KR20220077087A - 전기차를 연계한 수요 관리 방법 - Google Patents

전기차를 연계한 수요 관리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 수요 관리 방법은 전력을 생산하여 전력 거래소로 공급하는 전력 발전소의 잉여 전력 발생을 포함하는 전력 증대 상황 발생시 전력 증대 지시를 포함하는 DR 발령이 전력 거래소에서 관리 서버로 전송되는 발령 단계, DR 발령에 대응하여 화면부를 구비한 고객 단말기 또는 상기 관리 서버가 전력 증대 조치를 수행하는 DR 단계, DR 단계 수행으로 획득된 전력증대데이터에 기반하여 상기 전력 거래소 또는 관리 서버가 정산금을 산출하여 지급하는 정산 단계를 포함할 수 있고, 발령 단계에는 전력 거래소의 DR 발령시 잉여 전력에 DR 입찰하고 DR 낙찰량을 통보받는 DR 입찰 및 낙찰 단계가 포함될 수 있다.

Description

전기차를 연계한 수요 관리 방법{Demand Management Method Using Electric Vehicle Charger}
본 발명은 플러스 DR에 참여하여 이행하기 위한 전기차를 연계한 수요 관리 방법에 관한 것이다.
수요 반응(Demand Response; 이하 'DR'이라 함)은 아낀 전기만큼 전기 사용자에게 돈으로 돌려주는 제도로서, 정부가 전력 감축 또는 증대를 요청하면 전력 사용을 줄이고, 그에 따른 정산금을 수령하는 방식이다.
전기차 소유자는 DR 발령에 따른 이행시, 효율적인 수요 자원 관리가 필요할 수 있다.
본 발명은 수요 관리 사업자에 의해 전기차 소유자인 참여 고객을 모집하고, 플러스 DR 발령시 전기차 충전을 하도록 이행하는 수요 관리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 수요 관리 방법은 전력을 생산하여 전력 거래소로 공급하는 전력 발전소의 잉여 전력 발생을 포함하는 전력 증대 상황 발생시 전력 증대 지시를 포함하는 DR 발령이 전력 거래소에서 관리 서버로 전송되는 발령 단계, DR 발령에 대응하여 화면부를 구비한 고객 단말기 또는 상기 관리 서버가 전력 증대 조치를 수행하는 DR 단계, DR 단계 수행으로 획득된 전력증대데이터에 기반하여 상기 전력 거래소 또는 관리 서버가 정산금을 산출하여 지급하는 정산 단계를 포함할 수 있고, 발령 단계에는 전력 거래소의 DR 발령시 잉여 전력에 DR 입찰하고 DR 낙찰량을 통보받는 DR 입찰 및 낙찰 단계가 포함될 수 있다.
본 발명은 남는 전기를 그대로 버리는 일이 없도록 플러스 DR 입찰에 참여하여 낙찰되면, 낙찰된 전력량 만큼 충전기를 통해 전기차 충전을 수행할 수 있고, 플러스 DR 이행으로 받은 보상금은 수요 관리 사업자와 나누어서 배분할 수 있다.
즉, 참여 고객과 수요 관리 사업자 모두 보상금을 통해 수익을 창출할 수 있다.
참여 고객의 고객 단말기에 앱을 설치하고, 앱을 통해 참여를 희망하는 고객은 미리 참여 고객 정보와 충전기 및 본인 소유의 전기차를 등록시킬 수 있다. 등록된 정보는 관리 서버에 저장되어 관리될 수 있다.
관리 서버에서는 플러스 DR 참여 여부를 확인하는 메세지를 고객 단말기를 통해 제공해주고, 고객은 플러스 DR 참여를 승인하면, 플러스 DR 입찰을 통해 낙찰받고, 낙찰 결과를 다시 고객 단말기를 통해 참여 고객에게 알려줄 수 있다.
이런 다음에, 관리 서버의 제어부에서는 참여 고객의 충전기를 통해 낙찰받은 전력량 만큼 충전이 이루어지도록 통신을 통해 원격 제어할 수 있다.
그에 따라 참여 고객은 플러스 DR을 간편하게 이행할 수 있고, 이행에 따른 보상금을 전력 거래소로부터 제공받아서 수요 관리 사업자와 나눌 수 있다.
본 발명은 플러스 DR 이행을 자동적으로 관리해줄 수 있으므로, 플러스 DR 이행율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 수요 관리 방법의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 수요 관리 방법의 일 실시 예에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 수요 관리 방법의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 수요 관리 방법의 다른 실시 예에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 수요 관리 방법의 일부 통신 흐름에 대한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 화면부의 실시 예이다.
도 7은 본 발명의 화면부가 충전 데이터를 표시하는 실시 예이다.
도 8은 본 발명의 화면부가 EV 데이터를 표시하는 실시 예이다.
도 9는 본 발명의 화면부가 서비스 이용 내역을 표시하는 실시 예이다.
도 10은 본 발명의 DR 발령 구간 및 DR 발령 전력의 설명도이다.
본 발명의 전기차(EV)의 충전기(300)를 제어 또는 관리하는 수요관리사업자와 전력을 주고받는 전력 거래소(500)는 풍력 또는 태양광을 포함하는 신재생에너지를 전력 발전소(600)로부터 공급받을 수 있고, 이러한 신재생에너지의 잉여 발전량이 많은 경우 충전기(300)에 연결가능한 고객 전기차(200)에 상기 잉여 전력이 충전될 수 있다. 본 발명의 수요 관리 방법은 잉여 전력을 고객 전기차(200)의 배터리에 저장함으로써 충전으로 인한 전력 소비에 대한 별도의 인센티브가 제공될 수 있다.
따라서, 본 발명의 수요 관리 방법은 고객 전기차(200)의 배터리를 에너지저장장치(ESS)처럼 활용될 수 있고, 본 발명의 수요 관리 방법은 전력 수요가 낮고 공급이 넘치는 경우 잉여 전력의 저장 장치로 활용되어 전기차 고객은 전력 소비에도 불구하고 오히려 비용을 제공받는 효과를 줄 수 있다.
전력 발전소(600)는 생산한 전력을 전력 발전소(500)로 공급할 수 있다. 전력 발전소(600)가 생산하는 전력에는 풍력 또는 태양광의 신재생에너지가 포함될 수 있고, 신재생에너지의 특성상 자연의 변화에 영향을 받기 때문에 전력 발전소(500)의 의지와는 별개로 잉여 전력이 발생하는 구간이 발생할 수 있다.
전력 발전소(500)는 잉여 전력의 발생 패튼을 분석하여(S102), DR 발령을 하고자 하는 DR 발생 구간을 선정할 수 있다(S104). 잉여 전력은 생산 전력에서 소비 전력을 뺀 차이일 수 있고, 잉여 전력의 발생 패튼을 분석(S102)을 통하여 플러스 스레스홀드를 설정할 수 있다. 플러스 스레스홀드 이상의 잉여 전력을 DR 발령 전력이라 할 수 있고, DR 발령 전력이 발생하는 시간 구간을 DR 발령 구간이라 할 수 있다.
전력 거래소(500)는 잉여 전력 발생 패튼을 분석하거나(S102) DR 발생 구간이 선정되면(S104), 전력증대지시를 포함하는 DR 발령을 관리 서버(100)로 전송할 수 있다. DR 발령시 관리 서버(100)는 DR 입찰을 전력 거래소(500)에 제시할 수 있다. 전력 거래소(500)에 입찰한 관리 서버(100)가 복수인 경우, 전력 거래소(500)는 DR 발령 전력을 산출하여 각 관리 서버(100)에 분배될 낙찰량을 산출할 수 있다(S152). 분배된 낙찰량을 통보 받은 관리 서버(100)는 DR 발령 사실을 고객 단말기(400)에 알리고(S210) DR 단계(S200)를 진행할 수 있다.
정산 단계(S300)에서, 전력 거래소(500)는 관리 서버(100)로부터 전송받은 전력증대데이터에 기반하여 정산금을 산출하여 지급할 수 있다(S320). 상기 지급시 전력 거래소(500)는 관리 서버(100)뿐 아니라 전력 발전소(600)에도 기설정된 비율로 정산금을 지급할 수 있다(S320).
수요 반응(DR, demand request)은 전기 사용자(400)가 잉여 전력을 더 소비한 만큼 금전으로 보상을 받는 것일 수 있다. 수용 반응의 방법에는, 전력 공급이 과잉된 DR 발령 구간에 고객이 전력 거래소(500)의 증대 지시에 반응하여 사전에 계약된 전기 사용량을 증가시키면 전력증대량을 통해 정산금을 지급받는 방법, 또는 소정의 기간 전(하루 전) 전력 증대가능량을 전력 거래소(500)에 입찰하여 낙찰받으면 전력 증대수행을 통해 발전기와 동일한 정산금을 지급받는 방법이 포함될 수 있다.
본 발명의 수요 반응 방법의 구조에는, 충전기(300)에 전력을 공급하고 필요시 DR 발령을 전송할 수 있는 전력 거래소(500), 또는 소비자인 고객과의 관계에서 실시간 증대 제어 및 원격 관리를 할 수 있고 전력 거래소(500)와의 관계에서 수요자원을 모집, 등록, 또는 관리할 수 있는 수요관리사업자가 포함될 수 있다.
본 발명의 전기차 충전기를 연계한 수요관리 장치 및 방법은 전력 발전소, (600), 전력 거래소(500), 수요관리사업자(100,300), 또는 고객(200,400)의 4단계 레벨로 계층화될 수 있다. 전력 거래소(500)는 수요관리사업자(100,300)에 전력 증대을 주문할 수 있고(S140), 수요관리사업자(100,300)는 고객(200,400)에게 전력 증대 실행 여부를 확인하여 전력 증대을 이행할 수 있다(S200). 수요관리사업자(100,300)는 전력 증대 이행이 완료되면 전력 증대 이행과 관련된 전력 증대 데이터를 전력 거래소(500)로 전송할 수 있다(S270).
도 1을 참조하면, 본 발명의 수요 관리 장치는 전력 발전소(600), 전력 거래소(500), 관리 서버(100), 충전기(300), 고객 단말기(400), 또는 고객 전기차(200) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전력 발전소(600)는 생산된 전력을 지속적으로 전력 거래소(500)에 공급할 수 있다. 수요관리사업자가 잉여 생산된 전력중 DR 발령 전력에 대해 DR 단계(S200)를 수행하여 정산금을 전력 거래소(500)로부터 정산금을 지급받을 때(S320), 전력 발전소(600)도 또한 기설정된 비율의 정산금을 전력 거래소(500)로부터 지급받을 수 있다.
수요관리사업자는 관리 서버(100)를 운영할 수 있고, 관리 서버(100)를 통해 수요관리사업자는 각 지역에 설치된 충전기(300)를 관리할 수 있다.
충전기(300)는 충전 스테이션의 형태로 특정 지역에 복수의 집단 충전 장소에 마련될 수 있고, 회사를 포함하는 빌딩 또는 집합 건물의 주차장에 구비될 수 있으며, 주택을 포함하는 각 고객 집에 마련될 수 있다. 충전기(300)의 소유자는 수요관리사업자이거나, 개인, 법인, EV 렌터회사, 또는 전기 택시를 포함하는 고객의 소유일 수 있으나, DR 발령에 따른 DR 단계 수행시에 충전기를 제어하는 주체는 수요관리사업자일 수 있다. 따라서, 충전기(300)는 개인 전용의 비공용 충전기 또는 공용 충전기를 포함할 수 있다.
충전기(300)는 관리 서버(100), 또는 고객 전기차(200)와 데이터를 송수신할 수 있는 충전기 통신부(310)를 포함할 수 있다.
전력 거래소(500)는 잉여 전력 생산을 포함하는 DR 발동 원인이 발생하면 관리 서버(100)로 전력증대지시를 포함하는 DR 발령을 전송할 수 있다(S140).
관리 서버(100)는 각 지역에 설치된 충전기(300)와 데이터를 송수신할 수 있고, 관리 서버(100)에 포함된 제어부(110)는 관리 서버(100)에 전송되는 데이터에 대응하여 전력 거래소(500), 충전기(300), 고객 단말기(400), 고객 전기차(200) 중 적어도 하나로 데이터를 전송할 수 있다.
관리 서버(100)에는 발령 단계(S100), DR 단계(S200), 또는 정산 단계(S300)에서 관리 서버(100)의 처리가 필요한 경우, 각 단계의 수행을 진행 또는 제어할 수 있다는 제어부(110)가 포함될 수 있다.
본 발명의 수요 관리 장치에는 OCPP(Open Charge Point Protocal) 서버가 추가로 포함될 수 있다. OCPP는 충전기(300)(또는 충전 스테이션) 및 수요관리사업자가 운영하는 시스템 간의 통신규격을 표준화한 것으로, 인증, 충전 및 충전기 관리 등 전기차 충전사업자가 서비스를 운영하는 데 필요한 데이터를 표준화한 것일 수 있다.
도 5를 참조하면, 충전기(300)와 관리 서버(100)가 데이터를 송수신하는 경우 충전기(300)는 RS232로 연결된 충전기 통신부(310)로 데이터를 전송할 수 있고, 충전기 통신부(310)는 OCPP 서버와 와이파이를 통해 데이터를 전송할 수 있으며, OCPP 서버는 다시 관리 서버와 이더넷(Ethernet)을 통하여 데이터를 전송할 수 있다.
소비자인 고객(200,400)은 고객 전기차(200)를 충전기(300)를 통해 충전할 수 있다. 고객은 관리 서버(100) 또는 고객 전기차(200)와 고객 단말기(400)를 통하여 데이터를 주고받을 수 있고, 고객 단말기(400)에는 관리 서버(100) 또는 고객 전기차(200)와 주고받는 데이터의 진행 상황을 표시하는 화면부(410)가 구비될 수 있다. 수요관리사업자는 고객 단말기(400)에 설치될 수 있는 앱을 배포할 수 있고, 앱을 통하여 고객은 관리 서버(100)의 DR 발령에 대응하여 DR 단계(S200)를 수행할 수 있다.
고객 전기차(200)는 관리 서버(100), 고객 단말기(400), 충전기(300) 중 적어도 하나와 데이터를 송수신하는 전기차 통신부(210), 또는 전기차 OBD(On Board Diagnostics)(220)를 포함할 수 있다. 고객 전기차(200)의 잔여 전력량 등의 배터리 상태를 포함하는 EV 데이터는 전기차 OBD로부터 전기차 통신부(210)를 통하여 관리 서버(100), 충전기(300), 또는 고객 단말기(400) 중 적어도 하나로 전송될 수 있다.
전기차 OBD는 전기차(EV)의 전기/전자적인 작동 상태를 확인하고 제어하기 위한 진단 규격으로 배출 가스와 관련된 시스템을 감시할 수 있고, 전자제어유닛(ECU, Electric Control Unit)에 정보를 저장하여 배출 가스에 영향을 주는 고장이 발생시 고장 코드를 기록하고 클러스터에 경고등을 점등하여 전기차 고객 및 정비자가 문제를 인식하고 진단하도록 할 수 있다.
전기차 OBD(220)는 전기차(EV)의 각종 다양한 충방전 정보 또는 배터리 정보 등을 제공할 수 있다. 따라서, 관리 서버(100)는 전기차 OBD(220)로부터 배터리 잔량, 충전 진행 정도, 또는 전기차 고장 여부를 포함하는 EV 데이터를 전송받아 DR발령을 내릴 전기차를 분별할 수 있다.
또한, 수요관리사업자가 배포한 앱이 설치된 고객 단말기(400)는 전기차(OBD)로부터 배터리 잔량, 충전 진행 정도, 또는 전기차 고장 여부를 포함하는 EV 데이터를 전송받을 수 있다. 고객은 고객 단말기(400)의 화면부(410)에 표시되는 EV 데이터로부터 DR 참여 여부를 결정할 수 있고, DR 참여 후에도 실시간으로 전기차의 충전 상태 등을 모니터링하며 DR 참여 지속 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 전기차 충전기를 연계한 수요 관리 방법에 대해 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 수요 관리 방법은 전력 증대 상황 발생에 따른 DR 발령이 전송되는 발령 단계(S100), 관리 서버(100), 충전기(300), 고객 단말기(400), 또는 고객이 DR에 참여하여 전력 증대 조치를 수행하는 DR 단계(S200), 전력 거래소(500)와 관리 서버(100)간 또는 관리 서버(100)와 고객 단말기(400)간에 정산금을 지급하는 정산 단계(S300) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력 증대 조치는 DR 단계에서 수행되는 고객 전기차의 전력 사용 증가와 관련된 행위를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 발령 단계(S100)의 일 실시 예는, 관리 서버(100)와 고객 단말기(400)간에 DR 발령시 DR 자동 참여 여부를 미리 결정하는 단계(S120), DR 발생 원인 발생시 전력 거래소(500)가 관리 서버(100)로 전력증대지시를 포함하는 DR 발령을 전송하는 단계(S140), 수요관리사업자가 관리 서버(100)를 통하여 자신의 고객 전기차(200)로부터 EV 데이터를 전송받는 단계(S160), 또는 관리 서버(100)가 전송받은 EV 데이터로부터 DR 참여에 적합한 고객 전기차(200)를 선정하는 단계(S180) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 일 실시 예는 DR 자율 참여 경우에 적용되는 것일 수 있다.
또한, 발령 단계(S100)의 일 실시 예에는, DR 발령(S140) 전에 수행되는 단계로써 전력 발전소(500)가 잉여 전력의 발생 패튼을 분석하는 단계(S102), DR 발령의 대상이 되는 DR 발생 구간을 선정하는 단계(S104)가 포함될 수 있다.
또한, 발령 단계(S100)의 일 실시 예에는, 전력 거래소(500)가 관리 서버(100)로 DR 발령을 전송하는 단계(S140)이후에, DR 발령에 대응하여 관리 서버(100)가 전력 거래소(500)에 DR 입찰하는 단계(S150), 전력 거래소(500)에 입찰한 관리 서버(100)가 복수인 경우 전력 거래소(500)는 DR 발령 전력을 산출하여 각 관리 서버(100)에 분배될 낙찰량을 산출하는 단계(S152), 또는 전력 거래소(500)가 분배된 낙찰량을 관리 서버(100)에 통보하는 단계 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다. DR 입찰 및 낙찰 단계(S150,S152,S154)에는 상기 DR 발령에 대한 DR 입찰 단계(S150), DR 필요량 산정 단계(S152), 또는 DR 낙찰량 통보 단계(S154)중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
도 4를 참조하면, 발령 단계(S100)의 다른 실시 예는 관리 서버(100)와 고객 단말기(400)간에 DR 발령시 DR 자동 참여 하겠다는 의사를 미리 서로 확인하는 단계(S120), DR 발생 원인 발생시 전력 거래소(500)가 관리 서버(100)로 전력증대지시를 포함하는 DR 발령을 전송하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
또한, 발령 단계(S100)의 다른 실시 예에는, DR 발령(S140) 전에 수행되는 단계로써 전력 발전소(500)가 잉여 전력의 발생 패튼을 분석하는 단계(S102), DR 발령의 대상이 되는 DR 발생 구간을 선정하는 단계(S104)가 포함될 수 있다.
또한, 발령 단계(S100)의 다른 실시 예는 DR 발령에 대응하여 관리 서버(100)가 전력 거래소(500)에 DR 입찰하는 단계(S150), 전력 거래소(500)에 입찰한 관리 서버(100)가 복수인 경우 전력 거래소(500)는 DR 발령 전력을 산출하여 각 관리 서버(100)에 분배될 낙찰량을 산출하는 단계(S152), 또는 전력 거래소(500)가 분배된 낙찰량을 관리 서버(100)에 통보하는 단계 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.
상기 다른 실시 예에는 수요관리사업자가 관리 서버(100)를 통하여 DR 자동 참여 결정한 고객 전기차(200)로부터 EV 데이터를 전송받는 단계(S160), 또는 관리 서버(100)가 전송받은 EV 데이터로부터 DR 참여에 적합한 고객 전기차(200)를 선정하는 단계(S180)가 추가 포함될 수 있다.
그러나, 긴급한 전력수급상황의 경우 발령 단계(S100)의 다른 실시 예는 DR 자동 참여 결정 단계(S120), DR 발령 단계(S140), DR 입찰 및 낙찰 단계(S150,S152,S154)로만 구성될 수 있고, 전력 증대 조치의 실행까지 걸리는 시간이 단축될 수 있다. 상기 발령 단계(S100)의 다른 실시 예는 DR 자동 참여의 경우에 적용될 수 있다.
고객은 고객 단말기(400)의 화면부(410)를 통하여 관리 서버(100)와 정보를 주고받을 수 있다. 이하 특별한 언급이 없는 경우 고객의 행위는 앱 상의 화면부(410)를 통하여 수행되는 것으로 이해될 수 있다.
도 6 내지 도 9는 고객 단말기(400)에 설치된 앱의 동작을 나타내는 화면부(410)의 다양한 실시 예일 수 있다.
도 6은 화면부(410)에 고객 전기차(200)의 배터리 잔량과 그에 따라 계산된 주행가능거리가 표시된 것일 수 있고, 요일별 시간대 또는 계절별 시간대에 따라 국민 DR 발령 확률의 정도를 표시한 것일 수 있다. 도 7은 고객 전기차(200)가 충전중인 경우 경과시간 및 남은 시간 안내를 포함하는 충전 정보를 나타낸 것일 수 있다. 도 8은 고객 전기차(200)의 차량 번호 연식 차종을 포함하는 정보, 주행가능거리, 배터리 잔량, 총 주행거리, 연비, 또는 스마트 차징 옵션 변경 기능 중 적어도 하나를 표시한 것일 수 있다. 도 9는 고객 전기차(200)의 국민 DR 참여로 인한 포인트 내역을 확인 가능한 모드일 수 있고, 포인트 내역에는 국민 DR 적립 포인트, 탄소 배출권 적립 포인트 또는 쿠폰 교환 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
DR 자동 참여 여부를 미리 결정하는 단계(S120)에서, 고객은 DR 발령시 DR 자동 참여할지 또는 DR 자율 참여할지를 미리 선택할 수 있다. DR 자동 참여는 고객의 특정 행동 없이 자동으로 DR에 참여하는 것일 수 있고, DR 자율 참여는 고객의 의사 결정에 따라 DR 발령이후에 DR 참여 여부가 결정되는 것일 수 있다.
DR 자율 참여의 경우, 관리 서버(100)는 전력 거래소(500)로부터 DR 발령을 전송 받은 후(S140) 수요관리사업자의 고객의 고객 전기차(200) 전체에 대한 EV 데이터를 전송받아(S160) DR 참여에 적합한 고객 전기차(200)를 분별한 후(S180), 분별된 고객 전기차(200)로 DR 발령을 알릴 수 있고(S210), DR 발령 알림을 전송받은 고객 단말기(400)에서 자신의 고객 전기차(200)로부터 EV 데이터를 전송받아(S220) DR 참여 여부를 결정하여 응답하여야 하기에(S230) DR 자동 참여에 비해서 전력 증대 조치까지 걸리는 시간이 더 오래 걸릴 수 있다.
DR 자동 참여의 경우, 관리 서버(100)가 DR 발령을 전송받으면(S140), 미리 DR 자동 참여를 결정한 고객 전기차(200)의 EV 데이터만 전송받으면 되기에(S160), DR 발령 알림 대상 고객 전기차(200) 분별(S180)을 위한 처리 데이터량이 감소하여 분별 시간이 단축될 수 있다. 관리 서버(100)는 분별된 고객 전기차(200)에 DR 발령을 알린 후(S210) 고객의 반응을 대기할 필요없이 곧바로 충전기(300)에 전력증대지시를 포함하는 충전기(300)의 충전 제어 명령을 전송할 수 있다. 따라서, DR 자동 참여의 경우 실시간으로 변동하는 전력수급증대 상황에 맞추어 신속하게 대응할 수 있어 전력 증대 조치의 유연성이 증가할 수 있다.
수요관리사업자가 관리 서버(100)를 통하여 자신의 고객 전기차(200)로부터 EV 데이터를 전송받는 단계(S160)의 EV 데이터에는 고객 전기차(200)의 잔여 충전량을 포함하는 배터리 상태, 남은 충전시간/충전량을 포함하는 충전 데이터, 또는 전기차의 H/W 또는 S/W 고장을 포함하는 전기차 진단 상태 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
DR 참여에 적합한 고객 전기차(200)를 선정하는 단계(S180)의 대상이 되는 고객 전기차(200)의 데이터풀(data pool)은 DR 자동참여 여부에 따라 달리질 수 있고, DR 자동 참여의 경우가 DR 자동참여 여부 결정을 유보하는 경우보다 데이터풀이 적을 수 있다.
DR 단계(S200)의 일 실시 예는, 관리 서버(100)가 DR 발령을 고객 단말기(400)에 알리는 단계(S210), 고객이 DR 참여 여부를 결정하기 위해 자신의 고객 전기차(200)로부터 EV 데이터(220)가 고객 단말기(400)로 전송되는 단계(S220), 고객이 전송받은 EV 데이터로부터 DR 참여 여부를 결정하여 고객 단말기(400)로부터 관리 서버(100)로 응답하는 단계(S230), 고객의 DR 참여 결정시 관리 서버(100)가 해당 고객 전기차(200)가 충전가능한 충전기(200)로 전력증대지시를 포함하는 충전 제어 명령을 전송하는 단계(S240), 고객 단말기(400)는 DR 참여 중인 고객 전기차(200)의 EV 데이터를 전송받아 실시간으로 EV 모니터링하는 단계(S250), 또는 전력 거래소(500)의 정산금 산출을 위해 DR 참여로 증가된 전력사용 증대데이터가 관리 서버(100)에서 전력 거래소(500)로 전송되는 단계(S270) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
DR 단계(S200)에는 실시간으로 EV 모니터링하는 단계(S250)후 고객은 DR 참여 중단 여부를 결정하는 단계(S260)가 포함될 수 있다. DR 참여를 중간에 중단하는 경우 관리 서버(100)는 DR 참여부터 DR 참여 중단까지의 전력증대데이터를 전력 거래소(500)로 전송할 수 있고(S270), 전력 거래소(500)는 DR 참여부터 DR 참여 중단까지의 전력증대데이터에 기반하여 정산금을 산출하여 지급할 수 있다(S320).
상기 DR 단계(S200)의 일 실시 예는 DR 자율 참여의 경우에 적용되는 것일 수 있다.
DR 단계(S200)의 다른 실시 예에는, 관리 서버(100)가 DR 발령을 고객 단말기(400)에 알리는 단계(S210), 고객의 DR 참여 결정시 관리 서버(100)가 해당 고객 전기차(200)가 충전가능한 충전기(200)로 전력증대지시를 포함하는 충전 제어 명령을 전송하는 단계(S240), 또는 전력 거래소(500)의 정산금 산출을 위해 DR 참여로 증대된 전력증대데이터가 관리 서버(100)에서 전력 거래소(500)로 전송되는 단계(S270) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 상기 DR 단계(S200)의 다른 실시 예는 DR 자동 참여 경우에 적용되는 것일 수 있다.
DR 단계(S200)의 다른 실시 예에는, 고객 단말기(400)는 DR 참여 중인 고객 전기차(200)의 EV 데이터를 전송받아 실시간으로 EV 모니터링하는 단계(S250), 실시간으로 EV 모니터링하는 단계(S250)후 고객은 DR 참여 중단 여부를 결정하는 단계(S260)가 포함될 수 있다. DR 참여를 중간에 중단하는 경우 관리 서버(100)는 DR 참여부터 DR 참여 중단까지의 전력증대데이터를 전력 거래소(500)로 전송할 수 있고(S270), 전력 거래소(500)는 DR 참여부터 DR 참여 중단까지의 전력증대데이터에 기반하여 정산금을 산출하여 지급할 수 있다(S320).
정산 단계(S300)에는 전력 거래소(S500)가 관리 서버(100)로부터 전송받은 전력증대데이터(S270)로부터 정산금을 산출하여 관리 서버(100)로 정산금을 지급하는 단계(S320), 또는 관리 서버(100)가 전력 거래소(500)로부터 정산받은 정산금을 기약정한 비율에 따라 나누어 다시 고객 단말기(S340)로 정산금을 지급하는 단계(S340)가 포함될 수 있다.
정산 단계(S300)에는 전력 거래소(500) 또는 관리 서버(100)가 고객 기준 부하(CBL, Customer Baseline Load)를 산정하는 단계(S302), 또는 전력 거래소(500) 또는 관리 서버(100)가 고객 기준 부하 곡선 수익금과 DR 참여 정산금을 서로 비교하여 고객 단말기(400)로 제시하는 단계(S304)가 추가 포함될 수 있다.
고객 기준 부하(CBL)는 참여 고객이 전력 부하를 증대하지 않았다면 사용했을 평상시의 전력 사용량을 예측한 값일 수 있다. 이것은 해당 시간대의 전력 수요 증대의 기준이 되는 부하를 의미할 수 있다. 고객 기준 부하는 수요자원 거래시장 참여 고객의 전력부하 증대량을 시간대별로 선정 및 평가하는 기준일 수 있고, mid(4/6) 또는 mid(8/10) 중 전력 거래소(500)가 월 단위로 지정할 수 있다.
본 발명의 수요 관리 장치 및 방법에 의해 고객은 전기차(EV)를 충전기(300)와 연결하는 것만으로 충전 요금을 아낄 수 있다.
전기차 연계 국민 DR 핵심중 하나는 자동으로 충전기를 제어 조절 가능한 것으로, 시시각각 변동하는 전력수급 상황에 맞추어 신속하게 대응할 수 있어 전력 증대 조치의 유연성이 증가할 수 있다. 잉여 전력 생산을 포함하는 전력증대 상황 발생시 수요관리사업자는 관리 서버(100)를 통하여 충전기(300)를 자동 제어함으로써 전력소비 증대 서비스를 제공할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 수요 관리 장치 및 방법은 설정을 통한 자동 DR 참여도 가능하여 신재생에너지 확대에 따라 우려되는 전력망의 공급과잉 문제에 적극적으로 대응하여 전력망에 유연성을 확대할 수 있다.
수요 반응은 피크 증대 DR과, 요금 절감 DR, 국민 DR, 플러스 DR 등으로 나뉠 수 있다.
피크 증대 DR은 피크 전력 시간에 전기 사용자가 전력 거래소의 증대 지시에 반응하여 사전에 계약된 전기 사용량을 증대하면 증대량을 통해 정산금을 지급받는 제도이다.
요금 절감 DR은 하루전 전력 절감 가능량을 전력 거래소에 입찰하여 낙찰 받으면, 증대 수행을 통해 발전기와 동일한 정산금을 지급받는 제도이다.
이중에서 국민 DR은 소규모 전기 사업자(예를 들어 가정, 소형 점포 등)가 참여 가능한 수요 반응 제도이다. 수요 관리 사업자가 전기 소비자를 모아 수요 자원으로 절약한 전기 만큼 되팔아 보상받는 제도이다.
플러스 DR은 수용 한계 초과로 인한 신재생 발전기 출력 제어 예상시, 전기 사용량을 증대하여 제어량을 저감하고 보상받는 수요 반응 제도일 수 있다.
다시 말해서, 수요 반응 자원(충전기)의 수요 증대량을 거래하여 남는 전기를 버리지 않고 더 사용하면 보상해주는 제도라고 볼 수 있다.
충전기(300)에는 관리 서버(100)와 통신하기 위한 통신부(310)가 마련될 수 있다.
고객 단말기(400)에는 본 발명의 수요 관리 방법을 수행하기 위한 앱이 설치될 수 있다.
관리 서버(100)는 충전기(300)로부터 실시간 전력 데이터를 전송받고, 전력 거래소(500)에 입찰하여 플러스 DR 낙찰이 이루어지면, 플러스 DR 개시일에 충전기(300)로부터 전기를 낙찰받은 전력량 만큼 충전하는 수요 증대를 할 수 있다.
관리 서버(100)에는 충전기(300)를 원격 제어하기 위한 제어부(110)를 구비할 수 있다.
플러스 DR 참여 고객이 소유한 전기차 및 충전기는 미리 고객 단말기(400)에 설치된 앱을 통해 참여 고객 정보와 함께 등록되어서 관리 서버(100)에 저장 및 관리될 수 있다.
낙찰되면 낙찰된 전력량 만큼 사용하기 위해서 충전기(300)를 통해 충전을 진행할 수 있다.
본 발명의 플러스 DR 참여를 위해 수요 관리 사업자가 관리 서버(100)를 통해 전력 수요 증대량을 사전 입찰하고, 플러스 DR 개설시, 낙찰량 통보 및 해당 시간에 전력 수요를 증대시키는 충전 작업을 할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 플러스 DR 개시일 하루전 14시에 플러스 DR 입찰을 마감하고, 15시에 플러스 DR 필요량을 산정하며, 15시 30분에 플러스 DR 낙찰량을 통보하고, 그 다음날인 플러스 DR 개시일에는 낙찰량 만큼 전력을충전하여 수요를 증대시키며, 플러스 DR 개시일로부터 7일 후에 수요 증대량을 산정할 수 있다.
플러스 DR 입찰 및 낙찰, 이행시에 대하여 정리하면 다음과 같다.
Figure pat00001
수요 관리 사업자는 플러스 DR 참여 고객인 전기차 소유자와 적절한 비율로 보상금을 배분하여 받을 수 있다, 즉, 보상금은 수요 관리 사업자와 플러스 DR 참여 고객이 계약한 비율로 배분될 수 있다.
수요 관리 사업자는 제주SMP로 보상, 신재생사업자는 REC 보상할 수 있다.
Figure pat00002
플러스 DR 이행 실적에 따라 보상금을 차등하여 이행율 향상을 유도할 수 있다.
Figure pat00003
참여 방법은 다음과 같다.
Figure pat00004
플러스 DR시 낙찰량 대비 수요증대 실적에 대한 페널티는 없을 수 있다.
정산 일정은 현행 DR 정산 일정과 동일할 수 있다. 즉 2개월후 정산급 청구 및 지급할 수 있다.
자원 등록 요건은 제주 지역 10 이상 고객을 1개 자원으로 등록할 수 있다.
Figure pat00005
위 표에서 CBL 산정 방식은 수요 증대일로부터 최근 평일 6일 중 거래 시간별 중간값 4일의 평균을 기준 부하로 산정하는 방식일 수 있다.
본 발명의 플러스 DR 운영 절차는 다음과 같다.
Figure pat00006
위 표에서 운영일/시간의 평일(화~금)은 출력제어 시간중 주말에 30% 수준이 발생하나, 전력 거래소 및 수요관리사업자들이 시장운영 인력 활용이 어려울 수 있다.
운영중인 자발적 DR 프로그램도 평일에만 운영(경제성DR, 피크수요DR, 미세먼지DR)될 수 있다.
본 발명은 참여 고객별 15분 단위 과금용 전력량계를 설치할 수 있다.
본 발명의 수요 관리 방법은 V2G 서비스를 제공할 수 있다.
V2G는 전기차의 배터리에 있는 전력을 평상시에 전기차를 주행하는데 사용하고, 전력 사용이 많은 피크 발생시에는 충전된 전력을 전력망을 통해 반대로 송전하여 에너지를 효율적으로 사용하는 것을 말한다. 쉽게 말해 전기차 운전자가 전기 요금이 싼 심야 시간대에 배터리를 가득 충전해 놓고, 출근 한 후 배터리에 남아 있는 전력을 피크 시간대에 되파는 것이다. 그러면 피크 시에 전력 사업자(한국전력)에 전력을 팔아서 고객은 돈을 벌고, 전력 사업자는 발전소 가동률을 줄일 수 있다.
100... 관리 서버 110... 제어부
120... OCPP 서버 200... 고객 전기차
210... 전기차 통신부 220... 전기차 OBD
300... 충전기 310... 충전기 통신부
400... 고객 단말기 410... 화면부
500... 전력 거래소 600... 전력 발전소
S100... 발령 단계 S200... DR 단계
S300... 정산 단계

Claims (8)

  1. 전력을 생산하여 전력 거래소로 공급하는 전력 발전소의 잉여 전력 발생을 포함하는 전력 증대 상황 발생시 전력 증대 지시를 포함하는 DR 발령이 전력 거래소에서 관리 서버로 전송되는 발령 단계;
    상기 DR 발령에 대응하여 화면부를 구비한 고객 단말기 또는 상기 관리 서버가 전력 증대 조치를 수행하는 DR 단계;
    상기 DR 단계 수행으로 획득된 전력증대데이터에 기반하여 상기 전력 거래소 또는 관리 서버가 정산금을 산출하여 지급하는 정산 단계; 를 포함하고,
    상기 발령 단계에는, 상기 전력 거래소의 DR 발령시 잉여 전력에 DR 입찰하고 DR 낙찰량을 통보받는 DR 입찰 및 낙찰 단계가 포함되는 수요 관리 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 DR 입찰 및 낙찰 단계에는, 상기 DR 발령에 대응하여 상기 관리 서버가 전력 거래소에 DR 입찰하는 단계, 상기 전력 거래소에 입찰한 관리 서버가 복수인 경우 상기 전력 거래소는 DR 발령 전력을 산출하여 각 관리 서버에 분배될 낙찰량을 산출하는 단계, 또는 상기 전력 거래소가 분배된 낙찰량을 상기 관리 서버에 통보하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 수요 관리 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 DR 입찰 및 낙찰 단계에는, 상기 전력 거래소에 입찰한 관리 서버가 복수인 경우 상기 전력 거래소는 DR 발령 전력을 산출하여 각 관리 서버에 분배될 낙찰량을 산출하는 단계가 포함되고,
    상기 DR 발령 전력은 상기 잉여 전력중 상기 DR 발령의 대상이며,
    상기 전력 발전소는 잉여 전력의 발생 패튼을 분석하여, 상기 DR 발령을 하고자 하는 DR 발생 구간을 선정하고, 상기 잉여 전력은 생산 전력에서 소비 전력을 뺀 차이이며,
    상기 잉여 전력의 발생 패튼의 분석을 통하여 플러스 스레스홀드가 설정되고, 상기 플러스 스레스홀드 이상의 잉여 전력이 DR 발령 전력이며, 상기 DR 발령 전력이 발생하는 시간 구간은 DR 발령 구간인 수요 관리 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 발령 단계에는 상기 DR 발령 전에 수행되는 단계인 상기 전력 발전소가 잉여 전력의 발생 패튼을 분석하는 단계, 또는 상기 DR 발령의 대상이 되는 DR 발생 구간을 선정하는 단계가 포함되는 수요 관리 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 정산 단계에는, 상기 전력 거래소가 관리 서버로부터 전송받은 전력증대데이터로부터 정산금을 산출하여 정산금을 지급하는 제1 지급 단계, 또는 상기 관리 서버가 전력 거래소로부터 정산받은 정산금을 기약정한 비율에 따라 나누어 다시 상기 고객 단말기로 정산금을 지급하는 제2 지급 단계가 포함되고,
    상기 제1 지급 단계의 정산금 지급 대상은 상기 전력 발전소 또는 관리 서버인 수요 관리 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 발령 단계에는 DR 자동 참여 여부를 미리 결정하는 단계가 포함되고,
    상기 DR 자동 참여 여부를 미리 결정하는 단계에서 상기 고객 단말기는 상기 DR 발령시 DR 자동 참여할지 또는 DR 자율 참여할지를 미리 선택하며,
    상기 DR 자동 참여는 고객 단말기의 특정 행동 없이 자동으로 DR에 참여하는 것이고, 상기 DR 자율 참여는 고객 단말기의 결정에 따라 상기 DR 발령 이후에 DR 참여 여부가 결정되는 것인 수요 관리 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 고객 단말기가 상기 DR 발령시 고객 전기차가 DR에 자동적으로 참여하는 DR 자동 참여 모드가 설정되고,
    상기 DR 자동 참여 모드에서 상기 DR 단계에는, 상기 관리 서버가 상기 DR 발령을 고객 단말기에 알리는 단계, 고객 단말기의 DR 참여 결정시 상기 관리 서버가 충전기로 전력증대지시를 포함하는 충전 제어 명령을 전송하는 단계, 또는 상기 전력 거래소의 정산금 산출을 위해 DR 참여로 증대된 전력증대데이터가 상기 관리 서버에서 전력 거래소로 전송되는 단계 중 적어도 하나가 포함되는 수요 관리 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 고객 단말기가 상기 DR 발령후 고객 전기차의 DR 참여 여부를 결정하는 DR 자율 참여 모드가 설정되고,
    상기 DR 자율 참여 모드에서 상기 DR 단계에는, 상기 관리 서버가 상기 DR 발령을 고객 단말기에 알리는 단계, 고객 단말기가 DR 참여 여부를 결정하기 위해 고객 전기차로부터 EV 데이터가 고객 단말기로 전송되는 단계, 고객 단말기가 DR 참여 여부를 결정하여 관리 서버로 응답하는 단계, DR 참여 결정시 상기 관리 서버가 충전기로 전력증대지시를 포함하는 충전 제어 명령을 전송하는 단계, 고객 단말기는 DR 참여 중인 고객 전기차의 EV 데이터를 전송받아 실시간으로 EV 모니터링하는 단계, 또는 전력 거래소의 정산금 산출을 위해 DR 참여로 감축된 전력증대데이터가 관리 서버에서 전력 거래소로 전송되는 단계 중 적어도 하나가 포함되는 수요 관리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102621239B1 (ko) * 2023-01-25 2024-01-08 주식회사 에이젠글로벌 Ev 에코 시스템 구현 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치

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