KR20220069702A - 전력 입찰 거래 방법 및 전력 거래 관제 시스템 - Google Patents

전력 입찰 거래 방법 및 전력 거래 관제 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20220069702A
KR20220069702A KR1020200157102A KR20200157102A KR20220069702A KR 20220069702 A KR20220069702 A KR 20220069702A KR 1020200157102 A KR1020200157102 A KR 1020200157102A KR 20200157102 A KR20200157102 A KR 20200157102A KR 20220069702 A KR20220069702 A KR 20220069702A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electricity
power
transaction
bid
bidding
Prior art date
Application number
KR1020200157102A
Other languages
English (en)
Inventor
김동주
권성철
박중성
배문성
Original Assignee
한국전력공사
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 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020200157102A priority Critical patent/KR20220069702A/ko
Publication of KR20220069702A publication Critical patent/KR20220069702A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q30/00—Commerce
    • G06Q30/06—Buying, selling or leasing transactions
    • G06Q30/08—Auctions
    • Y—GENERAL 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS 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
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y—GENERAL 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS 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
    • Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
    • Y04S50/12—Billing, invoicing, buying or selling transactions or other related activities, e.g. cost or usage evaluation

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

본 발명의 전력 입찰 거래 방법은, 각 참여자에 대한 과거의 단위 기간의 전력 생산 소비 정보들로부터 시간대별 전력 판매 입찰 하한가들 및 전력 구매 상한가들을 산출하여 해당 참여자에게 제공하는 단계; 각 참여자로부터 시간대별 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받아 입찰하는 단계; 다수의 시간대별 전력 거래 입찰들에 대하여 매칭 순위를 부여하는 단계; 상기 매칭 순위에 따라 중재 매칭 설정된 전력 입찰들을 매칭시키고, 매칭된 입찰의 거래 가격을 결정하는 단계; 및 매칭된 입찰에 대한 시간대별 전력 거래를 정리하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전력 입찰 거래 방법 및 전력 거래 관제 시스템{ELECTRICITY BIDDING TRANSACTION METHOD AND ELECTRICITY TRANSACTION CONTROL SYSTEM}
본 발명은 미래 전력시장 대응을 위한 전력회사의 전력거래 종합 관제시스템으로서, 전력 거래 관제 시스템 및 여기서 수행되는 전력 입찰 거래 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전력시장은 전력을 판매하는 발전사업자와, 전력을 구매하는 판매회사와, 소비자로 구분될 수 있다. 국내의 경우엔 발전사업자와 판매회사들은 전력시장을 통해서만 전력거래가 가능하고 최종 소비자에게 전력을 공급하는 역할은 KEPCO(Korea Electric Power Corporation)에서 담당하고 있다.
최근 태양광 기술의 발전으로 인해 공공시설의 주차장, 아파트나 빌딩의 최상층에 태양광 발전 패널이 설치되어있는 것을 어렵지 않게 찾아볼 수 있고, 일반 아파트 가정에서도 베란다 등에 설치된 소형 태양광 패널들을 어렵지 않게 찾아볼 수가 있게 되었다. 이러한 소규모 분산자원의 확대와 공유 경제에 대한 인식이 확산됨에 따라, 개인 간 자유롭게 전력을 거래하는 P2P 전력거래 사업들이 전 세계적으로 수행되어지고 있다.
국내의 경우도 전기사업법 및 동법 시행령 개정을 통해서 동일 배전망을 사용하는 가정용 소비자 간의 전력거래를 허용하는 시범사업을 진행하였으며, 상계거래 범위의 확대 및 소규모 전력 중개사업 허용 등을 통해서 P2P 시장의 활성화 방안을 모색 중에 있다.
또한, 최근에는 유럽과 미국을 중심으로 기후변화에 대응하기 위해 RE100(Renewable Energy 100) 운동이 펼쳐지고 있으며, 우리나라도 이러한 글로벌 시장 환경에 대응하기 위해 여러 가지 제도를 신설하고 있다. 특히 기업 PPA 또는 제3자 PPA 같이 당사자 간의 계약을 통한 전력거래 제도 등이 현실적으로 논의가 되고 있으며, 이러한 형태의 거래는 모두 전력회사의 망을 이용하기 때문에, 전력회사를 매개하지 않고는 불가능한 상황이다.
재생에너지 발전단가의 경쟁력이 높아지고, 기후변화와 같은 전 세계 공통의 문제를 대응하기 위해서는 전력시장을 거치지 않고 당사자 간의 쌍무계약을 통한 거래는 더더욱 다양해질 것으로 판단이 되며, 이러한 환경에서는 공정한 배전망 사용요금의 책정, 시장 참여자 간의 경쟁구도 활성화 뿐 아니라 이를 매개할 수 있는 시스템이 필수적이다.
전력거래와 관련된 종래기술은 수회 제시된 바 있으나, 시장 참여자들에게 참여를 유인할 참여 사업자 측면에서의 메리트가 부족하였다.
대한민국 등록공보 10-2094137호
본 발명은 전력 시장 참여자들에게 참여를 유인할 사업 참여자 측면의 이점을 강화한 전력 입찰 거래 방법 및 전력 거래 관제 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전력 입찰 거래 방법은, 각 참여자에 대한 과거의 단위 기간의 전력 생산 소비 정보들로부터 시간대별 전력 판매 입찰 하한가들 및 전력 구매 상한가들을 산출하여 해당 참여자에게 제공하는 단계; 각 참여자로부터 시간대별 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받아 입찰하는 단계; 다수의 시간대별 전력 거래 입찰들에 대하여 매칭 순위를 부여하는 단계; 상기 매칭 순위에 따라 중재 매칭 설정된 전력 입찰들을 매칭시키고, 매칭된 입찰의 거래 가격을 결정하는 단계; 및 매칭된 입찰에 대한 시간대별 전력 거래를 정리하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받는 단계에서는, 해당 참여자로부터 개별 시간대별로 전력 판매 입찰가 또는 전력 구매 입찰가를 입력받을 수 있다.
여기서, 상기 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받는 단계에서는, 미리 해당 참여자로부터 전력 판매 입찰가 또는 전력 구매 입찰가의 결정 기준을 입력받고, 상기 기준에 따라 전력 판매 입찰가 또는 전력 구매 입찰가를 결정할 수 있다.
여기서, 상기 입찰 전력 거래를 정리하는 단계에서는, 수동 입찰 전력 거래 내역을 반영할 수 있다.
여기서, 전력 구매 입찰 상한가는, 시간대별 해당 참여자의 계시별 요금제에 따른 요금 단가를 반영할 수 있다.
여기서, 상기 전력 판매 하한가는, 상위 전력 회사의 시간대별 계통 안정화 위한 잉여 전력 구매가로서 상계거래 단가를 반영할 수 있다.
여기서, 상기 매칭 순위를 부여하는 단계에서는, 전력 판매의 경우 입찰가가 낮을수록 높은 순위를 부여하고, 전력 구배의 경우 입찰가가 높을수록 높은 순위를 부여할 수 있다.
여기서, 상기 매칭된 입찰의 거래 가격을 결정하는 단계에서는, 매칭된 입찰의 거래 가격을 Nash bargaining solution을 통해 결정할 수 있다.
여기서, 결정된 상기 거래 가격을 해당 참여자에게 전송하여 승인받는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 입찰 매칭 및 거래 가격을 결정하는 단계에서는, 입찰 매칭이 성사되지 않은 참여자가 발생된 경우, 해당 참여자가 판매자이면 잉여거래량에 대해 상계 거래를 수행하고, 해당 참여자가 구매자이면 상위 전력 회사로부터 수전을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전력 거래 관제 시스템은, 전력 판매자들 및 전력 구매자들에 대한 과거의 단위 기간의 전력 생산 소비 정보들로부터 시간대별 전력 판매 입찰 하한가들 및 전력 구매 상한가들을 산출하는 단가 범위 계산 모듈; 전력 판매자들 및 전력 구매자들로부터 시간대별 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받아 입찰을 수행하는 입찰 모듈; 전력 판매자들 및 전력 구매자들의 전력 판매 입찰들 및 전력 구매 입찰들에 대하여 거래를 매칭시키는 거래 매칭 모듈; 및 매칭된 거래에 대한 상호 전력 거래를 지원하고, 수행된 상기 전력 거래를 정리하는 거래 정리 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 전력 판매자를 위해 전력 판매 입찰 거래를 인터페이스하는 판매자 지원 모듈; 및 전력 구매자를 위해 전력 구매 입찰 거래를 인터페이스하는 구매자 지원 모듈을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 입찰 모듈은, 상기 판매자 지원 모듈을 통해 상기 시간대별 전력 판매 입찰 하한가를 전력 판매자에게 제공하고, 상기 구매자 지원 모듈을 통해 상기 시간대별 전력 구매 입찰 상한가를 전력 구매자에게 제공하며, 상기 전력 판매자 또는 상기 전력 구매자로부터 개별 시간대별로 전력 판매 입찰가 또는 전력 구매 입찰가를 입력받아 입찰가를 확정할 수 있다.
여기서, 상기 입찰 모듈은, 각 전력 판매자에 대하여 상기 전력 판매 입찰 하한가 및 자동 판매 입찰가 결정 기준을 반영하고, 각 전력 구매자에 대하여 상기 전력 구매 상한가 및 자동 구매 입찰가 결정 기준을 반영하여, 시간대별 전력 거래를 위한 자동 입찰을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 거래 매칭 모듈은, 다수의 시간대별 전력 입찰 요청들에 대하여 매칭 순위를 부여할 수 있다.
여기서, 상기 거래 매칭 모듈은, 상기 매칭 순위에 따라 전력 판매 입찰과 전력 구매 입찰을 매칭시키되, 매칭된 전력 판매 입찰 및 전력 구매 입찰의 입찰가들이 일치하지 않으면 그 사이의 값으로 결정하는 중재 매칭을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 거래 매칭 모듈은, 상기 중재 매칭에 있어서 거래 가격을 Nash bargaining solution을 통해 결정할 수 있다.
여기서, 상기 판매자 지원 모듈은, 입찰 거래 이전에 각 전력 판매자와, 전력 판매 요금제를 설정하고, 중재 매칭에 대한 동의을 확인하고, 자동 판매 입찰가에 대한 결정 기준을 설정하고, 상기 구매자 지원 모듈은, 입찰 거래 이전에 각 전력 구매자와, 전력 구매 요금제를 설정하고, 중재 매칭에 대한 동의을 확인하고, 자동 구매 입찰가에 대한 결정 기준을 설정할 수 있다.
여기서, 상기 판매자 지원 모듈은, 각 판매자를 위한 전력 판매 입찰을 위한 판매 입찰 오더북을 관리하고, 상기 구매자 지원 모듈은, 각 구매자를 위한 전력 구매 입찰을 위한 구매 입찰 오더북을 관리할 수 있다.
여기서, 상기 거래 정리 모듈은, 상기 입찰 매칭에 대한 전력 거래가 수행되면, 상기 중재 매칭을 위한 시간대별 전력 거래 예상 근거로서 반영할 수 있다.
상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 전력 입찰 거래 방법 및/또는 전력 거래 관제 시스템을 실시하면, 참여 사업자 측면의 이점을 강화하여 전력 시장 참여자들에게 참여를 유인할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 전력 입찰 거래 방법 및/또는 전력 거래 관제 시스템은, 전력망 내 분산자원 설비 증가에 따른 프로슈머의 증가를 고려하여 프로슈머 간 전력거래 모델을 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 전력 입찰 거래 방법 및/또는 전력 거래 관제 시스템은, 계시별 요금제를 반영할 수 있어, 전문적인 에너지 사업 기관들뿐만 아니라 일반 소비자 및 프로슈머 고객들도 입찰에 참여할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 전력 입찰 거래 방법 및/또는 전력 거래 관제 시스템은, 입찰 구매 상한가 및 판매 하한가를 시스템에서 제공해주어, 사용자의 이익을 최대화할 수 있는 가격범위에 대한 정보를 제공하는 이점이 있다.
본 발명의 전력 입찰 거래 방법 및/또는 전력 거래 관제 시스템은, 참여자(시스템 사용자)는 적정 입찰단가를 계산하는 과정을 거치지 않아도 되며, 입찰 이후에도 Nash Bargaining Solution 기반의 적정거래가격 결정 과정을 거쳐 프로슈머와 소비자 모두 이득을 볼 수 있는 공정한 전력거래를 지원하는 이점이 있다.
도 1은 소규모 분산자원 거래고객의 댁내 계량기 및 설비 설치의 개념도.
도 2는 도 1의 프로슈머(판매자) 고객을 포함하여 적용될 수 있는 본 발명의 사상에 다른 전력 거래 관제 시스템의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 전력 거래 종합 관제시스템을 기능 요소별 연결 구성을 중심으로 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 전력 입찰 거래 방법을 도시한 흐름도.
도 5는 도 4의 전력 입찰 거래 방법에 대하여 자동 입찰 방식을 적용한 일 실시예를 도시한 흐름도.
도 6은 도 4의 전력 입찰 거래 방법에 대하여 수동 입찰 방식을 적용한 일 실시예를 도시한 흐름도.
도 7은 시뮬레이션에서의 입찰내역과 거래체결 결과를 비교한 개념도.
도 8은 소비자의 거래 체결 결과로서 납부 요금을 비교한 그래프.
도 9는 프로슈머의 거래 체결 결과로서, 판매/정산 요금을 비교한 그래프.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
전력거래와 관련된 모델링 기술은 대표적으로, 시장 참여자 전체 이익을 최대화 하는 형태의 최적화 문제로 푸는 방법과, 게임 이론과 에이전트를 기반으로 한 시장 모델이 있다. 본 발명기술은 시장 참여자가 하나의 에이전트로서 개별적으로 시장에서 전력을 사고파는 방식으로, 후자에 속한다. 특히, 이중 경매(double auction) 기반의 전력거래 시장 모델이 대표적인 방법으로, 이중 경매는 판매자와 구매자가 각각 그들의 판매, 구매에 대해 입찰하면, 경매인이 입찰 내역을 바탕으로 거래를 성사시키는 형태의 경매를 말한다.
본 발명과 일반적인 게임 이론과 에이전트를 기반으로 한 시장 모델의 가장 큰 차이점은, 기존 관련 연구에서는 일반적인 전력 도매 시장과 같이 사전 거래(거래가 이루어지는 시점이 상품이 전달되는 시점보다 이전)를 기반으로 시장이 운영되는데, 제안하고자 하는 시장 모델의 경우는 사후 거래에 해당된다는 것이다. 즉 판매량과 구매량의 입찰이 예측을 통해서 이루어지지 않고, 정해져있는 상태에서 상계 거래의 형태를 취한다는 것이다. 다만 판매량과 구매량의 상한, 하한이 결정된다는 것이지, 판매량과 구매량이 결정된다는 것은 아니기 때문에 여전히 이중 경매 방식의 거래 구조는 유효하다.
도 1은 소규모 분산자원 거래고객의 댁내 계량기 및 설비설치의 개념도이다. 도면에서 프로슈머 고객은 전력의 생산자이자 소비자로서, 프로슈머 고객을 위해서 상기 구매자 모듈과 생산자 모듈이 모두 제공된다.
도 2는 도 1의 프로슈머 고객을 포함하여 적용될 수 있는 본 발명의 사상에 다른 전력 거래 관제 시스템의 일 실시예를 도시한 블록도이다. 도시한 블록도에서 전력 거래의 각 참여자를 판매자 및 구매자로 구분하였으나, 판매자이면서도 구매자인 프로슈머도 포함될 수 있음은 물론이며, 이하에서의 프로슈머의 경우 판매자의 역할에 관심을 두어, 판매자의 일종으로 보아도 무방하다.
도시한 전력 거래 관제 시스템(100)은, 전력 판매자를 위해 전력 판매 입찰 거래를 인터페이스하는 판매자 지원 모듈(110); 전력 구매자를 위해 전력 구매 입찰 거래를 인터페이스하는 구매자 지원 모듈(120); 전력 판매자들 및 전력 구매자들에 대한 과거의 단위 기간의 전력 생산 소비 정보들로부터 시간대별 전력 판매 입찰 하한가들 및 전력 구매 상한가들을 산출하는 단가 범위 계산 모듈(140); 전력 판매자들 및 전력 구매자들로부터 시간대별 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받아 입찰을 수행하는 입찰 모듈; 전력 판매자들 및 전력 구매자들의 전력 판매 입찰들 및 전력 구매 입찰들에 대하여 거래를 매칭시키는 거래 매칭 모듈(180); 및 매칭된 거래에 대한 상호 전력 거래를 지원하고, 수행된 상기 전력 거래를 정리하는 거래 정리 모듈(190)을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 전력 거래 종합 관제시스템을 기능 요소별 연결 구성을 중심으로 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시한 상기 판매자 지원 모듈(110)은, 판매자 기기(600)의 접속을 확인하고, 상기 판매자에 적용된 판매 요금제 정보를 로딩하고, 판매자의 시간대별 판매 가능한 최대 전력량을 확인하고, 시간대별 판매 입찰 전력량을 확인할 수 있다.
상기 구매자 지원 모듈(120)은, 구매자 기기(700)의 접속을 확인하고, 상기 구매자에 적용된 구매 요금제 정보를 로딩하고, 구매자의 시간대별 구매 가능한 최대 전력량을 확인하고, 시간대별 구매 입찰 전력량을 확인할 수 있다.
입찰 단가 범위를 계산하는 단가 범위 계산 모듈(140)에서는, 사용자 간 적용되는 누진 요금제와 계시별 요금제에 따른 가격 차이 발생 요인을 바탕으로 구매자와 판매자에게 시장에 참여하기 위한 적절한 단가 범위를 제공할 수 있다.
예컨대, 월말에 계산되는 시장 참여자의 최종 전력량(프로슈머의 경우 전력 소비량과 잉여발전량, 일반 소비자의 경우 전력 소비량)을 바탕으로 판매 가능 전력량(=프로슈머 잉여발전량)과 구매 가능 전력량(=일반 전력 소비량)이 결정될 수 있다.
시장 참여자는 복수의 입찰을 제출할 수 있고, 입찰 내역 중 전력량의 합은 거래가능 전력량 이내여야 한다. 단가 범위 계산 모듈(140)에서는 가격차이 발생 요인에 따라서 전력량이 입력으로 주어지는 경우에 손해를 보지 않기 위한 가격을 제공해주는 함수이다. 따라서, 판매자의 경우 판매 하한 가격을, 구매자의 경우 구매 상한 가격을 제공하며, 제공된 가격에서 변화를 주는 것은 시장 참여자의 재량에 달려있다. 단가범위 계산모듈의 구성요소와 계산 수식은 하기 표 1 및 수학식 1, 2와 같다.
Figure pat00001
Figure pat00002
상기 수학식 1은 프로슈머의 SMP 현금정산분이 없는 경우(
Figure pat00003
)이다.
Figure pat00004
상기 수학식 2는 프로슈머의 SMP 현금정산분이 있는 경우(
Figure pat00005
)이다.
상기 수학식 1, 2에서,
Figure pat00006
는 기본요금단가이고,
Figure pat00007
는 전력량요금단가이고,
Figure pat00008
는 거래단가이고,
Figure pat00009
는 수전전력량이고,
Figure pat00010
는 잉여발전량이고,
Figure pat00011
는 P2P 거래량이다.
프로슈머는 위의 두 경우에 대해 수식범위를 만족하는
Figure pat00012
이상으로 거래를 하게 되면 한국전력과 상계거래를 하는 것 보다, P2P 전력거래를 수행하는 것이 편익이 크게 된다. 여기서, 상계거래는 계통의 안정을 위해 단순 소모용으로 잉여 전력을 구매하는 것을 의미한다.
전력 소비자가 계시별 요금제 고객인 경우
Figure pat00013
인 소매요금단가보다 낮은 단가로 거래를 하게 되면 한국전력으로부터 100% 전력을 수전받는 것보다 편익이 크게 된다.
전력 소비자가 주택용 누진제 고객의 경우, 그 편익은 하기 수학식 3을 따를 수 있다.
Figure pat00014
상기 수학식 3에서,
Figure pat00015
는 거래 전 누진구간의 기본요금단가이며,
Figure pat00016
는 거래 전 누진구간의 전력량요금단가이며,
Figure pat00017
는 거래단가이며,
Figure pat00018
는 거래 후 누진구간의 기본요금단가이며,
Figure pat00019
는 거래 후 누진구간의 전력량요금단가이고,
Figure pat00020
는 수전전력량이며,
Figure pat00021
는 P2P 거래량이다.
주택용 누진제 고객의 경우, 위의 수식범위를 만족하는
Figure pat00022
이하의 단가로 전력거래를 하게 되면, 한전으로부터 100% 전력을 수전받는 것보다 편익이 크게 된다.
도면에서, 상기 입찰 모듈은, 자동 입찰 모듈(160); 및 수동 입찰 모듈(170)을 포함할 수 있다.
상기 수동 입찰 모듈(170)은, 상기 판매자 지원 모듈(110)을 통해 상기 시간대별 전력 판매 입찰 하한가를 전력 판매자에게 제공하고, 상기 구매자 지원 모듈(120)을 통해 상기 시간대별 전력 구매 입찰 상한가를 전력 구매자에게 제공하며, 상기 전력 판매자 또는 상기 전력 구매자로부터 개별 시간대별로 전력 판매 입찰가 또는 전력 구매 입찰가를 입력받아 입찰가를 확정할 수 있다.
상기 자동 입찰 모듈(160)은, 각 전력 판매자에 대하여 상기 전력 판매 입찰 하한가 및 자동 판매 입찰가 결정 기준을 반영하여 시간대별 전력 판매 입찰가를 결정하고, 결정한 시간대별 전력 판매 입찰가로 시간대별 전력 판매 거래를 위한 자동 입찰을 수행할 수 있다. 마찬가지로, 각 전력 구매자에 대하여 상기 전력 구매 상한가 및 자동 구매 입찰가 결정 기준을 반영하여 결정한 시간대별 전력 구매 입찰가로 시간대별 전력 구매 거래를 위한 자동 입찰을 수행할 수 있다.
상기 거래 매칭 모듈(180)은, 기존 주식 시장에서의 동시호가 제도를 따를 수 있는데, 시장이 열리는 기간 동안 제출된 입찰 내역들을 바탕으로 거래 성사 여부를 결정한다. 먼저 오더북을 가격에 따라서 정렬(판매의 경우 낮은 가격 우선, 구매의 경우 높은 가격 우선으로 정렬)한다.
정렬된 두 오더북의 최상단 입찰 내역을 비교하여, 판매가격이 구매가격보다 낮은 경우 거래를 성사시키고, 성사된 거래량만큼 입찰 내역에서 거래량을 차감한다.
만약 거래 성사로 인해 입찰 거래량이 차감되어 0이 되면 해당 입찰 내역은 상기 거래 정리 모듈(190)에 의해 오더북에서 제거될 수 있다. 또한, 상기 거래 정리 모듈(190)은 성사된 거래를 거래 테이블에 기록, 이를 바탕으로 최종적으로 정산을 수행하게 된다.
상기 거래 매칭 모듈(180)은 오더북의 최상단 입찰내역에서 판매가격이 구매가격보다 높아지는 상황까지 위의 과정을 반복하게 되고, 이후 남아있는 오더북의 입찰 내역은 거래가 되지 않는다.
하기 표 2는 상술한 거래 매칭 모듈의 입/출력 내용을 정리한 것이다.
Figure pat00023
판매자와 구매자는 각각의 개인정보 (판매/구매가능 전력량, 사용 요금제, 입찰 전력량) 등을 보유한다. 상기 판매자 지원 모듈(110) 및 구매자 지원 모듈(120)을 통해 판매자 기기(600) 및 구매자 기기(700)로부터 해당 개인 정보 내역 중, 단가범위 계산에 필요한 정보들을 전달받게 되면, 상기 단가 범위 계산 모듈(140)은 판매 상한가와 구매 하한가를 산출하여 판매자와 구매자에게 각각 제공한다.
판매자와 구매자는 각 정보를 바탕으로 수동 입찰 내역을 산출, 거래 매칭 모듈의 판매 오더북과 구매 오더북에 각각 기록하게 될 수 있다. 시장 운영기간동안 입찰 내역을 모두 확보한 후, 거래 매칭 모듈은 판매/구매 오더북을 바탕으로 거래 매칭을 수행하고, 매칭 테이블에 거래 성사 내역들을 기록하게 된다. 이러한 과정들을 상기 판매자 지원 모듈(110) 및 구매자 지원 모듈(120)이 지원할 수 있다.
거래가 성사될 때의 매칭된 입찰의 거래 가격은 Nash bargaining solution을 통해 결정이 되는데, Nash bargaining에 대해서는 후술하는 프로세스 설명에서 예시를 통해서 자세하게 설명될 것이다. 한편, 상기 매칭된 입찰의 거래 가격을 위한 시간대별 전력 거래 예상 근거로서, 기 수행된 해당 시간대에서의 수동 매칭 거래 및 종래 기술 입찰 거래, 본 발명에 따른 입찰 거래 등이 이용될 수 있다.
구현에 따라, 상기 판매자 지원 모듈(110)은, 입찰 거래 이전에 각 전력 판매자와, 전력 판매 요금제를 설정하고, 중재 매칭에 대한 동의을 확인하고, 자동 판매 입찰가에 대한 결정 기준을 설정하고, 상기 구매자 지원 모듈(120)은, 입찰 거래 이전에 각 전력 구매자와, 전력 구매 요금제를 설정하고, 중재 매칭에 대한 동의을 확인하고, 자동 구매 입찰가에 대한 결정 기준을 설정할 수 있다.
구현에 따라, 상기 판매자 지원 모듈(110)은, 각 판매자를 위한 전력 판매 입찰을 위한 판매 입찰 오더북을 관리하고, 상기 구매자 지원 모듈(120)은, 각 구매자를 위한 전력 구매 입찰을 위한 구매 입찰 오더북을 관리할 수 있다.
구현에 따라, 상기 거래 정리 모듈(190)은, 상기 판매 입찰 오더북 및 상기 구매 입찰 오더북을 저장하고, 상기 입찰 매칭에 대한 전력 거래가 수행되면, 상기 중재 매칭을 위한 시간대별 전력 거래 예상 근거로서 반영하는 DB를 운영할 수 있다.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 전력 입찰 거래 방법을 도시한 흐름도이다.
도시한 전력 입찰 거래 방법은, 각 참여자에 대한 과거의 단위 기간의 전력 생산 소비 정보들로부터 시간대별 전력 판매 입찰 하한가들 및 전력 구매 상한가들을 산출하여 해당 참여자에게 제공하는 단계(S200); 각 참여자로부터 시간대별 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받아 입찰하는 단계(S400); 다수의 시간대별 전력 거래 입찰(요청)들에 대하여 매칭 순위를 부여하는 단계(S600); 상기 매칭 순위에 따라 중재 매칭 설정된 전력 입찰(요청)들을 매칭시키고, 매칭된 입찰의 거래 가격을 결정하는 단계(S700); 및 매칭된 입찰 거래에 대한 시간대별 전력 거래를 정리하는 단계(900)를 포함할 수 있다.
상기 시간대별 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받아 입찰하는 단계(S400)는 상술한 자동 입찰 또는 수동 입찰 방식으로 수행될 수 있다.
상기 매칭된 입찰의 거래 가격을 결정하는 단계(S700)에서는, 판매 입찰가가 구매 입찰가보다 낮은 경우 거래를 성사시키되, 상술한 중재 매칭에 따라 거래 가격을 결정할 수 있다.
도 5는 도 4의 전력 입찰 거래 방법에 대하여 자동 입찰 방식을 적용한 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도시한 흐름도에 따른 전력 입찰 거래 방법의 경우, 도 4의 S200 단계는, 전력 판매자의 과거 기준 기간의 전력 생산 내역 및 판매 거래 내역을 확보하는 단계(S211); 전력 구매자의 과거 기준 기간의 전력 소비 내역 및 구매 거래 내역을 확보하는 단계(S221); 상기 전력 판매자에 대한 시간대별 판매 입찰 하한가를 산출하는 단계(S231); 상기 전력 구매자에 대한 시간대별 구매 입찰 상한가를 산출하는 단계(S241); 상기 판매 입찰 하한가 및 상기 전력 판매자와 설정된 결정 기준에 따라 시간대별 전력 판매 입찰가를 결정하는 단계(S271); 및 상기 구매 입찰 상한가 및 상기 전력 구매자와 설정된 결정 기준에 따라 시간대별 전력 구매 입찰가를 결정하는 단계(S281)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 S200 단계의 수행 이전에, 필요한 정보를 수집하기 위해, 상기 전력 판매자와 판매 요금제를 설정하고, 중재 매칭에 대한 동의를 수령하고, 자동 판매 입찰가 결정 기준을 설정하는 단계(S121); 및 상기 전력 구매자와 구매 요금제를 설정하고, 중재 매칭에 대한 동의를 수령하고, 자동 구매 입찰가 결정 기준을 설정하는 단계(S141)를 수행할 수 있다.
예컨대, 상기 자동 판매 입찰가 결정 기준은, 해당 시간대에서 해당 입찰가를 적용할 때의 판매 입찰 거래 성사 확률(%)이, 상기 자동 구매 입찰가 결정 기준은, 해당 시간대에서 해당 입찰가를 적용할 때의 구매 입찰 거래 성사 확률(%)이 될 수 있다.
도 5에서는 결정된 상기 시간대별 판매 입찰 하한가 및 상기 시간대별 전력 판매 입찰가를 판매자에게 전송하는 단계(S321); 및 결정된 상기 시간대별 구매 입찰 상한가 및 상기 시간대별 전력 구매 입찰가를 구매자에게 전송하는 단계(S341)를 수행하는데, 다른 구현에서는 이 과정들은 생략될 수도 있다.
도 5에 도시한 매칭 순위를 부여하는 단계(S601)는 도 4의 S600 단계를 구체화하며, 순위에 따라 판매 - 구매 입찰 거래를 매칭하는 단계(S721), 및 매칭된 거래에 대한 거래 가격을 결정하는 단계(S751)는 도 4의 S700 단계를 구체화한 것이다.
도시한 매칭된 입찰에 대한 전력 거래 단계(S921) 및 전력 거래 정리 단계(S961)는 도 4의 S900 단계를 구체화한 것이다.
상기 S921 단계는 도 2에서 일반적인 전력 거래 수행 시스템(200)에 매칭된 거래 내용으로의 전력 거래를 요청하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 S961 단계는 상기 전력 거래 수행 시스템(200)에서 수행된 전력 거래에 대한 정산 정보를 확보하는 과정을 포함할 수 있다.
다음, 도 4 및 도 5에 따른 전력 입찰 거래 방법을 도 2의 전력 거래 관제 시스템(100)을 활용한 소규모 분산자원 거래를 예시하겠다.
전력거래를 위한 소비자 및 프로슈머(판매자) 입력 정보로서, 앞서 언급한 거래 모듈을 기반으로 한 2:2 거래 매칭 예시를 통해 본 발명의 시스템을 활용한 전력거래 과정을 보여주고자 한다. 2:2 거래에서는 두 명의 소비자와 두 명의 프로슈머가 거래에 참여한다.
모든 소비자와 프로슈머는 경부하 시장, 중간부하 시장, 최대부하 시장 세 시장에 시간대 별로 나누어 시간대별 한 달간의 누적된 전력량으로 입찰을 하게 된다. 본 예시에서는 네 명의 거래 참여자 모두 동일한 고압 A-1 전력요금제를 사용한다고 가정한다.
단가 범위 계산 모듈에서는 하기 표 3 및 표 4와 같이 소비자, 프로슈머 정보를 입력하면 입찰량에 대한 소비자의 구매 상한가, 프로슈머의 판매 하한가를 출력한다. 두 표는 소비자와 프로슈머의 하루치 데이터이다.
Figure pat00024
Figure pat00025
상기 표 3, 4에서 예시로 사용한 데이터는 여름철 기준이며, 이에 따라 0시~8시 그리고 23시의 경우 경부하 시장에 입찰을 해야 하고, 9시, 12시, 17시~22시의 경우 중간부하 시장에, 나머지 시간대는 최대부하 시장에 입찰을 해야 한다.
다음, 전력 거래를 위한 단가 범위 계산 과정을 예시한다.
단가 범위 계산 모듈에 상기 표 3 및 표 4와 같은 정보를 입력하면 소비자, 프로슈머의 구매랑, 판매량에 대한 구매 상한가격 및 판매 하한가격이 산출된다. 한 달 기준으로 하였을 때 단가범위 계산 모듈을 통해 산출된 판매량, 구매량에 대한 판매 가격하한 및 구매 가격상한은 아래 표 5 및 표 6과 같다.
Figure pat00026
Figure pat00027
상기 표 5 및 표 6에 따른 예시의 경우 12시를 제외한 나머지 시간대 모두 최대부하시장에서 입찰을 하게 되며, 이를 바탕으로 적정 거래량과 거래단가를 취하여 거래 매칭을 수행하는 과정(전력거래를 위한 거래매칭)을 하기에서 구체적으로 예시한다.
상술한 소비자와 프로슈머는 중간부하 시장과 최대부하시장에서 거래를 하게 된다. 이 중, 최대부하 시장에서 입찰하는 소비자와 프로슈머의 입찰정보를 하기 표 7 및 표 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00028
Figure pat00029
상기 표 7은 최대부하시장 소비자 입찰 정보를 나타내고, 상기 표 8은 최대부하시장 프로슈머 입찰 정보를 나타낸다.
상술한 최대부하시장 거래의 경우, 표 7을 살펴보면 입찰가격상한이 동일한 두 소비자 그룹에 대해서 입찰량과 상관없이 입찰가격으로 그 매칭 순위가 매겨짐을 확인할 수 있다. 또한 표 8을 살펴보면 입찰가격하한은 프로슈머2가 더 낮지만 실제 입찰가는 프로슈머1이 더 낮아 프로슈머1이 입찰에서 더 높은 순위를 가지게 됨을 확인할 수 있다. 위와 같이 순위를 매긴 후, 높은 순위의 거래 참여자의 입찰량부터 거래가 시작된다. 그리고 이때의 거래가격은 거래 희망 물량을 바탕으로 Nash bargaining solution 을 통해 결정한다. Nash bargaining은 하기 수학식 4를 기본으로 하고 있다.
Figure pat00030
여기서,
Figure pat00031
과
Figure pat00032
는 협상 참여자가 2명이라고 할 때의 각각의 효용이고,
Figure pat00033
과
Figure pat00034
는 협상 참여자의 협상 경계 지점이다. 이를 본 발명의 사상에 적용하면 하기 수학식 5와 같다.
Figure pat00035
소비자는 지불하는 가격이 낮을수록, 프로슈머는 받는 가격이 높을수록 이득이 커지므로 비용을 조정하여 값을 최대로 하는 비용을 얻을 수 있다. 거래 과정 및 결과는 하기 표 9와 같다.
Figure pat00036
상술한 예시에서는 프로슈머들의 입찰량 합과 소비자들의 입찰량 합이 동일하여 거래 매칭이 성사되지 않은 시장 참여자는 발생하지 않았다. 만약 발생하는 경우, 해당 참여자는 잉여거래량에 대해 상계거래를 하거나 한전으로부터 수전을 하게 된다.
다음, 전력 거래에 대한 정산 수행 과정을 살펴본다.
하기 표 10과 표 11은 위의 거래 시장 플랫폼에서 거래 후 발생하는 월별 편익을 시장 참여자 별로 나타낸 것이다. 즉, 표 10은 거래 후 소비자 편익을, 표 11은 거래 후 프로슈머 편익을 나타낸다.
Figure pat00037
Figure pat00038
프로슈머1의 경우 소비자2, 소비자1에게 서로 다른 물량을 서로 다른 가격으로 판매하였고 소비자1 역시 프로슈머1, 프로슈머2에게 서로 다른 물량을 서로 다른 가격으로 구매하였다. 그 결과 거래가 성사된 시장 참여자 모두의 거래에서 편익이 발생하였다. 시장참여자의 수가 많아질수록 오더북의 거래 순서 기록양만 늘어날 뿐, 거래가 성립되는 방식은 동일하다. 각 거래 별로 프로슈머와 소비자의 거래량과 입찰희망가격을 비교하여 최종거래가격을 결정하고, 이 때 결정과정에서 개별 참여자들의 판매 하한가격, 구매 상한가격 등이 거래를 제한하는 역할을 한다.
도 6은 도 4의 전력 입찰 거래 방법에 대하여 수동 입찰 방식을 적용한 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도시한 흐름도에 따른 전력 입찰 거래 방법의 경우, 도 4의 S200 단계는, 전력 판매자의 과거 기준 기간의 전력 생산 내역 및 판매 거래 내역을 확보하는 단계(S212); 전력 구매자의 과거 기준 기간의 전력 소비 내역 및 구매 거래 내역을 확보하는 단계(S222); 상기 전력 판매자에 대한 시간대별 판매 입찰 하한가를 산출하는 단계(S232); 및 상기 전력 구매자에 대한 시간대별 구매 입찰 상한가를 산출하는 단계(S242)를 포함하며, 이는 자동 입찰 방식의 경우와 동일하다.
다만, 도 6의 경우, 추가적으로, 전력 판매자에게 산출된 시간대별 판매 입찰 하한가를 통보하는 단계(S252); 전력 구매자에게 산출된 시간대별 구매 입찰 상한가를 통보하는 단계(S262); 상기 전력 판매자로부터 시간대별 전력 판매 입찰가를 입력받는 단계(S272); 및 상기 전력 구매자로부터 시간대별 전력 구매 입찰가를 입력받는 단계(S272)를 포함하여, 수동 입찰을 수행함을 알 수 있다.
한편, 도시한 흐름도는 상기 전력 판매자 및 전력 구매자에게 미리 중재 매칭에 대한 동의를 구하지 않은 경우를 나타낸 것으로, 중재 매칭에 의한 거래 가격을 결정하는 단계(S752)에서 중재 매칭으로서 결정된 거래 가격을 상기 전력 판매자 및 전력 구매자에게 통보하는 단계(S762, S772); 및 상기 전력 판매자 및 전력 구매자로부터 상기 중재 매칭으로서 결정된 거래 가격에 대하여 동의를 수령하는 단계(S782, S792)를 수행한다.
다른 단계들은 상기 도 5의 경우와 거의 동일하므로 중복되는 설명은 생략하겠다.
이제, 본 발명의 효과성 검증을 위한 가상 소비자/프로슈머 기반 시뮬레이션을 살펴본다.
시뮬레이션은 원격 검침 인프라(Advanced Metering Infrastructure, AMI)를 통하여 수집한 30일 치의 소비자와 프로슈머의 수전 전력량 및 잉여 전력량 데이터를 기반으로 시행되었다. 소비자와 프로슈머는 전국구 기준의 주택용 요금제를 사용하며, 각각 300가구와 400가구, 도합 700가구이다. AMI가 수집한 계량기 데이터를 가상 P2P 에너지 거래 시장에 적용하여 최종 정산 결과를 확인하였다. 프로슈머는 PV를 사용하여 자체적으로 발전하는 것으로 하였다.
모든 소비자와 프로슈머 간의 거래가 항상 체결이 되는 것은 아니며, 이 경우 잔류물량은 한전과의 상계거래를 통해서 정산을 받게 된다. 또한 시장 참여자들의 입찰 희망가격을 1단계에서 산출한 구매 상한가(소비자) 또는 판매 하한가(프로슈머) 기준 각 10% 이하, 10%이상으로 일괄적으로 입찰하는 것으로 시나리오를 구성하였다. 추가적으로 프로슈머의 경우 계시별 요금제 특성에 따라 각 구간별로 전력거래시장에 입찰매물로 등록하였다. 시뮬레이션 결과, 소비자는 300가구 중 98가구가, 프로슈머는 400가구 중 456가구의 거래체결이 이루어졌으며, 거래를 한 소비자와 프로슈머 모두에게 편익이 발생하였다.
도 7은 시뮬레이션에서의 입찰내역과 거래체결 결과를 비교한 것이다. 즉, 도 7은 소비자 및 프로슈머의 총 입찰물량과 실제 거래체결물량(ㄱ), 평균 입찰기준가격과 실제 평균 거래체결가격(ㄴ)을 비교해서 나타낸 것이다.
총 거래체결물량은 33,021kWh로, 소비자의 경우 거래희망물량의 43.2%, 프로슈머의 경우 65%의 물량에서 한전과의 100% 상계거래와 대비하여 이득을 얻었다. 가격의 경우 소비자는 구매 상한가 대비 평균 10% 인하된 금액으로, 프로슈머는 판매 하한가 대비 평균 9.3% 인상된 금액으로 거래가 이루어진다.
하기 표 12는 소비자와 프로슈머의 P2P 거래 결과를 비교한 것이다.
Figure pat00039
상술한 내용에서 확인할 수 있는 총 구매 전력량과 거래 평균 체결가를 기준으로 하여 소비자와 프로슈머의 거래 평균 이득과 한전과의 상계거래 대비 P2P 거래 평균 이득을 계산하였다. 상기 표 12를 보면 거래 참여자의 평균 이득에서 소비자가 프로슈머보다 이득이 큰데, 이는 누진제에 따라 적용 구간마다 입찰 가격을 다르게 하기 때문에 일어난 것이다. 누진제가 적용된 소비자 입장에서는 프로슈머 한 가구에서 400kW를 모두 구매하는 것보다 두 가구에서 200kWh씩 구매하는 것이 요금이 덜 들고, 따라서 고가의 전력은 거래가 거의 이루어지지 않는다. 또한, 발전량이 많은 일부 프로슈머가 거래 체결을 많이 하여 이득이 한쪽으로 집중되는 현상이 일어나기도 하였다. 거래 체결을 성립한 소비자가 프로슈머보다 적은 것도 평균 이득의 상승에 영향을 주었다.
도 8은 소비자의 거래 체결 결과로서 거래에 참가한 소비자 98가구 중 편익 순에서 상위 10가구의 P2P 거래 후와 상계거래 후의 납부 요금을 비교한 것이다. 소비자마다 상시 소비전력과 사용 요금제가 다르므로 납부 요금 자체는 차이가 나지만 상계거래 대비 P2P 요금의 이득은 거의 모든 가구에서 30% 가량임을 확인할 수 있다. 하지만 상기 표 12에서 소비자의 평균 이득이 11.56%인 것으로 보면 하위 가구들은 P2P에서 이득을 거의 얻지 못한 것으로 추측 가능하다.
도 9는 프로슈머의 거래 체결 결과로서, 거래에 참가한 프로슈머 345가구 중 전력 판매 요금 순에서 상위 10가구의 P2P 거래 후 판매 요금과 상계 거래 후 정산 요금을 비교한 것이다. P2P 요금은 전체적으로 고른 반명 상계 거래 정산 요금은 가구에 따라 차이가 났다. 상계 거래 요금은 잉여전력량 뿐만 아니라 프로슈머의 요금제에 따라 달라지므로 차이가 크게 날 수 있지만, P2P 요금은 한 명의 프로슈머가 여러 명의 소비자와 전력거래를 할 수도 있어 상계 거래 요금에 비해 비교적 고르게 분포한 것으로 추측할 수 있다.
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.
100 : 전력 거래 관제 시스템
110 : 판매자 지원 모듈
120 : 구매자 지원 모듈
140 : 단가 범위 계산 모듈
160 : 자동 입찰 모듈
180 : 거래 매칭 모듈
190 : 거래 정리 모듈
600 : 판매자 기기
700 : 구매자 기기

Claims (20)

  1. 각 참여자에 대한 과거의 단위 기간의 전력 생산 소비 정보들로부터 시간대별 전력 판매 입찰 하한가들 및 전력 구매 상한가들을 산출하여 해당 참여자에게 제공하는 단계;
    각 참여자로부터 시간대별 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받아 입찰하는 단계;
    다수의 시간대별 전력 거래 입찰들에 대하여 매칭 순위를 부여하는 단계;
    상기 매칭 순위에 따라 중재 매칭 설정된 전력 입찰들을 매칭시키고, 매칭된 입찰의 거래 가격을 결정하는 단계; 및
    매칭된 입찰에 대한 시간대별 전력 거래를 정리하는 단계
    를 포함하는 전력 입찰 거래 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받는 단계에서는,
    해당 참여자로부터 개별 시간대별로 전력 판매 입찰가 또는 전력 구매 입찰가를 입력받는 전력 입찰 거래 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받는 단계에서는,
    미리 해당 참여자로부터 전력 판매 입찰가 또는 전력 구매 입찰가의 결정 기준을 입력받고, 상기 기준에 따라 전력 판매 입찰가 또는 전력 구매 입찰가를 결정하는 전력 입찰 거래 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입찰 전력 거래를 정리하는 단계에서는,
    수동 입찰 전력 거래 내역을 반영하는 전력 입찰 거래 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    전력 구매 입찰 상한가는,
    시간대별 해당 참여자의 계시별 요금제에 따른 요금 단가를 반영하여 결정되는 전력 입찰 거래 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력 판매 하한가는,
    상위 전력 회사의 시간대별 계통 안정화 위한 잉여 전력 구매가로서 상계거래 단가를 반영하여 결정되는 전력 입찰 거래 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 매칭 순위를 부여하는 단계에서는,
    전력 판매의 경우 입찰가가 낮을수록 높은 순위를 부여하고,
    전력 구배의 경우 입찰가가 높을수록 높은 순위를 부여하는 전력 입찰 거래 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 매칭된 입찰의 거래 가격을 결정하는 단계에서는,
    매칭된 입찰의 거래 가격을 Nash bargaining solution을 통해 결정하는 전력 입찰 거래 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    결정된 상기 거래 가격을 해당 참여자에게 전송하여 승인받는 단계
    를 더 포함하는 전력 입찰 거래 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 입찰 매칭 및 거래 가격을 결정하는 단계에서는,
    입찰 매칭이 성사되지 않은 참여자가 발생된 경우,
    해당 참여자가 판매자이면 잉여거래량에 대해 상계 거래를 수행하고,
    해당 참여자가 구매자이면 상위 전력 회사로부터 수전을 수행하는 전력 입찰 거래 방법.
  11. 전력 판매자들 및 전력 구매자들에 대한 과거의 단위 기간의 전력 생산 소비 정보들로부터 시간대별 전력 판매 입찰 하한가들 및 전력 구매 상한가들을 산출하는 단가 범위 계산 모듈;
    전력 판매자들 및 전력 구매자들로부터 시간대별 전력 판매 입찰가 및 전력 구매 입찰가를 지정받아 입찰을 수행하는 입찰 모듈;
    전력 판매자들 및 전력 구매자들의 전력 판매 입찰들 및 전력 구매 입찰들에 대하여 거래를 매칭시키는 거래 매칭 모듈; 및
    매칭된 거래에 대한 상호 전력 거래를 지원하고, 수행된 상기 전력 거래를 정리하는 거래 정리 모듈
    을 포함하는 전력 거래 관제 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    전력 판매자를 위해 전력 판매 입찰 거래를 인터페이스하는 판매자 지원 모듈; 및
    전력 구매자를 위해 전력 구매 입찰 거래를 인터페이스하는 구매자 지원 모듈
    을 더 포함하는 전력 거래 관제 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 입찰 모듈은,
    상기 판매자 지원 모듈을 통해 상기 시간대별 전력 판매 입찰 하한가를 전력 판매자에게 제공하고,
    상기 구매자 지원 모듈을 통해 상기 시간대별 전력 구매 입찰 상한가를 전력 구매자에게 제공하며,
    상기 전력 판매자 또는 상기 전력 구매자로부터 개별 시간대별로 전력 판매 입찰가 또는 전력 구매 입찰가를 입력받아 입찰가를 확정하는 전력 거래 관제 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 입찰 모듈은,
    각 전력 판매자에 대하여 상기 전력 판매 입찰 하한가 및 자동 판매 입찰가 결정 기준을 반영하고, 각 전력 구매자에 대하여 상기 전력 구매 상한가 및 자동 구매 입찰가 결정 기준을 반영하여, 시간대별 전력 거래를 위한 자동 입찰을 수행하는 자동 입찰 모듈을 포함하는 전력 거래 관제 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 거래 매칭 모듈은,
    다수의 시간대별 전력 입찰 요청들에 대하여 매칭 순위를 부여하는 전력 거래 관제 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 거래 매칭 모듈은,
    상기 매칭 순위에 따라 전력 판매 입찰과 전력 구매 입찰을 매칭시키되, 매칭된 전력 판매 입찰 및 전력 구매 입찰의 입찰가들이 일치하지 않으면 그 사이의 값으로 결정하는 중재 매칭을 수행하는 전력 거래 관제 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 거래 매칭 모듈은,
    상기 중재 매칭에 있어서 거래 가격을 Nash bargaining solution을 통해 결정하는 전력 거래 관제 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 판매자 지원 모듈은,
    입찰 거래 이전에 각 전력 판매자와, 전력 판매 요금제를 설정하고, 중재 매칭에 대한 동의을 확인하고, 자동 판매 입찰가에 대한 결정 기준을 설정하고,
    상기 구매자 지원 모듈은,
    입찰 거래 이전에 각 전력 구매자와, 전력 구매 요금제를 설정하고, 중재 매칭에 대한 동의을 확인하고, 자동 구매 입찰가에 대한 결정 기준을 설정하는 전력 거래 관제 시스템.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 판매자 지원 모듈은,
    각 판매자를 위한 전력 판매 입찰을 위한 판매 입찰 오더북을 관리하고,
    상기 구매자 지원 모듈은,
    각 구매자를 위한 전력 구매 입찰을 위한 구매 입찰 오더북을 관리하는 전력 거래 관제 시스템.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 거래 정리 모듈은,
    상기 입찰 매칭에 대한 전력 거래가 수행되면,
    상기 중재 매칭을 위한 시간대별 전력 거래 예상 근거로서 반영하는 전력 거래 관제 시스템.








KR1020200157102A 2020-11-20 2020-11-20 전력 입찰 거래 방법 및 전력 거래 관제 시스템 KR20220069702A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200157102A KR20220069702A (ko) 2020-11-20 2020-11-20 전력 입찰 거래 방법 및 전력 거래 관제 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200157102A KR20220069702A (ko) 2020-11-20 2020-11-20 전력 입찰 거래 방법 및 전력 거래 관제 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220069702A true KR20220069702A (ko) 2022-05-27

Family

ID=81791879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200157102A KR20220069702A (ko) 2020-11-20 2020-11-20 전력 입찰 거래 방법 및 전력 거래 관제 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220069702A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102572930B1 (ko) * 2022-09-02 2023-08-31 한국전자기술연구원 공동주택에서의 세대 간 가상전력거래 방법 및 시스템
CN117078347A (zh) * 2023-08-28 2023-11-17 合肥工业大学 基于联盟链的电碳一体化交易方法
CN117557334A (zh) * 2023-11-02 2024-02-13 北京易成慧众能源科技有限公司 一种电力现货交易中电力数据采集分析方法及系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102094137B1 (ko) 2014-11-21 2020-03-27 한국전력공사 전력거래 중계방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102094137B1 (ko) 2014-11-21 2020-03-27 한국전력공사 전력거래 중계방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102572930B1 (ko) * 2022-09-02 2023-08-31 한국전자기술연구원 공동주택에서의 세대 간 가상전력거래 방법 및 시스템
CN117078347A (zh) * 2023-08-28 2023-11-17 合肥工业大学 基于联盟链的电碳一体化交易方法
CN117557334A (zh) * 2023-11-02 2024-02-13 北京易成慧众能源科技有限公司 一种电力现货交易中电力数据采集分析方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mengelkamp et al. Trading on local energy markets: A comparison of market designs and bidding strategies
Zhou et al. Framework design and optimal bidding strategy for ancillary service provision from a peer-to-peer energy trading community
Moura et al. Prosumer aggregation policies, country experience and business models
Doan et al. Peer-to-peer energy trading in smart grid through blockchain: A double auction-based game theoretic approach
KR101976401B1 (ko) 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템, 이의 방법, 그리고 이 방법을 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체
Mengelkamp et al. A blockchain-based smart grid: towards sustainable local energy markets
Chen et al. An energy sharing game with generalized demand bidding: Model and properties
Oprea et al. Two novel blockchain-based market settlement mechanisms embedded into smart contracts for securely trading renewable energy
US20050027636A1 (en) Method and apparatus for trading energy commitments
Gazafroudi et al. Hierarchical approach for coordinating energy and flexibility trading in local energy markets
KR20220069702A (ko) 전력 입찰 거래 방법 및 전력 거래 관제 시스템
Gunarathna et al. Reviewing global peer-to-peer distributed renewable energy trading projects
KR20160061572A (ko) 전력거래 중계방법
Alomoush et al. Generalized model for fixed transmission rights auction
Jogunola et al. VirtElect: A peer-to-peer trading platform for local energy transactions
Huang et al. Congestion management impacts on bilateral electricity markets under strategic negotiation
Langham et al. Virtual net metering in Australia: Opportunities and barriers
Kiesling et al. From airbnb to solar: toward a transaction cost model of a retail electricity distribution platform
Bird et al. Solar renewable energy certificate (SREC) markets: Status and trends
Färegård et al. A Swedish Perspective on Aggregators and Local Flexibility Markets: Considerations and barriers for aggregators and SthlmFlex together with their potential to manage grid congestions in Stockholm
López et al. European energy communities: Characteristics, trends, business models and legal framework
Lopes et al. Agent-based simulation of retail electricity markets: Bilateral trading players
Algarvio et al. Electricity usage efficiency in large buildings: DSM measures and preliminary simulations of DR programs in a public library
Theisen et al. From Airbnb to solar: electricity market platforms as local sharing economies
Woo et al. Did a local distribution company procure prudently during the California electricity crisis?