KR101783252B1 - 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치와 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 전기소비자 중 수요자원으로 참여하는 고객의 감축량 평가의 정확성을 측정하여, 수요자원 고객으로서 활용이 가능한지를 검증하는 전기소비형태 검증부, 상기 고객의 전기소비패턴을 산정하는 전기소비패턴 산정부, 상기 전기소비패턴을 이용하여 고객의 전기소비 변동률을 산정하는 전기소비 변동률 산정부, 상기 전기소비패턴을 이용하여 고객의 감축가능용량을 평가하는 감축가능용량 평가부, 상기 감축가능용량 평가부에서 평가가 완료된 고객들의 감축가능용량의 합계가 수요자원 등록기준에 만족하는지를 검사하는 수요자원 등록기준 검사부, 상기 수요자원 등록기준을 만족하는 고객들에 대하여 사업의 수익이 최대화될 수 있는 고객기준부하를 산정하는 고객기준부하 산정부, 및 상기 고객기준부하 산정부에서 산정된 결과를 차트와 세부내역 테이블을 이용해 출력하는 고객기준부하 산정결과 출력부를 포함한다.
Description
본 발명은 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치와 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기소비자 데이터를 활용하여 수요자원으로서 활용 가능한 전기소비자의 모집을 지원할 수 있도록 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치와 방법에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로그리드(Micro Grid)는 스마트 그리드(Smart Grid) 시스템의 일종으로서, 소규모 지역에서 전기에너지를 자급자족할 수 있는 작은 전력체계를 의미하거나, 또는 일정 지역 안에서의 수용과 분산 전원 및 신재생 에너지원, 에너지 저장장치를 갖춘 소규모 전력망을 구축하고, 외부의 대규모 전력계통에 연계 또는 독립적으로 운전할 수 있도록 하는 소규모 전력망을 의미한다.
한편 최근 에너지 신산업 육성책의 일환으로‘네가와트(Negawatt) 시장(또는 수요자원 거래 시장)’이 도입되었으며, 상기 수요자원 거래 시장은 발전소에서 만들어진 전기가 아니라 절약한 전기를 되팔 수 있는 시장을 의미하는 것으로서, 이 네가와트 시장을 통해서 공장, 대형마트, 빌딩 등의 기관과 일반 전력소비자는 수요관리사업자(즉 전력 중개업자)와 계약을 맺은 뒤 기존보다 전기를 적게 쓸 경우, 아낀 만큼의 전기를 되팔 수 있게 된다.
이때 상기 수요관리사업자들은 자체적으로 모집한 고객(수요자원)을 대상으로 절전을 유도하고, 이렇게 모인 전력 감축량은 전력거래소가 운영하는 전산 거래망인‘수요반응자원 전력거래시스템(수요자원 거래시장)’을 통해 판매한 후 그 수익을 사업자와 고객(수요자원)이 나눠 갖게 되는 것이다.
따라서 상기 수요관리사업자들은 양질의 고객(수요자원)(즉, 수요감축 이행가능성이 높은 고객)을 신규로 발굴하거나 모집할 수 있어야 하며, 이를 지원할 수 있는 장치와 방법이 요구되고 있는 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2014-0119342호(2014.10.10.전력 수요반응 시장 자원으로 이동성 부하의 관리 방법 및 이를 위한 이동성 부하의 충전 전력 관리 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 전기소비자 데이터를 활용하여 수요자원으로서 활용 가능한 전기소비자의 모집을 지원할 수 있도록 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치와 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치는, 전기소비자 중 수요자원으로 참여하는 고객의 감축량 평가의 정확성을 측정하여, 수요자원 고객으로서 활용이 가능한지를 검증하는 전기소비형태 검증부; 상기 고객의 전기소비패턴을 산정하는 전기소비패턴 산정부; 상기 전기소비패턴을 이용하여 고객의 전기소비 변동률을 산정하는 전기소비 변동률 산정부; 상기 전기소비패턴을 이용하여 고객의 감축가능용량을 평가하는 감축가능용량 평가부; 상기 감축가능용량 평가부에서 평가가 완료된 고객들의 감축가능용량의 합계가 수요자원 등록기준에 만족하는지를 검사하는 수요자원 등록기준 검사부; 상기 수요자원 등록기준을 만족하는 고객들에 대하여 사업의 수익이 최대화될 수 있는 고객기준부하를 산정하는 고객기준부하 산정부; 및 상기 고객기준부하 산정부에서 산정된 결과를 차트와 세부내역 테이블 중 적어도 하나를 이용해 출력하는 고객기준부하 산정결과 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전기소비형태 검증부는, 검증 대상기간의 고객기준부하와 실제 전기소비량 간의 오차를 RRMSE(Relative Root Mean Squared Error) 기법으로 계산하여, RRMSE 결과를 바탕으로 수요자원고객으로 활용이 가능한지를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전기소비형태 검증부는, 사용자가 입력한 수요자원 고객 등록일을 기준으로 기 설정된 특정일 전부터 평일의 기 설정된 특정일 동안의 기 지정된 특정시간 동안 기 설정된 시간 간격의 전기소비량()을 추출하여 일일 전기소비량()을 산정하고, 상기 일일 전기소비량()을 평균하여, 일평균 전기소비량()을 계산하며, 상기 평일의 기 설정된 특정일 동안의 일평균 전기소비량() 대비 비율()을 계산하고, 상기 평일의 기 설정된 특정일 동안의 평균대비 비율()이 큰 순으로 기 설정된 일수를 제외하고, 상기 평일의 기 설정된 특정일에서 상기 기 설정된 일수를 제외한 나머지 평일의 일수에 대하여 기 설정된 특정시간 동안 각 시간대별 고객기준부하()를 산정하고, 상기 고객기준부하와 실제 전기소비량 간의 RRMSE를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전기소비패턴 산정부는, 기 설정된 최근 수년간의 고객의 평일 전기소비량 데이터를 이용하여 고객의 월별 최대/최소/평균 전기소비패턴을 산정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전기소비패턴 산정부는, 기 설정된 최근 수년간의 전기소비량 데이터에서 평일의 기 지정된 특정시간 동안 기 설정된 시간 간격으로 전기소비량() 데이터를 추출하고, 상기 추출된 전기소비량 데이터를 이용하여 월별전기소비패턴()을 계산하고, 이로부터 월별 최대전기소비패턴(), 최소전기소비패턴(), 및 평균전기소비패턴()을 산정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전기소비 변동률 산정부는, 기 설정된 최근 수년 동안의 월별 전기소비 변동률()을 계산하고, 이 중 동일 월의 월별 전기소비 변동률 값 3개씩을 가중평균하여 월별 대표 전기소비변동률()을 계산하고, 각 월별 계절적 특성을 고려한 가중치를 적용하여 최종적으로 고객의 전기소비변동률()을 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 감축가능용량 평가부는, 기 설정된 최근 수년 동안의 월별 각 시간대별로 평균적으로 감축할 수 있는 월별 감축가능용량()을 계산하고, 이 중 동일 월의 월별 감축가능용량 값 3개씩을 가중평균하여 월별 대표 감축가능용량()을 계산하고, 각 월별 계절적 특성을 고려한 가중치를 적용하여 최종적으로 고객의 감축가능용량()을 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 수요자원의 등록기준은, 수요자원 고객 수가 적어도 기 설정된 가구 수 이상이고, 수요자원 고객의 감축가능용량의 합이 적어도 기 설정된 수십MW 이상 수백MW 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 고객기준부하 산정부는, 적어도 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4)의 고객기준부하 산정 방법을 제공하며, 그 중 제1 경우(Case 1 : Max(4/5))에 대하여, 고객기준부하 산정 대상일()로부터 과거 평일의 기 설정된 수일 동안의 시간대의 평균전력소비량()을 계산하고, 고객기준부하 산정 대상일()로부터 최근 과거의 기 설정된 참고일 중에서 기 설정된 최대 유사일을 추출하며, 기 설정된 최대 유사일의 전기소비량을 평균하여 고객기준부하()를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 고객기준부하 산정부는, 상기 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4) 중 제2 경우(Case 2 : Max(4/5) + SAA)에 대하여, 상기 제1 경우와 동일한 방법으로 고객기준부하()를 계산하고, 유사일과 대상일()의 기온오차에 따른 전기소비형태를 반영하기 위하여 대상일()의 시간으로부터 기 설정된 특정 시간 동안의 평균 전기소비량에서 유사일의 동일 시간대의 평균 전기소비량을 차감한 값()를 계산하여 앞서 계산된 고객기준부하()에 합산하여 조정고객기준부하()을 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 고객기준부하 산정부는, 상기 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4) 중 제3 경우(Case 3 : Mid(6/10))에 대하여, 고객기준부하 산정 대상일()로부터 과거 평일 기 설정된 수일의 시간대의 평균 전력소비량을 계산하고, 고객기준부하 산정 대상일()로부터 과거 기 설정된 수일의 참고일중에서 최대 일수와 최소 일수를 제외한 나머지의 유사일을 추출하고, 상기 유사일의 전기소비량을 평균하여 고객기준부하()를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 고객기준부하 산정부는, 상기 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4) 중 제4 경우(Case 4 : Mid(6/10) + SAA)에 대하여, 상기 제3 경우와 동일한 방법으로 고객기준부하()를 계산하고, 유사일과 대상일()의 기온오차에 따른 전기소비형태를 반영하기 위하여 대상일()의 시간으로부터 기 설정된 특정 시간 동안의 평균 전기소비량에서 유사일의 동일 시간대의 평균 전기소비량을 차감한 값()를 계산하여 앞서 계산된 고객기준부하()에 합산하여 조정고객기준부하()를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 방법은, 전기소비형태 검증부가 기 설정된 가구 수 이상의 수요자원 참여 고객을 선정하고, 상기 선정된 참여 고객을 대상으로 전기소비형태를 검증하는 단계; 전기소비패턴 산정부와 전기소비 변동률 산정부가 상기 전기소비형태 검증을 통과한 고객에 대하여 각기 전기소비패턴과 전기소비 변동률을 산정하는 단계; 감축가능용량 평가부가 상기 전기소비 변동률 산정을 통과한 고객에 대하여 감축가능용량을 평가하는 단계; 수요자원 등록기준 검사부가 수요자원 등록기준에 따라 참여고객수가 기 설정된 가구 수 이상이고, 참여고객의 감축가능용량의 합이 수요자원의 감축용량 요구기준을 만족하는지 검사하는 단계; 및 고객기준부하 산정부가 상기 수요자원 등록기준을 만족한 고객별로 수요자원 구성 시 선택할 수 있는 적어도 하나 이상의 고객기준부하 산정 방법 중에서 고객의 감축용량이 최대화 되는 고객기준부하를 산정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전기소비형태를 검증하기 위하여, 상기 전기소비형태 검증부는 검증 대상기간의 고객기준부하와 실제 전기소비량 간의 오차를 RRMSE(Relative Root Mean Squared Error) 방식으로 계산하고, 상기 RRMSE가 기 설정된 기준 값 보다 큰 고객은 수요자원 참여 대상에서 제외되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전기소비 변동률을 산정한 후, 전기소비 변동률이 기 설정된 기준 값 미만인 고객은 수요자원 참여 대상에서 제외되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전기소비 변동률은, 고객이 수요감축 지시에 대하여 이행이 가능한지를 판단하는 지표로 활용되는 것으로서, 전기소비 변동률이 높을수록 수요감축 지시에 대한 이행률이 높고, 전기소비 변동률이 낮으면 수요감축 지시에 대한 이행률이 낮음을 의미하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 감축가능용량은, 고객이 얼마만큼의 수요를 감축할 수 있는지를 판단하는데 활용되는 것으로서, 상기 감축가능용량이 높을수록 소수의 고객으로 많은 정산금을 받을 수 있으며, 상기 감축가능용량이 낮으면 더 많은 고객을 모집해야 함을 의미하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 전기소비자 데이터를 활용하여 수요자원으로서 활용 가능한 전기소비자의 모집을 지원할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 업종별 통계분류 기준을 테이블 형태로 정리하여 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 업종별 통계분류 기준을 테이블 형태로 정리하여 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치와 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치는, 전기소비형태 검증부(110), 전기소비패턴 산정부(120), 전기소비 변동률 산정부(130), 감축가능용량 평가부(140), 수요자원등록기준 검사부(150), 고객기준부하 산정부(160), 및 고객기준부하 산정결과 출력부(170)를 포함한다.
이때 본 실시예에 따른 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치는 전기사용자 데이터베이스(DB)를 활용하며, 아울러 본 실시예에서 설명의 편의상 예시한 값(예 : 시, 일, 월 등)들은 실시예에 따라 다른 값으로 변경될 수도 있음에 유의한다.
먼저 상기 전기소비형태 검증부(110)는 고객의 감축량 평가의 정확성을 측정하여 수요자원 고객으로 활용이 가능한지를 검증한다.
상기 전기소비형태 검증부(110)는 검증 대상기간의 고객기준부하와 실제 전기소비량 간의 오차를 RRMSE(Relative Root Mean Squared Error) 기법으로 계산하여, RRMSE 결과를 바탕으로 수요자원고객으로 활용이 가능한지를 판단한다.
이하 상기 전기소비형태 검증부(110)가 고객의 전기소비형태 검출을 수행하는 절차(① ~ ⑥)를 예를 들어 설명한다.
① 사용자가 입력한 수요자원 고객 등록일을 기준으로 20일 전부터 평일 45일 동안의 9시부터 20시까지의 1시간 간격의 전기소비량()을 추출하여, 수학식 1과 같이 일일 전기소비량()을 산정한다.
⑤ 그리고 나머지 평일 40일에 대하여 9시부터 20시까지 각 시간대별 고객기준부하()를 상기 고객기준부하 산정부(160)에서 고객기준부하를 산정하는 방법 중 제1 방법(Case 1 : Max(4/5))을 이용하여 수학식 4와 같이 산정한다.
⑥ 다음 고객기준부하와 실제 전기소비량 간의 RRMSE(Relative Root Mean Squared Error)를 아래 수학식 5와 같이 계산한다.
다음 상기 전기소비패턴 산정부(120)는 상기 전기소비 변동률 산정부(130)와 상기 감축가능용량 평가부(140)에 이용되는 전기소비패턴을 산정한다.
예컨대 상기 전기소비패턴 산정부(120)는 최근 3년간의 고객의 평일 전기소비량 데이터를 이용하여 고객의 월별 최대/최소/평균 전기소비패턴을 산정한다.
이하 상기 전기소비패턴 산정부(120)가 각 고객별 전기소비패턴 산정을 수행하는 절차(① ~ ③)를 예를 들어 설명한다.
① 먼저, 최근 3년간의 전기소비량 데이터에서 아래의 조건을 만족하는 전기소비량 데이터를 추출한다.
- 요일 : 월, 화, 수, 목, 금요일
- 공휴일여부 : 아니오
- 시간대 : 10시, 11시, 12시, 14시, 15시, 16시, 17시, 18시, 19시, 20시
상기 전기소비 변동률 산정부(130)는 전기소비패턴을 이용하여 고객의 전기소비 변동률을 산정한다.
여기서, 전기소비 변동률이란, 고객이 수요감축 지시에 대하여 이행이 가능한지를 판단하는 지표로 활용되는 것으로서, 전기소비 변동률이 높을수록 수요감축 지시에 대한 이행률이 높은 반면, 전기소비 변동률이 낮으면 수요감축 지시를 제대로 이행하지 못하여 위약금이 청구되거나 수요자원 거래제한이 될 수 있다.
따라서 전기소비 변동률이 높은 고객을 모집하여 수요자원으로 활용하는 것이 수요관리사업자(또는 DR사업자)에게 유리하다.
이하 상기 전기소비 변동률 산정부(130)가 고객의 전기소비 변동률을 산정하는 절차(① ~ ③)를 예를 들어 설명한다.
상기 전기소비 변동률은 최근 3년에 대하여 월별로 계산되므로, 총 36개월(12개월 × 3년)을 계산한다.
② 즉, 36개월 기간의 월별 전기소비 변동률은 총 36개 값이다.
예를 들어, 2012년 ~ 2014년 전기소비량을 이용한 경우, 1월의 대표 전기소비변동률은 2012년1월, 2013년1월, 2014년1월의 전기소비변동률을 가중평균하여 아래의 수학식 11과 같이 계산한다.
상기 감축가능용량 평가부(140)는 상기 전기소비패턴 산정부(120)에서 산정된 전기소비패턴을 이용하여 고객의 감축가능용량을 평가한다.
여기서 상기 감축가능용량이란, 고객이 얼마만큼의 수요를 감축할 수 있는지를 판단하는데 활용되는 것으로서, 상기 감축가능용량이 높을수록 소수의 고객으로 많은 정산금을 받을 수 있기 때문에 DR사업자에게 유리하다. 반면, 상기 감축가능용량이 낮으면 더 많은 고객을 모집해야 하고, 관리비용이 증가하여 DR사업자의 수익이 줄어들 수 있다.
이하 상기 감축가능용량 평가부(140)가 고객의 감축가능용량을 평가하는 절차(① ~ ③)를 예를 들어 설명한다.
② 즉, 36개월 기간의 월별 감축가능용량은 총 36개 값이다.
예를 들어, 2012년 ~ 2014년 전기소비량을 이용한 경우, 1월의 대표 감축가능용량은 2012년1월, 2013년1월, 2014년1월의 감축가능용량을 가중평균하여 아래의 수학식 14와 같이 계산한다.
상기 수요자원 등록기준 검사부(150)는 상기 감축가능용량 평가부(140)에서 평가가 완료된 고객들의 감축가능용량의 합계가 수요자원 등록기준에 만족하는지를 검사한다.
여기서 상기 수요자원의 등록기준은 아래의 수학식 16과 같다.
예컨대 참여고객수가 10호(기 설정된 가구 수) 이상이어야 하고 참여고객의 감축가능용량의 합은 10MW 이상이고, 500MW 이하이어야 한다.
상기 고객기준부하 산정부(160)는 수요자원 참여고객들에 대하여 어떤 고객기준부하 산정 방법을 적용하여야 감축량이 증대되어 사업의 수익이 최대화되는지를 산정한다. 즉, 수요자원 참여고객들에 대하여 어떤 고객기준부하 산정 방법을 적용하여야 감축량이 증대되어 사업의 수익이 최대화되는지에 대하여 최적화를 수행한다.
본 실시예에서는 아래와 같이 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4)의 고객기준부하 산정 방법을 제공한다.
- Case 1 : Max(4/5)
- Case 2 : Max(4/5) + SAA 옵션
- Case 3 : Mid(6/10)
- Case 4 : Mid(6/10) + SAA 옵션
이하, 상기 4가지 경우(Case)의 고객기준부하 산정 방법에 대하여 고객의 과거 1년간의 전기소비량 데이터를 활용하여 각기 설명한다.
먼저‘Case 1 : Max(4/5)’의 고객기준부하를 산정하는 방법에 따른 절차(① ~ ③)를 예를 들어 설명한다. 여기서‘Max(4/5)’는 고객기준부하 산정 대상일()로부터 최근 과거 5일(참고일)중에서 추출할 최대 4일(유사일)을 의미한다.
② 고객기준부하 산정 대상일()로부터 최근 과거 5일(참고일)중에서 최대 4일(유사일)을 추출한다. 다만, 평균전력소비량()보다 75% 미만인 날은 비정상근무일로 인정하여 참고일에서 제외한다.
다음‘Case 2 : Max(4/5) + SAA’의 고객기준부하를 산정하는 방법에 따른 절차(① ~ ②)를 예를 들어 설명한다.
② 유사일과 대상일()의 기온오차 등에 따른 전기소비형태를 반영하기 위하여 대상일()의 시간으로부터 1시간 전에서 4시간 전까지의 3시간 동안의 평균 전기소비량에서 유사일의 동일 시간대의 평균 전기소비량을 차감한 값()를 계산하여 앞서 계산된 고객기준부하()에 합산하여 조정고객기준부하()을 아래 수학식 19 내지 수학식 20과 같이 계산한다.
다음‘Case 3 : Mid(6/10)’의 고객기준부하를 산정하는 방법에 따른 절차(① ~ ③)를 예를 들어 설명한다.
② 고객기준부하 산정 대상일()로부터 최근 과거 10일(참고일)중에서 최대 2일과 최소 2일을 제외한 6일(유사일)을 추출한다. 다만, 평균전력소비량()보다 75% 미만인 날은 비정상근무일로 인정하여 참고일에서 제외한다.
다음‘Case 4 : Mid(6/10) + SAA’의 고객기준부하를 산정하는 방법에 따른 절차(① ~ ②)를 예를 들어 설명한다.
② 유사일과 대상일()의 기온오차 등에 따른 전기소비형태를 반영하기 위하여 대상일()의 시간으로부터 1시간 전에서 4시간 전까지의 3시간 동안의 평균 전기소비량에서 유사일의 동일 시간대의 평균 전기소비량을 차감한 값()를 계산하여 앞서 계산된 고객기준부하()에 합산하여 조정고객기준부하()을 수학식 23 내지 수학식 24와 같이 계산한다.
상기 고객기준부하 산정결과 출력부(170)는 상기 고객기준부하 산정부(160)에서 산정된 결과를 차트(그래프)와 세부내역 테이블을 포함하여 출력한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전기소비형태 검증부(110)는 전기사용자 DB를 바탕으로 제공하는 업종, 계약종, 계약전력별, 지역별 전기소비형태 검증 통계자료(도 3 참조)를 참고하여, 10호(기 설정된 가구 수) 이상의 참여고객을 선정하고(S101), 상기 선정된 참여고객을 대상으로 전기소비형태를 검증한다(S102).
즉, 상기 선정된 참여고객을 대상으로 전기소비형태를 검증하기 위하여 검증 대상기간의 고객기준부하와 실제 전기소비량 간의 오차를 RRMSE(Relative Root Mean Squared Error) 방식으로 계산한다.
상기 전기소비형태 검증부(110)는 상기 RRMSE 결과를 바탕으로 수요자원고객으로 활용이 가능한지를 판단한다.
예컨대 상기 전기소비형태 검증결과인 RRMSE가 0.3 보다 큰 고객은 대상에서 제외하고 다음 절차를 진행한다(S103). 상기 RRMSE가 0.3 보다 큰 고객은 수요자원시장에 참여할 수 없도록 되어 있다.
다음 전기소비패턴 산정부(120)와 전기소비 변동률 산정부(130)는 상기 전기소비형태 검증을 통과한 고객에 대하여 전기소비패턴을 산정하고(S104), 전기소비 변동률을 산정한다(S105).
예컨대 전기소비 변동률이 0.1 미만인 고객은 대상에서 제외하고 다음 절차를 진행한다(S106). 왜냐하면 전기소비 변동률이 높으면 전기소비패턴의 변동성이 높은 고객으로서 수요관리 프로그램에 참여할 경우 수요를 감축할 수 있는 여력이 있는 것으로 판단할 수 있기 때문이다.
다음 감축가능용량 평가부(140)는 상기 전기소비 변동률 산정을 통과한 고객에 대하여 감축가능용량을 평가한다(S107).
다음 수요자원 등록기준 검사부(140)는 수요자원 등록기준에 따라 참여고객수가 10호(기 설정된 가구 수) 이상이고, 참여고객의 감축가능용량의 합이 수요자원의 감축용량 요구기준(예 : 10MW ≤ 감축용량 ≤ 500MW)을 만족하는지 검사한다(S108).
상기 수요자원 등록기준을 만족하지 않는 경우에는 다시 처음으로 돌아가고, 상기 수요자원 등록기준을 만족할 경우에는 고객별로 수요자원 구성 시 선택할 수 있는 4가지 고객기준부하 산정 방법 중에서 고객의 감축용량이 최대화 되는(즉, 수익이 최대화 되는) 고객기준부하를 산정한다(S109).
도 3은 상기 도 2에 있어서, 업종별 통계분류 기준을 테이블 형태로 정리하여 보인 예시도로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 업종별 통계분류 기준은 A그룹부터 F그룹까지의 업종을 기준으로 통계자료를 분류하여 작성된다.
참고로 계약종별 통계분류 기준은 고객이 사업자(예 : 한국전력)와 계약한 계약종 기준 분류를 적용하며, 계약전력별 통계분류 기준은 고객이 사업자(예 : 한국전력)와 계약한 계약전력 기준 분류를 적용하고, 지역별 통계분류 기준은 행정구역(도, 시) 단위로 분류한다.
상기와 같이 본 실시예는 마이크로그리드에 속한 전기소비자 중에서 양질의 수요자원을 발굴하여 수요자원시장에 참여할 수 있도록 한다. 또한 수요자원시장에서의 수요관리를 통해 동계 및 하계 등 전력 피크 시 예비력으로 운영되는 LNG 및 유류 발전소의 건설비용을 회피할 수 있어서 사회적 비용을 절감할 수 있도록 한다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 전기소비형태 검증부
120 : 전기소비패턴 산정부
130 : 전기소비 변동률 산정부
140 : 감축가능용량 평가부
150 : 수요자원등록기준 검사부
160 : 고객기준부하 산정부
170 : 고객기준부하 산정결과 출력부
120 : 전기소비패턴 산정부
130 : 전기소비 변동률 산정부
140 : 감축가능용량 평가부
150 : 수요자원등록기준 검사부
160 : 고객기준부하 산정부
170 : 고객기준부하 산정결과 출력부
Claims (17)
- 전기소비자 중 수요자원으로 참여하는 고객의 감축량 평가의 정확성을 측정하여, 수요자원 고객으로서 활용이 가능한지를 검증하는 전기소비형태 검증부;
상기 고객의 전기소비패턴을 산정하는 전기소비패턴 산정부;
상기 전기소비패턴을 이용하여 고객의 전기소비 변동률을 산정하는 전기소비 변동률 산정부;
상기 전기소비패턴을 이용하여 고객의 감축가능용량을 평가하는 감축가능용량 평가부;
상기 감축가능용량 평가부에서 평가가 완료된 고객들의 감축가능용량의 합계가 수요자원 등록기준에 만족하는지를 검사하는 수요자원 등록기준 검사부;
상기 수요자원 등록기준을 만족하는 고객들에 대하여 사업의 수익이 최대화될 수 있는 고객기준부하를 산정하는 고객기준부하 산정부; 및
상기 고객기준부하 산정부에서 산정된 결과를 차트와 세부내역 테이블 중 적어도 하나를 이용해 출력하는 고객기준부하 산정결과 출력부;를 포함하되,
상기 고객기준부하 산정부는,
적어도 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4)의 고객기준부하 산정 방법을 제공하며, 그 중 제1 경우(Case 1 : Max(4/5))에 대하여,
고객기준부하 산정 대상일()로부터 과거 평일의 기 설정된 수일 동안의 시간대의 평균전력소비량()을 계산하고, 고객기준부하 산정 대상일()로부터 최근 과거의 기 설정된 참고일 중에서 기 설정된 최대 유사일을 추출하며, 기 설정된 최대 유사일의 전기소비량을 평균하여 고객기준부하( )를 계산하고,
상기 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4) 중 제2 경우(Case 2 : Max(4/5) + SAA)에 대하여,
상기 제1 경우와 동일한 방법으로 고객기준부하( )를 계산하고, 유사일과 대상일()의 기온오차에 따른 전기소비형태를 반영하기 위하여 대상일()의 시간으로부터 기 설정된 특정 시간 동안의 평균 전기소비량에서 유사일의 동일 시간대의 평균 전기소비량을 차감한 값()를 계산하여 앞서 계산된 고객기준부하( )에 합산하여 조정고객기준부하( )을 계산하며,
상기 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4) 중 제3 경우(Case 3 : Mid(6/10))에 대하여,
고객기준부하 산정 대상 일()로부터 과거 평일 기 설정된 수일의 시간대의 평균 전력소비량을 계산하고, 고객기준부하 산정 대상일()로부터 과거 기 설정된 수일의 참고일 중에서 최대 일수와 최소 일수를 제외한 나머지의 유사일을 추출하고, 상기 유사일의 전기소비량을 평균하여 고객기준부하()를 계산하며,
상기 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4 ) 중 제4 경우(Case 4 : Mid(6/10) + SAA)에 대하여,
상기 제3 경우와 동일한 방법으로 고객기준부하()를 계산하고, 유사일과 대상 일()의 기온오차에 따른 전기소비형태를 반영하기 위하여 대상일()의 시간으로부터 기 설정된 특정 시간 동안의 평균 전기소비량에서 유사일의 동일 시간대의 평균 전기소비량을 차감한 값()를 계산하여 앞서 계산된 고객기준부하( )에 합산하여 조정고객기준부하()를 계산하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 전기소비형태 검증부는,
검증 대상기간의 고객기준부하와 실제 전기소비량 간의 오차를 RRMSE(Relative Root Mean Squared Error) 기법으로 계산하여, RRMSE 결과를 바탕으로 수요자원고객으로 활용이 가능한지를 판단하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 전기소비형태 검증부는,
사용자가 입력한 수요자원 고객 등록일을 기준으로 기 설정된 특정일 전부터 평일의 기 설정된 특정일 동안의 기 지정된 특정시간 동안 기 설정된 시간 간격의 전기소비량()을 추출하여 일일 전기소비량()을 산정하고,
상기 일일 전기소비량()을 평균하여, 일평균 전기소비량()을 계산하며,
상기 평일의 기 설정된 특정일 동안의 일평균 전기소비량() 대비 비율()을 계산하고,
상기 평일의 기 설정된 특정일 동안의 평균대비 비율()이 큰 순으로 기 설정된 일수를 제외하고,
상기 평일의 기 설정된 특정일에서 상기 기 설정된 일수를 제외한 나머지 평일의 일수에 대하여 기 설정된 특정시간 동안 각 시간대별 고객기준부하()를 산정하고,
상기 고객기준부하와 실제 전기소비량 간의 RRMSE를 계산하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 전기소비패턴 산정부는,
기 설정된 최근 수년간의 고객의 평일 전기소비량 데이터를 이용하여 고객의 월별 최대/최소/평균 전기소비패턴을 산정하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 수요자원의 등록기준은,
수요자원 고객 수가 적어도 기 설정된 가구 수 이상이고,
수요자원 고객의 감축가능용량의 합이 적어도 기 설정된 수십MW 이상 수백MW 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 장치.
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- 전기소비형태 검증부가 기 설정된 가구 수 이상의 수요자원 참여 고객을 선정하고, 상기 선정된 참여 고객을 대상으로 전기소비형태를 검증하는 단계;
전기소비패턴 산정부와 전기소비 변동률 산정부가 상기 전기소비형태 검증을 통과한 고객에 대하여 각기 전기소비패턴과 전기소비 변동률을 산정하는 단계;
감축가능용량 평가부가 상기 전기소비 변동률 산정을 통과한 고객에 대하여 감축가능용량을 평가하는 단계;
수요자원 등록기준 검사부가 수요자원 등록기준에 따라 참여고객수가 기 설정된 가구 수 이상이고, 참여고객의 감축가능용량의 합이 수요자원의 감축용량 요구기준을 만족하는지 검사하는 단계; 및
고객기준부하 산정부가 상기 수요자원 등록기준을 만족한 고객별로 수요자원 구성 시 선택할 수 있는 적어도 하나 이상의 고객기준부하 산정 방법 중에서 고객의 감축용량이 최대화 되는 고객기준부하를 산정하는 단계;를 포함하되,
상기 고객기준부하 산정부는,
적어도 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4)의 고객기준부하 산정 방법을 제공하며, 그 중 제1 경우(Case 1 : Max(4/5))에 대하여,
고객기준부하 산정 대상일()로부터 과거 평일의 기 설정된 수일 동안의 시간대의 평균전력소비량()을 계산하고, 고객기준부하 산정 대상일()로부터 최근 과거의 기 설정된 참고일 중에서 기 설정된 최대 유사일을 추출하며, 기 설정된 최대 유사일의 전기소비량을 평균하여 고객기준부하( )를 계산하고,
상기 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4) 중 제2 경우(Case 2 : Max(4/5) + SAA)에 대하여,
상기 제1 경우와 동일한 방법으로 고객기준부하( )를 계산하고, 유사일과 대상일()의 기온오차에 따른 전기소비형태를 반영하기 위하여 대상일()의 시간으로부터 기 설정된 특정 시간 동안의 평균 전기소비량에서 유사일의 동일 시간대의 평균 전기소비량을 차감한 값()를 계산하여 앞서 계산된 고객기준부하( )에 합산하여 조정고객기준부하( )을 계산하며,
상기 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4) 중 제3 경우(Case 3 : Mid(6/10))에 대하여,
고객기준부하 산정 대상 일()로부터 과거 평일 기 설정된 수일의 시간대의 평균 전력소비량을 계산하고, 고객기준부하 산정 대상일()로부터 과거 기 설정된 수일의 참고일 중에서 최대 일수와 최소 일수를 제외한 나머지의 유사일을 추출하고, 상기 유사일의 전기소비량을 평균하여 고객기준부하()를 계산하며,
상기 4가지 경우(Case 1 ~ Case 4 ) 중 제4 경우(Case 4 : Mid(6/10) + SAA)에 대하여,
상기 제3 경우와 동일한 방법으로 고객기준부하()를 계산하고, 유사일과 대상 일()의 기온오차에 따른 전기소비형태를 반영하기 위하여 대상일()의 시간으로부터 기 설정된 특정 시간 동안의 평균 전기소비량에서 유사일의 동일 시간대의 평균 전기소비량을 차감한 값()를 계산하여 앞서 계산된 고객기준부하( )에 합산하여 조정고객기준부하()를 계산하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 방법.
- 제 13항에 있어서, 상기 전기소비형태를 검증하기 위하여,
상기 전기소비형태 검증부는 검증 대상기간의 고객기준부하와 실제 전기소비량 간의 오차를 RRMSE(Relative Root Mean Squared Error) 방식으로 계산하고,
상기 RRMSE가 기 설정된 기준 값 보다 큰 고객은 수요자원 참여 대상에서 제외되는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 방법.
- 제 13항에 있어서, 상기 전기소비 변동률을 산정한 후,
전기소비 변동률이 기 설정된 기준 값 미만인 고객은 수요자원 참여 대상에서 제외되는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 방법.
- 제 13항에 있어서, 상기 전기소비 변동률은,
고객이 수요감축 지시에 대하여 이행이 가능한지를 판단하는 지표로 활용되는 것으로서, 전기소비 변동률이 높을수록 수요감축 지시에 대한 이행률이 높고, 전기소비 변동률이 낮으면 수요감축 지시에 대한 이행률이 낮음을 의미하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 방법.
- 제 13항에 있어서, 상기 감축가능용량은,
고객이 얼마만큼의 수요를 감축할 수 있는지를 판단하는데 활용되는 것으로서, 상기 감축가능용량이 높을수록 소수의 고객으로 많은 정산금을 받을 수 있으며, 상기 감축가능용량이 낮으면 더 많은 고객을 모집해야 함을 의미하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드에서의 전기소비자 중 수요자원 모집을 지원하는 방법.
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