(19) 대한민국특허청(KR) (12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2016-0062687 (43) 공개일자 2016년06월02일 (51) 국제특허분류(Int. Cl.)
G06Q 50/06 (2012.01) G06Q 20/14 (2012.01) (52) CPC특허분류
G06Q 50/06 (2013.01) G06Q 20/14 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2015-0156904 (22) 출원일자 2015년11월09일 심사청구일자 없음
(30) 우선권주장
1020140165592 2014년11월25일 대한민국(KR)
(71) 출원인
한국전자통신연구원
대전광역시 유성구 가정로 218 (가정동) (72) 발명자
유윤식
대전광역시 유성구 배울2로 134, 107-102 이일우
대전광역시 서구 청사로 70, 누리아파트 114-1507 (74) 대리인
특허법인태평양 전체 청구항 수 : 총 1 항
(54) 발명의 명칭 우선순위 기반 계층적 분산 자원 관리시스템
(57) 요 약
본 발명의 실시예에 따른 우선순위 기반 가상 분산 자원 관리시스템은 복수의 분산 자원들로부터 분산 자원 상태 정보를 수집하는 자원 수집부; 및 상기 자원 수집부에 의해 수집된 분산 자원 상태정보를 이용하여 상기 복수의 분산 자원들을 모니터링하고 상기 복수의 분산 자원들 각각의 가용성을 판단하여 가용이 가능한 분산자원에 대해 목표 지점과의 거리별 응동율이 기준치 이상인지를 판단하여 거리별 우선순위 기반으로 자원을 응동시키는 가상 분산 자원 관리서버를 포함할 수 있다.
대 표 도
- 도1이 발명을 지원한 국가연구개발사업 과제고유번호 2014-044-001-001 부처명 미래창조과학부
연구관리전문기관 정보통신기술진흥센터 연구사업명 산업원천기술개발사업(IT·SW융합)
연구과제명 빌딩/단지의 에너지 통합관리 서비스 및 에너지 거래 기술 개발 기 여 율 1/1
주관기관 한국전자통신연구원 연구기간 2014.04.01 ~ 2017.02.28
명 세 서 청구범위
청구항 1복수의 분산 자원들로부터 분산 자원 상태 정보를 수집하는 자원 수집부; 및
상기 자원 수집부에 의해 수집된 분산 자원 상태정보를 이용하여 상기 복수의 분산 자원들을 모니터링하고 상기 복수의 분산 자원들 각각의 가용성을 판단하여 가용이 가능한 분산자원에 대해 목표 지점과의 거리별 응동율이 기준치 이상인지를 판단하여 거리별 우선순위 기반으로 자원을 응동시키는 가상 분산 자원 관리서버
를 포함하는 우선순위 기반 계층적 분산 자원 관리시스템.
발명의 설명 기 술 분 야
본 발명은 우선순위 기반 계층적 자산 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분산자원 및 발전자원으로 [0001]
등록된 자산에 대하여 수급지역의 인접 지역부터 자산을 계층적으로 관리하여 확률적으로 응동 가능한 자원을 비상시 또는 피전력 피크 시 우선 순위로 클러스터링하여 에너지 취약 그룹에 공급할 수 있도록 관리할 수 있는 기술에 관한 것이다.
배 경 기 술
기존의 분산된 에너지 자원은 지역단위로 구축된 그리드에 연결되어 있고 비상시 또는 피크시에 구축된 분산자 [0002]
원을 응동하여 에너지 취약지역에 에너지를 수급하도록 구축되어 관리되고 있다. 또한, 계통과 연결되어 있지 않은 일부 독립적인 그리드로 구성되어 있는 경우에는 독립 그리드 내에서 기구축되어 있는 분산자원을 활용하 여 에너지를 수급하는 형태로 이루어진다.
그런데, 이러한 종래의 분산 에너지 자원 관리 기술에서는 에너지 수급이 필요한 목표 지점에 인접한 분산자원 [0003]
을 확률적으로 응동 가능한 응동 우선 순위로 관리하지 않을뿐더러 응동하여 에너지를 수급했다 하더라도 분산 자원의 응동 비용의 경제성에 한계가 있는 문제점이 있다.
특히 이종의 분산 에너지 자원과 목표 지점으로부터 인접한 지역에서부터 점차 넓은 지역으로 확대되면서 무수 [0004]
히 설치되어 있는 분산 에너지 자원을 계층적이고 체계적으로 관리하는 구조가 아니라서, 필요한 시점에 적절한 에너지 수급에 따른 응동 우선순위의 분산자원을 가동하여 에너지 자원을 효용성 있게 활용할 수 있는 에너지 수급 차원의 응동 효과가 저하되고 있는 실정이다.
따라서, 분산자원을 경제적이고 효율적으로 구동할 수 있는 운영 체계가 필요할 뿐만 아니라, 일부 독립적인 그 [0005]
리드로 구성되어 있는 경우에 계통과 연결되지 않은 상황에도 독립적인 그리드 내에서 에너지 수급을 해결할 수 있는 응동 확률이 높은 우선순위 기반의 분산된 에너지 자산을 활용할 수 있도록 하는 기술이 필요하다.
선행기술문헌 특허문헌
(특허문헌 0001) 특허공개번호 KR 2014-0076037호 [0006]
발명의 내용 해결하려는 과제
본 발명의 실시예는 수급 목표 지점에 인접한 분산 에너지 자원을 응동 확률이 높은 우선 순위를 설정하여 비상 [0007]
시 및 피크시에 인접한 분산 자원을 응동 우선 순위로 구동시킬 수 있는 우선순위 기반 계층적 분산 자원 관리
시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 [0008]
과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
과제의 해결 수단
본 발명의 실시예에 따른 우선순위 기반 가상 분산 자원 관리시스템은 복수의 분산 자원들로부터 분산 자원 상 [0009]
태 정보를 수집하는 자원 수집부; 및 상기 자원 수집부에 의해 수집된 분산 자원 상태정보를 이용하여 상기 복 수의 분산 자원들을 모니터링하고 상기 복수의 분산 자원들 각각의 가용성을 판단하여 가용이 가능한 분산자원 에 대해 목표 지점과의 거리별 응동율이 기준치 이상인지를 판단하여 거리별 우선순위 기반으로 자원을 응동시 키는 가상 분산 자원 관리서버를 포함할 수 있다.
발명의 효과
본 기술은 분산자원의 응동 확률적 모델을 근간으로 우선순위 기반의 자산 관리 및 우선순위 기반 분산자산 응 [0010]
동을 통해 에너지 취약 지역에 신속하고 안정적으로 분산자원을 응동함으로써 경제적인 비용으로 에너지 수급을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 우선순위 기반의 계층적 자산 관리 시스템의 구성도이다.
[0011]
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 우선순위 기반의 계층적 자산 관리 시스템의 전체 구성을 지도상에 표시한 도 면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 분산 자원 관리 서버의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 우선순위 기반의 계층적 자산 관리 시스템의 분산 자원 응동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 분산 자원 관리 서버의 우선순위 기반 분산 자원 관리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 가상 분산 자원 관리 서버의 우선순위 기반의 확률적 응동 모델을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 우선순위 기반 분산 자원의 응동 스케쥴링의 근사화 방법을 설명하기 위한 그 래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 분산 자원 관리 시스템을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호 [0012]
를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한 다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 [0013]
있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소 의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용 어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들 은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정 의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 수급 목표 지점에 인접한 분산 에너지 자원을 응동 확률이 높은 우선 순위를 설정하여 비상시 및 피 [0014]
크시에 인접한 분산 자원을 응동 우선 순위로 구동시키고, 목표지점의 반경에서 외곽으로 점차 확대해 나가면서
분산 자원의 응동을 개선하여 시기 적절한 에너지 수급이 가능하도록 하는 기술을 개시한다.
또한, 본 발명은 응동한 분산자원을 소유한 소유주에게는 우선순위와 에너지 수급 정도에 따른 인센티브를 제공 [0015]
하여, 에너지 클러스터링을 통한 분산 자원의 응동을 효율을 개선할 수 있도록 한다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
[0016]
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 우선순위 기반의 계층적 자산 관리 시스템의 구성도이다.
[0017]
본 발명의 실시예에 따른 우선순위 기반의 계층적 자원 관리 시스템은 가상 분산 자원 관리서버(100), 가상 분 [0018]
산 자원 관리서버(100)와 인터넷망을 통해 연결되는 복수개의 자원 수집부(200), 복수개의 자원 수집부(200)에 의해 각각 관리되는 복수개의 분산 에너지 자원(300), 가상 분산 자원 운용서버(400)를 포함한다.
가상 분산 자원 관리서버(100)는 수용가에 비상시 또는 전력 피크시 수용가에 안정적인 에너지를 공급한다. 즉, [0019]
가상 분산 자원 관리서버(100)는 각각의 분산 에너지 자원(300)을 계층적으로 발전 자원 자산으로 관리하고 가 상적으로 에너지 자원을 클러스터링하여 최적 운용 비용으로 수용가에 에너지를 공급할 수 있도록 한다. 이때, 수용가는 전력을 필요로 하는 주택, 공장, 건물 등을 의미한다. 이를 위해 가상 분산 자원 관리서버(100)는 자 원 수집부(200)를 통해 분산 자원의 상태정보를 수집하여 분산 자원의 상태를 모니터링하고 분산 자원의 상태정 보 및 히스토리 정보를 이용하여 분산 자원의 가용성을 분석한 후 가용이 가능한 분산 자원에 대해 응동 성공 확률을 계산하여 우선순위를 설정하고 우선순위에 따라 분산자원을 리스트업 한 후 리스트 업된 분산 자원들을 이용하여 구동 스케줄링을 하여 해당 분산 자원들을 클러스터링으로 응동한다. 또한, 가상 분산 자원 관리서버 (100)는 분산자원의 응동에 따른 인센티브를 설정한다.
자원 수집부(200)는 분산 에너지 자원(300)을 물리적으로 클러스터링하고 분산 에너지 자원에 대한 상태 정보를 [0020]
인터넷망을 통해 가상 분산 자원 관리서버(100)로 제공한다.
분산 에너지 자원(300)은 수용가에 제공되는 에너지 자원들 및 분산 에너지 자원을 제어하는 분산 에너지 자원 [0021]
컨트롤러를 포함한다. 분산 에너지 자원의 예로 신재생 에너지(태양광, 풍력 등), 열병합 에너지, 비상 발전기, 에너지 저장 장치 등을 포함하며, 이러한 다양한 분산 에너지 자원은 건물 내 또는 지역 근처에 구축되어 있을 수 있다.
가상 분산 자원 운용서버(400)는 가상 분산 자원 관리서버(100)와 연동하여 응동 가능한 분산 자원들의 운용 비 [0022]
용을 분석하여 최적의 비용을 갖는 분산 자원에 대한 히스토리 정보를 가상 분산 자원 관리서버(100)로 제공한 다.
가상 분산 자원 운용서버(400)는 추가 응동 필요한지 여부를 분석하여 추가 응동이 필요한 경우 가상 분산 자원 [0023]
관리서버(100)로여 응동 지역 확대를 요청한다.
이러한 우선순위 기반의 계층적 자산 관리 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 각 지역에 분산된 자산을 우선순 [0024]
위 기반으로 계층적으로 관리한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 분산 자원 관리 서버(100)의 세부 구성도이다.
[0025]
본 발명의 실시예에 따른 가상 분산 자원 관리 서버(100)는 가용성 분석부(110), 가상 클러스터링 관리부(120), [0026]
가상 자산 과리부(130), 자산 인터페이스(140), 네트워크 인터페이스(150)를 포함한다.
가용성 분석부(110)는 복수의 분산 자원들의 히스토리 정보와 자원 수집부(200)로부터 수신한 분산 자원 상태정 [0027]
보를 이용하여 각 분산 자원들의 가용 여부를 분석한다.
가상 클러스터링 관리부(120)는 우선순위 자산 생성부(121), 자산 비용 저장부(122), 자산 클러스터링부(123)를 [0028]
포함한다.
우선순위 자산 생성부(121)는 복수의 분산 자원들의 응동 성공 확률을 계산하고 각 분산 자원들의 응동 성공 확 [0029]
률이 기준치 이상인지를 판단한다. 응동 성공 확률은 응동률을 목표지점에서 해당 분산자원까지의 지역 거리로 나누어 산출될 수 있다. 우선순위 자산 생성부(121)는 응동 성공 확률이 모든 분산자원들의 평균 응동 성공 확 률보다 높은지를 판단하여, 응동 성공 확률이 평균 응동 성공 확률보다 높은 분산 자원을 리스트업 하여 우선순 위별로 관리한다.
자산 비용 저장부(122)는 분산자원별 최적 비용 정보를 저장한다.
[0030]
자산 클러스터링부(123)는 우선순위에 따라 분산 자원에 대한 클러스터링을 수행한다.
[0031]
가상 자산 관리부(130)는 자산 등록부(131), 응동가능 자산 스케줄링부(132), 우선순위 자산 관리부(133), 자산 [0032]
검색부(134), 모니터링부(135)를 포함한다.
자산 등록부(131)는 분산 자원들의 프로파일 등을 등록 및 저장한다.
[0033]
응동가능 자산 스케줄링부(132)는 응동 가능 분산 자원에 대한 스케줄링을 수행한다. 즉, 목표 지점에 인접한 [0034]
분산자원들을 클러스터링하고, 리스트업된 분산자원들을 스케줄링한다. 스케줄링부(132)는 응동 성공 확률이 기 준치 이상인 분산자원 중 목표지점과 인접한 지역의 분산자원만으로 스케줄링이 가능한지 판단하고, 불가능한 경우 목표지점과 인접한 지역 외의 분산 자원을 포함하여 스케줄링을 한다.
우선순위 자산 관리부(133)는 우선순위별 분산 자원에 대한 정보를 저장 및 관리한다.
[0035]
자산 검색부(134)는 응동 가능한 분산 자원을 검색한다.
[0036]
모니터링부(135)는 자원 수집부(200)와 연동하여 복수의 분산 자원들의 상태를 모니터링한다.
[0037]
자산 인터페이스(140)는 분산 자원들의 관리를 위한 인터페이스이다.
[0038]
네트워크 인터페이스(150)는 분산자원들의 네트워크를 통한 제어를 위한 인터페이스로 구현된다.
[0039]
도 2를 참조하면, 우선순위 0인 경우에는 전력 수급 요청 시, 수급 대상 건물에 인접한 분산자원부터 에너지 발 [0040]
전 및 공급을 하도록 응동한다. 그리고, 우선순위 1인 경우에는 전력 수급이 부족 시, 분산자원의 위치를 확대 하여 에너지 클러스터링을 통하여 에너지 발전 및 공급을 하도록 응동한다. 또한, 우선순위 2인 경우에는 필요 에 따라 그 범위를 확대하여 에너지 클러스터링을 통하여 에너지 발전 및 공급을 하도록 응동한다.
이와 같이, 본 발명은 분산자원의 응동 확률적 모델을 근간으로 우선순위 기반의 자산 관리와 전력 수급 요청 [0041]
시 추가적으로 요구되는 수급에 대하여 지역 확장을 통하여 응동 우선순위에 따른 분산자원을 구동함으로써 에 너지 클러스터링을 향상시킬 수 있고, 에너지 클러스터링 가능 자산에 대하여 계층적으로 관리하여, 에너지 취 약 지역에 신속하고 안정적으로 분산자원을 응동함으로써 경제적인 비용으로 에너지 수급을 제공할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 우선순위 기반의 계층적 자산 관리 시스템의 분산 자원 응동 [0042]
방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 가상 분산 자원 관리서버(100)는 주기적으로 자원 수집부(200)로 분산 자원 상태 모니터링을 요청한다 [0043]
(S101).
이에 자원 수집부(200)는 다양한 분산 에너지 자원(300)에게 분산 자원 상태정보를 요청하고(S102, S103), 요청 [0044]
을 받은 분산 에너지 자원(300)은 분산 자원의 상태 정보를 자원 수집부(200)로 전달한다(S104, S105). 이때, 분산 자원 상태 정보는 발전 상태, 수동제어모드 여부, 충전 상태, 구동 연료 상태, 네트워킹 상태 등을 포함할 수 있다.
그 후, 자원 수집부(200)는 분산 에너지 자원(300)의 분산 자원의 상태 정보를 이용하여 분산 자원들의 응동 가 [0045]
능 여부에 대한 정보를 가상 분산 자원 관리서버(100)로 보고한다(S106). 이때, 자원 수집부(200)는 분산 자원 의 충전 상태, 네트워킹(통신) 가능 여부, 수동 제어모드 여부 등에 따라 해당 분산 자원의 응동 가능 여부를 판단한다. 즉, 자원수집부(200)는 분산 자원의 충전 상태가 높은 경우, 네트워킹이 가능한 경우, 수동 제어모드 가 아닌 경우 응동 가능 상태로 판단하고, 충전 상태가 낮거나 네트워킹이 불가능하거나 수동 제어 모드인 경우 응동 불가능 상태로 판단한다. 여기서, 수동 제어 모드란 원격제어가 아닌 작업자가 직접 현장에서 수동 제어 가능한 상태를 의미한다.
이어서, 가상 분산 자원 관리서버(100)는 자원 수집부(200)로부터 보고 받은 응동 가능 여부 정보 및 분산 자원 [0046]
상태 정보를 이용하여 분산 자원의 상태를 인지하고 각 분산 자원의 응동 확률 기반 목표 지점에 인접한 분산자 원의 프로파일을 관리한다(S107).
즉, 가상 분산 자원 관리서버(100)는 자원 수집부(200)로부터 보고 받은 응동 가능 여부 정보 및 분산 자원 상 [0047]
태 정보를 이용하여 분산자원의 위치 및 응동상태를 모니터링하면서 계속 최근의 정보로 갱신한다. 또한, 가상 분산 자원 관리서버(100)는 미리 저장한 각 분산자원에 대한 히스토리 정보와 자원 수집부(200)로부터 보고 받 은 응동 가능 여부 정보 및 분산 자원 상태 정보를 이용하여 각 분산자원의 가용성을 분석한다. 또한, 가상 분 산 자원 관리서버(100)는 비상시 또는 전력 피크시에 각 분산자원에 대한 응동이 가능할지를 확률적 모델을 기
반으로 계산 한다. 또한 가상 분산 자원 관리서버(100)는 응동 성공 확률이 높은 분산 자원 중 목표지점과 인접 한 지역의 분산자원을 우선순위로 설정하고 분산 자원을 우선순위 기반으로 리스트업하여 프로파일을 관리한다.
이때, 목표지점은 에너지를 필요로 하는 수용가의 지역을 의미한다.
이 후, 가상 분산 자원 관리서버(100)는 가상 분산 자원 운용서버(400)로 응동 확률 기반으로 응동 가능한 분산 [0048]
자원들에 대한 정보를 제공한다(S108).
이에, 가상 분산 자원 운용 서버(400)는 응동이 가능한 분산자원 자산의 운용 비용의 최적점을 분석한다(S109).
[0049]
이때, 가상 분산 자원 운용 서버(400)는 목표지점으로부터 해당 분산자원까지의 거리, 해당 분산자원의 연료 등 의 정보를 이용하여 운용 비용을 분석할 수 있다.
이어, 가상 분산 자원 운용 서버(400)는 분산 자원의 운용 비용 등을 포함한 응동 히스토리(History) 정보를 가 [0050]
상 분산 자원 관리서버(100)로 제공한다(S110).
그 후 가상 분산 자원 관리서버(100)는 가상 분산 자원 운용 서버(400)로부터 수신한 응동 히스토리 정보, 목표 [0051]
지점에 인접한 분산 자원의 프로파일 정보를 이용하여 분산 자원을 스케줄링하고 해당 분산 자원을 클러스터링 한다(S111).
이 후, 가상 분산 자원 관리서버(100)는 분산자원 스케줄링 계획에 따라 각각의 분산 자원(301, ,300m)에 대해 [0052]
발전자원 구동을 요청하고(S112, S113), 각각의 분산 자원(301,..., 300m)으로부터 응동 및 응동 결과를 수신한 다(S114, S115). 이때, 가상 분산 자원 관리서버(100)는 분산자원 구동이 시작되는 히스토리 정보를 가상 분산 자원 운용 서버(400)에게 제공하여 관리하도록 할 수 있다.
그 후, 가상 분산 자원 응용서버(400)는 추가 응동이 필요한지를 분석하여(S116), 추가 응동이 필요한 경우 가 [0053]
상 분산 자원 관리 서버(100)로 응동 지역 확대를 요청한다(S117). 이때, 추가 응동이 필요한지는 추가적인 전 력 수급 요청이 존재하는 지 여부에 따라 결정될 수 있다.
가상 분산 자원 관리 서버(100)는 응동 가능한 분산자원이 다른 지역에 존재하는 경우 다른 지역의 분산 에너지 [0054]
자원(300mn)으로 분산 자원 응동을 요청한다(S118). 이에 해당 분산 에너지 자원(300mn)은 분산 자원 응동 결과 를 가상 분산 자원 관리 서버(100)로 보고한다(S119).
가상 분산 자원 관리 서버(100)는 분산자원의 응동에 따른 인센티브를 설정한다(S120). 이때, 응동 후 분산 자 [0055]
원의 소유주에게 인센티브가 지급되도록 할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가상 분산 자원 관리 서버의 우선순위 기반 분산 자원 관리 방 [0056]
법을 구체적으로 설명하기로 한다.
가상 분산 자원 관리서버(100)는 분산된 분산 자원의 상태를 주기적으로 모니터링한다(S201).
[0057]
가상 분산 자원 관리서버(100)는 분산 자원의 상태정보 및 분산 자원의 히스토리 정보를 이용하여 분산 자원의 [0058]
자산 가용 여부를 확인한다(S202). 즉, 가상 분산 자원 관리서버(100)는 분산 자원의 히스토리 정보를 이용하여 분산 자원의 과거 응동 시간, 응동 조건, 비상 시 응동 여부 등의 정보와 자원 수집부(200)로부터 수신한 분산 자원의 충전 상태, 네트워크(통신) 가능 여부 등의 정보를 이용하여 해당 분산 자원의 가용여부를 판단한다.
그 후, 가상 분산 자원 관리서버(100)는 분산 자원의 응동 성공 확률을 계산한다(S203). 해당 분산 자원의 응동 [0059]
성공 확률은 응동율을 지역적 거리로 나누어 산출될 있다. 응동율은 응동 요청을 했을 경우에 응동 가능하다고 응답하는 비율을 의미한다.
가상 분산 자원 관리서버(100)는 분산 자원의 응동 성공 확률이 모든 분산 자원들의 평균 응동 확률보다 높은지 [0060]
를 판단하여 우선순위에 따른 분산자원 클러스터링을 수행한다. 즉 응동 성공 확률이 평균 응동 확률보다 높으 면 성공 확률이 높은 것으로 판단하고 비상 시 또는 전력 피크 시 이용할 있는 분산자원으로 리스트업한다.
이에, 우선순위에 따라, 해당 분산 자원이 우선순위가 0인 경우 목표지점과 인접 지역의 분산 자원 클러스터링 [0061]
이 가능한지 판단하고(S206), 우선순위가 1인 경우 인접 지역 범위를 확대하여 분산 자원의 클러스터링이 가능 한지 판단하고 (S207), 우선순위가 2인 경우 필요에 따라 지역 범위를 확대하여 분산 자원의 클러스터링이 가능 한지 판단한다(S208).
즉, 지역적으로 인접한 분산자원부터 응동율이 높은 분산자원을 응동하도록 요청하고, 전력 수급의 추가 요청이 [0062]
발생할 경우에 인접 지역으로 확대 또는 필요에 따른 지역 범위 확대를 통하여 분산자원 클러스터링을 하도록
한다.
각 단계에서 클러스터링이 가능한 경우, 가상 분산 자원 관리서버(100)는, 응동 가능 분산자원의 가동 스케줄링 [0063]
을 수행한다(S210). 이때 다양한 분산 에너지 자원의 발전량, 발전 지속 시간, 발전 안정도 등의 변수를 고려하 여 응동 시점을 조정할 수 있다.
이어, 가상 분산 자원 관리서버(100)는 스케줄링에 따라 분산 자원을 클러스터링하고(S210), 분산 자원 응동 히 [0064]
스토리 정보를 저장한다(S211).
가상 분산 자원 관리서버(100)는 해당 분산 자원들로 응동을 요청한다(S212). 이때, 분산 에너지 자원의 다양한 [0065]
특성으로 인하여 독립적으로 한가지 종류의 분산 자원에 발전 응동을 요청 시 안정적인 에너지를 공급하기 어렵 기 때문에 클러스터링으로 응동하도록 한다.
그 후 가상 분산 자원 관리서버(100)는 응동한 분산자원에 인센티브를 부여한다(S213).
[0066]
이후 가상 분산 자원 관리서버(100)는 비상시에 발생될 수도 있는 에너지 수급을 위해서 구동된 발전자원의 응 [0067]
동 히스토리(History)를 가상 분산 자원 운용 서버(400)로 제공하여 저장함으로써 최적 운용 비용으로 분산 자 원을 구동할 수 있도록 그 이력을 관리할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 가상 분산 자원 관리서버(100)는 비상시 및 전력 피크시 지역적 거리에 따른 응동율이 기 [0068]
준치(평균 응동 성공로률) 이상일 경우에 목표지점에 인접되어 있는 발전자원을 클러스터링하고, 그렇지 않다면 가용 여부를 계속 확인하여 우선순위에 따라 순차적으로 지역을 확대하면서 분산 자원을 클러스터링하도록 한다. 이에, 목표지점과 가장 인접한 지역의 분산자원의 가용여부를 판단하고 인접한 지역의 분산자원이 가용하 지 않은 경우 인접지역 외의 지역의 분산 자원의 가용여부를 판단하고 인접지역 외의 지역의 분산 자원의 가용 이 불가능한 경우 다른 지역의 분산자원의 가용을 분석함으로써 계층적으로 지역을 확대하여 분산 자원을 효율 적으로 응동하도록 한다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 가상 분산 자원 관리 서버의 우선순위 기반의 확률적 응동 모델을 [0069]
나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 다양한 분산 발전자원의 응동 패턴과 응동 시점을 나타낸다. 예로 신재생 에너지(태양광, [0070]
풍력 등), 열병합 에너지, 비상 발전기, 에너지 저장 장치 등의 다양한 분산자원이 건물 내 또는 지역 근처에 구축되어 있을 수 있다. 이러한 분산자원의 응동 특성과 응동 확률을 이용하여 비상시 최적의 운용 비용으로 에 너지 수급이 가능하다. 결국 다양한 분산자원이 동일 지역에 존재하여 분산 자원이 가용 하다면, n개의 분산 에 너지 자원을 클러스터링으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 응동 확률에 따라 분산자원의 응동 우선순위를 결정할 수 있게 된다.
여기서 각 분산자원인 X의 확률밀도함수가 아래 수학식 1과 같다면, [0071]
수학식 1
[0072]
X는 얼랑 랜덤변수로 정의할 수 있다. 즉, 각 분산자원인 X가 독립이고 분포가 지수 랜덤변수의 합은 얼랑 랜덤 [0073]
변수가 된다. 여기서 파라미터 는 를 만족하고, 파라미터 은 인 정수이다. 파라미터 을 얼 랑 랜덤변수의 차수라고 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 우선순위 기반 분산 자원의 응동 스케쥴링의 근사화 방법을 설명하기 위한 그 [0074]
래프이다.
도 7과 같이 랜덤변수 X의 누적분포함수를 아래 수학식 2와 같이 정의할 수 있다.
[0075]
수학식 2
[0076]
즉, 임의의 실수 x에 대해 누적분포함수는 랜덤변수 X가 x구간까지 적분하는 확률을 의미한다. 따라서, 따라서, [0077]
모든 에 대하여 아래 수학식 3이 성립된다.
수학식 3
[0078]
각각의 분산자원의 누적분포함수는 아래 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
[0079]
수학식 4
[0080]
그리고, 분산자원의 응동인 랜덤변수 X의 기대값을 유도할 수 있다. 즉, 측정값의 합은 적분으로 수렴한다. 따 [0081]
라서, 연속 랜덤변수 X의 기대값은 으로 정의한다. 결국 X의 이산 근사치인 Y를 생각해보
면 는 이 충분히 클 때, Y의 개의 독립관측을 더한 후 으로 나눈 값이다. 이와 동일한 직관이 연 속 랜덤변수 X의 경우에도 성립한다. 이 무한대로 발산함에 따라, X의 독립표본 개의 평균 로 수렴한
다. 결국 X가 얼랑 랜덤변수라면 기대값은 이 된다. 그러므로, 각각의 분산자원의 우선순위
기반으로 응동하는 기대값은 아래 수학식 5와 같다.
수학식 5
[0082]
도 7과 같은 추이의 그래프를 나타내는 분산자원의 응동 특성을 고려하여 [a, b] 구간에서 가장 최근에 응동한 [0083]
분산자원을 준비하고, 응동 확률이 높은 분산자원 프로파일(Profile)에서 추출하여, 수급 목표지역에 가장 인접 한 분산자원들을 클러스터링하여 응동할 수 있도록 우선순위로 제공해 주어야 한다. 이때, 전력수급의 요청이 더 요구될 때는 수급 목표지역의 인접 구간을 확대하여 거리적으로 근접한 분산자원이 응동하도록 우선권을 부 여하도록 한다. 만약에 [a, b] 구간과 [e, f] 구간에 응동 가능한 분산자원이 없을 경우에는 [b, e] 구간을 포 함하는 [c, d] 구간에 수급지역에 더 근접해 있는 분산자원에게 우선순위를 부여하여 응동하도록 한다. 즉, 각 응동 가능한 분산자원 중 우선순위가 높으면 응동 자원으로 결정되고, 그에 따른 인센티브를 할당하도록 한다 이와 같이, 본 발명은 분산자원 클러스터링 자산 관리 시스템이 분산 에너지 자원을 주기적으로 모니터링하여 [0084]
확률적으로 응동이 가능한지를 확인하고, 확인된 분산자원을 우선순위 기반으로 클러스터링하여 에너지 취약지 역에 에너지를 수급하도록 한다. 에너지 수급에 활용된 분산자원은 우선순위와 에너지 수급량에 따른 인센티브 를 할당받게 된다. 분산자원 클러스터링 자산 관리 시스템은 수용가의 인접 지역에 분산되어 있는 에너지 자원 을 기반으로 발전, 저장 자원의 상태를 관리하여 수용가에 에너지를 안정적이고 경제적으로 제공할 수 있도록 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 우선순위 기반 계층적 자산 관리 시스템을 적용한 컴퓨터 시스템의 [0085]
구성도이다.
도 8을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리 [0086]
(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워 크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 [0087]
처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발 성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 [0088]
실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.
예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 [0089]
있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다.
프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수 도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 [0090]
서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가 능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 [0091]
것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위 에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
부호의 설명
100 : 가상 분산 자원 관리서버 [0092]
200 : 자원 수집부 300 : 분산 에너지 자원 400 : 가상 분산 자원 응용서버
