KR20230084915A - 신재생 에너지 연동 전력 단가 산정 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신재생 에너지 연동 전력 단가 산정 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 ESS사업자가 신재생 에너지 발전사업자로부터 전력을 매수하거나 저장된 전력을 수용가나 EV충전소로 매도할 때 발전사업자의 실시간 발전량을 고려하여 최적의 매수단가와 매도단가를 산정할 수 있는 신재생 에너지 연동 전력 단가 산정 시스템에 관한 것이다.

Description

신재생 에너지 연동 전력 단가 산정 시스템{System for calculating trade unit cost of electric power considering renewable energy generation}
본 발명은 신재생 에너지 연동 전력 단가 산정 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 ESS사업자가 신재생 에너지 발전사업자로부터 전력을 매수하거나 저장된 전력을 수용가나 EV충전소로 매도할 때 발전사업자의 실시간 발전량을 고려하여 최적의 매수단가와 매도단가를 산정할 수 있는 신재생 에너지 연동 전력 단가 산정 시스템에 관한 것이다.
최근 신재생 에너지 기술의 발전에 따른 분산 에너지 자원(Distributed Energy Resource, DER)의 급격한 확산으로 인해, 전기소비자는 단순히 전기를 소비하는 수동적인 개체에서 직접 전기를 생산 및 소비하는 에너지 프로슈머(energy prosumer)로 변모하고 있다.
P2P 전력거래는 에너지 프로슈머가 자신의 잉여전력을 다른 전기소비자와 전력망을 통해 직접 교환하는 것으로, 에너지 프로슈머의 수익 창출을 통한 분산 에너지 자원(DER)의 자발적 투자 유인을 제공함과 동시에 에너지 프로슈머와 전기소비자 간 협력적인 네트워크 구축으로 전력사용 및 분산자원 활용의 최적화를 도모할 수 있는 유용한 수단으로 고려되고 있다.
이러한 P2P 전력거래를 활성화하기 위해서는 에너지 프로슈머와 전기소비자 간 전력거래의 기회를 보다 정확하게 포착하여 이에 대한 정보를 모든 거래참여자에게 제공하는 것이 매우 중요하다. 즉, P2P 전력거래 서비스를 제공하는 운영자 입장에서는 사전에 모든 거래참여자의 전력사용 및 분산자원의 발전예측에 대한 정보를 제공함으로써, 전기소비자 및 에너지 프로슈머가 자발적으로 전력거래에 참여할 수 있는 유인을 제공하는 것이 P2P 전력거래 활성화를 촉진할 수 있는 필수조건 가운데 하나라 할 수 있다.
한편, 최근 신재생 에너지를 이용하여 생산한 전력을 전력시장을 거치지 않고 사용자에게 직접 공급할 수 있는 '재생에너지 전기공급사업'이 시행될 예정이고, 세부 사항을 담은 전기사업법 시행령 개정안이 국무회의를 통과하면서 재생에너지 전기만을 별도로 판매할 수 있는 기틀이 마련되고 있다.
따라서, 전력구매자인 동시에 전력판매자인 ESS사업자가 발전사업자로부터 최적의 매수단가로 전력를 매수하고, 최적의 매도단가로 전력을 판매할 수 있는 전력 단가를 산정하기 위한 기술적인 요구가 있다.
본 발명은 상술한 요구를 충족하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 발전사업자의 실시간 발전량을 고려하여 최적의 매수단가를 산정할 수 있는 전력 단가 산정 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 발전사업자의 실시간 발전량, 전력 소비처의 실시간 수요량 및 ESS 전력 잔량을 종합적으로 고려하여 최적의 매도단가를 산정할 수 있는 전력 단가 산정 시스템을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 ESS사업자가 신재생 에너지 발전사업자로부터 전력를 매수하거나, 저장된 전력을 수용가나 EV충전소로 매도할 때, 매수단가와 매도단가를 산정하기 위한 전력 단가 산정 시스템으로서, 상기 매수단가는 현재 계통한계가격(SMP:System Marginal Price)에 상기 발전사업자의 최저 이익 보장단가를 더하여 산정하고, 상기 매도단가는 상기 매수단가에 상기 ESS사업자의 이익 보장단가를 더하여 산정하는 것을 특징으로 하는 전력 단가 산정 시스템을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 발전사업자의 최저 이익 보장단가는 상기 발전사업자의 실시간 발전량에 따라 증감되는 실시간 발전량 가중치에 의해 조정된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 상기 ESS사업자의 이익 보장단가는 상기 실시간 발전량과 ESS 전력 잔량 대비 실시간 수요량인 실시간 수요량 가중치에 의해 조정된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 매수단가는 아래의 수학식 1과 같이 계산되고, 상기 매도단가는 아래의 수학식 2와 같이 계산된다.
[수학식 1]
Figure pat00001
[수학식 2]
Figure pat00002
여기서, 상기 실시간 발전량 가중치는 실시간 발전량이 증가할수록 작아지고, 상기 실시간 수요량 가중치는 실시간 수요량에서 실시간 발전량과 ESS 전력 잔량의 합을 나눈 값이다.
또한, 본 발명은 상기 전력 단가 산정 시스템에 설치되어 상기 매수단가와 상기 매도단가를 계산하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 전력 단가 산정 프로그램을 더 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 전력 단가 산정 시스템에 의하면, 실시간 발전량에 따라 매수단가를 조정하여 발전사업자 전력공급과 ESS사업자의 전력수요를 최적화하면서도 서로 손해를 보지 않고 전력거래를 할 수 있게 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 전력 단가 산정 시스템에 의하면, 실시간 발전량과 ESS의 전력잔량, 실시간 수요량을 감안하여 매도단가를 조정함으로써 ESS사업자의 이익을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 단가 산정 시스템을 보여주는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 단가 산정 시스템(100)은 ESS(Energy Storage System)사업자(20)가 신재생 에너지 발전 사업자(10, 이하, '발전 사업자'라 함)로부터 전력을 매수하여 전력 소비처인 대규모 수용가(30)나 EV(Electric Vehicle)충전소(40)로 전력을 매도할 때, 최적의 매수단가와 매도단가를 산정함으로써 전력의 수요와 공급을 유연화하는 한편, ESS사업자(20)의 이익을 극대화할 수 있게 하는 위한 시스템이다.
또한, 상기 전력 단가 산정 시스템(100)은 상기 발전 사업자(10)로부터 실시간 발전량을 수신하고, 상기 ESS사업자(20)로부터 ESS 전력잔량을 수신하며, 상기 전력 소비처로부터 실시간 수요량을 수신하고, 한국전력서버(50)로부터 계통한계가격을 수신하여 상기 ESS사업자(20)의 매수단가 및 매도단가를 산정한다.
다만, 상기 계통한계가격(SMP:System Marginal Price)은 전력거래소 서버나 포털사이트의 웹서버로부터 입력받을 수도 있다.
또한, 상기 매수단가와 상기 매도단가의 산정은 실질적으로 상기 전력 단가 산정 시스템(100)에 설치된 전력 단가 산정 프로그램에 의해 수행되며, 상기 전력 단가 산정 프로그램만이 별도로 제공될 수 있다.
또한, 상기 전력 단가 산정 프로그램은 프로그램 배포를 위한 서버 시스템에 저장되어 통신망을 통해 배포될 수 있으며 별도의 기록 매체에 저장되어 제공될 수도 있다.
또한, 상기 기록 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되어 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다.
예를 들면, 상기 기록 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD, DVD와 같은 광 기록 매체, 자기 및 광 기록을 겸할 수 있는 자기-광 기록 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등 단독 또는 조합에 의해 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치일 수 있다.
또한, 상기 전력 단가 산정 프로그램은 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등이 단독 또는 조합으로 구성된 프로그램일 수 있고, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라, 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드로 작성된 프로그램일 수 있다.
이하에서는 상기 전력 단가 산정 시스템(100)이 매수단가와 매도단가를 산정하는 방법을 자세히 설명한다.
기본적으로, 상기 매수단가는 현재 계통한계가격에 상기 발전사업자(10)의 최저 이익 보장단가를 더하여 산정되고, 상기 매도단가는 상기 매수단가에 상기 ESS사업자(20)의 이익 보장단가를 더하여 산정된다.
이는 상기 발전사업자(10)가 계통에 전력을 판매할 때보다 상기 ESS사업자(20)로 전력을 판매할 때, 최저 이익을 보장받을 수 있게 하고, 상기 ESS사업자(20)는 자신이 매수한 단가에서 이익 보장단가를 더하여 수용가(30)나 EV충전소(40)로 전력을 판매할 수 있게 하기 위함이다.
또한, 상기 발전사업자(10)의 최저 이익 보장단가는 상기 발전사업자(10)의 발전소 운영비용 등을 감안하여 산정되며, 상기 발전사업자(10)가 상기 전력 단가 산정 시스템(100)으로부터 수신할 수도 있다.
또한, 상기 ESS사업자(20)의 이익 보장단가 역시, 상기 ESS사업자(20)가 ESS를 운영하면서 소요되는 운영비용 등을 감안하여 산정된다.
즉, 상기 전력 단가 산정 시스템(100)은 상기 발전사업자(10)과 상기 ESS사업자(20)가 서로 손해보지않고 전력을 거래할 수 있는 최소한의 매수단가 및 매도단가를 산정할 수 있다.
한편, 상기 전력 단가 산정 시스템(100)은 상기 발전사업자(10)의 실시간 발전량 변화에 따라 상기 최저 이익 보장단가를 가변시켜 매수단가를 조정한다.
그 이유는 계약된 기준치 용량보다 충분한 용량이 발전될 경우 매수단가를 낮게 하고 기준치 용량보다 부족한 용량이 발전될 경우 매수단가를 높게 함으로써 수요와 공급을 적절하게 관리하기 위함이다.
자세하게는 상기 전력 단가 산정 시스템(100)은 상기 발전사업자(10)의 실시간 발전량에 따라 증감하는 실시간 발전량 가중치로 상기 최저이익 보장단가를 조정하여 매수단가를 산정하며 아래의 수학식 1과 같이 매수단가를 계산할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00003
여기서 상기 실시간 발전량 가중치는 실시간 발전량이 증가할수록 작아지고 실시간 발전량이 감소할수록 커진다. 예를 들면, 현재 발전량이 계약된 용량인 기준치일 경우 상기 실시간 발전량 가중치은 '1'이며, 현재 발전량이 기준치를 초과하여 증가할수록, 상기 실시간 발전량 가중치는 '0.9', '0.8'...로 감소하고, 현재 발전량이 기준치 미만으로 감소할 경우, 상기 실시간 발전량 가중치는 '1.1', '1.2'...로 증가한다.
즉, 본 발명의 전력 단가 산정 시스템(100)은 실시간 발전량에 기반하여 수요와 공급이 유지되도록 매수단가를 조정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 전력 단가 산정 시스템(100)은 상기 ESS사업자(20)의 실시간 발전량, ESS전력 잔량 및 실시간 수요량를 이용하여 실시간 수요량 가중치를 계산하고, 이 실시간 수요량 가중치로 상기 ESS사업자(20)의 이익 보장단가를 조정하여 ESS의 전력을 매도할 것인지 매수된 전력을 ESS에 충전할 것인지를 결정하게 한다.
그 이유는 실시간 발전량이나 ESS 충전율이 높을 경우 할인하여 매도하고, 실시간 수요량이 높을 경우 프리미엄을 붙여 높은 가격에 매도하기 위함이다.
자세하게는 상기 전력 단가 산정 시스템(100)은 아래의 수학식 2를 통해 매도단가를 계산할 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00004
여기서 ESS사업자(20)의 이익보장단가는 실시간 발전량에 따라 1차로 조정되며, 실시간 수요량 가중치에 의해 2차로 조정된다.
또한, 상기 실시간 수요량 가중치는 실시간 수요량에서 실시간 발전량과 ESS 전력잔량을 더한 값을 나눈 값이다.
즉, 실시간 발전량이 증가할수록 실시간 발전량 가중치는 작아지고 ESS사업자의 이익보장단가는 감소한다.
또한, ESS사업자의 이익보장단가는 실시간 발전량과 ESS에 현재 저장된 ESS 전력 잔량이 커질수록 작아지고 실시간 수요량이 커질수록 커진다.
따라서, 본 발명의 전력 단가 산정 시스템(100)에 의하면, 실시간 발전량과 ESS 전력잔량 및 실시간 수요량을 복합적으로 이용하여 매도단가를 산정할 수 있으므로 수요와 공급이 적절히 유지되면서 전력 매도에 이익이 발생할 수 있게 하는 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10:신재생 에너지 발전사업자 20:ESS사업자
30:수용가 40:EV충전소
50:한국전력서버 100:전력 단가 산정 시스템

Claims (5)

  1. ESS사업자가 신재생 에너지 발전사업자로부터 전력를 매수하거나, 저장된 전력을 수용가나 EV충전소로 매도할 때, 매수단가와 매도단가를 산정하기 위한 전력 단가 산정 시스템으로서,
    상기 매수단가는 현재 계통한계가격(SMP:System Marginal Price)에 상기 발전사업자의 최저 이익 보장단가를 더하여 산정하고,
    상기 매도단가는 상기 매수단가에 상기 ESS사업자의 이익 보장단가를 더하여 산정하는 것을 특징으로 하는 전력 단가 산정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발전사업자의 최저 이익 보장단가는 상기 발전사업자의 실시간 발전량에 따라 증감되는 실시간 발전량 가중치에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 전력 단가 산정 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상기 ESS사업자의 이익 보장단가는 상기 실시간 발전량과 ESS 전력 잔량 대비 실시간 수요량인 실시간 수요량 가중치에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 전력 단가 산정 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 매수단가는 아래의 수학식 1과 같이 계산되고, 상기 매도단가는 아래의 수학식 2와 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 전력 단가 산정 시스템.
    [수학식 1]
    Figure pat00005

    [수학식 2]
    Figure pat00006

    여기서, 상기 실시간 발전량 가중치는 실시간 발전량이 증가할수록 작아지고, 상기 실시간 수요량 가중치는 실시간 수요량에서 실시간 발전량과 ESS 전력 잔량의 합을 나눈 값이다.
  5. 제 5 항의 전력 단가 산정 시스템에 설치되어 상기 매수단가와 상기 매도단가를 계산하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 전력 단가 산정 프로그램.
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