KR20230121442A - 전력 거래 중개 방법 및 그 장치 - Google Patents

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KR20230121442A KR1020220018336A KR20220018336A KR20230121442A KR 20230121442 A KR20230121442 A KR 20230121442A KR 1020220018336 A KR1020220018336 A KR 1020220018336A KR 20220018336 A KR20220018336 A KR 20220018336A KR 20230121442 A KR20230121442 A KR 20230121442A
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Abstract

전력 거래 중개 방법 및 그 장치가 개시된다. 전력 거래 중개 방법은, 프로슈머의 잉여 전력 판매에 대한 전력 판매 편익을 기반으로 전력 판매 가격을 도출하되, 상기 프로슈머의 신재생 에너지 생산 설비의 설치비 회수 기간을 고려하여 거래비율지수를 상기 전력 판매 가격에 반영하여 상기 전력 판매 가격을 도출하는 단계; 컨슈머의 잉여 전력 구매에 대한 전력 구매 편익을 기반으로 전력 구매 가격을 도출하는 단계; 상기 전력 판매 가격과 상기 전력 구매 가격을 이용한 전력 거래 가격 범위를 만족하도록 전력 거래 가격을 도출하는 단계; 및 상기 도출된 전력 거래 가격으로 상기 잉여 전력의 거래를 중개하는 단계를 포함한다.

Description

전력 거래 중개 방법 및 그 장치{Energy transaction brokerage method and apparatus}
본 발명은 전력 거래 중개 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
에너지 소비와 CO2 및 온실 가스 배출을 줄이기 위한 스마트 에너지 기술, 서비스 및 비즈니스 모델 개발을 위해 전 세계적 연구원들이 노력하고 있다. ICT 기술을 기반으로 지속 가능한 환경 구축이 가능하며, 태양광 기반 신재생 에너지 시스템과 신재생 에너지 관련 지능형 서비스 모델이 개발되고 있으며, 가장 대표적인 서비스 모델 중 하나가 에너지 프로슈머이다.
에너지 프로슈머(Energy Prosumer)를 통해 분산되고 분산된 다양한 전원을 효율적으로 관리하고 부족한 에너지를 거래를 통해 충당함으로써 전기요금 절감 등 다양한 에너지 절약 혜택을 제공된다.
에너지 프로슈머로 인해, 공급측과 수요측 간의 정보 교환을 통해 소비자 수요 대응 개선, 에너지 절약 및 효율성 향상을 통한 수요 관리 시스템 구축이 가능하고, 신재생에너지원을 직접 설치함으로써 소비자는 이제 에너지 생산과 소비를 포함하는 자급자족 에너지 관리 시스템을 구축할 수 있다. 이에, 전 세계 소비자들은 이미 신재생에너지 설비, 특히 태양광발전설비를 설치하고 있으며, 잉여전력을 다방면으로 거래하고 있다. 또한, 태양광 발전 비용의 지속적인 하락과 전기요금의 지속적인 상승으로 소비자의 태양광 패널 설치가 급격히 증가하고 있다.
현재는 전력회사에서 구입하는 것보다 소비자가 직접 전기를 생산·소비하는 것이 저렴하다. 따라서 기존의 대규모 설비를 중심으로 한 중앙집중식 에너지 공급 방식이 탈중앙화된 자급식 에너지 공급 방식으로 변화할 것으로 예측되고 있다.
그러나, 신재생에너지의 생산단가가 기존 그리드(EG)보다 높고, 정확한 판매단가 설정이 어려워 판매자와 소비자 간의 실질적인 시장 형성을 제약하기 때문에, 이러한 스마트 서비스의 존재에도 불구하고 한국의 에너지 트레이딩 모델은 실생활에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 에너지 저장 장치를 사용하지 않고 실시간으로 잉여 전력 거래가 가능한 전력 거래 중개 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 프로슈머가 생산한 잉여 전력을 기존 전력 회사에 상계 거래하는 것보다 소규모 전력 거래시 더 높은 이익을 얻을 수 있도록 할 수 있는 전력 거래 중개 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 신재생 에너지 생산 설비를 설치한 프로슈머의 회수 기간 단축을 고려하여 전력 거래를 중개하여 프로슈머와 컨슈머의 이익을 극대화할 수 있는 전력 거래 중개 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면 에너지 저장 장치를 사용하지 않고 실시간으로 잉여 전력 거래가 가능한 전력 거래 중개 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로슈머의 잉여 전력 판매에 대한 전력 판매 편익을 기반으로 전력 판매 가격을 도출하되, 상기 프로슈머의 신재생 에너지 생산 설비의 설치비 회수 기간을 고려하여 거래비율지수를 상기 전력 판매 가격에 반영하여 상기 전력 판매 가격을 도출하는 단계; 컨슈머의 잉여 전력 구매에 대한 전력 구매 편익을 기반으로 전력 구매 가격을 도출하는 단계; 상기 전력 판매 가격과 상기 전력 구매 가격을 이용한 전력 거래 가격 범위를 만족하도록 전력 거래 가격을 도출하는 단계; 및 상기 도출된 전력 거래 가격으로 상기 잉여 전력의 거래를 중개하는 단계를 포함하는 전력 거래 방법이 제공될 수 있다.
상기 전력 판매 편익은 상기 프로슈머가 전력 회사의 에너지 그리드로 상기 잉여 전력을 상계 거래하는 전력 상계 편익보다 크도록 결정될 수 있다.
상기 전력 판매 가격은 하기 수학식을 이용하여 도출되되,
여기서, 는 거래비율지수를 나타내고, 는 에너지 그리드로부터 받은 전력량을 나타내고, 는 프로슈머가 자가소비한 전력량을 나타내며, ()는 잉여 전력을 나타내고, C()는 전력량에 대한 요금을 나타낸다.
상기 전력 구매 가격은 하기 수학식을 이용하여 도출되되,
여기서, 는 구매자가 사용한 전체 전력량을 나타내고, Z는 구매한 전력량을 나타내고, C()는 전력량에 대한 요금을 나타내는 함수이다.
상기 전력 거래 가격은 상기 잉여 전력 판매로 인한 상기 프로슈머의 이익이 상기 잉여 전력 구매로 인한 상기 컨슈머의 이익보다 크도록 거래이익지수를 고려하여 상기 전력 가격 범위 내에서 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 에너지 저장 장치를 사용하지 않고 실시간으로 잉여 전력 거래가 가능한 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 명령어를 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 프로세서를 포함하되, 상기 명령어는, 프로슈머의 잉여 전력 판매에 대한 전력 판매 편익을 기반으로 전력 판매 가격을 도출하되, 상기 프로슈머의 신재생 에너지 생산 설비의 설치비 회수 기간을 고려하여 거래비율지수를 상기 전력 판매 가격에 반영하여 상기 전력 판매 가격을 도출하는 단계; 컨슈머의 잉여 전력 구매에 대한 전력 구매 편익을 기반으로 전력 구매 가격을 도출하는 단계; 상기 전력 판매 가격과 상기 전력 구매 가격을 이용한 전력 거래 가격 범위를 만족하도록 전력 거래 가격을 도출하는 단계; 및 상기 도출된 전력 거래 가격으로 상기 잉여 전력의 거래를 중개하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 서버가 제공될 수 있다.
상기 전력 판매 편익은 상기 프로슈머가 전력 회사의 에너지 그리드로 상기 잉여 전력을 상계 거래하는 전력 상계 편익보다 크도록 결정될 수 있다.
상기 전력 거래 가격은 상기 잉여 전력 판매로 인한 상기 프로슈머의 이익이 상기 잉여 전력 구매로 인한 상기 컨슈머의 이익보다 크도록 거래이익지수를 고려하여 상기 전력 가격 범위 내에서 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 거래 중개 방법 및 그 장치를 제공함으로써, 저장 장치를 사용하지 않고 실시간으로 잉여 전력 거래가 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명은 프로슈머가 생산한 잉여 전력을 기존 전력 회사에 상계 거래하는 것보다 소규모 전력 거래시 더 높은 이익을 얻을 수 있도록 할 수 있는 이점도 있다.
또한, 본 발명은 신재생 에너지 생산 설비를 설치한 프로슈머의 회수 기간 단축을 고려하여 전력 거래를 중개하여 프로슈머와 컨슈머의 이익을 극대화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 에너지 거래 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전력 거래 모델을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 거래를 위한 가격 결정 방법을 나타낸 순서도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 거래비율지수의 변화에 따른 거래이익 변화 및 ROI 변화를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 거래이익지수의 변화에 따른 거래비율지수의 변화와 ROI 변화를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 에너지 거래 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 에너지 거래 시스템(100)은 가상 전력 저장소(110), 적어도 하나의 프로슈머(120) 및 적어도 하나의 컨슈머(130)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 프로슈머(120)와 적어도 하나의 컨슈머(130)는 전력 회사(예를 들어, 한전)와 에너지 그리드가 구축되어 있는 것을 가정하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서는 전력 회사(예를 들어, 한전)에 의해 사전 구축된 에너지 그리드를 활용하여 가상 전력망(140)을 별도로 형성할 수 있다. 여기서, 가상 전력망은 실제 전력망은 아니며, 에너지 거래를 위한 가상 연결 체인으로 이해되어야 할 것이다. 즉, 이하에서 에너지 그리드는 전력 회사에 의해 구축된 실제 에너지(전력)이 이동되는 실제 연결 체인이며, 가상 전력망은 에너지 거래를 위한 데이터 이동을 위한 가상 연결 체인으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 도 1에서 보여지는 바와 같이, 가상 전력망(140)은 프로슈머(120)와 컨슈머(130) 이외에도 전력 회사와도 가상 연결 체인이 형성될 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 일 실시예에서는 전력 회사에서 기구축한 에너지 그리드 자체를 가상의 에너지 저장 장치(ESS) 개념으로 활용할 수 있다. 즉, 가상 전력망(140)은 도 1에서 보여지는 바와 같이, 가상 전력 저장소(110), 복수의 프로슈머(120) 및 복수의 컨슈머(130)간 에너지 거래에 따른 데이터들이 송수신될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 전력망은 단독으로 구성되지 않으며, 기존 한전 그리드망을 이용하여 구성될 수 있다.
가상 전력 저장소(110)는 가상 전력망(140)을 기반으로 분산 에너지 IoT를 통해 각 프로슈머(120)의 실시간 에너지 데이터를 수집할 수 있다. 분산 에너지 IoT는 각 신재생 플랫폼(태양광 패널)에 설치되며, 분산된 재생 에너지에 대한 데이터를 수집하는 IoT 기기일 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각 프로슈머(120)가 구축한 신재생 에너지 생산 설비(플랫폼, 즉, 태양광 발전 설비)에 분산 에너지 IoT가 설치되며, 각 분산형 태양광 패널에서 수집된 전력 센서 정보를 통해 충전 상태, 방전 상태 등의 데이터를 수집하고, 이러한 에너지 데이터를 기반으로 하는 지능형 데이터 분석 알고리즘을 통해 지능형 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가상 전력 저장소(110)는 에너지 그리드를 기반으로 에너지 거래를 위한 전력을 임시 저장하기 위한 수단이다. 이러한 가상 전력 저장소(110)는 전력 회사와 전력 중개 서버를 포함하여 구성될 수 있다.
가상 전력 저장소(110)는 가상 전력망(140)을 기반으로 에너지 데이터를 수집하고, 이를 기초로 프로슈머(120)와 컨슈머(130)간의 에너지 거래를 중개할 수 있다. 에너지 거래를 중개함에 있어, 가상 전력 저장소(110)는 에너지 거래 제약 조건을 만족하도록 프로슈머(120)와 컨슈머(130)간의 에너지 거래를 중개할 수 있다.
여기서, 에너지 거래 제약 조건은 프로슈머 조건과 컨슈머 조건을 포함할 수 있다.
프로슈머 조건은 전력 판매 편익(비용)이 전력 상계 편익(비용)보다 커야 한다는 조건이며, 이는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, 은 전력 상계 편익을 나타내고, 는 전력 판매 편익을 나타낸다. 프로슈머의 전력 판매 편익은 신재생 에너지 생산 설비를 설치한 프로슈머의 회수 비용이 고려될 수 있다. 즉, 프로슈머(120) 중 일부는 신재생 에너지 생산 설비를 갖추고 있을 수 있으며, 일부는 신재생 에너지 생산 설비를 갖추지 않을 수 있다. 또한, 신재생 에너지 생산 설비 유형에 따라 회수 비용이 상이해질 수 있으며, 이들에게 인센티브를 지급하기 위해 신재생 에너지 생산 설비의 회수 비용을 고려하여 각 프로슈머의 전력 판매 편익을 계산할 수 있다.
컨슈머 조건은 프로슈머로부터 전력을 구매했을 때의 편익이 전량을 전력 회사(예를 들어, 한전)로부터 구매했을 때보다 커야 한다는 것이며, 이는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
가상 전력 저장소(110)를 기반으로 프로슈머(120)와 컨슈머(130)간의 전력 거래를 중개하는 방법에 대해서는 하기에서 도 2에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
복수의 프로슈머(120)는 소규모 전력 생산자이자, 전력 판매자일 수 있다. 복수의 프로슈머(120) 중 일부는 신재생 에너지 생산 설비(예를 들어, 태양광 패널 등)를 구축한 소규모 전력 생산자일 수 있다. 물론, 복수의 프로슈머(120) 중 일부는 신재생 에너지 생산 설비를 구축하지 않은 전력 판매자일 수도 있다.
신재생 에너지 생산 설비를 갖는 복수의 프로슈머는 해당 신재생 에너지 생산 설비를 이용하여 에너지(전력)을 생산하고, 이를 소비하며 남은 잉여 전력을 판매할 수 있다.
다만, 복수의 프로슈머(120)는 해당 잉여 전력을 전력 회사(예를 들어, 한전)로 상계 거래(Net metering)하는 것이 아니라, 가상 전력망을 통해 가상 전력 저장소(110)에 임시 저장할 수 있다. 즉, 복수의 프로슈머(120)는 전력 회사의 에너지 그리드로 잉여 전력을 역송하며, 가상 전력 저장소(110)는 가상 전력망을 통해 역송된 잉여 전력을 임시 저장할 수 있다.
컨슈머(130)는 에너지를 구매하는 주체로, 일반 가정일 수도 있으며, 아파트, 공장 등일 수 있다. 컨슈머(130) 또한 분산 에너지 IoT 기반으로 에너지 소비 데이터를 가상 전력 저장소(110)로 전송할 수 있다. 컨슈머(130)의 분산 에너지 IoT 기기는 예를 들어, 스마트 미터기(AMI)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 로컬 그리드를 별도 구성하지 않고, 기존 한전 전력망을 이용하여 가상 전력망을 구축하고, 한전 전력망을 가상의 에너지 저장 장치로 활용하여 에너지 거래를 가능케 할 수 있다. 이에 대해서는 하기의 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 전력 거래 모델을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
코로나-19로 인해 최근에는 재택 근무자가 증가하고 있다. 신재생 에너지 생산 설비인 태양광 생산 설비는 대부분 공공 기관등의 건물에 설치되어 있다. 재택 근무자의 증가로 인해 공공기관의 에너지 소비는 줄어들고 있으며, 아파트 단지의 에너지 소비는 증가하고 있는 추세이다.
태양광 발전 설비(PV)는 대부분 낮시간인 9 ~ 18시에 가장 많은 에너지를 생산하고 있으며, 근무 시간에 생산되는 전력의 대부분은 손실되고 있다. 반면, 재택 근무의 증가로 인해 9 ~ 18시 사이의 아파트 단지의 전력 수요는 증가하고 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 전력 저장소(110)를 기반으로 프로슈머(120)의 잉여 전력을 임시 저장하고, 거리 제약 없이 전력 구매를 희망하는 컨슈머(130)에게 전력 거래를 중개함으로써 컨슈머(130)의 누진세로 인한 전력 사용 비용을 완화시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 아파트 단지 등에 자체 그리드를 구축할 필요가 없으며, 에너지 저장 장치를 별도로 구비할 필요가 없어 프로슈머와 컨슈머에게 모두 이득인 에너지 거래가 가능케 할 수 있는 이점이 있다. 이에 대해서는 하기의 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 거래를 위한 가격 결정 방법을 나타낸 순서도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 거래비율지수의 변화에 따른 거래이익 변화 및 ROI 변화를 예시한 그래프이고, 도 6및 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 거래이익지수의 변화에 따른 거래비율지수의 변화와 ROI 변화를 나타낸 그래프이다.
단계 310에서 서버(700)는 프로슈머(120)로부터 잉여 전력 판매 요청이 수신되었는지 여부를 판단한다.
만일 잉여 전력 판매 요청이 수신되지 않은 경우, 단계 310에서 대기한다.
단계 315에서 가상 전력 저장소(110)는 컨슈머(130)로부터 전력 구매 요청이 수신되었는지 여부를 판단하다.
만일 전력 구매 요청이 수신되지 않은 경우, 단계 315에서 대기한다.
단계 320에서 가상 전력 저장소(110)는 거래 세션을 구성한다.
우선, 가상 전력 저장소(110)는 전력 회사로 거래 세션 개설을 요청하고, 해당 전력 회사로부터 거래 세션 개설 승인이 수신됨으로써 거래 세션이 구성될 수 있다. 거래 세션이 구성됨에 따라, 잉여 전력 판매를 요청한 프로슈머(120)는 전력 회사의 에너지 그리드로 잉여 전력을 역송할 수 있다. 이때 프로슈머(120)가 전력 회사의 에너지 그리드로 잉여 전력을 역송하는 것은 잉여 전력을 판매하는 것이 아니라 전력 회사의 에너지 그리드를 가상의 에너지 저장 장치로 활용할 수 있다. 즉, 프로슈머(120)는 가상 전력망을 통해 잉여 전력을 가상 전력 저장소(110)로 전송할 수 있다. 이는 잉여 전력의 전력량에 대한 데이터 흐름이며, 실제 잉여 전력은 전력 회사의 에너지 그리드로 역송될 수 있다.
단계 325에서 가상 전력 저장소(110)는 거래 세션의 구성에 따라 전력 거래 가격(P)이 전력 거래 가격 범위 이내인지 여부를 판단한다.
전력 거래 가격(P)를 결정하는 방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
전력 거래 가격(P)를 결정함에 있어, 우선 프로슈머 측면에서의 가격 조건에 대해 설명하기로 한다.
프로슈머 측면에서, 전력 거래 가격(P)는 전력 판매 편익이 전력 상계 편익보다 크도록 결정되어야 한다.
이에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
전력 상계 편익은 프로슈머가 잉여 전력을 전력 회사의 에너지 그리드로 상계 거래할 때 프로슈머 측의 편익(비용)을 나타낸다. 전력 상계 편익(비용)은 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. 즉, 프로슈머의 전력 상계 편익은 자신이 소비한 총 전력량()의 요금에서 태양광으로부터 생산된 전력의 잉여 전력을 상계하여 지불한 총 전력을 빼면 상계 편익이 된다.
여기서, 는 전력 상계 편익을 나타내며, 는 프로슈머가 소비한 전체 전력량을 나타내고, 는 에너지 그리드로부터 받은 전력량을 나타내며, 는 프로슈머가 자가소비한 전력량을 나타내고, Y는 프로슈머가 생산한 전체 전력량(즉, 태양광으로 생산한 총 전력량)을 나타내며, C()는 사용량에 대해 전력 회사(한국전력)에 지불하는 요금을 나타낸다.
전력 판매 편익은 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
프로슈머의 전력 판매 편익은 프로슈머가 소비하는 전체 전력에 대한 전기세에서 기존 그리드(즉, 한전의 에너지 그리드)로부터 받은 전기세를 제외하고, 전기를 생산하고 남은 잉여 전력()에 대한 판매 가격을 합치면 전력 판매에 대한 편익이 된다.
프로슈머 측면에서의 가격은 전력 판매 편익이 전력 상계 편익보다 크도록 결정되며, 이를 수학식으로 나타내면 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
따라서, 수학식 5는 수학식 6과 같이 가격P에 대해 정리될 수 있다. 즉, 소비한 전체 전력량()에 대한 요금에서 태양광 발전에서 생산된 잉여 전력 중 에너지 그리드로 지불한 전력 요금을 빼면 전력 상계 편익이 구해진다. 따라서, 프로슈머 시장에서 거래되는 전력 가격은 수학식 6과 같이 정리될 수 있다.
프로슈머 측면에서의 전력 가격은 전력 판매 편익이 전력 상계 편익보다 크도록 수학식 6와 같이 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로슈머 측면에서 전력 가격을 결정함에 있어, 신재생 에너지 발전 설비(즉, 태양광 설비)를 설치한 프로슈머의 회수 비용을 고려하여 결정될 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 거래비율지수()을 더 고려하여 전력 판매 가격이 결정될 수 있다. 거래비율지수()는 신재생 에너지 생산 설비(즉, 태양광 패널)을 설치한 프로슈머에게 설치비용 회수를 위해 설정한 것으로 태양광을 설치하지 않은 소비자보다 일정 비율 이상의 판매가를 곱하여 설치비용 회수 기간을 단축시키도록 하기 위함이다.
이를 수학식으로 나타내면, 수학식 7과 같다.
따라서, 프로슈머 측면에서의 전력 판매 가격은 수학식 7과 같이 결정될 수 있다.
컨슈머 측면에서의 가격에 대해 설명하기로 한다.
컨슈머의 전력 구매 요금은 수학식 8과 같이 도출될 수 있다.
컨슈머가 전력 거래 및 전기세로 지불하는 비용은 수학식 9와 같이 계산될 수 있다.
컨슈머 측면에서는 수학식 9과 같이 도출되는 전력 구매 편익이 기존 전력 회사(한전)로부터 전량을 구매하여 이용하는 편익보다 커야 한다.
따라서, 이를 수학식으로 나타내면, 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, 는 구매자가 사용한 전체 전력량을 나타내고, Z는 구매한 전력량을 나타낸다. 따라서, 컨슈머 측면에서는 가상 전력 저장소(110)를 통한 전력 구매 편익(비용)이 전력 회사(한전)의 전력 구매 편익(비용)보다 작아야 한다.
수학식 10은 수학식 11과 같이 정리될 수 있다.
수학식 7 및 수학식 11에 의해 전력 거래 가격(P)는 수학식 12와 같은 전력 거래 가격 범위 내에서 결정될 수 있다.
전력 거래 가격 범위 내에서 전력 거래 가격을 결정함에 있어, 본 발명의 일 실시예에서는 잉여 전력 판매로 인한 상기 프로슈머의 이익이 잉여 전력 구매로 인한 컨슈머의 이익보다 크도록 거래이익지수를 더 고려하여 전력 거래 가격을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 거래이익지수가 1.7인 것을 가정하여 전력 거래 가격을 결정하였으나, 거래이익지수가 반드시 1.7로 고정되는 것은 아니다.
프로슈머와 컨슈머간의 전력 거래가 가능하도록 거래이익지수가 동적으로 조절될 수 있다.
만일 전격 거래 가격(P)가 전력 거래 가격 범위내에 포함되지 않으면, 단계 330에서 가상 전력 저장소(110)는 거래비율지수 및 거래이익지수 중 적어도 하나를 조정한다. 이어, 단계 325로 진행한다.
그러나 만일 전격 거래 가격(P)가 전력 거래 가격 범위내에 포함되는 경우, 단계 335에서 가상 전력 저장소(110)는 프로슈머와 컨슈머간의 전력 거래를 중개한다.
거래비율지수는 태양광 패널을 설치하지 않은 컨슈머보다 태양광 패널을 설치한 프로슈머가 더 높은 이익을 얻을 수 있도록 태양광 패널 설치 비용 회수 기간을 단축시키기 위한 계수이다. 이와 같이 거래비율지수를 이용하여 태양광 패널을 설치한 프로슈머가 컨슈머보다 더 높은 수익을 얻을 수 있도록 프로슈머가 전력 판매 가격 P을 도출하도록 할 수 있다. 거래비율지수가 클수록 프로슈머의 이익은 커질 수 있다. 도 4 및 도 5에 거래비율지수의 변화에 따른 거래이익 변화 및 ROI 변화가 예시되어 있다.
그러나 전력 거래 가격은 프로슈머나 컨슈머에게 동일하다 즉, 전력 판매 가격이 아니라 전력거래 순이익 측면에서 프로슈머와 컨슈머사이에 이익 차이가 있어야 하는데, 이에 대한 계수가 거래이익지수이다.
도 6에는 거래이익지수의 변화에 따른 거래비율지수의 변화와 ROI 변화가 예시되어 있다. 거래이익지수가 높아질수록 거래비율지수도 높아지고 , ROI는 낮아지는 것을 알 수 있다.
Rn=5일 때, 프로슈머1과 컨슈머1 및 컨슈머2가 함께 이익을 얻기 위해서는 거래비율지수는 1 ~ 1.8 사이에 있어야 하며, 거래이익지수 1.7 지점은 거래비율지수 1.198인 것을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 전술한 바와 같이, 서버(700)는 프로슈머와 컨슈머간의 전력 거래를 중개하는 가상 전력 저장소의 일 구성으로 이해되어야 할 것이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서버(700)는 통신부(710), 메모리(720) 및 프로세서(730)를 포함하여 구성된다.
통신부(710)는 통신망을 통해 다른 장치들(예를 들어, 프로슈머, 컨슈머, 전력 회사 등)과 데이터를 송수신하기 위한 수단이다.
메모리(720)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 거래 중개 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 저장하기 위한 수단이다.
프로세서(730)는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버(700)의 내부 구성 요소들(예를 들어, 통신부(710), 메모리(720) 등)을 제어하기 위한 수단이다.
프로세서(730)는 메모리(720)에 저장된 명령어를 실행하며, 프로세서(730)에 의해 실행된 명령어는 도 3을 참조하여 설명한 각각의 단계들을 수행할 수 있다. 이는 이미 전술한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 시스템
110: 가상 전력 저장소
120: 프로슈머
130: 컨슈머
140: 가상 전력망

Claims (9)

  1. 프로슈머의 잉여 전력 판매에 대한 전력 판매 편익을 기반으로 전력 판매 가격을 도출하되, 상기 프로슈머의 신재생 에너지 생산 설비의 설치비 회수 기간을 고려하여 거래비율지수를 상기 전력 판매 가격에 반영하여 상기 전력 판매 가격을 도출하는 단계;
    컨슈머의 잉여 전력 구매에 대한 전력 구매 편익을 기반으로 전력 구매 가격을 도출하는 단계;
    상기 전력 판매 가격과 상기 전력 구매 가격을 이용한 전력 거래 가격 범위를 만족하도록 전력 거래 가격을 도출하는 단계; 및
    상기 도출된 전력 거래 가격으로 상기 잉여 전력의 거래를 중개하는 단계를 포함하는 전력 거래 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전력 판매 편익은 상기 프로슈머가 전력 회사의 에너지 그리드로 상기 잉여 전력을 상계 거래하는 전력 상계 편익보다 크도록 결정되는 것을 특징으로 하는 전력 거래 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전력 판매 가격은 하기 수학식을 이용하여 도출되는 것을 특징으로 하는 전력 거래 방법.

    여기서, 는 거래비율지수를 나타내고, 는 에너지 그리드로부터 받은 전력량을 나타내고, 는 프로슈머가 자가소비한 전력량을 나타내며, ()는 잉여 전력을 나타내고, C()는 전력량에 대한 요금을 나타냄.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 전력 구매 가격은 하기 수학식을 이용하여 도출되는 것을 특징으로 하는 전력 거래 방법.

    여기서, 는 구매자가 사용한 전체 전력량을 나타내고, Z는 구매한 전력량을 나타내고, C()는 전력량에 대한 요금을 나타냄.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 전력 거래 가격은 상기 잉여 전력 판매로 인한 상기 프로슈머의 이익이 상기 잉여 전력 구매로 인한 상기 컨슈머의 이익보다 크도록 거래이익지수를 고려하여 상기 전력 가격 범위 내에서 결정되는 것을 특징으로 하는 전력 거래 방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
  7. 적어도 하나의 명령어를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 프로세서를 포함하되,
    상기 명령어는,
    프로슈머의 잉여 전력 판매에 대한 전력 판매 편익을 기반으로 전력 판매 가격을 도출하되, 상기 프로슈머의 신재생 에너지 생산 설비의 설치비 회수 기간을 고려하여 거래비율지수를 상기 전력 판매 가격에 반영하여 상기 전력 판매 가격을 도출하는 단계;
    컨슈머의 잉여 전력 구매에 대한 전력 구매 편익을 기반으로 전력 구매 가격을 도출하는 단계;
    상기 전력 판매 가격과 상기 전력 구매 가격을 이용한 전력 거래 가격 범위를 만족하도록 전력 거래 가격을 도출하는 단계; 및
    상기 도출된 전력 거래 가격으로 상기 잉여 전력의 거래를 중개하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 서버.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 전력 판매 편익은 상기 프로슈머가 전력 회사의 에너지 그리드로 상기 잉여 전력을 상계 거래하는 전력 상계 편익보다 크도록 결정되는 것을 특징으로 하는 서버.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 전력 거래 가격은 상기 잉여 전력 판매로 인한 상기 프로슈머의 이익이 상기 잉여 전력 구매로 인한 상기 컨슈머의 이익보다 크도록 거래이익지수를 고려하여 상기 전력 가격 범위 내에서 결정되는 것을 특징으로 하는 서버.

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