KR20230011196A - Method and apparatus for managing a renewable energy based on an artificial intelligence - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 신재생 에너지 발전 설비를 통합적으로 관리하는 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial intelligence-based renewable energy management device and method for integrated management of renewable energy generation facilities.
석탄, 석유 등 전통적인 에너지원에 대한 지원 부족이 가속화됨에 따라 세계적으로 기업이 사용하는 전력의 100%를 재생 에너지를 사용했다는 인증인 RE 100이 없으면 탄소세를 부과하여 경제 제제를 강화하는 추세이다.As the lack of support for traditional energy sources such as coal and oil accelerates, there is a global trend to strengthen economic sanctions by imposing a carbon tax if there is no
이와 같이, 전통적 에너지원 사용에 대한 제약 및 한계가 대두됨에 따라 태양광, 풍력, 지열 등의 신재생 에너지에 대하 관심이 고조되고 있다.As such, as restrictions and limitations on the use of traditional energy sources emerge, interest in renewable energy such as solar light, wind power, and geothermal heat is growing.
한편, 정보는 이러한 변화에 대응하기 위하여 재생 에너지 3020 정책, 그린뉴딜 정책, 2050 저탄소 발전 전력 등 관련 정책을 발표하여 재생 에너지의 발전 비중을 2016년 7%에서 2030년 20%를 목표로 약 285%로 증가시키기 위한 정책을 발표하고 있다. Meanwhile, in order to respond to these changes, Information announced related policies such as the Renewable Energy 3020 Policy, the Green New Deal Policy, and the 2050 Low Carbon Power Generation Electricity, increasing the share of renewable energy generation from 7% in 2016 to 20% in 2030, with a target of about 285%. is announcing a policy to increase
전통적 에너지 산업은 중앙 집중형 생산 및 판매 구조로 이루어져 있으나, 신재생 에너지 산업은 인공지능, 블록체인 등 4차 산업 기술을 적용하여 개방형, 분산형 생산 및 판매 구조로 변화하고 있으며, 이에 대한 에너지 산업 생태계에서 다양한 신성장 산업의 기회가 확대되고 있다.The traditional energy industry consists of a centralized production and sales structure, but the renewable energy industry is changing to an open and distributed production and sales structure by applying 4th industrial technologies such as artificial intelligence and blockchain. Opportunities for various new growth industries are expanding in the ecosystem.
특히, 기존의 석탄 화력 발전소나 원자력 발전소에서 대량으로 생산하는 전력을 중앙 공급으로 전달만 하는 방식에서 분산된 지역에서 소규모로 생산되는 재생 에너지가 다양한 방식으로 전력 유통 체계가 변화하고 있다. 즉, '스마트 그리드'라고 불리는 차세대 전력망은 태양광, 풍력, 등 재생 에너지와 에너지 저장장치가 융합된 형태로 소규모 설비를 설치하여 전력을 생산하고 남은 전력을 에너지 저장 장치에 저장했다가 전력 시장에서 거래할 수 있는 형태를 갖는다.In particular, the power distribution system is changing from a method that only transfers electricity produced in large quantities from existing coal-fired power plants or nuclear power plants to central supply, to renewable energy produced on a small scale in dispersed areas in various ways. In other words, the next-generation power grid called 'smart grid' is a combination of renewable energy such as solar and wind power and energy storage devices, and generates electricity by installing small-scale facilities and stores the remaining power in energy storage devices, It has a form that can be traded.
그러나, 분산형 생산 및 판매 구조로 변화하면, 전통적 에너지 산업과 같이 한눈에 전체 전력 수요를 파악하기 어려움 단점이 있다.However, if it changes to a distributed production and sales structure, it is difficult to grasp the total power demand at a glance like in the traditional energy industry.
본 발명은 복수의 신재생 에너지 발전 설비로부터 실시간 발전량 정보, 설비 관련 정보 및 환경 요인 정보를 수집하고, 수집한 실시간 발전량 정보, 설비 관련 정보 및 환경 요인 정보를 기반으로 발전량 예측 모델을 생성한 후 이를 기반으로 복수의 신재생 에너지 발전 설비를 그룹화한 후 각 그룹에 대해 가상 발전소(VPP : Virtual Power Plant)를 생성하여 관리함으로써, 신재생 에너지 산업의 활성화와 더불어 신재생 에너지 산업의 전력 관리의 효율성을 높일 수 있는 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 장치 및 방법을 제공한다.The present invention collects real-time power generation information, facility-related information, and environmental factor information from a plurality of renewable energy power generation facilities, generates a power generation prediction model based on the collected real-time power generation information, facility-related information, and environmental factor information, After grouping a plurality of renewable energy generation facilities based on the base, by creating and managing a Virtual Power Plant (VPP) for each group, the efficiency of power management in the new renewable energy industry as well as the vitalization of the new renewable energy industry is improved. Provides an artificial intelligence-based renewable energy management device and method that can be improved.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 장치는 신재생 에너지 발전을 통해 전력을 생산하고, 실시간 발전량 정보 및 설비 관련 정보를 제공하는 복수의 신재생 에너지 발전 설비를 이용한 신재생 에너지 관리 장치에 있어서, 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비와 네트워크를 통해 연결되어 실시간 발전량 정보 및 설비 관련 정보를 수신하여 수집함과 더불어 상기 신재생 에너지 발전에 영향을 주는 환경 요인 정보를 수집한 후 이를 이용하여 데이터베이스를 구축하는 데이터 수집 서버와, 상기 데이터베이스에 저장된 데이터에 대한 인공지능 분석을 통해 발전량 예측 모델을 생성하며, 상기 발전량 예측 모델을 이용하여 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비의 발전량 예측 정보를 생성하는 발전량 예측 서버와, 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비의 발전량 예측 정보를 기반으로 적어도 하나 이상의 신재생 에너지 발전 설비로 구성된 가상 발전소를 생성하여 관리하는 관리 서버를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the artificial intelligence-based renewable energy management device according to an embodiment of the present invention generates power through renewable energy generation and provides real-time power generation information and facility-related information In the new renewable energy management device using a plurality of renewable energy generation facilities, it is connected to the plurality of new and renewable energy generation facilities through a network to receive and collect real-time power generation information and facility-related information, as well as the new and renewable energy generation A data collection server that collects environmental factor information that affects and then uses it to build a database, and generates a power generation prediction model through artificial intelligence analysis of the data stored in the database, and uses the power generation prediction model to A power generation prediction server for generating power generation prediction information of a plurality of new and renewable energy power generation facilities, and a virtual power plant composed of at least one new and renewable energy power generation facility based on the power generation prediction information of the plurality of new and renewable energy power generation facilities is created and managed. It may include a management server that
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 데이터 수집 서버는 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비가 발전을 통해 전력을 공급하는 연결 경로인 전력망 구성 정보를 더 수집하여 상기 데이터베이스를 구축하며, 상기 관리 서버는 상기 발전량 예측 정보와 상기 전력망 구성 정보를 기반으로 가상 발전소를 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the data collection server further collects power grid configuration information, which is a connection path through which the plurality of renewable energy generation facilities supply power through power generation, to build the database, and the management server builds the database. A virtual power plant may be created based on the power generation prediction information and the power grid configuration information.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 관리 서버는 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비로부터 실시간 발전량 정보를 수신하며, 상기 수신한 실시간 발전량 정보와 상기 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 전력 유실이 있는 신재생 에너지 발전 설비가 존재하는지를 판단하며, 존재할 경우 상기 전력 유실이 있는 신재생 에너지 발전 설비를 포함한 가상 발전소 내 신재생 에너지 발전 설비를 변경시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the management server receives real-time power generation information from the plurality of renewable energy power generation facilities, and compares the received real-time power generation information with the predicted power generation amount. Renewable energy with power loss It is determined whether there is a power generation facility, and if there is, it is possible to change the renewable energy power generation facility in the virtual power plant including the renewable energy power generation facility with the power loss.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 관리 서버는 상기 가상 발전소에 포함된 복수의 신재생 에너지 발전 설비로부터 수신되는 실시간 발전량 정보와 상기 가상 발전소의 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 상기 가상 발전소의 전력 유실이 있는지를 판단하며, 전력 유실이 있는 경우 상기 가상 발전소 내 신재생 에너지 발전 설비를 변경시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the management server compares real-time generation amount information received from a plurality of new and renewable energy generation facilities included in the virtual power plant and power generation prediction information of the virtual power plant, so that power loss of the virtual power plant is detected. If there is power loss, it is possible to change new renewable energy generation facilities in the virtual power plant.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 방법은 신재생 에너지 발전을 통해 전력을 생산하고, 실시간 발전량 정보 및 설비 관련 정보를 제공하는 복수의 신재생 에너지 발전 설비를 이용한 신재생 에너지 관리 방법에 있어서, 관리 장치에서 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비와 네트워크를 통해 연결되어 실시간 발전량 정보 및 설비 관련 정보를 수신하여 수집함과 더불어 상기 신재생 에너지 발전에 영향을 주는 환경 요인 정보를 수집하여 데이터베이스를 구축하는 단계와, 상기 관리 장치에서 상기 데이터베이스에 저장된 데이터에 대한 인공지능 분석을 통해 발전량 예측 모델을 생성하는 단계와, 상기 관리 장치에서 상기 발전량 예측 모델을 이용하여 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비의 발전량 예측 정보를 생성하는 단계와, 상기 관리 장치에서 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비의 발전량 예측 정보를 기반으로 적어도 하나 이상의 신재생 에너지 발전 설비로 구성된 가상 발전소를 생성하여 관리하는 단계를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the artificial intelligence-based renewable energy management method according to an embodiment of the present invention generates power through renewable energy generation and provides real-time power generation information and facility-related information In the renewable energy management method using a plurality of renewable energy generation facilities, a management device is connected to the plurality of renewable energy generation facilities through a network to receive and collect real-time power generation information and facility-related information, and the new Building a database by collecting environmental factor information that affects renewable energy generation; generating a power generation prediction model through artificial intelligence analysis of data stored in the database in the management device; Generating generation prediction information of the plurality of renewable energy generation facilities using a generation prediction model, and generating at least one new renewable energy generation based on the generation prediction information of the plurality of new and renewable energy generation facilities in the management device. A step of creating and managing a virtual power plant composed of facilities may be included.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 구축하는 단계는 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비가 발전을 통해 전력을 공급하는 연결 경로인 전력망 구성 정보를 더 수집하여 상기 데이터베이스를 구축하며, 상기 관리하는 단계는 상기 발전량 예측 정보와 상기 전력망 구성 정보를 기반으로 가상 발전소를 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the constructing step further collects power grid configuration information, which is a connection path through which the plurality of renewable energy generation facilities supply power through power generation, to build the database, and the managing step comprises: A virtual power plant may be generated based on the power generation prediction information and the power grid configuration information.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 관리하는 단계는 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비로부터 실시간 발전량 정보를 수신하는 단계와, 상기 수신한 실시간 발전량 정보와 상기 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 전력 유실이 있는 신재생 에너지 발전 설비가 존재하는지를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 존재할 경우 상기 전력 유실이 있는 신재생 에너지 발전 설비를 포함한 가상 발전소 내 신재생 에너지 발전 설비를 변경시키는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the managing step includes receiving real-time power generation information from the plurality of renewable energy generation facilities, and comparing the received real-time power generation information with the predicted power generation information. The method may further include determining whether there is a renewable energy generation facility and, as a result of the determination, changing a new and renewable energy generation facility in the virtual power plant, including the new and renewable energy generation facility having power loss, if present.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 관리하는 단계는 상기 가상 발전소에 포함된 복수의 신재생 에너지 발전 설비로부터 수신되는 실시간 발전량 정보와 상기 가상 발전소의 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 상기 가상 발전소의 전력 유실이 있는지를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 전력 유실이 있는 경우 상기 가상 발전소 내 신재생 에너지 발전 설비를 변경시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of managing power loss of the virtual power plant through comparison between real-time power generation amount information received from a plurality of renewable energy generation facilities included in the virtual power plant and power generation prediction information of the virtual power plant. determining whether there is a power loss, and as a result of the determination, if there is power loss, renewable energy generation facilities in the virtual power plant may be changed.
전술한 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 신재생 에너지 발전 설비로부터 실시간 발전량 정보, 설비 관련 정보 및 환경 요인 정보를 수집하고, 수집한 실시간 발전량 정보, 설비 관련 정보 및 환경 요인 정보를 기반으로 발전량 예측 모델을 생성한 후 이를 기반으로 복수의 신재생 에너지 발전 설비를 그룹화한 후 각 그룹에 대해 가상 발전소(VPP : Virtual Power Plant)를 생성하여 관리함으로써, 신재생 에너지 산업의 활성화와 더불어 신재생 에너지 산업의 전력 관리의 효율성을 높일 수 있다.According to the above-described embodiment of the present invention, real-time power generation information, facility-related information, and environmental factor information are collected from a plurality of renewable energy generation facilities, and power generation based on the collected real-time power generation information, facility-related information, and environmental factor information. After creating a prediction model, grouping multiple new and renewable energy generation facilities based on this, and creating and managing a virtual power plant (VPP) for each group, thereby activating the new and renewable energy industry as well as renewable energy It can improve the efficiency of industrial power management.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 시스템의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신재생 에너지 관리 장치의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신재생 에너지 관리 장치의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.1 is a diagram showing the overall configuration of an artificial intelligence-based renewable energy management system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the renewable energy management device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart showing the operating process of the renewable energy management device according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The detailed descriptions that follow are provided to provide a comprehensive understanding of the methods, devices and/or systems described herein. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. Terminology used in the detailed description is only for describing the embodiments of the present invention and should in no way be limiting. Unless expressly used otherwise, singular forms of expression include plural forms. In this description, expressions such as "comprising" or "comprising" are intended to indicate any characteristic, number, step, operation, element, portion or combination thereof, one or more other than those described. It should not be construed to exclude the existence or possibility of any other feature, number, step, operation, element, part or combination thereof.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 시스템 및 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an artificial intelligence-based renewable energy management system and method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 시스템의 전체 구성을 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신재생 에너지 관리 장치의 세부 구성을 도시한 블록도이다.1 is a diagram showing the overall configuration of an artificial intelligence-based renewable energy management system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of a renewable energy management device according to an embodiment of the present invention. It is also
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 시스템은 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결된 복수의 신재생 에너지 발전 설비(100) 및 신재생 에너지 관리 장치(200) 등으로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the artificial intelligence-based renewable energy management system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of renewable
신재생 에너지 발전 설비(100)는 지열, 태양광, 풍력, 해양 등을 이용하여 발전을 통해 전기를 생산할 수 있다.The renewable energy
또한, 본 발명의 실시예에 따른 신재생 에너지 발전 설비(100)는 실시간 발전량을 체크하여 이에 대응되는 정보(이하, '실시간 발전량 정보'라고 함)를 생성한 후 이를 네트워크를 통해 연결된 신재생 에너지 관리 장치(200)에 전송할 수 있는 정보 제공기(110)를 더 구비할 수 있다.In addition, the new renewable energy
정보 제공기(110)는 신재생 에너지 관리 장치(200)의 접속 정보를 기반으로 자동으로 신재생 에너지 관리 장치(200)에 연결되어 실시간 발전량 정보를 신재생 에너지 관리 장치(200)에 전송할 수 있다.The
또한, 정보 제공기(110)는 운용 시간, 정지 등의 설비 관련 정보, 운용 비용, 유지보수 비용, 설비단가, 감가 상각, 발전 단가 등의 비용 정보 등을 신재생 에너지 관리 장치(200)에 전송할 수 있다.In addition, the
신재생 에너지 관리 장치(200)는 네트워크를 통해 연결된 신재생 에너지 발전 설비(100)로부터 수신되는 실시간 발전량에 대한 정보와 신재생 에너지 발전과 관련된 외부 환경 요인, 예컨대 날씨, 기온, 풍속 등의 외부 환경 요인 정보를 수집하여 데이터베이스(212)에 저장할 수 있다.The new renewable
또한, 신재생 에너지 관리 장치(200)는 데이터베이스(212)에 저장된 데이터를 인공지능 엔진을 통해 분석하여 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 발전량을 예측하며, 예측한 발전량을 기반으로 복수의 신재생 에너지 발전 설비(100)를 복수개의 가상 발전소로 그룹화한 후 이를 토대로 최적 발전 계획을 수립할 수 있다.In addition, the new renewable
이를 위하여, 신재생 에너지 관리 장치(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 수집 서버(210), 발전량 예측 서버(220) 및 관리 서버(230) 등을 포함할 수 있다.To this end, the renewable
데이터 수집 서버(210)는 복수의 신재생 에너지 발전 설비(100)와 네트워크를 통해 연결되어 실시간 발전량에 대한 정보를 수집함과 더불어 신재생 에너지 발전 설비(100)와 연결된 전력망 구성 정보, 외부 환경 요인 등을 수집하여 데이터베이스(212)에 저장할 수 있다.The
또한, 데이터 수집 서버(210)는 복수의 신재생 에너지 발전 설비(100)로부터 설비 운용 및 성능에 대한 설비 관련 정보 및 비용 정보를 수집하여 데이터베이스(212)에 저장할 수 있다.In addition, the
또한, 데이터 수집 서버(210)는 외부 환경 요인을 제공하는 외부 환경 정보 제공 서버(도 1의 120)로부터 외부 환경 요인에 해당되는 기상 정보, 예컨대 풍속, 풍향, 기온, 날씨, 주의보 및 경보 발령 등과 같은 기상 정보를 수집하여 데이터베이스(212)에 저장할 수 있다.In addition, the
특히, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 서버(210)는 실시간 발전량 정보, 설비 관련 정보, 비용 정보, 외부 환경 요인 정보 등을 수집한 후 이를 분류하여 데이터베이스(212)에 저장할 수 있다.In particular, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 수집 서버(210)는 각 신재생 에너지 발전 설비(100)가 전력을 공급하기 위한 전력망 구성 정보, 예컨대 전력 공급을 위해 신재생 에너지 발전 설비(100)의 연결 정보를 수집한 후 이를 신재생 에너지 발전 설비(100)의 식별자와 매칭시켜 데이터베이스(212)에 저장할 수 있다.In addition, the
이를 통해 데이터베이스(212)에는 신재생 에너지 발전 설비(100)의 식별자에 실시간 발전량, 설비 관련 정보, 발전에 필요한 비용 정보, 외부 환경 요인 및 전력망 구성 정보가 매칭된 매칭 데이터가 저장될 수 있다. Through this, matching data in which the identifier of the renewable energy
발전량 예측 서버(220)는 데이터베이스(212)에 저장된 매칭 데이터를 정형화된 데이터로 처리한 후 정형화 데이터를 인공지능 엔진으로 분석하여 발전량 예측 모델을 생성하고, 생성한 발전량 예측 모델을 토대로 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 발전량을 예측할 수 있다.The power
본 발명의 실시예에서 발전량 예측 서버(220)는 데이터베이스(212)에 수집된 빅 데이터, 즉 비정형 데이터를 구조화된 정형 데이터로 변환하기 위한 데이터 처리부(222)를 구비할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the power
데이터 처리부(222)는 데이터 변환 모듈(222a), 데이터 교정 모듈(222b) 및 데이터 통합 모듈(222c) 등을 포함할 수 있다.The
데이터 변환 모듈부(222a)은 데이터베이스(212)에 저장된 매칭 데이터의 유형을 변환하거나 데이터 분석에 용이한 형태로 변환할 수 있다.The data
데이터 교정 모듈(222b)은 결측치 변환, 이상치 제거, 노이즈 데이터 교정 등을 수행할 수 있다.The
데이터 통합 모듈(222c)은 데이터 분석이 용이하도록 교정된 데이터와 기존 또는 유사 데이터간을 연계시켜 통합시킬 수 있다. 데이터 통합의 경우 레거시 시스템, 즉 기존 시스템의 데이터와 함께 분석이 필요한 경우 필수적이다.The
본 발명의 실시예에 따른 데이터 처리부(222)는 데이터베이스(212)에 저장된 매칭 데이터의 상태에 의거하여 각 모듈(222a, 222b, 222c) 중 적어도 하나 이상을 선택하여 분석 가능한 형태로 데이터를 변환하여 처리할 수 있다.The
또한, 발전량 예측 서버(220)는 데이터 처리부(222)에 의해 처리된 데이터를 기반으로 인공지능 분석을 통해 발전량 예측 모델을 생성하는 발전량 예측 모델 생성부(224)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
발전량 예측 모델 생성부(224)는 데이터 처리부(222)에 의해 처리된 데이터에 대한 정량 및 정성 분석 알고리즘, 딥 뉴럴 네트워크(Deep Neural Netwok),LSTM, SVR, 랜덤 포레스트(Random forest), 가우시안 믹스쳐 등과 같은 선형 분석 알고리즘, S-ARIMA, Prophet, Timeline Analysis 등과 같은 비선형 분석 알고리즘, 적대적 자가 학습 알고리즘(forecast GAN), 통합 판단 알고리즘(Ensemble) 등을 이용하여 발전량 예측 모델을 생성할 수 있다.The power generation prediction
발전량 예측 모델 생성부(224)는 설비 관련 정보인 신재생 에너지 발전 설비(100)의 기동 및 운용 정보와 외부 환경 요인 정보에 따른 실시간 발전량의 변화를 계산하고, 실시간 발전량의 변화에 영향을 주는 설비 관련 정보 및 외부 환경 요인정보에 가중치가 부여된 발전량 예측 모델을 생성할 수 있다.The power generation prediction
발전량 예측 서버(220)는 발전량 예측 모델을 토대로 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 발전량을 예측하는 발전량 예측부(226)를 더 구비할 수 있다. The generation
발전량 예측부(226)는 발전량 예측 모델을 토대로 기온 변화 주기별, 계절별, 월별, 일별 및 시간별 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 발전량을 예측하며, 예측한 발전량 정보를 데이터베이스(212)에 저장할 수 있다. 구체적으로, 발전량 예측부(226)는 각 신재생 에너지 발전 설비(100)에 대해 예측한 발전량 정보(이하, '발전량 예측 정보'라고 함)를 이용하여 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 식별자와 매칭된 매칭 데이터를 업데이트시킬 수 있다.The power
관리 서버(230)는 각 신재생 에너지 발전 설비(100)에 대한 발전량 예측 정보를 기반으로 신재생 에너지 발전 설비(100)들 중 적어도 하나 이상을 선택한 후 이를 그룹화하여 복수의 가상 발전소를 생성하며, 복수의 가상 발전소를 기반으로 최적 발전 계획을 수립할 수 있다.The
일 예로서, 관리 서버(230)는 데이터베이스(212)에 저장된 신재생 에너지 발전 설비(100)의 전력망 구성 정보 및 예측한 발전량을 기반으로 신재생 에너지 발전 설비(100)들 중 적어도 하나 이상을 선택한 후 이를 그룹화하여 복수의 가상 발전소를 생성할 수 있다. 구체적으로, 관리 서버(230)는 데이터베이스(212)에 저장된 매칭 데이터의 분석을 통해 동일한 전력망 구성 정보를 갖는 신재생 에너지 발전 설비(100)의 식별자를 선택하고, 선택한 신재생 에너지 발전 설비(100)의 식별자에 매칭된 발전량 예측 정보를 기반으로 기 설정된 발전 단위, 예컨대 전력 판매가 가능한 단위로 신재생 에너지 발전 설비(100)의 식별자를 선택하는 방법으로 가상 발전소를 생성할 수 있다.As an example, the
또한, 관리 서버(230)는 신재생 에너지 발전 설비(100)로부터 수신되는 실시간 발전량 정보와 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 전력 유실 여부를 판단하며, 전력이 유실되는 것으로 판단되는 경우 이를 보완할 수 있다.In addition, the
여기에서, 전력 유실에 대한 판단은 실시간 발전량 정보가 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 이루어질 수 있는데, 즉 실시간 발전량이 기 설정된 범위 내에서 예측한 발전량에 비해 높게 생산하는 신재생 에너지 발전 설비(100)가 존재하는지 또는 실시간 발전량이 기 설정된 범위 내에서 예측한 발전량에 비해 낮게 생산하는 신재생 에너지 발전 설비(100)가 존재하는지의 여부를 통해 이루어질 수 있다.Here, the determination of power loss can be made through comparison between real-time power generation information and power generation prediction information, that is, the renewable energy
즉, 관리 서버(230)는 전력 유실로 판단된 신재생 에너지 발전 설비(100)를 포함한 가상 발전소에 신재생 에너지 발전 설비(100)를 추가하는 방식으로 전력 유실 부분을 보완하거나 전력 유실로 판단된 신재생 에너지 발전 설비(100)를 포함한 가상 발전소의 재설정할 수 있다.That is, the
본 발명의 실시예에 따른 관리 서버(230)는 전력 판매 가능한 최소 전력량을 관리하며, 최소 전력량 이하로 발전하는 신재생 에너지 발전 설비(100)의 발전량 예측 정보를 이용하여 가상 발전소를 생성할 수 있다.The
또한, 관리 서버(230)는 월별, 일별, 시간별 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 발전량 예측 정보를 기반으로 주기를 결정하고, 각 주기에 대한 가상 발전소를 생성할 수 있다. 구체적으로, 관리 서버(230)는 월별, 일별, 시간별 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 발전량 예측 정보를 분석하여 발전량 예측 정보가 기 설정된 범위 내에서 크게 변화되는 시점을 결정하고, 시점을 토대로 가상 발전소 생성 주기를 결정한 후 가상 발전소 생성 주기별로 가상 발전소를 생성하여 관리할 수 있다.In addition, the
상술한 바와 같은 구성을 갖는 신재생 에너지 관리 장치가 동작하는 과정에 대해 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.It will be described with reference to Figure 3 for the process of operating the renewable energy management apparatus having the configuration as described above.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신재생 에너지 관리 장치가 동작하는 과정을 도시한 흐름도이다.Figure 3 is a flow chart showing the process of operating the renewable energy management device according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 신재생 에너지 관리 장치(200)의 데이터 수집 서버(210)는 네트워크를 통해 연결된 복수의 신재생 에너지 발전 설비(100) 내 정보 제공기(110)로부터 설비 관련 정보, 실시간 발전량 정보, 전력망 구성 정보 및 비용 정보 등을 수집하고, 네트워크를 통해 연결된 환경 정보 제공 서버(120)로부터 외부 환경 요인 정보를 수집(S300)하여 데이터베이스(212)에 저장한다. 이때, 데이터 수집 서버(210)는 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 식별자에 설비 관련 정보, 실시간 발전량 정보, 전력망 구성 정보, 비용 정보 및 외부 환경 요인 정보 등을 매칭시킨 매칭 데이터를 생성하여 데이터베이스(212)에 저장할 수 있다.As shown in FIG. 3, the
이후, 발전량 예측 서버(220)는 S300을 통해 기 설정된 기간 동안 수집된 매칭 데이터에 대한 인공지능 분석을 통해 발전량 예측 모델을 생성(S302)한 후 발전량 예측 모델을 토대로 각 신재생 에너지 발전 설비(100)에 대한 발전량 예측 정보를 생성(S304)하며, 생성한 발전량 예측 정보에 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 식별자를 매칭시켜 데이터베이스(212)에 저장한다.Thereafter, the power
그런 다음, 관리 서버(230)는 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 발전량 예측 정보, 기 설정된 기준 데이터 및 전력망 구성 정보를 이용하여 적어도 하나 이상의 신재생 에너지 발전 설비(100)를 그룹화하는 방법으로 적어도 둘 이상의 가상 발전소를 생성한다. 여기에서, 기준 데이터는 판매 가능한 최소 전력량일 수 있다.Then, the
예를 들어, 관리 서버(230)는 최소 전력량 이하로 발전하고 동일한 전력망으로 연결되는 신재생 에너지 발전 설비(100)를 그룹화하여 가상 발전소를 생성(S306)할 수 있다.For example, the
또한, 관리 서버(230)는 최소 전력량 초과한 발전을 수행하는 신재생 에너지 발전 설비(100)(이하, '초과 신재생 에너지 발전 설비'라고 함)의 경우 초과 신재생 에너지 발전 설비(100) 하나를 단독 전력 발전용 가상 발전소로 설정(S308)하여 관리할 수 있다.In addition, the
이후, 관리 서버(230)는 가상 발전소 내 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 실시간 발전량 정보와 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 전력 유실이 있는지를 판단한다(S310). 구체적으로, 관리 서버(230)는 실시간 발전량이 기 설정된 범위 내에서 발전량 예측 정보보다 낮아지거나 높아지는지를 체크하여 전력 유실이 있는지를 판단할 수 있다.Thereafter, the
S310의 판단 결과, 전력 유실이 있는 경우 관리 서버(230)는 가상 발전소의 변경이 필요한지를 판단한다(S312). 구체적으로, 관리 서버(230)는 가상 발전소 내 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 실시간 발전량의 합이 판매 가능한 최소 전력량 미만인지를 체크하여 가상 발전소의 변경이 필요한지를 판단할 수 있다.As a result of the determination in S310, if there is a power loss, the
S312의 판단 결과, 최소 전력량 미만인 경우 관리 서버(230)는 전력 유실을 관리하기 위해 가상 발전소 내 신재생 에너지 발전 설비(100)를 변경시킨다(S314). 구체적으로, 관리 서버(230)는 동일한 전력망 구성 정보를 갖는 단독 전력 발전용가상 발전소로 설정된 초과 신재생 에너지 발전 설비(100)를 전력 유실된 가상 발전소에 포함시키는 방식으로 가상 발전소를 변경시킬 수 있다.As a result of the determination in S312, if the amount of power is less than the minimum, the
한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에서는 생략되었지만, 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버(230)는 각 신재생 에너지 발전 설비(100)의 일별, 시간별, 월별 실시간 발전량 정보를 토대로 가상 발전소 생성 주기를 생성하며, 생성한 가상 발전소 생성 주기별로 가상 발전소를 생성한 후 관리할 수도 있다.On the other hand, although omitted in the embodiment of the present invention as described above, the
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 전력 유실을 관리하기 위해 최소 전력량 미만인 경우에 전류 유실을 관리하기 위해 가상 발전소 내 신재생 에너지 발전 설비(100)를 변경시키는 것으로 예를 들어 설명하였지만, 실시간 발전량이 기 설정된 범위 내에서 발전량 예측 정보보다 높아진 경우 전력 유실을 관리하기 위해 가상 발전 내 신재생 에너지 발전 설비(100)를 변경할 수도 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, it has been described as an example of changing the renewable energy
또한, 전력 유실을 신재생 에너지 발전 설비(100)를 기준으로 설명하였지만, 전력 유실을 가상 발전소 내 포함된 신재생 에너지 발전 설비(100)의 실시간 발전량의 합과 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 이루어질 수 있다. 즉, 관리 서버(230)는 가상 발전소 내 포함된 신재생 에너지 발전 설비(100)의 실시간 발전량의 합이 기 설정된 범위 내에서 발전량 예측 정보보다 낮거나 높아지는 것을 체크하여 전력 유실 발생 여부를 판단할 수도 있다.In addition, although the power loss has been described based on the renewable
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof should be construed as being included in the scope of the present application. .
100 : 신재생 에너지 발전 설비
110 : 정보 제공기
120 : 환경 정보 제공 서버
200 : 신재생 에너지 관리 장치100: new renewable energy power generation facility
110: information provider
120: environment information providing server
200: new renewable energy management device
Claims (8)
상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비와 네트워크를 통해 연결되어 실시간 발전량 정보 및 설비 관련 정보를 수신하여 수집함과 더불어 상기 신재생 에너지 발전에 영향을 주는 환경 요인 정보를 수집한 후 이를 이용하여 데이터베이스를 구축하는 데이터 수집 서버와,
상기 데이터베이스에 저장된 데이터에 대한 인공지능 분석을 통해 발전량 예측 모델을 생성하며, 상기 발전량 예측 모델을 이용하여 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비의 발전량 예측 정보를 생성하는 발전량 예측 서버와,
상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비의 발전량 예측 정보를 기반으로 적어도 하나 이상의 신재생 에너지 발전 설비로 구성된 가상 발전소를 생성하여 관리하는 관리 서버를 포함하는 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 장치.
In the new renewable energy management device using a plurality of renewable energy power generation facilities that produce power through renewable energy generation and provide real-time power generation information and facility-related information,
Connected to the plurality of renewable energy generation facilities through a network to receive and collect real-time power generation information and facility-related information, collect environmental factor information affecting the generation of new and renewable energy, and build a database using it. A data collection server that
A power generation prediction server for generating a power generation prediction model through artificial intelligence analysis of data stored in the database and generating power generation prediction information of the plurality of renewable energy power generation facilities using the power generation prediction model;
An artificial intelligence-based new and renewable energy management device comprising a management server that creates and manages a virtual power plant composed of at least one new and renewable energy generation facility based on the prediction information on the generation amount of the plurality of new and renewable energy generation facilities.
상기 데이터 수집 서버는,
상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비가 발전을 통해 전력을 공급하는 연결 경로인 전력망 구성 정보를 더 수집하여 상기 데이터베이스를 구축하며,
상기 관리 서버는,
상기 발전량 예측 정보와 상기 전력망 구성 정보를 기반으로 가상 발전소를 생성하는 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 장치.
According to claim 1,
The data collection server,
Building the database by further collecting power grid configuration information, which is a connection path through which the plurality of renewable energy generation facilities supply power through power generation;
The management server,
An artificial intelligence-based renewable energy management device for generating a virtual power plant based on the power generation prediction information and the power grid configuration information.
상기 관리 서버는,
상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비로부터 실시간 발전량 정보를 수신하며, 상기 수신한 실시간 발전량 정보와 상기 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 전력 유실이 있는 신재생 에너지 발전 설비가 존재하는지를 판단하며, 존재할 경우 상기 전력 유실이 있는 신재생 에너지 발전 설비를 포함한 가상 발전소 내 신재생 에너지 발전 설비를 변경시키는 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 장치.
According to claim 1,
The management server,
Real-time power generation information is received from the plurality of renewable energy generation facilities, and it is determined whether there is a renewable energy generation facility with power loss through comparison between the received real-time generation amount information and the generation amount prediction information. An artificial intelligence-based renewable energy management device that changes new and renewable energy generation facilities in virtual power plants, including new and renewable energy generation facilities that are lost.
상기 관리 서버는,
상기 가상 발전소에 포함된 복수의 신재생 에너지 발전 설비로부터 수신되는 실시간 발전량 정보와 상기 가상 발전소의 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 상기 가상 발전소의 전력 유실이 있는지를 판단하며, 전력 유실이 있는 경우 상기 가상 발전소 내 신재생 에너지 발전 설비를 변경시키는 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 장치.
According to claim 1,
The management server,
It is determined whether there is power loss of the virtual power plant through comparison between real-time power generation information received from a plurality of renewable energy generation facilities included in the virtual power plant and power generation prediction information of the virtual power plant, and if there is power loss, the virtual power plant An artificial intelligence-based renewable energy management device that changes renewable energy generation facilities in power plants.
관리 장치에서 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비와 네트워크를 통해 연결되어 실시간 발전량 정보 및 설비 관련 정보를 수신하여 수집함과 더불어 상기 신재생 에너지 발전에 영향을 주는 환경 요인 정보를 수집하여 데이터베이스를 구축하는 단계와,
상기 관리 장치에서 상기 데이터베이스에 저장된 데이터에 대한 인공지능 분석을 통해 발전량 예측 모델을 생성하는 단계와,
상기 관리 장치에서 상기 발전량 예측 모델을 이용하여 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비의 발전량 예측 정보를 생성하는 단계와,
상기 관리 장치에서 상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비의 발전량 예측 정보를 기반으로 적어도 하나 이상의 신재생 에너지 발전 설비로 구성된 가상 발전소를 생성하여 관리하는 단계를 포함하는 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 방법.
In the renewable energy management method using a plurality of renewable energy generation facilities that produce power through renewable energy generation and provide real-time power generation information and facility-related information,
In addition to receiving and collecting real-time power generation information and facility-related information by being connected to the plurality of renewable energy power generation facilities through a network in a management device, environmental factor information affecting the renewable energy generation is collected to build a database steps,
Generating a power generation prediction model through artificial intelligence analysis of data stored in the database in the management device;
Generating generation amount prediction information of the plurality of renewable energy power generation facilities using the generation amount prediction model in the management device;
Artificial intelligence-based renewable energy management method comprising the step of generating and managing a virtual power plant composed of at least one new renewable energy generation facility based on the prediction information of the generation amount of the plurality of renewable energy generation facilities in the management device.
상기 구축하는 단계는,
상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비가 발전을 통해 전력을 공급하는 연결 경로인 전력망 구성 정보를 더 수집하여 상기 데이터베이스를 구축하며,
상기 관리하는 단계는,
상기 발전량 예측 정보와 상기 전력망 구성 정보를 기반으로 가상 발전소를 생성하는 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 방법.
According to claim 5,
The building step is
Building the database by further collecting power grid configuration information, which is a connection path through which the plurality of renewable energy generation facilities supply power through power generation;
The management step is
An artificial intelligence-based renewable energy management method for generating a virtual power plant based on the power generation prediction information and the power grid configuration information.
상기 관리하는 단계는,
상기 복수의 신재생 에너지 발전 설비로부터 실시간 발전량 정보를 수신하는 단계와,
상기 수신한 실시간 발전량 정보와 상기 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 전력 유실이 있는 신재생 에너지 발전 설비가 존재하는지를 판단하는 단계와,
상기 판단 결과, 존재할 경우 상기 전력 유실이 있는 신재생 에너지 발전 설비를 포함한 가상 발전소 내 신재생 에너지 발전 설비를 변경시키는 단계를 더 포함하는 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 방법.
According to claim 5,
The management step is
Receiving real-time generation amount information from the plurality of renewable energy generation facilities;
Determining whether there is a renewable energy generation facility with power loss through comparison between the received real-time generation amount information and the generation amount prediction information;
As a result of the determination, if present, artificial intelligence-based renewable energy management method further comprising the step of changing renewable energy generation facilities in the virtual power plant, including the renewable energy generation facilities with the power loss.
상기 관리하는 단계는,
상기 가상 발전소에 포함된 복수의 신재생 에너지 발전 설비로부터 수신되는 실시간 발전량 정보와 상기 가상 발전소의 발전량 예측 정보간의 비교를 통해 상기 가상 발전소의 전력 유실이 있는지를 판단하는 단계와,
상기 판단 결과, 전력 유실이 있는 경우 상기 가상 발전소 내 신재생 에너지 발전 설비를 변경시키는 인공지능 기반의 신재생 에너지 관리 방법.According to claim 5,
The management step is
Determining whether or not there is a power loss of the virtual power plant through comparison between real-time generation amount information received from a plurality of renewable energy generation facilities included in the virtual power plant and power generation prediction information of the virtual power plant;
As a result of the determination, an artificial intelligence-based renewable energy management method for changing renewable energy generation facilities in the virtual power plant when there is a power loss.
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