된 피크 이하인지를 판단한다.
일 실시 예에서, 제1 전력가격 정보에 따라 결정된 사용량 스케줄이 계약 피크 이상인 경우, HEMS는 S105 단계로 돌아가 A1을 반복수행한다.
또 다른 실시 예에서, 모든 부하의 사용량 스케줄이 계약 피크 이하인 경우, HEMS는 사용량 스케줄에 따른 수익(RESS)을 계산하고, 기록한다(S109). HEMS는 모든 지능형 부하의 사용량 스케줄, 에너지 저장장치의 출력량, 전력 회사로부터 획득하는 전력요율 및 에너지 저장장치에 저장된 전력의 평균 단가에 기초하여 전력요금을 계산한다. 그리고, HEMS는 에너지 저장장치를 운영하여 발생하는 전력 수익, 다시 말해서, 충전된 전력을 다른 시스템으로 판매하여 발생하는 전력수익을 계산한다. HEMS는 전력요금과 전력수익에 기초하여 수익을 계산할 수 있다.
HEMS는 당해 알고리즘의 회차가 정해진 회차 이상인지 판단한다(S111).
일 실시 예에서, 당해 알고리즘의 회차가 정해진 회차 이하인 경우, HEMS는 다시 단계 S101로 돌아간다.
또 다른 일 실시 예에서, 당해 알고리즘의 회차가 정해진 회차인 경우, HEMS는 회차별 기록된 수익값(RESS) 중 가장 큰 수익값을 유도하는 파라미터를 에너지 저장장치의 파라미터로 결정한다. 상술한 바와 같이, 여기에서 결정되는 에너지 저장장치의 파라미터는 PCS AC 출력 또는 배터리 용량 중 적어도 어느 하나 일 수 있다.
상기와 같이 기재된 실시 예들은 설명된 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (8)

  1. 에너지 관리 시스템에 있어서,
    에너지 저장장치에 관한 파라미터를 셋팅하고, 전력회사로부터 전력요율정보를 획득하고, 획득한 전력요율정보 및 예측 파라미터에 기초하여 제1 전력가격을 생성하고, 생성한 제1 전력가격을 지능형 부하에 전달하는 HEMS; 및
    상기 HEMS으로부터 전달받은 제1 전력가격에 기초하여 사용량을 스케줄링하여 생성된 제1 사용량 스케줄링 정보를 상기 HEMS에 전달하는 지능형 부하를 포함하고,
    상기 HEMS는 상기 제1 사용량 스케줄링 정보가 전력회사와 맺은 계약 상 피크를 초과하지 여부를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 에너지 관리 시스템은 운영하는
    에너지 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 HEMS는 상기 제1 사용량 스케줄링 정보가 전력회사와 맺은 계약 상 피크를 초과하는 경우, 수정된 제2 전력가격 정보를 생성하여 지능형 부하에 전달하고, 상기 지능형 부하로부터 상기 제2 전력가격 정보에 기초한 사용량 스케줄 정보를 전달받는
    에너지 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 HEMS는 상기 제1 사용량 스케줄링 정보가 전력회사와 맺은 계약 상 피크를 초과하는 경우 수정된 전력가격 정보에 기초한 사용량 스케줄 정보가 계약된 피크 이하가 될때까지 수정된 전력가격정보를 전달하고, 수정된 전력가격정보에 따른 사용량 스케줄 정보를 획득하는 단계를 반복하는
    에너지 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 HEMS는 모든 부하에 대하여 획득한 사용량 스케줄 정보가 계약된 피크 이하인 경우, 사용량 스케줄에 따른 수익을 계산하는
    에너지 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 HEMS는 모든 지능형 부하의 사용량 스케줄, 에너지 저장장치의 출력량, 전력 회사로부터 획득하는 전력요율 및 에너지 저장장치에 저장된 전력의 평균 단가에 기초하여 전력요금을 계산하고, 에너지 저장장치의 배터리를 방전하여 획득하는 전력 수익을 계산하고, 전력요금과 전력수익에 기초하여 전체 수익을 계산하는
    에너지 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 HEMS는 전체 수익 획득하는 과정을 기 설정된 회차 반복하고,
    각 회차마다 획득한 전체 수익 중 가장 큰 수익을 유도하는 파라미터를 에너지 저장 시스템의 파라미터로 결정하는
    에너지 관리 시스템.
  7. 에너지 저장 장치의 파라미터를 세팅하는 단계;
    전력 가격을 예측하는 단계;
    예측된 전력 가격에 따른 사용량 스케줄 정보를 획득하는 단계;
    획득한 사용량 스케줄이 전력회사와 계약된 피크 값 이하인 경우, 전체 수익을 계산하는 단계;
    전체 수익을 계산하는 단계를 기 설정된 회차 반복하는 단계;
    각 회차마다의 전체 수익 중 가장 큰 수익을 유도하는 파라미터를 에너지 저장 장치의 파라미터로 결정하는
    에너지 관리 시스템 설계 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 에너지 저장 장치의 파라미터는 PCS AC 출력 또는 배터리 용량 중 적어도 어느 하나인
    에너지 관리 시스템 설계 방법.
KR1020180045176A 2018-04-18 2018-04-18 에너지 관리 시스템 KR20190121621A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180045176A KR20190121621A (ko) 2018-04-18 2018-04-18 에너지 관리 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180045176A KR20190121621A (ko) 2018-04-18 2018-04-18 에너지 관리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190121621A true KR20190121621A (ko) 2019-10-28

Family

ID=68421851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180045176A KR20190121621A (ko) 2018-04-18 2018-04-18 에너지 관리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190121621A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alam et al. Peer-to-peer energy trading among smart homes
Kanakadhurga et al. Demand side management in microgrid: A critical review of key issues and recent trends
CN111492559B (zh) 用于能量存储系统的最佳控制的系统和方法
Li et al. A real-time electricity scheduling for residential home energy management
CN105684257B (zh) 用于控制微电网的操作的微电网能量管理系统和方法
Ma et al. Residential load scheduling in smart grid: A cost efficiency perspective
KR102187327B1 (ko) 자동기계학습 기반의 건물 부하 최적 관리 및 제어 시스템
Logenthiran et al. Demand side management in smart grid using heuristic optimization
Wang et al. Hierarchical market integration of responsive loads as spinning reserve
US9063525B2 (en) Distributed energy services management system
US11011913B2 (en) Multifunction power management system
Liu et al. Worst-case conditional value-at-risk based bidding strategy for wind-hydro hybrid systems under probability distribution uncertainties
Celik et al. Quantifying the impact of solar photovoltaic and energy storage assets on the performance of a residential energy aggregator
Barbato et al. Model and algorithms for the real time management of residential electricity demand
CN109462258A (zh) 一种基于机会约束规划的家庭能量优化调度方法
US20240044986A1 (en) Systems and method for managing dispatch and lifecycle of energy storage systems on an electrical grid, including management of energy storage systems for provisioning of multiple services
Ghorbani et al. Multi-agent autonomous decision making in smart micro-grids’ energy management: a decentralized approach
Lee et al. Development of energy storage system scheduling algorithm for simultaneous self-consumption and demand response program participation in South Korea
Melatti et al. A two-layer near-optimal strategy for substation constraint management via home batteries
WO2020103046A1 (zh) 储能管理及控制方法、系统、计算机设备、存储介质
EP3011656A1 (en) Charging electronic devices
Pal et al. Effective load scheduling of residential consumers based on dynamic pricing with price prediction capabilities
Baone et al. Optimal day-ahead scheduling for microgrid participation in frequency regulation markets
Obushevs et al. Demand side management platform for HAN flexibility estimation with agent control
Paul et al. Intelligent load management system development with renewable energy for demand side management