KR20220083253A - An enhanced method for considering energy storage system as ancillary service resources in stochastic unit commitment - Google Patents

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KR20220083253A
KR20220083253A KR1020200173312A KR20200173312A KR20220083253A KR 20220083253 A KR20220083253 A KR 20220083253A KR 1020200173312 A KR1020200173312 A KR 1020200173312A KR 20200173312 A KR20200173312 A KR 20200173312A KR 20220083253 A KR20220083253 A KR 20220083253A
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한국전력공사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법은, 불확실성을 고려하지 않고 에너지 저장장치의 기준 충방전 스케쥴을 생성하는 단계; 상기 기준 충전 스케쥴에서 불확실성으로 인하여 발생 가능한 복수 개의 충방전 시나리오를 생성하는 단계; 및 상기 기준 충전 스케쥴 및 상기 복수 개의 충방전 시나리오에 따른 충방전 스케쥴에 기초하여 발전기 기동정지계획의 예비력 제약조건을 산정하는 단계;를 포함한다.A reserve power calculation method for the use of a net copper reserve power resource of an energy storage device according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: generating a reference charge/discharge schedule of the energy storage device without considering uncertainty; generating a plurality of charge/discharge scenarios that may occur due to uncertainty in the reference charge schedule; and calculating a reserve power constraint of the generator start-stop plan based on the standard charging schedule and the charging/discharging schedules according to the plurality of charging/discharging scenarios.

Description

에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법{AN ENHANCED METHOD FOR CONSIDERING ENERGY STORAGE SYSTEM AS ANCILLARY SERVICE RESOURCES IN STOCHASTIC UNIT COMMITMENT}AN ENHANCED METHOD FOR CONSIDERING ENERGY STORAGE SYSTEM AS ANCILLARY SERVICE RESOURCES IN STOCHASTIC UNIT COMMITMENT

본 발명은 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법에 관한 것으로, 구체적으로는 확률론적 방법을 이용하여 불확실성을 시나리오로 나타내어 발전기 기동정지계획(Unit Commitment)에 활용할 수 있는 에너지 저장장치의 예비력 산정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a reserve power calculation method for pure copper reserve resource utilization of an energy storage device, and specifically, an energy storage device that can be utilized for a generator start-stop plan (Unit Commitment) by expressing uncertainty as a scenario using a probabilistic method. It relates to the method of calculating reserve power.

전기는 다른 에너지원과 달리 저장이 어렵기 때문에 전기가 생산됨과 동시에 소비되어야 하는 특성을 지니고 있다. Since electricity is difficult to store unlike other energy sources, it has the characteristic that electricity must be consumed as well as produced.

따라서 발전사업자들은 예상 수요에 상당하는 양만큼의 전기를 생산하여야 하는데 전기소비자들의 사용량은 항상 일정한 것이 아니라 시간대별, 요일별, 계절별로 변동하므로 전력 수요와 공급량을 일치시키는 것이 중요한 과제이며, 만약 전력 수요와 공급량 간에 괴리가 발생하게 되면 전력공급이 불균형해지고 전력의 품질(전압과 주파수)에 악영향을 미치게 된다. Therefore, power generation companies must produce an amount of electricity equivalent to the expected demand, but the consumption of electricity is not always constant, but fluctuates by time, day, and season, so it is an important task to match the supply and demand of electricity. If there is a gap between the power supply and the power supply, the power supply becomes unbalanced and the quality of power (voltage and frequency) is adversely affected.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 에너지 저장장치(Energy Storage System, ESS)의 활용도가 점차적으로 높아지고 있는 상황인데, 에너지 저장장치란 초과 생산된 전력을 저장해 두었다가 전력이 필요한 시기에 공급하여 에너지 효율을 높이는 장치를 의미한다. In order to solve these problems, the utilization of energy storage system (ESS) is gradually increasing. it means.

이러한 에너지 저장장치는 안정적이고 효율적인 에너지수급체계 구축에 효과적인 수단으로 막대한 시장 잠재력이 기대되며, 새로운 성장 동력으로 최근 국내외에서 주목받고 있다. Such energy storage devices are expected to have enormous market potential as an effective means of establishing a stable and efficient energy supply and demand system, and are recently attracting attention at home and abroad as a new growth engine.

현재 국내 전력시장의 특징은 산업용 소비자의 전기소비 패턴 변화로 평균 부하 증가율에 비하여 최대전력 증가율이 급격히 증가하고 있으며, 또한 전체적인 부하율은 점차 낮아지고 있는 반면, 계절별 및 시간대별 부하변동은 커지는 경향을 보이고 있다. A characteristic of the current domestic electricity market is that the maximum power increase rate is rapidly increasing compared to the average load increase rate due to the change in the electricity consumption pattern of industrial consumers. Also, the overall load rate is gradually decreasing, while the seasonal and time-dependent load fluctuations tend to increase. have.

이러한 상황에서 안정적인 전력수급을 위하여 시간대별 전기부하를 평준화하여 전력피크에 적극 대응하고 대규모 정전사고 등에 효과적으로 대응하는 방안으로 에너지저장시스템의 이용이 급부상하고 있다. In such a situation, the use of energy storage systems is rapidly emerging as a way to actively respond to power peaks by leveling the electric load for each time period and effectively respond to large-scale blackout accidents for stable power supply and demand.

또한 전력공급 예비력 저하 문제, 신재생에너지 도입 비중 확대로 계통에 미치는 출력 변동을 고려할 때 에너지 저장장치의 필요성은 더욱 증진될 것으로 예상되고 있다.In addition, the need for energy storage devices is expected to further increase in consideration of the problem of lowering the power supply reserve and the change in output on the system due to the increase in the proportion of new and renewable energy introduced.

한편, 종래의 경우 에너지 저장장치에 저장된 에너지의 양을 기준으로 순동 예비력 사용 가능량을 산정하고, 이에 기초하여 발전기 기동정지계획을 수립하였다.On the other hand, in the conventional case, the amount of net copper reserve power available based on the amount of energy stored in the energy storage device was calculated, and based on this, a generator start-stop plan was established.

그러나 에너지 저장장치의 경우 발전기와는 다르게 연료를 추가하여 발전량을 올릴 수 있지 않으며, 예비력이 사용되어 저장된 에너지가 다 사용되고 나면 다음 시간대에 예비력으로 활용이 불가능하기 때문에 기존의 방법으로 예비력을 산정하게 되면 에너지 저장장치에 실제 사용가능한 용량보다 더 많은 예비력이 할당되게 된다.However, in the case of an energy storage device, unlike a generator, it is not possible to increase the amount of power generation by adding fuel. More reserve power is allocated to the energy storage device than is actually usable.

결국 동일한 예비력 기준에서 더 적은 예비력이 기존 발전기에게 할당이 되고, 이는 실제 사고 상황 시 활용 가능한 예비력 저하 및 부하차단으로 인한 경제적 손실로 이어질 수 있다는 문제점이 있다.In the end, less reserve power is allocated to the existing generator under the same reserve power standard, which has a problem in that it can lead to economic loss due to a decrease in the available reserve power and load cut-off in an actual accident situation.

한편, 하기 선행기술문헌은 실시간 전력계통 상황에 기반한 에너지저장장치의 운영 시스템에 관한 기술을 개시하고 있으며, 본 발명의 기술적 요지는 개시하고 있지 않다.On the other hand, the following prior art document discloses a technology related to an operating system of an energy storage device based on a real-time power system situation, but does not disclose the technical gist of the present invention.

대한민국 등록특허공보 제10-1493785호Republic of Korea Patent Publication No. 10-1493785

본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.The reserve power calculation method for the net copper reserve resource utilization of the energy storage device according to an embodiment of the present invention aims to solve the following problems in order to solve the above problems.

에너지 저장장치에 실제 사용가능한 용량보다 더 많은 예비력을 할당하게 됨으로써 발생되는 예비력 저하 및 부하차단으로 인한 경제적 손실을 방지할 수 있는 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법을 제공하는 것이다.It is to provide a reserve power calculation method for the utilization of the net copper reserve resource of the energy storage device that can prevent the economic loss due to the reduction of the reserve power and load cut-off caused by allocating more reserve power than the actual usable capacity to the energy storage device.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The problems to be solved of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법은, 불확실성을 고려하지 않고 에너지 저장장치의 기준 충방전 스케쥴을 생성하는 단계; 상기 기준 충전 스케쥴에서 불확실성으로 인하여 발생 가능한 복수 개의 충방전 시나리오를 생성하는 단계; 및 상기 기준 충전 스케쥴 및 상기 복수 개의 충방전 시나리오에 따른 충방전 스케쥴에 기초하여 발전기 기동정지계획의 예비력 제약조건을 산정하는 단계;를 포함한다.A reserve power calculation method for the use of a net copper reserve power resource of an energy storage device according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: generating a reference charge/discharge schedule of the energy storage device without considering uncertainty; generating a plurality of charge/discharge scenarios that may occur due to uncertainty in the reference charge schedule; and calculating a reserve power constraint of the generator start-stop plan based on the standard charging schedule and the charging/discharging schedules according to the plurality of charging/discharging scenarios.

상기 충방전 시나리오는, 이전 시점 대비 현재 시점의 충방전 스케쥴의 변화량에 기초하여 결정되되, 미리 설정된 시간 동안 상기 에너지 저장장치의 충전량이 상기 기준 충방전 스케쥴에 따른 충전량보다 작은 상황인 제1 시나리오; 미리 설정된 시간 동안 상기 에너지 저장장치의 충전량이 상기 기준 충방전 스케쥴에 따른 충전량보다 큰 상황인 제2 시나리오; 및 미리 설정된 시간 동안 상기 에너지 저장장치의 충전량이 상기 기준 충방전 스케쥴에 따른 충전량보다 작은 동시에 이전 시점 대비 감소한 상황인 제3 시나리오;를 포함하는 것이 바람직하다.The charge/discharge scenario may include: a first scenario in which the amount of charge of the energy storage device is smaller than the amount of charge according to the reference charge/discharge schedule for a preset time determined based on a change amount of the charge/discharge schedule of the current time compared to the previous time; a second scenario in which the amount of charge of the energy storage device for a preset time is greater than the amount of charge according to the reference charge/discharge schedule; and a third scenario in which the amount of charge of the energy storage device is smaller than the amount of charge according to the reference charge/discharge schedule for a preset time and is decreased compared to the previous time.

상기 발전기 기동정기계획의 예비력 제약조건은, 시간대 별 확보하여야 할 증발 순동예비력 기준 및 감발 순동예비력 기준인 것이 바람직하다.It is preferable that the reserve power constraint of the generator start-up regular plan is the evaporative net copper reserve criterion and the reduced net copper reserve force criterion to be secured for each time period.

상기 시간대 별 확보하여야 할 증발 순동 예비력 기준은 하기 수식 (1)에 의하여 산정되는 것이 바람직하다.It is preferable that the evaporative net copper reserve capacity standard to be secured for each time period is calculated by the following Equation (1).

<수식 (1)><Formula (1)>

Figure pat00001
Figure pat00001

여기에서

Figure pat00002
는 시간대별 확보해야 할 증발 순동 예비력 기준,
Figure pat00003
는 시간대별 발전기를 통해 확보하는 증발 순동 예비력,
Figure pat00004
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 충전하는 에너지,
Figure pat00005
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 방전하는 에너지,
Figure pat00006
는 불확실성이 없는 기준 시나리오임.From here
Figure pat00002
is the standard of evaporative net copper reserve to be secured by time period,
Figure pat00003
is the evaporative net copper reserve power secured through the generator for each time period,
Figure pat00004
is the energy charged by the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00005
is the energy discharged from the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00006
is the baseline scenario without uncertainty.

상기 시간대 별 확보하여야 할 감발 순동 예비력 기준은 하기 수식 (2)에 의하여 산정되는 것이 바람직하다. It is preferable that the standard of net copper reserve power to be secured for each time period is calculated by the following Equation (2).

<수식 (2)><Formula (2)>

Figure pat00007
Figure pat00007

여기에서

Figure pat00008
는 시간대별 확보해야 할 감발 순동 예비력 기준,
Figure pat00009
는 시간대별 발전기를 통해 확보하는 감발 순동 예비력,
Figure pat00010
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 충전하는 에너지,
Figure pat00011
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 방전하는 에너지,
Figure pat00012
는 불확실성이 없는 기준 시나리오임.From here
Figure pat00008
is the standard of net copper reserve capacity to be secured by time period,
Figure pat00009
is the net copper reserve power secured through the generator for each time period,
Figure pat00010
is the energy charged by the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00011
is the energy discharged from the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00012
is the baseline scenario without uncertainty.

본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법은 불확실성을 고려한 에너지 저장장치의 충방전 스케쥴에 기초하여 발전기 기동정지계획을 수립함으로써 적정량의 예비력이 에너지저장장치에 할당되게 하여 부하 제한으로 인한 기대비용 및 총 계획 비용을 줄이고 재생 에너지 출력제한도 함께 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.The reserve power calculation method for the net copper reserve resource utilization of the energy storage device according to an embodiment of the present invention establishes a generator start-stop plan based on the charge/discharge schedule of the energy storage device in consideration of uncertainty, thereby providing an appropriate amount of reserve power to the energy storage device. It can be expected to have the effect of reducing the expected cost and total planned cost due to load limiting and reducing the renewable energy output limit as well.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법을 시계열적으로 도시한 플로우차트이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법에서 불확실성으로 인하여 발생 가능한 충방전 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래 방식을 적용하여 에너지 저장장치에 할당된 예비력을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법을 적용시 에너지 저장장치에 할당된 예비력을 도시한 그래프이다.
1 is a flowchart illustrating a method for calculating a reserve power for use of a net copper reserve resource resource of an energy storage device according to an embodiment of the present invention in time series.
FIG. 2 is a view for explaining a charge/discharge scenario that may occur due to uncertainty in a method for calculating a reserve power for a net copper reserve resource utilization of an energy storage device according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating a reserve force allocated to an energy storage device by applying a conventional method.
4 is a graph showing the reserve power allocated to the energy storage device when the reserve power calculation method for the net copper reserve resource utilization of the energy storage device according to an embodiment of the present invention is applied.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. A preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easy understanding of the spirit of the present invention, and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.

이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법에 대하여 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 4, a method of calculating a reserve power for utilization of a net copper reserve resource of an energy storage device according to an embodiment of the present invention will be described.

종래와 같이 에너지 저장장치의 충전률(State of Charge)만을 고려하여 에너지 저장장치의 예비력을 산정할 경우 상술한 바와 같이 에너지 저장장치에 실제 사용가능한 용량보다 더 많은 예비력이 할당되는 문제점이 있다.As described above, when the reserve power of the energy storage device is calculated in consideration of only the state of charge of the energy storage device as in the related art, there is a problem in that more reserve power is allocated to the energy storage device than the actual usable capacity.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법은 도 1에 도시된 바와 같이 먼저 불확실성을 고려하지 않고 에너지 저장장치의 기준 충방전 스케쥴(Reference)을 생성하는 단계(S100)가 수행된다.Therefore, in order to solve this problem, the reserve power calculation method for the net copper reserve resource utilization of the energy storage device according to an embodiment of the present invention does not first consider the uncertainty as shown in FIG. A step (S100) of generating (Reference) is performed.

이후, 상기 기준 충전 스케쥴에서 불확실성으로 인하여 발생 가능한 복수 개의 충방전 시나리오를 생성하는 단계(S200)가 수행되며, 여기에서 충방전 시나리오는 이전 시점(T-1) 대비 현재 시점(T)의 충방전 스케쥴의 변화량에 기초하여 결정된다. Thereafter, a step (S200) of generating a plurality of charging/discharging scenarios that may occur due to uncertainty in the reference charging schedule is performed, wherein the charging/discharging scenarios are the charging/discharging scenarios of the current time (T) compared to the previous time (T-1). It is determined based on the amount of change in the schedule.

이를 도 2를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 이전 시점(T-1)에서의 에너지 저장장치의 충전상태(100)에서 불확실성을 고려하지 않고 에너지 저장장치의 기준 충방전 스케쥴에 따라 충전된 현재 시점의 에너지 저장장치의 충전상태(200) 기준 충방전 스케쥴로 정의한다.When this is described in more detail with reference to FIG. 2 , the current charged according to the standard charging/discharging schedule of the energy storage device without considering the uncertainty in the state of charge 100 of the energy storage device at the previous time point T-1 It is defined as a charging/discharging schedule based on the charging state 200 of the energy storage device at the time.

제1 시나리오(310)는 기준 충방전 스케쥴 대비 시스템 부하가 초과하는 경우를 가정하고 있으며, 현재 시점(T)에서는 이전 시점(T-1) 대비 충전이 수행되고 있으나, 부하의 증가에 의하여 충전량이 기준 충전량보다 감소하는 상황으로, 현재 시점(T)에서의 제1 시나리오(310)의 예비력은 (a)의 상향 예비력으로 정의될 수 있다.In the first scenario 310, it is assumed that the system load exceeds the reference charge/discharge schedule. At the current time T, charging is performed compared to the previous time T-1, but the amount of charge As a situation in which the reference charge amount is decreased, the reserve capacity of the first scenario 310 at the current time point T may be defined as the upward reserve capacity of (a).

제2 시나리오(320)는 기준 충방전 스케쥴 대비 시스템의 부하가 적거나 재생 가능한 에너지의 출력이 예상보다 높은 상황을 가정하며, 즉 현재 시점(T)에서는 이전 시점(T-1) 대비 충전량이 기준 충전량보다 증가하는 상황으로, 현재 시점(T)에서의 제2 시나리오(320)의 예비력은 (b)의 하향 예비력으로 정의될 수 있다. The second scenario 320 assumes a situation in which the load of the system is small compared to the standard charge/discharge schedule or the output of renewable energy is higher than expected, that is, the charging amount is the standard at the current time point T compared to the previous time point T-1. As a situation in which the charging amount increases, the reserve capacity of the second scenario 320 at the current time point T may be defined as the downward reserve capacity of (b).

제3 시나리오(330)는 현재 시점(T)에서의 충전률이 이전 시점(T-1)의 충전률 대비 감소하는 상황, 즉 방전되는 상황을 가정하고 있으며, 이는 시스템 부하가 크게 증가하거나 재생 가능 에너지의 전력 출력이 예상보다 낮을 때 발생할 수 있는 상황으로, 현재 시점(T)에서의 제3 시나리오(330)의 예비력은 (c)의 상향 예비력으로 정의될 수 있다. The third scenario 330 assumes a situation in which the charge rate at the current time point T is reduced compared to the charge rate at the previous time point T-1, that is, a discharge situation, which may result in a significant increase in system load or regeneration. As a situation that may occur when the power output of energy is lower than expected, the reserve capacity of the third scenario 330 at the current time point T may be defined as the upward reserve capacity of (c).

이후 기준 충전 스케쥴 및 복수 개의 충방전 시나리오에 따른 충방전 스케쥴에 기초하여 발전기 기동정지계획의 예비력 제약조건을 산정하는 단계(S300)가 진행된다. Thereafter, the step (S300) of calculating the reserve power constraint of the generator start-stop plan is performed based on the standard charging schedule and the charging/discharging schedule according to the plurality of charging/discharging scenarios.

여기에서 발전기 기동정기계획의 예비력 제약조건은, 시간대 별 확보하여야 할 증발 순동예비력 기준 및 감발 순동예비력 기준으로 산출될 수 있다. Here, the reserve power constraint of the generator start-up regular plan can be calculated based on the evaporative net copper reserve power standard and the reduced net copper reserve power standard to be secured for each time period.

즉, 에너지 저장장치의 새로운 예비력 정의를 포함하여 발전기 기동정지계획의 예비력 제약 조건을 수정하여 적용하며, 구체적으로 시간대별 확보해야 할 증발 순동 예비력 기준은 하기 수식 (1)과 같다. That is, the reserve power constraint conditions of the generator start-stop plan are modified and applied, including the definition of the new reserve power of the energy storage device.

<수식 (1)><Formula (1)>

Figure pat00013
Figure pat00013

여기에서

Figure pat00014
는 시간대별 확보해야 할 증발 순동 예비력 기준,
Figure pat00015
는 시간대별 발전기를 통해 확보하는 증발 순동 예비력,
Figure pat00016
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 충전하는 에너지,
Figure pat00017
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 방전하는 에너지,
Figure pat00018
는 불확실성이 없는 기준 시나리오임.From here
Figure pat00014
is the standard of evaporative net copper reserve to be secured by time period,
Figure pat00015
is the evaporative net copper reserve power secured through the generator for each time period,
Figure pat00016
is the energy charged by the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00017
is the energy discharged from the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00018
is the baseline scenario without uncertainty.

또한 시간대별 확보해야 할 감발 순동 예비력 기준은 하기 수식 (2)와 같이 표현할 수 있다. In addition, the standard of net copper reserve power to be secured for each time period can be expressed as in Equation (2) below.

<수식 (2)><Formula (2)>

Figure pat00019
Figure pat00019

여기에서

Figure pat00020
는 시간대별 확보해야 할 감발 순동 예비력 기준,
Figure pat00021
는 시간대별 발전기를 통해 확보하는 감발 순동 예비력,
Figure pat00022
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 충전하는 에너지,
Figure pat00023
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 방전하는 에너지,
Figure pat00024
는 불확실성이 없는 기준 시나리오임.From here
Figure pat00020
is the standard of net copper reserve capacity to be secured by time period,
Figure pat00021
is the net copper reserve power secured through the generator for each time period,
Figure pat00022
is the energy charged by the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00023
is the energy discharged from the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00024
is the baseline scenario without uncertainty.

상술한 바와 같이 불확실성을 고려한 시나리오를 포함하여 확률론적 발전기 기동정지계획 (Stochastic Unit Commitment)를 수행하여 발전기 및 에너지 저장장치의 시간대별 예비력을 할당하게 된다.As described above, by performing a stochastic unit commitment plan including a scenario in consideration of uncertainty, the reserve power of the generator and the energy storage device is allocated for each time period.

도 3에 도시된 기존 방식을 적용하여 에너지 저장장치에 할당한 예비력과, 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법을 적용한 에너지 저장장치에 할당한 예비력을 비교해보면, 도 4가 도 3 대비 더 적은 예비력을 에너지 저장장치에 할당하는 것을 확인해 볼 수 있다.The energy storage device to which the reserve power allocated to the energy storage device by applying the conventional method shown in FIG. 3 and the reserve power calculation method for the utilization of the net copper reserve power resource of the energy storage device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is applied Comparing the reserve power allocated to , it can be seen that FIG. 4 allocates less reserve power to the energy storage device compared to FIG. 3 .

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법을 적용할 경우, 에너지 저장장치에 과도한 예비력을 할당하지 않게 되면서 더욱 안정적으로 전력시스템을 운용할 수 있게 된다. That is, when the reserve power calculation method for the net copper reserve resource utilization of the energy storage device according to an embodiment of the present invention is applied, the power system can be operated more stably without allocating excessive reserve power to the energy storage device. .

아울러 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법을 적용할 경우 부하 제한(load shedding)이 발생하지 않으므로, 하기 표 1과 같이 이로 인하여 발생하는 기대비용을 줄일 수 있다. In addition, since load shedding does not occur when the reserve power calculation method for the net copper reserve resource utilization of the energy storage device according to an embodiment of the present invention is applied, the expected cost caused thereby is reduced as shown in Table 1 below. can

구분division 기존 방식the old way 제안한 방식proposed method 발전비용 [$]Power generation cost [$] 324,405.7324,405.7 325,445.8325,445.8 부하 제한비용 [$]load limiting cost [$] 15,072.715,072.7 00 총 비용 [$]Total cost [$] 339,478.4339,478.4 325,445.8325,445.8

나아가 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법을 적용할 경우, 추가적으로 에너지 저장장치의 과도한 예비력 할당으로 인해 남아있던 재생 에너지를 기동정지발전계획에 더 많이 할당하게 됨으로써, 재생 에너지 출력제약 또한 줄일 수 있으며, 이는 기존 방식과 본 발명의 방식의 재생 에너지 출력제약을 나타낸 하기 표 2에서도 확인이 가능하다. Furthermore, when applying the reserve power calculation method for the net copper reserve resource utilization of the energy storage device according to an embodiment of the present invention, the renewable energy remaining due to the excessive reserve power allocation of the energy storage device is additionally allocated to the start-up stop power generation plan By doing so, it is also possible to reduce the renewable energy output restriction, which can be confirmed in Table 2 below, which shows the renewable energy output restriction of the conventional method and the method of the present invention.

시간hour 기존 방식the old way 본 발명the present invention Case 1Case 1 Case 2Case 2 19시19:00 00 28.6 MW28.6 MW 00 23시23 o'clock 17.4 MW17.4 MW 00 00 24시24 hours 33.5 MW33.5 MW 00 00

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The embodiments described in this specification and the accompanying drawings are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Therefore, since the embodiments disclosed in the present specification are for explanation rather than limitation of the technical spirit of the present invention, it is obvious that the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Modifications and specific embodiments that can be easily inferred by a person of ordinary skill in the art within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the present invention are included in the scope of the present invention. will have to be interpreted.

Claims (5)

불확실성을 고려하지 않고 에너지 저장장치의 기준 충방전 스케쥴을 생성하는 단계;
상기 기준 충전 스케쥴에서 불확실성으로 인하여 발생 가능한 복수 개의 충방전 시나리오를 생성하는 단계; 및
상기 기준 충전 스케쥴 및 상기 복수 개의 충방전 시나리오에 따른 충방전 스케쥴에 기초하여 발전기 기동정지계획의 예비력 제약조건을 산정하는 단계;
를 포함하는 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법.
generating a reference charge/discharge schedule of the energy storage device without considering uncertainty;
generating a plurality of charging/discharging scenarios that may occur due to uncertainty in the reference charging schedule; and
calculating a reserve power constraint of a generator start-stop plan based on the standard charging schedule and a charging/discharging schedule according to the plurality of charging/discharging scenarios;
Reserve power calculation method for the utilization of net copper reserve power resources of the energy storage device, including.
청구항 1에 있어서, 상기 충방전 시나리오는,
이전 시점 대비 현재 시점의 충방전 스케쥴의 변화량에 기초하여 결정되되,
이전 시점부터 현재 시점까지의 상기 에너지 저장장치의 충전량이 상기 기준 충방전 스케쥴에 따른 충전량보다 작은 상황인 제1 시나리오;
이전 시점부터 현재 시점까지의 상기 에너지 저장장치의 충전량이 상기 기준 충방전 스케쥴에 따른 충전량보다 큰 상황인 제2 시나리오; 및
이전 시점부터 현재 시점까지의 상기 에너지 저장장치의 충전량이 상기 기준 충방전 스케쥴에 따른 충전량보다 작은 동시에 이전 시점 대비 감소한 상황인 제3 시나리오;
를 포함하는 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법.
The method according to claim 1, The charge/discharge scenario,
It is determined based on the amount of change in the charge/discharge schedule of the current time compared to the previous time,
a first scenario in which the amount of charge of the energy storage device from the previous time point to the present time point is smaller than the charge amount according to the reference charge/discharge schedule;
a second scenario in which the amount of charge of the energy storage device from the previous time point to the current time point is greater than the charge amount according to the reference charge/discharge schedule; and
a third scenario in which the charge amount of the energy storage device from the previous time point to the present time point is smaller than the charge amount according to the reference charge/discharge schedule and is decreased compared to the previous time point;
Reserve power calculation method for the utilization of net copper reserve power resources of the energy storage device, including.
청구항 1에 있어서,
상기 발전기 기동정기계획의 예비력 제약조건은, 시간대 별 확보하여야 할 증발 순동예비력 기준 및 감발 순동예비력 기준인 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법.
The method according to claim 1,
The reserve power constraint condition of the generator start-up regular plan is the reserve power calculation method for the utilization of the net copper reserve resource of the energy storage device, which is the standard of the evaporation net copper reserve power to be secured for each time period and the net copper reserve power standard.
청구항 3에 있어서,
시간대 별 확보하여야 할 상기 증발 순동 예비력 기준은 하기 수식 (1)에 의하여 산정되는 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법.
<수식 (1)>
Figure pat00025

여기에서
Figure pat00026
는 시간대별 확보해야 할 증발 순동 예비력 기준,
Figure pat00027
는 시간대별 발전기를 통해 확보하는 증발 순동 예비력,
Figure pat00028
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 충전하는 에너지,
Figure pat00029
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 방전하는 에너지,
Figure pat00030
는 불확실성이 없는 기준 시나리오임.
4. The method according to claim 3,
The evaporative net copper reserve standard to be secured for each time period is a reserve capacity calculation method for the use of the net copper reserve capacity resource of the energy storage device calculated by the following Equation (1).
<Formula (1)>
Figure pat00025

From here
Figure pat00026
is the standard of evaporative net copper reserve to be secured by time period,
Figure pat00027
is the evaporative net copper reserve power secured through the generator for each time period,
Figure pat00028
is the energy charged by the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00029
is the energy discharged from the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00030
is the baseline scenario without uncertainty.
청구항 3에 있어서,
시간대 별 확보하여야 할 상기 감발 순동 예비력 기준은 하기 수식 (2)에 의하여 산정되는 에너지 저장장치의 순동 예비력 자원활용을 위한 예비력 산정방법.
<수식 (2)>
Figure pat00031

여기에서
Figure pat00032
는 시간대별 확보해야 할 감발 순동 예비력 기준,
Figure pat00033
는 시간대별 발전기를 통해 확보하는 감발 순동 예비력,
Figure pat00034
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 충전하는 에너지,
Figure pat00035
는 시간대별 각 시나리오 s에서 에너지 저장장치에서 방전하는 에너지,
Figure pat00036
는 불확실성이 없는 기준 시나리오임.
4. The method according to claim 3,
The standard of the net copper reserve to be secured for each time period is the reserve capacity calculation method for the use of the net copper reserve resource of the energy storage device calculated by the following Equation (2).
<Formula (2)>
Figure pat00031

From here
Figure pat00032
is the standard of net copper reserve capacity to be secured by time period,
Figure pat00033
is the net copper reserve power secured through the generator for each time period,
Figure pat00034
is the energy charged by the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00035
is the energy discharged from the energy storage device in each scenario s over time,
Figure pat00036
is the baseline scenario without uncertainty.
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