KR20210017656A - Apparatus and method for moving path scheduling of an energy storage device for minimizing energy loss - Google Patents

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KR20210017656A
KR20210017656A KR1020190097267A KR20190097267A KR20210017656A KR 20210017656 A KR20210017656 A KR 20210017656A KR 1020190097267 A KR1020190097267 A KR 1020190097267A KR 20190097267 A KR20190097267 A KR 20190097267A KR 20210017656 A KR20210017656 A KR 20210017656A
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energy storage
storage device
road
mesd
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KR1020190097267A
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김영진
권순영
박재영
함승준
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한국전력공사
포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a moving path scheduling device of an energy storage device for minimizing energy loss, capable of setting an optimal moving path for a mobile energy storage device to move by minimizing energy loss in accordance with the degree of traffic congestion and load demand amount by time slot, and a method thereof. According to an embodiment of the present invention, the moving path scheduling device for setting a moving path of a mobile energy storage device (MESD) includes: a collection part collecting system information, traffic information, and MESD information of the previous day; a model creation part creating first and second models for creating an optimal moving path based on the information collected by the collection part; and a path creation part scheduling a moving path of the energy storage device by using the first and second models.

Description

에너지 손실을 최소화하기 위한 에너지 저장 장치의 이동 경로 스케줄링 장치 및 방법{Apparatus and method for moving path scheduling of an energy storage device for minimizing energy loss}Apparatus and method for moving path scheduling of an energy storage device for minimizing energy loss

본 발명은 에너지 손실을 최소화하기 위한 에너지 저장 장치의 이동 경로 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 시간대 별 부하 수요량 및 교통 혼잡도에 따라 에너지 손실을 최소화하여 이동형 에너지 저장장치가 이동할 수 있는 최적의 이동 경로를 설정하기 위한 에너지 손실을 최소화하기 위한 에너지 저장 장치의 이동 경로 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for scheduling a movement path of an energy storage device for minimizing energy loss, and more specifically, an optimal energy loss for a mobile energy storage device to be moved by minimizing energy loss according to load demand and traffic congestion for each time period. It relates to an apparatus and method for scheduling a movement path of an energy storage device for minimizing energy loss for setting a movement path.

에너지 저장 장치(Energy Storage Device, ESD)는 배전 계통에 설치되어 첨두부하 저감(Peak load shaving), 무효 전력 보상 등의 계통 보조 서비스를 제공하여 에너지 손실 감소, 신재생 에너지 수용률 증가를 통해 계통 운영을 효율화할 수 있다. Energy Storage Device (ESD) is installed in the distribution system to provide system auxiliary services such as peak load shaving and reactive power compensation to reduce energy loss and increase the acceptance rate of renewable energy to operate the system. Can be efficient.

이를 위해 에너지 저장 장치가 설치되는 위치를 결정하는 것은 매우 중요하다. 일반적으로, 에너지 저장 장치는 배전 계통 내 노드 별전력 부하량, 신재생 발전량 및 선로 전력 조류 등을 고려하여 에너지 저장 장치가 가장 효과적으로 활용될 수 있는 위치에 설치된다.To this end, it is very important to determine where the energy storage device is installed. In general, the energy storage device is installed in a location where the energy storage device can be most effectively utilized in consideration of the power load for each node in the distribution system, the amount of renewable power generation, and the power flow of the line.

그러나, 에너지 저장 장치의 위치를 선정하는 것은 어느 특정 한 시점에서의 계통 조건에 대해 최적 설치 위치를 결정하게 된다. 그러나, 실제로 배전 계통 내 부하 밀집 지역이나 신재생 발전량 등은 시간에 따라 지속적으로 변화되므로 에너지 저장 장치의 설치 위치에 대한 최적성을 보장하기 어려운 문제가 있다.However, selecting the location of the energy storage device determines the optimum installation location for the system condition at a certain point in time. However, there is a problem in that it is difficult to guarantee the optimality for the installation location of the energy storage device since the load-intensive area or the amount of renewable power in the distribution system is continuously changed over time.

본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시간대 별 부하 수요량 및 교통 혼잡도에 따라 에너지 손실을 최소화하여 이동형 에너지 저장장치가 이동할 수 있는 최적의 이동 경로를 설정하기 위한 에너지 손실을 최소화하기 위한 에너지 저장 장치의 이동 경로 스케줄링 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problem, and energy storage to minimize energy loss for setting an optimal path through which a mobile energy storage device can move by minimizing energy loss according to load demand and traffic congestion by time An object of the present invention is to provide an apparatus and method for scheduling a movement path of an apparatus.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the technical problems of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention will be described below or will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from such technology and description.

앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(Mobile Energy Storage Device, MESD)의 이동 경로를 설정하기 위한 이동 경로 스케줄링 장치는 하루 전의 계통 정보, 교통 정보 및 MESD 정보를 수집하는 수집부와, 수집부에서 수집한 정보들을 기초로 최적의 이동 경로를 생성하기 위한 제1모델 및 제2모델을 생성하는 모델 생성부와, 제1모델 및 제2모델을 이용하여 에너지 저장 장치의 이동 경로를 스케줄링하는 경로 생성부를 포함할 수 있다. A movement route scheduling device for setting a movement route of an energy storage device (MESD) according to an embodiment of the present invention to achieve the above-described object collects system information, traffic information, and MESD information from one day ago. The collection unit, a model generation unit that generates a first model and a second model for generating an optimal movement path based on the information collected by the collection unit, and the energy storage device using the first model and the second model. It may include a path generator for scheduling a moving path.

한편, 앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(Mobile Energy Storage Device, MESD)의 이동 경로를 설정하기 위한 이동 경로 스케줄링 방법은 하루 전의 계통 정보, 교통 정보 및 MESD 정보를 수집하는 단계와, 수집한 정보들을 기초로 최적의 이동 경로를 생성하기 위한 제1모델 및 제2모델을 생성하는 단계와, 제1모델 및 제2모델을 이용하여 에너지 저장 장치의 이동 경로를 스케줄링하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the movement route scheduling method for setting a movement route of a mobile energy storage device (MESD) according to an embodiment of the present invention to achieve the above-described object is a system information, traffic information, and MESD information of a day ago. Collecting, generating a first model and a second model for generating an optimal movement path based on the collected information, and scheduling a movement path of the energy storage device using the first model and the second model It may include the step of.

본 발명의 실시 예에 따른 에너지 손실을 최소화하기 위한 에너지 저장 장치의 이동 경로 스케줄링 장치 및 방법은 시간대 별 부하 수요량 및 교통 혼잡도에 따라 에너지 손실을 최소화하여 이동형 에너지 저장장치가 이동할 수 있는 최적의 이동 경로를 설정하므로, 전력 및 에너지 손실을 최소화할 수 있다.An apparatus and method for scheduling a movement path of an energy storage device for minimizing energy loss according to an embodiment of the present invention is an optimal movement path through which the mobile energy storage device can travel by minimizing energy loss according to the load demand and traffic congestion for each time period. By setting, it is possible to minimize power and energy loss.

또한, 전력 및 에너지 손실을 최소화함에 따라 에너지 비용을 저감할 수 있다.In addition, energy cost can be reduced by minimizing power and energy loss.

이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.In addition, other features and advantages of the present invention may be newly recognized through embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치의 충/방전 전력 제공 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 경로 스케줄링 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제2모델을 생성하는 과정을 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스케줄링에 의한 에너지 저장 장치의 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 따른 에너지 저장 장치의 이동 경로에 의한 위치 및 전력을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 최적 경로 스케줄링 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 제2모델 생성 방법을 나타내는 도면이다.
1 is a diagram illustrating a configuration of a system for providing charging/discharging power of an energy storage device according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a configuration of a moving path scheduling apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are exemplary diagrams showing a process of generating a second model according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a movement path of an energy storage device by scheduling according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a location and power according to a movement path of the energy storage device according to FIG. 6.
8 is a diagram illustrating an optimal route scheduling method according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a method of generating a second model according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치의 충/방전 전력 제공 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a system for providing charging/discharging power of an energy storage device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치의 충/방전 전력 제공 시스템(10)은 배전계통(100), 에너지 저장 장치(200) 및 이동 경로 스케줄링 장치(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a system 10 for providing charging/discharging power of an energy storage device according to an embodiment of the present invention includes a distribution system 100, an energy storage device 200, and a movement path scheduling device 300. I can.

에너지 저장 장치(200)는 배전계통(100)에 설치되어 배전계통의 첨두부하 저감(Peak load shaving), 무효 전력 보상 등의 배전계통(100)을 보조하기 위한 서비스를 제공할 수 있다. 이로 인해, 에너지 저장 장치(200)는 에너지 손실 감소, 신재생 에너지 수용률 증가를 통해 배전계통(100)의 운영을 효율화할 수 있다.The energy storage device 200 may be installed in the distribution system 100 to provide a service to assist the distribution system 100 such as peak load shaving of the distribution system and compensation for reactive power. Accordingly, the energy storage device 200 can efficiently operate the distribution system 100 by reducing energy loss and increasing the acceptance rate of new and renewable energy.

또한, 에너지 저장 장치(200)는 실시간으로 변하는 주파수에 즉각적인 충/방전으로 전력의 균형을 유지할 수 있고, 단속적인 풍력, 태양광 발전원의 출력보정 및 급전지시에 대해 응동할 수 있다. 또한, 에너지 저장 장치(200)는 정전 방지를 통한 안정적 전력 공급 수단인 비상 전원으로 활용할 수 있다.In addition, the energy storage device 200 can maintain the balance of power by instant charging/discharging at a frequency that changes in real time, and can respond to intermittent wind power, output correction of a solar power source, and power supply. In addition, the energy storage device 200 may be utilized as an emergency power source, which is a stable power supply means through prevention of power failure.

즉, 에너지 저장 장치(200)는 배전계통(100)으로 전력을 충/방전함에 따라 배전계통(100)을 보조할 수 있다.That is, the energy storage device 200 may assist the distribution system 100 by charging/discharging power to the distribution system 100.

이러한 에너지 저장 장치(200)는 전력이 필요한 곳으로 이동하여 전력을 제공할 수 있는데, 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동 경로 스케줄링 장치(300)에 의해 에너지 저장 장치(200)의 이동 경로가 결정될 수 있다.The energy storage device 200 may move to a place where power is needed to provide power. According to an embodiment of the present invention, the movement path of the energy storage device 200 may be determined by the movement path scheduling device 300. I can.

구체적으로, 기존의 에너지 저장 장치(200)는 특정 위치에 설치되어 배전계통(100)에 전력을 공급하였다. 에너지 저장 장치(200)는 특정 한 시점에서의 계통 조건에 대해 충/방전이 최적으로 이루어질 수 있는 특정 위치에 설치될 수 있었다. 그러나, 에너지 저장 장치(200)는 특정 한 시점만을 반영하여 선정된 최적의 위치에 설치되므로, 에너지 저장 장치(200)의 설치 위치에서 배전계통(100)으로의 충/방전의 최적 여부는 달라질 수 있다.Specifically, the existing energy storage device 200 is installed at a specific location to supply power to the distribution system 100. The energy storage device 200 may be installed at a specific location where charging/discharging can be optimally performed for a system condition at a specific point in time. However, since the energy storage device 200 is installed at an optimal position selected by reflecting only a specific point in time, the optimal charging/discharging from the installation position of the energy storage device 200 to the distribution system 100 may vary. have.

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(200)는 이동형으로, 전력이 추가로 필요한 곳으로 이동하여 배전계통(100)에 전력을 공급하도록 할 수 있다. 여기서, 에너지 저장 장치(200)가 이동함에 따라 에너지가 손실되고, 에너지 저장 장치(200)의 전력 급전에 의해 전력이 손실될 수 있다. 따라서, 이동 경로 스케줄링 장치(300)는 에너지 및 전력의 손실을 최소화시키는 에너지 저장 장치(200)의 이동경로를 스케줄링할 수 있다. 즉, 이동 경로 스케줄링 장치(300)는 에너지 저장 장치(200)의 충/방전 전력 및 이동 경로를 최적화하기 위한 스케줄을 도출할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 경로 스케줄링 장치(300)는 배전 시스템 운영자(Distribution System Operator, DSO)의 단말기에 탑재되거나 연동될 수 있다.Accordingly, the energy storage device 200 according to an exemplary embodiment of the present invention may be of a mobile type, and may move to a place where additional power is required to supply power to the distribution system 100. Here, energy may be lost as the energy storage device 200 moves, and power may be lost due to power supply of the energy storage device 200. Accordingly, the movement path scheduling apparatus 300 may schedule a movement path of the energy storage device 200 that minimizes loss of energy and power. That is, the movement path scheduling apparatus 300 may derive a schedule for optimizing the charging/discharging power and the movement path of the energy storage device 200. In addition, the movement route scheduling apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may be mounted or interlocked in a terminal of a distribution system operator (DSO).

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 경로 스케줄링 장치의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a moving path scheduling apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 경로 스케줄링 장치(300)는 수집부(310), 모델 생성부(320) 및 경로 생성부(330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a movement path scheduling apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may include a collection unit 310, a model generation unit 320, and a path generation unit 330.

수집부(310)는 네트워크를 통해 계통 정보, 교통 정보 및 MESD 정보를 수집할 수 있다. 계통 정보는 부하 예측량, 선로 임피던스 및 충전소 용량 등을 포함할 수 있고, 교통 정보는 지리 정보, 교통 혼잡도 및 충전소 위치를 포함할 수 있다. 또한, MESD 정보는 가용 에너지 저장 장치(Mobile Energy Storage Device, MESD)의 수, 이동 시작 및 종료 위치, 배터리 정보 등을 포함할 수 있다. 여기서, 수집부(310)는 일정시간 이전의 계통 정보, 교통 정보 및 MESD 정보를 수집할 수 있으며, 예컨대, 일정시간 이전은 하루 전일 수 있다. The collection unit 310 may collect system information, traffic information, and MESD information through a network. The system information may include a load predicted amount, line impedance, and charging station capacity, and the traffic information may include geographic information, traffic congestion, and charging station location. In addition, the MESD information may include the number of available energy storage devices (MESD), movement start and end positions, and battery information. Here, the collection unit 310 may collect system information, traffic information, and MESD information before a certain time, for example, the certain time may be one day before.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 경로 스케줄링 장치(300)는 최적의 경로를 생성함에 있어서, 하루 전의 계통 정보, 교통 정보 및 MESD 정보들을 이용하여 해당 날(day)의 배전계통(100) 내 부하 수요, 신재생 에너지 발전량 및 교통혼잡을 예측할 수 있다. In generating an optimal route, the moving route scheduling apparatus 300 according to an embodiment of the present invention uses system information, traffic information, and MESD information of the day before the load demand in the distribution system 100 of the day. , Renewable energy generation and traffic congestion can be predicted.

모델 생성부(320)는 수집부(310)에서 수집한 정보들을 기초로 최적의 이동 경로를 생성하기 위한 모델들을 생성할 수 있다.The model generation unit 320 may generate models for generating an optimal movement path based on the information collected by the collection unit 310.

구체적으로, 모델 생성부(320)는 배전계통(100)의 운영과 관련된 제약조건을 포함하는 제1모델을 생성할 수 있다. 여기서, 배전계통(100)의 운영과 관련된 제약조건은 MESD의 유/무효 전력 입출력에 따른 선로 용량 조건, 버스 전압 제약 조건 등을 포함할 수 있다.Specifically, the model generation unit 320 may generate a first model including constraints related to the operation of the distribution system 100. Here, the constraints related to the operation of the distribution system 100 may include a line capacity condition according to the active/reactive power input/output of the MESD, a bus voltage constraint condition, and the like.

제1모델은 선형모델로, 배전 네트워크 내 선로 전력 조류량 및 노드별 전압 제약 조건을 반영하여 설정할 수 있고, 수집부(310)에서 수집한 계통 정보 및 배전계통(100)의 운영과 관련된 계약조건과 에너지 저장 장치(200)의 충/방전 전력간의 선형 상관 관계를 모델링할 수 있다.The first model is a linear model, which can be set by reflecting the current amount of line power in the distribution network and voltage constraints for each node, and the system information collected by the collection unit 310 and contract conditions related to the operation of the distribution system 100 A linear correlation between the charge/discharge power of the energy storage device 200 may be modeled.

또한, 모델 생성부(320)는 도로 별 통과 소요시간을 포함하는 제2모델을 생성할 수 있고, 제2모델은 선형모델일 수 있다. 모델 생성부(320)는 수집부(310)에서 수집한 교통 정보 중 지리 정보를 이용하여 도로 연결 모델을 생성할 수 있다. 도로 연결 모델은 지정된 각 포인트에 대한 도로 연결 정보 및 거리를 나타낼 수 있고, 이는 행렬(Matric)의 형태로 표현될 수 있다. 여기서, 지정된 각 포인트는 사용자에 의해 임의로 결정되거나, 모델 생성부(320)에 의해 도로 연결관계를 토대로 하나 이상의 도로가 교차하는 지점(예컨대, 교차로) 또는 충전소가 있는 지점으로 결정될 수 있다. In addition, the model generation unit 320 may generate a second model including a time required for passage for each road, and the second model may be a linear model. The model generation unit 320 may generate a road connection model using geographic information among traffic information collected by the collection unit 310. The road connection model may represent road connection information and distance for each designated point, and this may be expressed in the form of a matrix. Here, each designated point may be arbitrarily determined by the user, or may be determined by the model generator 320 as a point at which one or more roads intersect (eg, an intersection) or a point at which a charging station is located based on the road connection relationship.

또한, 모델 생성부(320)는 각 도로를 통과하는데 소요되는 평균 소요 시간을 계산할 수 있다. 예컨대, 모델 생성부(320)는 두 개의 포인트에 연결된 도로에 대해 해당 도로가 연결된 포인트 중 하나의 포인트에서 연결된 다른 포인트로 이동하는데 소요되는 평균 소요 시간을 계산할 수 있다. 이때, 평균 소요 시간은 각 도로의 길이를 차량의 평균 이동 속도로 나누어 계산할 수 있다. 여기서, 도로가 연결된 포인트에서 다른 포인트까지의 평균 소요 시간을 계산하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 실시 예에 따르면 이에 한정되지 않고, 도로의 특정 지점을 별도로 설정하여 설정한 특정 지점들 사이를 통과하는데 소요되는 평균 소요 시간을 계산할 수도 있다. Also, the model generator 320 may calculate an average required time required to pass through each road. For example, for a road connected to two points, the model generator 320 may calculate an average required time required to move from one point to another point connected to a corresponding road. In this case, the average required time may be calculated by dividing the length of each road by the average moving speed of the vehicle. Here, it has been described as calculating the average time required from a point to which a road is connected to another point, but according to an embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto, You can also calculate the average time spent.

또한, 평균 이동 속도는 각 도로마다 설치된 속도 센서를 통해 검출할 수 있다. 즉, 각 도로마다 설치된 속도 센서는 차량들의 속도를 센싱할 수 있고, 속도 센서에 의해 센싱된 차량들의 속도를 평균화하여 평균 이동 속도를 산출할 수 있다. 이때, DSO의 단말기가 속도 센서로부터 이동 속도들을 수신하여 평균 이동 속도를 산출할 수 있고, 별도의 제어장치에서 계산된 평균 이동 속도가 DSO의 단말기로 수신될 수도 있다.In addition, the average moving speed can be detected through a speed sensor installed for each road. That is, the speed sensor installed for each road can sense the speeds of vehicles, and calculate the average moving speed by averaging the speeds of the vehicles sensed by the speed sensor. In this case, the terminal of the DSO may receive the moving speeds from the speed sensor to calculate the average moving speed, and the average moving speed calculated by a separate control device may be received by the terminal of the DSO.

또한, 모델 생성부(320)는 도로 별 평균 소요 시간을 이용하여 배전계통(100) 내 각 충전소 또는 포인트들 간 최단 시간 경로를 산정할 수 있다. 모델 생성부(320)는 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 이용하여 최단 시간 경로를 산정할 수 있다. In addition, the model generator 320 may calculate the shortest time path between each charging station or points in the distribution system 100 by using the average time required for each road. The model generator 320 may calculate the shortest time path using a Dijkstra algorithm.

여기서, 다익스트라 알고리즘은 하나의 포인트에서 다른 모든 포인트까지의 최단 시간 경로를 구하는 것으로, 처음 포인트를 기준으로 연결되어 있는 포인트들을 추가해가며, 최단 시간 거리를 갱신할 수 있다.Here, the Dijkstra algorithm is to obtain the shortest time path from one point to all other points, and it is possible to update the shortest time distance by adding points connected based on the first point.

모델 생성부(320)는 산정된 최단 시간 경로에 MESD의 소비 전력을 곱하여 MESD의 이동을 위해 소요되는 총 에너지를 계산할 수 있다. 여기서, 포인트 간 MESD의 이동 소요 에너지는 행렬의 형태로 표현될 수 있고, 혼합 정수 선형 계획법에 통합되어 MESD의 최적 이동 경로를 결정하는데 사용될 수 있다. The model generator 320 may calculate the total energy required for the movement of the MESD by multiplying the calculated shortest time path by the power consumption of the MESD. Here, the energy required to move the MESD between points may be expressed in the form of a matrix, and may be integrated into a mixed-integer linear programming method and used to determine the optimal movement path of the MESD.

경로 생성부(330)는 모델 생성부(320)가 생성한 제1모델 및 제2모델을 이용하여 에너지 저장 장치(200)의 이동 경로를 스케줄링할 수 있다. 구체적으로, 경로 생성부(330)는 제1모델 및 제2모델을 통합하여 혼합 정수 선형 계획법(Mixed Integer Linear Programming, MILP)을 통해 에너지 저장 장치(200)의 최적 이동 경로를 스케줄링할 수 있다.The path generation unit 330 may schedule a movement path of the energy storage device 200 by using the first model and the second model generated by the model generation unit 320. Specifically, the path generation unit 330 may schedule an optimal movement path of the energy storage device 200 through a mixed integer linear programming (MILP) method by integrating the first model and the second model.

경로 생성부(300)는 혼합 정수 선형 계획법에 의한 최적의 해를 도출함으로써 에너지 저장 장치(200)의 최적 이동 경로를 생성할 수 있다.The path generation unit 300 may generate an optimal movement path of the energy storage device 200 by deriving an optimal solution using a mixed integer linear programming method.

여기서, 혼합 정수 선형 계획법은 선형모델에 대한 최적 정수해를 구하기 위한 것으로, 일부의 변수만 정수일 것을 요구하는 모델일 수 있다. Here, the mixed-integer linear programming method is for obtaining an optimal integer solution for a linear model, and may be a model requiring only some variables to be integers.

구체적으로, 경로 생성부(330)는 최적의 해를 도출하기 위해 모든 가능한 해를 열거한 후 제약조건식을 위반하는 불가능한 해를 제외할 수 있다. 이후, 경로 생성부(330)는 제약조건식을 위반하지 않는 해 중에서 목적함수 값(Z)을 최적화하는 해를 선정하여 최적의 해를 선정할 수 있다.Specifically, the path generator 330 may list all possible solutions to derive an optimal solution, and then exclude impossible solutions that violate the constraint expression. Thereafter, the path generator 330 may select an optimal solution by selecting a solution that optimizes the objective function value Z from among solutions that do not violate the constraint expression.

또한, 경로 생성부(330)는 심플렉스법에 의해 정수가 아닌 최적의 해를 우선 산출하고, 필요한 결정변수가 정수값을 가지도록 반올림하여 최적의 해를 선정할 수 있다. In addition, the path generation unit 330 may first calculate an optimal solution, not an integer, using the simplex method, and may select an optimal solution by rounding a necessary decision variable to have an integer value.

여기서, 심플렉스법은 두개 이상의 변수를 가지는 선형 계획법의 해를 도출하는 방법으로, 인접해 있는 포인트들의 목적함수의 값들을 계속 검토하여 해를 도출할 수 있다. 구체적으로, 임의의 해(포인트)로부터 탐색을 시작하여 현재의 해(포인트)와 인접하면서 더욱 최적에 가까운 해(포인트)로 옮겨가면서 탐색을 진행할 수 있다. 여기서, 더 이상 옮겨갈 해(포인트)가 없는 경우, 해당 해가 최적의 해일 수 있다. Here, the simplex method is a method of deriving a solution of a linear programming method having two or more variables, and the solution can be derived by continuously examining values of the objective function of adjacent points. Specifically, it is possible to start a search from an arbitrary solution (point) and proceed with the search while moving to a solution (point) that is adjacent to the current solution (point) and is closer to the optimal solution (point). Here, when there is no more solution (point) to move, the corresponding solution may be an optimal solution.

또한, 경로 생성부(330)는 선형 계획법에서 심플렉스법을 이용하여 해를 도출하는 경우, 결정변수의 요구대로 도출된 해가 정수인 경우에는 도출한 해를 최적의 해로 선정할 수 있다. 그러나, 도출된 해가 정수가 아닌 경우, 경로 생성부(330)는 비정수해를 제외시킬 수 있는 새로운 제약조건식을 선형 계획법에 추가할 수 있다. 경로 생성부(330)는 새로운 제약조건식을 추가하여 심플렉스법을 이용하여 해를 다시 도출할 수 있다. 경로 생성부(330)는 이러한 과정을 반복하며 최적의 해를 선정할 수 있다.In addition, when the path generator 330 derives a solution using the simplex method in the linear programming method, when the solution derived as required by the decision variable is an integer, the derived solution may be selected as an optimal solution. However, when the derived solution is not an integer, the path generation unit 330 may add a new constraint condition expression capable of excluding non-integer solutions to the linear programming method. The path generator 330 may add a new constraint expression to derive a solution again using the simplex method. The path generation unit 330 may repeat this process and select an optimal solution.

또한, 경로 생성부(330)는 가해영역을 몇 개의 소집단으로 분단하고, 각 소집단에서의 최적의 해에 대해 상한과 하한을 결정한 후 더 이상 고려할 필요가 없는 소집단을 제거하면서 목적함수의 최적치를 가져오는 해가 선정될 때까지 분단과 탐색의 절차를 반복하여 최적의 해를 선정할 수 있다.In addition, the path generation unit 330 divides the applied region into several sub-groups, determines the upper and lower limits for the optimal solution in each sub-group, and removes the sub-groups that no longer need to be considered, while obtaining the optimum value of the objective function. The optimal solution can be selected by repeating the process of division and search until the coming year is selected.

경로 생성부(330)는 상기 방법들에 의해 선정된 최적의 해를 바탕으로 에너지 저장 장치(200)의 이동 경로를 스케줄링할 수 있다.The path generation unit 330 may schedule a moving path of the energy storage device 200 based on an optimal solution selected by the above methods.

이에 따라, 경로 생성부(330)는 에너지 및 전력의 손실을 최소화시키는 에너지 저장 장치(200)의 최적 이동 경로에 대해 스케줄링할 수 있다.Accordingly, the path generation unit 330 may schedule an optimal movement path of the energy storage device 200 that minimizes energy and power loss.

도 3 내지 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제2모델을 생성하는 과정을 나타내는 예시도이다.3 to 5 are exemplary diagrams showing a process of generating a second model according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 모델 생성부(320)는 수집부(310)에서 수집한 교통 정보 중 지리 정보를 이용하여 도로 연결 모델을 생성할 수 있다. 도로 연결 모델은 행렬(Matric)의 형태로 표현될 수 있다. 여기서, 모델 생성부(320)는 도로 연결 관계를 토대로 하나 이상의 도로가 교차하는 지점(예컨대, 교차로)이나 충전소가 있는 지점을 포인트(P)로 결정할 수 있다. Referring to FIG. 3, the model generator 320 may generate a road connection model by using geographic information among traffic information collected by the collection unit 310. The road connection model can be expressed in the form of a matrix. Here, the model generator 320 may determine a point where one or more roads intersect (eg, an intersection) or a point where a charging station is located as the point P based on the road connection relationship.

예컨대, 모델 생성부(320)는 제5포인트(P5)에서 제8포인트(P8)까지 직선으로 연결된 제1도로와 제2포인트(P2)에서 제14포인트(P14)까지 직선으로 연결되는 제2도로에 대해 도로 연결 모델을 생성할 수 있다. 즉, 모델 생성부(320)는 행렬의 형태로써, 제1도로 및 제2도로에 대한 연결 관계를 도 3과 같이 표현할 수 있다. 또한, 모델 생성부(320)는 제1도로 및 제2도로가 교차되는 지점을 포인트로 결정할 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 모델 생성부(320)는 제1도로 및 제2도로 뿐만 아니라 다른 도로들의 연결관계를 포함하는 도로 연결 모델을 생성할 수 있고, 여러 도로들이 교차되는 지점 각각을 포인트(P)로 결정할 수 있다.For example, the model generator 320 includes a first road connected in a straight line from the fifth point P5 to the eighth point P8 and a second road connected in a straight line from the second point P2 to the 14th point P14. You can create road connection models for roads. That is, the model generator 320 may express a connection relationship between the first road and the second road as shown in FIG. 3 in the form of a matrix. In addition, the model generation unit 320 may determine a point where the first road and the second road intersect as a point. In addition, as shown in FIG. 3, the model generation unit 320 may generate a road connection model including a connection relationship between not only the first road and the second road, but also other roads, and each of the points where several roads intersect. Can be determined as point P.

도 4를 참조하면, 모델 생성부(320)는 각 도로를 통과하는데 소요되는 평균 소요 시간(Ta)을 계산할 수 있다. 예컨대, 모델 생성부(320)는 제6포인트(P6) 및 제7포인트(P7)에 연결된 제1도로에 대해 제6포인트(P6)에서 제7포인트(P7)로 이동하는데 소요되는 평균 소요 시간(Ta)을 계산할 수 있다.Referring to FIG. 4, the model generator 320 may calculate an average required time Ta required to pass through each road. For example, the model generation unit 320 is the average time required to move from the sixth point P6 to the seventh point P7 for the first road connected to the sixth point P6 and the seventh point P7. (Ta) can be calculated.

이때, 평균 소요 시간(Ta)은 각 도로의 길이(D)를 차량의 평균 이동 속도(Va)로 나누어 계산할 수 있다. 또한, 평균 이동 속도는 각 도로마다 설치된 속도 센서를 통해 검출할 수 있다. 즉, 각 도로마다 설치된 속도 센서는 차량들의 속도를 센싱할 수 있고, 속도 센서에 의해 센싱된 차량들의 속도를 평균화하여 평균 이동 속도를 산출할 수 있다.In this case, the average required time (Ta) may be calculated by dividing the length (D) of each road by the average moving speed (Va) of the vehicle. In addition, the average moving speed can be detected through a speed sensor installed for each road. That is, the speed sensor installed for each road can sense the speeds of vehicles, and calculate the average moving speed by averaging the speeds of the vehicles sensed by the speed sensor.

도 5를 참조하면, 모델 생성부(320)는 도로 별 평균 소요 시간을 이용하여 배전계통(100) 내 각 충전소 또는 각 포인트 간 최단 시간 경로를 산정할 수 있다. 모델 생성부(320)는 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 이용하여 각 충전소 또는 각 포인트 간 최단 시간 경로를 산정할 수 있다. 또한, 모델 생성부(320)는 각 충전소 또는 포인트 간 최단 이동 시간에 MESD(에너지 저장 장치)의 소비 전력을 곱하여 이동하는데 소요되는 총 에너지를 계산할 수 있다.Referring to FIG. 5, the model generator 320 may calculate the shortest time path between each charging station or each point in the distribution system 100 by using the average time required for each road. The model generator 320 may calculate the shortest time path between each charging station or each point using a Dijkstra algorithm. In addition, the model generator 320 may calculate the total energy required to move by multiplying the shortest moving time between each charging station or points by the power consumption of an energy storage device (MESD).

이를 통해, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 경로 스케줄링 장치(300)는 에너지 저장 장치(200)가 이동중에 손실되는 에너지를 최소화하기 위한 최적 경로를 설정할 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 경로 스케줄링 장치(300)는 도 1에서 설명한 바와 같이, 에너지 저장 장치(300)의 충/방전 전력에 대한 제1모델 또한 반영하여 에너지 저장 장치(200)의 최적 경로를 생성함으로써, 에너지 저장 장치(200)의 전력 급전에 의해 손실되는 전력 또한 최소화되도록 할 수 있다. Through this, the movement path scheduling apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may set an optimum path for minimizing energy lost while the energy storage device 200 is moving. Furthermore, the movement path scheduling apparatus 300 according to an embodiment of the present invention also reflects the first model of the charging/discharging power of the energy storage device 300 as described in FIG. 1 to provide the energy storage device 200. By generating the optimal path of the energy storage device 200, it is possible to minimize the power loss due to power supply.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스케줄링에 의한 에너지 저장 장치의 이동 경로를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a movement path of an energy storage device by scheduling according to an embodiment of the present invention.

점선은 제1 에너지 저장 장치의 이동 경로를 나타내고, 실선은 제2 에너지 저장 장치의 이동경로를 나타낼 수 있다. 또한, 각 도로들의 교차점은 각각의 포인트(P1 내지 P16)로 정의하고, 빗금이 그어진(색이 칠해진) 포인트의 경우, 에너지 저장 장치의 전력을 충전할 수 있는 충전소가 구비된 충전소 포인트일 수 있다. 또한, 포인트들 사이의 도로들 중 색이 칠해지지 않은 도로(예컨대, 제1포인트(P1) 및 제2포인트(P2)에 연결된 도로)의 경우, 혼잡하지 않은 도로일 수 있고, 색이 칠해진 도로(예컨대, 제2포인트(P2) 및 제3포인트(P3)에 연결된 도로)의 경우, 혼잡한 도로일 수 있다.A dotted line indicates a moving path of the first energy storage device, and a solid line may indicate a moving path of the second energy storage device. In addition, the intersection of each road is defined as each point (P1 to P16), and in the case of a hatched (painted) point, it may be a charging station point equipped with a charging station capable of charging the power of the energy storage device. . In addition, among the roads between points, a road that is not colored (eg, a road connected to the first point P1 and the second point P2) may be a road that is not congested, and a colored road In the case of (eg, a road connected to the second point P2 and the third point P3), it may be a congested road.

도 6을 참조하면, 경로 생성부(330)는 제1모델 및 제2모델을 통합하여 혼합 정수 선형 계획법(Mixed Integer Linear Programming, MILP)을 통해 에너지 저장 장치(200)의 최적 이동 경로를 스케줄링할 수 있다.6, the path generation unit 330 integrates the first model and the second model to schedule the optimal movement path of the energy storage device 200 through a mixed integer linear programming (MILP). I can.

경로 생성부(300)는 혼합 정수 선형 계획법에 의한 최적의 해를 도출함으로써 에너지 저장 장치(200)의 최적 이동 경로를 생성할 수 있다.The path generation unit 300 may generate an optimal movement path of the energy storage device 200 by deriving an optimal solution using a mixed integer linear programming method.

경로 생성부(330)는 혼합 정수 선형 계획법에 의해 선정된 최적의 해를 바탕으로 에너지 및 전력의 손실을 최소화시키는 에너지 저장 장치(200)의 이동 경로를 스케줄링할 수 있다.The path generator 330 may schedule a moving path of the energy storage device 200 to minimize loss of energy and power based on an optimal solution selected by a mixed integer linear programming method.

에너지 저장 장치(200)는 경로 생성부(330)에 의해 스케줄링된 경로를 따라 이동할 수 있다. 즉, 에너지 저장 장치(200)는 시간대별로 스케줄링된 경로를 따라 이동할 수 있고, 에너지 저장 장치(200)의 이동은 포인트에서 다른 포인트로 이동하는 것일 수 있다.The energy storage device 200 may move along a route scheduled by the route generator 330. That is, the energy storage device 200 may move along a route scheduled for each time period, and the movement of the energy storage device 200 may be a movement from a point to another point.

또한, 에너지 저장 장치(200)는 충전소 포인트(P3, P8, P9, P11 및 P14)로 이동하여 이동하면서 소요되는 에너지를 충전할 수 있다. 이 또한, 경로 생성부(330)에 의해 스케줄링될 수 있다. In addition, the energy storage device 200 may charge energy required while moving by moving to the charging station points P3, P8, P9, P11, and P14. This can also be scheduled by the path generator 330.

도 7은 도 6에 따른 에너지 저장 장치의 이동 경로에 의한 위치 및 전력을 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a location and power according to a movement path of the energy storage device according to FIG. 6.

(a)는 도 6에 따른 제1 에너지 저장 장치 및 제2 에너지 저장 장치의 위치를 도시한 예시도이다. 예컨대, 점선의 경우 제1 에너지 저장 장치의 시간 별 위치를 나타내고, 실선의 경우 제2 에너지 저장 장치의 시간 별 위치를 나타낼 수 있다.(a) is an exemplary view showing positions of the first energy storage device and the second energy storage device according to FIG. 6. For example, a dotted line may indicate a location of the first energy storage device by time, and a solid line may indicate a location of the second energy storage device by time.

(b)는 도 6에 따른 제1 에너지 저장 장치의 충/방전 전력을 나타내는 예시도이다. 예컨대, 점선의 경우, 제1 에너지 저장 장치의 충전 전력을 나타내고, 실선은 제1 에너지 저장 장치의 방전 전력을 나타낼 수 있다.(b) is an exemplary diagram showing charge/discharge power of the first energy storage device according to FIG. 6. For example, a dotted line may indicate charging power of the first energy storage device, and a solid line may indicate discharge power of the first energy storage device.

(c)는 도 6에 따른 제2 에너지 저장 장치의 충/방전 전력을 나타내는 예시도이다. 예컨대, 점선의 경우, 제2 에너지 저장 장치의 충전 전력을 나타내고, 실선은 제2 에너지 저장 장치의 방전 전력을 나타낼 수 있다.(c) is an exemplary diagram showing charge/discharge power of the second energy storage device according to FIG. 6. For example, a dotted line may indicate charging power of the second energy storage device, and a solid line may indicate discharge power of the second energy storage device.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 최적 경로 스케줄링 방법을 나타내는 도면이다. 8 is a diagram illustrating an optimal route scheduling method according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 수집부(310)는 네트워크를 통해 하루 전의 계통 정보, 교통 정보 및 MESD 정보를 수집할 수 있다(S100). 계통 정보는 부하 예측량, 선로 임피던스 및 충전소 용량 등을 포함할 수 있고, 교통 정보는 지리 정보, 교통 혼잡도 및 충전소 위치를 포함할 수 있다. 또한, MESD 정보는 가용 에너지 저장 장치(Mobile Energy Storage Device, MESD)의 수, 이동 시작 및 종료 위치, 배터리 정보 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the collection unit 310 may collect system information, traffic information, and MESD information from a day ago through a network (S100). The system information may include a load predicted amount, line impedance, and charging station capacity, and the traffic information may include geographic information, traffic congestion, and charging station location. In addition, the MESD information may include the number of available energy storage devices (MESD), movement start and end positions, and battery information.

모델 생성부(320)는 수집부(310)에서 수집한 정보들을 기초로 배전계통 및 MESD 이동 선형화 모델을 생성할 수 있다(S200). The model generation unit 320 may generate a distribution system and a MESD movement linearization model based on the information collected by the collection unit 310 (S200).

모델 생성부(320)는 배전계통(100)의 운영과 관련된 제약조건을 포함하는 제1모델을 생성할 수 있고, 제1모델은 선형모델일 수 있다. 또한, 모델 생성부(320)는 도로 별 통과 소요시간을 포함하는 제2모델을 생성할 수 있고, 제2모델은 선형모델일 수 있다.The model generation unit 320 may generate a first model including constraints related to the operation of the distribution system 100, and the first model may be a linear model. In addition, the model generation unit 320 may generate a second model including a time required for passage for each road, and the second model may be a linear model.

경로 생성부(330)는 제1모델 및 제2모델을 통합하여 혼합 정수 선형 계획법(Mixed Integer Linear Programming, MILP)을 수행할 수 있다(S300). 경로 생성부(330)는 혼합 정수 선형 계획법을 통해 최적의 해를 선정할 수 있다.The path generation unit 330 may perform mixed integer linear programming (MILP) by integrating the first model and the second model (S300). The path generator 330 may select an optimal solution through a mixed integer linear programming method.

경로 생성부(300)는 혼합 정수 선형 계획법에 의한 최적의 해를 도출함으로써 에너지 저장 장치(200)의 이동 경로를 스케줄링할 수 있다(S400). 경로 생성부(300)는 선정된 최적의 해를 바탕으로 에너지 및 전력의 손실을 최소화시키는 에너지 저장 장치(200)의 최적 이동 경로에 대해 스케줄링할 수 있다.The path generation unit 300 may schedule a moving path of the energy storage device 200 by deriving an optimal solution using a mixed integer linear programming method (S400). The path generation unit 300 may schedule an optimal movement path of the energy storage device 200 that minimizes loss of energy and power based on the selected optimal solution.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 제2모델 생성 방법을 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating a method of generating a second model according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 모델 생성부(320)는 수집부(310)에서 수집한 교통 정보 중 지리 정보를 이용하여 도로 연결 모델을 생성할 수 있다(S210). 도로 연결 모델은 지정된 각 포인트에 대한 도로 연결 정보 및 거리를 나타낼 수 있고, 이는 행렬(Matric)의 형태로 표현될 수 있다.Referring to FIG. 9, the model generation unit 320 may generate a road connection model using geographic information among traffic information collected by the collection unit 310 (S210). The road connection model may represent road connection information and distance for each designated point, and this may be expressed in the form of a matrix.

모델 생성부(320)는 각 도로를 통과하는데 소요되는 평균 소요 시간을 계산할 수 있다(S220). 예컨대, 모델 생성부(320)는 두 개의 포인트에 연결된 도로에 대해 해당 도로가 연결된 포인트 중 하나의 포인트에서 연결된 다른 포인트로 이동하는데 소요되는 평균 소요 시간을 계산할 수 있다. 이때, 평균 소요 시간은 각 도로의 길이를 차량의 평균 이동 속도로 나누어 계산할 수 있고, 평균 이동 속도는 각 도로마다 설치된 속도 센서를 통해 검출할 수 있다.The model generator 320 may calculate an average time required to pass through each road (S220). For example, for a road connected to two points, the model generator 320 may calculate an average required time required to move from one point to another point connected to a corresponding road. In this case, the average required time may be calculated by dividing the length of each road by the average moving speed of the vehicle, and the average moving speed may be detected through a speed sensor installed for each road.

모델 생성부(320)는 도로 별 평균 소요 시간을 이용하여 배전계통(100) 내 각 충전소 또는 포인트들 간 최단 시간 경로를 산정할 수 있다(S230). 모델 생성부(320)는 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 이용하여 최단 시간 경로를 산정할 수 있다. The model generator 320 may calculate the shortest time route between each charging station or points in the distribution system 100 using the average time required for each road (S230). The model generator 320 may calculate the shortest time path using a Dijkstra algorithm.

모델 생성부(320)는 에너지 저장 장치(200)의 이동을 위해 소요되는 총 에너지를 계산할 수 있다(S240). 모델 생성부(320)는 산정된 최단 시간 경로에 MESD의 소비 전력을 곱하여 MESD의 이동을 위해 소요되는 총 에너지를 계산할 수 있다. 여기서, 포인트 간 MESD의 이동 소요 에너지는 행렬의 형태로 표현될 수 있고, 혼합 정수 선형 계획법에 통합되어 MESD의 최적 이동 경로를 결정하는데 사용될 수 있다. The model generator 320 may calculate the total energy required for the movement of the energy storage device 200 (S240). The model generator 320 may calculate the total energy required for the movement of the MESD by multiplying the calculated shortest time path by the power consumption of the MESD. Here, the energy required to move the MESD between points may be expressed in the form of a matrix, and may be integrated into a mixed-integer linear programming method and used to determine the optimal movement path of the MESD.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면 시간대 별 부하 수요량 및 교통 혼잡도에 따라 에너지 손실을 최소화하여 이동형 에너지 저장장치가 이동할 수 있는 최적의 이동 경로를 설정하기 위한 에너지 손실을 최소화하기 위한 에너지 저장 장치의 이동 경로 스케줄링 장치 및 방법을 실현할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, energy storage for minimizing energy loss in accordance with load demand and traffic congestion for each time period to minimize energy loss for setting an optimal movement path for the mobile energy storage device to move It is possible to realize an apparatus and method for scheduling a movement path of the apparatus.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains, since the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof, the embodiments described above are illustrative in all respects and should be understood as non-limiting. Only. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. .

100: 배전계통
200: 에너지 저장 장치
300: 이동 경로 스케줄링 장치
310: 수집부
320: 모델 생성부
330: 경로 생성부
100: distribution system
200: energy storage device
300: movement route scheduling device
310: collector
320: model generation unit
330: path generation unit

Claims (18)

에너지 저장 장치(Mobile Energy Storage Device, MESD)의 이동 경로를 설정하기 위한 이동 경로 스케줄링 장치에 있어서,
하루 전의 계통 정보, 교통 정보 및 MESD 정보를 수집하는 수집부;
상기 수집부에서 수집한 정보들을 기초로 최적의 이동 경로를 생성하기 위한 제1모델 및 제2모델을 생성하는 모델 생성부;
상기 제1모델 및 제2모델을 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 이동 경로를 스케줄링하는 경로 생성부를 포함하는 이동 경로 스케줄링 장치.
In the movement path scheduling device for setting the movement path of an energy storage device (Mobile Energy Storage Device, MESD),
A collection unit that collects system information, traffic information, and MESD information from the day before;
A model generator for generating a first model and a second model for generating an optimal movement path based on the information collected by the collection unit;
A movement path scheduling device comprising a path generator configured to schedule a movement path of the energy storage device using the first model and the second model.
제1항에 있어서,
상기 계통 정보는 부하 예측량, 선로 임피던스 및 충전소 용량 등을 포함하고, 상기 교통 정보는 지리 정보, 교통 혼잡도 및 충전소 위치를 포함하고, 상기 MESD 정보는 가용 에너지 저장 장치의 수, 이동 시작 및 종료 위치, 배터리 정보를 포함하는 이동 경로 스케줄링 장치.
The method of claim 1,
The system information includes a load predicted amount, line impedance and charging station capacity, and the traffic information includes geographic information, traffic congestion and charging station location, and the MESD information includes the number of available energy storage devices, movement start and end positions, Travel route scheduling device including battery information.
제1항에 있어서,
상기 모델 생성부는 배전계통의 운영과 관련된 제약조건을 포함하는 제1모델을 생성하고,
상기 제약조건은 MESD의 유/무효 전력 입출력에 따른 선로 용량 조건, 버스 전압 제약 조건을 포함하고,
상기 제1모델은 선형 모델로, 배전 네트워크 내 선로 전력 조류량 및 노드별 전압 제약 조건을 반영하여 설정되는 이동 경로 스케줄링 장치.
The method of claim 1,
The model generation unit generates a first model including constraints related to the operation of the distribution system,
The constraints include line capacity conditions and bus voltage constraints according to input/output of active/reactive power of MESD,
The first model is a linear model, and a movement path scheduling device that is set by reflecting a line power flow amount and a voltage constraint condition for each node in a distribution network.
제1항에 있어서,
상기 모델 생성부는 도로 별 통과 소요시간을 포함하는 제2모델을 생성하고, 상기 제2모델은 선형 모델인 이동 경로 스케줄링 장치.
The method of claim 1,
The model generation unit generates a second model including a time required for passage for each road, and the second model is a linear model.
제4항에 있어서,
상기 모델 생성부는 상기 교통 정보를 이용하여 도로 연결 모델을 생성하고, 상기 도로 연결 모델은 지정된 각 포인트에 대한 도로 연결 정보 및 거리를 나타내는 모델인 이동 경로 스케줄링 장치.
The method of claim 4,
The model generation unit generates a road connection model using the traffic information, and the road connection model is a model representing road connection information and distance for each designated point.
제5항에 있어서,
상기 모델 생성부는 각 도로를 통과하는데 소요되는 평균 소요 시간을 계산하되, 평균 소요 시간은 각 도로의 길이를 차량의 평균 이동 속도로 나누어 계산하는 이동 경로 스케줄링 장치.
The method of claim 5,
The model generation unit calculates an average time required to pass through each road, and the average required time is calculated by dividing the length of each road by the average moving speed of the vehicle.
제6항에 있어서,
상기 모델 생성부는 각 도로 별 평균 소요 시간을 이용하여 각 포인트들 간 최단 시간 경로를 산정하는 이동 경로 스케줄링 장치.
The method of claim 6,
The model generator is a moving route scheduling device that calculates the shortest time route between points by using the average time required for each road.
제7항에 있어서,
상기 모델 생성부는 처음 포인트를 기준으로 연결되어 있는 포인트들을 추가해가며, 최단 시간 거리를 갱신하여 최단 시간 경로를 산정하는 이동 경로 스케줄링 장치.
The method of claim 7,
The model generation unit adds points connected based on an initial point, updates a shortest time distance, and calculates a shortest time path.
제7항에 있어서,
상기 모델 생성부는 산정된 최단 시간 경로에 MESD의 소비 전력을 곱하여 MESD의 이동을 위해 소요되는 총 에너지를 계산하는 이동 경로 스케줄링 장치.
The method of claim 7,
The model generation unit multiplies the calculated shortest time path by the power consumption of the MESD to calculate the total energy required for the movement of the MESD.
제1항에 있어서,
상기 경로 생성부는 상기 제1모델 및 제2모델을 통합하여 혼합 정수 선형 계획법(Mixed Integer Linear Programming, MILP)을 통해 상기 에너지 저장 장치의 이동 경로를 스케줄링하는 이동 경로 스케줄링 장치.
The method of claim 1,
The path generation unit integrates the first model and the second model and schedules the movement path of the energy storage device through a mixed integer linear programming (MILP) method.
에너지 저장 장치(Mobile Energy Storage Device, MESD)의 이동 경로를 설정하기 위한 이동 경로 스케줄링 방법에 있어서,
하루 전의 계통 정보, 교통 정보 및 MESD 정보를 수집하는 단계;
수집한 정보들을 기초로 최적의 이동 경로를 생성하기 위한 제1모델 및 제2모델을 생성하는 단계;
상기 제1모델 및 제2모델을 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 이동 경로를 스케줄링하는 단계를 포함하는 이동 경로 스케줄링 방법.
In the movement path scheduling method for setting the movement path of an energy storage device (Mobile Energy Storage Device, MESD),
Collecting system information, traffic information, and MESD information from the day before;
Generating a first model and a second model for generating an optimal movement path based on the collected information;
And scheduling a movement path of the energy storage device by using the first model and the second model.
제11항에 있어서,
상기 제1모델은 배전계통의 운영과 관련된 제약조건을 포함하고, 상기 제약조건은 MESD의 유/무효 전력 입출력에 따른 선로 용량 조건, 버스 전압 제약 조건을 포함하고,
상기 제1모델은 선형 모델로, 배전 네트워크 내 선로 전력 조류량 및 노드별 전압 제약 조건을 반영하여 설정되는 이동 경로 스케줄링 방법.
The method of claim 11,
The first model includes constraints related to the operation of the distribution system, and the constraints include line capacity conditions and bus voltage constraints according to input/output of active/reactive power of MESD,
The first model is a linear model, and a moving route scheduling method that is set by reflecting the amount of electric power of a line in a distribution network and a voltage constraint condition for each node.
제11항에 있어서,
상기 제2모델은 도로 별 통과 소요시간을 포함하며, 선형 모델인 이동 경로 스케줄링 방법.
The method of claim 11,
The second model includes a travel time for each road and is a linear model.
제13항에 있어서, 상기 제1모델 및 제2모델을 생성하는 단계는,
상기 교통 정보를 이용하여 도로 연결 모델을 생성하고, 상기 도로 연결 모델은 지정된 각 포인트에 대한 도로 연결 정보 및 거리를 나타내는 모델인 이동 경로 스케줄링 방법.
The method of claim 13, wherein generating the first model and the second model comprises:
A road connection model is generated using the traffic information, and the road connection model is a model representing road connection information and distance for each designated point.
제14항에 있어서, 상기 제1모델 및 제2모델을 생성하는 단계는,
각 도로를 통과하는데 소요되는 평균 소요 시간을 계산하되, 평균 소요 시간은 각 도로의 길이를 차량의 평균 이동 속도로 나누어 계산하는 이동 경로 스케줄링 방법.
The method of claim 14, wherein generating the first model and the second model comprises:
A travel route scheduling method that calculates the average time required to pass each road, but the average time required is calculated by dividing the length of each road by the average travel speed of the vehicle.
제15항에 있어서, 상기 제1모델 및 제2모델을 생성하는 단계는,
각 도로 별 평균 소요 시간을 이용하여 각 포인트들 간 최단 시간 경로를 산정하는 이동 경로 스케줄링 방법.
The method of claim 15, wherein generating the first model and the second model comprises:
A travel route scheduling method that calculates the shortest time route between points by using the average time required for each road.
제16항에 있어서, 상기 제1모델 및 제2모델을 생성하는 단계는,
상기 모델 생성부는 산정된 최단 시간 경로에 MESD의 소비 전력을 곱하여 MESD의 이동을 위해 소요되는 총 에너지를 계산하는 이동 경로 스케줄링 방법.
The method of claim 16, wherein generating the first model and the second model comprises:
The model generation unit multiplies the calculated shortest time path by the power consumption of the MESD to calculate the total energy required for the movement of the MESD.
제11항에 있어서, 상기 이동 경로를 스케줄링하는 단계는,
상기 제1모델 및 제2모델을 통합하여 혼합 정수 선형 계획법(Mixed Integer Linear Programming, MILP)을 통해 상기 에너지 저장 장치의 이동 경로를 스케줄링하는 이동 경로 스케줄링 방법.

The method of claim 11, wherein scheduling the movement path comprises:
A movement path scheduling method for scheduling a movement path of the energy storage device through a mixed integer linear programming (MILP) method by integrating the first model and the second model.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022145552A1 (en) * 2020-12-29 2022-07-07 포항공과대학교 산학협력단 Apparatus and method for scheduling movement path of energy storage device to minimize energy loss

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