KR20220001681A - 전력 자원들을 관리하는 자원 구성 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력 자원들을 관리하는 자원 구성 관리 장치 및 방법에 관한 것으로 자원 구성 관리 장치는 분산 위치한 소규모의 개별 전력 자원들 각각의 정적 관리 정보를 수집하고, 전력 관리 정보를 기반으로 지리적으로 인접한 위치에 설치된 개별 전력 자원들을 집합 전력 자원들로 그룹화한다. 전원 구성 관리 장치는 그룹화된 집합 전력 자원들의 에너지 발전 상태를 고려하여 에너지 발전 상태를 판단한 후, 거래 시장 서버와 전력 거래를 수행 및 수익 정산을 관리한다.

Description

전력 자원들을 관리하는 자원 구성 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CONFIGURATION MANAGEMENT FOR MANAGING POWER RESOURCES}
본 발명은 전력 자원들을 관리하는 자원 구성 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소규모의 전력 자원들을 대상으로 전력 중개 시장 및 REC 시장에서의 수익 극대화를 위한 자원 구성 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.
정부의 에너지 정책 방향에 따라, 원전의 단계적 감축과 신재생 에너지 설비 및 발전량이 빠르게 확대되는 추세이다.
기존에 소규모의 전력 자원을 보유하던 보유자는 전력 시장 또는 한전과의 수급계약을 통해서 전력을 판매할 수 있었으나, 거래를 하기 위한 자본금이나 시스템에 대한 최소 요구 기준이 높았으며, 행정 절차와 관련된 사회적 비용 부담이 컸다.
최근에는 신재생 에너지, 에너지 저장 장치, 전기 자동차 등을 포함하여, 1MW 이하의 소규모의 전력 자원에서 생산한 전기를 중개 사업자가 집합 자원화 하여 전력 중개 시장에서 입찰 방식으로 거래할 수 있는 소규모 전력중개시장이 개설되었고, 전력거래 절차 및 비용을 간소화하였다.
이를 위해, 중개 사업자는 소규모 전력자원 보유자와 중개계약 체결을 통해 집합된 자원을 대상으로 전력중개시장 및 신재생에너지 공급인증서 (REC, Renewable Energy Certificates)시장에서 거래 대행 및 설비 유지 보수 등을 제공하는 서비스 사업 형태로 수익을 창출한다. 또한, 중개사업자는 집합자원에 대한 정확한 발전량 예측값을 전력중개시장에 입찰하여 예측인센티브 수익창출이 가능하다.
중개사업자의 개별 소규모 전력자원의 집합자원 구성전략과 정확한 발전량 예측기술과 따라 많은 수익을 창출 할 수 있다.
이를 위해서는, 중개사업자는 소규모 전력자원과 집합자원 구성에 대한 관리기능이 필요하다.
본 발명은 소규모의 개발 전력 자원의 정적 관리 정보를 이용하여 지리적 특징에 따른 전력 거래를 위한 집합 전력 자원들을 집합화함으로써, 전력 거래를 위한 개발 전력 자원에서 생산되는 전력의 오차율을 최소화하며, 발전량의 예측 정확도를 높이는 자원 구성 관리 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 집합 전력 자원을 구성하는 소규모의 개발 전력 자원을 대상으로 전력 거래에 따른 중개 사업자의 수익을 극대화할 수 있는 자원 구성 관리 장치 및 방법을 제공한다.
일실시예에 따른 자원 구성 관리 방법은 신재생 에너지를 발전하는 개별 전력 자원들 각각에 대응하여 설비와 관련된 정적 관리 정보를 수집하는 단계; 상기 개별 전력 자원들 각각의 정적 관리 정보를 이용하여 개발 전력 자원들 간에 지리적 특징에 따른 전력 거래를 위한 집합 전력 자원들로 그룹화하는 단계; 상기 그룹화된 집합 전력 자원들의 에너지 발전량에 따른 입찰 이력 정보 및 발전량 예측 정보를 이용하여 상기 그룹화된 집합 전력 자원들 각각의 에너지 발전 상태를 판단하는 단계; 상기 그룹화된 집합 전력 자원들 각각의 에너지 발전 상태에 따른 거래 시장 서버와 전력 거래를 수행하는 단계; 및 상기 전력 거래에 따른 그룹화된 집합 전력 자원들 각각이 구성하는 개별 전력 자원들의 수익을 관리하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자원 구성 관리 장치 및 방법은 소규모의 개발 전력 자원의 정적 관리 정보를 이용하여 지리적 특징에 따른 전력 거래를 위한 집합 전력 자원들을 집합화함으로써, 전력 거래를 위한 개발 전력 자원에서 생산되는 전력의 오차율을 최소화하며, 발전량의 예측 정확도를 높일 수 있다.
본 발명에 따르면, 자원 구성 관리 장치 및 방법은 집합 전력 자원을 구성하는 소규모의 개발 전력 자원을 대상으로 전력 거래에 따른 중개 사업자의 수익을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자원 구성 관리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자원 구성 관리 장치의 세부 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 집합 전력 자원의 우선 순위를 결정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자원 구성 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자원 구성 관리 장치를 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자원 구성 관리 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 자원 구성 관리 장치(101)는 프로세서(102)를 포함할 수 있으며, 프로세서(102)는 집합 전력 자원(103), (104)의 발전 전력량을 이용하여 전력을 거래하는 거래 시장 서버(105)를 통해 거래를 수행할 수 있다. 여기서, 거래 시장 서버(105)는 전력 시장 서버(106) 또는, REC 거래 시장 서버(107)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 집합 전력 자원(103), (104)은 복수개의 개별 전력 자원들을 포함할 수 있다. 여기서, 개별 전력 자원들은 일정 규모 이하의 전력 자원들을 의미하며, 1MW 이하의 규모를 갖는 신재생 에너지, 에너지 저장 장치, 전기 자동차 등으로 구성될 수 있다.
집합 전력 자원(103), (104)은 복수개의 개발 전력 자원들 각각에서 발전되는 전력 발전량을 자원 구성 관리 장치(101)는 소규모의 개발 전력 자원들로 구성되는 집합 전력 자원(103), (104)들 각각의 발전 전력량을 이용하여 거래 시장 서버(105)에서 거래를 수행할 수 있다. 이때, 자원 구성 관리 장치(101는) 집합 전력 자원을 구성함에 있어, 소규모의 개발 전력 자원들을 대상으로 전력 거래에 따른 수익을 최대화할 수 있는 다양한 형태의 집합 전력 자원(103)을 구성을 할 수 있다.
자원 구성 관리 장치(101)는 신재생 에너지를 발전하는 개별 전력 자원들 각각에 대응하여 설비와 관련된 정적 관리 정보를 수집할 수 있다. 자원 구성 관리 장치(101)는 개별 전력 자원들 각각의 정적 관리 정보를 이용하여 개발 전력 자원들 간에 지리적 특징에 따른 전력 거래를 위한 집합 전력 자원(103), (104)들로 그룹화할 수 있다. 이때, 자원 구성 관리 장치(101)는 발전 전력량에 따른 거래 수익을 최대화할 수 있는 조건에 따라 집합 전력 자원(103), (104)들로 그룹화할 수 있다. 그룹화하는 방법은 설비 위치 정보를 이용한 방법, 오차율을 이용한 방법, 출력 특성을 이용한 방법 등을 이용할 수 있으며, 이는 도 2를 통해 자세히 설명한다.
자원 구성 관리 장치(101)는 그룹화된 집합 전력 자원들의 에너지 발전량에 따른 입찰 이력 정보 및 발전량 예측 정보를 이용하여 그룹화된 집합 전력 자원들 각각의 에너지 발전 상태를 판단할 수 있다. 자원 구성 관리 장치(101)는 그룹화된 집합 전력 자원들 각각의 에너지 발전 상태에 따른 거래 시장 서버와 전력 거래를 수행할 수 있다. 자원 구성 관리 장치(101)는 전력 거래에 따른 그룹화된 집합 전력 자원들 각각이 구성하는 개별 전력 자원들의 수익을 관리할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자원 구성 관리 장치의 세부 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참고하면, 자원 구성 관리 장치(201)는 프로세서(202)를 포함할 수 있다. 프로세서(202)는 신재생 에너지를 발전하는 개별 전력 자원들 각각에 대응하여 설비와 관련된 정적 관리 정보(Static Control Data)를 수집할 수 있다. 여기서, 정적 관리 정보는 개별 전력 자원의 설치 위치 정보, 발전소명, 설비와 연계된 배전계통 정보, 설비의 사양(Specification) 등의 정보를 포함할 수 있다.
프로세서(202)는 정적 관리 정보를 기반으로 개발 전력 자원 각각에 대응하는 과거 발전량 이력 정보와 미래 발전량 예측 정보를 수집 및 관리할 수 있다. 프로세서(202)는 소규모 전력 자원들(102)과 연계된 배전 계통의 안정화 혹은 전력/REC 시장 거래 수익 최적화를 위한 개별 전력 자원들의 설비 제어 관리와, 개별 전력 자원들의 발전 시설물 상태 관리 및 유지보수 관리를 할 수 있다. 프로세서(202)는 발전량 이력 정보를 기반으로 발전 설비의 정기점검, 부품 교체, 고장 대응 등의 유지보수 관리(S140)을 할 수 있다.
프로세서(202)는 중개사업자의 중개거래 수익을 최대화하기 위하여, 소규모의 개별 전력 자원들을 대한 다양한 형태의 집합 전력 자원을 구성을 할 수 있다.
자세하게, 프로세서(202)는 정적 관리 정보를 이용하여 다양한 집합 방법으로 집합 전력 자원들을 구성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(202)는 전력 자원들의 설비 위치 정보를 기반으로 인접한 지역에 위치한 개별 전력 자원들로 집합 전력 자원들을 구성할 수 있다. 설비 위치 정보를 기반으로 집합 전력을 구성하는 경우에는 동일한 기상 예보를 사용하여 발전량을 예측하거나, 발전량 패턴을 비교 및 분석하는데 용이할 수 있다.
프로세서(202)는 개별 전력 자원의 오차율 기반의 집합 방법으로 집합 전력 자원들을 구성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(202)는 발전량 이력과 발전량 예측의 오차율이 유사한 소규모의 개별 전력 자원들로 집합 전력 자원을 구성할 수 있다.
프로세서(202)는 개별 전력 자원의 출력 특성 기반 집합(S230) 방법으로 집합 전력 자원들을 구성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(202)는 낮에 발전량이 많은 태양광 발전설비, 바람이 불 때 발전량이 많은 풍력 발전 그리고 출력 조정이 자유로운 에너지저장장치, 전기자동차 조합으로 집합 전력 자원(103)을 구성하여 전력중개시장 내 전력 거래를 최적화할 수 있는 형태로 집합 전력 자원을 구성할 수 있다.
프로세서(202)는 소규모 전력 자원들(102)이 신규로 설치되거나, 발전량 이력 데이터가 없는 경우 등의 상황에 따라 무작위 집합(S240) 방법으로 집합 전력 자원(103)을 구성할 수 있다.
프로세서(202)는 집합 전력 자원(103)이 다수 개가 존재할 수 있으므로, 전력중개시장 및 REC 시장 거래를 위한 집합 전력자원 우선 순위 구성 방법으로 집합 전력 자원(103)의 거래 우선 순위를 결정할 수 있다. 거래 우선 순위를 결정하는 자세한 과정은 도 3을 통해 설명하도록 한다.
프로세서(202)는 집합 전력 자원의 발전량 입찰 이력 관리와 발전량 예측 관리를 할 수 있다. 전력 중개 시장은 거래 하루 전 중개 사업자가 집합 전력 자원의 시간별 발전량 예측값을 입찰하여 거래하는 구조이므로, 집합 전력 자원의 발전량 이력 및 예측 관리가 필요하다. 이에, 프로세서(202)는 집합 전력 자원의 상태 관리를 할 수 있다. 일례로, 프로세서(202)는 집합 전력 자원의 실시간 발전량과 예측값이 차이가 많이 발생할 경우, 전력 자원 유지 보수 관리와 전력 자원 제어 관리 할 수 있다.
프로세서(202)는 집합 전력 자원의 전력/REC 시장 거래를 통한 수익을 관리할 수 있으며, 소규모의 개별 전력 자원들에 분배할 수 있다. 또한, 프로세서(202)는 집합 전력 자원(103) 중개거래 수수료, 설비 유지보수 관리비 및 발전량 예측 인센티브 등의 중개사업자 수익 정산을 관리할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 집합 전력 자원의 우선 순위를 결정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 집합 전력 자원은 복수개로 존재할 수 있다. 집합 전력 자원(R1)은 전력중개시장 입찰값 100(MWh)과 실제 발전량 100(MWh)로 오차율은 0 % 이므로, 집합 전력 자원(103)의 거래 1 순위가 될 수 있다.
집합 전력 자원(R2), (R3), (R4)는 모두 오차율이 3.8% 로 같은 경우의 우선 순위를 결정할 수 있어야 한다. 집합 전력 자원 오차율은 예측 인센티브를 받을 수 범위 내 있는 것으로 한정하여 설명할 수 있다. 전력중개시장 거래를 위해서 입찰값 보다 발전량이 큰 경우에 더 많은 전력을 판매할 수 있으므로, R2, R3이 R4보다 우선 순위가 높을 수 있다.
집합 전력자원 R2, R3은 모두 입찰값보다 발전량이 크므로, 개별 전력 자원들(102)의 개발 오차율을 비교하여 우선 순위를 결정할 수 있다. R2의 전력 자원들(102)의 오차율이 R3의 전력 자원들(102) 오차율 크기가 더 크므로, 전력중개거래를 위한 예측 정확도가 낮아질 수 있으므로, R2보다 R3의 우선 순위가 높을 수 있다. 이에, 자원 구성 관리 장치(201)는 집합 전력 자원의 우선 순위를 정하여, 전력중개시장 거래를 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자원 구성 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
단계(401)에서 자원 구성 관리 장치(101)는 신재생 에너지를 발전하는 개별 전력 자원들 각각에 대응하여 설비와 관련된 정적 관리 정보를 수집할 수 있다.
단계(402)에서 자원 구성 관리 장치(101)는 개별 전력 자원들 각각의 정적 관리 정보를 이용하여 개발 전력 자원들 간에 지리적 특징에 따른 전력 거래를 위한 집합 전력 자원(103), (104)들로 그룹화할 수 있다. 이때, 자원 구성 관리 장치(101)는 발전 전력량에 따른 거래 수익을 최대화할 수 있는 조건에 따라 집합 전력 자원(103), (104)들로 그룹화할 수 있다.
단계(403)에서 자원 구성 관리 장치(101)는 그룹화된 집합 전력 자원들의 에너지 발전량에 따른 입찰 이력 정보 및 발전량 예측 정보를 이용하여 그룹화된 집합 전력 자원들 각각의 에너지 발전 상태를 판단할 수 있다.
단계(404)에서 자원 구성 관리 장치(101)는 그룹화된 집합 전력 자원들 각각의 에너지 발전 상태에 따른 거래 시장 서버와 전력 거래를 수행할 수 있다.
단계(405)에서 자원 구성 관리 장치(101)는 전력 거래에 따른 그룹화된 집합 전력 자원들 각각이 구성하는 개별 전력 자원들의 수익을 관리할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
101: 자원 구성 관리 장치
102: 프로세서
103, 104: 집합 전력 자원
105: 거래 시장 서버
106: 전력 시장 서버
107: REC(Renewable Energy Certificates) 거래 시장 서버

Claims (1)

  1. 관리 정보를 수집하는 단계;
    상기 개별 전력 자원들 각각의 정적 관리 정보를 이용하여 개발 전력 자원들 간에 지리적 특징에 따른 전력 거래를 위한 집합 전력 자원들로 그룹화하는 단계;
    상기 그룹화된 집합 전력 자원들의 에너지 발전량에 따른 입찰 이력 정보 및 발전량 예측 정보를 이용하여 상기 그룹화된 집합 전력 자원들 각각의 에너지 발전 상태를 판단하는 단계;
    상기 그룹화된 집합 전력 자원들 각각의 에너지 발전 상태에 따른 거래 시장 서버와 전력 거래를 수행하는 단계; 및
    상기 전력 거래에 따른 그룹화된 집합 전력 자원들 각각이 구성하는 개별 전력 자원들의 수익을 관리하는 단계;
    를 포함하는 자원 구성 관리 방법.
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