WO2021230596A1 - 가상발전소 전력거래 시스템 및 이를 이용한 가상발전소 전력거래 방법 - Google Patents

가상발전소 전력거래 시스템 및 이를 이용한 가상발전소 전력거래 방법 Download PDF

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엄태선
이용하
고민성
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Definitions

  • the present invention relates to a virtual power plant power trading system and a virtual power plant power trading method using the same.
  • VPP virtual power plant
  • the frequency of the power system or virtual power plant increases, and a supply-demand imbalance may occur due to an excess of power supply.
  • the output of the distributed power supply drops sharply and the generation amount of the distributed power supply becomes lower than the bidding generation amount, the grid frequency of the power system is lowered, and there is a problem that a supply-demand imbalance occurs due to a lack of power supply.
  • ESS is expensive and economical is low.
  • the ESS cannot store large-capacity power due to its capacity limitation, and this has made it difficult to supplement the insufficient amount of power in the power system.
  • ESS also has a problem of low stability due to fire or explosion.
  • the pumped-water power plant can store large-capacity power, it has low economic feasibility due to high installation and operating costs, and has difficulty in operating time of less than 2 hours.
  • the pumped-water power plant has a problem in that there are many restrictions on the installation site, the construction period is long, and it has a problem of destroying the surrounding environment.
  • the present invention analyzes the excess/deficiency power amount of the virtual power plant due to the output change of the distributed power source, and mediates the power transaction between the virtual power plant and the heat conversion device according to the excess/deficiency power amount of the virtual power plant, or mediates the power transaction between the virtual power plant and the new and renewable cogeneration plant Therefore, we want to propose a virtual power plant power trading system and a virtual power plant power trading method that can stabilize the output of the power system and virtual power plant.
  • a virtual power plant power trading system is linked to a power system, a plurality of virtual power plants including distributed power sources, and the power system, and consumes power generated from the distributed power source and converts it into thermal energy a heat conversion device that analyzes the excess/deficiency power amount of the plurality of virtual power plants due to output fluctuations of the distributed power source, and uses the analysis result of the excess/deficiency power amount to stabilize the output of the power system and the virtual power plant.
  • the power transaction may be brokered to supply the obtained power to the plurality of virtual power plants or the power system.
  • the power transaction brokerage device analyzes at least one of power generation, bidding error, output variation, or demand variation of the plurality of virtual power plants, and uses at least one of the power generation amount, bidding error, output variation, or demand variation to trade the power can mediate
  • the power transaction intermediary device when surplus power is generated due to a bidding error, output change, or demand change in at least one virtual power plant among the plurality of virtual power plants, to supply the surplus power of the virtual power plant to the thermal conversion device It is possible to stabilize the output of the virtual power plant by intermediating the power transaction.
  • the power transaction intermediary device when the power shortage is predicted due to a bidding error, output change, or demand change in at least one virtual power plant among the plurality of virtual power plants, the power generated in the new and renewable cogeneration power plant to the virtual power plant or the It is possible to stabilize the output of the virtual power plant by brokering the power transaction to supply it to the power system.
  • the power transaction intermediary device may compare the VPP bidding generation amount of the virtual power plant with the VPP expected output amount of the virtual power plant to predict the excess/deficiency power amount of the virtual power plant.
  • the power transaction intermediary device monitors the amount of power generated by the distributed power source linked to the virtual power plant in real time to derive the VPP power generation generated in the virtual power plant, and the amount of power consumed by the load of the virtual power plant from the VPP power generation amount By subtracting , the VPP expected output can be derived.
  • the power transaction intermediary device determines that surplus power is produced in the virtual power plant when the VPP expected output amount is greater than the VPP bid generation amount, and the virtual power plant determines the surplus of the difference between the VPP expected output amount and the VPP bid generation amount. Power transaction may be brokered to supply power to the thermal conversion device.
  • the power transaction intermediary device determines that the output of the virtual power plant will be insufficient when the VPP expected output amount is smaller than the VPP bid generation amount, and the new and renewable combined heat and power plant powers the difference between the VPP bid generation amount and the VPP expected output amount It is possible to mediate power transaction to produce and supply to the virtual power plant or the power system.
  • the distributed power source may include at least one of a wind power generator, a solar power generator, a geothermal generator, a fuel cell, bio-energy, marine energy, or a variable power source whose output cannot be adjusted.
  • the renewable cogeneration power plant may generate power using at least one of wood chips, fuel cells, and by-product gas.
  • the power transaction intermediary device may mediate the power transaction by predicting a demand response of a load linked to the power system or the plurality of virtual power plants.
  • the distributed power in order to respond to a response amount that the distributed power sources can additionally generate in order to respond to the output change of the variable power connected to the virtual power plant or the output change of the variable power source, the distributed power can be additionally generated. Analyze the response speed that exists, and the output of the variable power supply decreases so that the power supply in the virtual power plant is less than the power demand of a load disposed in the virtual power plant, or the response amount or response speed of the distributed power sources is within the virtual power plant. If the power demand of the deployed load is not met, the power transaction may be adjusted.
  • a virtual power plant power transaction method comprises the steps of analyzing output variability of a distributed power source disposed in a virtual power plant connected to an electric power system, and predicting an excess/deficiency power amount of the virtual power plant according to the output variability of the distributed power source and, on the basis of the prediction result of the excess/deficiency power amount, the virtual power plant, the power system, or a heat conversion device linked to the power system, or a new and renewable combined heat and power plant linked to the power system. and brokering the power transaction so that the heat conversion device consumes the surplus power of the virtual power plant or supplements the insufficient output of the virtual power plant with the power of the renewable power plant.
  • the step of arranging the power transaction may include the power transaction based on at least one of the VPP bidding power generation amount of the virtual power plant, the power generation amount of the distributed power plant, the grid information of the power system, or a control signal received from the outside of the virtual power plant.
  • the step of mediating the power transaction may include detecting the zone frequency of the virtual power plant in real time, and mediating the power transaction volume between the virtual power plant, the heat conversion device, or the new and renewable cogeneration plant based on the zone frequency. may include the step of
  • Deriving the VPP power generation generated by the virtual power plant by monitoring the power generation amount produced by a plurality of distributed power sources, and calculating the VPP expected output amount by subtracting the power consumption amount consumed by the load of the virtual power plant from the VPP power generation amount may include more.
  • Comparing the VPP expected output amount and the VPP bidding generation amount, and adjusting the power transaction between the virtual power plant, the power system, or the heat conversion device, and the renewable heat and power plant based on the comparison result. can do.
  • the step of adjusting the power transaction may include determining that surplus power is produced in the virtual power plant when the VPP expected output is greater than the VPP bid power generation, and the virtual power plant determines the difference between the VPP expected output and the VPP bid power generation. It may include controlling the power transaction between the virtual power plant and the heat conversion device so as to supply the surplus power of the difference to the heat conversion device.
  • the adjusting of the power transaction includes determining that the output of the virtual power plant will be insufficient when the VPP expected output is smaller than the VPP bid generation amount, and the new and renewable combined heat and power plant uses the VPP bid generation amount and the VPP predicted output amount It may include the step of controlling the power transaction between the new and renewable combined heat and power plant and the virtual power plant so as to produce the difference between the power supply to the virtual power plant or the power system.
  • the distributed power source may include at least one of a wind power generator, a solar power generator, a geothermal generator, a fuel cell, bio-energy, marine energy, or a variable power source whose output cannot be adjusted.
  • the renewable cogeneration power plant may generate power using at least one of wood chips, fuel cells, and by-product gas.
  • the method may further include predicting a demand response of the virtual power plant, and mediating power transactions between the virtual power plant, the power system, the heat conversion device, and the new and renewable cogeneration plant based on the demand response. .
  • a virtual power plant power transaction brokerage device includes at least one of a data collection module for collecting various data of a virtual power plant linked to a power system, the amount of power generation of the virtual power plant, bidding error, output change, or demand change.
  • a data collection module for collecting various data of a virtual power plant linked to a power system, the amount of power generation of the virtual power plant, bidding error, output change, or demand change.
  • an analysis module for analyzing and analyzing the output change of the virtual power plant and the excess and insufficient electric power of the virtual power plant due to a change in the amount of power generation of distributed power connected to the virtual power plant, and the bidding error of the virtual power plant, the output change, and and a power transaction intermediary module that mediates power trade between a plurality of virtual power plants, a heat conversion device, and a new and renewable cogeneration power plant by using at least one of the excess and insufficient power.
  • the excess/deficiency power amount of the virtual power plant is analyzed by the output fluctuation of the distributed power source, and the power transaction between the virtual power plant and the heat conversion device is brokered according to the excess/deficiency power amount of the virtual power plant, or between the virtual power plant and the new and renewable cogeneration plant. It provides an environment in which the output of the power system and virtual power plant can be stabilized by brokering the power transaction of
  • the present invention supplies the surplus power produced in excess by the output fluctuation of the distributed power supply to the thermal converter, and the thermal converter consumes the surplus power and mediates the power transaction to produce thermal energy, such as a new and renewable energy source It is possible to minimize the output fluctuation of the virtual power plant due to the output fluctuation of the distributed power supply, which is difficult to control the output, and to maintain the output of the virtual power plant stably.
  • the present invention provides an environment in which the waste of energy sources can be prevented by storing the thermal energy produced in the thermal conversion device in a large capacity and providing it to the thermal load.
  • the present invention adjusts the amount of power generation of the new and renewable cogeneration power plant in response to output fluctuations of the virtual power plant and distributed power sources, and supplements the insufficient output of the virtual power plant with the power generated in the new renewable energy source, such as a new renewable energy source. It provides an environment in which the output of the virtual power plant can be stably maintained by minimizing the output shortage of the virtual power plant caused by distributed power sources having difficulty in controlling the output and the output fluctuation of the virtual power plant.
  • the present invention analyzes the predicted power generation of each individual distributed power source, derives the VPP expected power generation by summing the predicted power generation of the distributed power sources, and derives the VPP bidding power generation based on the VPP expected power generation. It provides an environment in which to make effective decisions.
  • the present invention monitors the amount of power generated by a plurality of distributed power sources to derive the VPP power generation or VPP expected output generated in real time in the virtual power plant, and compares the VPP power generation or the VPP expected output with the VPP bidding power generation. It provides an environment in which the output of the virtual power plant can be stably maintained by brokering power transactions between the virtual power plant, the heat conversion device, and the new and renewable cogeneration plant.
  • the present invention detects the grid frequency of the electric power system or the zone frequency of the virtual power plant in real time and controls the electric power transaction based on the detected frequency, thereby rapidly changing the grid frequency of the electric power system due to the output change of the distributed power supply, which is a variable power source. And it provides an environment that can prevent a sudden change in the regional frequency of the virtual power plant.
  • the present invention maintains the output of the virtual power plant stably by mediating the power transaction based on at least one of the VPP bidding power generation amount, the power generation amount of individual distributed power sources, system information of the power system, or a control signal received from the power exchange. , to provide an environment in which the power system can be stably maintained.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a virtual power plant power transaction brokerage system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a virtual power plant connected to a power system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a power transaction intermediary apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an apparatus for managing a virtual power plant according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a virtual power plant output adjustment system linked to a virtual power plant according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart schematically illustrating a process of bidding with a virtual power plant and estimating excess/shortage power of the virtual power plant to mediate power transactions according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph showing a typical daily power demand curve in the power system.
  • FIG. 8 is a graph illustrating a change in a net load amount due to an increase in output of a variable power supply.
  • FIG. 9 is a flowchart schematically illustrating a process of mediating power transaction by comparing the VPP bid generation amount and the VPP expected output amount according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph illustrating an example of mediating power transaction by comparing the VPP bid generation amount and the VPP expected output amount according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 to 10 a virtual power plant power transaction brokerage system and a virtual power plant power transaction brokerage method according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a virtual power plant power transaction brokerage system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a virtual power plant connected to a power system according to an embodiment of the present invention.
  • the virtual power plant power transaction brokerage system, the power system 10, and the virtual power plant 200 only show schematic configurations necessary for explanation according to an embodiment of the present invention, but are not limited to these configurations.
  • a virtual power plant (hereinafter referred to as VPP) power transaction brokerage system includes a plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n by output fluctuation of distributed power sources Analyze excess and shortage of electricity.
  • the virtual power plant power transaction brokerage system uses the analysis result of the excess/deficiency power amount to mediate power trade to the power system 10 and the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n ) can stabilize the output.
  • the virtual power plant power transaction brokerage system includes a power transaction brokerage device 100 that mediates power transactions of the power system 10, a plurality of virtual power plants connected to the power system 10 ( 200-1 to 200-n), the first output adjustment system 300 for adjusting the output of the virtual power plant 200 by consuming the surplus power of the virtual power plant 200 , and power to the virtual power plant 200 . It may include a second output adjustment system 400 for adjusting the output of the virtual power plant 200 by supplying it.
  • the virtual power plant power transaction brokerage system transfers power produced by a plurality of power plants 12-1 to 12-n of the power system 10 to the substation 14 for transmission and distribution.
  • a power market may be operated to supply power to power users via the substation 16 .
  • the power transaction intermediary device 100 bids with a plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n, and some of the power produced by the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n. may be brokered for power transaction to supply the power system 10 .
  • the power transaction intermediary device 100 may analyze the excess and shortage of power of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n due to the output fluctuation of the distributed power source 210 .
  • the power transaction intermediary device 100 is the power system 10, the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n, and the first output adjustment system 300 using the analysis result of the excess/deficiency power amount.
  • the second output adjustment system 400 may mediate power transactions. Through this, the present invention can stabilize the output of the power system 10 and the virtual power plant 200 .
  • the power transaction brokerage device 100 transmits the surplus power of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n to the first output adjustment system 300 based on the prediction result of the excess/deficiency power amount. Power transaction can be brokered to supply.
  • the power transaction intermediary device 100 supplies the power produced by the second output adjustment system 400 to the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n based on the prediction result of the excess/deficiency power amount. It is possible to mediate the electricity transaction.
  • the first output adjustment system 300 may include a thermal converter 310 that receives a portion of the power generated from the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m and converts it into thermal energy. have.
  • the second output adjustment system 400 may include a new and renewable combined heat and power plant 410 that generates electric power using a renewable energy source.
  • the renewable heat and power plant 410 may generate power using at least one of wood chips, fuel cells, and by-product gas.
  • the heat conversion device 310 of the first output adjustment system 300 and the renewable heat and power plant 410 of the second output adjustment system 400 are different from the existing energy storage system (ESS) or pumped water power plant, It has the advantages of low cost and high adaptability.
  • the heat conversion device 310 and the renewable heat and power plant 410 are easy to install around the distributed power supply 210 or the virtual power plant 200, and also have the advantage of low restrictions on the installation area.
  • the power transaction intermediary device 100 may analyze the response amount information that the distributed power supply can additionally generate in order to respond to the output change of the variable power source linked to the virtual power plant 200 .
  • the response amount information is the response that the distributed power sources linked to the virtual power plant 200 can additionally generate in order to respond to the output change of the variable power source (eg, a new and renewable energy source) linked to the virtual power plant 200 . and a response speed at which the distributed power supplies can additionally generate power in response to an equivalent value or a change in the output of the variable power supply.
  • the variable power source eg, a new and renewable energy source
  • the response amount is the amount of power that the distributed power sources linked to the virtual power plant 200 can additionally generate in order to respond to a change in the output of the variable power source (eg, a new and renewable energy source) linked to the virtual power plant 200 .
  • the response speed includes a power generation rate at which distributed power sources linked to the virtual power plant 200 can additionally generate power in response to a change in output of the variable power source linked to the virtual power plant 200 .
  • the response amount and the response speed may include ramp rate characteristic information of the distributed power sources.
  • the power transaction intermediary device 100 decreases the output of the variable power source so that the power supply in the virtual power plant 200 is smaller than the power demand of a load disposed in the virtual power plant 200, or the amount of response of the distributed power sources Alternatively, when the response speed does not meet the power demand of a load disposed in the virtual power plant, power transaction between the virtual power plant 200 and the first output adjustment system 300 and the second output adjustment system 400 is performed. Can be adjusted.
  • the power supply in the virtual power plant 200 is smaller than the power demand amount of a load disposed in the virtual power plant 200, or the response amount or the response speed of the distributed power sources is the virtual power plant. If the power demand amount of the load disposed in the present invention is not satisfied, the power transaction amount from the virtual power plant 200 to the first output adjustment system 300 is reduced, or the second output adjustment system 400 can be controlled to increase the power transaction amount to the virtual power plant 200 .
  • the power transaction brokerage device 100 responds to the output change of the variable power connected to the power system 10 or the virtual power plant 200, the response amount that the new and renewable cogeneration plant 410 can additionally generate power. information can be analyzed.
  • the power transaction brokerage device 100 decreases the output of the variable power associated with the virtual power plant 200 so that the power supply in the virtual power plant 200 is higher than the power demand of the load disposed in the virtual power plant 200 .
  • the power transaction between the virtual power plant 200 and the first output adjustment system 300 and the second output adjustment system 400 may be adjusted based on the response amount information of the new and renewable cogeneration plant 410 . have.
  • the plurality of virtual power plants 200 - 1 to 200 - n include various types of distributed energy resources (DERs) 210 , and power generated by the distributed power sources 210 . can be supplied to the power system.
  • DERs distributed energy resources
  • the distributed power source 210 may include at least one of a wind power generator, a solar power generator, a geothermal generator, a fuel cell, bio-energy, marine energy, or a variable power source whose output cannot be adjusted.
  • the plurality of virtual power plants 200 - 1 to 200 - n may bid with the power transaction intermediary device 100 through the virtual power plant management device 500 .
  • the virtual power plant management device 500 may determine the amount of VPP bidding power supplied from the virtual power plant 200 to the power system 10 .
  • the VPP bidding power generation includes the power supply amount or power output amount supplied from the virtual power plant 200 to the power system 10 during the bidding period.
  • the plurality of virtual power plants (200-1 to 200-n) is the power generated by the plurality of distributed power sources (210-1 to 210-m) linked to the virtual power plant 200 according to the VPP bidding power generation amount. Some of it may be supplied to the power system 10 .
  • the virtual power plant management apparatus 500 may execute a bid by predicting the amount of power generated by the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m.
  • the virtual power plant management device 500 subtracts the power consumption from the load 220 in the virtual power plant 200 from the predicted power generation amount of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m.
  • VPP bidding power generation can be determined.
  • the virtual power plant management apparatus 500 may analyze the output variation and error of the virtual power plant 200 due to the output variation of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m. And, the virtual power plant management device 500 predicts the power demand amount of the load 220 disposed in the virtual power plant 200, and analyzes the output variation and error of the virtual power plant 200 based on the power demand amount You may.
  • the virtual power plant management device 500 controls the operation of the virtual power plant output adjustment system 600 disposed in the virtual power plant 200 based on the analysis result of the output variation and error of the virtual power plant 200 . It is also possible to stabilize the output fluctuation of the virtual power plant 200 .
  • the virtual power plant output adjustment system 600 receives a portion of the power generated from the plurality of distributed power sources (210-1 to 210-m) and converts it into thermal energy, or a new renewable energy source. It may include a new and renewable combined heat and power plant that generates electricity by using it.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a power transaction intermediary apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the power transaction intermediary device 100 only shows a schematic configuration necessary for explanation according to an embodiment of the present invention, but is not limited to this configuration.
  • the power transaction intermediary apparatus 100 analyzes the excess and shortage of electric power of a plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n linked to the electric power system 10 to generate power You can broker transactions.
  • the excess and insufficient power includes the surplus power produced in excess in the virtual power plant 200 generated by a sudden increase in the output of the distributed power source 210 linked to the virtual power plant 200 .
  • the excess/deficiency power includes an insufficient amount of power of the virtual power plant 200 generated by a sudden decrease in the output of the distributed power supply 210 or a rapid increase in the power consumption of the load 220 .
  • the power transaction intermediary device 100 analyzes at least one of the generation amount, bidding error, output variation, or demand variation of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n, and the power generation amount, bidding error, and output
  • the electricity transaction may be brokered by using at least one of fluctuations or fluctuations in demand.
  • the power transaction brokerage device 100 analyzes the bidding error, output change, or demand change of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n, and the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n n) and the thermal conversion device 310 may mediate power transaction.
  • the power transaction intermediary device 100 converts the surplus power of the virtual power plant 200 into the thermal conversion device. It is possible to stabilize the output of the virtual power plant 200 by intermediating the power transaction to supply it to the 310 .
  • the power transaction brokerage device 100 analyzes the bidding error, output change, or demand change of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n, and the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n ) and the power transaction of the renewable cogeneration power plant 410 can be brokered.
  • the power transaction intermediary device 100 when the power transaction intermediary device 100 is predicted to lack an output due to a bidding error, an output change, or a demand change in the virtual power plant 200, the power additionally generated in the renewable heat and power plant 410 is the The virtual power plant 200 and the electric power system 10 may be stabilized by intermediary power transaction to supply the virtual power plant 200 or the electric power system 10 .
  • the power transaction brokerage device 100 calculates the VPP bidding generation amount of each of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n and the VPP expected output amount of each of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n. By comparison, it is possible to predict the excess/deficiency power amount of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n.
  • the power transaction brokerage device 100 may derive the amount of VPP power generated by the virtual power plant 200 by monitoring the amount of power generated by the distributed power source 210 linked to the virtual power plant 200 in real time.
  • the power transaction intermediary device 100 may derive the expected VPP output amount by subtracting the amount of power consumed by the load 200 of the virtual power plant 200 from the VPP generation amount.
  • the power transaction intermediary apparatus 100 may determine that the surplus power is produced in the virtual power plant 200 when the VPP expected output is greater than the VPP bid generation.
  • the power transaction brokerage device 100 may mediate power transactions so that the virtual power plant 200 supplies surplus power equal to the difference between the VPP expected output amount and the VPP bid generation amount to the thermal conversion device 310. have.
  • the power transaction brokerage device 100 may determine that the output of the virtual power plant 200 is insufficient when the VPP expected output is smaller than the VPP bidding power generation.
  • the power transaction intermediary device 100 produces power as much as the difference between the VPP bidding power generation amount and the VPP expected output amount by the new and renewable cogeneration power plant 410, and the virtual power plant 200 or the power system 10. Power transaction can be brokered to supply to
  • the power transaction brokerage device 100 includes a control module 110, a data collection module 120, a bid processing module 130, an analysis prediction module 140, and a power transaction brokerage module ( 150).
  • the control module 110 is a plurality of the plurality of virtual power plants (200-1 to 200-n) linked to the output variation of the plurality of distributed power sources (210-1 to 210-m) and the demand variation of the load (220)
  • the operation of each unit may be controlled to analyze the excess/deficiency power amount of the virtual power plants 200-1 to 200-n of the , and to mediate power transactions based on the analysis result to stabilize the output fluctuations of the virtual power plant.
  • the data collection module 120 collects various data of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n. In addition, the data collection module 120 may collect power system information and power system analysis information of the power system 10 .
  • the various data of the virtual power plant may include generation amount information of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m, power consumption information of the load 220, and the like.
  • the power system information and the power system analysis information are the ramp rate characteristic information of the generators 12 linked to the power system 10 , the system frequency information of the power system 10 , and the power system 10 of Power supply and demand information, net load information by the variable power source of the power system 10, response amount information by the variable power source, new and renewable output fluctuation information linked to the power system 10, and reserve power of the power system 10 information, etc.
  • the ramp rate characteristic information is a change in generator output per minute, and includes an evaporation rate of a generator, a desensitization rate of a generator, or a speed adjustment rate of a generator.
  • the grid frequency information of the power system 10 includes a real-time grid frequency, a grid frequency predicted value, a frequency change rate, or frequency sensitivity.
  • the frequency change rate or frequency sensitivity includes the change rate or degree of change of the system frequency with time.
  • the frequency change rate may have a positive value (+) or a negative value (-).
  • a case in which the frequency change rate is a positive number may include a case in which the system frequency rapidly increases.
  • the frequency change rate is a negative number it may include a case where the system frequency is sharply decreased.
  • the power supply and demand information of the power system 10 includes power supply and demand imbalance of the power system 10 .
  • the power supply and demand imbalance of the power system 10 is the dropout of a generator linked to the power system 10 , a sudden change in power demand of the power system 10 , or the output of the variable power source 16 linked to the power system 10 . It includes a case where the deviation between the power supply and the power demand of the power system 10 exceeds the power supply and demand set value due to a sudden change or the like.
  • the net load information includes a value obtained by subtracting an output amount of a variable power source (eg, a renewable energy source) linked to the power system 10 from the total load amount of the power system 10 .
  • a variable power source eg, a renewable energy source
  • the response amount information is the response amount value that the generators linked to the power system can additionally generate in order to respond to output fluctuations of the variable power source (eg, a renewable energy source) linked to the power system 10 or the It may include a response rate at which the generator can additionally generate power in response to fluctuations in the output of the variable power source.
  • the variable power source eg, a renewable energy source
  • the bidding processing module 130 predicts the output amount of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n, and performs bidding with the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n. Also, the bidding processing module 130 may perform a bidding with the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n based on the power system information and power system analysis information.
  • the bidding processing module 130 conducts bidding with a plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n by considering various data of the virtual power plant, the power system information and power system analysis information, and the like.
  • a plurality of virtual power plants may determine the amount of generation of each VPP bidding.
  • the VPP bidding power generation includes the power supply amount or power output amount supplied from the virtual power plant 200 to the power system 10 during the bidding period.
  • the analysis prediction module 140 may analyze the power generation amount, bid error, output change or demand change of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n. In addition, the analysis prediction module 140 may analyze and predict the excess/deficiency power amount of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n due to the output change of the distributed power supply 220 .
  • the analysis prediction module 140 includes a bid error analysis unit 142, an output volatility analysis unit 144, a demand fluctuation analysis unit 146, and an excess/deficiency power quantity prediction unit 148. do.
  • the bidding error analysis unit 142 may analyze the bidding errors of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n according to output fluctuations of the distributed power supply 210 .
  • the output variability analysis unit 144 may analyze the output variability of the plurality of virtual power plants 200 - 1 to 200 -n due to the output fluctuation of the distributed power supply 210 .
  • the demand fluctuation analysis unit 146 may analyze demand fluctuations due to changes in power consumption of the loads 220 disposed in the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n.
  • the excess/deficiency electric power prediction unit 148 considers the bidding error, the output change of the distributed power supply 210 or the virtual power plant 200, and the demand change in a complex manner to the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n) It is possible to analyze and predict each over/under output.
  • the power transaction brokerage module 150 is based on the bidding error, output fluctuation, demand fluctuation, and the excess/shortage output amount of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n, and the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n. 200-n) and the heat conversion device 310 and the renewable heat and power plant 410 mediate power transaction.
  • the power transaction brokerage module 150 converts the surplus power of the virtual power plant 200 into the thermal conversion device. Power transaction can be brokered to supply 310.
  • the power transaction brokerage module 150 transmits the power additionally generated in the new and renewable cogeneration plant 410. Power transaction may be brokered to supply to the virtual power plant 200 or the power system 10 .
  • the power transaction brokerage module 150 may mediate the power transaction by comparing the VPP expected output amount of each of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n and the respective VPP bidding power generation amount.
  • the power transaction brokerage module 150 determines that surplus power is produced in the virtual power plant 200 when the VPP expected output amount is greater than the VPP bid generation amount, and the virtual power plant 200 Power transaction may be brokered to supply surplus power equal to the difference between the VPP expected output amount and the VPP bid generation amount to the thermal conversion device 310 .
  • the power transaction brokerage module 150 determines that the output of the virtual power plant 200 will be insufficient when the VPP expected output amount is smaller than the VPP bid generation amount, and the renewable heat and power plant 410 is the VPP bidding.
  • the power transaction may be brokered to produce power equal to the difference between the generation amount and the VPP expected output amount and supply it to the virtual power plant 200 or the power system 10 .
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an apparatus for managing a virtual power plant according to an embodiment of the present invention.
  • the virtual power plant management apparatus 500 only shows a schematic configuration necessary for description according to an embodiment of the present invention, but is not limited to this configuration.
  • the virtual power plant management apparatus 500 predicts the expected generation amount of a plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m linked to the virtual power plant 200, and , the power transaction brokerage device 100 and the bidding proceeds.
  • the virtual power plant management apparatus 500 may analyze the output variation and error of the virtual power plant 200 due to the output variation of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m. In addition, the virtual power plant management apparatus 500 may control the VPP output adjustment system 300 based on the analysis result to stabilize the output fluctuation of the virtual power plant 200 .
  • the virtual power plant management apparatus 500 includes a VPP control module 510 , a transmission/reception module 520 , a bidding module 530 , a monitoring module 540 , an analysis module 550 , and a VPP output. and an adjustment module 560 .
  • the VPP control module 510 analyzes the output variation and error of the virtual power plant 200 due to the output variation of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m and the demand variation of the load 220, Based on the analysis result, the VPP output adjustment system 300 may be controlled to control the operation of each unit to stabilize the output fluctuation of the virtual power plant.
  • the transmission/reception module 520 may transmit virtual power plant information to the power transaction brokerage device 100 , and may receive power system information and power system analysis information from the power transaction brokerage device 100 .
  • the virtual power plant information includes power generation information of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m, power consumption information of the load 220, and the like.
  • the transmission/reception module 220 may transmit the metered data read by the virtual power plant 200 to the power transaction intermediary device 100 .
  • the transmission/reception module 220 may receive power system information and power system analysis information from the power transaction brokerage device 100 .
  • the bidding module 530 predicts the expected power generation amount of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m, and executes the bidding with the power transaction intermediary apparatus 100.
  • the bidding module 530 may analyze the expected power generation amount of each distributed power source based on the characteristics and power generation capacity of each distributed power source.
  • the bidding module 530 may derive the VPP predicted power generation by summing the predicted power generation amounts of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m.
  • the bidding module 530 may conduct a bidding with the power transaction intermediary device 100 based on the VPP expected generation amount and determine the VPP bidding generation amount.
  • the VPP expected power generation includes the amount of power expected to be generated during the bidding period by the plurality of distributed power sources 210 - 1 to 210 -m linked to the virtual power plant 200 .
  • the VPP bidding power generation includes the power supply amount or power output amount supplied from the virtual power plant 200 to the power system 10 during the bidding period.
  • the bidding module 530 may include a distributed power generation amount prediction unit 532 , a VPP generation amount calculation unit 534 , and a VPP bidding generation amount determination unit 536 according to an embodiment of the present invention.
  • the distributed power generation amount prediction unit 532 analyzes the predicted generation amount of each distributed power source based on the characteristics and generation capacity of each distributed power source. In addition, the distributed power generation amount prediction unit 532 calculates the amount of generation that the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m can generate at a specific point in time or during a bidding period based on the expected generation amount of each distributed power source. predictable.
  • the VPP generation amount calculation unit 534 may derive the VPP expected generation amount that can be generated by the virtual power plant 200 by summing the predicted generation amounts of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m.
  • the VPP bidding generation amount determining unit 536 determines the VPP bidding generation amount based on the VPP expected generation amount. In addition, the VPP bidding generation determination unit 536 may determine the VPP bidding generation amount by subtracting the power consumption expected to be consumed by the load 220 of the virtual power plant 200 for a predetermined period from the VPP expected generation amount.
  • the monitoring module 540 may monitor the amount of power generation of the distributed power source 210 linked to the virtual power plant 200 and the power consumption of the load 220 disposed in the virtual power plant 200 in real time.
  • the monitoring module 540 may monitor the actual power generation amount of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m in real time. In addition, the monitoring module 540 may monitor the amount of power generation of the individual distributed power sources 210 , the amount of change in the amount of power generation, and the rate of change in real time.
  • the monitoring module 540 may monitor in real time the amount of power consumption, the amount of change and the rate of change of the load 220 associated with the virtual power plant 200 .
  • the monitoring module 540 may include a distributed power monitoring unit 542 and a VPP monitoring unit 544 according to an embodiment of the present invention.
  • the distributed power monitoring unit 542 may monitor the actual power generation amount of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m linked to the virtual power plant 200 in real time. In addition, the distributed power monitoring unit 542 may monitor the amount of power generation, the amount of change in the amount of power generation, and the rate of change of the individual distributed power sources 210 in real time.
  • the VPP monitoring unit 544 may monitor the generation amount and power consumption of the virtual power plant 200 in real time.
  • the VPP monitoring unit 544 includes the total amount of power generated by the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m of the virtual power plant 200 and the total amount of power used by the load 220 of the virtual power plant 200 . can be monitored in real time.
  • the VPP monitoring unit 544 may monitor the amount of surplus power of the virtual power plant 200 in real time.
  • the surplus power is a value obtained by subtracting the total amount of power generated by the load 220 of the virtual power plant 200 from the total power generated by the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m of the virtual power plant 200.
  • the analysis module 550 may analyze the output variation of the individual distributed power supply 210 .
  • the analysis module 250 is configured to change the output of the virtual power plant 200 and error can be analyzed.
  • the analysis module 550 is based on the power system information received from the transmission/reception module 520, the system frequency of the power system 10, power supply and demand imbalance, net load information, response amount information, and renewable energy sources Changes in output information can be analyzed.
  • the analysis module 550 may include a distributed power analysis unit 552 and a VPP analysis unit 554 according to an embodiment of the present invention.
  • the distributed power analysis unit 552 is configured to change the output of the individual distributed power supply 210 based on the actual power generation amount of the plurality of distributed power sources 210 - 1 to 210 -m monitored by the monitoring module 540 and perform a plurality of Analyze the output variation of the distributed power supplies (210-1 to 210-m).
  • the VPP analysis unit 554 analyzes the output variation and error of the virtual power plant 200 due to the output variation of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m and the demand variation of the load 220 can do.
  • the VPP analysis unit 554 is based on the amount of surplus power of the virtual power plant 200 monitored by the monitoring module 540 by the output change of the plurality of distributed power sources 210-1 to 210-m It is possible to analyze the output variation and error of the virtual power plant 200 .
  • the VPP analysis unit 554 predicts the demand response and power demand of the load 220 disposed in the virtual power plant 200, and calculates the output variation and error of the virtual power plant 200 based on the power demand. can also be analyzed.
  • the VPP output adjustment module 560 may control the operation of the virtual power plant output adjustment system 600 based on the analysis result of the analysis module 550 . Specifically, the VPP output adjustment module 560 may control the amount of power consumption and generation of the virtual power plant output adjustment system 600 . Through this, the VPP output adjustment module 560 may adjust the amount of output provided from the virtual power plant 200 to the power system 10 and stabilize the output fluctuations of the virtual power plant 200 .
  • the VPP output adjustment module 560 includes the VPP bidding generation amount, the zone frequency of the virtual power plant 200, the generation amount of the individual distributed power source 210, the individual bidding generation amount of the individual distributed power source 210, and power system information (for example, using at least one of grid frequency, power supply and demand information, reserve power, net load, response amount, new and renewable output fluctuation, etc.), and a control signal received from outside the virtual power plant (eg, power exchange)
  • a control signal received from outside the virtual power plant eg, power exchange
  • the VPP output adjustment module 560 includes the VPP bidding generation amount, the zone frequency of the virtual power plant 200, the generation amount of the individual distributed power source 210, the individual bidding generation amount of the individual distributed power source 210, and power system information (for example, system frequency, power supply and demand information, reserve power, net load, response amount, new and renewable output fluctuation, etc.), and control signals received from outside the virtual power plant (eg, power exchange) are considered
  • power system information For example, system frequency, power supply and demand information, reserve power, net load, response amount, new and renewable output fluctuation, etc.
  • control signals received from outside the virtual power plant eg, power exchange
  • the VPP output adjustment module 560 may include a power consumption control unit 562 and a power generation amount control unit 564 according to an embodiment of the present invention.
  • the power consumption control unit 562 is the VPP bidding generation amount, the zone frequency of the virtual power plant 200, the generation amount of the individual distributed power source 210, the individual bidding generation amount of the individual distributed power source 210, power system information, and the virtual power plant. Power consumption or heat production of the virtual power plant output adjustment system 600 may be controlled based on a control signal received from the outside.
  • the power generation control unit 554 includes the VPP bidding generation amount, the zone frequency of the virtual power plant 200, the generation amount of the individual distributed power source 210, the individual bidding generation amount of the individual distributed power source 210, power system information, and the virtual power plant It is possible to control the amount of power generation of the virtual power plant output adjustment system 600 based on the control signal received from the outside.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a first output adjustment system according to an embodiment of the present invention.
  • the first output adjustment system 300 shows only a schematic configuration necessary for description according to an embodiment of the present invention, but is not limited to this configuration.
  • the first output adjustment system 300 may include a heat conversion device 310 , a heat storage device 320 , and a heat supply device 330 .
  • the thermal conversion device 310 receives the power generated from the plurality of distributed power sources, and converts it into thermal energy.
  • the heat conversion device 310 may supply the converted heat energy to the heat storage device 320 or the heat supply device 330 .
  • the heat conversion device 310 may include a boiler or an electric heater.
  • the heat storage device 320 may include a heat storage tank for storing the heat energy.
  • the heat supply device 330 may include a heat pump for supplying the heat energy to a heat load, but the configuration of the present invention is not limited thereto.
  • the heat conversion device 310 may store the produced heat energy in a large-capacity heat storage tank and provide it to a heat load disposed in the power system 10 or the virtual power plant 200 .
  • the present invention provides an environment capable of not only stabilizing the output of the virtual power plant but also preventing the waste of energy sources by storing the thermal energy produced by the thermal conversion device 310 in a large capacity and providing it to the thermal load.
  • FIG. 6 is a flowchart schematically illustrating a process of bidding with virtual power plants and estimating excess/shortage power of the virtual power plant to mediate power transactions according to an embodiment of the present invention.
  • the following flowchart will be described using the same reference numerals in connection with the configurations of FIGS. 1 to 5 .
  • the power transaction intermediary apparatus 100 conducts a bidding with a plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n, and powers in each virtual power plant 200 . It is possible to determine the amount of VPP bidding power supplied to the system 10 (S102).
  • the VPP bidding power generation includes the power supply amount or power output amount supplied from the virtual power plant 200 to the power system 10 during the bidding period.
  • the power transaction brokerage device 100 analyzes the output variability of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n due to the output variation of the distributed power source 210 (S104).
  • the power transaction brokerage device 100 may complexly analyze each of the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n, such as bidding error, output change, or demand change.
  • the power transaction intermediary device 100 is the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n due to output fluctuations of the distributed power supply 220, bidding errors of virtual power plants, demand fluctuations of the load 220, etc. It is possible to predict each excess and shortage of electric power (S106).
  • the excess and insufficient power includes the surplus power produced in excess in the virtual power plant 200 generated by a sudden increase in the output of the distributed power source 210 linked to the virtual power plant 200 .
  • the excess/deficiency power includes an insufficient amount of power of the virtual power plant 200 generated by a sudden decrease in the output of the distributed power supply 210 or a rapid increase in the power consumption of the load 220 .
  • the power transaction intermediary device 100 is a power transaction of the plurality of virtual power plants (200-1 to 200-n) to resolve the excess and shortage of power of each of the plurality of virtual power plants (200-1 to 200-n) can mediate (S108).
  • the power transaction intermediary device 100 converts the surplus power of the virtual power plant 200 into the thermal conversion device.
  • the power transaction is brokered to supply the power to the 310, and through this, the output of the virtual power plant 200 can be stabilized (S110).
  • the power transaction intermediary device 100 when the power transaction intermediary device 100 is predicted to be insufficient due to a bidding error, output change, or demand change in the virtual power plant 200, the power additionally generated in the new and renewable cogeneration plant 410 is transferred to the virtual power plant. 200 or the power system 10 may be brokered to supply electricity, thereby stabilizing the virtual power plant 200 and the power system 10 .
  • FIG. 7 is a graph showing a typical daily power demand curve in the power system
  • FIG. 8 is a graph showing a change in net load due to an increase in output of a variable power supply.
  • the net load is formed in the form of a duck curve.
  • a variable power source for example, a renewable energy source
  • the power load sharply decreases after sunrise, and the power load increases rapidly after sunset. Due to this phenomenon, the power demand curve is expected to change in a pattern different from the existing power demand curve.
  • the duck-curve phenomenon intensifies, it is expected that the error in the electric power demand forecast increases and the pharmaceutical cost increases.
  • a wind power generator which is a renewable energy source
  • a solar power generator has an output dependent on the amount of insolation of a solar module.
  • the output of renewable energy sources such as wind power and solar power is increased during the daytime, and for this reason, the power system (10) obtained by subtracting the output of the renewable energy source from the total load of the power system (10) or the virtual power plant (200) ) or the net load of the virtual power plant 200 is greatly reduced.
  • the power system 10 or the virtual power plant 200 when the renewable energy source is connected to the power system 10 or the virtual power plant 200 during the daytime of the season when the output variability of the renewable energy source is large, the power system 10 or the virtual power plant 200 . There is a problem that causes an imbalance in power supply and demand, and the system frequency of the power system 10 or the regional frequency of the virtual power plant 200 becomes unstable.
  • the virtual power plant output adjustment device 310 is linked to the virtual power plant 200 and the surplus power of the virtual power plant 200 is consumed by adjusting the power consumption and generation amount of the virtual power plant output adjusting device 310 .
  • the output variation and error of the virtual power plant caused by the output variation of distributed power sources are resolved, and an environment capable of stabilizing the output of the virtual power plant is provided.
  • FIG. 9 is a flowchart schematically illustrating a process of mediating power transaction by comparing the VPP bid generation amount and the VPP expected output amount according to an embodiment of the present invention.
  • the following flowchart will be described using the same reference numerals in connection with the configurations of FIGS. 1 to 5 .
  • the power transaction intermediary apparatus 100 conducts bidding with a plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n, and a plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n. 200-n) may determine each VPP bidding power generation (S202).
  • the power transaction intermediary device 100 monitors the amount of power generated by the distributed power supply 210 linked to the plurality of virtual power plants 200-1 to 200-n in real time, and the plurality of virtual power plants 200-n It is possible to analyze the amount of VPP power generated in 1 to 200-n) (S204).
  • the power transaction brokerage device 100 may analyze the VPP expected output by subtracting the power consumption consumed by the load 200 of the virtual power plant 200 from the VPP power generation amount of the virtual power plant 200 (S206) .
  • the power transaction brokerage device 100 compares the VPP bid generation amount of the virtual power plant 200 with the VPP expected output amount of the virtual power plant 200 to analyze the excess power amount of the virtual power plant 200 ( S208).
  • the power transaction brokerage apparatus 100 may determine that the surplus power is produced in the virtual power plant 200 when the VPP expected output is greater than the VPP bid generation (S210).
  • the power transaction brokerage device 100 may mediate power transactions so that the virtual power plant 200 supplies surplus power equal to the difference between the VPP expected output amount and the VPP bid generation amount to the thermal conversion device 310. There is (S212).
  • the power transaction brokerage apparatus 100 may determine that the output of the virtual power plant 200 will be insufficient when the VPP expected output is smaller than the VPP bid generation (S214).
  • the power transaction intermediary device 100 is the new and renewable cogeneration power plant 410 to produce the power of the difference between the VPP bidding power generation and the VPP expected output amount, and the generated power is converted into the virtual power plant 200 or the It is possible to mediate the power transaction to supply the power system 10 (S216).
  • FIG. 10 is a graph illustrating an example of mediating power transaction by comparing the VPP bid generation amount and the VPP expected output amount according to an embodiment of the present invention.
  • the power transaction brokerage device 100 compares the VPP bidding generation (P vpp bidding generation ) and the VPP expected output (P vpp expected output ) in real time to compare a plurality of virtual Intermediate power transactions between the power plants (200-1 to 200-n) and the thermal converter 320, or power transactions between a plurality of virtual power plants (200-1 to 200-n) and the renewable heat and power plant 330 can mediate
  • the power of the virtual power plant 200 It can be judged that production and output will be insufficient.
  • the present invention can increase the amount of power generated by the renewable combined heat and power plant 330 in the sections t0 to t1, t2 to t3, and t4 to t5.
  • the present invention can supplement the insufficient amount of power generation and output of the virtual power plant 200 by supplying the electric power produced in the renewable cogeneration power plant 330 to the virtual power plant 200 or the electric power system 10 .
  • the present invention supplies the surplus power of the virtual power plant 200 to the thermal conversion device 310 in the sections (t1 to t2, t3 to t4) to consume the surplus power of the virtual power plant 200. It is possible to mediate power transaction between the power plant and the thermal converter 310 .
  • VPP expected output amount (P vpp expected output amount ) is a section (t1 to t2, t3 to t4) that is larger than the VPP bid generation amount (P vpp bid generation amount )
  • the power consumption of the load 220 sharply increases
  • the expected VPP output amount is smaller than the VPP bidding generation amount, the power transaction may be brokered to supply the power of the renewable cogeneration power plant 330 to the virtual power plant 200 .
  • the virtual power plant power transaction brokerage system and the virtual power plant power transaction brokerage method analyze the excess/deficiency power amount of the virtual power plant due to the output change of the distributed power source, and the virtual power plant according to the excess/deficiency power amount of the virtual power plant It provides an environment capable of stabilizing the output of the electric power system and the virtual power plant by brokering the power transaction between the and heat converter, or the power transaction between the virtual power plant and the new and renewable cogeneration plant.
  • the present invention supplies the surplus power produced in excess by the output fluctuation of the distributed power supply to the thermal converter, and the thermal converter consumes the surplus power and mediates the power transaction to produce thermal energy, such as a new and renewable energy source It is possible to minimize the output fluctuation of the virtual power plant due to the output fluctuation of the distributed power supply, which is difficult to control the output, and to maintain the output of the virtual power plant stably.
  • the present invention provides an environment in which the waste of energy sources can be prevented by storing the thermal energy produced in the thermal conversion device in a large capacity and providing it to the thermal load.
  • the present invention adjusts the amount of power generation of the new and renewable cogeneration power plant in response to output fluctuations of the virtual power plant and distributed power sources, and supplements the insufficient output of the virtual power plant with the power generated in the new renewable energy source, such as a new renewable energy source. It provides an environment in which the output of the virtual power plant can be stably maintained by minimizing the output shortage of the virtual power plant caused by distributed power sources having difficulty in controlling the output and the output fluctuation of the virtual power plant.
  • the present invention analyzes the predicted power generation of each individual distributed power source, derives the VPP expected power generation by summing the predicted power generation of the distributed power sources, and derives the VPP bidding power generation based on the VPP expected power generation. It provides an environment in which to make effective decisions.
  • the present invention monitors the amount of power generated by a plurality of distributed power sources to derive the VPP power generation or VPP expected output generated in real time in the virtual power plant, and compares the VPP power generation or the VPP expected output with the VPP bidding power generation. It provides an environment in which the output of the virtual power plant can be stably maintained by brokering power transactions between the virtual power plant, the heat conversion device, and the new and renewable cogeneration plant.
  • the present invention detects the grid frequency of the electric power system or the zone frequency of the virtual power plant in real time and controls the electric power transaction based on the detected frequency, thereby rapidly changing the grid frequency of the electric power system due to the output change of the distributed power supply, which is a variable power source. And it provides an environment that can prevent a sudden change in the regional frequency of the virtual power plant.
  • the present invention maintains the output of the virtual power plant stably by mediating the power transaction based on at least one of the VPP bidding power generation amount, the power generation amount of individual distributed power sources, system information of the power system, or a control signal received from the power exchange. , to provide an environment in which the power system can be stably maintained.
  • the embodiment of the present invention described above is not implemented only through the apparatus and method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded.
  • a recording medium may be executed not only in the server but also in the user terminal.

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Abstract

본 발명에 따른 가상발전소 전력거래 시스템은 전력계통에 연계되며, 분산전원을 포함하는 복수의 가상발전소, 상기 전력계통에 연계되며, 상기 분산전원에서 생산된 전력을 소모하여 열에너지로 변환하는 열변환장치, 그리고 상기 분산전원의 출력변동에 의한 상기 복수의 가상발전소의 과부족전력량을 분석하고, 상기 전력계통 및 가상발전소의 출력을 안정화시키도록 상기 과부족전력량의 분석결과를 이용하여 복수의 가상발전소, 상기 전력계통, 또는 상기 열변환장치 간의 전력거래를 중개하는 전력거래 중개 장치를 포함한다. 이를 통해서, 본 발명은 분산전원들의 출력변동에 의한 가상발전소의 출력변동을 최소화시키고, 가상발전소의 출력을 안정적으로 유지시키는 효과를 제공한다.

Description

가상발전소 전력거래 시스템 및 이를 이용한 가상발전소 전력거래 방법
본 발명은 가상발전소 전력거래 시스템 및 이를 이용한 가상발전소 전력거래 방법에 관한 것이다.
최근에는 화석 연료 고갈과 에너지난으로 인해서 신재생 에너지원의 비중이 꾸준히 증가되고 있다. 또한, 글로벌 기후위기 대응 및 산업경쟁력 확보를 위해 신재생 에너지원의 비중이 전세계적으로 확대되고 있다. 그리고, 기존의 중앙급전중심의 전력공급방식을 보완하기 위해, 분산전원(Distributed Energy Resource; DER)이 적극적으로 전력계통에 도입되고 있다.
분산전원은 부하 근처에 중소규모로 설치될 수 있고, 단기간에 설치가 가능하며, 짧은시간 내에 기동이 가능한 장점을 가지고 있다. 그리고, 전력망 내에 산재해 있는 다양한 유형의 분산전원을 진보된 정보통신기술 및 자동제어기술을 이용하여 단일 발전시스템으로 운영하기 위한 통합관리시스템, 즉 가상발전소(Virtual Power Plant, VPP)가 개발되고 있다.
하지만, 신재생에너지원을 이용하여 발전하는 분산전원의 경우에는 기후 및 날씨 등에 따라 출력이 급변하여 출력 제어가 어려우며, 순간적으로 발생하는 출력변동성으로 인해 전력수급의 불균형을 초래할 수 있다.
예를 들어, 분산전원의 출력이 급증하여 분산전원의 발전량이 입찰발전량을 초과하는 경우, 전력계통이나 가상발전소의 주파수가 높아지고, 전력공급의 과잉으로 수급불균형이 발생할 수 있다. 또한, 분산전원의 출력이 급감하여 분산전원의 발전량이 입찰발전량 보다 낮아지는 경우, 전력계통의 계통주파수가 낮아지고, 전력공급의 부족으로 수급불균형이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 전력계통 및 가상발전소를 안정적으로 운영할 수 있는 방안이 요구된다.
한편, 최근에는 ESS(Energy storage system)나 양수발전소를 통해 신재생 에너지를 저장하고 부족한 전력량을 보충해주는 방법이 연구되고 있다.
하지만, ESS는 가격이 비싸서 경제성이 낮다. 그리고, ESS는 용량의 한계로 인해 대용량의 전력저장이 불가능하며, 이로 인해 전력계통의 부족한 전력량을 보충하기에는 어려움이 있었다. 또한, ESS는 화재나 폭발로 인해 안정성 낮은 문제점도 가지고 있다.
그리고, 양수발전소는 대용량의 전력저장이 가능하나, 설치비용 및 운영비용이 많아 경제성이 낮으며, 가동시간도 2시간이내로 짧은 어려움이 있었다. 또한, 양수발전소는 설치 장소에 제약이 많으며 건설기간이 긴 문제점을 가지고 있으며, 주변환경을 파괴하는 문제점을 가지고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 분산전원의 출력변동에 의한 가상발전소의 과부족전력량을 분석하고, 가상발전소의 과부족전력량에 따라 가상발전소와 열변환장치 간의 전력거래를 중개하거나 가상발전소와 신재생 열병합발전소 간의 전력거래를 중개하여 전력계통 및 가상발전소의 출력을 안정화시킬 수 있는 가상발전소 전력거래 시스템 및 가상발전소 전력거래 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 전력거래 시스템은 전력계통에 연계되며, 분산전원을 포함하는 복수의 가상발전소, 상기 전력계통에 연계되며, 상기 분산전원에서 생산된 전력을 소모하여 열에너지로 변환하는 열변환장치, 그리고 상기 분산전원의 출력변동에 의한 상기 복수의 가상발전소의 과부족전력량을 분석하고, 상기 전력계통 및 가상발전소의 출력을 안정화시키도록 상기 과부족전력량의 분석결과를 이용하여 복수의 가상발전소, 상기 전력계통, 또는 상기 열변환장치 간의 전력거래를 중개하는 전력거래 중개 장치를 포함를 포함한다.
상기 전력계통에 연계되며, 신재생에너지원을 이용해서 전력을 생산하는 신재생 열병합발전소를 더 포함하며, 상기 전력거래 중개 장치는, 상기 과부족전력량의 예측결과를 기초로 상기 신재생 열병합발전소에서 생산된 전력을 상기 복수의 가상발전소 또는 상기 전력계통에 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
상기 전력거래 중개 장치는, 상기 복수의 가상발전소의 발전량, 입찰오차, 출력변동 또는 수요변동 중 적어도 하나를 분석하고, 상기 발전량, 입찰오차, 출력변동 또는 수요변동 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전력거래를 중개할 수 있다.
상기 전력거래 중개 장치는, 상기 복수의 가상발전소 중 적어도 하나의 가상발전소에서 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동으로 잉여전력이 발생되는 경우, 상기 가상발전소의 잉여전력을 상기 열변환장치에 공급하도록 전력거래를 중개하여 상기 가상발전소의 출력을 안정화시킬 수 있다.
상기 전력거래 중개 장치는, 상기 복수의 가상발전소 중 적어도 하나의 가상발전소에서 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동으로 출력부족이 예측되는 경우, 상기 신재생 열병합발전소에서 발전된 전력을 상기 가상발전소 또는 상기 전력계통에 공급하도록 전력거래를 중개하여 상기 가상발전소의 출력을 안정화시킬 수 있다.
상기 전력거래 중개 장치는, 가상발전소의 VPP입찰발전량과 상기 가상발전소의 VPP예상출력량을 비교하여 상기 가상발전소의 과부족전력량을 예측할 수 있다.
상기 전력거래 중개 장치는, 상기 가상발전소에 연계된 분산전원에서 생산되는 발전량을 실시간으로 모니터링하여 상기 가상발전소에서 발전되는 VPP발전량을 도출하고, 상기 VPP발전량에서 상기 가상발전소의 부하에서 소모되는 전력사용량을 차감하여 VPP예상출력량을 도출할 수 있다.
상기 전력거래 중개 장치는, 상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 큰 경우에 상기 가상발전소에 잉여전력이 생산되는 것으로 판단하고, 상기 가상발전소가 상기 VPP예상출력량과 상기 VPP입찰발전량의 차이의 잉여전력을 상기 열변환장치로 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
상기 전력거래 중개 장치는, 상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 작은 경우에 상기 가상발전소의 출력이 부족할 것으로 판단하고, 상기 신재생 열병합발전소가 상기 VPP입찰발전량과 상기 VPP예상출력량의 차이의 전력을 생산하여 상기 가상발전소 또는 상기 전력계통에 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
상기 분산전원은, 풍력 발전기, 태양광 발전기, 지열발전기, 연료전지, 바이오 에너지, 해양에너지, 또는 출력 조정이 안되는 변동성 전원 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 신재생 열병합발전소는, 우드칩, 연료전지, 또는 부생가스 중 적어도 하나를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.
상기 전력거래 중개 장치는, 상기 전력계통 또는 상기 복수의 가상발전소에 연계된 부하의 수요반응을 예측하여 상기 전력거래를 중개할 수 있다.
상기 전력거래 중개 장치는, 가상발전소에 연계된 변동성 전원의 출력변동에 대응하기 위해서 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동량 또는 상기 변동성 전원의 출력변동에 대응하기 위해서 상기 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동 속도를 분석하고, 상기 변동성 전원의 출력이 감소하여 상기 가상발전소 내의 전력공급이 상기 가상발전소 내에 배치된 부하의 전력수요량보다 작거나, 상기 분산전원들의 응동량 또는 응동속도가 상기 가상발전소 내에 배치된 부하의 전력수요량을 충족시키지 못하는 경우, 상기 전력거래를 조정할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 전력거래 방법은 전력계통에 연계된 가상발전소 내에 배치된 분산전원의 츨력변동성을 분석하는 단계, 상기 분산전원의 출력변동성에 따른 상기 가상발전소의 과부족전력량을 예측하는 단계, 그리고 상기 과부족전력량의 예측결과를 기초로 상기 가상발전소, 상기 전력계통, 또는 상기 전력계통에 연계된 열변환장치, 또는 상기 전력계통에 연계된 신재생 열병합발전소 간의 전력거래를 중개하며, 상기 가상발전소의 잉여전력을 상기 열변환장치가 소모하거나 상기 가상발전소의 부족한 출력을 상기 신재생 열병합발전소의 전력으로 보충하도록 상기 전력거래를 중개하는 단계를 포함한다.
상기 전력거래를 중개하는 단계는, 상기 가상발전소의 VPP입찰발전량, 상기 분산전원의 발전량, 전력계통의 상기 계통정보, 또는 상기 가상발전소의 외부에서 수신된 제어신호 중 적어도 하나를 기초로 상기 전력거래를 중개할 수 있다.
상기 전력거래를 중개하는 단계는, 상기 가상발전소의 구역주파수를 실시간으로 검출하는 단계, 그리고 상기 구역주파수를 기초로 상기 가상발전소, 상기 열변환장치, 또는 상기 신재생 열병합발전소 사이의 전력거래량을 중개하는 단계를 포함할 수 있다.
복수의 분산전원들에서 생산되는 발전량을 모니터링하여 가상발전소에서 발전되는 VPP발전량을 도출하는 단계, 그리고 상기 VPP발전량에서 상기 가상발전소의 부하에서 소모되는 전력사용량을 차감하여 VPP예상출력량을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 VPP예상출력량과 VPP입찰발전량을 비교하는 단계, 그리고 상기 비교결과를 기초로 상기 가상발전소, 상기 전력계통, 또는 상기 열변환장치, 및 상기 신재생 열병합발전소 간의 전력거래를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전력거래를 조정하는 단계는, 상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 큰 경우 상기 가상발전소에 잉여전력이 생산되는 것으로 판단하는 단계, 그리고 상기 가상발전소가 상기 VPP예상출력량과 상기 VPP입찰발전량의 차이의 잉여전력을 상기 열변환장치에 공급하도록, 상기 가상발전소와 상기 열변환장치 사이의 전력거래를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전력거래를 조정하는 단계는, 상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 작은 경우에 상기 가상발전소의 출력이 부족할 것으로 판단하는 단계, 그리고 상기 신재생 열병합발전소가 상기 VPP입찰발전량과 상기 VPP예상출력량의 차이의 전력을 생산하여 상기 가상발전소 또는 상기 전력계통에 공급하도록, 상기 신재생 열병합발전소와 상기 가상발전소의 전력거래를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 분산전원은, 풍력 발전기, 태양광 발전기, 지열발전기, 연료전지, 바이오 에너지, 해양에너지, 또는 출력 조정이 안되는 변동성 전원 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 신재생 열병합발전소는, 우드칩, 연료전지, 또는 부생가스 중 적어도 하나를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.
상기 가상발전소의 수요반응을 예측하는 단계, 그리고 상기 수요반응을 기초로 상기 가상발전소, 상기 전력계통, 상기 열변환장치, 및 상기 신재생 열병합발전소 간의 전력거래를 중개하는 단계를 더 포함할 수 있다.
가상발전소에 연계된 변동성 전원의 출력변동에 대응하기 위해서 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동량 또는 상기 변동성 전원의 출력변동에 대응하기 위해서 상기 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동 속도를 분석하는 단계, 그리고 상기 분산전원들의 응동량 또는 응동속도가 상기 가상발전소 내에 배치된 부하의 전력수요량을 충족시키지 못하는 경우, 상기 전력거래를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 전력거래 중개 장치는 전력계통에 연계된 가상발전소의 각종 데이터를 수집하는 데이터 수집모듈, 상기 가상발전소의 발전량, 입찰오차, 출력변동 또는 수요변동 중 적어도 하나를 분석하고, 상기 가상발전소에 연계된 분산전원의 발전량 변화에 의한 상기 가상발전소의 상기 출력변동 및 상기 가상발전소의 과부족전력량을 분석하는 분석모듈, 그리고 상기 가상발전소의 상기 입찰오차, 상기 출력변동, 및 상기 과부족전력량 중 적어도 하나를 이용하여 복수의 가상발전소, 열변환장치, 및 신재생 열병합발전소 간의 전력거래를 중개하는 전력거래 중개모듈을 포함한다.
본 발명에 따르면, 분산전원의 출력변동에 의한 가상발전소의 과부족전력량을 분석하고, 가상발전소의 과부족전력량에 따라 가상발전소와 열변환장치 사이의 전력거래를 중개하거나, 가상발전소와 신재생 열병합발전소 사이의 전력거래를 중개함으로써, 전력계통 및 가상발전소의 출력을 안정화시킬 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 분산전원의 출력변동에 의해 과잉생산되는 잉여전력을 열변환장치에 공급하고, 열변환장치가 잉여전력을 소모해 열에너지를 생산하도록 전력거래를 중개함으로써, 신재생 에너지원과 같이 출력 제어가 어려운 분산전원들의 출력변동에 의한 가상발전소의 출력변동을 최소화시키고, 가상발전소의 출력을 안정적으로 유지시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 열변환장치에서 생산된 열에너지를 대용량으로 저장하여 열부하에 제공함으로써, 에너지원의 낭비를 방지할 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 가상발전소 및 분산전원들의 출력변동에 대응하여 신재생 열병합발전소의 발전량을 조정하고, 상기 신재생 열병합발전소에서 발전된 전력으로 가상발전소의 부족한 출력을 보충함으로써, 신재생 에너지원과 같이 출력 제어가 어려운 분산전원들에 의해 발생되는 가상발전소의 출력부족 및 이로 인한 가상발전소의 출력변동을 최소화시켜 가상발전소의 출력을 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 각 개별 분산전원의 예상발전량을 분석하고, 분산전원들의 예상발전량을 합산하여 VPP예상발전량을 도출하며, 상기 VPP예상발전량을 기초로 VPP입찰발전량을 도출함으로써, 최적의 입찰발전량을 효과적으로 결정할 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 복수의 분산전원들에서 생산되는 발전량을 모니터링하여 가상발전소 내에서 실시간으로 발전되는 VPP발전량 또는 VPP예상출력량을 도출하고, 상기 VPP발전량 또는 상기 VPP예상출력량을 VPP입찰발전량을 비교하여 가상발전소와 열변환장치 및 신재생 열병합발전소 사이의 전력거래를 중개함으로써, 가상발전소의 출력을 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 전력계통의 계통주파수 또는 가상발전소의 구역주파수를 실시간으로 검출하고, 검출된 주파수를 기초로 전력거래를 제어함으로써, 변동성전원인 분산전원들의 출력변동으로 인한 전력계통의 계통주파수 급변 및 가상발전소의 구역주파수 급변을 방지할 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 VPP입찰발전량, 개별 분산전원의 발전량, 전력계통의 계통정보, 또는 전력거래소에서 수신된 제어신호 중 적어도 하나를 기초로 전력거래를 중개함으로써, 가상발전소의 출력을 안정적으로 유지시키고, 이를 통해서 전력계통을 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 전력거래 중개 시스템을 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 전력계통에 연계된 가상발전소를 간략히 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전력거래 중개 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 관리 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소에 연계된 가상발전소 출력조정 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 한 실예에 따라 가상발전소과 입찰을 진행하고, 가상발전소의 과부족전력량을 예측하여 전력거래를 중개하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 7은 전력계통에서 일반적인 일일 전력수요곡선을 도시한 그래프이다.
도 8은 변동성 전원의 출력 증가로 인한 순부하량의 변화를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 한 실예에 따라 VPP입찰발전량과 VPP예상출력량을 비교하여 전력거래를 중개하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 한 실예에 따라 VPP입찰발전량과 VPP예상출력량을 비교하여 전력거래를 중개하는 예를 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이제 도 1 내지 도 10을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 전력거래 중개 시스템 및 가상발전소 전력거래 중개 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 전력거래 중개 시스템을 간략히 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 전력계통에 연계된 가상발전소를 간략히 도시한 도면이다. 이때, 가상발전소 전력거래 중개 시스템, 전력계통(10), 및 가상발전소(200)은 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소(Virtual Power Plant, 이하 VPP) 전력거래 중개 시스템은 분산전원들의 출력변동에 의한 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 과부족전력량을 분석한다.
그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 전력거래 중개 시스템은 상기 과부족전력량의 분석결과를 이용하여 전력거래를 중개하여 전력계통(10) 및 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 출력을 안정화시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 전력거래 중개 시스템은 전력계통(10)의 전력거래를 중개하는 전력거래 중개 장치(100), 상기 전력계통(10)에 연계된 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n), 가상발전소(200)의 잉여전력을 소모해서 상기 가상발전소(200)의 출력을 조정하는 제1 출력조정 시스템(300), 및 상기 가상발전소(200)에 전력을 공급해서 상기 가상발전소(200)의 출력을 조정하는 제2 출력조정 시스템(400)을 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 전력거래 중개 시스템은 전력계통(10)의 복수의 발전소들(12-1 내지 12-n)에서 생산한 전력을 송전용변전소(14) 및 배전용변전소(16)를 거쳐 전력사용자에게 공급하도록 전력시장을 운영할 수도 있다.
우선, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)와 입찰을 진행하고, 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)에서 생산된 전력 중 일부를 전력계통(10)에 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
또한, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 분산전원(210)의 출력변동에 의한 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 과부족전력량을 분석할 수 있다.
그리고 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 과부족전력량의 분석결과를 이용하여 상기 전력계통(10), 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n), 상기 제1 출력조정 시스템(300), 및 상기 제2 출력조정 시스템(400)간의 전력거래를 중개할 수 있다. 이를 통해서 본 발명은 전력계통(10) 및 가상발전소(200)의 출력을 안정화시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 과부족전력량의 예측결과를 기초로 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 잉여전력을 상기 제1 출력조정 시스템(300)에 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
또한, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 과부족전력량의 예측결과를 기초로 상기 제2 출력조정 시스템(400)에서 생산된 전력을 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)에 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
여기서, 상기 제1 출력조정 시스템(300)는 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)에서 생산된 전력 중 일부를 공급받아 열에너지로 변환하는 열변환장치(310)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 출력조정 시스템(400)는 신재생에너지원을 이용해서 전력을 생산하는 신재생 열병합발전소(410)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 신재생 열병합발전소(410)는 우드칩, 연료전지, 또는 부생가스 중 적어도 하나를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.
이러한 상기 제1 출력조정 시스템(300)의 열변환장치(310) 및 상기 제2 출력조정 시스템(400)의 신재생 열병합발전소(410)는 기존의 ESS(Energy storage system)나 양수발전소와 달리, 비용이 저렴하며 속응성이 높은 장점을 가지고 있다.
또한, 상기 열변환장치(310) 및 상기 신재생 열병합발전소(410)는 분산전원(210)이나 가상발전소(200) 주변에 설치가 간편하며, 설치 지역에 제한이 낮은 장점도 가지고 있다.
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 가상발전소(200)에 연계된 변동성 전원의 출력변동에 대응하기 위해서 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동량 정보를 분석할 수 있다.
여기서, 응동량 정보는 가상발전소(200)에 연계된 변동성 전원(예를 들어, 신재생 에너지원)의 출력 변동에 대응하기 위해서 가상발전소(200)에 연계된 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동량 값 또는 상기 변동성 전원의 출력 변동에 대응하여 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동 속도를 포함한다.
그리고, 상기 응동량은 가상발전소(200)에 연계된 변동성 전원(예를 들어, 신재생 에너지원)의 출력 변동에 대응하기 위해서 가상발전소(200)에 연계된 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 발전량을 포함한다. 그리고, 응동 속도는 가상발전소(200)에 연계된 변동성 전원의 출력 변동에 대응하여 가상발전소(200)에 연계된 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 발전 속도를 포함한다. 이때, 이러한 응동량 및 응동 속도는 분산전원들의 램프레이트(Ramp Rate) 특성 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 변동성 전원의 출력이 감소하여 가상발전소(200) 내의 전력공급이 가상발전소(200) 내에 배치된 부하의 전력수요량보다 작거나, 상기 분산전원들의 응동량 또는 응동속도가 상기 가상발전소 내에 배치된 부하의 전력수요량을 충족시키지 못하는 경우, 상기 가상발전소(200)과 상기 제1 출력조정 시스템(300) 및 상기 제2 출력조정 시스템(400) 간의 전력거래를 조정할 수 있다.
예를 들어, 상기 변동성 전원의 출력이 감소하여 가상발전소(200) 내의 전력공급이 가상발전소(200) 내에 배치된 부하의 전력수요량보다 작거나, 상기 분산전원들의 응동량 또는 응동속도가 상기 가상발전소 내에 배치된 부하의 전력수요량을 충족시키지 못하는 경우, 본 발명은 상기 가상발전소(200)에서 상기 제1 출력조정 시스템(300)으로의 전력거래량을 감소시키거나, 상기 제2 출력조정 시스템(400)에서 상기 가상발전소(200)으로의 전력거래량을 증가시키도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 전력계통(10) 또는 가상발전소(200)에 연계된 변동성 전원의 출력변동에 대응하기 위해서 상기 신재생 열병합발전소(410)가 추가적으로 발전할 수 있는 응동량 정보를 분석할 수 있다.
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 가상발전소(200)에 연계된 변동성 전원의 출력이 감소하여 상기 가상발전소(200) 내의 전력공급이 가상발전소(200) 내에 배치된 부하의 전력수요량보다 작은 경우, 상기 신재생 열병합발전소(410)의 응동량 정보를 기초로 상기 가상발전소(200)과 상기 제1 출력조정 시스템(300) 및 상기 제2 출력조정 시스템(400) 간의 전력거래를 조정할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)는 다양한 종류의 분산전원(Distributed Energy Resource, DER)(210)을 포함하며, 상기 분산전원(210)에서 생산된 전력을 전력계통에 공급할 수 있다.
여기서, 상기 분산전원(210)은 풍력 발전기, 태양광 발전기, 지열발전기, 연료전지, 바이오 에너지, 해양에너지, 또는 출력조정이 안되는 변동성 전원 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)는 가상발전소 관리 장치(500)를 통해 전력거래 중개 장치(100)와 입찰을 진행할 수 있다. 상기 가상발전소 관리 장치(500)는 가상발전소(200)에서 전력계통(10)으로 공급하는 VPP입찰발전량을 결정할 수 있다. 여기서, 상기 VPP입찰발전량은 입찰기간 동안 가상발전소(200)에서 전력계통(10)으로 공급하는 전력공급량 또는 전력출력량을 포함한다.
그리고, 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)는 상기 VPP입찰발전량에 따라 상기 가상발전소(200)에 연계된 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)에서 생산된 전력 중 일부를 전력계통(10)에 공급할 수 있다.
예를 들어, 상기 가상발전소 관리 장치(500)는 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 발전량을 예측하여 입찰을 집행할 수 있다. 그리고, 상기 가상발전소 관리 장치(500)는 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 상기 예측발전량에서 상기 가상발전소(200) 내의 부하(220)에서 소모되는 전력소모량을 차감하여 상기 VPP입찰발전량을 결정할 수 있다.
또한, 상기 가상발전소 관리 장치(500)는 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 출력변동에 의한 가상발전소(200)의 출력변동 및 오차를 분석할 수 있다. 그리고, 상기 가상발전소 관리 장치(500)는 상기 가상발전소(200) 내에 배치된 부하(220)의 전력수요량을 예측하고, 상기 전력수요량을 기초로 상기 가상발전소(200)의 출력변동 및 오차를 분석할 수도 있다.
그리고, 상기 가상발전소 관리 장치(500)는 상기 가상발전소(200)의 출력변동 및 오차의 분석결과를 기초로 상기 가상발전소(200) 내에 배치된 가상발전소 출력조정 시스템(600)의 동작을 제어하여 상기 가상발전소(200)의 출력변동을 안정화시킬 수도 있다.
여기서, 상기 가상발전소 출력조정 시스템(600)은 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)에서 생산된 전력 중 일부를 공급받아 열에너지로 변환하는 열변환장치 또는, 신재생에너지원을 이용해서 전력을 생산하는 신재생 열병합발전소 등을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전력거래 중개 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 이때, 전력거래 중개 장치(100)는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전력거래 중개 장치(100)는 전력계통(10)에 연계된 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 과부족전력량을 분석하여 전력거래를 중개할 수 있다.
여기서, 상기 과부족전력량은 가상발전소(200)에 연계된 분산전원(210)의 출력이 급격히 증가하여 발생되는 상기 가상발전소(200)에서 초과생산된 잉여전력을 포함한다. 또한, 상기 과부족전력량은 분산전원(210)의 출력이 급격히 감소하거나 부하(220)의 전력사용량이 급증하여 발생되는 상기 가상발전소(200)의 부족한 전력량을 포함한다.
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 발전량, 입찰오차, 출력변동 또는 수요변동 중 적어도 하나를 분석하고, 상기 발전량, 입찰오차, 출력변동 또는 수요변동 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전력거래를 중개할 수 있다.
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동을 분석하여 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)와 상기 열변환장치(310)의 전력거래를 중개할 수 있다.
예를 들어, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 가상발전소(200)에서 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동으로 잉여전력이 발생되는 경우, 상기 가상발전소(200)의 잉여전력을 상기 열변환장치(310)에 공급하도록 전력거래를 중개하여 상기 가상발전소(200)의 출력을 안정화시킬 수 있다.
또한, 전력거래 중개 장치(100)는 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동을 분석하여 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)와 상기 신재생 열병합발전소(410)의 전력거래를 중개할 수 있다.
예를 들어, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 가상발전소(200)에서 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동으로 출력부족이 예측되는 경우, 상기 신재생 열병합발전소(410)에서 추가적으로 발전된 전력을 상기 가상발전소(200) 또는 상기 전력계통(10)에 공급하도록 전력거래를 중개하여 상기 가상발전소(200) 및 상기 전력계통(10)을 안정화시킬 수 있다.
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n) 각각의 VPP입찰발전량과 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n) 각각의 VPP예상출력량을 비교하여 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 과부족전력량을 예측할 수 있다.
여기서, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 가상발전소(200)에 연계된 분산전원(210)에서 생산되는 발전량을 실시간으로 모니터링하여 상기 가상발전소(200)에서 발전되는 VPP발전량을 도출할 수 있다. 그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 VPP발전량에서 상기 가상발전소(200)의 부하(200)에서 소모되는 전력사용량을 차감하여 VPP예상출력량을 도출할 수 있다.
예를 들어, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 큰 경우에 상기 가상발전소(200)에 잉여전력이 생산되는 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 가상발전소(200)가 상기 VPP예상출력량과 상기 VPP입찰발전량의 차이 만큼의 잉여전력을 상기 열변환장치(310)로 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
또한, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 작은 경우에 상기 가상발전소(200)의 출력이 부족할 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 신재생 열병합발전소(410)가 상기 VPP입찰발전량과 상기 VPP예상출력량의 차이 만큼의 전력을 생산하여 상기 가상발전소(200) 또는 상기 전력계통(10)에 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 상기 전력거래 중개 장치(100)는 제어모듈(110), 데이터 수집모듈(120), 입찰처리모듈(130), 분석예측모듈(140), 그리고 전력거래 중개 모듈(150)을 포함한다.
제어모듈(110)은 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)에 연계된 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 출력변동 및 부하(220)의 수요변동에 의한 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 과부족전력량을 분석하고, 상기 분석결과를 기초로 전력거래를 중개하여 가상발전소의 출력변동을 안정화시키도록 상기 각부의 동작을 제어할 수 있다.
상기 데이터 수집모듈(120)은 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 각종 데이터를 수집한다. 또한, 데이터 수집모듈(120)은 전력계통(10)의 전력계통 정보 및 전력계통 분석 정보를 수집할 수 있다.
예를 들어, 상기 가상발전소의 각종 데이터는 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 발전량 정보, 부하(220)의 전력소모량 정보 등을 포함할 수 있다.
또한, 전력계통 정보 및 전력계통 분석 정보는 전력계통(10)에 연계된 발전기들(12)의 램프레이트(Ramp Rate) 특성 정보, 전력계통(10)의 계통주파수 정보, 전력계통(10)의 전력수급 정보, 전력계통(10)의 변동성 전원에 의한 순부하량 정보, 상기 변동성 전원에 의한 응동량 정보, 전력계통(10)에 연계된 신재생 출력변동 정보, 및 전력계통(10)의 예비력량 정보 등을 포함한다.
여기서, 램프레이트 특성 정보는 1분당 발전기출력의 변동이며, 발전기의 증발속도, 발전기의 감발속도, 또는 발전기의 속도 조정율을 포함한다.
그리고, 전력계통(10)의 계통주파수 정보는 실시간 계통주파수, 계통주파수 예측값, 주파수 변화율, 또는 주파수 민감도 등을 포함한다. 주파수 변화율이나 주파수 민감도는 시간의 변화에 따른 계통주파수의 변화율 또는 변화 정도를 포함한다.
그리고, 주파수 변화율은 양의 값(+)을 갖거나, 음의 값(-)을 가질 수 있다. 예를 들어, 주파수 변화율이 양수인 경우는 계통주파수가 급증하는 경우를 포함할 수 있다. 그리고, 주파수 변화율이 음수인 경우에는 계통주파수가 급감하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 전력계통(10)의 전력수급 정보는 전력계통(10)의 전력수급 불균형을 포함한다. 여기서, 전력계통(10)의 전력수급 불균형은 전력계통(10)에 연계된 발전기의 탈락, 전력계통(10)의 전력수요 급변, 또는 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(16)의 출력변동 급변 등에 의해서 전력계통(10)의 전력공급과 전력수요 사이의 편차가 전력수급 설정값을 초과하는 경우를 포함한다.
그리고, 상기 순부하량 정보는 전력계통(10)의 총부하량에서 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(예를 들어, 신재생 에너지원)의 출력량을 차감한 값을 포함한다.
또한, 응동량 정보는 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(예를 들어, 신재생 에너지원)의 출력변동에 대응하기 위해서 전력계통에 연계된 발전기들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동량 값 또는 상기 변동성 전원의 출력변동에 대응하여 발전기가 추가적으로 발전할 수 있는 응동 속도를 포함할 수 있다.
상기 입찰처리모듈(130)은 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 출력량을 예측하고, 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)와의 입찰을 진행한다. 또한, 상기 입찰처리모듈(130)은 상기 전력계통 정보 및 전력계통 분석정보를 기초로 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)와의 입찰을 진행할 수 있다.
그리고, 상기 입찰처리모듈(130)은 상기 가상발전소의 각종 데이터, 상기 전력계통 정보 및 전력계통 분석정보 등을 복합적으로 고려하여 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)와 입찰을 진행하고, 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n) 각각의 VPP입찰발전량을 결정할 수 있다. 여기서, 상기 VPP입찰발전량은 입찰기간 동안 가상발전소(200)에서 전력계통(10)으로 공급하는 전력공급량 또는 전력출력량을 포함한다.
상기 분석예측모듈(140)은 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 발전량, 입찰오차, 출력변동 또는 수요변동 등을 분석할 수 있다. 그리고, 상기 분석예측모듈(140)은 분산전원(220)의 출력변동에 의한 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 과부족전력량을 분석하여 예측할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 상기 분석예측모듈(140)은 입찰오차 분석부(142), 출력변동성 분석부(144), 수요변동 분석부(146), 그리고 과부족전력량 예측부(148)를 포함한다.
상기 입찰오차 분석부(142)는 분산전원(210)의 출력변동에 따른 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 입찰오차를 분석할 수 있다.
상기 출력변동성 분석부(144)는 분산전원(210)의 출력변동에 의한 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 출력변동성을 분석할 수 있다.
상기 수요변동 분석부(146)는 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)에 배치된 부하(220)들의 전력사용량 변화에 의한 수요변동을 분석할 수 있다.
그리고, 상기 과부족전력량 예측부(148)는 상기 입찰오차, 상기 분산전원(210) 또는 가상발전소(200)의 출력변동, 및 상기 수요변동을 복합적으로 고려하여 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n) 각각의 과부족출력량을 분석하고 예측할 수 있다.
상기 전력거래 중개 모듈(150)은 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 입찰오차, 출력변동, 수요변동, 및 상기 과부족출력량에 기초하여 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)와 상기 열변환장치(310) 및 상기 신재생 열병합발전소(410) 사이의 전력거래를 중개한다.
예를 들어, 가상발전소(200)에서 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동으로 잉여전력이 발생되는 경우, 상기 전력거래 중개 모듈(150)은 상기 가상발전소(200)의 잉여전력을 상기 열변환장치(310)에 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
이와 달리, 상기 가상발전소(200)에서 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동으로 출력부족이 예측되는 경우, 상기 전력거래 중개 모듈(150)은 상기 신재생 열병합발전소(410)에서 추가적으로 발전된 전력을 상기 가상발전소(200) 또는 상기 전력계통(10)에 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
또한, 상기 전력거래 중개 모듈(150)은 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n) 각각의 VPP예상출력량과 각각의 VPP입찰발전량을 비교하여 상기 전력거래를 중개할 수 있다.
예를 들어, 상기 전력거래 중개 모듈(150)은 상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 큰 경우에 상기 가상발전소(200)에 잉여전력이 생산되는 것으로 판단하고, 상기 가상발전소(200)가 상기 VPP예상출력량과 상기 VPP입찰발전량의 차이 만큼의 잉여전력을 상기 열변환장치(310)로 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
또한, 상기 전력거래 중개 모듈(150)은 상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 작은 경우에 상기 가상발전소(200)의 출력이 부족할 것으로 판단하고, 상기 신재생 열병합발전소(410)가 상기 VPP입찰발전량과 상기 VPP예상출력량의 차이 만큼의 전력을 생산하여 상기 가상발전소(200) 또는 상기 전력계통(10)에 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 관리 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 이때, 가상발전소 관리 장치(500)는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 관리 장치(500)는 가상발전소(200)에 연계된 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 예상발전량을 예측하고, 전력거래 중개 장치(100)와 입찰을 진행한다.
그리고, 상기 가상발전소 관리 장치(500)는 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 출력변동에 의한 가상발전소(200)의 출력변동 및 오차를 분석할 수 있다. 그리고, 상기 가상발전소 관리 장치(500)는 상기 분석결과를 기초로 상기 VPP 출력조정 시스템(300)을 제어하여 가상발전소(200)의 출력변동을 안정화시킬 수도 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 관리 장치(500)는 VPP제어모듈(510), 송수신모듈(520), 입찰모듈(530), 모니터링모듈(540), 분석모듈(550), 그리고 VPP 출력조정 모듈(560)을 포함한다.
상기 VPP제어모듈(510)은 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 출력변동 및 부하(220)의 수요변동에 의한 가상발전소(200)의 출력변동 및 오차를 분석하고, 상기 분석결과를 기초로 상기 VPP 출력조정 시스템(300)을 제어하여 가상발전소의 출력변동을 안정화시키도록 상기 각부의 동작을 제어할 수 있다.
상기 송수신모듈(520)은 가상발전소 정보를 전력거래 중개 장치(100)에 송신하고, 상기 전력거래 중개 장치(100)로부터 전력계통 정보 및 전력계통 분석 정보를 수신할 수 있다.
예를 들어, 상기 가상발전소 정보는 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 발전량 정보, 부하(220)의 전력소모량 정보 등을 포함한다. 그리고, 상기 송수신모듈(220)은 가상발전소(200)에서 검침된 계량데이터를 상기 전력거래 중개 장치(100)에 송신할 수 있다. 그리고, 상기 송수신모듈(220)은 상기 전력거래 중개 장치(100)로부터 전력계통 정보 및 전력계통 분석 정보를 수신할 수 있다.
상기 입찰모듈(530)은 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 예상발전량을 예측하여 전력거래 중개 장치(100)와 입찰을 집행한다. 또한, 상기 입찰모듈(530)은 각각의 분산전원의 특성 및 발전용량을 기초로 각각의 분산전원의 예상발전량을 분석할 수 있다. 그리고, 상기 입찰모듈(530)은 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 예상발전량을 합산하여 VPP예상발전량을 도출할 수 있다.
그리고, 상기 입찰모듈(530)은 상기 VPP예상발전량을 기초로 전력거래 중개 장치(100)와 입찰을 진행하고, VPP입찰발전량을 결정할 수 있다. 여기서, 상기 VPP예상발전량은 가상발전소(200)에 연계된 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)이 입찰기간 동안에 발전할 것으로 예상되는 발전량을 포함한다. 그리고, 상기 VPP입찰발전량은 입찰기간 동안 가상발전소(200)에서 전력계통(10)으로 공급하는 전력공급량 또는 전력출력량을 포함한다.
그리고, 상기 입찰모듈(530)은 본 발명의 한 실시예에 따른 분산전원 발전량 예측부(532), VPP 발전량 계산부(534), 및 VPP 입찰발전량 결정부(536)를 포함할 수 있다.
상기 분산전원 발전량 예측부(532)는 각각의 분산전원의 특성 및 발전용량을 기초로 각각의 분산전원의 예상발전량을 분석한다. 그리고, 상기 분산전원 발전량 예측부(532)는 각각의 분산전원의 예상발전량을 기초로 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)이 특정시점 또는 입찰기간 동안에 발전할 수 있는 발전량을 예측할 수 있다.
상기 VPP 발전량 계산부(534)는 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 예상발전량을 합산하여 상기 가상발전소(200)에서 발전할 수 있는 VPP예상발전량을 도출할 수 있다.
그리고, 상기 VPP 입찰발전량 결정부(536)는 상기 VPP예상발전량을 기초로 VPP입찰발전량을 결정한다. 또한, 상기 VPP 입찰발전량 결정부(536)는 상기 VPP예상발전량에서 소정기간동안 가상발전소(200)의 부하(220)에서 소모할 것으로 예상되는 전력사용량을 차감하여 상기 VPP입찰발전량을 결정할 수 있다.
상기 모니터링모듈(540)은 가상발전소(200)에 연계된 분산전원(210)의 발전량 및 가상발전소(200) 내에 배치된 부하(220)의 전력사용량을 실시간으로 모니터링할 수 있다.
예를 들어, 상기 모니터링모듈(540)은 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 실제 발전량을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 그리고, 상기 모니터링모듈(540)은 개별 분산전원(210)의 발전량, 발전량의 변화량 및 변화율 등을 실시간으로 모니터링할 수 있다.
또한, 상기 모니터링모듈(540)은 상기 가상발전소(200)에 연계된 부하(220)의 전력사용량, 전력사용량의 변화량 및 변화율 등을 실시간으로 모니터링할 수도 있다.
그리고, 상기 모니터링모듈(540)은 본 발명의 한 실시예에 따른 분산전원 모니터링부(542), 그리고 VPP 모니터링부(544)를 포함할 수 있다.
상기 분산전원 모니터링부(542)는 상기 가상발전소(200)에 연계된 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 실제발전량을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 그리고, 상기 분산전원 모니터링부(542)는 개별 분산전원(210)에 대한 발전량, 발전량의 변화량 및 변화율 등을 실시간으로 모니터링할 수 있다.
상기 VPP 모니터링부(544)는 상기 가상발전소(200)의 발전량 및 전력사용량을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 또한, 상기 VPP 모니터링부(544)는 상기 가상발전소(200)의 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)에 의한 총발전량과 가상발전소(200)의 부하(220)에 의한 총사용량을 실시간으로 모니터링할 수 있다.
예를 들어, 상기 VPP 모니터링부(544)는 상기 가상발전소(200)의 잉여전력량을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 여기서, 상기 잉여전력량은 가상발전소(200)의 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)에 의한 총발전량에서 가상발전소(200)의 부하(220)에 의한 총사용량을 차감한 값을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 분석모듈(550)은 개별 분산전원(210)의 출력변동을 분석할 수 있다. 또한, 상기 분석모듈(250)은 가상발전소(200)의 가상발전소 정보를 기초로 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 출력변동에 의한 가상발전소(200)의 출력변동 및 오차를 분석할 수 있다.
또한, 상기 분석모듈(550)은 상기 송수신모듈(520)에서 수신된 전력계통 정보를 기초로 전력계통(10)의 계통주파수, 전력수급 불균형, 순부하량 정보, 응동량 정보, 및 신재생 에너지원의 출력 정보의 변화 등을 분석할 수 있다.
그리고, 상기 분석모듈(550)은 본 발명의 한 실시예에 따른 분산전원 분석부(552), 그리고 VPP 분석부(554)를 포함할 수 있다.
상기 분산전원 분석부(552)는 상기 모니터링모듈(540)에서 모니터링된 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 실제발전량을 기초로 개별 분산전원(210)의 출력변동 및 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 출력변동을 분석한다.
그리고, 상기 VPP 분석부(554)는 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 출력변동 및 부하(220)의 수요변동에 의한 가상발전소(200)의 출력변동 및 오차를 분석할 수 있다.
또한, 상기 VPP 분석부(554)는 상기 모니터링모듈(540)에서 모니터링된 가상발전소(200)의 잉여전력량을 기초로 상기 복수의 분산전원들(210-1 내지 210-m)의 출력변동에 의한 가상발전소(200)의 출력변동 및 오차를 분석할 수 있다.
그리고, 상기 VPP 분석부(554)는 가상발전소(200) 내에 배치된 부하(220)의 수요반응 및 전력수요량을 예측하고, 상기 전력수요량을 기초로 상기 가상발전소(200)의 출력변동 및 오차를 분석할 수도 있다.
상기 VPP 출력조정 모듈(560)은 상기 분석모듈(550)의 분석결과를 기초로 가상발전소 출력조정 시스템(600)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 VPP 출력조정 모듈(560)은 가상발전소 출력조정 시스템(600)의 전력소모량 및 발전량을 제어할 수 있다. 이를 통해서, 상기 VPP 출력조정 모듈(560)은 상기 가상발전소(200)에서 전력계통(10)으로 제공하는 출력량을 조정하고, 상기 가상발전소(200)의 출력변동을 안정화시킬 수 있다.
여기서, 상기 VPP 출력조정 모듈(560)은 상기 VPP입찰발전량, 가상발전소(200)의 구역주파수, 개별 분산전원(210)의 발전량, 개별 분산전원(210)의 개별입찰발전량, 및 전력계통 정보(예를 들어, 계통주파수,전력수급정보, 예비력량, 순부하량, 응동량, 신재생출력변동 등), 및 가상발전소의 외부(예를 들어, 전력거래소)에서 수신된 제어신호 중에서 적어도 하나를 이용하여 가상발전소 출력조정 시스템(600)의 의 전력소모량 및 발전량을 제어할 수 있다.
물론, 상기 VPP 출력조정 모듈(560)은 상기 VPP입찰발전량, 가상발전소(200)의 구역주파수, 개별 분산전원(210)의 발전량, 개별 분산전원(210)의 개별입찰발전량, 및 전력계통 정보(예를 들어, 계통주파수,전력수급정보, 예비력량, 순부하량, 응동량, 신재생출력변동 등), 및 가상발전소의 외부(예를 들어, 전력거래소)에서 수신된 제어신호 등을 복합적으로 고려해서 상기 가상발전소 출력조정 시스템(600)의 전력소모량 및 발전량을 제어할 수도 있다.
그리고, 상기 VPP 출력조정 모듈(560)은 본 발명의 한 실시예에 따른 전력소모량 제어부(562) 및 발전량 제어부(564)를 포함할 수 있다.
상기 전력소모량 제어부(562)는 상기 VPP입찰발전량, 가상발전소(200)의 구역주파수, 개별 분산전원(210)의 발전량, 개별 분산전원(210)의 개별입찰발전량, 전력계통 정보, 및 가상발전소의 외부에서 수신된 제어신호 등을 기초로 상기 가상발전소 출력조정 시스템(600)의 전력소모량 또는 열생산량을 제어할 수 있다.
그리고, 상기 발전량 제어부(554)는 상기 VPP입찰발전량, 가상발전소(200)의 구역주파수, 개별 분산전원(210)의 발전량, 개별 분산전원(210)의 개별입찰발전량, 전력계통 정보, 및 가상발전소의 외부에서 수신된 제어신호를 기초로 가상발전소 출력조정 시스템(600)의 발전량을 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 출력조정 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 이때, 제1 출력조정 시스템(300)는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 출력조정 시스템(300)은 열변환장치(310), 열 저장 장치(320), 및 열 공급 장치(330)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 열변환장치(310)는 상기 복수의 분산전원들에서 생산된 전력을 공급받고, 이를 열에너지로 변환한다. 그리고, 상기 열변환장치(310)는 변환된 상기 열에너지를 열 저장 장치(320) 또는 열 공급 장치(330)에 공급할 수 있다.
여기서, 상기 열변환장치(310)는 보일러 또는 전열기 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 열 저장 장치(320)는 상기 열에너지를 저장하는 축열조 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 열 공급 장치(330)는 열부하에 상기 열에너지를 공급하는 히트펌프 등을 포함할 수 있으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 열변환장치(310)는 생산된 열에너지를 대용량의 축열조에 저장하고, 전력계통(10) 또는 가상발전소(200) 내에 배치된 열부하에 제공할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 열변환장치(310)에서 생산된 열에너지를 대용량으로 저장하여 열부하에 제공함으로써, 가상발전소의 출력을 안정화시킬 뿐만 아니라 에너지원의 낭비를 방지할 수 있는 환경을 제공한다.
도 6은 본 발명의 한 실예에 따라 가상발전소들과 입찰을 진행하고, 가상발전소의 과부족전력량을 예측하여 전력거래를 중개하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이때, 이하의 흐름도는 도 1 내지 도 5의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전력거래 중개 장치(100)는 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)와 입찰을 진행하고, 각각의 가상발전소(200)에서 전력계통(10)으로 공급하는 VPP입찰발전량을 결정할 수 있다(S102).
여기서, 상기 VPP입찰발전량은 입찰기간 동안 가상발전소(200)에서 전력계통(10)으로 공급하는 전력공급량 또는 전력출력량을 포함한다.
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 분산전원(210)의 출력변동에 의한 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 출력변동성을 분석한다(S104). 여기서, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n) 각각의 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동 등을 복합적으로 분석할 수도 있다.
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 분산전원(220)의 출력변동, 가상발전소의 입찰오차, 부하(220)의 수요변동 등에 의한 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n) 각각의 과부족전력량을 예측할 수 있다(S106).
여기서, 상기 과부족전력량은 가상발전소(200)에 연계된 분산전원(210)의 출력이 급격히 증가하여 발생되는 상기 가상발전소(200)에서 초과생산된 잉여전력을 포함한다. 또한, 상기 과부족전력량은 분산전원(210)의 출력이 급격히 감소하거나 부하(220)의 전력사용량이 급증하여 발생되는 상기 가상발전소(200)의 부족한 전력량을 포함한다.
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n) 각각의 과부족전력량을 해소시키도록 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)의 전력거래를 중개할 수 있다(S108).
예를 들어, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 가상발전소(200)에서 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동으로 잉여전력이 발생되는 경우, 상기 가상발전소(200)의 잉여전력을 상기 열변환장치(310)에 공급하도록 전력거래를 중개하고, 이를 통해서 상기 가상발전소(200)의 출력을 안정화시킬 수 있다(S110).
또한, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 가상발전소(200)에서 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동으로 출력부족이 예측되는 경우, 상기 신재생 열병합발전소(410)에서 추가적으로 발전된 전력을 상기 가상발전소(200) 또는 상기 전력계통(10)에 공급하도록 전력거래를 중개하고, 이를 통해서 상기 가상발전소(200) 및 상기 전력계통(10)을 안정화시킬 수 있다.
도 7은 전력계통에서 일반적인 일일 전력수요곡선을 도시한 그래프이고, 도 8은 변동성 전원의 출력 증가로 인한 순부하량의 변화를 도시한 그래프이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원이나 가상발전소(200)에 연계된 분산전원의 출력변동성 증가시에 순부하량은 덕커브 형태로 형성된다. 특히, 전력계통(10) 또는 가상발전소(200)에 연계되는 변동성 전원(예를 들어, 신재생 에너지원)의 비중이 증가될 경우, 일출 후 전력부하가 급감하고, 일몰 후 전력부하가 급증하는 현상으로 인해서, 전력수요곡선이 기존의 전력수요곡선과는 다른 패턴으로 변화될 것으로 예상된다. 또한, 덕커브 현상이 심화되는 경우에는 전력수요예측 오차가 증가되고, 제약비용이 증가되는 어려움이 예상된다.
예를 들어, 신재생 에너지원인 풍력 발전기는 풍속에 의해서 출력이 크게 좌우되며, 태양광 발전기는 태양광 모듈의 일사량에 의해서 출력이 좌우된다. 그리고, 풍력 및 태양광 같은 신재생 에너지원은 낮 시간대에 출력이 증가되며, 이로 인해서 전력계통(10)이나 가상발전소(200)의 총부하량에서 신재생 에너지원의 출력량을 차감한 전력계통(10)이나 가상발전소(200)의 순부하량이 크게 감소된다.
특히, 신재생 에너지원의 출력변동성이 큰 계절의 낮 시간대에 신재생 에너지원이 전력계통(10)이나 가상발전소(200)에 연계되어 있는 경우, 전력계통(10) 또는 가상발전소(200)의 전력수급 불균형을 야기하고, 전력계통(10)의 계통주파수 또는 가상발전소(200)의 구역주파수가 불안정해지는 문제가 발생된다.
따라서, 본 발명은 가상발전소 출력조정 장치(310)를 가상발전소(200)에 연계시키고, 상기 가상발전소 출력조정 장치(310)의 전력소모량 및 발전량을 조절하여 가상발전소(200)의 잉여전력을 소모하거나 가상발전소(200)의 부족한 출력을 보충함으로써, 분산전원들의 출력변동에 의한 가상발전소의 출력변동 및 오차를 해소하고, 가상발전소의 출력을 안정화시킬 수 있는 환경을 제공한다.
도 9는 본 발명의 한 실예에 따라 VPP입찰발전량과 VPP예상출력량을 비교하여 전력거래를 중개하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이때, 이하의 흐름도는 도 1 내지 도 5의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전력거래 중개 장치(100)는 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)와 입찰을 진행하고, 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n) 각각의 VPP입찰발전량을 결정할 수 있다(S202).
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)에 연계된 분산전원(210)에서 생산되는 발전량을 실시간으로 모니터링하고, 상기 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)에서 발전되는 VPP발전량을 분석할 수 있다(S204).
또한, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 가상발전소(200)의 VPP발전량에서 상기 가상발전소(200)의 부하(200)에서 소모되는 전력사용량을 차감하여 VPP예상출력량을 분석할 수 있다(S206).
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 가상발전소(200)의 VPP입찰발전량과 상기 가상발전소(200)의 VPP예상출력량을 비교하여 상기 가상발전소(200)의 과부전력량을 분석할 수 있다(S208).
예를 들어, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 큰 경우에 상기 가상발전소(200)에 잉여전력이 생산되는 것으로 판단할 수 있다(S210).
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 가상발전소(200)가 상기 VPP예상출력량과 상기 VPP입찰발전량의 차이 만큼의 잉여전력을 상기 열변환장치(310)에 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다(S212).
또한, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 작은 경우에 상기 가상발전소(200)의 출력이 부족할 것으로 판단할 수 있다(S214).
그리고, 상기 전력거래 중개 장치(100)는 상기 신재생 열병합발전소(410)가 상기 VPP입찰발전량과 상기 VPP예상출력량의 차이의 전력을 생산하고, 생산된 상기 전력을 상기 가상발전소(200) 또는 상기 전력계통(10)에 공급하도록 전력거래를 중개할 수 있다(S216).
도 10은 본 발명의 한 실예에 따라 VPP입찰발전량과 VPP예상출력량을 비교하여 전력거래를 중개하는 예를 도시한 그래프이다.
*도 10을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전력거래 중개 장치(100)는 VPP입찰발전량(P vpp입찰발전량)과 VPP예상출력량(P vpp예상출력량)을 실시간으로 비교하여 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)와 열변환장치(320) 사이의 전력거래를 중개하거나, 복수의 가상발전소(200-1 내지 200-n)와 신재생 열병합발전소(330) 사이의 전력거래를 중개할 수 있다.
예를 들어, 상기 VPP예상출력량(P vpp예상출력량)이 상기 VPP입찰발전량(P vpp입찰발전량) 보다 작은 구간(t0~t1, t2~t3, t4~t5)에서는 상기 가상발전소(200)의 전력생산 및 출력이 부족할 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 본 발명은 상기 구간(t0~t1, t2~t3, t4~t5)에서 상기 신재생 열병합발전소(330)의 발전량을 증가시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 신재생 열병합발전소(330)에서 생산된 전력을 상기 가상발전소(200) 또는 상기 전력계통(10)에 공급하여 상기 가상발전소(200)의 부족한 발전량 및 출력량을 보충할 수 있다.
또한, 상기 VPP예상출력량(P vpp예상출력량)이 상기 VPP입찰발전량(P vpp입찰발전량) 보다 큰 구간(t1~t2, t3~t4)에서는 가상발전소(200)에 잉여전력이 생산되는 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 본 발명은 상기 구간(t1~t2, t3~t4)에서 상기 가상발전소(200)의 잉여전력을 상기 열변환장치(310)에 공급하여 가상발전소(200)의 잉여전력을 소모하도록 상기 가상발전소와 상기 열변환장치(310) 사이의 전력거래를 중개할 수 있다.
물론, 상기 VPP예상출력량(P vpp예상출력량)이 상기 VPP입찰발전량(P vpp입찰발전량) 보다 큰 구간(t1~t2, t3~t4)이지만, 부하(220)의 전력사용량이 급격하게 증가하여 상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량 보다 작아지는 경우에는 상기 신재생 열병합발전소(330)의 전력을 상기 가상발전소(200)에 공급하도록 전력거래를 중개할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 가상발전소 전력거래 중개 시스템 및 가상발전소 전력거래 중개 방법은 분산전원의 출력변동에 의한 가상발전소의 과부족전력량을 분석하고, 가상발전소의 과부족전력량에 따라 가상발전소와 열변환장치 사이의 전력거래를 중개하거나, 가상발전소와 신재생 열병합발전소 사이의 전력거래를 중개함으로써, 전력계통 및 가상발전소의 출력을 안정화시킬 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 분산전원의 출력변동에 의해 과잉생산되는 잉여전력을 열변환장치에 공급하고, 열변환장치가 잉여전력을 소모해 열에너지를 생산하도록 전력거래를 중개함으로써, 신재생 에너지원과 같이 출력 제어가 어려운 분산전원들의 출력변동에 의한 가상발전소의 출력변동을 최소화시키고, 가상발전소의 출력을 안정적으로 유지시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 열변환장치에서 생산된 열에너지를 대용량으로 저장하여 열부하에 제공함으로써, 에너지원의 낭비를 방지할 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 가상발전소 및 분산전원들의 출력변동에 대응하여 신재생 열병합발전소의 발전량을 조정하고, 상기 신재생 열병합발전소에서 발전된 전력으로 가상발전소의 부족한 출력을 보충함으로써, 신재생 에너지원과 같이 출력 제어가 어려운 분산전원들에 의해 발생되는 가상발전소의 출력부족 및 이로 인한 가상발전소의 출력변동을 최소화시켜 가상발전소의 출력을 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 각 개별 분산전원의 예상발전량을 분석하고, 분산전원들의 예상발전량을 합산하여 VPP예상발전량을 도출하며, 상기 VPP예상발전량을 기초로 VPP입찰발전량을 도출함으로써, 최적의 입찰발전량을 효과적으로 결정할 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 복수의 분산전원들에서 생산되는 발전량을 모니터링하여 가상발전소 내에서 실시간으로 발전되는 VPP발전량 또는 VPP예상출력량을 도출하고, 상기 VPP발전량 또는 상기 VPP예상출력량을 VPP입찰발전량을 비교하여 가상발전소와 열변환장치 및 신재생 열병합발전소 사이의 전력거래를 중개함으로써, 가상발전소의 출력을 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 전력계통의 계통주파수 또는 가상발전소의 구역주파수를 실시간으로 검출하고, 검출된 주파수를 기초로 전력거래를 제어함으로써, 변동성전원인 분산전원들의 출력변동으로 인한 전력계통의 계통주파수 급변 및 가상발전소의 구역주파수 급변을 방지할 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은 VPP입찰발전량, 개별 분산전원의 발전량, 전력계통의 계통정보, 또는 전력거래소에서 수신된 제어신호 중 적어도 하나를 기초로 전력거래를 중개함으로써, 가상발전소의 출력을 안정적으로 유지시키고, 이를 통해서 전력계통을 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다. 이러한 기록 매체는 서버뿐만 아니라 사용자 단말에서도 실행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (25)

  1. 전력계통에 연계되며, 분산전원을 포함하는 복수의 가상발전소,
    상기 전력계통에 연계되며, 상기 분산전원에서 생산된 전력을 소모하여 열에너지로 변환하는 열변환장치, 그리고
    상기 분산전원의 출력변동에 의한 상기 복수의 가상발전소의 과부족전력량을 분석하고, 상기 전력계통 및 가상발전소의 출력을 안정화시키도록 상기 과부족전력량의 분석결과를 이용하여 복수의 가상발전소, 상기 전력계통, 또는 상기 열변환장치 간의 전력거래를 중개하는 전력거래 중개 장치
    를 포함하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 전력계통에 연계되며, 신재생에너지원을 이용해서 전력을 생산하는 신재생 열병합발전소를 더 포함하며,
    상기 전력거래 중개 장치는,
    상기 과부족전력량의 예측결과를 기초로 상기 신재생 열병합발전소에서 생산된 전력을 상기 복수의 가상발전소 또는 상기 전력계통에 공급하도록 전력거래를 중개하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 전력거래 중개 장치는,
    상기 복수의 가상발전소의 발전량, 입찰오차, 출력변동 또는 수요변동 중 적어도 하나를 분석하고, 상기 발전량, 입찰오차, 출력변동 또는 수요변동 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전력거래를 중개하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  4. 제3항에서,
    상기 전력거래 중개 장치는,
    상기 복수의 가상발전소 중 적어도 하나의 가상발전소에서 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동으로 잉여전력이 발생되는 경우, 상기 가상발전소의 잉여전력을 상기 열변환장치에 공급하도록 전력거래를 중개하여 상기 가상발전소의 출력을 안정화시키는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  5. 제3항에서,
    상기 전력거래 중개 장치는,
    상기 복수의 가상발전소 중 적어도 하나의 가상발전소에서 입찰오차, 출력변동, 또는 수요변동으로 출력부족이 예측되는 경우, 상기 신재생 열병합발전소에서 발전된 전력을 상기 가상발전소 또는 상기 전력계통에 공급하도록 전력거래를 중개하여 상기 가상발전소의 출력을 안정화시키는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  6. 제2항에서,
    상기 전력거래 중개 장치는,
    가상발전소의 VPP입찰발전량과 상기 가상발전소의 VPP예상출력량을 비교하여 상기 가상발전소의 과부족전력량을 예측하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  7. 제6항에서,
    상기 전력거래 중개 장치는,
    상기 가상발전소에 연계된 분산전원에서 생산되는 발전량을 실시간으로 모니터링하여 상기 가상발전소에서 발전되는 VPP발전량을 도출하고, 상기 VPP발전량에서 상기 가상발전소의 부하에서 소모되는 전력사용량을 차감하여 VPP예상출력량을 도출하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  8. 제6항에서,
    상기 전력거래 중개 장치는,
    상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 큰 경우에 상기 가상발전소에 잉여전력이 생산되는 것으로 판단하고, 상기 가상발전소가 상기 VPP예상출력량과 상기 VPP입찰발전량의 차이의 잉여전력을 상기 열변환장치로 공급하도록 전력거래를 중개하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  9. 제6항에서,
    상기 전력거래 중개 장치는,
    상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 작은 경우에 상기 가상발전소의 출력이 부족할 것으로 판단하고, 상기 신재생 열병합발전소가 상기 VPP입찰발전량과 상기 VPP예상출력량의 차이의 전력을 생산하여 상기 가상발전소 또는 상기 전력계통에 공급하도록 전력거래를 중개하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  10. 제1항에서,
    상기 분산전원은,
    풍력 발전기, 태양광 발전기, 지열발전기, 연료전지, 바이오 에너지, 해양에너지, 또는 출력 조정이 안되는 변동성 전원 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  11. 제2항에서,
    상기 신재생 열병합발전소는,
    우드칩, 연료전지, 또는 부생가스 중 적어도 하나를 이용하여 전력을 생산하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  12. 제1항에서,
    상기 전력거래 중개 장치는,
    상기 전력계통 또는 상기 복수의 가상발전소에 연계된 부하의 수요반응을 예측하여 상기 전력거래를 중개하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  13. 제1항에서,
    상기 전력거래 중개 장치는,
    가상발전소에 연계된 변동성 전원의 출력변동에 대응하기 위해서 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동량 또는 상기 변동성 전원의 출력변동에 대응하기 위해서 상기 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동 속도를 분석하고,
    상기 변동성 전원의 출력이 감소하여 상기 가상발전소 내의 전력공급이 상기 가상발전소 내에 배치된 부하의 전력수요량보다 작거나, 상기 분산전원들의 응동량 또는 응동속도가 상기 가상발전소 내에 배치된 부하의 전력수요량을 충족시키지 못하는 경우, 상기 전력거래를 조정하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 시스템.
  14. 전력계통에 연계된 가상발전소 내에 배치된 분산전원의 츨력변동성을 분석하는 단계,
    상기 분산전원의 출력변동성에 따른 상기 가상발전소의 과부족전력량을 예측하는 단계, 그리고
    상기 과부족전력량의 예측결과를 기초로 상기 가상발전소, 상기 전력계통, 또는 상기 전력계통에 연계된 열변환장치, 또는 상기 전력계통에 연계된 신재생 열병합발전소 간의 전력거래를 중개하며, 상기 가상발전소의 잉여전력을 상기 열변환장치가 소모하거나 상기 가상발전소의 부족한 출력을 상기 신재생 열병합발전소의 전력으로 보충하도록 상기 전력거래를 중개하는 단계
    를 포함하는 가상발전소 전력거래 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 전력거래를 중개하는 단계는,
    상기 가상발전소의 VPP입찰발전량, 상기 분산전원의 발전량, 전력계통의 상기 계통정보, 또는 상기 가상발전소의 외부에서 수신된 제어신호 중 적어도 하나를 기초로 상기 전력거래를 중개하는 것을 특징으로 하는 열변환장치를 활용한 가상발전소 전력거래 방법.
  16. 제14항에서,
    상기 전력거래를 중개하는 단계는,
    상기 가상발전소의 구역주파수를 실시간으로 검출하는 단계, 그리고
    상기 구역주파수를 기초로 상기 가상발전소, 상기 열변환장치, 또는 상기 신재생 열병합발전소 사이의 전력거래량을 중개하는 단계
    를 포함하는 가상발전소 전력거래 방법.
  17. 제14항에서,
    복수의 분산전원들에서 생산되는 발전량을 모니터링하여 가상발전소에서 발전되는 VPP발전량을 도출하는 단계, 그리고
    상기 VPP발전량에서 상기 가상발전소의 부하에서 소모되는 전력사용량을 차감하여 VPP예상출력량을 계산하는 단계
    를 더 포함하는 가상발전소 전력거래 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 VPP예상출력량과 VPP입찰발전량을 비교하는 단계, 그리고
    상기 비교결과를 기초로 상기 가상발전소, 상기 전력계통, 또는 상기 열변환장치, 및 상기 신재생 열병합발전소 간의 전력거래를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 가상발전소 전력거래 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 전력거래를 조정하는 단계는,
    상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 큰 경우 상기 가상발전소에 잉여전력이 생산되는 것으로 판단하는 단계, 그리고
    상기 가상발전소가 상기 VPP예상출력량과 상기 VPP입찰발전량의 차이의 잉여전력을 상기 열변환장치에 공급하도록, 상기 가상발전소와 상기 열변환장치 사이의 전력거래를 제어하는 단계
    를 포함하는 가상발전소 전력거래 방법.
  20. 제18항에서,
    상기 전력거래를 조정하는 단계는,
    상기 VPP예상출력량이 상기 VPP입찰발전량보다 작은 경우에 상기 가상발전소의 출력이 부족할 것으로 판단하는 단계, 그리고
    상기 신재생 열병합발전소가 상기 VPP입찰발전량과 상기 VPP예상출력량의 차이의 전력을 생산하여 상기 가상발전소 또는 상기 전력계통에 공급하도록, 상기 신재생 열병합발전소와 상기 가상발전소의 전력거래를 제어하는 단계
    를 포함하는 가상발전소 전력거래 방법.
  21. 제14항에서,
    상기 분산전원은,
    풍력 발전기, 태양광 발전기, 지열발전기, 연료전지, 바이오 에너지, 해양에너지, 또는 출력 조정이 안되는 변동성 전원 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 방법.
  22. 제14항에서,
    상기 신재생 열병합발전소는,
    우드칩, 연료전지, 또는 부생가스 중 적어도 하나를 이용하여 전력을 생산하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 방법.
  23. 제14항에서,
    상기 가상발전소의 수요반응을 예측하는 단계, 그리고
    상기 수요반응을 기초로 상기 가상발전소, 상기 전력계통, 상기 열변환장치, 및 상기 신재생 열병합발전소 간의 전력거래를 중개하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 방법.
  24. 제14항에서,
    가상발전소에 연계된 변동성 전원의 출력변동에 대응하기 위해서 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동량 또는 상기 변동성 전원의 출력변동에 대응하기 위해서 상기 분산전원들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동 속도를 분석하는 단계, 그리고
    상기 분산전원들의 응동량 또는 응동속도가 상기 가상발전소 내에 배치된 부하의 전력수요량을 충족시키지 못하는 경우, 상기 전력거래를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상발전소 전력거래 방법.
  25. 전력계통에 연계된 가상발전소의 각종 데이터를 수집하는 데이터 수집모듈,
    상기 가상발전소의 발전량, 입찰오차, 출력변동 또는 수요변동 중 적어도 하나를 분석하고, 상기 가상발전소에 연계된 분산전원의 발전량 변화에 의한 상기 가상발전소의 상기 출력변동 및 상기 가상발전소의 과부족전력량을 분석하는 분석모듈, 그리고
    상기 가상발전소의 상기 입찰오차, 상기 출력변동, 및 상기 과부족전력량 중 적어도 하나를 이용하여 복수의 가상발전소, 열변환장치, 및 신재생 열병합발전소 간의 전력거래를 중개하는 전력거래 중개모듈
    을 포함하는 가상발전소 전력거래 중개 장치.
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