WO2022092500A1 - 유연 수요 자원의 응동량 정보 생성 방법 - Google Patents

유연 수요 자원의 응동량 정보 생성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 응동량 정보 생성 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전력 거래시장에 참여하는 시장 참여자가 수요관리 사업자에게 수요 증감 주문에 따라 자신이 변화시킬 수 있는 전력 사용량에 관한 정보인 유연 수요 자원의 응동량 정보를 생성하여 제공할 수 있는 유연 수요 자원의 응동량 정보 생성 방법에 관한 것이다.

Description

유연 수요 자원의 응동량 정보 생성 방법
본 발명은 응동량 정보 생성 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전력 거래시장에 참여하는 시장 참여자가 수요관리 사업자에게 수요 증감 주문에 따라 자신이 변화시킬 수 있는 전력 사용량에 관한 정보인 유연 수요 자원의 응동량 정보를 생성하여 제공할 수 있는 유연 수요 자원의 응동량 정보 생성 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전력거래는 여러 발전소에서 생산된 전기를 전력거래소에서 도매로 구입하여 한국전력공사가 일반 수용가에 매매하는 일방적인 방식을 취하고 있다.
그러나 태양광, 풍력, 에너지저장장치(ESS)와 같은 소규모 독립형 전력망의 구축이 확대되면서, 스마트 그리드(Smart Grid), 마이크로 그리드(Microgrid) 시스템에 대한 구축이 활성화되고 있고, 일방적인 전력거래에서 전력 소비자가 전력 판매자 혹은 전력 구매자의 위치에서 상호 간의 전력 거래를 수행할 수 있도록 환경이 변화되고 있다.
수요와 공급의 균형이라는 측면을 고려할 때, 스마트 그리드 혹은 마이크로 그리드 환경에서 추진될 수 있는 가장 대표적인 비즈니스 모델은 시장참여자와 수요관리 사업자, 전력 거래소 간의 모델인데, 이 비즈니스 모델은 수요관리 사업자가 시장참여자를 모집하고, 전력거래소의 수요감소 주문의 있을 경우 수요관리 사업자는 시장참여자에게 수요감소 지시를 하여, 시장참여자가 지시에 따른 수요 감소를 이행함으로써 전력거래소로부터 정산금을 지급받는 형태이다.
한편, 시장참여자는 수요관리 사업자에게 자신의 유연 수요 자원 정보를 주기적 또는 요청에 의해 전송하여야 하는데, 일반적으로 자신이 수요를 감소시킬 수 있는 자원에 대한 정보를 전송한다.
그러나 시장참여자의 수요 감소에 관한 자원 정보만으로는 수요와 공급의 균형을 이룰 수 없는 문제점이 있다.
선행기술문헌
(특허문헌 1) 1. 한국등록특허 제10-2094137호, '전력거래 중계방법'
(특허문헌 2) 2. 한국등록특허 제10-1996882호, '전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법'
(특허문헌 3) 3. 한국등록특허 제10-1955504호, '전력거래 시스템 및 방법'
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 시장 참여자가 수요 관리 사업자에게 전송하는 유연 수요 자원의 응동량 정보를 자신이 감축할 수 있는 수요감소방향과 자신이 추가로 소비할 수 있는 수요증가방향으로 각각 정확하게 생성하여 제공함으로써 수요와 공급의 균형을 이룰 수 있는 응동량 정보 생성 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 시장참여자가 전력 거래시장에 참여하기 위해 수요관리 사업자에게 자신이 전력소비를 감소하거나 전력소비를 증가시킬 수 있는 정보인 응동량 정보를 생성하여 제공하는 방법으로,
상기 시장참여자의 과거 전력 사용 패턴을 수집하는 단계; 및
상기 과거 전력 사용 패턴으로부터 상기 시장참여자가 현재 또는 미래에 시장의 수요에 응답하여 자신이 변화시킬 수 있는 전력 사용량인 응동량 정보를 계산하는 단계;를 포함하고,
상기 응동량 정보를 계산하는 단계:는,
과거 동일한 날짜 또는 시간에 사용한 전력 사용량을 클러스터링(clustering)하여 복수의 전력 사용 패턴을 도출하는 단계;
단위시간 동안 상기 전력 사용 패턴들 각각의 변화량을 계산하는 단계;
상기 변화량들 중, 수요증가방향으로 가장 큰 값을 갖는 변화량을 수요 증가방향 응동량으로 생성하고, 수요감소방향으로 가장 큰 값을 갖는 변화량을 수요 감소방향 응동량으로 생성하는 단계; 및 상기 수요 증가방향 응동량과 상기 수요 감소방향 응동량을 상기 응동량 정보로 도출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 응동량 정보 생성 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 변화량들이 모두 수요증가방향의 변화량일 경우, 상기 수요 감소방향 응동량은 '0'으로 생성하고, 상기 변화량들이 모두 수요감소방향의 변화량일 경우, 상기 수요 증가방향 응동량은 '0'으로 생성한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 응동량 정보 생성 방법에 의하면, 시장참여자가 현재 또는 미래에 자신이 전력소비를 감소시킬 수 있는 수요감소방향과 전력소비를 증가시키는 수요증가방향으로 각각 단위 시간당 응동량을 정확하게 계산하여 제공할 수 있으므로 수요와 균형의 불균형을 해소할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 응동량 정보 생성 방법에 의하면, 응동량 계산에 이용되는 단위 시간 동안 전력 사용 패턴의 변화량이 모두 수요증가방향이거나 수요감소방향일 경우에도 수요증가방향과 감소방향으로 각각 단위 시간당 응동량을 생성하여 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 응동량 정보 생성 방법이 수행되는 비즈니스 모델을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 응동량 정보 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 응동량 정보 생성 방법에서 수요 증가방향 응동량과 수요 감소방향 응동량을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 응동량 정보 생성 방법에서 단위시간의 변화량이 수요감소방향으로 존재하지 않을 때 수요 감소방향 응동량을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 시장참여자가 전력 거래시장에 참여하기 위해 수요관리 사업자에게 자신이 전력소비를 감소하거나 전력소비를 증가시킬 수 있는 정보인 응동량 정보를 생성하여 제공하는 방법으로,
상기 시장참여자의 과거 전력 사용 패턴을 수집하는 단계; 및
상기 과거 전력 사용 패턴으로부터 상기 시장참여자가 현재 또는 미래에 시장의 수요에 응답하여 자신이 변화시킬 수 있는 전력 사용량인 응동량 정보를 계산하는 단계;를 포함하고,
상기 응동량 정보를 계산하는 단계:는,
과거 동일한 날짜 또는 시간에 사용한 전력 사용량을 클러스터링(clustering)하여 복수의 전력 사용 패턴을 도출하는 단계;
단위시간 동안 상기 전력 사용 패턴들 각각의 변화량을 계산하는 단계;
상기 변화량들 중, 수요증가방향으로 가장 큰 값을 갖는 변화량을 수요 증가방향 응동량으로 생성하고, 수요감소방향으로 가장 큰 값을 갖는 변화량을 수요 감소방향 응동량으로 생성하는 단계; 및 상기 수요 증가방향 응동량과 상기 수요 감소방향 응동량을 상기 응동량 정보로 도출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 응동량 정보 생성 방법을 제공한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 응동량 정보 생성 방법이 수행되는 비즈니스 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 전력거래 시장에서 시장을 운영하고 참여하는 주체로써 시장 참여자(10), 수요관리 사업자(20) 및 전력거래소(30)가 존재한다.
상기 시장 참여자(10)는 직접 소규모 발전을 수행하거나 다양한 부하를 운용하는 주체로 일반적인 가정, 공장, 소규모 발전사업자 등을 의미하고, 상기 수요관리 사업자(20)는 상기 시장 참여자(10)를 모집하고 전력거래소(10)에 전력 거래를중계하는 사업자이며, 상기 전력거래소(30)는 전력을 사고팔 수 있는 거래를 수행있는 기관이다.
먼저, 상기 시장 참여자(10)는 자신이 현재 또는 미래에 유연하게 변화시킬 수 있는 자원 정보인 유연 수요 자원 정보를 전송한다.
여기서 유연 수요 자원 정보란 상기 전력거래소(30)의 주문에 따라 상기 시장 참여자(10)가 수요를 감소하거나 증가시킬 수 있는 전력량에 관한 정보로써 단위 시간에 전력 증감을 변화시킬 수 있는 전력량인 단위 시간당 응동량, 응동량 지속시간 및 총응동량을 포함할 수 있다.
본 발명은 유연 수요 자원에 관한 정보 중, 단위 시간당 응동량 정보를 생성하는 방법이다.
다음, 상기 수요관리 사업자(20)는 상기 시장 참여자(10)로부터 전송받은 유연 수요 자원 정보를 전력거래소(30)에 등록하고 관리한다.
다음, 상기 전력거래소(30)는 전력사용상태에 따라 수요의 증감을 계산하고 상기 수요관리 사업자로 수요 증감 주문을 요청한다.
그러면, 상기 수요관리 사업자(20)는 상기 시장 참여자(10)에게 수요 증감을 지시하고, 상기 시장 참여자(10)는 지시에 따라 수요 증감(전력 소비를 줄이거나 늘리는 행위)을 이행한다.
다음, 상기 수요관리 사업자(20)는 수요 증감에 대한 결과를 상기 전력거래소(30)에 보고하고, 상기 전럭거래소(20)는 상기 수요관리 사업자(20)에게 정산금을 지급하고, 상기 수요관리 사업자(20)는 상기 시장 참여자(10)에게 정산금을 지급한다.
한편, 상기 시장 참여자(10)는 자신이 현재 또는 미래에 변화시킬 수 있는 유연 수요 자원의 수요 증가방향 응동량과 수요 감소방향 응동량을 각각 생성하여 제공하여야 수요과 공급의 균형을 이룰 수 있도록 전력거래가 가능한데, 종래에는 수요의 감소방향에 대한 정보만을 제공하여 전력거래의 균형을 이루기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 응동량 정보 생성방법은 시장 참여자(10)가 자신이 감축하거나 더 소비할 수 있는 응동량 정보를 각각 생성하여 제공함으로써 전력거래의 균형을 이룰 수 있게 하고, 응동량 정보를 정확하게 계산하여 전력거래의 신뢰도를 높일 수 있게 하는데 목적이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 응동량 정보 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 응동량 정보 생성 방법은 상기 시장참여자(10)가 관리하는 컴퓨터장치에 의해 이루어지며, 상기 시장 참여자(10)의 전력소비를 계측하는 계측기와 연결되어 있다. 또한, 상기 컴퓨터장치는 응동량 정보를 계산하고 생성하여, 상기 수요 관리 사업자(20)가 관리하는 컴퓨터장치로 전송한다.
또한, 상기 컴퓨터장치는 일반적인 퍼스널 컴퓨터뿐만 아니라 스마트폰과 같은 스마트기기, 본 발명을 위해 특별히 제작된 임베디드 시스템을 포함하는 광의의 컴퓨터장치이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 상기 컴퓨터장치가 상기 시장참여자(10)의 과거 전력 사용 패턴을 수집한다(S1000).
또한, 상기 과거 전력 사용 패턴은 계측기로부터 수집되며, 상기 계측기는 미터링 데이터(Metering data:부하기기 전체의 전력 사용량 계측치) 또는 서브 미터링 데이터(Sub-metering data:부하기기 각각의 전력 사용량 계측치)를 계측하여 제공한다.
다음, 상기 과거 전력 사용 패턴으로부터 상기 시장참여자(10)가 현재 또는 가까운 미래에 시장의 수요에 응답하여 자신이 변화시킬 수 있는 전력 사용량인 응동량 정보를 계산한다(S2000).
또한, 상기 응동량 정보는 상기 수요관리 사업자(20)가 정해주는 단위 시간당 응동량일 수 있으며 W/sec로 정의된다.
*자세하게는 먼저, 과거 동일한 날짜 또는 시간에 사용한 전력 사용량들 중, 크기나 형태의 유사성을 갖는 전력 사용량을 클러스터링(clustering) 하여 전력 사용 패턴으로 도출한다(S2100).
또한, 상기 전력 사용 패턴은 복수의 전력 사용 패턴으로 도출될 수 있다.
도 3은 상기 전력 사용 패턴들을 보여주는 것으로 네 개의 전력 사용 패턴(a,b,c,d)을 도출한 것을 보여준다. 그러나 상기 전력 사용 패턴의 개수는 제한이 없으며, 전력 사용량을 클러스터링하는 기법 또는 과거 전력 사용량을 기록한 데이터 량 등에 따라 변화될 수 있다.
다음, 상기 수요 관리 사업자(20)가 제시한 단위시간 동안 상기 전력 사용 패턴들 각각의 변화량을 계산한다(S2200).
또한, 상기 변화량은 단위 시간 't'동안 상기 전력 사용 패턴들 각각의 변화량을 계산한 것으로 제1 전력 사용 패턴(a)의 경우 변화량(ⓐ)은 '+30W/t', 제2 전력 사용 패턴(b)의 변화량(ⓑ)은 '+20W/t', 제3 전력 사용 패턴(c)의 변화량(ⓒ)은 '-15W/t', 제4 전력 사용 패턴(d)의 변화량(d)은 '-17W/t'이다.
즉, 상기 시장참여자(10)는 가까운 미래에 단위시간(t) 동안 최대 '+30W'의 전력량을 더 사용할 수 있고, 최소 '-17W'의 전력량을 줄일 수 있는 것을 의미한다.
*다음, 상기 변화량들(ⓐⓑⓒⓓ) 중, 수요증가방향으로 가장 큰 값을 갖는 변화량(ⓐ)을 수요 증가방향 응동량으로 생성하고 수요감소방향으로 가장 큰 값을 갖는 변화량(ⓓ)을 수요 감소방향 응동량으로 생성한다(S2300).
또한, 상기 수요 증가방향 응동량과 상기 수요 감소방향 응동량을 상기 응동량 정보로 도출하여 상기 수요관리 사업자(20)에게 전송한다.
그러면, 상기 수요관리 사업자(20)는 시장 참여자들(10)로부터 전달받은 응동량 정보를 이용하여 적절한 수요 증감지시를 하여 전력 수급의 균형을 이룰 수 있게 한다.
한편, 도 4에서 보인 바와 같이 도출된 전력 사용 패턴들(a',b',c',d') 단위 시간(t) 동안 수요증가방향으로만 변화량이 계산된다면, 상기 수요 감소방향 응동량은 '0'으로 계산한다. 이는 단위 시간(t)동안 시장 참여자(10)가 수요를 감소시킬 수 없다는 것을 의미한다.
또한, 역으로 수요감소방향으로만 변화량이 계산된다면, 수요 증가방향 응동량은 '0'으로 계산한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 응동량 정보 생성 방법에 의하면, 수요 증가방향과 감소방향으로 각각 응동량을 정확하게 생성하여 제공할 수 있으므로 전력거래시 수급의 균형을 이룰 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (2)

  1. 시장참여자가 전력 거래시장에 참여하기 위해 수요관리 사업자에게 자신이 전력소비를 감소하거나 전력소비를 증가시킬 수 있는 정보인 응동량 정보를 생성하여 제공하는 방법으로,
    상기 시장참여자의 과거 전력 사용 패턴을 수집하는 단계; 및
    상기 과거 전력 사용 패턴으로부터 상기 시장참여자가 현재 또는 미래에 시장의 수요에 응답하여 자신이 변화시킬 수 있는 전력 사용량인 응동량 정보를 계산하는 단계;를 포함하고,
    상기 응동량 정보를 계산하는 단계:는,
    과거 동일한 날짜 또는 시간에 사용한 전력 사용량을 클러스터링(clustering)하여 복수의 전력 사용 패턴을 도출하는 단계;
    단위시간 동안 상기 전력 사용 패턴들 각각의 변화량을 계산하는 단계;
    상기 변화량들 중, 수요증가방향으로 가장 큰 값을 갖는 변화량을 수요 증가방향 응동량으로 생성하고, 수요감소방향으로 가장 큰 값을 갖는 변화량을 수요 감소방향 응동량으로 생성하는 단계; 및
    상기 수요 증가방향 응동량과 상기 수요 감소방향 응동량을 상기 응동량 정보로 도출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 응동량 정보 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변화량들이 모두 수요증가방향의 변화량일 경우, 상기 수요 감소방향 응동량은 '0'으로 생성하고,
    상기 변화량들이 모두 수요감소방향의 변화량일 경우, 상기 수요 증가방향 응동량은 '0'으로 생성하는 것을 특징으로 하는 응동량 정보 생성 방법.
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