KR20240044324A - Anomaly Detection Method, Power Control Method Using the Anomaly Detection Method, and Computing Device for Performing the Methods - Google Patents

Anomaly Detection Method, Power Control Method Using the Anomaly Detection Method, and Computing Device for Performing the Methods Download PDF

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KR20240044324A
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도윤미
이충호
허태욱
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Abstract

이상 탐지 방법 및 상기 이상 탐지 방법을 이용한 전력 제어 방법이 개시된다. 이상 탐지 방법은 스마트 미터링을 통해 서로 다른 애플리케이션에 대한 전력 사용량 데이터를 수집하는 단계; 상기 전력 사용량 데이터의 이상을 탐지하기 위한 이상 탐지 모델에 적용하기 위하여 상기 수집된 전력 사용량 데이터를 훈련 세트, 검증 세트 및 테스트 세트로 분할하는 단계; 상기 훈련 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 상기 이상 탐지 모델에 입력함에 대응하여, 상기 전력 사용량 데이터 내의 이상치 또는 결측치를 탐지하도록 상기 이상 탐지 모델을 학습시키는 단계; 및 상기 검증 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 상기 학습된 이상 탐지 모델에 적용하여, 상기 학습된 이상 탐지 모델의 성능을 검증하는 단계를 포함할 수 있다.An anomaly detection method and a power control method using the anomaly detection method are disclosed. The anomaly detection method includes collecting power usage data for different applications through smart metering; Splitting the collected power usage data into a training set, validation set, and test set to apply to an anomaly detection model for detecting anomalies in the power usage data; In response to inputting power usage data included in the training set into the anomaly detection model, training the anomaly detection model to detect outliers or missing values in the power usage data; and applying power usage data included in the verification set to the learned anomaly detection model to verify the performance of the learned anomaly detection model.

Description

이상 탐지 방법 및 상기 이상 탐지 방법을 이용한 전력 제어 방법 및 상기 방법들을 수행하는 컴퓨팅 장치{Anomaly Detection Method, Power Control Method Using the Anomaly Detection Method, and Computing Device for Performing the Methods}Anomaly detection method, power control method using the anomaly detection method, and computing device for performing the methods {Anomaly Detection Method, Power Control Method Using the Anomaly Detection Method, and Computing Device for Performing the Methods}

본 발명은 스마트 미터링을 통해 수집된 계량 데이터의 이상을 탐지하고, 탐지된 이상을 고려하여 배터리 및 전기차의 충/방전을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and device for detecting abnormalities in metering data collected through smart metering and controlling the charging/discharging of batteries and electric vehicles by considering the detected abnormalities.

최근 스마트 미터링은 기술의 발전으로 고효율 시스템, 디지털 부하, 저탄소 녹색성장을 위한 그리드 시장의 다양한 니즈를 만나 다시금 주목을 받으면서 패러다임이 크게 변하고 있다. 스마트 미터링에서는 계량기의 노후화, 통신선로의 불량, 주변환경의 영향 등 다양한 원인으로 계량 데이터에 이상치가 포함될 수 있다.Recently, smart metering is receiving attention again as it meets the diverse needs of the grid market for high-efficiency systems, digital loads, and low-carbon green growth due to technological advancements, and the paradigm is changing significantly. In smart metering, outliers may be included in metering data for various reasons, such as aging meters, defective communication lines, and the influence of the surrounding environment.

에너지 효율이 높은 건물로 설계되었음에도 불구하고 에너지 소비에 대한 계량 데이터에서의 이상치로 인하여 에너지 절감 목적을 달성하지 못하는 경우가 흔히 발생한다. 이러한 이상치를 인지하는 방법으로 딥 러닝 기법, 통계 방법, 정보 이론 등 다양한 방법이 활용되고 있다.Even though buildings are designed to be highly energy efficient, there are often cases where energy saving goals are not achieved due to outliers in metering data on energy consumption. Various methods, such as deep learning techniques, statistical methods, and information theory, are being used to recognize these outliers.

전력계통의 이상현상에 대한 분석 및 탐지는 계량 데이터 생성과정에 대해 신뢰성 높은 정보를 수집 및 공급할 수 있어 중요하지만, 기존 시스템에는 이와 같은 분야에 대한 인공지능 기반 에너지 관리 기법이 부족한 실정이다. Analysis and detection of abnormal phenomena in the power system are important because they can collect and supply highly reliable information about the metering data generation process, but existing systems lack artificial intelligence-based energy management techniques in this field.

본 발명은 GCN(graph convolutional network) - bidirectional LSTM (long short-term memory) 네트워크로 구현되는 오토인코더를 사용하여 계량 데이터에 포함된 이상치 및 결측치를 탐지하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a method and device for detecting outliers and missing values included in quantitative data using an autoencoder implemented as a graph convolutional network (GCN) - bidirectional long short-term memory (LSTM) network.

또한, 본 발명은 오토인코더를 통해 탐지된 계량 데이터의 이상치 및 결측치를 제거함으로써, 신재생에너지 공급자의 이익을 최대화하고, 최대 부하를 최소화하는 다목적 최적화 모델을 통해 피크 부하를 조절하고 전기 비용을 절감하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention maximizes the profits of renewable energy suppliers by removing outliers and missing values of metering data detected through an autoencoder, and adjusts peak loads and reduces electricity costs through a multi-purpose optimization model that minimizes peak loads. We would like to provide a method and device for doing so.

다만, 기술적 과제는 상술한 기술적 과제들로 한정되는 것은 아니며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, technical challenges are not limited to the above-mentioned technical challenges, and other technical challenges may exist.

본 발명의 일실시예에 따른 이상 탐지 방법은 스마트 미터링을 통해 서로 다른 애플리케이션에 대한 전력 사용량 데이터를 수집하는 단계; 상기 전력 사용량 데이터의 이상을 탐지하기 위한 이상 탐지 모델에 적용하기 위하여 상기 수집된 전력 사용량 데이터를 훈련 세트, 검증 세트 및 테스트 세트로 분할하는 단계; 상기 훈련 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 상기 이상 탐지 모델에 입력함에 대응하여, 상기 전력 사용량 데이터 내의 이상치 또는 결측치를 탐지하도록 상기 이상 탐지 모델을 학습시키는 단계; 및 상기 검증 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 상기 학습된 이상 탐지 모델에 적용하여, 상기 학습된 이상 탐지 모델의 성능을 검증하는 단계를 포함할 수 있다.An abnormality detection method according to an embodiment of the present invention includes collecting power usage data for different applications through smart metering; Splitting the collected power usage data into a training set, validation set, and test set to apply to an anomaly detection model for detecting anomalies in the power usage data; In response to inputting power usage data included in the training set into the anomaly detection model, training the anomaly detection model to detect outliers or missing values in the power usage data; and applying power usage data included in the verification set to the learned anomaly detection model to verify the performance of the learned anomaly detection model.

상기 수집된 전력 사용량 데이터에 전처리를 수행하는 단계를 더 포함하고, 상기 분할하는 단계는 상기 전처리가 수행된 전력 사용량 데이터를 훈련 세트, 검증 세트 및 테스트 세트로 분할할 수 있다.The method may further include performing preprocessing on the collected power usage data, and the dividing step may divide the preprocessed power usage data into a training set, a validation set, and a test set.

상기 수행하는 단계는 상기 수집된 전력 사용량 데이터를 세대별로 분류하여 일정 간격에 따라 리샘플링(resampling) 하는 단계; 상기 리샘플링된 전력 사용량 데이터에 이산 웨이블릿 변환 알고리즘을 적용하여 노이즈를 제거하는 단계; 및 상기 노이즈가 제거된 전력 사용량 데이터에 대한 표준화를 통해 데이터 정규화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The performing step includes classifying the collected power usage data by generation and resampling it at regular intervals; removing noise by applying a discrete wavelet transform algorithm to the resampled power usage data; And it may include performing data normalization by standardizing the power usage data from which the noise has been removed.

상기 학습시키는 단계는 상기 훈련 세트에 포함된 전력 사용량 데이터로 구성된 입력 시퀀스를, 인코더와 디코더를 결합한 오코인코더 형태의 이상 탐지 모델에 입력함에 대응하여 출력된 출력 시퀀스를 식별하는 단계; 및 상기 입력 시퀀스와 출력 시퀀스 사이의 재구성 오차가 최소화되도록 상기 이상 탐지 모델을 훈련시키는 단계를 포함할 수 있다.The learning step includes identifying an output sequence output in response to inputting an input sequence composed of power usage data included in the training set into an anomaly detection model in the form of an Ocoincoder combining an encoder and a decoder; and training the anomaly detection model to minimize reconstruction error between the input sequence and the output sequence.

상기 오코인코더 형태의 이상 탐지 모델은 GCN(graph convolutional network) - bidirectional LSTM (long short-term memory) 네트워크로 구현될 수 있다.The Ocoincoder-type anomaly detection model can be implemented as a graph convolutional network (GCN) - bidirectional long short-term memory (LSTM) network.

상기 검증하는 단계는 상기 검증 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 상기 학습된 이상 탐지 모델에 적용함으로써 식별되는 평균 제곱 오차 또는 오차 행렬을 통해 상기 학습이 완료된 이상 탐지 모델의 성능을 검증할 수 있다.The verifying step may verify the performance of the learned anomaly detection model through a mean square error or error matrix identified by applying power usage data included in the verification set to the learned anomaly detection model.

본 발명의 일실시예에 따른 이상 탐지 모델을 이용한 전력 제어 방법은 스마트 미터링을 통해 수집된 전력 사용량 데이터를 상기 이상 탐지 모델에 적용함으로써 이상치 및 결측치를 식별하는 단계; 상기 식별된 이상치 및 결측치가 제거된 전력 사용량 데이터를, 신재생에너지 공급자의 이익을 최대화 하기 위한 제1 목적함수 및 최대 부하를 최소화 하기 위한 제2 목적 함수를 포함하는 다목적 최적화 모델에 적용하는 단계; 및 상기 다목적 최적화 모델의 출력을 이용하여 배터리 또는 전기차의 충/방전을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.A power control method using an anomaly detection model according to an embodiment of the present invention includes the steps of identifying outliers and missing values by applying power usage data collected through smart metering to the anomaly detection model; Applying the power usage data from which the identified outliers and missing values have been removed to a multi-objective optimization model including a first objective function for maximizing the profits of a renewable energy supplier and a second objective function for minimizing the maximum load; And it may include controlling the charging/discharging of the battery or electric vehicle using the output of the multi-objective optimization model.

상기 제1 목적함수는 시간 의 (i)부하 수요에 대한 계통 전력 소비, (ii)계통 전력 소비에 대한 스위치 함수, (iii)부하 수요에 대한 태양광 발전 전력 소비, (iv)태양광 발전의 소비 전력에 대한 스위치 함수, (v)배터리의 충/방전 소비 전력, (vi)배터리의 충/방전 스위치 함수, 시간 에서 (vii)전기차의 충/방전 소비 전력 및 (viii)전기차의 충/방전을 위한 스위치 함수로 결정될 수 있다.The first objective function is time (i) grid power consumption for load demand, (ii) switch function for grid power consumption, (iii) solar power generation power consumption for load demand, (iv) switch function for solar power consumption power, (v) battery charge/discharge power consumption, (vi) battery charge/discharge switch function, time It can be determined by (vii) the power consumption for charging/discharging of the electric vehicle and (viii) the switch function for charging/discharging of the electric vehicle.

상기 제2 목적함수는 시간 에서 (i)번째 스케줄링이 가능한 부하에 대한 소비 전력, (ii)번째 스케줄링이 가능한 부하에 대한 스위치 함수, (iii)번째 스케줄링이 불가능한 부하에 대한 소비 전력, (iv)번째 스케줄링이 불가능한 부하에 대한 스위치 함수 및 시간 에서 (v)시간 기반 수요반응(Demand Response, DR) 프로그램으로 결정될 수 있다.The second objective function is time in (i) Power consumption for the schedulable load, (ii) switch function for the schedulable load, (iii) Power consumption for non-schedulable loads, (iv) Switch function and time for unschedulable loads (v) can be determined as a time-based demand response (DR) program.

상기 제어하는 단계는 계통 소비 전력과 태양광 발전 소비 전력의 차이가 전력 소비의 최대 한계를 초과하고, 시간 에서 배터리와 전기차의 충전 상태가 최소 충전 상태를 초과하는 경우 상기 배터리와 전기차를 방전 모드로 설정할 수 있다.The controlling step is performed when the difference between system power consumption and solar power generation power consumption exceeds the maximum limit of power consumption, and If the state of charge of the battery and the electric vehicle exceeds the minimum state of charge, the battery and the electric vehicle may be set to discharge mode.

상기 제어하는 단계는 계통 소비 전력과 태양광 발전 소비 전력의 차이가 전력 소비의 최대 한계 미만이고, 시간 에서 배터리와 전기차의 충전 상태가 최대 충전 상태 미만인 경우 상기 배터리와 전기차를 충전 모드로 설정할 수 있다.The controlling step is such that the difference between system power consumption and solar power generation power consumption is less than the maximum limit of power consumption, and the time If the charge state of the battery and the electric vehicle is less than the maximum charge state, the battery and the electric vehicle can be set to charging mode.

본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨팅 장치는 하나 이상의 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램을 로드(load)하거나 저장하는 메모리를 포함하되, 상기 프로그램은 스마트 미터링을 통해 서로 다른 애플리케이션에 대한 전력 사용량 데이터를 수집하는 동작, 상기 전력 사용량 데이터의 이상을 탐지하기 위한 이상 탐지 모델에 적용하기 위하여 상기 수집된 전력 사용량 데이터를 훈련 세트, 검증 세트 및 테스트 세트로 분할하는 동작, 상기 훈련 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 상기 이상 탐지 모델에 입력함에 대응하여, 상기 전력 사용량 데이터 내의 이상치 또는 결측치를 탐지하도록 상기 이상 탐지 모델을 학습시키는 동작 및 상기 검증 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 상기 학습된 이상 탐지 모델에 적용하여, 상기 학습된 이상 탐지 모델의 성능을 검증하는 동작을 수행하도록 하는 인스트럭션들을 포함할 수 있다.A computing device according to an embodiment of the present invention includes one or more processors; and a memory for loading or storing a program executed by the processor, wherein the program collects power usage data for different applications through smart metering and detects anomalies in the power usage data. An operation of dividing the collected power usage data into a training set, validation set, and test set to apply to an anomaly detection model for the power usage data, in response to inputting the power usage data included in the training set into the anomaly detection model, An operation of training the anomaly detection model to detect outliers or missing values in usage data and an operation of verifying the performance of the learned anomaly detection model by applying power usage data included in the verification set to the learned anomaly detection model. It may include instructions to perform .

상기 프로세서는 상기 수집된 전력 사용량 데이터에 전처리를 수행하고, 상기 전처리가 수행된 전력 사용량 데이터를 훈련 세트, 검증 세트 및 테스트 세트로 분할할 수 있다.The processor may perform preprocessing on the collected power usage data and divide the preprocessed power usage data into a training set, validation set, and test set.

상기 프로세서는 상기 수집된 전력 사용량 데이터를 세대별로 분류하여 일정 간격에 따라 리샘플링(resampling) 하고, 상기 리샘플링된 전력 사용량 데이터에 이산 웨이블릿 변환 알고리즘을 적용하여 노이즈를 제거하며, 상기 노이즈가 제거된 전력 사용량 데이터에 대한 표준화를 통해 데이터 정규화를 수행할 수 있다.The processor classifies the collected power usage data by generation, resamples it at regular intervals, removes noise by applying a discrete wavelet transform algorithm to the resampled power usage data, and generates the power usage data from which the noise has been removed. Data normalization can be performed by standardizing the data.

상기 프로세서는 상기 훈련 세트에 포함된 전력 사용량 데이터로 구성된 입력 시퀀스를, 인코더와 디코더를 결합한 오코인코더 형태의 이상 탐지 모델에 입력함에 대응하여 출력된 출력 시퀀스를 식별하고, 상기 입력 시퀀스와 출력 시퀀스 사이의 재구성 오차가 최소화되도록 상기 이상 탐지 모델을 훈련시킬 수 있다.The processor identifies an output sequence output in response to inputting an input sequence consisting of power usage data included in the training set into an anomaly detection model in the form of an occoin coder combining an encoder and a decoder, and identifies an output sequence between the input sequence and the output sequence. The anomaly detection model can be trained so that the reconstruction error of is minimized.

상기 오코인코더 형태의 이상 탐지 모델은 GCN(graph convolutional network) - bidirectional LSTM (long short-term memory) 네트워크로 구현될 수 있다.The Ocoincoder-type anomaly detection model can be implemented as a graph convolutional network (GCN) - bidirectional long short-term memory (LSTM) network.

상기 프로세서는 상기 검증 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 상기 학습된 이상 탐지 모델에 적용함으로써 식별되는 평균 제곱 오차 또는 오차 행렬을 통해 상기 학습이 완료된 이상 탐지 모델의 성능을 검증할 수 있다.The processor may verify the performance of the learned anomaly detection model through a mean square error or error matrix identified by applying the power usage data included in the verification set to the learned anomaly detection model.

본 발명의 일실시예에 의하면, GCN - bidirectional LSTM 네트워크로 구현되는 오토인코더를 사용하여 계량 데이터에 포함된 이상치 및 결측치를 탐지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, outliers and missing values included in metering data can be detected using an autoencoder implemented as a GCN-bidirectional LSTM network.

또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 오토인코더를 통해 탐지된 계량 데이터의 이상치 및 결측치를 제거함으로써, 신재생에너지 공급자의 이익을 최대화하고, 최대 부하를 최소화하는 다목적 최적화 모델을 통해 피크 부하를 조절하고 전기 비용을 절감할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the profits of renewable energy suppliers are maximized by removing outliers and missing values of metering data detected through an autoencoder, and the peak load is reduced through a multi-objective optimization model that minimizes the peak load. You can control it and save on electricity costs.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 미터링 시스템의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 미터링 서버 시스템의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중앙 접속 서버에 포함된 컴퓨팅 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이상 탐지 모델의 학습 방법을 플로우챠트로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 오토인코더를 사용하는 딥 러닝 기반의 이상 탐지 모델을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 제어 방법을 플로우챠트로 나타낸 도면이다.
Figure 1 is a diagram showing the configuration of a smart metering system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the configuration of a smart metering server system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the configuration of a computing device included in a central access server according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart showing a method for learning an anomaly detection model according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing a deep learning-based anomaly detection model using an autoencoder according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a flowchart showing a power control method according to an embodiment of the present invention.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다.  따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only and may be changed and implemented in various forms. Accordingly, the actual implementation form is not limited to the specific disclosed embodiments, and the scope of the present specification includes changes, equivalents, or substitutes included in the technical idea described in the embodiments.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다.  예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but these terms should be interpreted only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to the other component, but that other components may exist in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.  본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.  본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. As used herein, “A or B”, “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B or C”, “at least one of A, B and C”, and “A Each of phrases such as “at least one of , B, or C” may include any one of the items listed together in the corresponding phrase, or any possible combination thereof. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of the described features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, and are intended to indicate the presence of one or more other features or numbers, It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.  일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art. Terms as defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings they have in the context of the related technology, and unless clearly defined in this specification, should not be interpreted in an idealized or overly formal sense. No.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.  첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, identical components will be assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.

 

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 미터링 시스템의 구성도를 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the configuration of a smart metering system according to an embodiment of the present invention.

스마트 미터링 시스템(100)은 전력 사용량 데이터를 실시간으로 계측한 후 양방향 데이터 통신을 통해 복수의 시장 참가자들에게 계측된 전력 사용량 데이터를 제공할 수 있다. 스마트 미터링 시스템(100)은 양방향 데이터 통신을 통해 수요 데이터 분석, 서비스 품질 측정, 정전 관리, 배전망 분석/계획 및 고객 요금 청구와 같은 다양하고 정교한 서비스를 제공할 수 있다.The smart metering system 100 can measure power usage data in real time and then provide the measured power usage data to a plurality of market participants through two-way data communication. The smart metering system 100 can provide a variety of sophisticated services such as demand data analysis, service quality measurement, power outage management, distribution network analysis/planning, and customer billing through two-way data communication.

이러한 스마트 미터링 시스템(100)은 시스템 구성 요소와 복수의 시장 참가자들 간의 통신을 용이하게 하기 위해 데이터 전송을 위한 복수의 인터페이스를 제공할 수 있다.This smart metering system 100 may provide multiple interfaces for data transmission to facilitate communication between system components and multiple market participants.

도 1을 참고하면, 스마트 미터링 시스템(100)은 P1 인터페이스(102), P2 인터페이스(104), P3 인터페이스(106) 및 P4 인터페이스(108)의 서로 다른 4개의 인터페이스를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 P1 인터페이스(102)는 계량기를 외부 장치(도 1의 다른 서비스 모듈(110)에 대응)에 연결하는데 사용될 수 있다. 이때, 다른 서비스 모듈(110)은 스마트 미터링 시스템에서 제공되는 다양한 서비스를 의미할 수 있으며, 스마트 미터링 시스템(100)에서 수집된 데이터를 기반으로 고객에게 다양한 서비스를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 1, the smart metering system 100 may include four different interfaces: P1 interface 102, P2 interface 104, P3 interface 106, and P4 interface 108. More specifically, the P1 interface 102 can be used to connect the meter to an external device (corresponding to another service module 110 in FIG. 1). At this time, the other service module 110 may refer to various services provided by the smart metering system, and may provide various services to customers based on data collected by the smart metering system 100.

예를 들어, 다른 서비스 모듈(110)이 고객에게 제공할 수 있는 서비스는 에너지 사용량 분석, 에너지 절약 제안, 에너지 사용량 예측 등이 존재할 수 있다. 다만, 이러한 서비스의 종류는 하나의 예시일 뿐 상기의 예에 한정되지 않는다.For example, services that other service modules 110 can provide to customers may include energy usage analysis, energy saving suggestions, and energy usage prediction. However, this type of service is only an example and is not limited to the above example.

다른 서비스 모듈(110)은 독립 서비스 제공 업체(122)와 연결될 수 있으며, 독립 서비스 제공 업체(122)에서 제공하는 서비스를 활용하여 고객에게 더 많은 서비스를 제공할 수 있다. 이때, 에너지 게이트웨이(112)는 읽기 전용의 P1(102) 인터페이스를 통해 다른 서비스 모듈(110)에 연결된 계량 설비로부터 계량 데이터를 수집할 수 있다.Other service modules 110 may be connected to the independent service provider 122 and may provide more services to customers by utilizing services provided by the independent service provider 122. At this time, the energy gateway 112 may collect metering data from metering equipment connected to another service module 110 through the read-only P1 102 interface.

P2 인터페이스(104)는 서로 다른 종류의 계량기들(114, 116, ,118)을 유선 또는 무선을 통해 에너지 게이트웨이(112)에 연결하는데 사용될 수 있다. 즉, 에너지 게이트웨이(112)는 P2 인터페이스(104)를 통해 전기 계량기(114), 전기차 계량기(116) 및 배터리 계량기(118)에서 측정되는 계량 데이터들을 수집할 수 있다.The P2 interface 104 can be used to connect different types of meters 114, 116, , 118 to the energy gateway 112 via wired or wireless. That is, the energy gateway 112 can collect metering data measured in the electricity meter 114, electric vehicle meter 116, and battery meter 118 through the P2 interface 104.

P3 인터페이스(106)는 에너지 게이트웨이(112)를 배전계통운영자(Distribution System Operator, DSO), 즉 중앙 접속 서버(120)에 연결하는데 사용될 수 있다. 즉, 에너지 게이트웨이(112)는 P3 인터페이스(106)를 통해 계량기들을 통해 수집된 계량 데이터들, 계량기들의 상태, 전력 품질 및 정전 측정 등을 포함하는 스마트 미터링 정보를 중앙 접속 서버(120)로 전송할 수 있다. 일례로, 에너지 게이트웨이(112)와 중앙 접속 서버(120) 간의 통신을 위한 P3 인터페이스(106)는 국제 표준 IEC 62056에 기반한 통신 프로토콜로 설정될 수 있다.The P3 interface 106 may be used to connect the energy gateway 112 to a distribution system operator (DSO), i.e., a central access server 120. That is, the energy gateway 112 can transmit smart metering information including metering data collected through meters, status of meters, power quality, and power outage measurements to the central access server 120 through the P3 interface 106. there is. As an example, the P3 interface 106 for communication between the energy gateway 112 and the central access server 120 may be set to a communication protocol based on the international standard IEC 62056.

P4 인터페이스(108)는 중앙 접속 서버(120)를 복수 유형의 공급자들에 연결하는데 사용될 수 있다. 일례로, 중앙 접속 서버(120)는 P4 인터페이스(108)를 통해 인터넷 서비스 공급자(Internet Service Provider, ISP)와 같은 독립 서비스 제공 업체(122), 에너지 공급 업체(124) 및 송전선로망 운영자(126)에게 연결될 수 있다.P4 interface 108 may be used to connect central connection server 120 to multiple types of providers. For example, the central access server 120 connects independent service providers such as Internet Service Providers (ISPs) 122, energy suppliers 124, and transmission line operators 126 through the P4 interface 108. can be connected to

이때, 송전선로망 운영자(126)가 P3 인터페이스(106)에서 측정값을 얻고, 중앙 접속 서버(120)에 액세스하기 위한 웹 서비스는 P4 인터페이스(108)를 통해 제공할 수 있으므로, 독립 서비스 제공 업체(122)와 에너지 공급 업체(124)는 중앙 접속 서버(120)에 관계없이 소비자인 고객의 동의하에 고객으로부터 직접 계량 데이터를 확보할 수 있다. 즉, 스마트 미터링 시스템(100)은 다양한 업체들이 연결되어 서로 협력함으로써 고객에게 다양한 서비스를 제공할 수 있다.At this time, the transmission line network operator 126 obtains measured values from the P3 interface 106, and the web service for accessing the central access server 120 can be provided through the P4 interface 108, so an independent service provider ( 122) and the energy supplier 124 can obtain metering data directly from the customer with the consent of the customer, regardless of the central access server 120. In other words, the smart metering system 100 can provide various services to customers by connecting and cooperating with various companies.

일례로, 송전선로망 운영자(126)는 P3 인터페이스(106)에서 측정된 데이터를 활용하여 전력 수급 계획 등을 수립할 수 있으며, 이를 통해 전력 수급 계획을 효율적으로 수립함으로써 전력 공급 안정성을 높일 수 있다.For example, the transmission line network operator 126 can establish a power supply and demand plan using data measured at the P3 interface 106, and through this, power supply stability can be improved by efficiently establishing a power supply and demand plan.

 

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 미터링 서버 시스템의 구성도를 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the configuration of a smart metering server system according to an embodiment of the present invention.

도 2을 참조하면, 데이터 집중 장치(200)는 일반적으로 무선 또는 전력선 통신망을 통해 전기차 사업자(201)와 배터리 사업자(202)의 에너지 게이트웨이(112)로부터 에너지 소비와 관련된 계량 데이터 및 기타 고객 정보와 관련된 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 실시간으로 스마트 미터링 서버 시스템(210)으로 전송할 수 있다. 이때, 도 2의 스마트 미터링 서버 시스템(210)은 도 1의 중앙 접속 서버에 대응될 수 있다.Referring to FIG. 2, the data concentrator 200 generally receives metering data related to energy consumption and other customer information from the energy gateway 112 of the electric vehicle operator 201 and the battery operator 202 through a wireless or power line communication network. Relevant data can be collected and the collected data can be transmitted to the smart metering server system 210 in real time. At this time, the smart metering server system 210 of FIG. 2 may correspond to the central access server of FIG. 1.

스마트 미터링 서버 시스템(210)은 데이터 집중 장치(200)로부터 전송된 데이터를 빅데이터 서버(211)에 저장할 수 있으며, 계량 데이터 확인 서버(212) 및 애플리케이션 서비스 서버(213)와 연계하여 계량 데이터를 관리할 수 있다.The smart metering server system 210 can store data transmitted from the data concentrator 200 in the big data server 211, and provides metering data in conjunction with the metering data confirmation server 212 and the application service server 213. It can be managed.

계량 데이터를 기반으로 에너지 게이트웨이에 설치된 다양한 응용 서비스는 고급 계량 서비스 서버를 통해 실시간으로 스마트 미터링 서버 시스템(210)에 제공될 수 있다. 또한 홈에너지 관리 시스템(Home Energy Management System, HEMS)와 같은 관리 서비스는 수요 반응(Demand response, DR) 프로그램에 따라 애플리케이션 서비스 서버(213)를 통해 전력 계통에 적용할 수 있다.Various application services installed in the energy gateway based on metering data can be provided to the smart metering server system 210 in real time through the advanced metering service server. Additionally, management services such as Home Energy Management System (HEMS) can be applied to the power system through the application service server 213 according to a demand response (DR) program.

고객은 실시간으로 스마트 미터링 서버 시스템(210)의 유저 포털(214)을 통해 계량 데이터에 액세스할 수 있다. 본 발명에서 제공하는 클라우드 기반 스마트 미터링 시스템은 스마트 미터링 서버 시스템(210)과 연동하여 원격 및 다른 지역에서도 서버(220), 모바일(221), 웹(222)을 통해 계량 데이터를 공유할 수 있다.Customers can access metering data in real time through the user portal 214 of the smart metering server system 210. The cloud-based smart metering system provided by the present invention can share metering data through the server 220, mobile 221, and web 222 even remotely and in other areas by linking with the smart metering server system 210.

 

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중앙 접속 서버에 포함된 컴퓨팅 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the configuration of a computing device included in a central access server according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 장치(300)는 하나 이상의 프로세서(310), 프로세서(310)에 의하여 수행되는 프로그램(330)을 로드(load)하거나 저장하는 메모리(320)를 포함할 수 있다. 도 3의 컴퓨팅 장치(300)에 포함된 구성 요소는 일례에 불과하고, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 3에 도시된 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, the computing device 300 may include one or more processors 310 and a memory 320 that loads or stores a program 330 executed by the processor 310. . The components included in the computing device 300 of FIG. 3 are only examples, and those skilled in the art will recognize that other general-purpose components other than those shown in FIG. 3 may be included. Able to know.

프로세서(310)는 컴퓨팅 장치(300)의 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(310)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit), NPU(Neural Processing Unit), DSP(Digital Signal Processor) 또는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(310)는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 방법/동작을 실행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있다. 컴퓨팅 장치(300)는 하나 이상의 프로세서를 구비할 수 있다.The processor 310 controls the overall operation of each component of the computing device 300. The processor 310 may be a Central Processing Unit (CPU), Micro Processor Unit (MPU), Micro Controller Unit (MCU), Graphic Processing Unit (GPU), Neural Processing Unit (NPU), Digital Signal Processor (DSP), or the present invention. It may be configured to include at least one of any type of processor well known in the art. Additionally, the processor 310 may perform operations on at least one application or program to execute methods/operations according to various embodiments of the present invention. Computing device 300 may include one or more processors.

메모리(320)는 컴퓨팅 장치(300)에 포함된 구성요소(예: 프로세서(310))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 명령 및 정보 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 저장한다. 메모리(320)는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.Memory 320 stores one or a combination of two or more of various data, instructions, and information used by components included in computing device 300 (e.g., processor 310). Memory 320 may include volatile memory and/or non-volatile memory.

프로그램(330)은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 방법/동작들이 구현된 하나 이상의 동작(action)들을 포함할 수 있으며, 메모리(320)에 소프트웨어 형태로 저장될 수 있다.  여기서, 동작은 프로그램(330)에서 실현되는 명령어에 대응한다.  예를 들어, 프로그램(330)은 스마트 미터링을 통해 서로 다른 애플리케이션에 대한 전력 사용량 데이터를 수집하는 동작, 전력 사용량 데이터의 이상을 탐지하기 위한 이상 탐지 모델에 적용하기 위하여 수집된 전력 사용량 데이터를 훈련 세트, 검증 세트 및 테스트 세트로 분할하는 동작, 훈련 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 이상 탐지 모델에 입력함에 대응하여, 전력 사용량 데이터 내의 이상치 또는 결측치를 탐지하도록 이상 탐지 모델을 학습시키는 동작 및 검증 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 학습된 이상 탐지 모델에 적용하여, 학습된 이상 탐지 모델의 성능을 검증하는 동작을 수행하도록 하는 인스트럭션들을 포함할 수 있다.The program 330 may include one or more actions implementing methods/operations according to various embodiments of the present invention, and may be stored in the memory 320 in software form. Here, the operations correspond to instructions implemented in the program 330. For example, the program 330 collects power usage data for different applications through smart metering, and sets the collected power usage data to a training set to apply it to an anomaly detection model to detect anomalies in the power usage data. , the operation of splitting into a validation set and a test set, the operation of training an anomaly detection model to detect outliers or missing values in the power usage data in response to inputting the power usage data included in the training set into the anomaly detection model, and the validation set. It may include instructions for performing an operation to verify the performance of the learned anomaly detection model by applying the included power usage data to the learned anomaly detection model.

프로그램(330)이 메모리(320)에 로드 되면, 프로세서(310)는 프로그램(330)을 구현하기 위한 복수의 동작들을 실행시킴으로써 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 방법/동작들을 수행할 수 있다.When the program 330 is loaded into the memory 320, the processor 310 can perform methods/operations according to various embodiments of the present invention by executing a plurality of operations to implement the program 330.

프로그램(330)의 실행 화면은 디스플레이(340)을 통해 표시될 수 있다.  도 3의 경우, 디스플레이(340)는 컴퓨팅 장치(300)와 연결되는 별도의 장치로 표현되나, 스마트폰, 태블릿 등 사용자가 휴대할 수 있는 단말기와 같은 컴퓨팅 장치(300)의 경우 디스플레이(340)가 컴퓨팅 장치(300)의 구성 요소로 될 수 있다.  디스플레이(340)에 표현되는 화면은 프로그램에 정보를 입력하기 전이나 프로그램의 실행 결과일 수 있다.The execution screen of the program 330 may be displayed through the display 340. In the case of FIG. 3, the display 340 is represented as a separate device connected to the computing device 300, but in the case of the computing device 300 such as a terminal that the user can carry, such as a smartphone or tablet, the display 340 may be a component of the computing device 300. The screen displayed on the display 340 may be before information is input into the program or may be the result of executing the program.

 

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이상 탐지 모델의 학습 방법을 플로우챠트로 나타낸 도면이다.Figure 4 is a flowchart showing a method for learning an anomaly detection model according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 이상탐지 모델의 학습 방법은 도 3에 제시된 컴퓨팅 장치의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 단계(410)에서, 프로세서는 스마트 미터링을 통해 서로 다른 애플리케이션에 대한 전력 사용량 데이터를 수집할 수 있다. 일례로, 프로세서는 스마트 미터링을 통해 세대 내 가전 제품, 배터리 또는 전기차와 같은 다양한 애플리케이션에 대한 전력 사용량 데이터를 수집할 수 있다.The learning method of the anomaly detection model shown in FIG. 4 can be performed by the processor of the computing device shown in FIG. 3. In step 410, the processor may collect power usage data for different applications through smart metering. For example, through smart metering, processors can collect power usage data for various applications within a household, such as appliances, batteries, or electric vehicles.

단계(420)에서, 프로세서는 수집된 전력 사용량 데이터에 전처리를 수행할 수 있다. 보다 구체적으로 프로세서는 수집된 전력 사용량 데이터에 대해 (i)데이터 정리 및 샘플링, (ii)데이터 노이즈 제거 및 (iii)데이터 정규화를 수행할 수 있다. 먼저, 프로세서는 (i)데이터 정리 및 샘플링에 대응하여 세대별로 계량 데이터를 분류하여 태그 값을 제공하고, 일정 간격(예를 들어, 15분 간격)으로 리샘플링(resampling)을 수행할 수 있다. 이후 프로세서는 (ii)데이터 노이즈 제거에 대응하여 리샘플링된 전력 사용량 데이터에 이산 웨이블릿 변환 알고리즘을 적용하여 이상 탐지 모델의 성능 저하 원인인 노이즈를 제거할 수 있다. 마지막으로 프로세서는 (iii)데이터 정규화에 대응하여 노이즈가 제거된 전력 사용량 데이터에 대한 표준화를 수행함으로써 이상 탐지 모델에 대한 최상의 훈련 결과를 획득할 수 있다.In step 420, the processor may perform preprocessing on the collected power usage data. More specifically, the processor may perform (i) data cleaning and sampling, (ii) data noise removal, and (iii) data normalization on the collected power usage data. First, the processor may (i) classify metering data by generation in response to data organization and sampling, provide tag values, and perform resampling at regular intervals (for example, 15-minute intervals). Afterwards, the processor can (ii) apply a discrete wavelet transform algorithm to the resampled power usage data in response to data noise removal to remove noise, which is the cause of performance degradation of the anomaly detection model. Finally, the processor can obtain the best training results for the anomaly detection model by performing normalization on the power usage data from which noise has been removed in response to (iii) data normalization.

단계(430)에서, 프로세서는 전처리가 수행된 전력 사용량 데이터를 훈련 세트, 검증 세트 및 테스트 세트로 분할할 수 있다. 이때, 훈련 세트는 이상 탐지 모델을 학습시키는데 사용되고, 검증 세트는 학습된 이상 탐지 모델의 성능을 검증하는데 사용되며, 테스트 세트는 검증이 완료된 이상 탐지 모델을 평가하는데 사용될 수 있다.In step 430, the processor may divide the preprocessed power usage data into a training set, a validation set, and a test set. At this time, the training set can be used to learn an anomaly detection model, the validation set can be used to verify the performance of the learned anomaly detection model, and the test set can be used to evaluate the verified anomaly detection model.

단계(440)에서, 프로세서는 훈련 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 이상 탐지 모델에 입력함에 대응하여, 전력 사용량 데이터 내의 이상치 또는 결측치를 탐지하도록 이상 탐지 모델을 학습시킬 수 있다. 스마트 미터링에서 이상치와 결측치는 실제 환경에서 무작위로 발생할 수 있으며, 일반적으로 측정값을 전달하지 않는 계량기나 잘못된 측정기로 인해 발생할 수 있다. In step 440, the processor may train the anomaly detection model to detect outliers or missing values in the power usage data in response to inputting the power usage data included in the training set into the anomaly detection model. In smart metering, outliers and missing values can occur randomly in the real world and are usually caused by meters not delivering measurements or faulty meters.

먼저, 측정값을 전달하지 않는 계량기는 다양한 이유로 인해 발생할 수 있다. 예를 들어, 계량기의 배터리가 방전되어 전력 공급이 중단된 경우, 계량기의 통신 모듈이 고장난 경우 및 계량기의 통신망이 불안정한 경우 등에 의해 측정값이 전달되지 않을 수 있다.First, a meter not delivering a reading can occur for a variety of reasons. For example, if the meter's battery is discharged and the power supply is interrupted, the meter's communication module is broken, or the meter's communication network is unstable, the measured value may not be transmitted.

또한, 잘못된 측정기는 측정값을 잘못 측정하는 계량기를 의미한다. 예를 들어, 계량기의 측정 센서가 고장난 경우, 계량기의 보정이 제대로 이루어지지 않은 경우, 계량기의 설치 위치가 부적절한 경우 등에 의해 잘못된 측정값이 전달될 수 있다. Additionally, a faulty meter refers to a meter that measures the measured value incorrectly. For example, if the measurement sensor of the meter is broken, if the meter is not properly calibrated, or if the meter is installed in an inappropriate location, an incorrect measured value may be transmitted.

이외에도 측정기의 고장, 측정센서의 성능저하, 설치 및 보호 불량, 의도적 손상, 정전, 깜박임, 결상 등으로 인해 이상치 및 결측치가 발생할 수 있다.In addition, outliers and missing values may occur due to failure of the measuring device, poor performance of the measuring sensor, poor installation and protection, intentional damage, power outage, flickering, and phase loss.

이러한 이상치 및 결측치로 인해 전력 사용량 데이터에 간격이나 불연속성이 유발될 수 있으며, 이상치와 결측치를 감지하고 처리하지 않으면 전력 관리 프로세스의 정확도가 떨어져 결국 에너지 낭비를 초래할 수 있다.These outliers and missing values can cause gaps or discontinuities in power usage data, and if outliers and missing values are not detected and processed, the accuracy of the power management process can be reduced, ultimately leading to energy waste.

따라서 전력 관리 방식을 적용하기 전에 이상치와 결측치를 식별하고 제거하는 것이 필수이며, 본 발명에서 제공하는 딥 러닝 기반의 이상 탐지 모델은 오토인코더를 사용하여 이상치와 결측치를 감지할 수 있다. 이때, 오토인코더는 정답 라벨없이 계량 데이터를 클러스터링하여 새로운 데이터에 대한 결과를 예측하는 방법인 비지도 학습(Unsupervised learning)이 사용될 수 있다.Therefore, it is essential to identify and remove outliers and missing values before applying a power management method, and the deep learning-based anomaly detection model provided by the present invention can detect outliers and missing values using an autoencoder. At this time, the autoencoder can use unsupervised learning, which is a method of predicting results for new data by clustering quantitative data without a correct answer label.

일례로, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 오토인코더를 사용하는 딥 러닝 기반의 이상 탐지 모델을 나타낸 도면이다. 도 5를 참고하면, 오토인코더는 GCN(Graph Convolutional Network) 레이어(520), bidirectional LSTM(Long Short-Term Memory) 인코더 레이어(530) 및 bidirectional LSTM 디코더 레이어(540)로 구성되는 GCN - bidirectional LSTM 네트워크로 구현될 수 있다.As an example, Figure 5 is a diagram showing a deep learning-based anomaly detection model using an autoencoder according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 5, the autoencoder is a GCN - bidirectional LSTM network consisting of a Graph Convolutional Network (GCN) layer 520, a bidirectional Long Short-Term Memory (LSTM) encoder layer 530, and a bidirectional LSTM decoder layer 540. It can be implemented as:

이상 탐지 모델은 훈련 세트에 포함된 전력 사용량 데이터로 구성된 입력 시퀀스가 입력 레이어(510)를 통해 입력되는 GCN - bidirectional LSTM 네트워크로 구현되는 오토인코더를 통해 입력 시퀀스를 재생성하거나, 대상 시퀀스를 예측하여 출력 레이어(550)를 통해 출력할 수 있다.The anomaly detection model regenerates the input sequence through an autoencoder implemented as a GCN-bidirectional LSTM network in which the input sequence consisting of power usage data included in the training set is input through the input layer 510, or predicts the target sequence and outputs it. It can be output through layer 550.

이때, 프로세서는 이상 탐지 모델의 입력 시퀀스와 출력 시퀀스 사이의 재구성 오차가 최소화 되도록 해당 이상 탐지 모델을 반복하여 훈련시킬 수 있다.At this time, the processor may repeatedly train the anomaly detection model so that the reconstruction error between the input sequence and output sequence of the anomaly detection model is minimized.

단계(450)에서, 프로세서는 검증 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 학습된 이상 탐지 모델에 적용하여 해당 학습된 이상 탐지 모델의 성능을 검증할 수 있다. 이때, 학습된 이상 탐지 모델의 예측 성능과 분류 성능은 각각 평균 제곱 오차(Mean Square Error, MSE)와 오차행렬(Confusion Matrix)로 평가될 수 있다.In step 450, the processor may verify the performance of the learned anomaly detection model by applying the power usage data included in the verification set to the learned anomaly detection model. At this time, the prediction performance and classification performance of the learned anomaly detection model can be evaluated by mean square error (MSE) and confusion matrix, respectively.

이때, 이상 탐지 모델의 예측 성능은 해당 이상 탐지 모델이 예측한 값과 실제 값 사이의 차이를 평가하는 지표로, 일반적으로 평균 제곱 오차(Mean Squared Error, MSE)가 사용될 수 있다. MSE 는 예측 값과 실제 값 사이의 차이를 제곱한 값의 평균으로, 값이 작을수록 이상 탐지 모델의 예측 성능이 좋다고 판단할 수 있다.At this time, the prediction performance of the anomaly detection model is an indicator that evaluates the difference between the value predicted by the anomaly detection model and the actual value, and generally the mean squared error (MSE) can be used. MSE is the average of the squared difference between the predicted value and the actual value. The smaller the value, the better the prediction performance of the anomaly detection model.

한편, 이상 탐지 모델의 분류 성능은 해당 이상 탐지 모델이 분류한 결과와 실제 결과 사이의 일치도를 평가하는 지표로, 일반적으로 오차행렬이 사용될 수 있다. 오차행렬은 이상 탐지 모델이 분류한 결과와 실제 결과를 2x2 행렬로 나타낸 것으로, 이를 기반으로 정확도, 정밀도, 재현율 등의 지표가 계산될 수 있다.Meanwhile, the classification performance of an anomaly detection model is an indicator that evaluates the degree of agreement between the results classified by the anomaly detection model and the actual results, and an error matrix can generally be used. The error matrix represents the results classified by the anomaly detection model and the actual results as a 2x2 matrix, and based on this, indicators such as accuracy, precision, and recall can be calculated.

프로세서는 이와 같이 검증이 완료된 이상 탐지 모델을 통해 식별되는 이상 감지 결과에 따라 효율적이고 강건하게 전력 관리를 수행할 수 있다.The processor can perform power management efficiently and robustly according to the anomaly detection results identified through the verified anomaly detection model.

 

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 제어 방법을 플로우챠트로 나타낸 도면이다.Figure 6 is a flowchart showing a power control method according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 전력 제어 방법은 도 3에 제시된 컴퓨팅 장치의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 단계(610)에서, 프로세서는 스마트 미터링을 통해 수집된 전력 사용량 데이터를 이상 탐지 모델에 적용함으로써 이상치 및 결측치를 식별할 수 있다. The power control method shown in FIG. 6 may be performed by a processor of the computing device shown in FIG. 3. In step 610, the processor may identify outliers and missing values by applying power usage data collected through smart metering to an anomaly detection model.

단계(620)에서, 프로세서는 식별된 이상치 및 결측치가 제거된 전력 사용량 데이터를, 신재생에너지 공급자의 이익을 최대화 하기 위한 제1 목적함수 및 최대 부하를 최소화 하기 위한 제2 목적 함수를 포함하는 다목적 최적화 모델에 적용할 수 있다.In step 620, the processor converts the power usage data from which the identified outliers and missing values have been removed into a multi-objective function including a first objective function to maximize the profit of the renewable energy provider and a second objective function to minimize the maximum load. It can be applied to optimization models.

다목적 최적화 모델에 포함되는 제1 목적 함수는 계통 종속성을 줄이고, 신재생에너지 활용도를 높이는 동시에 신재생에너지 공급자의 이익을 최대화 하는 것을 목표로 하고, 제2 목적 함수는 고객이 3가지 유형의 DR 프로그램을 고려하면서 최대 부하를 최소화 하는 것을 목표로 한다.The first objective function included in the multi-objective optimization model aims to reduce grid dependency, increase renewable energy utilization and maximize the profits of renewable energy suppliers, and the second objective function allows customers to use three types of DR programs. The goal is to minimize the maximum load while taking into account.

일례로, 제1 목적 함수는 아래의 식 1과 같이 표현될 수 있으며, 신재생에너지 공급자의 이익을 극대화하는 것을 목표로 계통 전력 소비를 줄이고 태양광 발전 전력 이용률을 높이는 것을 제안할 수 있다.For example, the first objective function can be expressed as Equation 1 below, and it can be proposed to reduce grid power consumption and increase solar power generation power utilization with the goal of maximizing the profits of renewable energy suppliers.

<식 1><Equation 1>

여기서 는 시간 의 부하 수요에 대한 계통 전력 소비, 는 시간 의 계통 전력 소비에 대한 스위치 함수, 는 시간 의 부하 수요에 대한 태양광 발전 전력 소비, 는 시간 의 태양광 발전의 소비 전력에 대한 스위치 함수, 는 시간 의 배터리의 충전/방전 소비 전력을 나타낸다.here is the time Grid power consumption for load demand of is the time switch function for grid power consumption, is the time PV power consumption for load demand, is the time A switch function for the power consumption of solar power generation, is the time Indicates the charging/discharging power consumption of the battery.

또한, 는 시간 의 배터리의 충전/방전 스위치 함수, 는 시간 에서 전기차의 충전/방전을 위한 소비전력, 는 시간 에서 전기차의 충전/방전을 위한 스위치 함수를 나타낸다. 즉, , ,  및 와 같은 스위치 함수는 공급 측의 제1 목적 함수에 의해 제어되며,  및 는 이후의 식 3에 따른 기존 방법과 식 4에 따른 제안 방법의 두 가지 방법을 사용하여 결정될 수 있다. also, is the time The charge/discharge switch function of the battery, is the time Power consumption for charging/discharging of electric vehicles, is the time shows the switch function for charging/discharging an electric vehicle. in other words, , , and A switch function such as is controlled by the first objective function on the supply side, and Can be determined using two methods: the existing method according to Equation 3 and the proposed method according to Equation 4.

신재생에너지 공급자는 도매 전력 시장과 에너지 시장의 소비자 사이에서 중개자 역할을 한다. 신재생에너지 공급자의 이익은 에너지 판매 수입과 도매 시장에서 에너지 구매 비용 또는 서비스 제공 비용으로 계산된다. 신재생에너지 공급자의 비용 함수는 최적 소매 가격으로 추정하고, 고객이 특정 전력 소비 습관을 채택하도록 장려하는데 사용한다.Renewable energy suppliers act as intermediaries between wholesale power markets and consumers in the energy market. The profit of a renewable energy supplier is calculated as income from energy sales and the cost of purchasing energy from the wholesale market or providing services. The renewable energy supplier's cost function is estimated at the optimal retail price and used to encourage customers to adopt certain electricity consumption habits.

제2 목적 함수는 아래의 식 2와 같이 표현될 수 있으며, DR 프로그램으로 전기요금을 고려하면서 첨두부하를 최소화 하는 것을 목표로 한다. 에너지 게이트웨이는 부하 용량이 낮기 때문에 전체 스마트 미터링 시스템의 유지 관리 비용이 최대 부하에서 몇 시간 이내에 높아질 수 있다. 따라서 최대 부하를 몇 시간 줄이면 전체 스마트 미터링 시스템의 유지 관리 비용을 줄이고 스마트 미터링 시스템을 견고하게 설계할 수 있다. 스마트 미터링 시스템은 제안된 전력 관리에 따라 이동 가능한 부하를 스케줄링할 수 있으나, 스케줄링이 불가능하고 중단 가능하지 않는 부하는 예약할 수 없으며 필요할 때 즉시 이러한 부하에 전원을 공급해야 한다.The second objective function can be expressed as Equation 2 below, and the DR program aims to minimize peak load while considering electricity charges. Because energy gateways have low load capacity, maintenance costs for the entire smart metering system can become high within a few hours at peak load. Therefore, reducing the peak load by a few hours can reduce the maintenance cost of the entire smart metering system and ensure a robust design of the smart metering system. Smart metering systems can schedule movable loads according to the proposed power management, but cannot schedule non-schedulable and non-interruptible loads and must power these loads immediately when needed.

<식 2><Equation 2>

여기서, 는 시간 에서 번째 스케줄링이 가능한 부하에 대한 소비 전력,  는 시간 에서 번째 스케줄링이 가능한 부하에 대한 스위치 함수, 는 시간 에서 번째 스케줄링이 불가능한 부하에 대한 소비 전력, 번째 스케줄링이 불가능한 부하에 대한 스위치 함수, 는 시간 에서 시간 기반 DR 프로그램을 나타낸다.here, is the time at Power consumption for schedulable loads, is the time at Switch function for the schedulable load, is the time at Power consumption for non-schedulable loads, Is Switch function for unschedulable loads, is the time Indicates a time-based DR program.

단계(630)에서, 프로세서는 다목적 최적화 모델의 출력을 이용하여 배터리 또는 전기차의 충/방전을 제어할 수 있다. 전력 관리에서 배터리와 전기차의 충전/방전 모드는 배터리와 전기차의 충전 상태() 값 뿐만 아니라 계통 전력 소비량과 태양광 발전 전력 소비량의 비교를 기반으로 결정될 수 있다.In step 630, the processor may control charging/discharging of the battery or electric vehicle using the output of the multi-objective optimization model. In power management, the charging/discharging mode of the battery and electric vehicle is determined by the charging state of the battery and electric vehicle ( ) value, as well as a comparison of grid power consumption and solar power generation power consumption.

기존 배터리와 전기차 충전/방전 방식은 아래의 식 3과 같이 표현될 수 있다. 보다 구체적으로 시간 에서의 배터리와 전기차의 충전/방전 모드는 각각 스위치 함수 로 표현되며, 배터리 소유자와 전기차 소유자는 원하는 충전 시간 간격과 충전 완료 시 최소 값을 결정할 수 있다.The existing battery and electric vehicle charging/discharging methods can be expressed as Equation 3 below. More specifically time The charging/discharging modes of the battery and electric vehicle each use a switch function. and It is expressed as, and the battery owner and electric vehicle owner determine the desired charging time interval and the minimum minimum time when charging is completed. The value can be determined.

스마트 미터링 운영자는 배터리와 전기차의 충전/방전 시기를 결정할 수 있어 스마트 미터링의 전반적인 이익과 에너지 효율성을 높일 수 있으며, 스위치 함수 의 값은 다음과 같이 주어진 배터리와 전기차의 계통 전력 소비, 태양광 발전 전력 소비 및 와 관련된 충전/방전 조건에 의해 결정될 수 있다.Smart metering operators can determine when to charge/discharge batteries and electric vehicles, increasing the overall benefits and energy efficiency of smart metering, and the switch function and The value of is given as follows: grid power consumption of batteries and electric vehicles, solar power generation power consumption, and It can be determined by charging/discharging conditions related to .

<식 3><Equation 3>

여기서, 는 전력 소비의 최대 한계, 는 시간 에서의 배터리와 전기차의 충전 상태, 은 배터리와 전기차의 최소 충전 상태, 는 최대 한계 충전 상태를 나타낸다.here, is the maximum limit of power consumption, is the time Battery and charging status of electric vehicles, The minimum state of charge of the battery and electric vehicle, represents the maximum limit state of charge.

한편, 배터리와 전기차의 경우, 작동 모드를 -1(방전), +1(충전), 0(유휴)으로 표시할 수 있다. 기존 충전/방전 방식에서는 계통 소비 전력과 태양광 발전의 소비 전력의 차이  가 보다 크고 충전 상태 값 보다 크면, 배터리 및 전기차가 '방전 모드'로 할당될 수 있다. 또한, 계통 소비 전력과 태양광발전 전력의 차이가  미만이고 충전 상태 값이  미만이면, 배터리 및 전기차가 '충전 모드'로 할당될 수 있다. 그 이외의 경우 배터리 및 전기차는 '유휴 모드'로 할당 될 수 있다.Meanwhile, for batteries and electric vehicles, the operating mode can be displayed as -1 (discharge), +1 (charge), and 0 (idle). In the existing charging/discharging method, the difference between grid power consumption and solar power generation power consumption go Greater than and charge state value go If larger, the battery and electric vehicle may be assigned to 'discharge mode'. Additionally, the difference between system power consumption and solar power generation power is is less than and the state of charge value is If it is less than that, the battery and electric vehicle can be assigned to 'charging mode'. In other cases, batteries and electric vehicles can be assigned to ‘idle mode’.

본 발명에서 제안하는 배터리 및 전기차의 충전/방전 방식은 아래의 식 4로 표현될 수 있다. 보다 구체적으로 제안하는 배터리 및 전기차의 충전/방전 방식은 안정적인 충전/방전을 위해 이상 감지를 사용하고, 다음과 같이 예측된 미래 값의 비정상적인 상태를 찾아 효율적이고 강건하게 전력 관리를 수행할 수 있다.The charging/discharging method of batteries and electric vehicles proposed in the present invention can be expressed as Equation 4 below. More specifically, the proposed charging/discharging method for batteries and electric vehicles uses anomaly detection for stable charging/discharging and can perform power management efficiently and robustly by finding abnormal states of predicted future values as follows.

<식 4><Equation 4>

여기서, 는 시간에서 계통 전력 소비량, 는 시간 에서 GCN - bidirectional LSTM 네트워크로 구현된 오토인코더의 계통 소비 전력의 현재 값, 는 시간 에서의 태양광 발전의 소비 전력, 는 시간 에서의 오토인코더에 의한 비정상 감지 스위치 함수를 나타낸다.here, is the time grid power consumption, is the time GCN - the current value of the grid power consumption of the autoencoder implemented as a bidirectional LSTM network, is the time Power consumption of solar power in is the time Shows the abnormality detection switch function by the autoencoder in .

제안하는 배터리 및 전기차의 충전/방전 방법에서는 -1(충전), +1(방전), 0(유휴)로 구성된 동작 모드를 계통 전력의 비교를 통해 결정할 수 있다. GCN - bidirectional LSTM 네트워크로 구현된 오토인코더를 통한 계통 전력 소모량 측정 과정에서 이상치나 결측치가 검출되지 않으면 식 4에서 을 이용해 기존의 충전/방전 방식을 적용할 수 있다.In the proposed charging/discharging method for batteries and electric vehicles, the operation modes consisting of -1 (charge), +1 (discharge), and 0 (idle) can be determined through comparison of system power. GCN - If no outliers or missing values are detected in the process of measuring system power consumption through an autoencoder implemented in a bidirectional LSTM network, in Equation 4 The existing charging/discharging method can be applied using .

그러나 GCN - bidirectional LSTM 네트워크로 구현된 오토인코더를 통한 계통 전력 소모량 측정 과정에서 이상치나 결측치가 감지되면 식 4에서 로 대입하여 배터리 및 전기차의 충전/방전을 결정할 수 있다. 이와 같이 제안하는 배터리 및 전기차의 충전/방전 방법에서는 이상치 검출과 결측치 대치의 두 가지 기능을 추가함으로써 보다 안전하고 강건하게 배터리 및 전기차의 충전/방전을 제어할 수 있다.However, if outliers or missing values are detected in the process of measuring system power consumption through an autoencoder implemented with a GCN-bidirectional LSTM network, in Equation 4 second You can determine the charging/discharging of batteries and electric vehicles by substituting . In this proposed charging/discharging method for batteries and electric vehicles, the charging/discharging of batteries and electric vehicles can be controlled more safely and robustly by adding two functions of outlier detection and missing value replacement.

 

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다.  예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.  처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.  또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.  이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.  예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다.  또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented with hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, the devices, methods, and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, and a field programmable gate (FPGA). It may be implemented using a general-purpose computer or a special-purpose computer, such as an array, programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and software applications running on the operating system. Additionally, a processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For ease of understanding, a single processing device may be described as being used; however, those skilled in the art will understand that a processing device includes multiple processing elements and/or multiple types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, a processing device may include multiple processors or one processor and one controller. Additionally, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.  소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치로 저장될 수 있다.  소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing unit to operate as desired, or may be processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be used on any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. It can be saved as . Software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on a computer-readable recording medium.

실시예에 따른 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 저장할 수 있으며 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.  컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(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.  The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. A computer-readable medium may store program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination, and the program instructions recorded on the medium may be specially designed and constructed for the embodiment or may be known and available to those skilled in the art of computer software. there is. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc.

위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware devices described above may be configured to operate as one or multiple software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다.  예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on this. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the claims described below.

 

100 : 스마트 미터링 시스템
102 : P1 인터페이스
104 : P2 인터페이스
106 : P3 인터페이스
108 : P4 인터페이스
110 : 다른 서비스 모듈
112 : 에너지 게이트웨이
114 : 전기 계량기
116 : 전기차 계량기
118 : 배터리 계량기
120 : 중앙 접속 서버
122 : 독립 서비스 제공 업체
124 : 에너지 공급 업체
126 : 송전선로망 운영자
 
100: Smart metering system
102: P1 interface
104: P2 interface
106: P3 interface
108: P4 interface
110: Other service modules
112: Energy Gateway
114: Electric meter
116: Electric vehicle meter
118: Battery meter
120: Central access server
122: Independent service provider
124: Energy supplier
126: Transmission line network operator

Claims (1)

스마트 미터링을 통해 서로 다른 애플리케이션에 대한 전력 사용량 데이터를 수집하는 단계;
상기 전력 사용량 데이터의 이상을 탐지하기 위한 이상 탐지 모델에 적용하기 위하여 상기 수집된 전력 사용량 데이터를 훈련 세트, 검증 세트 및 테스트 세트로 분할하는 단계;
상기 훈련 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 상기 이상 탐지 모델에 입력함에 대응하여, 상기 전력 사용량 데이터 내의 이상치 또는 결측치를 탐지하도록 상기 이상 탐지 모델을 학습시키는 단계; 및
상기 검증 세트에 포함된 전력 사용량 데이터를 상기 학습된 이상 탐지 모델에 적용하여, 상기 학습된 이상 탐지 모델의 성능을 검증하는 단계
를 포함하는 이상 탐지 방법.
collecting power usage data for different applications through smart metering;
Splitting the collected power usage data into a training set, validation set, and test set to apply to an anomaly detection model for detecting anomalies in the power usage data;
In response to inputting power usage data included in the training set into the anomaly detection model, training the anomaly detection model to detect outliers or missing values in the power usage data; and
Verifying the performance of the learned anomaly detection model by applying power usage data included in the verification set to the learned anomaly detection model.
An anomaly detection method comprising:
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