WO2022025326A1 - 공용부 ess를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법 및 장치 - Google Patents

공용부 ess를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법 및 장치 Download PDF

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WO2022025326A1
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ess
rate
energy
consumer
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김준오
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(주)누리텔레콤
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Definitions

  • the present invention relates to an energy saving method and apparatus for individual consumers using a common ESS (Energy Storage System).
  • ESS Electronic Data Storage System
  • the electricity rate system is divided into residential, general, educational, and industrial use according to the use of electricity and applied differentially.
  • a progressive system is applied to residential electricity rates, and since December 2016, it is divided into three levels: 0 ⁇ 200kWh (Level1), 201 ⁇ 400kWh (Level2), and over 401kh (Level3).
  • Level1 0 ⁇ 200kWh
  • Level2 201 ⁇ 400kWh
  • Level3 401kh
  • a differential rate system is applied by season and time, and high rates are applied during the seasons (summer, winter) and time of year when the highest demand occurs.
  • an energy storage system is a device for improving energy use efficiency and inducing stabilization of a power supply system by storing electrical energy and using it when necessary.
  • ESS is used to prevent large-scale power outages in periods when power consumption is concentrated, such as in summer, or in areas where many factories are concentrated.
  • ESS it is necessary to use ESS to prevent blackout and lower electricity rates in places where electricity is frequently used, such as industrial complexes with large factories.
  • Conventional ESS generates and stores electricity at night when electricity consumption is low and electricity rate is relatively cheap, and supplies the stored electricity to ESS during the daytime when electricity consumption is high and electricity rate is relatively high. It is mainly used as a method of using renewable energy to generate electricity during the daytime when there is a lot of sunlight and mixing it with grid electricity.
  • ESS needs to be spread to various types of consumer groups (industrial complex, commercial building, apartment house, etc.) due to its various advantages, but low operating profit and high initial investment cost are acting as obstacles to the spread of ESS. .
  • a small-scale individual ESS can be installed for each customer.
  • control errors or control delays may occur as the number of ESSs to be controlled increases.
  • the ESS since the ESS is controlled individually, it may not be possible to perform overall energy rate management. For example, even if the energy rate of one consumer is partially lowered, if the energy rate of another consumer is greatly increased, the overall energy rate may increase.
  • Embodiments of the present invention manage the energy rates (eg, peak rates and progressive rates) of individual customers by adjusting the charging and discharging operations of the common ESS connected to the power system in the public complex, thereby providing economical value for each customer in the public complex. In order to maximize profits, it is intended to provide an energy saving method and device for individual consumers using common ESS.
  • energy rates eg, peak rates and progressive rates
  • the individual customers and the common area energy storage system (Energy Storage System, ESS) is included Predicting the energy usage to be used by each consumer based on the previously-learned energy use pattern of each consumer in the complex; and estimating the peak charge and progressive charge of each consumer, the total energy bill generated in the communal complex, and the energy bill of each consumer, which are generated according to the predicted energy usage of each consumer; and by comparing the total energy rate and energy rate of each customer generated in the communal complex with each customer's peak and progressive charges generated according to the estimated energy usage of each customer, charging and discharging the common ESS
  • An energy saving method for individual consumers using a common ESS, including adjusting the operation, may be provided.
  • the step of adjusting the charging and discharging operation of the common part ESS is to charge the common part ESS so as not to exceed the standard value of the public part progressive charge when the common part basic rate is less than the consumer basic rate at a light load that is less than a preset electricity rate And, if the common part basic charge is equal to or greater than the consumer basic rate, the public part ESS may be charged so as not to exceed the reference value of the public part basic charge.
  • the standard value of the public progressive rate is not exceeded when the public unit progressive rate is less than the consumer progressive rate at a light load that is less than the preset electricity rate or at a time when there is no discharge request.
  • the public ESS can be charged so as not to exceed the standard value of the common unit basic rate, and when the public unit progressive rate is greater than or equal to the consumer progressive rate, the public unit ESS can be charged so as not to exceed the standard value of the public unit progressive rate. .
  • the step of adjusting the charging and discharging operation of the common unit ESS includes discharging the common unit ESS to lower the standard value of the consumer basic rate when the common unit basic rate is less than the consumer basic rate during heavy load that is greater than or equal to a preset electricity rate, When the common unit basic rate is equal to or greater than the consumer basic rate, the common unit ESS may be discharged to lower the standard value of the common unit basic rate.
  • the step of adjusting the charging and discharging operation of the common part ESS is to discharge the common part ESS to lower the standard value of the consumer's progressive charge when the common part progressive charge is less than the consumer's progressive charge at the time of a heavy load that is equal to or more than a preset electricity rate, , when the public-part progressive charge is equal to or greater than the consumer progressive rate, the public-part ESS may be discharged to lower the standard value of the public-part progressive charge.
  • the communication module for communicating with each meter included in the common complex, and communicating with the common ESS; a memory storing one or more programs; and a processor executing the stored one or more programs, wherein the processor is an individual consumer and a common energy storage system (ESS) in a common complex including a previously learned energy use pattern of individual consumers.
  • ESS common energy storage system
  • the processor charges the common part ESS so as not to exceed the standard value of the public part progressive charge when the common part basic rate is less than the consumer basic rate at a light load that is less than a preset electricity rate, In this case, it is possible to charge the ESS for the common part so as not to exceed the standard value of the basic charge for the common part.
  • the processor charges the common part ESS so as not to exceed the standard value of the common part progressive charge when the common part progressive rate is less than the consumer progressive charge at a light load that is less than a preset electricity rate or at a time when there is no discharge request, but the common part basic It is charged less than the standard value of the fee, and when the progressive charge for the common part is greater than or equal to the customer's progressive rate, the public part ESS can be charged so as not to exceed the standard value of the public part progressive charge.
  • the processor discharges the common part ESS to lower the standard value of the consumer basic charge when the common part basic charge is less than the consumer basic rate at the time of heavy load that is equal to or higher than a preset electricity rate, and when the common part basic charge is more than the consumer basic charge
  • the common part ESS may be discharged to lower the reference value of the sub-basic charge.
  • the processor discharges the common part ESS to lower the standard value of the consumer's progressive charge when the common part progressive rate is less than the consumer's progressive rate at the time of heavy load that is equal to or greater than a preset electricity rate,
  • the common part ESS may be discharged to lower the standard value of the common part progressive charge.
  • the disclosed technology may have the following effects. However, this does not mean that a specific embodiment should include all of the following effects or only the following effects, so the scope of the disclosed technology should not be understood as being limited thereby.
  • Embodiments of the present invention manage the energy rates (eg, peak rates and progressive rates) of individual customers by adjusting the charging and discharging operations of the common ESS connected to the power system in the public complex, thereby providing economical value for each customer in the public complex. profits can be maximized.
  • energy rates eg, peak rates and progressive rates
  • Embodiments of the present invention adjust the charging and discharging operations of the common ESS according to the energy usage prediction according to the energy usage pattern of individual consumers in the public complex, thereby reducing the peak charge and the progressive charge of each consumer.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a common complex including an energy saving device for individual consumers using a common ESS according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an energy saving method for individual consumers using a common ESS according to an embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are flowcharts illustrating an energy management operation of a consumer when the electricity bill is a light load in the energy saving method according to an embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are flowcharts illustrating an energy management operation of a consumer when the electricity bill is a heavy load in the energy saving method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating an energy saving device for individual consumers using a common ESS according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a common complex including an energy saving device for individual consumers using a common ESS according to an embodiment of the present invention.
  • an energy saving device 200 for individual consumers is included in the common complex 100 .
  • the common complex 100 includes a common load 110 , a customer load 120 , and a common section ESS 130 .
  • the common load 110 and the consumer load 120 are respectively connected to the meter.
  • the meter may be divided into a common part meter 111 and a consumer meter 121 .
  • the meter connected to the common load 110 and the consumer load 120 is connected to the power system through the integrated common unit meter 112 and the integrated consumer meter 122 that integrally measure each load.
  • the common ESS 130 may be connected to the power system through the ESS meter 131 .
  • the common ESS 130 may or may not be connected to the power system and the common load 110 through a switch.
  • the common ESS 130 may be connected to or separated from the power system through a switch.
  • the common load 110 may include street lights, heating, equipment, elevators, etc. used in common in the common complex 100 .
  • the consumer load 120 may include a household load used at home.
  • the management office adds up the energy charges generated from the common load 110 and the customer load 120 through the first and second integrated meters, and the total energy rate is divided by 1/n to allocate the energy bill to each consumer.
  • the shared ESS 130 has a large contract capacity and a progressive rate system is applied.
  • the customer also has contract capacity, and a progressive rate system is applied.
  • the progressive rate system of the public ESS 130 is different from that of the consumer.
  • the progressive rate system of public ESS with large contract capacity is cheaper than the customer progressive rate system. The same can be applied to the shopping complex including each lessor.
  • the energy rate of the common ESS 130 installed in the common complex 100 is cheaper than the consumer, the energy stored in the public ESS 130 is sold to the consumer when there is an energy demand of the consumer. can do.
  • the common ESS 130 may be connected to the power system, so that the energy sold on the power system can be settled.
  • the energy saving device 200 controls the operation of the public ESS 130 by dynamically checking the correlation between the peak rate and the progressive rate applied to the common unit ESS 130 and the peak rate and the progressive rate applied to the consumer do.
  • the energy saving device 200 controls the charging and discharging operations of the common unit ESS 130 so as to lower the energy rate used by the consumer load 120 as much as possible. Through this, the energy saving device 200 may lower the energy rate of the entire public complex 100 .
  • the peak is crossed at the consumer, the basic fare range is changed. If the energy consumption is 3kW, and the consumer uses the energy of the 5kW peak, the basic charge is generated according to the 5kW section.
  • the energy saving device 200 discharges energy that was previously inexpensively charged so as not to exceed the peak in order not to exceed the peak rate, although there was a large demand for the air conditioner among the consumer loads 120 , and supply energy to the consumer load 120 . can sell Also, the energy saving device 200 may perform a charging operation in consideration of a progressive rate plan according to energy usage.
  • the energy saving device 200 may lower the peak of each consumer by using the common ESS 130 .
  • the energy saving device 200 may manage the peak of each consumer by adjusting the energy fee sold to the consumer through the discharging operation of the ESS 130 in the common unit.
  • the energy saving device 200 may monitor the consumer who exceeds the reference value of the progressive charge, and sell the energy stored in the public ESS 130 to the consumer so that the reference value of the progressive charge is not exceeded.
  • the energy saving device 200 may learn an energy use pattern that is used differently for each consumer, predict energy use according to the energy use pattern, and manage energy rates individually for each consumer.
  • the energy saving device 200 may determine whether the peak fee management or the progressive fee management is for each customer.
  • the energy saving device 200 determines that, for a certain consumer, managing the progressive rate can save energy compared to managing the peak rate.
  • the energy saving device 200 determines whether managing the peak rate for other consumers can save energy compared to managing the progressive rate.
  • the energy saving device 200 may perform the charging operation of the common ESS 130 when the energy rate is low, and sell the stored energy to a consumer who is scheduled to exceed the reference value of the progressive rate.
  • the energy saving device 200 may accurately predict the demand for energy consumption of consumers and accurately predict the demand for the peak rate and the progressive rate. Through this, the energy saving device 200 can charge the common unit ESS 130 by accurately predicting the energy usage of consumers even if the energy rate is high in general standards.
  • the charging energy of the common ESS 130 exceeds the reference value of the peak charge of the consumer, it can be sold to the consumer and managed so as not to exceed the reference value of the peak charge.
  • the efficiency of the common ESS 130 may be lowered. For example, even if 100% of charging is made in the common ESS 130 , the charging capacity is gradually reduced.
  • the energy saving device 200 compares the peak rate and the progressive rate of the common ESS 130 with the customer's peak rate and the progressive rate, but reflects the ESS efficiency according to the lifespan of the common unit ESS 130 to the customer's You can manage your energy bills.
  • the energy saving device 200 shares energy with the lessor of each individual home or building that is tied to the common ESS 130 in the entire communal complex 100 . Then, the consumer can share the charging energy of the remaining common ESS 130 and reduce the energy bill at a lower price than the price sold by the power system. Consumers who purchase energy stored in the common ESS 130 may also benefit. Through this, an embodiment of the present invention can ensure economic feasibility and increase the economic value of the common ESS 130 while optimally operating the common ESS 130 .
  • the energy saving device 200 serves to provide energy to the common load 110 of the common complex 100 by adjusting the charging and discharging operations of the common ESS 130 .
  • the common ESS 130 is owned by an apartment or building owner, or an industrial complex of an industrial complex has it, it is a structure that benefits from this.
  • the common ESS 130 has a large capacity and is connected to an actual power system. In general, the common ESS 130 is cheaper than the energy rates of individual consumers (households). If there are ESSs in individual consumers in each house, it is difficult and expensive to control them individually, and a control device must be added to each.
  • the energy saving device 200 controls a small number of ESSs 130 in the common section and sells the energy of the common section ESS 130 to consumers, thereby calculating energy rates. It is also easy and can prevent ESS control errors.
  • the common ESS 130 has a large capacity and is connected to an actual power grid (Grid).
  • the electricity rate for the common ESS 130 is different from that of individual consumers (generally a little lower).
  • the energy saving device 200 can utilize advantages in bill calculation, control error prevention, and economy in the simplicity of controlling only a small number of common ESSs 130 rather than multiple individual resources in controlling the ESS.
  • an embodiment of the present invention adjusts the charging and discharging operations of the common ESS 130 so as to lower overall demand and price for the electricity used by the individual consumer (house), the consumer (common house) ) to maximize economic benefits.
  • an embodiment of the present invention can increase the economic feasibility of the apartment house by lowering the overall demand and price used by the consumers for the consumers (eg, individual houses, building lessors, factories of industrial complexes, etc.).
  • the energy saving device 200 may predict the consumer's usage based on the consumer's energy use pattern, and automatically adjust the charging/discharging of the common ESS 130 according to the predicted energy usage. That is, the energy saving device 200 may automatically adjust the charge/discharge amount of the common unit ESS 130 by predicting the consumer's energy usage based on the energy usage pattern.
  • the energy saving device 200 performs a corresponding operation based on the energy usage prediction information when charging or discharging the common ESS 130 according to an energy usage pattern.
  • the energy saving device 200 identifies the peak rate pattern of individual consumers, the progressive rate pattern, the energy rate of the entire community complex 100, the energy rate of individual consumers, etc.
  • the common part ESS 130 is operated in this order.
  • the energy saving device 200 may manage the energy bill of the consumer by comparing the peak rate plan, the frequency of occurrence of progressive charges, the energy rate of the entire community complex 100, and the energy rate of individual consumers (households).
  • the energy saving device 200 may charge and discharge the common unit ESS 130 according to an algorithm for predicting between energy use cost and actual operating cost for energy charging time and discharging time.
  • the determination algorithm automatically adjusts the amount of charging and discharging of the common ESS 130 through the analysis of the peak rate, the progressive rate, and the maximum profit in which the energy cost according to the cycle is reduced.
  • the energy saving device 200 is based on the consumer's energy usage prediction in charging or discharging the common ESS 130 according to the energy usage pattern.
  • Factors included in the forecast may include a peak rate plan, a progressive rate plan, and the like.
  • the contracted capacity is the same for each house, so the progressive rate range is similar. But the factories are different. The same goes for buildings. If lessors have to pay for electricity separately, the capacity of each contract will be different. If there are shopping malls on the first floor, the contracted capacity is different.
  • the progressive section is different according to 10kW, 20kW, etc. In this way, the energy saving device 200 may check the peak rate plan and the progressive rate plan set for each consumer, and predict the progressive rate generation pattern and the basic rate pattern for the progressive rate.
  • the energy saving device 200 determines whether to lower the reference value of the peak rate or the reference value of the progressive rate by combining the energy rate of the entire community complex 100 and the energy rate of individual consumers (households) And through this, the charging/discharging operation of the common ESS 130 is performed. Through this, the energy saving device 200 can create economic feasibility for the maximum energy charge in operating the common ESS 130 . In order to create maximum economic efficiency, the energy saving device 200 is used when a more progressive charge is generated, that is, when consumer A has to pay 1,000 won and consumer B uses less but has to pay 1,500 won, 1500 won Discharge the common part ESS (130) so as not to discharge. And sequentially, the energy saving device 200 may control the operation of the common unit ESS 130 so that the customer A can solve the excess of 1,000 won.
  • the energy saving device 200 calculates a weight according to the rate system for each consumer with respect to the factors to be determined and predicted.
  • the energy saving device 200 may determine the priority of consumers who need to sell energy according to the differential rate system because the peak rate or the progressive rate is different according to the contract capacity of each home or shopping mall.
  • the energy saving device 200 may determine the priority of the consumer by comparing the energy use pattern previously used by the consumer.
  • the energy saving device 200 is a progressive charge to each consumer in order to discharge the common ESS 130 , the actual common ESS 130 needs to be charged in advance. Since the common complex 100 also uses energy when charging the common ESS 130 , the energy saving device 200 must calculate the progressive charge of the entire common complex 100 while checking the weight. The energy saving device 200 generally charges the public ESS 130 when the energy rate is low (eg, at dawn), but its weight may exceed the standard value of the progressive charge for the entire public complex 100. .
  • the energy saving device 200 compares the generation pattern of the peak rate of the entire community complex 100, the generation pattern of the progressive rate, the energy rate of the entire complex, and the energy rate of individual households with each other, and the energy charging time and discharging time Based on the results of the mutual comparison, the cost is predicted with the energy factor. In this case, the energy saving device 200 may correct an error between the actual operation and the predicted cost. In addition, the energy saving device 200 may manage the energy rates of the common complex 100 and each consumer by reflecting the lifespan of the common ESS 130 as well. In the energy saving device 200, since the charging/discharging efficiency changes according to the lifespan of the common ESS 130, the common part ESS 130 is charged with an algorithm for determining the operating cost reflecting the life of the common ESS 130. or it can be discharged.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an energy saving method for individual consumers using a common ESS according to an embodiment of the present invention.
  • the energy saving device 200 may save energy of individual consumers in the common complex 100 .
  • step S101 the energy saving device 200 uses energy to be used by each consumer based on the previously-learned energy use pattern of individual consumers in a complex including an individual consumer and a common energy storage system (ESS). predict
  • step S102 the energy saving device 200 estimates the peak and progressive charges of each consumer, the total energy bill generated in the communal complex 100, and the energy bill of each consumer, which are generated according to the predicted energy usage of each consumer. do.
  • step S103 the energy saving device 200 compares the peak and progressive charges of each customer, which are generated according to the estimated energy usage of each customer, the total energy rate generated in the common complex 100, and the energy rate of each customer. In comparison, the charging and discharging operations of the common ESS 130 are adjusted.
  • 3 and 4 are flowcharts illustrating an energy management operation of a consumer when the electricity bill is a light load in the energy saving method according to an embodiment of the present invention.
  • the energy saving device 200 charges the common part ESS 130 at a light load that is less than a preset electricity rate, and the common part ESS 130 so as not to exceed the reference value of the public part progressive charge when the common part basic rate is less than the consumer basic rate.
  • the energy saving device 200 charges the common unit ESS 130 so as not to exceed the reference value of the common unit basic rate when the common unit basic rate is equal to or greater than the consumer basic rate.
  • step S201 the energy saving device 200 determines whether the electricity rate is a light load equal to or less than a preset electricity rate.
  • step S202 the energy saving device 200 checks whether the common unit basic rate is less than the consumer basic rate when the electricity rate is a light load that is equal to or less than a preset electricity rate.
  • step S203 the energy saving device 200 starts the charging operation of the common unit ESS 130 when the common unit basic rate is less than the consumer basic rate.
  • step S204 the energy saving device 200 checks whether a reference value of the shared unit progressive charge is exceeded while performing the charging operation of the common unit ESS 130 .
  • step S205 the energy saving device 200 stops the charging operation of the common unit ESS 130 when the reference value of the shared unit progressive charge is exceeded.
  • step S206 the energy saving device 200 starts the charging operation of the common unit ESS 130 when the common unit basic rate is equal to or greater than the consumer basic rate.
  • step S207 the energy saving device 200 checks whether a reference value of the common part peak rate is exceeded while performing the charging operation of the common part ESS 130 .
  • step S208 the energy saving device 200 stops the charging operation of the shared ESS 130 when it exceeds the reference value of the shared peak rate.
  • the energy saving device 200 is configured to prevent the common part ESS 130 from exceeding the standard value of the public part progressive charge when the public part progressive rate is less than the consumer progressive rate at a light load that is less than a preset electricity rate or at a time when there is no discharge request. ), but charge less than the standard value of the basic charge for the common area.
  • the energy saving device 200 charges the common part ESS 130 so as not to exceed the reference value of the public part progressive rate when the common part progressive rate is equal to or greater than the consumer's progressive rate.
  • step S301 the energy saving device 200 determines whether the electricity rate is a light load equal to or less than a preset electricity rate.
  • step S302 when the electricity rate is a light load that is less than or equal to a preset electricity rate, the public unit progressive rate is less than the consumer progressive rate or there is no discharge request from the common unit ESS 130 .
  • step S303 the energy saving device 200 starts the charging operation of the common unit ESS 130 when the shared unit progressive rate is less than the consumer progressive rate or there is no discharge request from the common unit ESS 130 .
  • step S304 the energy saving device 200 checks whether the standard value of the shared unit progressive rate or the common unit basic rate is exceeded while performing the charging operation of the common unit ESS 130 .
  • step S305 the energy saving device 200 stops the charging operation of the common unit ESS 130 when the reference value of the shared unit progressive rate or the common unit basic rate is exceeded.
  • step S306 the energy saving device 200 starts the charging operation of the common unit ESS 130 when the shared unit progressive rate is equal to or greater than the consumer progressive rate or there is a discharge request from the common unit ESS 130 .
  • step S307 the energy saving device 200 checks whether a reference value of the shared unit progressive charge is exceeded while performing the charging operation of the common unit ESS 130 .
  • step S308 the energy saving device 200 stops the charging operation of the common unit ESS 130 when the reference value of the shared unit progressive charge is exceeded.
  • 5 and 6 are flowcharts illustrating an energy management operation of a consumer when the electricity bill is a heavy load in the energy saving method according to an embodiment of the present invention.
  • the energy saving device 200 discharges the common part ESS 130 to lower the standard value of the consumer basic charge when the common part basic charge is less than the consumer's basic charge at the time of a heavy load equal to or greater than the preset electric charge. In addition, the energy saving device 200 discharges the common unit ESS 130 to lower the reference value of the common unit basic rate when the common unit basic rate is equal to or greater than the consumer basic rate.
  • step S401 the energy saving device 200 determines whether the electricity rate is a heavy load exceeding a preset electricity rate.
  • step S402 the energy saving device 200 checks whether the common unit basic rate is less than the consumer basic rate when the electricity rate is a heavy load exceeding the preset electricity rate.
  • step S403 the energy saving device 200 starts the discharging operation of the common unit ESS 130 when the common unit basic rate is less than the consumer basic rate.
  • step S404 the energy saving device 200 performs the discharging operation of the common unit ESS 130 , but performs the discharging operation of the common unit ESS 130 to lower the reference value of the consumer basic rate.
  • step S405 the energy saving device 200 starts the discharging operation of the common unit ESS 130 when the common unit basic rate is equal to or greater than the consumer basic rate.
  • step S406 the energy saving device 200 performs a discharge operation of the common unit ESS 130 , but performs a discharge operation of the common unit ESS 130 to lower the reference value of the common unit basic rate.
  • the energy saving device 200 discharges the common part ESS 130 to lower the reference value of the consumer's progressive charge when the common part progressive charge is less than the consumer's progressive charge at the time of a heavy load equal to or greater than the preset electric charge.
  • the energy saving device 200 discharges the common unit ESS 130 to lower the reference value of the common unit progressive rate when the common unit progressive rate is equal to or greater than the consumer progressive rate.
  • step S501 the energy saving device 200 determines whether the electricity rate is a heavy load exceeding a preset electricity rate.
  • step S502 the energy saving device 200 checks whether the public sector progressive rate is less than the consumer progressive rate when the electricity rate is a heavy load exceeding the preset electricity rate.
  • step S503 the energy saving device 200 starts the discharging operation of the common unit ESS 130 when the shared unit progressive rate is less than the consumer progressive rate.
  • step S504 the energy saving device 200 performs the discharging operation of the common unit ESS 130 , but performs the discharging operation of the common unit ESS 130 to lower the reference value of the consumer progressive rate.
  • step S505 the energy saving device 200 starts the discharging operation of the common unit ESS 130 when the shared unit progressive rate is equal to or greater than the consumer progressive rate.
  • step S506 the energy saving device 200 performs a discharging operation of the common unit ESS 130 , but performs a discharging operation of the common unit ESS 130 to lower the reference value of the shared unit progressive charge.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating an energy saving device for individual consumers using a common ESS according to an embodiment of the present invention.
  • the energy saving device 200 for individual consumers using the common ESS 130 includes a communication module 210 , a memory 220 and a processor 230 .
  • a communication module 210 includes a communication module 210 , a memory 220 and a processor 230 .
  • the energy saving apparatus 200 may be implemented by more components than the illustrated components, and the energy saving apparatus 200 may be implemented by fewer components than that.
  • the communication module 210 communicates with each meter included in the common complex 100 , and communicates with the common unit ESS 130 .
  • the communication module 210 receives metering data of the public load 110 and the consumer load 120 through communication with the common unit and the consumer meter 121 included in the common complex 100 .
  • the communication module 210 receives the measurement data of the common unit ESS 130 through communication with the common unit meter 111 .
  • the communication module 210 may transmit a control command for charging or discharging operation from the processor 230 to the common unit ESS 130 through communication with the common unit ESS 130 .
  • the memory 220 stores one or more programs related to an energy saving method.
  • the processor 230 executes one or more programs stored in the memory 220 .
  • the processor 230 predicts the energy usage to be used by each consumer based on the previously-learned energy use pattern of the individual consumer in a complex including an individual consumer and a public energy storage system (ESS), and the prediction Estimate each consumer's peak and progressive charges generated according to the energy consumption of each consumer, the total energy bill generated in the complex, and the energy bill of each consumer, and each By comparing the customer's peak and progressive charges with the total energy rate generated in the complex and the energy rate of each customer with each other, the charging and discharging operations of the common unit ESS 130 are adjusted through the communication module 210 .
  • ESS public energy storage system
  • the processor 230 may charge the public ESS 130 at a light load that is less than a preset electricity rate, so as not to exceed the reference value of the public unit progressive charge when the common unit basic rate is less than the consumer basic rate.
  • the processor 230 may charge the common unit ESS 130 so as not to exceed a reference value of the common unit basic rate when the common unit basic rate is equal to or greater than the consumer basic rate.
  • the processor 230 is configured to prevent the common unit from exceeding the reference value of the common unit progressive rate when the common unit progressive rate is less than the consumer progressive rate at a light load that is less than a preset electricity rate or at a time when there is no discharge request.
  • the ESS 130 may be charged but less than the standard value of the common unit basic rate.
  • the processor 230 may charge the public unit ESS 130 so as not to exceed a reference value of the public unit progressive rate when the shared unit progressive rate is equal to or greater than the consumer progressive rate.
  • the processor 230 may discharge the common unit ESS 130 to lower the reference value of the consumer basic rate when the common unit basic rate is less than the customer basic rate during a heavy load that is equal to or greater than a preset electricity rate. .
  • the processor 230 may discharge the common unit ESS 130 to lower the reference value of the common unit basic rate when the common unit basic rate is equal to or greater than the consumer basic rate.
  • the processor 230 may discharge the common unit ESS 130 to lower the reference value of the consumer's progressive charge when the common part progressive charge is less than the consumer's progressive charge during a heavy load that is equal to or greater than a preset electricity rate. have.
  • the processor 230 may discharge the shared unit ESS 130 to lower the reference value of the shared unit progressive rate when the shared unit progressive rate is equal to or greater than the consumer progressive rate.
  • a non-transitory computer-readable storage medium for storing instructions that, when executed by a processor, cause the processor to execute a method, the method comprising: an individual consumer and a common energy storage system (ESS) Predicting the energy consumption to be used by each customer based on the previously-learned energy use pattern of individual consumers in a public complex including and estimating the total energy bill generated in the common complex and the energy bill of each consumer, and the peak and progressive charges of each consumer generated according to the estimated energy usage of each consumer and the total energy bill generated in the common complex
  • ESS common energy storage system
  • a non-transitory computer-readable storage medium may be provided, comprising the step of adjusting the charging and discharging operations of the common ESS by comparing the energy rates and the energy rates of each consumer with each other.
  • the various embodiments described above are implemented as software including instructions stored in a machine-readable storage media readable by a machine (eg, a computer).
  • the device is a device capable of calling a stored command from a storage medium and operating according to the called command, and may include an electronic device (eg, the electronic device A) according to the disclosed embodiments.
  • the processor may perform a function corresponding to the instruction by using other components directly or under the control of the processor.
  • Instructions may include code generated or executed by a compiler or interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' means that the storage medium does not include a signal and is tangible, and does not distinguish that data is semi-permanently or temporarily stored in the storage medium.
  • the methods according to the various embodiments described above may be provided by being included in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (eg, compact disc read only memory (CD-ROM)) or online through an application store (eg, Play StoreTM).
  • an application store eg, Play StoreTM
  • at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.
  • the various embodiments described above are stored in a recording medium readable by a computer or a similar device using software, hardware, or a combination thereof. can be implemented in In some cases, the embodiments described herein may be implemented by the processor itself. According to the software implementation, embodiments such as the procedures and functions described in this specification may be implemented as separate software modules. Each of the software modules may perform one or more functions and operations described herein.
  • non-transitory computer-readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently, not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, memory, etc., and can be read by a device.
  • Specific examples of the non-transitory computer-readable medium may include a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.
  • each of the components may be composed of a single or a plurality of entities, and some sub-components of the above-described corresponding sub-components may be omitted, or other Sub-components may be further included in various embodiments.
  • some components eg, a module or a program
  • operations performed by a module, program, or other component are sequentially, parallel, repetitively or heuristically executed, or at least some operations are executed in a different order, are omitted, or other operations are added.

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Abstract

본 발명은 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법은, 개별 수용가 및 공용부 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)가 포함된 공동 단지에서, 기학습된 개별 수용가의 에너지 사용 패턴을 기반으로 각 수용가가 사용할 에너지 사용량을 예측하는 단계, 상기 예측된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 추정하는 단계, 및 상기 추정된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 상호 비교하여, 상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계를 포함한다.

Description

공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법 및 장치
본 발명은 공용부 ESS(Energy Storage System)를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 특허와 관련된 연구는 산업통상자원부(연구관리 전문기관: 한국에너지기술평가원) 주관 하에 연구사업명: 에너지기술개발사업(연구과제명: ESS기반 소규모 공동주택 클린에너지, 스마트홈 실증 연구, 과제고유번호: 20172410104720)의 지원에 의해 이루어진 것이다.
전기요금 체계는 전기를 사용하는 용도에 따라 주택용, 일반용, 교육용, 산업용 등으로 구분하여 차등 적용하고 있다. 주택용 전기요금에는 누진제가 적용되고 있으며 2016년 12월 이후 0~200kWh(Level1), 201~400kWh(Level2), 401kh 이상(Level3) 세단계로 구분하고 있다. 일반용, 교육용, 산업용 전기요금의 경우 계절별, 시간대별 차등요금제를 적용하여, 연중 최대 수요가 발생하는 계절(여름, 겨울) 및 시간대에는 높은 요금을 적용하고 있다.
한편, 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)란 전기에너지를 저장하여 필요할 때 사용함으로써 에너지 이용 효율을 향상시키고 전력 공급 시스템의 안정화를 유도하기 위한 장치이다. 일반적으로 여름과 같이 전력 소모가 집중되는 기간이나 다수의 공장이 밀집된 지역에서는 대규모 정전 사태가 발생하는 것을 방지하기 위해 ESS를 사용한다. 특히, 대형 공장이 밀집된 공단과 같이 전력 사용이 잦은 곳에서는 블랙아웃을 방지하고 전력 요금을 낮추기 위해 ESS를 사용할 필요가 있다.
종래의 ESS는 전력 사용량이 적고 전력 요금이 상대적으로 저렴한 야간에 전기를 발전하여 저장했다가 전력 사용량이 많고 전력 요금이 상대적으로 비싼 주간에 ESS에 저장된 전력을 공급하는 방식이나, 태양광 등의 신재생 에너지를 이용하여 태양광이 많은 낮 시간대에 전력을 생산하고 이를 계통 전력과 혼합하여 사용되는 방식으로 주로 사용되고 있다.
이와 같이, ESS는 다양한 장점으로 인해 다양한 형태의 수용가 집단(공단, 상업용빌딩, 공동주택 등)에 확산될 필요가 있으나, 낮은 운용 수익, 높은 초기 투자 비용 등이 ESS 확산의 저해 요인으로 작용하고 있다.
수용가마다 소규모의 개별적인 ESS가 설치될 수 있다. 그러나 복수의 ESS를 통합적으로 관리하는 경우, 제어하고자 하는 ESS의 개수가 많아짐에 따라 제어 오류나 제어 지연 등이 발생할 수 있다. 또한, 개별적으로 ESS를 제어하기 때문에 전체적인 에너지 요금 관리를 수행하지 못할 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 수용가의 에너지 요금이 일부 낮아지더라도, 다른 수용가의 에너지 요금이 많이 높아지는 경우에는 전체적인 에너지 요금이 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 공동 단지에서 전력 계통과 연결된 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하여 개별 수용가의 에너지 요금(예컨대, 피크 요금 및 누진 요금)을 관리함으로써, 공동 단지에서 각 수용가에 대한 경제적 이익을 극대화하기 위한, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위의 환경에서도 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공동 단지에서 개별 수용가의 에너지 절감 장치에 의해 수행되는 개별 수용가의 에너지 절감 방법에 있어서, 개별 수용가 및 공용부 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)가 포함된 공동 단지에서, 기학습된 개별 수용가의 에너지 사용 패턴을 기반으로 각 수용가가 사용할 에너지 사용량을 예측하는 단계; 및 상기 예측된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 공동 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 추정하는 단계; 및 상기 추정된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 공동 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 상호 비교하여, 상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계를 포함하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법이 제공될 수 있다.
상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계는, 기설정된 전기 요금 미만인 경부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하고, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전할 수 있다.
상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계는, 기설정된 전기 요금 미만인 경부하시 또는 방전 요청이 없는 시간에, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하되 공용부 기본 요금의 기준 값 미만으로 충전하고, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전할 수 있다.
상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계는, 기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 수용가 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하고, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전할 수 있다.
상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계는, 기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 수용가의 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하고, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 공동 단지에 포함된 각각의 계량기와 통신하고, 공용부 ESS와 통신하는 통신 모듈; 하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 개별 수용가 및 공용부 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)가 포함된 공동 단지에서, 기학습된 개별 수용가의 에너지 사용 패턴을 기반으로 각 수용가가 사용할 에너지 사용량을 예측하고, 상기 예측된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 공동 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 추정하고, 상기 추정된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 공동 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 상호 비교하여, 상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 장치가 제공될 수 있다.
상기 프로세서는, 기설정된 전기 요금 미만인 경부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하고, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전할 수 있다.
상기 프로세서는, 기설정된 전기 요금 미만인 경부하시 또는 방전 요청이 없는 시간에, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하되 공용부 기본 요금의 기준 값 미만으로 충전하고, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전할 수 있다.
상기 프로세서는, 기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 수용가 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하고, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전할 수 있다.
상기 프로세서는, 기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 수용가의 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하고, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 실시예들은 공동 단지에서 전력 계통과 연결된 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하여 개별 수용가의 에너지 요금(예컨대, 피크 요금 및 누진 요금)을 관리함으로써, 공동 단지에서 각 수용가에 대한 경제적 이익을 극대화할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 공동 단지에서 개별 수용가의 에너지 사용 패턴에 따른 에너지 사용량 예측에 따라 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정함으로써, 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 장치가 포함된 공동 단지의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감 방법에서 전기 요금이 경부하인 경우에서 수용가의 에너지 관리 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감 방법에서 전기 요금이 중부하인 경우에서 수용가의 에너지 관리 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 장치를 나타낸 구성도이다.
[부호의 설명]
100: 공동 단지
110: 공용 부하
111: 공용부 계량기
112: 통합 공용부 계량기
120: 수용가 부하
121: 수용가 계량기
122: 통합 수용가 계량기
130: 공용부 ESS
131: ESS 계량기
200: 에너지 절감 장치
210: 통신 모듈
220: 메모리
230: 프로세서
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들이 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명에서 사용한 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 판례, 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 장치가 포함된 공동 단지의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 개별 수용가의 에너지 절감 장치(200)는 공동 단지(100)에 포함된다. 공동 단지(100)는 공용 부하(110), 수용가 부하(120) 및 공용부 ESS(130)를 포함한다.
이하, 도 1의 공동 단지(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
공용 부하(110) 및 수용가 부하(120)는 각각 계량기와 연결되어 있다. 여기서, 계량기는 공용부 계량기(111)와 수용가 계량기(121)로 구분될 수 있다. 또한, 공용 부하(110) 및 수용가 부하(120)와 연결된 계량기는 각 부하를 통합적으로 계량하는 통합 공용부 계량기(112)와 통합 수용가 계량기(122)를 통해 전력 계통과 연결되어 있다. 또한, 공용부 ESS(130)는 ESS 계량기(131)를 통해 전력 계통과 연결될 수 있다. 공용부 ESS(130)는 전력 계통 및 공용 부하(110)에 스위치를 통해 연결되거나 미연결될 수 있다. 공용부 ESS(130)는 스위치를 통해 전력 계통과 연결되거나 분리될 수 있다.
여기서, 공용 부하(110)에는 공동 단지(100)에서 공동으로 사용하는 가로등, 난방, 설비, 엘리베이터 등이 포함될 수 있다. 수용가 부하(120)에는 가정에서 사용하는 가정 부하가 포함될 수 있다. 예를 들어, 공동 단지(100)가 아파트 단지인 경우, 관리사무소는 공용 부하(110)와 수용가 부하(120)에서 발생되는 에너지 요금을 제1 및 제2 통합 계량기를 통해 합산하고, 전체 에너지 요금을 1/n로 배분하여 각 수용가에 에너지 요금을 배분한다.
공용부 ESS(130)는 계약 용량이 크고 누진 요금제가 적용된다. 또한, 수용가도 계약 용량이 존재하고, 누진 요금제가 적용된다. 공용부 ESS(130)의 누진 요금제와 수용가의 누진 요금제가 상이하다. 일반적으로 계약 용량이 큰 공용부 ESS의 누진 요금제가 수용가 누진 요금제보다 저렴하다. 각각의 임대인이 포함된 상가 단지에서도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 공동 단지(100)에 설치된 공용부 ESS(130)의 에너지 요금이 수용가 대비 저렴하기 때문에, 수용가의 에너지 수요가 있는 경우 공용부 ESS(130)에 저장된 에너지를 수용가에게 판매할 수 있다. 이때, 공용부 ESS(130)는 전력 계통과 연결되어 있어서 전력 시스템 상에서 판매한 에너지에 대해 정산할 수 있다.
에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)에 적용되는 피크 요금 및 누진 요금과, 수용가에 적용되는 피크 요금과 누진 요금 간의 상호 관계를 역학적으로 확인해서 공용부 ESS(130)의 운전을 제어한다. 에너지 절감 장치(200)는 수용가 부하(120)에서 사용하는 에너지 요금을 최대한 낮추도록, 공용부 ESS(130)의 충전 및 방전 동작을 제어한다. 이를 통해, 에너지 절감 장치(200)는 전체 공동 단지(100)의 에너지 요금을 낮출 수 있다.
일반적으로 피크 발생 빈도가 올라가면 기본 요금이 올라간다. 이때, 기본 요금과 누진 요금이 상호 충돌이 발생할 수 있다. 수용가에서 피크가 넘어가면 기본 요금 구간이 변경된다. 에너지 사용량이 3kW인데, 수용가가 5kW 피크의 에너지를 사용하게 되면, 기본 요금이 5kw 구간에 따른 기본 요금이 발생한다. 이때, 에너지 절감 장치(200)는 수용가 부하(120) 중에서 에어컨 수요가 많았지만 피크 요금을 넘기지 않기 위해 피크를 초과하지 않도록, 이전에 저렴하게 충전된 에너지를 방전시켜 수용가 부하(120)에 에너지를 판매할 수 있다. 또한, 에너지 절감 장치(200)는 에너지 사용량에 따른 누진 요금제를 고려하여 충전 동작을 수행할 수 있다.
에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)를 이용해서 각 수용가의 피크를 낮춰줄 수 있다. 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 통해 수용가에게 판매한 에너지 요금을 정산해서 각 수용가의 피크를 관리할 수 있다. 또한, 에너지 절감 장치(200)는 누진 요금의 기준 값을 초과하는 수용가를 모니터링하고, 해당 수용가에게 누진 요금의 기준 값이 초과되지 않도록 공용부 ESS(130)에 저장된 에너지를 판매할 수 있다.
에너지 절감 장치(200)는 수용가마다 서로 다르게 사용하는 에너지 사용 패턴을 학습하고, 그 에너지 사용 패턴에 따른 에너지 사용량을 예측하여 수용가마다 개별적으로 에너지 요금을 관리할 수 있다. 에너지 절감 장치(200)는 각 수용가에 대해 피큰 요금 관리인지 누진 요금 관리인지를 판단할 수 있다. 에너지 절감 장치(200)는 어떤 수용가에 대해서는 누진 요금을 관리하는 것이 피크 요금을 관리하는 것에 비해 에너지 요금을 절약할 수 있다고 판단한다. 반면, 에너지 절감 장치(200)는 다른 수용가에 대해서는 피크 요금을 관리하는 것이 누진 요금을 관리하는 것에 비해 에너지 요금을 절약할 수 있는지를 판단한다.
이를 위해, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 에너지 요금이 저렴한 경우에 수행하고, 저장된 에너지를 누진 요금의 기준 값을 초과할 예정인 수용가에 판매할 수 있다. 또한, 에너지 절감 장치(200)는 수용가의 에너지 사용량에 대한 수요를 정확히 예측하고, 피크 요금과 누진 요금에 대한 수요 예측을 정확히 할 수 있다. 이를 통해, 에너지 절감 장치(200)는 일반적인 기준에서 에너지 요금이 비싸더라도 수용가의 에너지 사용량을 정확히 예측하여 공용부 ESS(130)를 충전시킬 수 있다. 이러한 공용부 ESS(130)의 충전 에너지를 수용가의 피크 요금의 기준 값을 초과하게 되면 수용가에 판매하여 피크 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 관리할 수 있다.
한편, 공용부 ESS(130)는 수명에 따라 충전 동작과 방전 동작을 반복하게 되면, 공용부 ESS(130)의 효율이 낮아질 수 있다. 예컨대, 100% 만큼의 충전이 공용부 ESS(130)에 이루어지더라도 충전 용량이 점차 감소하게 된다. 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 피크 요금 및 누진 요금과, 수용가의 피크 요금 및 누진 요금을 상호 비교하되, 공용부 ESS(130)의 수명에 따른 ESS 효율을 반영하여 수용가의 에너지 요금을 관리할 수 있다.
에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)를 전체 공동 단지(100)에 묶여 있는 개별 가정이나 빌딩의 각 사업자들 임대인 등과 에너지를 공유한다. 그러면, 수용가는 남아 있는 공용부 ESS(130)의 충전 에너지를 공유받아 전력 계통에서 판매하는 요금보다 저렴하게 에너지 요금을 줄일 수 있다. 공용부 ESS(130)에 저장된 에너지를 구매하는 수용가들도 이익을 볼 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예는 경제성을 확보하고 공용부 ESS(130)의 경제적 가치를 올리는 동시에 공용부 ESS(130)를 최적으로 동작시킬 수 있다.
에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 충전 및 방전 동작을 조정함으로써, 공동 단지(100)의 공용 부하(110)에 에너지를 제공하는 역할을 한다. 공용부 ESS(130)는 아파트나 빌딩주가 가지고 있거나 산업 단지의 산단이 가지고 있으므로, 이를 통해 이득을 얻는 구조이다. 공용부 ESS(130)는 용량이 대용량이고, 실제 전력 계통과 연결되어 있다. 일반적으로 공용부 ESS(130)는 개별 수용가(가정)의 에너지 요금보다 저렴하다. 개별 수용가에 있는 ESS가 집마다 있다면, 일일이 제어하기는 어렵고 비용도 많이 들고, 각각마다 제어 장치가 부가되어야 한다. 이에 비해, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감 장치(200)는 공용부에 있는 소수의 공용부 ESS(130)를 제어하여 수용가에게 공용부 ESS(130)의 에너지를 판매함으로써, 에너지 요금 계산에도 쉽고 ESS의 제어 오류를 방지할 수 있다.
공용부 ESS(130)는 용량이 크고 실제 전력 계통(Grid)과 연결되어 있다. 공용부 ESS(130)에 대한 전기 요금이 개별 수용가와 차이가 있다(일반적으로 조금 더 낮음). 에너지 절감 장치(200)는 ESS의 제어에 있어 여러 개 개별 자원이 아닌 소수의 공용부 ESS(130)만을 제어하는 단순함에 있어 요금 계산, 제어 오류 방지, 경제성에서 유리함을 활용할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예는 개별 수용가(주택)가 사용하는 전기 사용량에 대해 전체적으로 수요와 가격을 낮추도록, 공용부 ESS(130)의 충전 및 방전 동작을 조정함으로써, 해당 수용가(공동 주택)에 경제적 이익을 극대화할 수 있다. 기본적으로 본 발명의 일 실시예는 수용가(예컨대, 개별 주택, 빌딩 임대인, 산업 단지의 공장 등)에 대해 수용가가 사용하는 전체적인 수요와 가격을 낮춰서 공동 주택의 경제성을 높일 수 있다.
에너지 절감 장치(200)는 수용가의 에너지 사용 패턴을 기반으로 해서 수용가의 사용량을 예측하고, 그 예측된 에너지 사용량에 따라 공용부 ESS(130)의 충방전을 자동으로 조절할 수 있다. 즉, 에너지 절감 장치(200)는 에너지 사용 패턴을 기반으로 수용가의 에너지 사용량 예측을 통한 공용부 ESS(130)의 충방전량을 자동으로 조절할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 에너지 절감 장치(200)는 에너지 사용 패턴에 따라서 공용부 ESS(130)를 충전 또는 방전함에 있어 에너지 사용량 예측 정보를 기반으로 해당 동작을 수행한다.
그리고 에너지 절감 장치(200)는 개별 수용가의 피크(Peak) 요금 패턴, 누진 요금 패턴, 전체 공동 단지(100)의 에너지 요금, 개별 수용가의 에너지 요금 등을 파악하여 상호 관계에 따라 최적 경제성이 확보되는 순서로 공용부 ESS(130)를 운전한다.
여기서, 판단 및 예측 인자에 대한 기준 가중치를 선별하는 방법은 다음과 같다.
개별 수용가의 에너지 사용 패턴과 관련된 인자 중 가격과 가장 밀접한 인자는 피크 요금제, 누진 요금 발생 빈도, 전체 공동 단지(100)의 에너지 요금, 개별 수용가(가정)의 에너지 요금이다. 에너지 절감 장치(200)는 이러한 피크 요금제, 누진 요금 발생 빈도, 전체 공동 단지(100)의 에너지 요금, 개별 수용가(가정)의 에너지 요금을 상호 비교하여 수용가의 에너지 요금을 관리할 수 있다.
에너지 절감 장치(200)는 에너지 충전 시간과 방전 시간 등을 에너지 사용 비용 간 예측 및 실제 운영 비용에 대한 판단 알고리즘에 의해 공용부 ESS(130)를 충전하고 방전할 수 있다. 판단 알고리즘은 피크 요금, 누진 요금 및 주기에 따른 에너지 비용이 절감되는 최대 수익 분석을 통한 자동으로 공용부 ESS(130)의 충전 및 방전량을 조정하게 된다.
에너지 절감 장치(200)는 에너지 사용 패턴에 따라 공용부 ESS(130)를 충전하거나 방전함에 있어서 수용가의 에너지 사용량 예측을 기반으로 한다. 예측에 들어가는 팩터는 피크 요금제, 누진 요금제 등이 포함될 수 있다. 예컨대, 아파트는 계약 용량이 집마다 다 동일해서 누진 요금 구간이 비슷하다. 그러나 공장은 서로 다르다. 빌딩도 마찬가지이다. 임대인들이 따로 전기를 내야 하는 경우, 각 계약 용량이 다르게 된다. 1층의 상가들이 있는 경우 계약 용량이 서로 다르다. 10kW, 20kW 등에 따라 누진 구간이 다르게 된다. 이와 같이, 에너지 절감 장치(200)는 수용가마다 설정된 피크 요금제와 누진 요금제를 확인하고, 누진 요금에 대한 누진 요금 발생 패턴과 기본 요금 패턴을 예측할 수 있다.
일례로, 에너지 절감 장치(200)는 전체 공동 단지(100)의 에너지 요금, 개별 수용가(가정)의 에너지 요금을 복합해서 피크 요금의 기준 값을 낮출 것인가 또는 누진 요금의 기준 값을 낮출 것인지를 판단하고 이를 통해 공용부 ESS(130)의 충방전 동작을 수행한다. 이를 통해, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)를 운영함에 있어서 최대한의 에너지 요금에 대한 경제성을 만들 수 있다. 최대한의 경제성을 만들어 내기 위해, 에너지 절감 장치(200)는 누진 요금이 더 많이 발생한 경우, 즉 A 수용가가 1000원을 내야 하고, B 수용가가 사용량은 적지만 1500원을 내야하는 경우이면, 1500원을 내지 않도록 공용부 ESS(130)를 방전시킨다. 그리고 순차적으로 에너지 절감 장치(200)는 A 수용가가 초과하는 1000원을 해결할 수 있도록 공용부 ESS(130)의 동작을 제어할 수 있다.
에너지 요금제가 복잡하기 때문에, 에너지 절감 장치(200)는 판단하고 예측하는 인자에 대해 각 수용가에 대한 요금제에 따른 가중치를 계산한다. 에너지 절감 장치(200)는 각 가정이나 상가의 계약 용량에 따라 피크 요금이나 누진 요금이 차등이기 때문에, 차등적인 요금제에 따라 에너지를 판매해야 하는 수용가의 우선순위를 결정할 수 있다. 에너지 절감 장치(200)는 우선 순위는 이전에 수용가가 사용하는 에너지 사용 패턴을 비교함으로써, 수용가의 우선순위를 결정할 수 있다.
에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)를 방전하기 위해서는 각 수용가에 누진 요금이지만 실제 공용부 ESS(130)를 미리 충전해야 한다. 공용부 ESS(130)의 충전시, 공동 단지(100)도 에너지를 사용한 거라서, 에너지 절감 장치(200)는 전체 공동 단지(100)의 누진 요금을 가중치를 확인하면서 계산해야 한다. 에너지 절감 장치(200)는 일반적으로 에너지 요금이 저렴한 경우(예컨대, 새벽)에 공용부 ESS(130)를 충전하지만, 그 가중치는 전체 공동 단지(100)에 누진 요금의 기준 값이 초과될 수 있다. 따라서, 에너지 절감 장치(200)는 전체 공동 단지(100)의 피크 요금의 발생 패턴, 누진 요금의 발생 패턴, 전체 단지의 에너지 요금, 개별 가정의 에너지 요금을 상호 비교하고, 에너지 충전 시간과 방전 시간을 상호 비교 결과에 따라 에너지 팩터를 가지고 비용 간의 예측을 한다. 이때, 에너지 절감 장치(200)는 실제 운용과 예측 비용 간의 오차를 보정할 수 있다. 또한, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 수명도 함께 반영하여 공동 단지(100) 및 각 수용가의 에너지 요금을 관리할 수 있다. 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)가 수명에 따라 충방전 효율이 변하게 되므로, 공용부 ESS(130)의 수명이 반영된 운용 비용에 대한 판단 알고리즘을 가지고 공용부 ESS(130)를 충전하거나 방전할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 에너지 절감 장치(200)는 공동 단지(100)에서 개별 수용가의 에너지를 절감할 수 있다.
단계 S101에서, 에너지 절감 장치(200)는 개별 수용가 및 공용부 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)가 포함된 단지에서, 기학습된 개별 수용가의 에너지 사용 패턴을 기반으로 각 수용가가 사용할 에너지 사용량을 예측한다.
단계 S102에서, 에너지 절감 장치(200)는 예측된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 공동 단지(100)에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 추정한다.
단계 S103에서, 에너지 절감 장치(200)는 추정된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 공동 단지(100)에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 상호 비교하여, 공용부 ESS(130)의 충전 및 방전 동작을 조정한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감 방법에서 전기 요금이 경부하인 경우에서 수용가의 에너지 관리 동작을 나타낸 흐름도이다.
에너지 절감 장치(200)는 기설정된 전기 요금 미만인 경부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 공용부 ESS(130)를 충전한다. 또한, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS(130)를 충전한다.
경부하인 경우에 피크에 따른 공용부 및 수용가 기본 요금과 관련된 에너지 관리 동작을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
단계 S201에서, 에너지 절감 장치(200)는 전기 요금이 기설정된 전기 요금 이하인 경부하인지를 확인한다.
단계 S202에서, 에너지 절감 장치(200)는 전기 요금이 기설정된 전기 요금 이하인 경부하인 경우, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인지를 확인한다.
단계 S203에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만이면, 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 시작한다.
단계 S204에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 수행하면서 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하는지를 확인한다.
단계 S205에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하면, 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 중지한다.
한편, 단계 S206에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상이면, 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 시작한다.
단계 S207에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 수행하면서 공용부 피크 요금의 기준 값을 초과하는지를 확인한다.
단계 S208에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 피크 요금의 기준 값을 초과하면, 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 중지한다.
한편, 에너지 절감 장치(200)는 기설정된 전기 요금 미만인 경부하시 또는 방전 요청이 없는 시간에, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 공용부 ESS(130)를 충전하되 공용부 기본 요금의 기준 값 미만으로 충전한다. 또한, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 공용부 ESS(130)를 충전한다.
경부하인 경우에 공용부 및 수용가 누진 요금과 관련된 에너지 관리 동작을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
단계 S301에서, 에너지 절감 장치(200)는 전기 요금이 기설정된 전기 요금 이하인 경부하인지를 확인한다.
단계 S302에서, 에너지 절감 장치(200)는 전기 요금이 기설정된 전기 요금 이하인 경부하인 경우, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만이거나 공용부 ESS(130)의 방전 요청이 없는 경우인지를 확인한다.
단계 S303에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만이거나 공용부 ESS(130)의 방전 요청이 없는 경우이면, 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 시작한다.
단계 S304에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 수행하면서 공용부 누진 요금의 기준 값 또는 공용부 기본 요금의 기준 값을 초과하는지를 확인한다.
단계 S305에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 누진 요금의 기준 값 또는 공용부 기본 요금의 기준 값을 초과하면, 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 중지한다.
한편, 단계 S306에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상이거나 공용부 ESS(130)의 방전 요청이 있으면, 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 시작한다.
단계 S307에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 수행하면서 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하는지를 확인한다.
단계 S308에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하면, 공용부 ESS(130)의 충전 동작을 중지한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감 방법에서 전기 요금이 중부하인 경우에서 수용가의 에너지 관리 동작을 나타낸 흐름도이다.
에너지 절감 장치(200)는 기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 수용가 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 공용부 ESS(130)를 방전한다. 또한, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 공용부 ESS(130)를 방전한다.
중부하인 경우에 피크에 따른 공용부 및 수용가 기본 요금과 관련된 에너지 관리 동작을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
단계 S401에서, 에너지 절감 장치(200)는 전기 요금이 기설정된 전기 요금을 초과하는 중부하인지를 확인한다.
단계 S402에서, 에너지 절감 장치(200)는 전기 요금이 기설정된 전기 요금을 초과하는 중부하인 경우, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인지를 확인한다.
단계 S403에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만이면, 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 시작한다.
단계 S404에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 수행하되, 수용가 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 수행한다.
한편, 단계 S405에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상이면, 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 시작한다.
단계 S406에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 수행하되, 공용부 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 수행한다.
한편, 에너지 절감 장치(200)는 기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 수용가의 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 공용부 ESS(130)를 방전한다. 또한, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 공용부 ESS(130)를 방전한다.
중부하인 경우에 공용부 및 수용가 누진 요금과 관련된 에너지 관리 동작을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
단계 S501에서, 에너지 절감 장치(200)는 전기 요금이 기설정된 전기 요금을 초과하는 중부하인지를 확인한다.
단계 S502에서, 에너지 절감 장치(200)는 전기 요금이 기설정된 전기 요금을 초과하는 중부하인 경우, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인지를 확인한다.
단계 S503에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만이면, 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 시작한다.
단계 S504에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 수행하되, 수용가 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 수행한다.
한편, 단계 S505에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상이면, 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 시작한다.
단계 S506에서, 에너지 절감 장치(200)는 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 수행하되, 공용부 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 공용부 ESS(130)의 방전 동작을 수행한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 장치를 나타낸 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공용부 ESS(130)를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 장치(200)는 통신 모듈(210), 메모리(220) 및 프로세서(230)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 에너지 절감 장치(200)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 에너지 절감 장치(200)가 구현될 수 있다.
이하, 도 7의 에너지 절감 장치(200)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
통신 모듈(210)은 공동 단지(100)에 포함된 각각의 계량기와 통신하고, 공용부 ESS(130)와 통신한다. 예를 들어, 통신 모듈(210)은 공동 단지(100)에 포함된 공용부 및 수용가 계량기(121)와의 통신을 통해 공용 부하(110) 및 수용가 부하(120)의 계량 데이터를 수신한다. 통신 모듈(210)은 공용부 계량기(111)와의 통신을 통해 공용부 ESS(130)의 계량 데이터를 수신한다. 통신 모듈(210)은 공용부 ESS(130)와의 통신을 통해 프로세서(230)로부터의 충전 또는 방전 동작에 대한 제어 명령을 공용부 ESS(130)에 전송할 수 있다.
메모리(220)는 에너지 절감 방법과 관련된 하나 이상의 프로그램을 저장한다.
프로세서(230)는 메모리(220)에 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행한다. 프로세서(230)는 개별 수용가 및 공용부 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)가 포함된 단지에서, 기학습된 개별 수용가의 에너지 사용 패턴을 기반으로 각 수용가가 사용할 에너지 사용량을 예측하고, 상기 예측된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 추정하고, 상기 추정된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 상호 비교하여, 상기 통신 모듈(210)을 통해 상기 공용부 ESS(130)의 충전 및 방전 동작을 조정한다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 기설정된 전기 요금 미만인 경부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS(130)를 충전할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 공용부 ESS(130)를 충전할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 기설정된 전기 요금 미만인 경부하시 또는 방전 요청이 없는 시간에, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS(130)를 충전하되 공용부 기본 요금의 기준 값 미만으로 충전할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS(130)를 충전할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 수용가 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS(130)를 방전할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS(130)를 방전할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 수용가의 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS(130)를 방전할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS(130)를 방전할 수 있다.
한편, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 방법을 실행하게 하는 명령어들을 저장하기 위한 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 방법은: 개별 수용가 및 공용부 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)가 포함된 공동 단지에서, 기학습된 개별 수용가의 에너지 사용 패턴을 기반으로 각 수용가가 사용할 에너지 사용량을 예측하는 단계, 상기 예측된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 공동 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 추정하는 단계, 및 상기 추정된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 공동 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 상호 비교하여, 상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(A))를 포함할 수 있다. 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 일부 경우에 있어 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 다양한 실시예들에 따른 기기의 프로세싱 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시예에 따른 기기에서의 처리 동작을 특정 기기가 수행하도록 한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.
또한, 상술한 다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 공동 단지에서 개별 수용가의 에너지 절감 장치에 의해 수행되는 개별 수용가의 에너지 절감 방법에 있어서,
    개별 수용가 및 공용부 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)가 포함된 공동 단지에서, 기학습된 개별 수용가의 에너지 사용 패턴을 기반으로 각 수용가가 사용할 에너지 사용량을 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 공동 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 공동 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 상호 비교하여, 상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계를 포함하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계는,
    기설정된 전기 요금 미만인 경부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하고, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계는,
    기설정된 전기 요금 미만인 경부하시 또는 방전 요청이 없는 시간에, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하되 공용부 기본 요금의 기준 값 미만으로 충전하고, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계는,
    기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 수용가 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하고, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는 단계는,
    기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 수용가의 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하고, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 방법.
  6. 공동 단지에 포함된 각각의 계량기와 통신하고, 공용부 ESS와 통신하는 통신 모듈;
    하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리; 및
    상기 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    개별 수용가 및 공용부 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)가 포함된 공동 단지에서, 기학습된 개별 수용가의 에너지 사용 패턴을 기반으로 각 수용가가 사용할 에너지 사용량을 예측하고,
    상기 예측된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 공동 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 추정하고,
    상기 추정된 각 수용가의 에너지 사용량에 따라 발생되는 각 수용가의 피크 요금 및 누진 요금과 상기 공동 단지에서 발생되는 전체 에너지 요금 및 각 수용가의 에너지 요금을 상호 비교하여, 상기 공용부 ESS의 충전 및 방전 동작을 조정하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    기설정된 전기 요금 미만인 경부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하고, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    기설정된 전기 요금 미만인 경부하시 또는 방전 요청이 없는 시간에, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하되 공용부 기본 요금의 기준 값 미만으로 충전하고, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 초과하지 않도록 상기 공용부 ESS를 충전하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 미만인 경우 수용가 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하고, 공용부 기본 요금이 수용가 기본 요금 이상인 경우 공용부 기본 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    기설정된 전기 요금 이상인 중부하시, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 미만인 경우 수용가의 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하고, 공용부 누진 요금이 수용가 누진 요금 이상인 경우 공용부 누진 요금의 기준 값을 낮추도록 상기 공용부 ESS를 방전하는, 공용부 ESS를 이용한 개별 수용가의 에너지 절감 장치.
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