KR20220088067A - Method for managing aggrigation resource based on small distributed resource and apparuatus thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법에 관한 것으로서, 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들에 관한 ESS 계약 정보를 획득하는 단계; 상기 획득된 ESS 계약 정보를 기반으로 상기 소형 분산 에너지저장장치들을 하나의 가상 에너지저장장치에 해당하는 집합자원으로 구성하고, 상기 구성된 집합자원의 대표 효율, 대표 용량 및 대표 정격 중 적어도 하나에 관한 정보를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 정보를 포함하는 집합자원 정보를 상위 계통의 에너지관리시스템으로 제공하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method for managing aggregate resources based on small distributed resources, comprising the steps of: acquiring ESS contract information on customer-owned small distributed energy storage devices installed in a distribution network or a small power grid; Based on the obtained ESS contract information, the small distributed energy storage devices are configured as a collective resource corresponding to one virtual energy storage device, and information on at least one of representative efficiency, representative capacity, and representative rating of the configured collective resource detecting; and providing collective resource information including the detected information to an upper-level energy management system.
Description
본 발명은 고객 소유의 소형 분산자원들을 활용하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력시스템 운영자 입장에서 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 고객 소유의 소형 분산자원들을 집합 자원화하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of utilizing small distributed resources owned by a customer, and more particularly, to a method of collectively converting small distributed resources owned by a customer installed in a distribution network or a small power grid from the perspective of a power system operator.
소규모 재생가능에너지, 에너지 저장시설, 수요 자원 등 다양한 분산에너지자원들(distributed energy resources, DERs)의 증가로 인해 전력산업의 구조가 크게 변하고 있다. 이러한 전력산업의 구조 변화와 정보통신 기술의 발전에 따라 물리적 인프라 없이도 가치를 창출할 수 있는 에너지 애그리게이터(Energy Aggregator) 시장이 부상하고 있다. 에너지 애그리게이터는 소비자, 프로슈머, 생산자 등을 모아 공동의 이익을 창출하는 중개사업자나 중개 플랫폼을 의미한다.Due to the increase of various distributed energy resources (DERs) such as small-scale renewable energy, energy storage facilities, and demand resources, the structure of the power industry is changing significantly. According to these structural changes in the electric power industry and the development of information and communication technology, the energy aggregator market, which can create value without physical infrastructure, is emerging. Energy aggregator refers to an intermediary or intermediary platform that creates common profits by gathering consumers, prosumers, and producers.
에너지 애그리게이션 사업이 가장 활발한 분야는 현재 전력량의 수요에 맞추기 위해 전기 사용자가 사용량을 변화시키는 수요 반응(DR, Demand Response) 분야이다. 이외에도, 다수의 분산전원들(Distributed Generators, DGs)을 묶어 하나의 가상발전소(Virtual Power Plant, VPP)로 이용하거나, 특정 지역 내 분산전원(DG) 및 에너지저장장치(Energy Storage System, ESS)를 공유하는 중개사업도 점점 상용화되고 있다.The energy aggregation business is most active in the DR (Demand Response) field, in which electricity users change their usage to meet the current demand for electricity. In addition, multiple distributed generators (DGs) can be bundled and used as one virtual power plant (VPP), or distributed power (DG) and energy storage system (ESS) within a specific area can be used. Sharing brokerage business is also becoming more and more commercialized.
분산전원(DG) 및 에너지저장장치(ESS) 등과 같은 소규모 전력주체가 영향력을 갖기 위해서는 규모의 경제가 필요하다. 이러한 역할을 에너지 애그리게이터가 수행할 수 있다. 에너지 애그리게이터의 비즈니스 모델은 여러 고객이 보유한 전력 자원을 취합, 공유 및 최적화하여 그로 인해 발생하는 이익을 나누는 것에 기반한다.Economies of scale are necessary for small power entities such as distributed power generation (DG) and energy storage system (ESS) to have influence. An energy aggregator can perform this role. Energy aggregator's business model is based on aggregating, sharing, and optimizing the power resources owned by multiple customers and sharing the resulting benefits.
한편, 태양광 및 풍력 등과 같은 신재생에너지와 전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 등의 증가에 따라 전력계통의 변동성을 완화하기 위한 에너지저장장치(ESS)의 사용이 점점 늘어나고 있다. 그런데, 일반적인 에너지저장장치(ESS)의 응용기술은 많이 개발되어 있지만 전력시스템 운영자 입장에서 배전망 또는 소규모 전력망(즉, 마이크로그리드)에 설치된 에너지저장장치들(ESSs)을 활용하기 위한 기술의 개발은 미미한 실정이다. 따라서, 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 고객 소유의 소형 분산 ESS들을 활용하기 위한 방안이 연구되고 있다. On the other hand, the use of energy storage system (ESS) to alleviate the variability of the power system is increasing with the increase of new and renewable energy such as solar and wind power and electric vehicles (EV). By the way, although many application technologies of general energy storage system (ESS) have been developed, from the power system operator's point of view, the development of technology to utilize energy storage systems (ESSs) installed in a power distribution network or a small-scale power grid (ie, microgrid) is difficult. It is insignificant. Therefore, a method for utilizing customer-owned small distributed ESSs installed in a power distribution network or a small power grid is being studied.
일반적으로 전력망에 설치된 소형 분산 ESS들의 집합 자원화 시 대표 용량 및 대표 정격을 부여하여 집합자원을 구성하며, 전력시스템 운영자는 해당 집합자원의 대표 용량과 대표 정격만을 고려하여 전력시스템의 분산자원 최적 운영 스케줄을 도출하게 된다. 그런데, 이와 같은 전력시스템 에너지 관리 모델의 전제는 집합자원을 구성하는 소형 분산 ESS들의 충/방전률(또는 충/방전 속도, C-rate)이 모두 동일해야 한다는 점이다. 하지만, 배터리 기반의 에너지저장장치(ESS)는 주로 납축전지(lead-acid), 리튬 이온 전지(LiB), 레독스 플로우 전지(redox flow battery) 등 다양한 배터리 기술이 접목되어 여러 가지 용도로 활용되며, 배터리 특성에 따라 충/방전률(C-rate)이 다양하다. 따라서, 전력시스템 운영자 입장에서는 고객의 소형 분산 ESS들을 집합 자원화하여 전력시스템 에너지 관리 모델에 직접적으로 활용하기 어려운 측면이 있다.In general, when making aggregate resources of small distributed ESSs installed in the power grid, representative capacity and representative rating are given to configure aggregate resources, and the power system operator considers only the representative capacity and representative rating of the aggregate resource to optimize the operation schedule for distributed resources of the power system. will derive However, the premise of such a power system energy management model is that the charge/discharge rates (or charge/discharge rates, C-rate) of the small distributed ESSs constituting the aggregate resource must all be the same. However, battery-based energy storage system (ESS) is mainly used for various purposes by grafting various battery technologies such as lead-acid, lithium ion battery (LiB), and redox flow battery. , the charge/discharge rate (C-rate) varies according to the characteristics of the battery. Therefore, from the perspective of the power system operator, it is difficult to directly utilize the customer's small distributed ESS as a collective resource for the power system energy management model.
[선행문헌번호][Prior literature number]
[특허문헌][Patent Literature]
KR 10-2015-0092994 AKR 10-2015-0092994 A
KR 10-1776168 BKR 10-1776168 B
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 소형 분산자원들의 충/방전률(C-rate)을 고려하여 상기 소형 분산자원들을 집합자원으로 구성하는 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above and other problems. Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for configuring the small distributed resources as aggregate resources in consideration of the charge/discharge rate (C-rate) of the small distributed resources installed in a distribution network or a small power grid.
또 다른 목적은 상위 계통의 에너지관리시스템(Energy Manage System, EMS)으로부터 수신된 집합자원 지령치를 기반으로 소형 분산자원들의 충/방전 동작을 제어하기 위한 최적 운전 지령치를 산출하는 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.Another object is to provide a method and apparatus for calculating the optimal operation command value for controlling the charging/discharging operation of small distributed resources based on the collective resource command value received from the energy management system (EMS) of the upper system. is in
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들에 관한 ESS 계약 정보를 획득하는 단계; 상기 획득된 ESS 계약 정보를 기반으로 상기 소형 분산 에너지저장장치들을 하나의 가상 에너지저장장치에 해당하는 집합자원으로 구성하고, 상기 구성된 집합자원의 대표 효율, 대표 용량 및 대표 정격 중 적어도 하나에 관한 정보를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 정보를 포함하는 집합자원 정보를 상위 계통의 에너지관리시스템으로 제공하는 단계를 포함하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention in order to achieve the above or other objects, the method comprising: acquiring ESS contract information about customer-owned small distributed energy storage devices installed in a distribution network or a small-scale power grid; Based on the obtained ESS contract information, the small distributed energy storage devices are configured as a collective resource corresponding to one virtual energy storage device, and information on at least one of representative efficiency, representative capacity, and representative rating of the configured collective resource detecting; and providing aggregate resource information including the detected information to an energy management system of an upper system.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들에 관한 ESS 계약 정보를 기반으로 상기 소형 분산 에너지저장장치들을 하나의 가상 에너지저장장치에 해당하는 집합자원으로 구성하고, 상기 구성된 집합자원의 대표 효율, 대표 용량 및 대표 정격 중 적어도 하나에 관한 정보를 검출하며, 상기 검출된 정보를 포함하는 집합자원 정보를 상위 계통의 에너지관리시스템으로 제공하는 집합자원 구성부; 및 상기 에너지관리시스템으로부터 수신된 집합자원 지령치를 기반으로 상기 소형 분산 에너지저장장치들의 충/방전 동작을 제어하기 위한 개별 CES 지령치를 연산하고, 상기 연산된 개별 CES 지령치를 상기 소형 분산 에너지저장장치들로 제공하는 지령치 연산부를 포함하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the small distributed energy storage devices are aggregated resources corresponding to one virtual energy storage device based on the ESS contract information on the customer-owned small distributed energy storage devices installed in the power distribution network or the small-scale power grid. and, detecting information on at least one of representative efficiency, representative capacity, and representative rating of the configured collective resource, and providing collective resource information including the detected information to an energy management system of a higher system. wealth; and calculating an individual CES command value for controlling the charging/discharging operation of the small distributed energy storage devices based on the collective resource command value received from the energy management system, and calculating the calculated individual CES command value for the small distributed energy storage devices It provides a small distributed resource-based aggregate resource management device including a setpoint operation unit provided by
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들에 관한 ESS 계약 정보를 획득하는 과정; 상기 획득된 ESS 계약 정보를 기반으로 상기 소형 분산 에너지저장장치들을 하나의 가상 에너지저장장치에 해당하는 집합자원으로 구성하고, 상기 구성된 집합자원의 대표 효율, 대표 용량 및 대표 정격 중 적어도 하나에 관한 정보를 검출하는 과정; 및 상기 검출된 정보를 포함하는 집합자원 정보를 상위 계통의 에너지관리시스템으로 제공하는 과정이 컴퓨터 상에서 실행될 수 있도록 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the process of obtaining ESS contract information about customer-owned small distributed energy storage devices installed in a distribution network or a small-scale power grid; Based on the obtained ESS contract information, the small distributed energy storage devices are configured as a collective resource corresponding to one virtual energy storage device, and information on at least one of representative efficiency, representative capacity, and representative rating of the configured collective resource the process of detecting And it provides a computer program stored in a computer-readable recording medium so that the process of providing the collective resource information including the detected information to the higher-level energy management system can be executed on the computer.
본 발명의 실시 예들에 따른 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법 및 그 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.A method for managing an aggregate resource based on a small distributed resource according to embodiments of the present invention and an effect of the apparatus will be described as follows.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 소형 분산자원들의 충/방전률(C-rate)을 고려하여 상기 소형 분산자원들을 하나의 가상 집합자원으로 구성하는 애그리케이터를 제공함으로써, 전력시스템 운영자 입장에서는 집합자원으로 구성된 소형 분산자원들을 활용함으로써 ESS에 대한 투자 비용을 절감할 수 있고, ESS 소유자 입장에서는 미 사용 시간 대의 ESS를 전력시스템 운영자에게 대여함으로써 부가 수익을 창출할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, an aggregator for configuring the small distributed resources as one virtual aggregate resource in consideration of the charge/discharge rate (C-rate) of the small distributed resources installed in the distribution network or the small power grid By providing the power system operator, it is possible to reduce the investment cost for ESS by utilizing small distributed resources composed of collective resources, and for the ESS owner, additional revenue is created by lending the ESS during unused time to the power system operator. There are advantages to being able to
다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법 및 그 장치가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects achievable by the method and the apparatus for managing aggregated resources based on small distributed resources according to the embodiments of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned above can be seen from the description below. It will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains.
도 1은 본 발명과 관련된 소형 분산자원 기반의 집합자원을 활용하는 마이크로그리드 시스템을 예시하는 도면;
도 2는 도 1의 에너지관리시스템에서 마이크로그리드 시스템의 분산자원 에너지를 관리하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 집합자원 관리장치의 동작을 설명하는 순서도;
도 4는 구간 선형 모델을 이용하여 집합자원의 대표 정격을 산출하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 5는 에너지관리시스템의 지령에 따라 소형 분산 에너지저장장치들의 충/방전 동작을 제어하는 과정을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 집합자원 관리장치의 구성을 나타내는 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 구성 블록도.1 is a diagram illustrating a microgrid system utilizing aggregate resources based on small distributed resources related to the present invention;
FIG. 2 is a diagram referenced to explain a method for managing distributed resource energy of a microgrid system in the energy management system of FIG. 1;
3 is a flowchart illustrating an operation of an apparatus for managing aggregate resources according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram referenced to explain a method of calculating a representative rating of an aggregate resource using a linear model of an interval;
5 is a diagram referenced to explain a process of controlling the charging/discharging operation of small distributed energy storage devices according to a command of the energy management system;
6 is a diagram showing the configuration of an aggregate resource management apparatus according to an embodiment of the present invention;
7 is a block diagram of a computing device according to an embodiment of the present invention;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 즉, 본 발명에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. That is, the term 'unit' used in the present invention means a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and 'unit' performs certain roles. However, 'part' is not limited to software or hardware. The 'unit' may be configured to reside on an addressable storage medium or it may be configured to refresh one or more processors. Thus, as an example, 'part' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. Functions provided within components and 'units' may be combined into a smaller number of components and 'units' or further divided into additional components and 'units'.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
본 발명은 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 소형 분산자원들의 충/방전률(C-rate)을 고려하여 상기 소형 분산자원들을 집합자원으로 구성하는 방법 및 그 장치를 제안한다. 또한, 본 발명은 상위 계통의 에너지관리시스템(EMS)으로부터 수신된 집합자원 지령치를 기반으로 소형 분산자원들의 충/방전 동작을 제어하기 위한 최적 운전 지령치를 산출하는 방법 및 그 장치를 제안한다. 이하, 본 명세서에서 설명하는 소형 분산자원은 EV 배터리를 포함하는 모든 종류의 에너지저장장치를 지칭한다.The present invention proposes a method and apparatus for configuring the small distributed resources as aggregate resources in consideration of the charge/discharge rate (C-rate) of the small distributed resources installed in a distribution network or a small power grid. In addition, the present invention proposes a method and apparatus for calculating an optimal operation command value for controlling the charging/discharging operation of small distributed resources based on the collective resource command value received from the upper-level energy management system (EMS). Hereinafter, the small distributed resource described in this specification refers to all types of energy storage devices including EV batteries.
이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명과 관련된 소형 분산자원 기반의 집합자원을 활용하는 마이크로그리드 시스템을 예시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a microgrid system utilizing aggregate resources based on small distributed resources related to the present invention.
도 1을 참조하면, 커뮤니티 단위의 마이크로그리드 시스템(100)은 태양광 발전(photovoltaics, PV, 110), 연료 전지(Fuel Cell, FC, 120), 에너지저장장치(Energy Storage System, ESS, 130), 에너지관리시스템(Energy Management System, EMS, 140) 및 애그리게이터(Aggregator, AGG, 150)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 애그리게이터(150)는 일종의 중개 시스템(또는 중개 플랫폼)으로서, 하나 이상의 집합자원 관리장치(Aggregated Resource Management System, ARMS, 151)와 고객 소유의 에너지저장장치들(Customer owned ESS, CES, 153)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , the community-based
마이크로그리드 시스템(100)의 연료 전지(120) 및 에너지저장장치(130)는 전력시스템 운영자가 소유하는 분산자원이고, 애그리게이터(150)의 에너지저장장치들(153)은 중개 사업자 또는 고객들이 소유하는 분산자원이다. 이러한 마이크로그리드 시스템(100)은 상위 계통인 전력 시스템(50)과 연계하여 운전하거나 혹은 상기 전력 시스템(50)으로부터 독립하여 운전할 수 있다.The
마이크로그리드 시스템(100)은 신재생에너지원의 증가에 따라 에너지 자립, 변동성 완화 및 계통 기여를 위해 대용량의 에너지저장장치(ESS)가 필요하다. 하지만, 전력시스템 운영자 입장에서는 대용량 에너지저장장치의 설치에 많은 비용이 소모되므로, 수용가에 분산된 고객들의 에너지저장장치들을 공유 및 대여하여 초기 투자비 및 운용비를 절감할 필요가 있다. 이에 따라, 전력시스템 운영자는 고객들이 소유하는 에너지저장장치들(153)을 공유 및 대여하여 마이크로그리드 시스템(100)에 활용할 수 있다.The
전력시스템 운영자는 소형 분산 ESS 기반의 집합자원(ACES)에 대해 중개 사업자와 고정비 계약을 체결하여 해당 집합자원을 활용할 수 있다. 중개 사업자는 개별 에너지저장장치(153)에 대해 각각의 소유주와 고정비 계약을 체결하여 해당 에너지저장장치(153)를 전력시스템 운영자에게 대여할 수 있다. 이에 따라, 전력시스템 운영자 입장에서는 소형 분산 ESS를 활용함으로써 ESS에 대한 투자 비용을 절감할 수 있고, ESS 소유자 입장에서는 미 사용 시간 대의 ESS를 전력시스템 운영자에게 대여함으로써 부가 수익을 창출할 수 있다. 한편, 전력시스템 운영자와 중개 사업자 간의 쌍방 계약과, 중개 사업자와 ESS 소유주들 간의 쌍방 계약이 완료되면, 전력시스템 운영자는 소형 분산 ESS 기반의 집합자원을 관리하는 애그리게이터(150)를 마이크로그리드 시스템(100)에 구축할 수 있다.A power system operator can utilize the aggregate resource by signing a fixed-cost contract with an intermediary operator for a small distributed ESS-based aggregate resource (ACES). An intermediary business operator may enter into a fixed cost contract with each owner for each
에너지관리시스템(140)은 고객들이 소유하는 소형 분산 ESS 기반의 집합자원(ACES)을 활용하여 마이크로그리드 시스템(100)의 전반적인 에너지 관리를 수행할 수 있다. 즉, 에너지관리시스템(140)은 마이크로그리드 시스템(100)의 운전 모드를 결정하고, 상기 결정된 운전 모드에 따라 해당 시스템(100)의 최적 운전 계획을 수립할 수 있다. 이때, 상기 에너지관리시스템(140)은 애그리케이터(150)로부터 수신된 집합자원 정보를 고려하여 마이크로그리드 시스템(100)의 최적 운전 계획을 도출할 수 있다.The
에너지관리시스템(140)는 마이크로그리드 시스템(100)의 최적 운전 계획을 기반으로 분산자원의 최적 운영 스케줄 정보를 도출할 수 있다. 이때, 상기 분산자원의 최적 운영 스케줄 정보는 소형 분산 ESS 기반의 집합자원(ACES)에 관한 최적 운영 스케줄 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 에너지관리시스템(140)는 집합자원에 관한 최적 운영 스케줄 정보(즉, 집합자원 지령치)를 애그리케이터(150)로 전송할 수 있다. 상기 에너지관리시스템(140)에 관한 좀 더 자세한 설명은 도 2를 참조하여 후술하도록 한다.The
애그리게이터(150)는 마이크로그리드에 설치된 고객 소유의 에너지저장장치들(CES, 153)을 하나 이상의 집합자원군으로 구성하고, 상기 구성된 집합자원군에 관한 정보(즉, 집합자원 정보)를 에너지관리시스템(140)으로 전송하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 애그리게이터(150)는 에너지관리시스템(140)의 운전 지령에 따라 소형 분산 에너지저장장치들(153)의 충/방전 동작을 개별적으로 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 상기 애그리게이터(150)의 동작은 하나 이상의 집합자원 관리장치(151)에 의해 수행될 수 있다. 한편, 본 실시 예에서는, 애그리게이터(150)가 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들(CES, 153)을 포함하는 것을 예시하고 있으나 반드시 이에 제한되지는 않으며, 상기 애그리게이터(150)는 집합자원 관리장치(151)만으로 구성될 수도 있다.The
집합자원 관리장치(151)는 CES 관련 데이터를 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들(153)과 송수신할 수 있다. 즉, 집합자원 관리장치(151)는 개별 CES 정보를 소형 분산 에너지저장장치들(153)로부터 수신할 수 있고, 개별 CES 지령치를 소형 분산 에너지저장장치들(153)로 전송할 수 있다. 여기서, 상기 개별 CES 지령치는 소형 분산 에너지저장장치(153)의 충/방전 동작을 제어하는 운전 지령치를 의미한다.The collective
집합자원 관리장치(151)는 집합자원 관련 데이터를 에너지관리시스템(140)과 송수신할 수 있다. 즉, 집합자원 관리장치(151)는 소형 분산 에너지저장장치들(153)을 하나의 가상 에너지저장장치로 나타내는 집합자원 정보를 에너지관리시스템(140)으로 전송할 수 있고, 집합자원 지령치를 에너지관리시스템(140)으로부터 수신할 수 있다. 여기서, 상기 집합자원 지령치는 소형 분산 에너지저장장치들(153)을 대표하는 집합자원(ACES)의 충/방전 동작을 제어하는 운전 지령치를 의미한다. The collective
이와 같은 구성을 갖는 마이크로그리드 시스템(100)은 애그리게이터(150)를 통해 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들을 다양한 용도(가령, 에너지 자립, 변동성 완화, 계통 기여 등)로 활용할 수 있다. 이때, 전력시스템 운영자 입장에서 소형 분산 에너지저장장치들(CESs)을 활용하여 마이크로그리드 시스템을 운전하기 위해서는 상기 소형 분산 에너지저장장치들을 하나의 가상 에너지저장장치에 해당하는 집합자원(ACES)으로 구성하는 방법이 매우 중요하다. 일반적으로 애그리게이터(150)는 소형 분산 ESS들의 집합 자원화 시 대표 용량 및 대표 정격을 부여하여 집합자원을 구성하며, 에너지관리시스템(140)은 해당 집합자원의 대표 용량과 대표 정격만을 고려하여 마이크로그리드 시스템(100)의 분산자원 최적 운영 스케줄을 도출하게 된다. 그런데, 이와 같은 에너지 관리 모델의 전제는 집합자원을 구성하는 소형 분산 ESS들의 충/방전률(C-rate)이 모두 동일해야 한다는 점이다. 하지만, 대부분의 에너지저장장치(ESS)는 배터리 특성에 따라 충/방전률(C-rate)이 다양하다. 이로 인해, 전력시스템 운영자 입장에서는 소형 분산 ESS 기반의 집합자원을 에너지 관리 모델에 직접적으로 활용하기 어려운 측면이 있다. 따라서, 마이크로그리드에 설치된 소형 분산 ESS들의 충/방전률(C-rate)이 서로 다르다는 점을 고려하여 집합자원을 구성할 필요가 있다.The
도 2는 도 1의 에너지관리시스템에서 마이크로그리드 시스템의 분산자원 에너지를 관리하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다. FIG. 2 is a diagram referenced to explain a method for managing distributed resource energy of a microgrid system in the energy management system of FIG. 1 .
도 2를 참조하면, 본 발명과 관련된 에너지관리시스템(EMS, 140)은 마이크로그리드 시스템(100)의 신재생 출력 정보와 부하 정보를 각각 예측하고, 상기 예측된 정보를 기반으로 해당 시스템(100)의 운전 모드를 결정할 수 있다. 이때, 에너지관리시스템(140)은 해당 시스템(100)의 운전 모드를 하루 전에 일 단위로 결정할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the energy management system (EMS, 140) related to the present invention predicts renewable output information and load information of the
에너지관리시스템(140)은 분산자원 최적운영 모델(알고리즘)을 이용하여 미리 결정된 운전 모드에 따라 마이크로그리드 시스템(100)의 최적 운전 계획을 수립할 수 있다. 여기서, 상기 분산자원 최적운영 모델의 목적함수(f)는 에너지 비용을 최소화하는 것을 목적으로 하며, 아래 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.The
여기서, w는 가중치이고, ESS 충/방전 손실비용은 C.ESS 충/방전 손실비용과 ACES 충/방전 손실비용을 합한 것임. Here, w is the weight, and ESS charge/discharge loss cost is the sum of C.ESS charge/discharge loss cost and ACES charge/discharge loss cost.
분산자원 최적운영 모델의 제약 조건은 FC 출력제약, C.ESS 운전제약, ACES 운전제약, 수전전력제약, 수급제약, 시간대별 융통전력 변동성 제약 등을 포함한다. Constraints of the optimal distributed resource operation model include FC output restrictions, C.ESS operation restrictions, ACES operation restrictions, power reception restrictions, supply and demand restrictions, and flexible power variability restrictions by time period.
에너지관리시스템(140)은 신재생 출력 예측 정보, 부하 예측 정보, SMP(System Marginal Price) 정보, 계통 파라미터 정보, 집합자원군 정보 및 제약조건 정보 등을 기반으로 상술한 목적함수(f)을 만족하는 마이크로그리드 시스템(100)의 최적 운전 계획을 도출할 수 있다. 여기서, 상기 집합자원군 정보는 애그리게이터(150)로부터 수집된 소형 분산 ESS 기반의 집합자원들에 관한 정보를 의미한다.The
에너지관리시스템(140)은 상술한 과정을 통해 도출된 마이크로그리드 시스템(100)의 최적 운전 계획을 기반으로 분산자원의 최적 운영 스케줄 정보를 미리 결정된 시간 단위(가령, 매 15분)로 도출할 수 있다. 이때, 상기 분산자원의 최적 운영 스케줄 정보는 C.ESS 최적 운영 스케줄 정보, C.FC 최적 운영 스케줄 정보 및 ACES 최적 운영 스케줄 정보 등을 포함할 수 있다.The
에너지관리시스템(140)은, 최적화 및 스케줄링 완료 시, 소형 분산 ESS 기반의 집합자원에 관한 ACES 최적 운영 스케줄 정보(즉, 집합자원 지령치)를 애그리케이터(150)로 전송할 수 있다. 애그리케이터(150)는 에너지관리시스템(140)로부터 수신된 ACES 최적 운영 스케줄 정보를 기반으로 집합자원을 구성하는 소형 분산 에너지저장장치들(153)의 충/방전 동작을 개별적으로 제어할 수 있다. The
이후, 에너지관리시스템(140)은 분산자원 최적 운영 스케줄 정보, 시스템 계측 정보 및 분산자원 상태정보를 기반으로 마이크로그리드 시스템(100)의 분산자원을 실시간으로 제어할 수 있다. 일 예로, 에너지관리시스템(140)은 PCC(Point of Common Coupling) 수전전력제어, 신재생 감발, 부하 차단 등을 실시간으로 수행할 수 있다.Thereafter, the
이처럼, 에너지관리시스템(140)은 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들을 활용하여 마이크로그리드 시스템(100)을 안정적으로 운전할 수 있다. 이하에서는, 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들을 집합 자원화하는 애그리게이터(150)에 대해 상세히 설명하도록 한다.As such, the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 집합자원 관리장치의 동작을 설명하는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an operation of an apparatus for managing aggregate resources according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 집합자원 관리장치(ARMS, 151)는, 중개 사업자와 ESS 소유주 간의 쌍방 계약 완료 시, 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들(153)에 관한 ACES 계약 정보(또는 ESS 계약 정보)를 획득할 수 있다(S310). 이때, 상기 ACES 계약 정보는 각 에너지저장장치(153)의 계약 배터리 용량, 배터리 효율, PCS(Power Conditioning System) 용량 및 대여 비용(즉, 고정비) 등에 관한 정보를 포함할 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.Referring to FIG. 3 , the collective resource management device (ARMS, 151) according to the present invention is a customer-owned small distributed energy storage device (153) installed in a power distribution network or a small power grid when a bilateral contract between an intermediary operator and an ESS owner is completed. ) on ACES contract information (or ESS contract information) may be obtained (S310). In this case, the ACES contract information may include information on contract battery capacity, battery efficiency, PCS (Power Conditioning System) capacity and rental cost (ie, fixed cost) of each
집합자원 관리장치(151)는 ACES 계약 정보를 기반으로 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들(CES, 153)을 하나의 가상 에너지저장장치에 해당하는 집합자원으로 구성할 수 있다(S330). 즉, 집합자원 관리장치(151)는 ACES 계약 정보를 기반으로 가상 에너지저장장치의 대표 효율, 대표 용량 및 대표 정격 중 적어도 하나에 관한 정보를 산출하고, 상기 산출된 정보를 기반으로 집합자원을 구성할 수 있다. The collective
먼저, 집합자원 관리장치(151)는 소형 분산 에너지저장장치들(153)의 계약 배터리 용량 및 배터리 효율에 관한 정보를 기반으로 집합자원(ACES)의 대표 효율을 산출할 수 있다. 일 예로, 집합자원 관리장치(151)는 아래 수학식 2를 이용하여 집합자원의 대표 효율을 계산할 수 있다. 여기서, 상기 집합자원의 대표 효율은 고정된 값을 갖는다.First, the aggregate
집합자원 관리장치(151)는 소형 분산 에너지저장장치들(153)의 계약 배터리 용량에 관한 정보를 기반으로 집합자원(ACES)의 대표 용량을 산출할 수 있다. 일 예로, 집합자원 관리장치(151)는 아래 수학식 3을 이용하여 집합자원의 대표 용량을 계산할 수 있다. 마찬가지로, 상기 집합자원의 대표 용량은 고정된 값을 갖는다.The aggregate
집합자원 관리장치(151)는 소형 분산 에너지저장장치들(153)의 계약 배터리 용량 및 PCS 용량에 관한 정보를 기반으로 집합자원(ACES)의 대표 정격을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 집합자원의 대표 정격은, 고정된 값을 갖는 대표 효율 및 대표 용량과 달리, 집합자원의 SOC에 따라 가변되는 PCS 용량을 의미한다. 이는 집합자원을 구성하는 소형 분산 에너지저장장치들(153)의 충방전률(C-rate)이 서로 다른 경우, 집합자원의 SOC에 따라 가용 가능한 PCS 용량이 달라질 수 있다는 점을 고려하기 위함이다.The aggregate
집합자원 관리장치(151)는 구간 선형 모델(piecewise linear model)을 이용하여 집합자원의 대표 정격을 산출할 수 있다. 예를 들어, 도 4는 구간 선형 모델을 이용하여 집합자원의 대표 정격을 산출하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 일반적인 소형 분산 에너지저장장치들(CES)의 충방전률(C-rate)이 서로 상이하므로, 각 소형 분산 에너지저장장치(CES)를 충/방전하는데 소요되는 시간이 상이함을 확인할 수 있다. 해당 도면에서, CESk_PCS는 k번째 CES의 PCS 최대 출력값을 의미하고, tk는 k번째 CES가 자신의 PCS 용량(CESk_PCS)으로 충전 또는 방전할 수 있는 최대 시간을 의미한다. The collective
한편, 전력시스템 운영자 입장에서는 소형 분산 에너지저장장치들(CES)의 충방전률(C-rate)이 서로 다르다는 점을 고려하여 상기 소형 분산 에너지저장장치들(CES)을 대표하는 가상의 집합자원(ACES)을 구성할 필요가 있다. 따라서, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 집합자원의 SOC 지점에 따른 PCS 용량을 해당 집합자원의 대표 정격으로 정의할 필요가 있다. 해당 도면에서, ACES_PCSk는 집합자원의 SOC가 BPk-1과 BPk 사이에 있는 경우의 PCS 최대 출력값을 의미하고, BP(Break Point)k는 집합자원의 PCS 최대 출력값(ACES_PCSk)이 변화하는 SOC 지점을 의미한다.On the other hand, in consideration of the fact that the charge/discharge rates (C-rate) of the small distributed energy storage devices (CES) are different from the perspective of the power system operator, a virtual collective resource representing the small distributed energy storage devices (CES) ( ACES) needs to be configured. Therefore, as shown in (b) of FIG. 4, it is necessary to define the PCS capacity according to the SOC point of the aggregate resource as the representative rating of the aggregate resource. In the drawing, ACES_PCS k means the maximum PCS output value when the SOC of the aggregate resource is between BP k-1 and BP k , and BP (Break Point) k is the maximum PCS output value of the aggregate resource (ACES_PCS k ) changes. means the SOC point.
집합자원 관리장치(151)는 아래 수학식 4를 이용하여 집합자원의 SOC 지점(BPk)을 계산할 수 있고, 아래 수학식 5를 이용하여 집합자원의 대표 정격(ACES_PCSk)을 계산할 수 있다.The aggregate
여기서, 는 i번째 소형 분산 에너지저장장치(CES)의 PCS 용량이고, 는 i번째 소형 분산 에너지저장장치(CES)의 충/방전 최대 시간임.here, is the PCS capacity of the i-th small distributed energy storage system (CES), is the maximum charge/discharge time of the i-th small distributed energy storage system (CES).
집합자원 관리장치(151)는 집합자원의 대표 효율, 대표 용량 및 대표 정격 중 적어도 하나를 포함하는 집합자원 정보를 상위 계통의 에너지관리시스템(140)으로 전송할 수 있다(S330). 그러면, 에너지관리시스템(140)은 집합자원 관리장치(151)로부터 수신된 집합자원 정보를 메모리 또는 데이터베이스에 저장할 수 있다.The collective
집합자원 관리장치(151)는 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들(153)로부터 CES 상태 정보(또는 ESS 상태 정보)를 수신할 수 있다(S340). 이때, 상기 CES 상태 정보는 소형 분산 에너지저장장치들(153)의 배터리 충/방전 여부, 배터리 SOC(State Of Charge), 배터리 충/방전 전류 등에 관한 정보를 포함할 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The collective
집합자원 관리장치(151)는 소형 분산 에너지저장장치들(153)로부터 수신된 CES 상태 정보를 기반으로 집합자원(ACES)의 현재 상태 정보를 생성하고, 상기 생성된 집합자원의 현재 상태 정보를 에너지관리시스템(140)으로 전송할 수 있다(S350). 이때, 상기 집합자원의 현재 상태 정보는 해당 집합자원의 SOC 정보를 포함할 수 있다. 상기 집합자원의 SOC 값은 모든 에너지저장장치(153)의 SOC 값을 합산하여 계산할 수 있다.The aggregate
에너지관리시스템(140)은, 상술한 마이크로그리드 시스템(100)의 최적화 및 스케줄링 과정을 통해, 집합자원 관리장치(151)로부터 수신된 집합자원에 관한 정보(즉, 집합자원 정보 및 집합자원 상태 정보)를 기반으로 해당 집합자원의 최적 운영 스케줄 정보를 산출할 수 있다(S360). 즉, 전력시스템 운영자 입장에서는 소형 분산 에너지저장장치들의 상태를 고려할 필요없이 집합자원에 관한 정보만을 기반으로 분산자원의 최적 운영 스케줄 정보를 산출할 수 있다.The
에너지관리시스템(140)은 집합자원의 최적 운영 스케줄 정보를 집합자원 관리장치(151)로 전송할 수 있다(S370). 여기서, 상기 집합자원의 최적 운영 스케줄 정보는 해당 집합자원의 운전 지령치를 포함할 수 있다.The
집합자원 관리장치(151)는 에너지관리시스템(140)으로부터 수신된 집합자원 지령치를 기반으로 소형 분산 에너지저장장치들(153)의 충/방전 동작을 제어하기 위한 개별 CES 지령치를 연산할 수 있다(S380).The collective
가령, 도 5에 도시된 바와 같이, 집합자원 관리장치(151)는 미리 결정된 지령치 최적 분배 모델(알고리즘)을 이용하여 상기 소형 분산 에너지저장장치들(153)에 관한 개별 CES 지령치를 연산할 수 있다. 상기 지령치 최적 분배 모델의 목적함수(f)는 모든 CES 지령치의 합과 집합자원 지령치 사이의 차를 최소화하는 것을 목표로 하며, 아래 수학식 6과 같이 정의될 수 있다.For example, as shown in FIG. 5 , the collective
여기서, Ref(t)는 t시간 에너지관리시스템의 집합자원 지령치이고, PCES(i,t)는 t시간 i번째 CES의 충/방전량임. Here, Ref(t) is the collective resource command value of the energy management system at time t, and P CES (i,t) is the charge/discharge amount of the i-th CES at time t.
한편, 지령치 최적 분배 모델의 제약 조건은, CES 최대 충/방전량(), CES의 동시 충/방전 방지, SOC 상/하한 제약(), SOC 갱신, 전체 스케줄링 기간 동안 각 CES의 충/방전량이 균등하도록 충/방전량 제약 등과 같은 ESS 운전 제약을 포함할 수 있다.On the other hand, the constraint of the optimal setpoint distribution model is the CES maximum charge/discharge ( ), CES simultaneous charge/discharge prevention, SOC upper/lower limit restrictions ( ), SOC update, and ESS operation constraints such as charge/discharge amount constraints so that the charge/discharge amount of each CES is equal during the entire scheduling period.
집합자원 관리장치(151)는 상술한 지령치 최적 분배 모델의 목적함수 및 제약조건을 만족하는 소형 분산 에너지저장장치들(153)의 개별 CES 지령치를 연산할 수 있다. The collective
집합자원 관리장치(151)는 상기 연산된 CES 지령치를 소형 분산 에너지저장장치들(153)로 전송할 수 있다(S390). 각각의 소형 분산 에너지저장장치(153)는 집합자원 관리장치(151)로부터 수신된 CES 지령치에 기초하여 충/방전 동작을 수행할 수 있다.The collective
이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 집합자원 관리장치(151)는 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 소형 분산 ESS들의 충/방전률(C-rate)을 고려하여 상기 소형 분산 ESS들을 하나의 가상 집합자원으로 구성할 수 있고, 상기 구성된 집합자원에 관한 정보를 상위 계통의 에너지관리장치(EMS)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 전력시스템 운영자 입장에서는 집합자원으로 구성된 소형 분산 ESS를 활용함으로써 ESS에 대한 투자 비용을 절감할 수 있고, ESS 소유자 입장에서는 미 사용 시간 대의 ESS를 전력시스템 운영자에게 대여함으로써 부가 수익을 창출할 수 있다.As described above, the aggregate
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 집합자원 관리장치의 구성을 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing the configuration of an aggregate resource management apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 집합자원 관리장치(600)는 집합자원 구성부(610) 및 지령치 연산부(620)를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 구성요소들은 집합자원 관리장치(600)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 집합자원 관리장치는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.Referring to FIG. 6 , an apparatus for managing
집합자원 구성부(610)는 배전망 또는 소규모 전력망에 설치된 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들(153)에 관한 ACES 계약 정보(또는 ESS 계약 정보)를 획득할 수 있다. 이때, 상기 ACES 계약 정보는 각 에너지저장장치(153)의 계약 배터리 용량, 배터리 효율, PCS 용량 및 대여 비용(즉, 고정비) 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.The collective
집합자원 구성부(610)는 ACES 계약 정보를 기반으로 고객 소유의 소형 분산 에너지저장장치들(CES, 153)을 하나의 가상 에너지저장장치에 해당하는 집합자원으로 구성할 수 있다. 즉, 집합자원 구성부(610)는 ACES 계약 정보를 기반으로 가상 에너지저장장치의 대표 효율, 대표 용량 및 대표 정격 중 적어도 하나에 관한 정보를 산출하고, 상기 산출된 정보를 기반으로 집합자원을 구성할 수 있다. 여기서, 집합자원의 대표 효율, 대표 용량 및 대표 정격은 상술한 수학식 2 내지 5를 통해 도출될 수 있다. The collective
집합자원 구성부(610)는 집합자원의 대표 효율, 대표 용량 및 대표 정격 중 적어도 하나를 포함하는 집합자원 정보를 상위 계통의 에너지관리시스템(140)으로 제공할 수 있다.The aggregate
집합자원 구성부(610)는 소형 분산 에너지저장장치들(153)로부터 수신된 CES 상태 정보(또는 ESS 상태 정보)를 기반으로 집합자원(ACES)의 현재 상태 정보를 생성하고, 상기 생성된 집합자원의 현재 상태 정보를 에너지관리시스템(140)으로 전송할 수 있다. 여기서, 상기 CES 상태 정보는 소형 분산 에너지저장장치들(153)의 배터리 충/방전 여부, 배터리 SOC, 배터리 충/방전 전류 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 집합자원의 현재 상태 정보는 해당 집합자원의 SOC 정보를 포함할 수 있다. The aggregate
지령치 연산부(620)는 에너지관리시스템(140)으로부터 수신된 집합자원 지령치를 기반으로 소형 분산 에너지저장장치들(153)의 충/방전 동작을 제어하기 위한 개별 CES 지령치를 연산할 수 있다. 이때, 상기 지령치 연산부(620)는 미리 결정된 지령치 최적 분배 모델을 이용하여 소형 분산 에너지저장장치들(153)에 관한 개별 CES 지령치를 연산할 수 있다.The command
지령치 연산부(620)는 상기 연산된 CES 지령치를 소형 분산 에너지저장장치들(153)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 지령치 연산부(620)는 에너지관리시스템(140)의 집합자원 지령치를 모든 소형 분산 에너지저장장치(153)에게 고르게 분배(할당)할 수 있다. The command
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 구성 블록도이다.7 is a block diagram of a computing device according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치(700)는 적어도 하나의 프로세서(710), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(720) 및 통신 버스(730)를 포함한다. 상기 컴퓨팅 장치(700)는 상술한 집합자원 관리장치(600) 또는 상기 집합자원 관리장치(600)를 구성하는 집합자원 구성부(610) 및 지령치 연산부(620)에 포함되는 하나 이상의 컴포넌트일 수 있다.Referring to FIG. 7 , a
프로세서(710)는 컴퓨팅 장치(700)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시 예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(710)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(720)에 저장된 하나 이상의 프로그램들(725)을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(710)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(700)로 하여금 예시적인 실시 예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.The
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(720)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(720)에 저장된 프로그램(725)은 프로세서(710)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시 예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(720)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(700)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.Computer-
통신 버스(730)는 프로세서(710), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(720)를 포함하여 컴퓨팅 장치(700)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.
컴퓨팅 장치(700)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(750)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(740) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(760)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(740) 및 네트워크 통신 인터페이스(760)는 통신 버스(730)에 연결된다.
입출력 장치(750)는 입출력 인터페이스(740)를 통해 컴퓨팅 장치(700)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(750)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(750)는 컴퓨팅 장치(700)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(700)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(700)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(700)와 연결될 수도 있다.The input/
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The present invention described above can be implemented as computer-readable codes on a medium in which a program is recorded. The computer-readable medium may continuously store a computer-executable program, or may be temporarily stored for execution or download. In addition, the medium may be various recording means or storage means in the form of a single or several hardware combined, it is not limited to a medium directly connected to any computer system, and may exist distributedly on a network. Examples of the medium include a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floppy disk, and those configured to store program instructions, including ROM, RAM, flash memory, and the like. In addition, examples of other media may include recording media or storage media managed by an app store for distributing applications, sites supplying or distributing other various software, and servers. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
100: 마이크로그리드 시스템 110: 태양광 발전
120: 커뮤니티 연료전지 130: 커뮤니티 에너지저장장치
140: 에너지관리시스템 150: 애그리게이터
151: 집합자원 관리장치 153: 소형 분산 에너지저장장치100: microgrid system 110: solar power
120: community fuel cell 130: community energy storage device
140: energy management system 150: aggregator
151: collective resource management device 153: small distributed energy storage device
Claims (12)
상기 획득된 ESS 계약 정보를 기반으로 상기 소형 분산 에너지저장장치들을 하나의 가상 에너지저장장치에 해당하는 집합자원으로 구성하고, 상기 구성된 집합자원의 대표 효율, 대표 용량 및 대표 정격 중 적어도 하나에 관한 정보를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 정보를 포함하는 집합자원 정보를 상위 계통의 에너지관리시스템으로 제공하는 단계를 포함하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법.acquiring ESS contract information on customer-owned small distributed energy storage devices installed in a power distribution network or a small power grid;
Based on the obtained ESS contract information, the small distributed energy storage devices are configured as a collective resource corresponding to one virtual energy storage device, and information on at least one of representative efficiency, representative capacity, and representative rating of the configured collective resource detecting; and
and providing the aggregate resource information including the detected information to an energy management system of an upper system.
상기 ESS 계약 정보는 상기 소형 분산 에너지저장장치들의 계약 배터리 용량, 배터리 효율 및 PCS(Power Conditioning System) 용량에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법.According to claim 1,
The ESS contract information is a small distributed resource-based collective resource management method, characterized in that it includes information on contract battery capacity, battery efficiency, and PCS (Power Conditioning System) capacity of the small distributed energy storage devices.
상기 집합자원의 대표 효율은 상기 소형 분산 에너지저장장치들의 계약 배터리 용량 및 배터리 효율에 관한 정보를 기반으로 산출되는 것을 특징으로 하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법.3. The method of claim 2,
The representative efficiency of the collective resource is a small distributed resource-based collective resource management method, characterized in that it is calculated based on information on contract battery capacity and battery efficiency of the small distributed energy storage devices.
상기 집합자원의 대표 용량은 상기 소형 분산 에너지저장장치들의 계약 배터리 용량에 관한 정보를 기반으로 산출되는 것을 특징으로 하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법.3. The method of claim 2,
The representative capacity of the collective resource is a small distributed resource-based collective resource management method, characterized in that calculated based on information on contract battery capacity of the small distributed energy storage devices.
상기 집합자원의 대표 정격은 상기 소형 분산 에너지저장장치들의 계약 배터리 용량 및 PCS 용량에 관한 정보를 기반으로 산출되는 것을 특징으로 하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법.3. The method of claim 2,
The representative rating of the collective resource is a small distributed resource-based collective resource management method, characterized in that it is calculated based on information about the contract battery capacity and PCS capacity of the small distributed energy storage devices.
상기 집합자원의 대표 정격은, 집합자원의 SOC(State Of Charge) 지점에 따라 가변되는 PCS 용량으로서, 하기 수학식과 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법.
[수학식]
여기서, 는 i번째 소형 분산 에너지저장장치의 PCS 용량이고, 는 i번째 소형 분산 에너지저장장치(CES)의 충/방전 최대 시간임.3. The method of claim 2,
The representative rating of the aggregate resource is a PCS capacity that varies according to the SOC (State Of Charge) point of the aggregate resource, and is defined as the following equation.
[Equation]
here, is the PCS capacity of the i-th small distributed energy storage device, is the maximum charge/discharge time of the i-th small distributed energy storage system (CES).
구간 선형 모델(piecewise linear model)을 이용하여 상기 집합자원의 대표 정격을 산출하는 것을 특징으로 하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법.According to claim 1, wherein the detecting step,
A method for managing a collective resource based on a small distributed resource, characterized in that the representative rating of the collective resource is calculated using a piecewise linear model.
상기 소형 분산 에너지저장장치들로부터 수신된 ESS 상태 정보를 기반으로 상기 집합자원의 현재 SOC 정보를 생성하고, 상기 생성된 집합자원의 현재 SOC 정보를 상기 에너지관리시스템으로 전송하는 단계를 더 포함하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법.According to claim 1,
Generating the current SOC information of the aggregate resource based on the ESS state information received from the small distributed energy storage devices, and transmitting the current SOC information of the generated aggregate resource to the energy management system Distributed resource-based collective resource management method.
상기 에너지관리시스템으로부터 수신된 집합자원 지령치를 기반으로 상기 소형 분산 에너지저장장치들의 충/방전 동작을 제어하기 위한 개별 CES 지령치를 연산하는 단계; 및
상기 연산된 개별 CES 지령치를 상기 소형 분산 에너지저장장치들로 제공하는 단계를 더 포함하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법.According to claim 1,
calculating individual CES command values for controlling charging/discharging operations of the small distributed energy storage devices based on the collective resource command values received from the energy management system; and
and providing the calculated individual CES command values to the small distributed energy storage devices.
미리 결정된 목적함수와 제약조건을 갖는 지령치 최적 분배 모델을 이용하여 상기 소형 분산 에너지저장장치들의 개별 CES 지령치를 연산하는 것을 특징으로 하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 방법.10. The method of claim 9, wherein the calculating step,
A method for managing aggregated resources based on small distributed resources, characterized in that the individual CES command values of the small distributed energy storage devices are calculated using a setpoint optimal distribution model having a predetermined objective function and constraint conditions.
상기 에너지관리시스템으로부터 수신된 집합자원 지령치를 기반으로 상기 소형 분산 에너지저장장치들의 충/방전 동작을 제어하기 위한 개별 CES 지령치를 연산하고, 상기 연산된 개별 CES 지령치를 상기 소형 분산 에너지저장장치들로 제공하는 지령치 연산부를 포함하는 소형 분산자원 기반의 집합자원 관리 장치.Based on the ESS contract information on the customer-owned small distributed energy storage devices installed in the power distribution network or small power grid, the small distributed energy storage devices are configured as a collective resource corresponding to one virtual energy storage device, and the configured collective resource an aggregate resource configuration unit that detects information on at least one of representative efficiency, representative capacity, and representative rating of , and provides aggregate resource information including the detected information to an energy management system of an upper system; and
Based on the collective resource command value received from the energy management system, an individual CES command value for controlling the charging/discharging operation of the small distributed energy storage devices is calculated, and the calculated individual CES command values are transmitted to the small distributed energy storage devices. A small distributed resource-based collective resource management device including a setpoint calculating unit to provide.
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