KR20220054548A - 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템 및 이를 이용한 전력 거래 시장 입찰 방법 - Google Patents
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Abstract
분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템 및 이를 이용한 전력 거래 시장 입찰 방법을 개시한다. 본 발명의 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템은 복수의 지점에 설치되는 복수의 태양광 발전 장치, 복수의 태양광 발전 장치에 개별적으로 설치되서 태양광 발전량을 예측하는 복수의 태양광 발전량 예측 장치 및 복수의 태양광 발전량 예측 장치와 통신하여 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 수신하고, 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 이용하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산하고, 통합된 태양광 발전량 예측치와 해당 태양광 발전량 예측치를 달성하기 위한 발전비용을 이용하여 전력 거래 시장의 입찰 여부를 결정하는 입찰 결정 장치를 포함한다.
Description
본 발명은 전력 거래 시장 입찰 시스템 및 이를 이용한 전력 거래 시장 입찰 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 광역권에 분산된 태양광 발전 장치의 실시간 발전량 및 발전비용을 예측하여 전력 거래 시장 입찰 여부를 결정하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템 및 이를 이용한 전력 거래 시장 입찰 방법에 관한 것이다.
에너지 분야는 수요량과 공급량 사이의 균형을 이룰수 있도록 수요-공급 관리를 효율적이고 안정적으로 운영해야 한다. 특히 전기 에너지의 사용이 해마다 증가하면서 여름철에는 냉방 기기를 사용하는 전력 수요가 증가하고, 겨울철에는 난방 기기를 사용하는 전력 수요가 증가함에 따라 전력 예비율을 안정적인 수준으로 유지할 수 있도록 다양한 전력 운영 계획이 제시되고 있다.
다양한 전력 운영 계획 중 전력 거래 시장은 생산한 전기를 판매하는 발전회사와 전력을 구매하는 판매회사, 구역전기사업자, 소비자가 참여하여 전력의 거래가격과 거래량을 결정하는 곳이다.
전력 거래 시장은 전력 사용 수요량을 예측하고, 예측된 수요량에 기초하여 공급 가능 용량의 입찰을 받으며, 수립된 가격 결정 발전 계획에 근거하여 수요와 공급에 따라 시장 가격을 결정하고, 수립된 운영 발전 계획에 근거하여 발전회사가 실시간 급전 운영을 통해서 수요자에게 공급하고, 수요자의 전력 사용량을 계량 및 정산하여 발전회사에 대금을 결제하는 일련의 절차로 이루어진다.
이러한 전력 거래 시장에 발전회사로써 입찰에 참여하기 위해서 공급가능용량을 입찰해야 하는데, 화석 에너지 및 원자력 에너지의 경우에는 발전량 예측의 정확도가 높지만, 태양광, 풍력 등 신재생 에너지의 경우에는 다양한 환경 변수로 인하여 발전량 예측의 정확도가 높지 않다.
특히, 광역권에 분산된 태양광 발전 장치의 경우에 지역마다 태양광 발전량의 편차가 크게 발생하고, 특정 지역에서의 발전량 예측치와 다른 지역에서의 발전량 예측치를 실시간으로 모니터링하여 전체 태양광 발전량을 예측하는 것이 쉽지 않다는 문제점이 지적되고 있다.
이러한 문제점로 인하여 태양광 발전 장치의 경우에는 전력 거래 시장에 입찰할 경우에 공급 가능한 용량의 목표치에 미달하거나 과잉으로 달성하는 등 전기 에너지 수요-공급 관리 상에 문제점이 발생하는 경우가 많았다.
이를 해결하기 위해서는 태양광 발전 장치의 발전량을 정확하게 예측해야 하고, 광역권에 분산된 태양광 발전 장치의 전체 발전량을 실시간으로 수집할 수 있는 새로운 기술 개발의 필요성이 요구되고 있다.
상기 필요성에 의해서 안출된 본 발명은 태양광 발전 장치의 발전량 예측 정확도를 높일 수 있는 예측 알고리즘을 적용하고, 광역권에 분산된 개별 자원으로써 태양광 발전 장치를 하나의 통합적인 자원으로 관리함으로써 공급가능용량을 정확하게 예측하여 전력 거래 시장에 입찰 가능 여부를 결정해주는 전력 거래 시장 입찰 시스템 및 이를 이용한 전력 거래 시장 입찰 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템에 있어서, 복수의 지점에 설치되는 복수의 태양광 발전 장치; 상기 복수의 태양광 발전 장치에 개별적으로 설치되서 태양광 발전량을 예측하는 복수의 태양광 발전량 예측 장치; 및 상기 복수의 태양광 발전량 예측 장치와 통신하여 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 수신하고, 상기 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 이용하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산하고, 상기 통합된 태양광 발전량 예측치와 해당 태양광 발전량 예측치를 달성하기 위한 발전비용을 이용하여 전력 거래 시장의 입찰 여부를 결정하는 입찰 결정 장치;를 포함한다.
이 경우에, 상기 복수의 태양광 발전량 예측 장치는, 상기 복수의 태양광 발전 장치가 설치된 지역의 기후 데이터를 수집하는 기후 데이터 수집부, 해당 지역의 하늘 사진을 촬상하는 촬상부 및 상기 기후 데이터 및 상기 하늘 사진을 이용하여 해당 지역의 태양광 발전량을 예측하는 예측부를 포함한다.
이 경우에, 상기 기후 데이터 수집부는, 상기 복수의 태양광 발전 장치 중 적어도 하나가 설치된 영역을 커버하는 이동 통신의 기지국에 설치되고, 상기 촬상부는, 상기 기지국에 설치되서 상기 복수의 태양광 발전 장치 중 적어도 하나가 설치된 영역의 하늘 사진을 촬상한다.
이 경우에, 상기 예측부는, 상기 기지국에 설치되서, 상기 기지국을 통해서 상기 연산 장치와 무선 통신으로 태양광 발전량 예측치를 전송한다.
이 경우에, 상기 예측부는, 4세대, 5세대, 6세대 또는 차세대 이동 통신 표준 방식에 따라 상기 태양광 발전량 예측치를 패킷 정보로 실시간으로 전송한다.
한편, 상기 입찰 결정 장치는, 복수의 기지국을 지역 인접성을 기준으로 복수의 그룹으로 구분하고, 상기 복수의 그룹별로 복수의 태양광 발전량 예측치를 통합하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산한다.
한편, 상기 입찰 결정 장치는, 상기 복수의 그룹별 통합된 태양광 발전량 예측치를 전력 거래 시장 서버로 전송하여 공급가능용량으로 전력 거래 시장 입찰에 참여하도록 결정한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 복수의 지점에 설치되는 복수의 태양광 발전 장치, 상기 복수의 태양광 발전 장치에 개별적으로 설치되서 태양광 발전량을 예측하는 복수의 태양광 발전량 예측 장치 및 입찰 결정 장치를 포함하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템을 이용한 입찰 결정 방법에 있어서,
상기 복수의 태양광 발전량 예측 장치와 통신하여 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 수신하는 단계; 상기 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 이용하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산하는 단계; 및 상기 통합된 태양광 발전량 예측치와 해당 태양광 발전량 예측치를 달성하기 위한 발전비용을 이용하여 전력 거래 시장의 입찰 여부를 결정하는 단계;를 포함한다.
이 경우에, 복수의 기지국을 지역 인접성을 기준으로 복수의 그룹으로 구분하고, 상기 복수의 그룹별로 복수의 태양광 발전량 예측치를 통합하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산하는 단계를 더 포함한다.
이 경우에, 상기 복수의 그룹별 통합된 태양광 발전량 예측치를 전력 거래 시장 서버로 전송하여 공급가능용량으로 전력 거래 시장 입찰에 참여하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 태양광 발전 장치의 발전량를 예측하기 위하여 개선된 예측 알고리즘을 적용함으로써 태양광 발전량 예측의 정확도를 향상시킬 수 있고,
광역권에 분산된 개별 자원으로써 태양광 발전 장치를 하나의 통합적인 자원으로 실시간으로 관리함으로써 공급가능용량을 정확하게 예측하여 전력 거래 시장 입찰 시에 높은 신뢰성을 얻을 수 있는 효과를 발휘한다.
도 1은 전력 거래 시장에 참여하여 전력 거래를 수행하는 예시적인 절차를 설명하는 도면,
도 2는 전력 거래 시장에 참여하는 이해 당사자의 관계를 예시적으로 설명하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템을 예시적으로 설명하는 도면,
도 4는 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치의 일 예를 예시적으로 설명하는 도면,
도 5는 도 4에 도시된 예측부의 예측 알고리즘을 구체적으로 설명하는 블럭도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전 장치가 설치된 지역에 구비된 태양광 발전량 예측 장치의 구성도를 예시적으로 설명하는 도면,
도 7은 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치에 의해 운량을 예측하기 위한 하늘 사진의 이미지 처리를 예시적으로 설명하는 도면,
도 8은 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치에 의해 운량을 예측하는 프로세를 예시적으로 설명하는 도면,
도 9는 운량 예측을 위해서 촬상된 구름 사진에 대한 태양 영역과 비태양 영역을 구분하는 이미지 프로세싱의 일 예를 도시한 도면,
도 10은 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치에 의해서 구름의 시계열적 변화를 예측하기 위한 예측 알고리즘의 일 예를 설명하는 도면,
도 11은 도 3에 도시된 입찰 결정 장치를 구체적으로 설명하기 위한 예시적인 도면,
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 거래 시장에 입찰하는 태양광 발전 장치의 발전량 예측치를 그룹화하는 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면,
도 13은 도 12에 도시된 전력 거래 시장에 입찰하기 위한 각 셀별 태양광 발전 예측량을 예시적으로 도식화한 도면,
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광역 단위에서 태양광 발전량 예측치를 예시적으로 도식화한 도면, 그리고,
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템을 이용한 전력 거래 시장 입찰 참여 방법을 예시적으로 설명하는 도면.
도 2는 전력 거래 시장에 참여하는 이해 당사자의 관계를 예시적으로 설명하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템을 예시적으로 설명하는 도면,
도 4는 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치의 일 예를 예시적으로 설명하는 도면,
도 5는 도 4에 도시된 예측부의 예측 알고리즘을 구체적으로 설명하는 블럭도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전 장치가 설치된 지역에 구비된 태양광 발전량 예측 장치의 구성도를 예시적으로 설명하는 도면,
도 7은 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치에 의해 운량을 예측하기 위한 하늘 사진의 이미지 처리를 예시적으로 설명하는 도면,
도 8은 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치에 의해 운량을 예측하는 프로세를 예시적으로 설명하는 도면,
도 9는 운량 예측을 위해서 촬상된 구름 사진에 대한 태양 영역과 비태양 영역을 구분하는 이미지 프로세싱의 일 예를 도시한 도면,
도 10은 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치에 의해서 구름의 시계열적 변화를 예측하기 위한 예측 알고리즘의 일 예를 설명하는 도면,
도 11은 도 3에 도시된 입찰 결정 장치를 구체적으로 설명하기 위한 예시적인 도면,
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 거래 시장에 입찰하는 태양광 발전 장치의 발전량 예측치를 그룹화하는 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면,
도 13은 도 12에 도시된 전력 거래 시장에 입찰하기 위한 각 셀별 태양광 발전 예측량을 예시적으로 도식화한 도면,
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광역 단위에서 태양광 발전량 예측치를 예시적으로 도식화한 도면, 그리고,
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템을 이용한 전력 거래 시장 입찰 참여 방법을 예시적으로 설명하는 도면.
이하에서 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 이하에서 설명하는 발명의 실시예는 바람직한 일 예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양하게 설계 변경될 수 있다.
도 1은 전력 거래 시장에 참여하여 전력 거래를 수행하는 예시적인 절차를 설명하는 도면이다. 도 1을 참고하면, 전력 거래 시장은 발전소에서 생산한 전기를 판매하기 위해 물리적 공간 또는 사이버 공간에서 전력 거래를 할 수 있는 플랫폼이다. 전력 거래 시장에서 전력이 거래되는 절차는 다음과 같다.
우선 전력 거래 시장을 운영하는 전력 거래소(20)는 전력 수요 예측을 한다. 전력 수요 예측을 위해서 과거 수요 실적, 기상 자료, 기후 자료, 사회통계학적인 자료를 이용하여 적절 수요를 예측한다.
전력 거래소(20)는 이렇게 예측된 수요 전략에 따라 전력 거래에 참여하는 공급자(발전회사 : 10)로부터 공급가능용량에 관한 정보를 받는다. 전력 거래소(20)는 가격 결정 발전 계획을 수립한다.
현재 전력 거래 시장에서의 시장 가격은 1시간 단위로 전력 거래 당일 하루 전에 결정되며, 하루 전에 예측된 전력수요곡선과 공급입찰에 참여하는 발전기들로 형성되는 공급곡선이 교차하는 점에서 시장가격이 매 시간 단위로 결정된다.
시장가격 결정을 위한 발전계획 프로그램은 공급 입찰에 참여한 발전기의 비용최소화 원칙에 따라 발전기 가동여부와 발전출력을 결정하게 되는데, 이 중 가장 높은 발전비용의 발전기를 한계가격 결정 발전기(Marginal Plant)로 처리하고, 이 한계가격(System Marginal Price : SMP)을 그 시간대의 시장가격으로 결정한다.
전력 거래소(20)는 수요량을 예측하고 이에 따라 공급가능용량를 입찰받는다. 전력 거래소(20)는 시장가격을 결정하기 위하여 가격결정발전계획을 이용하되, 발전기별 발전 가격을 계산한 뒤, 가격결정자격 발전기를 선정하고, 계통한계가격을 결정하여 시장가격을 결정한다.
전력 거래소(20)는 전력 거래 시장에 입찰한 발전회사에 결과를 통보한다. 결과를 통보받은 발전회사(10)는 발전기를 가동할 준비를 한다.
전력 거래가 이루어지는 당일에 전력 거래소(20)는 발전회사(10)에 급전 지시를 하고, 발전회사(10)는 급전지시에 따라 발전기 출력 조정을 하면서 발전된 전기를 수요자에게 공급한다.
전력 거래가 완료되면 전력 거래소(20)는 일정한 기간(예컨대 거래후 26일)이 경과하면 전력 공급량과 해당 시장가격을 이용하여 거래 대금을 산출한 뒤, 발전회사(10)에 거래대금을 지불한다.
도 2는 전력 거래 시장에 참여하는 이해 당사자의 관계를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 2를 참고하면, 전력 거래 시장에 참여하는 이해 당사자는 발전회 사(Electric Power Corporation : EPC), 구역 전기 사업자(예를 들어 한국전력공사 : KEPCO), 대규모 소비자(예를 들어, 대형 빌딩, 대단지 아파트, 대형 공장, 대단위 공업단지 : CS), 판매사업자(예를들어, 신재생에너지 발전사업자 : 10) 및 전력 거래 시장에 참여하는 이해 당사자 및 전력 거래 시스템을 종합적으로 관리하는 전력 거래소(20) 등으로 구성된다.
전략 거래 시장에 참여하는 판매사업자 중에서 신재생에너지 발전사업자는 발전 설비 용량이 1,000Kw 이하의 경우에는 전력시장을 통하지 않고 전기 판매업자(한국전력공사)와 전력 거래를 하거나 전력거래소의 회원으로 가입하여 전력거래 시장에서 전력거래를 할 수 있다. 전력 거래 시장에서 전력 거래를 하고자 할 경우에는 거래 개시 6개월 전까지 전력 거래소(20)에 회원 가입을 신청해야 한다. 그리고, 전력 거래 시장에서 전력 거래를 위해서는 계량 설비를 설치하고, 전력 거래용 정보 공개 인증서를 발급 신청에 협의해야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템을 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 3을 참고하면, 전력 거래 시장 입찰 시스템(100)은 복수의 태양광 발전 장치(110-1 내지 110-N), 복수의 태양광 발전량 예측 장치(130-1 내지 130-N) 및 입찰 결정 장치(150)를 포함한다.
전력 거래 시장 입찰 시스템(100)은 네트워크(300)를 통해서 전력 거래소 서버(200)와 유무선 통신을 통해서 전력 거래 입찰에 참여할 수 있다. 본 발명의 전력 거래 시장 입찰 시스템(100)은 태양광 발전 장치(110)를 구비한 발전회사를 중심으로 설명한다. 다만, 태양광 발전 장치(110)와 특성이 유사한 다른 종류의 신재생 에너지 발전 장치에 대해서는 비슷하거나 유사한 시스템 및 알고리즘이 적용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면 태양광 발전 장치(110)는 태양광 발전량 예측 장치(130)를 동일한 시스템에 통합시켜 구성될 수 있다. 이 경우에는 태양광 발전 장치(110)는 입찰 결정 장치(150)와는 물리적으로 분리되서 무선 통신을 통해서 데이터를 주고 받을 수 있다.
다른 실시 예에 따르면 태양광 발전 장치(110)는 태양광 발전량 예측 장치(130) 및 입찰 결정 장치(150)를 동일한 시스템에 통합시켜 구성될 수 있다. 이 경우에는 개별 태양광 발전 장치(110)는 독자적으로 전력 거래소 서버(200)와 네트워크를 통해서 유무선 통신을 할 수 있고, 전력 거래 시장 입찰에 참여할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해서 태양광 발전 장치(110), 태양광 발전량 예측 장치(130) 및 입찰 결정 장치(150)를 하나의 시스템으로 통합하지 않고 물리적으로 분리된 시스템인 것으로 가정하여 설명한다.
복수의 태양광 발전 장치(110-1 내지 110-N)는 복수의 개소에 설치될 수 있다. 여기서 태양광 발전 장치(110)는 태양광 패널, 접속반, 인버터 및 모니터링 시스템으로 구성될 수 있다. 태양광 패널은 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 주는 기능을 한다. 접속반은 패널에서 생산된 전력을 직렬로 연결함과 동시에 역류를 방지하는 기능을 한다. 인버터는 직류 전원(DC)를 교류 전원(AC)로 변환하는 기능을 한다. 모니터링 시스템은 패널, 접속반, 인버터 등의 동작 유무를 감시하고, 이상 발생시에 비상 조치를 취할 수 있도록 모니터링 및 자기 점검 기능을 한다.
복수의 태양광 발전량 예측 장치(130-1 내지 130-N)는 복수의 태양광 발전 장치(110-1 내지 110-N)에 개별적으로 설치되고, 개별 태양광 발전 장치(110)에서 발전할 것으로 예상되는 태양광 발전량을 예측한다. 태양광 발전 장치(110)는 하드웨어의 성능에 의해서 발전량이 결정되기도 하지만, 태양광 발전 장치(110)에 입사되는 태양광의 세기에 따라 발전량이 주로 결정되기 때문에 태양광 발전 장치(110)의 발전량을 예측하기 위해서는 태양광 입사량 정보를 활용한다.
본 발명의 경우에는 태양광 발전량 예측을 위해서 기후 데이터를 수집하고, 이와 더불어 태양광 패널이 설치된 지역의 구름량을 예측하여 태양광 발전량 예측치의 정확도를 더욱 높일 수 있다.
입찰 결정 장치(150)는 복수의 태양광 발전량 예측 장치(130-1 내지 130-N)와 통신하여 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 수신한다. 입찰 결정 장치(150)는 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 이용하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산한다. 입찰 결정 장치(150)는 통합된 태양광 발전량 예측치와 해당 태양광 발전량 예측치를 달성하기 위한 발전비용을 이용하여 전력 거래 시장의 입찰 여부를 결정한다.
도 4는 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치의 일 예를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 4를 참고하면, 태양광 발전량 예측 장치(130)는 기후 데이터 수집부(131), 촬상부(133) 및 예측부(135)를 포함한다.
기후 데이터 수집부(131)는 온도, 습도, 풍향, 풍속, 태양광 입사량 등의 기후 데이터를 수집하는 기능을 수행한다. 기후 데이터 수집부(131)는 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서, 자이로센서, 진동 센서 등 물리화학적 신호를 전기적 신호로 변환하는 센서로 구성될 수 있다.
기후 데이터 수집부(131)는 이하 설명하는 촬상부(133)와 인접한 위치에 개별적으로 설치되거나 촬상부(133)와 하나의 시스템으로 통합될 수 있다. 다만 기후 데이터 수집부(131)는 이하 설명하는 예측부(135)의 싱글 보드에 구비된 I/O 인터페이스에 연결되서 기능이 확장되거나 자체적으로 통신 모듈을 구비하여 예측부(135)와 유무선 통신으로 데이터를 주고 받을 수 있도록 설계될 수 있다.
촬상부(133)는 하늘 사진을 촬영할 수 있는 스카이 카메라로 구현될 수 있다. 촬상부(133)는 광각 렌즈, 어안 렌즈 등을 구비함으로써 보다 넓은 범위의 하늘 사진을 촬상할 수 있다. 본 발명의 경우에는 촬상부(133)를 복수 개소에 복수개 설치함으로써 구름의 움직임을 정밀하게 추적할 수 있게 설계하였다. 이에 대한 자세한 설명은 이하에서 별도의 도면을 참고하여 설명한다.
예측부(135)는 유무선 통신이 가능한 통신 모듈(무선랜, 지그비, 블루투스 등)을 내장하고 있다. 예측부(135)는 텐서플로우, 판다스 등의 기계학습 알고리즘을 실행시킬 수 있는 외부 라이브러리가 설치될 수 있는 별도의 저장소를 구비한다. 예측부(135)는 이미지 프로세싱을 비롯한 각종의 데이터 처리가 가능한 APU, MPU 또는 CPU 등을 탑재한 싱글 보드 컴퓨터(Single Board Computer)로 구현될 수 있다. 예측부(135)는 외부 장치를 확장할 수 있는 GIPO, Uart 등의 다양한 I/O 인터페이스를 구비한다.
예측부(135)는 기후 데이터 수집부(131)로부터 수신한 기후 데이터와 촬상부(133)로부터 수신한 하늘 사진을 이용하여 해당 지역의 태양광 발전량 예측치를 연산할 수 있다. 예측부(135)는 태양광 발전량 예측치를 연산하기 위하여 구름량을 이용하고, 구름의 이동 및 형태 변화를 정밀하게 추적하여 구름량 예측에 반영함으로써 태양광 발전량 예측의 정확도가 향상될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 예측부의 예측 알고리즘을 구체적으로 설명하는 블럭도이다. 도 5를 참고하면, 예측부(135)는 과거 태양광 발전량(Historical Photo Voltaic : HPV)와 과거 구름량(Historical Cloud Cover : HCC)을 저장부(미도시)로부터 불러온다. 예측부(135)는 태양광 발전량(PhotoVoltaic : PV)을 맑은 하늘의 태양광 발전량(Clear Sky Ptotho Voltaic : CS_PV)으로 변환한다. 예측부(135)는 이렇게 변환된 맑은 하늘의 태양광 발전량(CS_PV)을 CS_PV 추정 모델에 훈련 데이터로 입력하고, 계속적으로 CS_PV 추정 모델을 고도화한다.
예측부(135)의 CS_PV 추정 모델은 실시간으로 CS_PV를 추정하고, 예측부(135)는 추정된 CS_PV를 추정된 PV로 변환한다. 이때 예측부(135)는 추정된 CS_PV를 실시간으로 예측되는 구름량(Forecasted Cloud Cover : FCC)을 이용하여 추정된 PV로 변환한다. 예측부(135)는 실시간으로 추정되는 PV의 추이를 연산하여 익일 태양광 발전량을 예측한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전 장치가 설치된 지역에 구비된 태양광 발전량 예측 장치의 구성도를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 6을 참고하면, 복수의 촬상부(131-1 내지 131-4)는 태양광 발전 장치(110)을 중심으로 하여 일정한 거리 이격된 상태로 복수의 개소에 설치될 수 있다. 도 6의 경우에는 제1 촬상부(131-1)와 제4 촬상부(131-4)는 제1 직선 상에 놓이고, 제2 촬상부(131-2)와 제3 촬상부(131-3)는 제2 직선 상에 놓이고, 제1 직선과 제2 직선은 서로 직각을 이루도록 교차하게 배치될 수 있다.
이렇게 배치된 경우 제1 촬상부(131-1)는 태양광 발전 장치(110)의 수직 상부의 하늘 영역과 그 주변 영역을 포함한 제1 하늘 사진(CP-1)을 촬상한다. 제2 촬상부(131-2)는 태양광 발전 장치(110)의 수직 상부의 하늘 영역과 그 주변 영역을 포함한 제2 하늘 사진(CP-2)을 촬상한다. 제3 촬상부(131-3)는 태양광 발전 장치(110)의 수직 상부의 하늘 영역과 그 주변 영역을 포함한 제3 하늘 사진(CP-3)을 촬상한다. 제4 촬상부(131-4)는 태양광 발전 장치(110)의 수직 상부의 하늘 영역과 그 주변 영역을 포함한 제4 하늘 사진(CP-4)을 촬상한다.
제1 기후 데이터 수집부(133-1)는 제1 촬상부(131-1)에 인접한 영역의 제1 기후 데이터를 수집한다. 여기서, 기후 데이터는 온도, 습도, 풍향, 풍속, 미세먼지 농도 등을 포함한다. 제2 기후 데이터 수집부(133-2)는 제2 촬상부(131-2)에 인접한 영역의 제2 기후 데이터를 수집한다. 제3 기후 데이터 수집부(133-3)는 제3 촬상부(131-3)에 인접한 영역의 제3 기후 데이터를 수집한다. 제4 기후 데이터 수집부(133-4)는 제4 촬상부(131-4)에 인접한 영역의 제4 기후 데이터를 수집한다.
예측부(135)는 제1 내지 4 촬상부(131-1 내지 131-4)로부터 제1 내지 4 하늘 사진을 수신한다. 예측부(135)는 제1 내지 4 기후 데이터 수집부(133-1 내지 133-4)로부터 제1 내지 4 기후 데이터를 수신한다. 예측부(135)는 제1 기지국(BS 1)에 접속할 수 있는 액세스 포인트(Access Point)로 기능할 수 있다.
예측부(135)는 제1 기지국(BS 1)을 통해서 원격의 입찰 결정 장치(150)와 무선으로 통신할 수 있다. 예측부(135)는 제1 내지 4 하늘 사진과 제1 내지 4 기후 데이터를 이용하여 해당 셀(제1 기지국에 의해서 커버되는 영역) 지역의 태양광 발전량 예측치를 연산할 수 있다. 예측부(135)는 이렇게 연산된 태양광 발전량 예측치를 제1 기지국(BS 1)를 통해서 원격의 입찰 결정 장치(150)로 전송한다.
도 7은 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치에 의해 운량을 예측하기 위한 하늘 사진의 이미지 처리를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 7(a)를 참고하면, 제1 촬상부(131-1)는 특정 시점에 제1 하늘 사진(CP-1)을 촬상한다. 제1 하늘 사진(CP-1)에는 태양, 구름 및 하늘이 모두 포함되어 있다. 도 7(b)를 참고하면, 예측부(135)는 제1 하늘 사진(CP-1)을 태양 영역과 비태양 영역으로 구분하고, 태양 영역을 구름에 가려지지 않은 영역(제1 영역)과 구름에 가려진 영역(제2 영역)으로 구분한다. 예측부(135)는 비태양 영역에 대해서 구름 영역(제3 영역, 제4 영역)과 하늘 영역(제5 영역)으로 구분한다. 예측부(135)는 하늘 사진을 이미지 프로세싱하여 제1 내지 5 영역으로 구분할 수 있다. 여기서 제1 영역은 구름에 의해서 가려지지 않은 태양 영역이고, 제5 영역은 하늘 영역으로 구름이 없는 영역이다. 제2 내지 제4 영역은 구름에 의해서 태양이 가려지는 영역이므로, 이러한 제2 내지 제4 영역의 합계를 이용하여 구름량을 결정할 수 있다.
도 8은 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치에 의해 운량을 예측하는 프로세스를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 8을 참고하면, 복수의 촬상부(130-1 내지 130-4)에 의해서 복수의 지점에 대한 하늘 사진을 획득하고, 복수의 하늘 사진에서 태양 영역과 비태양 영역을 구분하는 처리를 실행한다(S810). 이러한 단계(S810)에서는 하늘 사진 중 태양의 존재를 감지하고, 태양과 비태양 부분을 분리함으로써, 이하에서 설명하는 태양 영역과 구름 영역의 경계를 정밀하게 구분할 수 있다.
예측부(135)는 태양 영역 중 구름에 의해서 가려지는 영역과 가려지지 않는 영역을 구분함으로써 태양 영역 중 구름에 의해서 가려지는 중첩 영역을 추출하는 처리를 할 수 있다(S820). 이러한 단계(S820)에서는 태양 영역과 구름 영역의 경계를 정밀하게 구분함으로써, 이들을 구분하지 못하여 초래되는 구름량의 예측 오류를 감소시킬 수 있다.
예측부(135)는 비태양 영역을 구름 영역과 하늘 영역으로 구분하는 처리를 실행한다(S830). 구름 영역은 태양광을 전부 또는 일부 차단하고 하늘 영역은 태양광을 전부 또는 일부 통과시키는 영역이므로, 구름 영역을 구분하여 구름량을 예측할 수 있다.
예측부(150)는 구름 영역을 적어도 2개 이상의 영역으로 구분하는 처리를 실행한다(S840). 이러한 단계(S840)에서는 구름 영역을 구성하는 RGB값을 이용하여 구름 영역의 두께를 구별하고, 구름의 이동 및 구름의 형태를 구별할 수 있다. 본 발명의 경우에는 구름의 이동을 실시간으로 파악하여 이를 토대로 구름의 형태, 구름의 두께 등을 예측할 수 있다.
도 9는 운량 예측을 위해서 촬상된 구름 사진에 대한 태양 영역과 비태양 영역을 구분하는 이미지 프로세싱의 일 예를 도시한 도면이다. 도 9를 참고하면, 예측부(135)는 하늘 사진에서 태양의 중심 위치를 추정한다. 예측부(135)는 하늘 사진에 태양이 존재하지 않을 경우에는 태양 중심 위치를 찾는 단계를 생략할 수 있다. 예측부(135)는 태양 중심 위치를 찾은 후, 태양을 포함하는 더 큰 크기의 가상의 윈도우를 설정하고, 해당 윈도우에 포함되는 하늘 사진의 제1 윈도우(AR1)에 대한 이미지 프로세싱을 실행한다. 예측부(135)는 제1 윈도우(AR1)에 대해서는 태양 영역과 비태양 영역을 구분하고, 태양 영역 중에서 구름에 가려지지 않는 영역(제1 영역)과 구름에 가려지는 영역(제2 영역)으로 구분하는 이미지 프로세싱을 한다.
예측부(135)는 태양을 부분적으로 포함하거나 포함하지 않도록 하늘 사진에 가상의 윈도우를 설정하고, 해당 윈도우에 포하되는 하늘 사진의 제2 윈도우(AR2)에 대한 이미지 프로세싱을 실행한다. 예측부(135)는 제2 윈도우(AR2)에 대해서는 구름 영역(제3, 4영역)과 하늘 영역(제5 영역)으로 구분하고, 구름 영역에 대해서는 진한 구름 영역(제3 영역)과 옅은 구름 영역(제4 영역)으로 구분한다.
예측부(135)는 구름 영역과 하늘 영역으로 구분할 경우에 하늘 사진의 픽셀의 RGB값을 이용하여 구분할 수 있으며, 이때 적용되는 딥러닝 알고리즘은 CNN 알고리즘을 이용하여 관심 영역과 비관심 영역으로 구분하고, 관심 영역을 구름 영역으로 하고, 비관심 영역을 하늘 영역으로 하여 딥러닝에 의한 이미지 식별 처리에 의해서 구름 영역을 식별할 수 있다.
또한, 예측부(135)는 구름 영역에 대해서 RGB값의 변화를 이용하여 진한 구름 영역(제3 영역)과 옅은 구름 영역(제4 영역)을 구분함으로써 보다 심층적으로 구름 영역을 구별할 수 있다. 이로 인하여 본 발명은 구름량을 예측함에 있어서 보다 정밀도를 높일 수 있게 된다.
도 10은 도 3에 도시된 태양광 발전량 예측 장치에 의해서 구름의 시계열적 변화를 예측하기 위한 예측 알고리즘의 일 예를 설명하는 도면이다. 도 10(a)을 참고하면, 20xx년 x월 x일 14시45분에 제1 촬상부(131-1)에 의해서 촬상된 특정 지점의 하늘 사진이다. 도 10(b)를 참고하면, 20xx년 x월 x일 14시55분에 제2 촬상부(131-2)에 의해서 촬상된 특정 지점의 하늘 사진이다. 도 10(c)를 참고하면, 20xx년 x월 x일 15시05분에 제3 촬상부(131-3)에 의해서 촬상된 특정 지점의 하늘 사진이다. 도 10(d)를 참고하면, 20xx년 x월 x일 15시15분에 제4 촬상부(131-4)에 의해서 촬상된 특정 지점의 하늘 사진이다.
도 10(a) 내지 10(d)를 참고하면, 복수의 촬상부(131-1 내지 131-4)는 구름의 이동 방향을 추적할 수 있도록 배치되어 있다. 따라서, 복수의 촬상부(131-1 내지 131-4)에 의해서 촬상된 제1 내지 4 하늘 사진을 시계열적 요소를 반영하여 분석함으로써, 익일 구름량 예측 시에 예측 정확도를 높여줄 수 있는 요소로 사용될 수 있다.
도 11은 도 3에 도시된 입찰 결정 장치를 구체적으로 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 11을 참고하면, 입찰 결정 장치(150)는 복수의 태양광 발전 장치(110-1 내지 110-N)를 지역 인접성 지표로 그룹화하고, 그룹화된 태양광 발전 장치(110)에 대한 태양광 발전량 예측치를 통합하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산하는 통합부(151), 통합된 태양광 발전량 예측치를 달성하기 위해서 필요한 비용을 연산하는 비용산출부(153) 및 통합된 태양광 발전량과 그 비용을 이용하여 해당 그룹이 전력 거래 시장에 참여할 수 있는지 입찰 참여 여부를 결정하는 입찰 결정부(155)를 포함한다.
통합부(151)는 복수의 태양광 발전 장치(110-1 내지 110-N)를 지역 인접성 및 거리 정보 등을 이용하여 적어도 하나 이상의 그룹으로 그룹화하고, 복수의 그룹에 대해서 그 그룹에 속하는 지역의 태양광 발전량 예측치를 통합한다. 이에 대한 자세한 설명은 별도의 도면을 참고하여 설명한다.
비용산출부(153)는 그룹에 속하는 개별 태양광 발전 장치의 성능, 효율성, 기후 정보, 구름량 정보, 과거 발전 이력 정보 등을 종합적으로 고려하여 단위 발전량 대비 비용을 산출한다. 비용산출부(153)는 산출된 태양광 발전 예상 비용이 미리 결정된 계통한계가격보다 낮은 경우에는 산출된 태양광 발전 비용을 해당 발전을 위한 비용으로 산출한다. 비용산출부(153)는 산출된 태양광 발전 예상 비용이 미리 결정된 계통한계가격보다 높은 경우에는 계통한계가격을 비용으로 산출한다.
입찰 결정부(155)는 통합된 태양광 발전량 예측지가 미리 제안한 공급가능용량을 초과할 경우에는 해당 그룹을 전력 거래 시장 입찰에 참여하도록 결정한다. 입찰 결정부(155)는 통합된 태양광 발전량 예측치가 미리 제안한 공급가능용량에 미달할 경우에는 추가적인 발전량을 확보할 수 있을지 확인한 뒤 추가 발전량 확보가 가능하면 해당 그룹을 전력 거래 시장 입찰에 참여하도록 결정한다.
일찰 결정부(155)는 산출된 태양광 발전 예상 비용이 미리 공지된 계통한계가격 보다 낮은 경우에는 해당 그룹에 대한 전력 거래 시장 입찰을 허용하고, 예상 비용이 미리 공지된 계통한계가격보다 높은 경우에는 해당 그룹에 대한 전력 거래 시장 입찰을 허용하지 않는다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 거래 시장에 입찰하는 태양광 발전 장치의 발전량 예측치를 그룹화하는 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참고하면, 5개의 셀(적어도 하나의 기지국에 의해서 커버되는 영역)에는 1개에서 4개까지 태양광 발전 장치(110)가 설치되어 있음을 알 수 있다. 제1 셀의 경우에는 1개의 태양광 발전 장치(110-1)가 설치되어 있고, 제2 셀의 경우에는 3개의 태양광 발전 장치(110-2)가 설치되어 있으며, 제3 셀의 경우에는 2개의 태양광 발전 장치(110-3)가 설치되어 있고, 제4 셀의 경우에는 4개의 태양광 발전 장치(110-4)가 설치되어 있으며, 제5 셀의 경우에는 1개의 태양광 발전 장치(110-5)가 설치되어 있음을 확인할 수 있다.
이하에서는 각 셀에 설치된 복수의 태양광 발전 장치의 경우에도 하나의 태양광 발전 장치와 동일하게 취급하여 설명한다. 실시 예에 따라서는 동일한 셀에 설치된 복수의 태양광 발전 장치를 개별적으로 취급할 수도 있다. 동일하게 취급하는 것과 개별적으로 취급하는 것은 그룹화의 관점에서는 큰 차이가 없으므로 이하에서는 동일한 셀에 포함된 복수의 태양광 발전 장치는 동일하게 취급하여 설명한다.
제1 셀에서 제5 셀에 설치된 복수의 태양광 발전 장치(110-1 내지 110-5)에는 개별적으로 제1 내지 5 태양광 발전량 예측 장치(130-1 내지 130-5)가 설치될 수 있다. 복수의 태양광 발전량 예측 장치(130-1 내지 130-5)는 각 셀을 담당하는 기지국(BS 1 내지 BS 5)을 통해서 입찰 결정 장치(150)와 통신할 수 있다. 여기서 기지국(Base Station)은 3세대 통신 기지국, 4세대 통신 기지국, 5세대 통신 기지국, 6세대 통신 기지국 및 차세대 통신 기지국을 의미하며, 이들의 혼합된 형태도 가능하다.
또는 복수의 태양광 발전량 예측 장치(130-1 내지 130-5)는 LoRa(Long Range) 방식 또는 NB-IoT(NarrowBand-Internet of Things) 방식으로 입찰 결정 장치(150)와 무선 방식으로 통신할 수도 있다.
입찰 결정 장치(150)는 복수의 태양광 발전 장치(110-1 내지 110-5) 및 복수의 태양광 발전량 예측 장치(130-1 내지 130-5)와 유무선으로 통신할 수 있다. 입찰 결정 장치(150)는 그룹별로 전력 거래 시장에 입찰 가능 여부를 결정하고, 참여가 결정된 그룹에 대해서는 전력 거래 시장 서버(200)에 입찰 의사를 전달한다.
입찰 결정 장치(150)는 네크워크를 통해서 전력 거래 시장 서버에 접속하고, 공급가능용량을 제시하고 전력 거래 시장 입찰에 참여한다. 입찰 결정 장치(150)는 태양광 발전 장치(110)를 적어도 하나 이상 포함하는 셀 그룹 단위로 입찰 여부를 결정할 수 있다. 또는 입찰 결정 장치(150)는 복수의 셀을 통합하여 하나의 그룹으로 전력 거래 시장 입찰에 참여하도록 결정할 수 있다. 이하에서 입찰 결정 장치(150)는 셀 그룹 단위로 전력 거래 시장 입찰에 참여하는 입찰 결정 프로세를 보다 상세히 살펴본다.
도 13은 도 12에 도시된 전력 거래 시장에 입찰하기 위한 각 셀별 태양광 발전 예측량을 예시적으로 도식화한 도면이다. 도 13을 참고하면, 제1 셀에 속하는 지역의 태양광 발전량 예측치는 제1 예측치(예를 들어, 1Kw)이고, 제2 셀에 속하는 지역의 태양광 발전량 예측치는 제2 예측치(예를 들어, 5Kw)이며, 제3 셀에 속하는 지역의 태양광 발전량 예측치는 제3 예측치(예를 들어, 10Kw)이고, 제4 셀에 속하는 지역의 태양광 발전량 예측치는 제4 예측치(예를 들어, 0.5Kw)이며, 그리고 제5 셀에 속하는 지역의 태양광 발전량 예측치는 제5 예측치(예를 들어, 0.25Kw)이라고 가정한다. 입찰 결정 장치(150)는 각 셀에 설치된 예측부(135)로부터 제1 예측치 내지 제5 예측치를 수신하고, 제1 내지 3 예측치를 통합할 경우에 16Kw 규모의 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산한다. 입찰 결정 장치(150)는 제1 내지 3셀에서 생산되는 태양광 발전 비용이 계통한계가격보다 낮아서 경제성이 있다면 해당 제1 내지 3셀을 제1 그룹으로 그룹화하여 전력 거래 시장 입찰 참여를 결정한다.
만약, 입찰 결정 장치(150)는 제1 내지 5 셀을 제1 그룹으로 그룹화하더라도 태양광 발전 비용이 계통한계가격보다 낮을 경우에는 제1 내지 5셀로 이루어진 제 그룹으로 전력 거래 시장 입찰 참여를 결정할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광역 단위에서 태양광 발전량 예측치를 예시적으로 도식화한 도면이다. 도 14를 참고하면, 입찰 결정 장치(150)는 셀 단위로 태양광 발전량 예측치를 도식화하여 광역 단위로 태양광 발전량 예측치를 관리할 수 있다. 예를 들어, 그룹 1은 셀 2와 셀 3의 발전 효율이 우수하므로 그룹 1의 통합된 태양광 발전량 예측치는 전력 거래 시장에 참여할 수 있는 수준으로 판단하여 전력 거래 시장 입찰에 참여하도록 결정한다. 마찬가지의 방식으로 그룹 2는 셀 1 내지 셀 3의 발전 효율이 우수하므로 그룹 2의 통합된 태양광 발전량 예측치는 전력 거래 시장에 참여할 수 있는 수준으로 판단하여 전력 거래 시장 입찰에 참여하도록 결정한다. 반대로 그룹 3의 경우에는 셀 1 내지 5의 발전 효율이 낮으므로 그룹 3의 통합된 태양광 발전량 예측치는 전력 거래 시장에 참여할 수 있는 수준이 아닌 것으로 판단하여 전력 거래 시장에 참여하지 않도록 결정한다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템을 이용한 전력 거래 시장 입찰 참여 방법을 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 15를 참고하면, 태양광 발전량 예측치를 수신하는 단계(S1510), 그룹별로 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산하는 단계(S1520) 및 통합된 태양광 발전량 예측치와 발전비용을 이용하여 전력 거래 시장 입찰 여부를 결정하는 단계(S1530)를 포함한다.
단계(S1510)에서는 입찰 결정 장치(150)는 복수의 태양광 발전량 예측 장치(110-1 내지 110-N)와 무선 방식으로 통신하여 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 수신한다. 이때 입찰 결정 장치(150)는 기 결정된 시간 주기(예컨대, 10분 주기)로 복수의 태양광 발전량 예측 장치(110-1 내지 110-N)로부터 해당 지역에서의 태양광 발전량 예측치를 수신한다.
단계(S1520)에서는 입찰 결정 장치(150)는 수신된 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 이용하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산한다. 이때 그룹별로 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산하되, 해당 그룹은 적어도 하나 이상의 태양광 발전 장치(110)를 포함하는 기지국에 의해서 커버되는 셀을 기본 단위로 한다.
단계(S1530)에서는 통합된 태양광 발전량 예측치와 해당 태양광 발전량 예측치를 달성하기 위한 발전비용을 이용하여 전력 거래 시장의 입찰 여부를 결정한다. 하나의 기본 그룹에서의 통합된 태양광 발전량 예측치가 공급가능용량을 충족시킬 수 있을 경우에는 해당 그룹이 전력 거래 시장 입찰에 참여할 수 있도록 결정한다. 다만, 해당 그룹의 발전 효율이 낮아서 발전량은 공급가능용량을 충족시키더라도 발전 비용이 계통한계가격보다 높게 예측될 경우에는 해당 그룹이 단독으로 전력 거래 시장에 참여하는 것을 허용하지 않도록 결정한다.
본 발명은 태양광 발전량 예측을 고도화하고 변동성 문제를 해소하기 위하여 복수의 태양광 발전 장치를 하나의 그룹으로 그룹화하여 일정 수준의 오차 범위에서 태양광 발전량 예측치를 산출함으로써, 전력 거래 시장 참여시에 불확실성 문제를 해소할 수 있는 현저한 효과를 발휘한다.
한편, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.
여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 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.
10 : 발전회사
20 : 전력 거래소
100 : 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템
110 : 태양광 발전 장치
130 : 태양광 발전량 예측 장치
150 : 입찰 결정 장치
200 : 전력 거래소 서버
20 : 전력 거래소
100 : 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템
110 : 태양광 발전 장치
130 : 태양광 발전량 예측 장치
150 : 입찰 결정 장치
200 : 전력 거래소 서버
Claims (10)
- 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템에 있어서,
복수의 개소에 설치되는 복수의 태양광 발전 장치;
상기 복수의 태양광 발전 장치에 개별적으로 설치되서 태양광 발전량을 예측하는 복수의 태양광 발전량 예측 장치; 및
상기 복수의 태양광 발전량 예측 장치와 통신하여 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 수신하고, 상기 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 이용하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산하고, 상기 통합된 태양광 발전량 예측치와 해당 태양광 발전량 예측치를 달성하기 위한 발전비용을 이용하여 전력 거래 시장의 입찰 여부를 결정하는 입찰 결정 장치;를 포함하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 복수의 태양광 발전량 예측 장치는, 상기 복수의 태양광 발전 장치가 설치된 지역의 기후 데이터를 수집하는 기후 데이터 수집부, 해당 지역의 하늘 사진을 촬상하는 촬상부 및 상기 기후 데이터 및 상기 하늘 사진을 이용하여 해당 지역의 태양광 발전량을 예측하는 예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템.
- 제2 항에 있어서,
상기 기후 데이터 수집부는, 상기 복수의 태양광 발전 장치 중 적어도 하나가 설치된 영역을 커버하는 이동 통신의 기지국에 설치되고,
상기 촬상부는, 상기 기지국에 설치되서 상기 복수의 태양광 발전 장치 중 적어도 하나가 설치된 영역의 하늘 사진을 촬상하는 것을 특징으로 하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템.
- 제3 항에 있어서,
상기 예측부는, 상기 기지국에 설치되서, 상기 기지국을 통해서 상기 연산 장치와 무선 통신으로 태양광 발전량 예측치를 전송하는 것을 특징으로 하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템.
- 제4 항에 있어서,
상기 예측부는, 3세대, 4세대, 5세대, 6세대 또는 차세대 이동 통신 표준 방식에 따라 상기 태양광 발전량 예측치를 패킷 정보로 실시간으로 전송하는 것을 특징으로 하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 입찰 결정 장치는, 복수의 기지국을 지역 인접성을 기준으로 복수의 그룹으로 구분하고, 상기 복수의 그룹별로 복수의 태양광 발전량 예측치를 통합하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산하는 것을 특징으로 하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템.
- 제1 항에 있어서,
상기 입찰 결정 장치는, 상기 복수의 그룹별 통합된 태양광 발전량 예측치를 전력 거래 시장 서버로 전송하여 공급가능용량으로 전력 거래 시장 입찰에 참여하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템.
- 복수의 지점에 설치되는 복수의 태양광 발전 장치, 상기 복수의 태양광 발전 장치에 개별적으로 설치되서 태양광 발전량을 예측하는 복수의 태양광 발전량 예측 장치 및 입찰 결정 장치를 포함하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 시스템을 이용한 입찰 결정 방법에 있어서,
상기 복수의 태양광 발전량 예측 장치와 통신하여 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 수신하는 단계;
상기 복수 지역의 태양광 발전량 예측치를 이용하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산하는 단계; 및
상기 통합된 태양광 발전량 예측치와 해당 태양광 발전량 예측치를 달성하기 위한 발전비용을 이용하여 전력 거래 시장의 입찰 여부를 결정하는 단계;를 포함하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 방법.
- 제8 항에 있어서,
복수의 기지국을 지역 인접성을 기준으로 복수의 그룹으로 구분하고, 상기 복수의 그룹별로 복수의 태양광 발전량 예측치를 통합하여 통합된 태양광 발전량 예측치를 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 방법.
- 제9 항에 있어서,
상기 복수의 그룹별 통합된 태양광 발전량 예측치를 전력 거래 시장 서버로 전송하여 공급가능용량으로 전력 거래 시장 입찰에 참여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산된 태양광 발전 장치용 전력 거래 시장 입찰 방법.
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