KR102672397B1 - System and method for agencying power trading system and method - Google Patents
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Abstract
본 기술은 전력거래 중개 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 본 기술의 구체적은 구현 예에 의하면, 컨슈머의 반응을 고려하여 판매가격 및 판매량을 산정하고, 컨슈머의 전력거래 가격에 대한 반응하여 구매량을 산정하는 중개 서버를 네트워크 기반으로 구축함에 따라 P2P(Peer To Peer) 거래를 통해 프로슈머의 이익 창출을 극대화할 수 있고, 프로슈머의 에너지 저장 스케줄링 및 부하 조정을 통해 P2P 전력거래 시간이 증가됨에 따라 배전 선로 혼잡도를 완화할 수 있고, 계통으로부터 수전 받는 전력량이 감소되고 계통과 프로슈머 간의 공통 접속점에서 유출되는 전력과 역전송되는 발전량이 제거됨에 따라 전압 안정도가 향상되고 이에 계통 운용과 전력 관리를 안정적으로 수행할 수 있다.This technology discloses a power trading brokerage system and method. According to a specific implementation example of this technology, the sales price and sales volume are calculated in consideration of the consumer's response, and a network-based brokerage server is established to calculate the purchase amount in response to the consumer's electricity transaction price, thereby establishing P2P (Peer To) Peer) transactions can maximize prosumers' profit generation, and as P2P power transaction time increases through prosumers' energy storage scheduling and load adjustment, distribution line congestion can be alleviated, and the amount of power received from the grid is reduced. As power leaking out of the common connection point between the grid and the prosumer and the amount of power transmitted back are eliminated, voltage stability is improved and grid operation and power management can be performed stably.
Description
본 발명은 전력거래 중개 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 프로슈머와 다수의 컨슈머 간에 네트워크 기반으로 중개 서버를 구축함에 있어 프로슈머의 측면에서 컨슈머의 반응을 고려하여 판매가격 및 판매량을 산정하고, 컨슈머의 측면에서 프로슈머의 판매가격 결정에 반응하여 구매량을 산정할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a power transaction brokerage system and method. More specifically, in constructing a network-based brokerage server between multiple prosumers and multiple consumers, the sales price and sales volume are calculated by considering the response of the consumer from the prosumer's perspective. And, from the consumer's perspective, it is about a technology that allows the purchase quantity to be calculated in response to the prosumer's sales price decision.
최근에는 태양광 발전 등을 이용한 소규모 분산 전원이 늘어남에 따라 소비(Consummer)와 생산자(Producer)의 합성어로 생산에 참여하는 소비를 의미하는 프로슈머(prosumer)가 등장하였고, 전력 소비만을 수행하는 주체가 분산 전원을 통해 자가 소비 후 남은 잉여 전력을 판매하는 주체로 전환된다.Recently, as small-scale distributed power sources using solar power generation have increased, the term prosumer, a compound word of consumer and producer, has emerged, meaning a consumer who participates in production, and the entity that only consumes electricity has emerged. Through distributed power generation, the entity is transformed into an entity that sells surplus power remaining after self-consumption.
초기 에너지 프로슈머는 주택용 태양광을 설치한 고객이 생산한 전력을 자기 소비한 후 누적된 잉여 전력을 상계함에 있어, 요금 상계 또는 한전 구매계약 제도(Power Purchase Agreement, PPA)을 통해 소규모 분산 전원에서 생산한 전력을 시장에 판매할 수 있다.Initially, energy prosumers self-consume the electricity produced by customers who installed residential solar power and then offset the accumulated surplus power by producing electricity from small-scale distributed power sources through rate offset or the KEPCO Power Purchase Agreement (PPA) system. Electricity can be sold on the market.
그러나, PPA를 통해 시장 참여한 경우 정보 탐색 및 계약에 따른 행정 비용이 들고, 1면에 한번 가중 평균 계통한계가격 (System Marginal Price, SMP)으로 정산 받게 되어 수익이 낮은 한계에 도달하였다. However, when participating in the market through PPA, there are administrative costs related to information search and contracting, and the profit is reached a low limit as the front page is settled using the weighted average System Marginal Price (SMP).
그러나, SMP 가격 역시 지속적으로 하락세에 있어 누적 잉여 전력에 대한 현금 정산 시 프로슈머의 수익은 여전히 낮은 문제점이 있었다.However, as SMP prices have also continued to decline, prosumers' profits are still low when settling cash for accumulated surplus power.
이에 본 출원인은 컨슈머의 반응을 고려하여 판매가격 및 판매량을 산정하고, 컨슈머의 전력거래 가격에 대한 반응하여 구매량을 산정하는 중개 서버를 네트워크 기반으로 구축하는 방안을 제안하고자 한다.Accordingly, the present applicant would like to propose a method of building a network-based brokerage server that calculates the sales price and sales volume in consideration of the consumer's response and calculates the purchase amount in response to the consumer's electricity transaction price.
이에 본 명세서는 한국전력공사의 2018년 착수 에너지 거점대학 클러스터 사업 과제 연구비 지원에 통해 도출된 것이다(과제번호:R18XA01).Accordingly, this specification was derived through research funding support for the energy hub university cluster project project launched by Korea Electric Power Corporation in 2018 (task number: R18XA01).
본 발명은 컨슈머의 반응을 고려하여 판매가격 및 판매량을 산정하고, 컨슈머의 전력거래 가격에 대한 반응하여 구매량을 산정하는 중개 서버를 네트워크 기반으로 구축함에 따라 P2P(Peer To Peer) 거래를 통해 프로슈머의 이익 창출을 달성할 수 있는 전력거래 중개 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention calculates the sales price and sales volume in consideration of the consumer's response, and establishes a network-based brokerage server that calculates the purchase amount in response to the consumer's electricity transaction price, thereby enabling prosumers through P2P (Peer To Peer) transactions. We aim to provide a power trading brokerage system and method that can achieve profit generation.
본 발명은 배전계통의 전압 안정도가 향상됨에 따라 피크 수요 감소, 전력 손실 감소 등의 효율적인 전력 운영이 가능한 전력거래 중개 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a power trading brokerage system and method that enables efficient power operation, such as reducing peak demand and reducing power loss, as the voltage stability of the distribution system is improved.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood from the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Additionally, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof as set forth in the claims.
본 발명의 일 실시 양태에 의거한 전력거래 중개 시스템은The power trading brokerage system according to an embodiment of the present invention is
판매가격 및 판매량을 제시하는 다수의 프로슈머와 부하 전력의 효율을 최대화된 구매량을 산정하는 다수의 컨슈머 간에 네트워크를 기반으로 전력거래를 수행하는 중개 서버를 포함하고,It includes an intermediary server that performs network-based power transactions between a number of prosumers who present sales prices and sales volumes and a number of consumers who calculate purchase amounts that maximize the efficiency of load power,
상기 중개 서버는, The mediation server is,
다수의 프로슈머 각각에 대해 판매가격 및 판매량을 도출하고, 다수의 컨슈머 각각의 구매량을 도출하며, 도출된 각 프로슈머의 판매가격 및 판매량과 각 컨슈머의 구매량을 기반으로 P2P(Peer to Peer)의 게임 이론을 통해 전력거래를 수행하도록 구비되는 것을 일 특징으로 한다.Derive the sales price and sales volume for each of the multiple prosumers, derive the purchase volume for each of the multiple consumers, and based on the derived sales price and sales volume for each prosumer and the purchase volume for each consumer, the game theory of P2P (Peer to Peer) One feature is that it is equipped to perform power trading through.
바람직하게 상기 중개 서버는,Preferably, the mediation server,
각 프로슈머의 임의의 시점의 판매가격을 도출하는 판매가격 산정부; 임의의 시점에서 각 프로슈머의 판매량을 도출하는 판매량 산정부; 각 컨슈머의 구매량을 도출하는 구매량 도출부; 도출된 각 프로슈머의 판매가격 및 판매량과 각 컨슈머의 구매량을 기반으로 각 프로슈머의 거래 참여율을 도출하고 도출된 각 프로슈머의 거래 참여율을 토대로 각 프로슈머의 할당 판매량을 도출하며 도출된 할당 판매량으로 해당 프로슈머의 판매가격을 재산정하는 판매가격 조정부; 및 상기 재산정된 판매가격이 기 정해진 균형해에 수렴하는 경우 상기 조정된 판매가격을 최종 판매가격으로 산정하여 전력거래를 수행하는 전력거래부를 포함할 수 있다.A sales price calculation unit that derives the sales price at an arbitrary point in time for each prosumer; A sales volume calculation unit that derives the sales volume of each prosumer at an arbitrary point in time; A purchase quantity derivation unit that derives the purchase quantity of each consumer; Based on the derived sales price and sales volume of each prosumer and the purchase volume of each consumer, the transaction participation rate of each prosumer is derived. Based on the derived transaction participation rate of each prosumer, the allocated sales volume of each prosumer is derived. The derived allocated sales volume is used to determine the prosumer's transaction participation rate. a sales price adjustment department that recalculates the sales price; And when the recalculated sales price converges to a predetermined equilibrium solution, it may include a power trading unit that calculates the adjusted sales price as the final sales price and performs power trading.
바람직하게 상기 판매가격 산정부는, Preferably, the sales price calculation unit is,
임의의 시간의 계통으로부터의 구매 가격, 계통으로의 판매가격, 기 정해진 가격 갱신 계수, 컨슈머의 요구 수요량 및 각 프로슈머의 잉여 발전량을 기반으로 판매가격을 도출하도록 구비되는 것을 일 특징으로 한다. One feature is that it is equipped to derive a sales price based on the purchase price from the system at an arbitrary time, the sales price to the system, a predetermined price update coefficient, the required demand of consumers, and the surplus power generation amount of each prosumer.
바람직하게 상기 판매량 산정부는,Preferably, the sales volume calculation unit is,
각 컨슈머의 부하 소비 선호도, 부하 소비량 및 부하 조정량과, 프로슈머의 계통으로부터의 구매량 및 프로슈머의 계통으로의 판매량과,The load consumption preference, load consumption, and load adjustment amount of each consumer, the purchase amount from the prosumer's system, and the sales volume to the prosumer's system,
프로슈머의 분산 전원의 발전량, 분산 전원의 충전량, 총 발전량, 발전 충전량, 분산 전원의 방전 효율, 분산 전원의 충전 효율, 분산 전원의 정격 용량, 분산 전원의 최종 충전량, 분산 전원의 초기 추정량, 분산 전원의 충전 상태 변수, 분산 전원의 방전 상태변수, 계통 구매 상태변수, 계통 판매 상태변수 중 적어도 하나를 기반으로 판매량을 도출하도록 구비될 수 있다. Prosumer's power generation of distributed power, charging amount of distributed power, total power generation, generation charge, discharge efficiency of distributed power, charging efficiency of distributed power, rated capacity of distributed power, final charge of distributed power, initial estimate of distributed power, distributed power It may be equipped to derive the sales volume based on at least one of a charging state variable, a discharge state variable of distributed power, a system purchase state variable, and a system sales state variable.
바람직하게 상기 구매량 도출부는,Preferably, the purchase amount derivation unit,
기 정해진 컨슈머의 부하 소비 선호도 계수, 부하 소비량, 부하 조정량, 계통으로부터의 구매량과, 프로슈머로부터의 구매량 및 프로슈머의 거래 참여율과, 부하 조정 기피 계수를 기반으로 구매량을 도출하도록 구비될 수 있다. It may be equipped to derive the purchase amount based on the predetermined consumer's load consumption preference coefficient, load consumption, load adjustment amount, purchase amount from the system, purchase amount from the prosumer, prosumer's transaction participation rate, and load adjustment aversion coefficient.
바람직하게 상기 판매가격 조정부는,Preferably, the sales price adjustment unit,
각 프로슈머의 이전 거래 참여율, 판매량 및 판매가격을 기반으로 각 프로슈머의 거래 참여율을 도출하는 거래 참여율 도출모듈; A transaction participation rate derivation module that derives the transaction participation rate of each prosumer based on each prosumer's previous transaction participation rate, sales volume, and sales price;
도출된 각 프로슈머의 거래 참여율과 컨슈머의 총 구매량을 기반으로 각 프로슈머의 할당 판매량을 도출하는 할당 판매량 도출모듈; 및an allocated sales volume derivation module that derives the allocated sales volume of each prosumer based on the derived transaction participation rate of each prosumer and the total purchase volume of consumers; and
출력된 각 프로슈머의 할당 판매량으로 해당 프로슈머의 판매가격을 재산정하는 판매가격 재산정모듈을 포함할 수 있다. It may include a sales price recalculation module that recalculates the sales price of the prosumer based on the output allocated sales volume of each prosumer.
바람직하게 상기 중개 서버는, 전력을 생산하여 프로슈머에 전달하는 유틸리티와 프로슈머 간의 공통접속점(PCC)의 전력거래 전 후 각각의 기준전압 pu(per unit)에 대한 전력 변동분과 전력거래 전 후의 전력 변동 차이를 토대로 배전계통 이용료를 도출하는 배전계통 이용료 산정부를 더 포함할 수 있다.Preferably, the mediation server calculates the power change for each reference voltage pu (per unit) before and after the power transaction of the common connection point (PCC) between the utility that produces power and delivers it to the prosumer and the power change difference before and after the power transaction. A distribution system usage fee calculation unit that derives the distribution system usage fee based on may be further included.
본 발명의 다른 실시예에 의거한 전력거래 중개 방법은,The power trading brokerage method according to another embodiment of the present invention,
판매가격 및 판매량을 제시하는 다수의 프로슈머와 부하 전력의 효율을 최대화된 구매량을 산정하는 다수의 컨슈머 간의 네트워크를 기반으로 컴퓨팅 수단에 의해 설정된 프로그램 루틴과 입력변수를 이용하여 P2P의 게임 이론을 통해 전력거래를 수행하는 전력거래 중개 방법에 있어서,Power generation through P2P game theory using program routines and input variables set by computing means based on a network between multiple prosumers who present sales prices and sales volumes and multiple consumers who calculate purchase quantities that maximize the efficiency of load power. In the power transaction brokerage method for performing transactions,
다수의 프로슈머 각각에 대해, 소정 시간의 계통으로부터의 구매 가격, 계통으로의 판매가격, 가격 갱신 계수, 컨슈머의 요구 수요량 및 프로슈머의 잉여 발전량을 기반으로 판매가격을 도출하는 판매가격 산정단계;A selling price calculation step of deriving a selling price for each of a plurality of prosumers based on the purchase price from the grid at a predetermined time, the selling price to the grid, the price update coefficient, the consumer's required demand, and the prosumer's surplus power generation;
다수의 컨슈머 각각에 대해, 부하 소비 선호도, 부하 소비량 및 부하 조정량과, 각 프로슈머의 계통으로부터의 구매량 및 프로슈머의 계통으로의 판매량과, 각 프로슈머의 분산 전원의 발전량, 분산 전원의 충전량, 총 발전량, 발전 충전량, 분산 전원의 방전 효율, 분산 전원의 충전 효율, 분산 전원의 정격 용량, 분산 전원의 최종 충전량, 분산 전원의 초기 추정량, 분산 전원의 충전 상태 변수, 분산 전원의 방전 상태변수, 계통 구매 상태변수, 계통 판매 상태변수 중 적어도 하나를 기반으로 판매량을 도출하는 판매량 산정단계; For each of the plurality of consumers, load consumption preference, load consumption and load adjustment amount, purchase volume from each prosumer's grid and sales volume to the prosumer's grid, power generation amount from the distributed power source of each prosumer, charging amount from the distributed power source, and total power generation amount. , generated charge amount, discharge efficiency of distributed power source, charging efficiency of distributed power source, rated capacity of distributed power source, final charge amount of distributed power source, initial estimated amount of distributed power source, charging state variable of distributed power source, discharge state variable of distributed power source, grid purchase A sales volume calculation step of deriving sales volume based on at least one of a state variable and a system sales state variable;
각 컨슈머의 부하 소비 선호도 계수, 부하 소비량 및 부하 조정량과 계통으로부터의 구매량 및 프로슈머로부터의 구매량과, 프로슈머의 거래 참여율, 부하 조정 기피 계수를 기반으로 구매량이 도출하는 구매량 도출단계; 및A purchase quantity derivation step in which the purchase quantity is derived based on the load consumption preference coefficient, load consumption, and load adjustment amount of each consumer, the purchase amount from the system and the purchase amount from the prosumer, the prosumer's transaction participation rate, and the load adjustment aversion coefficient; and
각 프로슈머의 판매 금액 및 판매량과 각 컨슈머의 구매량을 기반으로 각 프로슈머의 거래 참여율을 도출하고 도출된 각 프로슈머의 거래 참여율에 의거 컨슈머의 총 구매량 중 각 프로슈머의 할당 판매량을 도출하며 도출된 각 프로슈머의 할당 판매량으로 판매가격을 재산정하는 판매가격 조정단계를 포함할 수 있다.Based on the sales amount and sales volume of each prosumer and the purchase volume of each consumer, the transaction participation rate of each prosumer is derived. Based on the transaction participation rate of each prosumer, the allocated sales volume of each prosumer is derived from the total purchase volume of each consumer. A selling price adjustment step may be included in which the selling price is recalculated based on the allocated sales volume.
바람직하게 상기 판매가격 조정단계는, Preferably, the selling price adjustment step is,
각 프로슈머의 이전 거래 참여율, 판매량 및 판매가격을 기반으로 각 프로슈머의 거래 참여율을 도출하는 단계; Deriving the transaction participation rate of each prosumer based on the previous transaction participation rate, sales volume, and sales price of each prosumer;
도출된 각 거래 참여율과 컨슈머의 총 구매량을 기반으로 각 프로슈머의 할당 판매량을 도출하는 단계; Deriving an allocated sales volume for each prosumer based on the derived transaction participation rate and the total purchase volume of the consumer;
상기 할당 판매량으로 해당 프로슈머의 판매가격을 재산정하는 단계; 및recalculating the sales price of the prosumer based on the allocated sales volume; and
재산정된 판매가격이 기 정해진 균형 해에 수렵하면 최종 판매가격으로 전력거래를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. If the recalculated sales price is reached in a predetermined equilibrium year, it may include performing a power transaction at the final sales price.
본 발명에 따르면, 컨슈머의 반응을 고려하여 판매가격 및 판매량을 산정하고, 컨슈머의 전력거래 가격에 대한 반응하여 구매량을 산정하는 중개 서버를 네트워크 기반으로 구축함에 따라 P2P(Peer To Peer) 거래를 통해 프로슈머의 이익 창출을 극대화할 수 있다.According to the present invention, by establishing a network-based brokerage server that calculates the sales price and sales volume in consideration of the consumer's response and calculates the purchase amount in response to the consumer's electricity transaction price, through P2P (Peer To Peer) transactions. Prosumer profit creation can be maximized.
또한 본 발명에 의거, 프로슈머의 에너지 저장 스케줄링 및 부하 조정을 통해 P2P 전력거래 시간이 증가됨에 따라 배전 선로 혼잡도를 완화할 수 있고, 계통으로부터 수전 받는 전력량이 감소되고 계통과 프로슈머 간의 공통 접속점에서 유출되는 전력과 역전송되는 발전량이 제거됨에 따라 전압 안정도가 향상되고 이에 계통 운용과 전력 관리를 안정적으로 수행할 수 있다.In addition, according to the present invention, as the P2P power transaction time increases through prosumer energy storage scheduling and load adjustment, distribution line congestion can be alleviated, the amount of power received from the grid is reduced, and the amount of power leaked from the common connection point between the grid and the prosumer is reduced. As power and back-transmitted power generation are eliminated, voltage stability is improved and system operation and power management can be performed stably.
한편, 본 발명에 의해, 시간 별 부하 사용, 태양광 발전, 에너지 저장장치의 운용 등에 대한 전압, 역조류 해석 결과를 통해 산정되는 전기 품질 관련된 배전 시스템의 이용료를 절감할 수 있는 이점이 있다.On the other hand, the present invention has the advantage of reducing the usage fee of the distribution system related to electricity quality, which is calculated through voltage and reverse current analysis results for hourly load use, solar power generation, operation of energy storage devices, etc.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일 실시예가 적용되는 전력거래 시스템의 구성도이다.
도 2는 일 실시예의 시스템의 중개 서버의 세부 구성도이다.
도 3은 일 실시예의 중개 서버의 거래 참여율 산정부의 세부 구성도이다.
도 4는 일 실시예에 의거 산정된 판매가격을 보인 예시도이다.
도 5는 일 실시예에 의거 전력거래된 판매량을 보인 예시도이다.
도 6은 일 실시예에 의거 프로슈머의 수익을 보인 예시도이다.
도 7은 일 실시예에 의거 공통접속점(PCC)의 전압을 보인 예시도이다.
도 8은 일 실시예에 의거 모선별 전압을 보인 예시도이다.
도 9는 다른 실시예의 전력거래 중개 과정을 보인 전체 흐름도이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later. Therefore, the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
1 is a configuration diagram of a power trading system to which an embodiment is applied.
Figure 2 is a detailed configuration diagram of the mediation server of the system of one embodiment.
Figure 3 is a detailed configuration diagram of the transaction participation rate calculation unit of the brokerage server in one embodiment.
Figure 4 is an example diagram showing a sales price calculated according to an embodiment.
Figure 5 is an example diagram showing the amount of electricity traded according to an embodiment.
Figure 6 is an exemplary diagram showing prosumer profits according to an embodiment.
Figure 7 is an example diagram showing the voltage of a common connection point (PCC) according to an embodiment.
Figure 8 is an exemplary diagram showing the voltage for each bus according to an embodiment.
Figure 9 is an overall flowchart showing the power trading brokerage process in another embodiment.
일 실시예는 다수의 프로슈머(판매자)와 다수의 컨슈머(소비자) 간의 전력거래를 수행하는 중개 서버를 네트워크 기반으로 구축하여 다수의 프로슈머 측면에서 각각의 이윤을 최대화하기 위해 각 프로슈머의 판매가격 및 판매량을 산정한다. In one embodiment, a brokerage server that performs power transactions between multiple prosumers (sellers) and multiple consumers (consumers) is built on a network basis to maximize profits for each prosumer in terms of the sales price and sales volume of each prosumer. Calculate .
네트워크 기반의 중개 서버를 공유하는 다수의 컨슈머 각각은 폐쇄적 수식을 이용하여 구매량을 결정함으로써 프로슈머의 가격 결정에 반응한다. Each of the multiple consumers sharing a network-based brokerage server responds to the prosumer's price decision by determining the purchase quantity using a closed formula.
컨슈머 측면에서 프로슈머의 가격 결정에 대한 반응을 고려하여 프로슈머에 대한 가격경쟁의 경제적 이점을 분석할 필요가 있으며, 이에 중개 서버는 다중리더-다중팔로워 스테켈베르그(stackelberg) 게임으로서의 구조적 의사결정 구조를 설계함으로써 달성될 수 있는 바, 이러한 중개 서버의 기능에 기반한 프로슈머 및 컨슈머 모두의 행동 특성이 고유의 균형해로 수렴하여 참여하는 모든 프로슈머 및 컨슈머의 이익을 최대화하도록 허용한다. 스테켈베르그(stackelberg) 게임 이론에서 고유의 균형해가 설정되는 일련의 과정은 널리 알려진 공지의 기술로 구체적인 설명은 생략한다. 이하 일 실시예의 폐쇄형 수식들은 프로슈머 및 컨슈머에 상응하는 전략을 위해 제공된다. From the consumer's perspective, it is necessary to analyze the economic benefits of price competition for prosumers by considering the prosumer's response to the price decision. Accordingly, the mediation server uses a structural decision-making structure as a multi-leader-multi-follower Stackelberg game. This can be achieved by designing, which allows the behavioral characteristics of both prosumers and consumers based on the capabilities of these intermediary servers to converge to a unique equilibrium solution, maximizing the benefits of all participating prosumers and consumers. The series of processes by which a unique equilibrium solution is established in Stackelberg game theory is a well-known technique, so detailed explanations will be omitted. Below, closed-form formulas in one embodiment are provided for strategies corresponding to prosumers and consumers.
도 1은 일 실시예에 적용되는 전력거래 중개 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 중개 서버의 세부 구성도이며, 도 3은 도 2에 도시된 거래 참여율 산정부의 세부 구성도이며 , 도 1 내지 도 3을 참조하면 일 실시예의 전력거래 중개 시스템은, 각 프로슈머(P1 ~ PN)의 판매량 및 판매 금액을 결정하고 컨슈머(C1~ CM)의 구매량 및 프로슈머의 거래 참여율을 결정하며, 거래 참여율에 의거 각 프로슈머의 할당 판매량을 결정하고, 결정된 프로슈머의 할당 판매량과 잉여 발전량의 비교 결과에 의거 판매 금액을 재산정하며, 재산정된 판매 금액이 고유의 균형해에 수렴되면 재산정된 최종 판매 금액으로 전력거래를 수행하는 구성을 갖추며, 이에 판매가격 산정부(100), 판매량 산정부(200), 구매량 도출부(300), 판매가격 조정부(400) 및 전력거래부(500) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.FIG. 1 is a configuration diagram of a power trading brokerage system applied to an embodiment, FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the brokerage server shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a detailed configuration diagram of the transaction participation rate calculation unit shown in FIG. 2. 1 to 3, the power trading brokerage system of one embodiment determines the sales volume and sales amount of each prosumer (P1 to PN), determines the purchase amount of consumers (C1 to CM) and the transaction participation rate of the prosumer, , the allocated sales volume of each prosumer is determined based on the transaction participation rate, the sales amount is recalculated based on the comparison result between the determined prosumer's allocated sales volume and surplus power generation, and when the recalculated sales amount converges to a unique equilibrium solution, the recalculated final It is configured to conduct electricity trading based on the sales price, and includes at least a sales price calculation unit (100), a sales volume calculation unit (200), a purchase quantity derivation unit (300), a sales price adjustment unit (400), and a power trading unit (500). It can contain one.
판매가격 산정부(100)는 소정 시간 t의 계통으로부터의 구매 가격 , 계통으로의 판매가격 , 기 정해진 가격 갱신 계수 , 컨슈머의 요구 수요량 및 프로슈머의 잉여 발전량 을 기반으로 프로슈머 j에 대한 판매가격 을 도출하고, 도출된 프로슈머 j의 판매가격 은 다음 식 1을 만족한다.The sales price calculation unit 100 is the purchase price from the system at a predetermined time t. , selling price to the system , predetermined price update coefficient , Consumer demand and surplus power generation from prosumers. The selling price for prosumer j based on Derive and the derived sales price of prosumer j satisfies the following equation 1:
[식 1][Equation 1]
여기서, 계통으로의 판매가격 은 계통 상황을 반영한 실시간 요금제 (Real Time Price, RTP)으로 정해진다.Here, the selling price to the system is set as a real-time price (RTP) that reflects the grid situation.
그리고 계통으로부터의 구매가격 은 거래 시간별로 적용되는 전력량에 대한 시장가격($/KWh)으로 전력도매가격인 계통한계가격 (System Marginal Price, SMP)이 적용하여 정해진다. 일 례로 계통으로부터의 구매가격 은 중앙 급전 발전기 발전비용, 수요관리 사업자의 입찰, 발전기 및 전기저장장치의 입찰 또는 발전계획, 전력 계통의 수요예측 등을 이용하여 각 발전기의 유효 발전 가격 중 가장 높은 가격으로 결정된다.and the purchase price from the grid. is the market price ($/KWh) for the amount of electricity applied per transaction time, and is determined by applying the System Marginal Price (SMP), which is the wholesale price of electricity. For example, the purchase price from the grid is determined as the highest price among the effective power generation prices of each generator using the power generation cost of the central dispatch generator, the bid of the demand management business, the bid or power generation plan of the generator and electric storage device, and the demand forecast of the power system.
식 1을 참조하면, 구매자들로부터 요구된 수요가 프로슈머의 잉여 발전량보다 많은 시간에는 판매가격 이 상대적으로 높아지고, 반대로 잉여전력량이 요구된 수요보다 많은 시간에는 판매가격 이 낮아진다. Referring to Equation 1, when the demand from buyers is greater than the surplus power generation of prosumers, the selling price When this is relatively high and, conversely, the surplus power exceeds the required demand, the selling price This gets lower.
그리고, 도출된 프로슈머 j의 판매가격 는 판매량 산정부(200)로 전달된다.And, the derived selling price of prosumer j is transmitted to the sales volume calculation unit 200.
판매량 산정부(200)는 잉여발전량과 부하소비량, 요구된 수요량, 해당 시간의 계통 거래 가격과 제시한 거래 가격 등을 종합적으로 고려하여 효용을 최대화하기 위한 스케줄링을 수행한 다음 기 정해진 스케줄에 의거 소정 시간 단위 별 판매량을 도출한다. 여기서, 효용을 최대화하기 위한 스케줄링하는 일련의 과정은 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The sales volume calculation unit 200 performs scheduling to maximize utility by comprehensively considering surplus power generation, load consumption, required demand, grid transaction price at the relevant time, and proposed transaction price, and then performs scheduling according to a predetermined schedule. Derive sales volume by time unit. Here, since the series of scheduling processes to maximize utility is a well-known technology, detailed description thereof will be omitted.
여기서, 판매량 을 결정하기 위한 목적함수은 다음 식 2로 나타낼 수 있고, 제약조건은 다음 식 3으로 정의된다.Here, sales volume The objective function for determining can be expressed as Equation 2 below, and the constraints are defined as Equation 3 below.
[식 2][Equation 2]
[식 3][Equation 3]
산정된 판매가격 및 판매량은 구매량 도출부(300)로 전달되고, 구매량 도출부(300)는 프로슈머가 제시한 가격과 판매량에 따라 자신의 구매량을 결정한다. 여기서 컨슈머는 프로슈머와 달리 태양광 발전장치, ESS와 같은 분산전원을 소유하고 있지 아니한다고 가정하고, P2P 거래를 통해 구매한 전력과 계통에서 구매한다고 가정하면, 컨슈머 i의 구매량 을 산정하기 위한 목적함수 및 제약조건은 다음 식 4으로 나타낼 수 있다.The calculated sales price and sales volume are transmitted to the purchase quantity derivation unit 300, and the purchase quantity derivation unit 300 determines the prosumer's purchase quantity according to the price and sales volume suggested by the prosumer. Here, unlike prosumers, it is assumed that consumers do not own distributed power sources such as solar power generation devices and ESS, and assuming that they purchase electricity through P2P transactions and from the grid, the purchase volume of consumer i is The objective function and constraints for calculating can be expressed in Equation 4 below.
[식 4][Equation 4]
그리고 프로슈머의 판매가격 및 판매량과 컨슈머의 구매량은 판매가격 조정부(400)로 전달된다. 여기서, 거래 참여율 은 전체 컨슈머의 총 구매량 중 개별 프로슈머 각각에 할당되는 요구 수요량으로 정의된다. 도출된 거래 참여율에 따른 할당 판매량은 해당 프로슈머의 판매가격에 영향을 미친다.And the sales price and sales volume of the prosumer and the purchase volume of the consumer are transmitted to the sales price adjustment unit 400. Here, transaction participation rate is defined as the required demand allocated to each individual prosumer out of the total purchase volume of all consumers. The allocated sales volume based on the derived transaction participation rate affects the selling price of the relevant prosumer.
판매가격 조정부(400)는 소정 시간 t 해당 프로슈머 j에 대한 거래 참여율 을 도출하고 도출된 거래 참여율을 토대로 해당 프로슈머 j의 할당 판매량을 도출하며 도출된 할당 판매량으로 해당 프로슈머 j의 판매가격을 재산정하는 구성을 갖추며, 이에 판매가격 조정부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 거래 참여율 도출모듈(410), 할당 판매량 도출모듈(420) 및 판매가격 재산정모듈(430)을 포함할 수 있다.The sales price adjustment unit 400 determines the transaction participation rate for the corresponding prosumer j at a predetermined time t. It is configured to derive the allocated sales volume of prosumer j based on the derived transaction participation rate, and recalculate the selling price of prosumer j using the derived allocated sales volume. Accordingly, the selling price adjustment unit 400 is configured as shown in FIG. 3. Likewise, it may include a transaction participation rate derivation module 410, an allocated sales volume derivation module 420, and a sales price recalculation module 430.
여기서, 거래 참여율 도출모듈(410)은 소정 시간 t 해당 프로슈머 j에 대한 거래 참여율 을 도출하고, 도출된 거래 참여율 은 다음 식 5로 나타낼 수 있다. Here, the transaction participation rate derivation module 410 determines the transaction participation rate for the corresponding prosumer j at a predetermined time t. Derive and derived transaction participation rate can be expressed in the following equation 5.
[식 5][Equation 5]
여기서, 소정 시간 t를 기준으로 소정의 단위 시간 이전의 이전 전력거래에서 연산된 거래 참여율 과, 업데이트 계수 와, 컨슈머 i의 구매량 과, 프로슈머 j의 판매량 이다.Here, the transaction participation rate calculated from the previous power transaction before the predetermined unit time based on the predetermined time t and, update coefficient Wow, the purchase volume of consumer i and, sales volume of prosumer j am.
이러한 프로슈머 j의 거래 참여율 은 할당 판매량 도출모듈(420)로 전달되며, 할당 판매량 도출모듈(420)은 전달받은 해당 프로슈머 j의 거래 참여율 및 컨슈머의 총 구매량 으로 해당 프로슈머 j의 할당 판매량을 결정한다.The transaction participation rate of this prosumer j is transmitted to the allocated sales volume derivation module 420, and the allocated sales volume derivation module 420 calculates the transaction participation rate of the corresponding prosumer j. and the total purchase volume of consumers. Determine the allocated sales volume of the corresponding prosumer j.
그리고 해당 프로슈머 j의 할당 판매량은 판매가격 재산정모듈(430)로 전달된다.Then, the allocated sales volume of prosumer j is transmitted to the sales price recalculation module 430.
판매가격 재산정모듈(430)은 해당 프로슈머 j의 할당 판매량을 토대로 해당 프로슈머 j의 판매가격을 재산정하고, 프로슈머 j의 재산정되는 판매가격은 전술한 판매가격 산정부(100)에서 전술한 바와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. The selling price recalculation module 430 recalculates the selling price of prosumer j based on the allocated sales volume of prosumer j, and the recalculated selling price of prosumer j is the same as described above in the selling price calculation unit 100. Since it is similar, detailed description thereof will be omitted.
그리고, 판매가격 재산정모듈(430)의 조정된 해당 프로슈머 j의 판매가격은 전력거래부(500)로 전달되며, 전력거래부(500)는 해당 프로슈머 j의 판매가격이 스테켈베르그(stackelberg) 게임 이론에 의거 정해진 고유한 균형해에 수렴되는 경우 재산정된 해당 프로슈머 j의 판매가격이 해당 프로슈머 j의 최종 판매가격으로 설정한다. 즉, 게임이론을 통해 디자인된 예측 모델을 기반으로 반복 정책을 활용해 수렴하는 균형해(Stackelberg equilibrium point)를 찾아내어 최종 판매가격이 도출된다. 이에 정해진 해당 프로슈머 j의 최종 판매가격으로 컨슈머와 해당 프로슈머 j간의 전력거래가 이루어지므로, Stackelberg게임을 적용하여 다수의 프로슈머의 판매가격 책정 및 분배 문제가 해결된다.In addition, the sales price of prosumer j adjusted by the sales price recalculation module 430 is transmitted to the power trading department 500, and the power trading department 500 determines the selling price of prosumer j as Stackelberg. When convergence is reached to a unique equilibrium solution determined according to game theory, the recalculated selling price of prosumer j is set as the final selling price of prosumer j. In other words, the final selling price is derived by finding a converging equilibrium solution (Stackelberg equilibrium point) using an iterative policy based on a prediction model designed through game theory. Since the power transaction between the consumer and the prosumer j is made at the final selling price of the prosumer j, the problem of setting and distributing the selling price for multiple prosumers is solved by applying the Stackelberg game.
한편, 프로슈머와 컨슈머 간의 P2P 전력거래 시 계통전력을 생산하여 다수의 프로슈머 및 다수의 컨슈머 중 적어도 하나에 전달하는 유틸리티(Utility))의 수익이 낮아질 수 있으나, 프로슈머와 컨슈머 간의 P2P 전력거래가 계통의 배전시스템 설비를 통해 이루어지므로 프로슈머는 유틸리티에 일정한 계통배전 이용료를 지불하여야 한다. Meanwhile, during P2P power trading between prosumers and consumers, the profits of the utility that produces grid power and delivers it to at least one of multiple prosumers and multiple consumers may be lower, but P2P power trading between prosumers and consumers may reduce grid power distribution. Since it is done through system equipment, prosumers must pay a certain grid distribution usage fee to the utility.
이에 일 실시예의 전력거래 중개 시스템은, 계통배전 이용료를 산정하는 배전계통 이용료 산정부(600)를 더 포함할 수 있다.Accordingly, the power transaction brokerage system of one embodiment may further include a distribution system usage fee calculation unit 600 that calculates the system distribution usage fee.
배전계통 이용료 산정부(600)는 전력거래 전 후 각각의 기준전압 pu(per unit)에 대한 전력 변동분 및 전력거래 전 후의 전력 변동 차이를 토대로 배전계통 이용료 를 도출하며, 배전계통 이용료 는 조류해석 기법으로 산정된다. 이에 배전계통 이용료 는 다음 식 6으로 도출될 수 있다. The distribution system usage fee calculation unit 600 calculates the distribution system usage fee based on the power change for each reference voltage pu (per unit) before and after power trading and the difference in power fluctuation before and after power trading. Derives the distribution system usage fee is calculated using tidal current analysis techniques. Accordingly, the distribution system usage fee can be derived from the following equation 6.
[식 6][Equation 6]
이러한 모션의 전압 변동량으로 도출된 배전계통 이용료로 전압 안정도에 기여한 정도가 정해진다. 이에 모션 전압 변동량에 의거 전압 안정도에 영향을 주는 프로슈머가 지불하여야 하는 계통배전 이용료는 낮아진다.The degree of contribution to voltage stability is determined by the distribution system usage fee derived from the voltage fluctuation of this motion. Accordingly, the grid distribution fee that prosumers must pay, which affects voltage stability based on the amount of motion voltage fluctuation, is lowered.
따라서, 일 실시예는 컨슈머의 반응(거래 참여율)을 고려하여 판매가격 및 판매량을 산정하고, 컨슈머의 판매가격에 반응하여 구매량을 산정하는 중개 서버를 네트워크 기반으로 구축함에 따라 P2P(Peer To Peer) 거래를 통해 프로슈머의 이익 창출을 극대화할 수 있다.Therefore, in one embodiment, the sales price and sales volume are calculated in consideration of the consumer's response (transaction participation rate), and a network-based brokerage server is built to calculate the purchase volume in response to the consumer's sales price, thereby creating P2P (Peer To Peer) Prosumer profit creation can be maximized through transactions.
즉, 프로슈머는 자신의 부하 소비에 대한 효용계수에 따라 부하량을 조절하여 판매량을 증감할 수 있으므로 하기 표 1에 예시된 프로슈머의 순 부하량 및 분산 전원의 사양에 대한 프로슈머의 판매가격은 도 4에 도시된 바와 같다. 즉, 도 4를 참조하면, 판매가격은 발전량이 없는 시간에는 판매량보다 구매량이 많으므로 기존의 계통 구매가격(RTP)과 유사하고, 잉여 발전량이 존재하는 오전 8시부터 19시까지는 계통 구매가격(RTP) 보다 낮다는 것을 알 수 있으며, 이에 프로슈머는 판매량을 증가하는 전략을 수행하여야 한다. In other words, the prosumer can increase or decrease the sales volume by adjusting the load according to the utility coefficient for his/her load consumption, so the prosumer's sales price for the net load and distributed power specifications shown in Table 1 below is shown in Figure 4. It's the same as what happened. In other words, referring to Figure 4, the sales price is similar to the existing grid purchase price (RTP) because the purchase volume is greater than the sales volume during times when there is no power generation, and from 8 a.m. to 19 p.m. when there is surplus power generation, the grid purchase price ( It can be seen that it is lower than the RTP), so prosumers must implement a strategy to increase sales volume.
[표 1][Table 1]
또한 도 4를 참조하면, 잉여 발전량이 가장 많은 프로슈머는 다른 프로슈머에 비해 낮은 판매가격을 제시함을 확인할 수 있다.Also, referring to Figure 4, it can be seen that the prosumer with the largest surplus power generation offers a lower selling price than other prosumers.
그리고, 도 5를 참조하면, 프로슈머의 부하 사용량을 조정함에 따라 잉여 발전량이 존재하지 아니한 시간에 판매량이 존재함으로 확인할 수 있다.And, referring to Figure 5, it can be confirmed that by adjusting the load usage of the prosumer, the sales volume exists at a time when there is no surplus power generation.
이에 프로슈머의 수익은 도 6에 도시된 바와 같이, 잉여 발전량이 가장 많은 프로슈머가 가장 높음을 확인할 수 있고, 프로슈머의 부하 사용량을 판매 금액에 따라 조정함으로써, 잉여 발전량을 통해 전력거래의 수익이 높아진다.Accordingly, as shown in Figure 6, it can be seen that the profit of the prosumer is the highest for the prosumer with the largest amount of surplus power generation, and by adjusting the load usage of the prosumer according to the sales amount, the profit from electricity trading increases through the surplus power generation.
한편, P2P 전력거래에 대한 유틸리티와 프로슈머(P1 ~ PN) 간의 거래 시 부하 사용량이 적고 발전량이 집중되는 오전 시간 대 유틸리티로 역 전송되는 전력이 발생할 수 있다. 일 례로 전압 배전계통에 접속되는 태양광 발전 등의 분산 전원이 증가됨에 따라 발전 시간에 역조류가 발생할 가능성이 높아진다. Meanwhile, when trading between a utility and a prosumer (P1 to PN) for P2P power trading, power transmitted back to the utility may occur during the morning hours when load usage is low and power generation is concentrated. For example, as distributed power sources such as solar power generation connected to the voltage distribution system increase, the possibility of reverse current generation occurring during power generation increases.
이에 일 실시예는 계통과 프로슈머의 공통접속점(PCC: Point of Common Coupling)에 설치된 18 bus radial distribution system에 의해 계통의 변전소로 유입되는 총 전력을 측정함에 따라 프로슈머의 역전송 전력을 도출할 수 있다.Accordingly, in one embodiment, the reverse transmission power of the prosumer can be derived by measuring the total power flowing into the substation of the system by an 18 bus radial distribution system installed at the point of common coupling (PCC) between the system and the prosumer. .
프로슈머가 분산 전원의 스케줄링 및 발전량 제어를 통해 발전량이 없는 새벽이나 저녁 시간에도 거래에 참여할 수 있고, 이에 거래 시간이 증가함에 따라 배전 선로 혼잡도가 완화될 수 있다. 도 7을 참조하면 프로슈머가 속하는 배전 계통의 PCC로부터 유출되는 전력이 제거됨을 확인할 수 있다.Prosumers can participate in transactions even in the early morning or evening when there is no power generation through distributed power scheduling and power generation control, and as transaction hours increase, distribution line congestion can be alleviated. Referring to Figure 7, it can be seen that the power leaking from the PCC of the distribution system to which the prosumer belongs is removed.
또한, 도 8을 참조하면, 발전량이 높은 시간 대에 분산 전원을 충전함에 따라 모든 모선 별 전압이 유지 기준치인 0.95 pu ~ 1.05 pu 이내로 유지됨을 알 수 있고, 이에 계통으로부터 수전받는 전력량이 감소되고 이에 역 전송되는 발전량이 제거되어 계통의 전압 안정도가 향상되며, 계통 운용과 전력 관리를 안정적으로 수행할 수 있다.In addition, referring to FIG. 8, it can be seen that as the distributed power supply is charged during times of high power generation, the voltage for each bus is maintained within the maintenance standard of 0.95 pu to 1.05 pu, and thus the amount of power received from the system is reduced. By eliminating the reversely transmitted power generation, the voltage stability of the system is improved, and system operation and power management can be performed stably.
도 9는 도 2에 도시된 중개 서버의 동작을 보인 전체 흐름도로서, 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의거한 전력거래 중개 과정을 설명한다.Figure 9 is an overall flowchart showing the operation of the mediation server shown in Figure 2, and with reference to Figure 9, the power transaction mediation process according to another embodiment of the present invention is explained.
여기서, 다른 실시예는 전력거래 중개 과정을 제시하는 것으로서, 다수의 프로슈머와 컨슈머들 간의 네트워크를 기반으로 컴퓨팅 수단에 의해 설정된 처리 루틴과 입력변수를 포함하는 소프트웨어로 구현되고, 소프트웨어의 각 기능이 네트워크 컴퓨터상에서 수행됨으로써 상기 각 기능이 구성요소가 되어 중개 서버를 구성한다.Here, another embodiment presents a power trading brokerage process, which is implemented as software including processing routines and input variables set by computing means based on a network between a plurality of prosumers and consumers, and each function of the software is implemented through the network. By being performed on a computer, each of the above functions becomes a component and constitutes a mediation server.
본 발명은 프로슈머의 관점에서 판매가격 및 판매량을 도출하고 컨슈머의 관점에서 구매량을 도출하며, 도출된 판매가격, 판매량, 및 구매량을 토대로 거래 참여율을 도출한 다음 도출된 거래 참여율을 기반으로 프로슈머의 할당 판매량을 도출하고, 도출된 프로슈머의 할당 판매량에 의거 프로슈머의 판매가격을 조정한 후 조정된 최종 판매가격으로 거래를 수행한다. The present invention derives the sales price and sales volume from the prosumer's perspective, derives the purchase volume from the consumer's perspective, derives the transaction participation rate based on the derived sales price, sales volume, and purchase volume, and then allocates prosumers based on the derived transaction participation rate. The sales volume is derived, the prosumer's selling price is adjusted based on the derived prosumer's allocated sales volume, and then the transaction is performed at the adjusted final selling price.
즉, 판매가격 산정단계(S11)를 통해, 일 실시예의 판매가격 산정부(100)는 다수의 프로슈머 각각에 대해, 소정 시간의 계통으로부터의 구매 가격, 계통으로의 판매가격, 가격 갱신 계수, 컨슈머의 요구 수요량 및 프로슈머의 잉여 발전량을 기반으로 판매가격을 도출한다. 도출된 판매가격은 판매량 산정부(200)로 전달된다.That is, through the sales price calculation step (S11), the sales price calculation unit 100 of one embodiment calculates the purchase price from the system at a predetermined time, the sales price to the system, the price update coefficient, and the consumer for each of the plurality of prosumers. The sales price is derived based on the required demand and the prosumer's surplus power generation. The derived sales price is transmitted to the sales volume calculation unit 200.
그리고, 판매량 산정단계(S12)에서, 일 실시예의 판매량 산정부(200)는 다수의 컨슈머 각각에 대해, 부하 소비 선호도, 부하 소비량 및 부하 조정량과, 각 프로슈머의 계통으로부터의 구매량 및 프로슈머의 계통으로의 판매량과, 각 프로슈머의 분산 전원의 발전량, 분산 전원의 충전량, 총 발전량, 발전 충전량, 분산 전원의 방전 효율, 분산 전원의 충전 효율, 분산 전원의 정격 용량, 분산 전원의 최종 충전량, 분산 전원의 초기 추정량, 분산 전원의 충전 상태 변수, 분산 전원의 방전 상태변수, 계통 구매 상태변수, 계통 판매 상태변수 중 적어도 하나를 기반으로 판매량을 도출한다.And, in the sales volume calculation step (S12), the sales volume calculation unit 200 of one embodiment determines the load consumption preference, load consumption amount, and load adjustment amount for each of the plurality of consumers, the purchase amount from each prosumer's system, and the prosumer's system. sales volume of each prosumer, the power generation amount of the distributed power source, the charging amount of the distributed power source, the total power generation amount, the generated charging amount, the discharge efficiency of the distributed power source, the charging efficiency of the distributed power source, the rated capacity of the distributed power source, the final charge amount of the distributed power source, and the distributed power supply amount. The sales volume is derived based on at least one of the initial estimate, the charging state variable of the distributed power source, the discharging state variable of the distributed power source, the system purchase state variable, and the system sales state variable.
도출된 판매량 및 판매가격은 구매량 도출부(300)로 전달된다. The derived sales volume and sales price are transmitted to the purchase volume derivation unit 300.
구매량 도출단계(S13)에서, 일 실시예의 구매량 도출부(300)는 각 컨슈머의 부하 소비 선호도 계수, 부하 소비량 및 부하 조정량과 계통으로부터의 구매량 및 프로슈머로부터의 구매량과, 프로슈머의 거래 참여율, 부하 조정 기피 계수를 기반으로 구매량이 도출한다.In the purchase amount derivation step (S13), the purchase amount derivation unit 300 of one embodiment determines the load consumption preference coefficient, load consumption amount, and load adjustment amount of each consumer, the purchase amount from the system and the purchase amount from the prosumer, the prosumer's transaction participation rate, and the load. Purchase volume is derived based on the adjusted aversion coefficient.
그리고 컨슈머의 관점에서 구매량과 프로슈머 관점에서의 판매가격 및 판매량은 판매가격 조정부(400)로 전달된다.And the purchase volume from the consumer's perspective and the sales price and sales volume from the prosumer's perspective are transmitted to the sales price adjustment unit 400.
일 실시예의 판매가격 조정부(400)는 단계(S14) ~ 단계(S17)에 의거, 각 프로슈머의 거래 참여율을 도출하고 도출된 각 프로슈머의 거래 참여율에 의거 컨슈머의 총 구매량 중 각 프로슈머의 할당 판매량을 도출하며 도출된 각 프로슈머의 할당 판매량으로 판매가격을 재산정한 다음 판매가격 재산정을 반복 수행하여 수렴하는 최종 판매가격을 도출한다.The sales price adjustment unit 400 of one embodiment derives the transaction participation rate of each prosumer based on steps S14 to S17 and determines the allocated sales volume of each prosumer out of the total purchase amount of consumers based on the derived transaction participation rate of each prosumer. The sales price is recalculated based on the allocated sales volume of each prosumer, and then the sales price recalculation is repeated to derive the converging final sales price.
그리고 거래 조정부(500)는 단계(S18)에서 최종 판매가격으로 프로슈머와 컨슈머 간의 전력거래가 수행된다. Then, the transaction coordination unit 500 performs a power transaction between the prosumer and the consumer at the final sales price in step S18.
한편, 배전계통 이용료 산정부(600)는 단계(S18)를 통해, 전력을 생산하여 프로슈머에 전달하는 유틸리티와 프로슈머 간의 공통접속점(PCC)의 전력거래 전 후 각각의 기준전압 pu(per unit)에 대한 전력 변동분과 전력거래 전 후의 전력 변동 차이를 토대로 배전계통 이용료를 도출한다. 도출된 배전계통 이용료는 프로슈머에 의해 유틸리티로 지불된다.Meanwhile, the distribution system usage fee calculation unit 600 calculates the standard voltage pu (per unit) before and after the power transaction at the common connection point (PCC) between the utility that produces power and delivers it to the prosumer through step S18. The distribution system usage fee is derived based on the power fluctuation and the difference in power fluctuation before and after power trading. The derived distribution system usage fee is paid by the prosumer to the utility.
이에 일 실시예는 컨슈머의 반응을 고려하여 판매가격 및 판매량을 산정하고, 컨슈머의 전력거래 가격에 대한 반응하여 구매량을 산정하는 중개 서버를 네트워크 기반으로 구축함에 따라 P2P(Peer To Peer) 거래를 통해 프로슈머의 이익 창출을 극대화할 수 있다.Accordingly, one embodiment calculates the sales price and sales volume in consideration of the consumer's response, and establishes a network-based brokerage server that calculates the purchase amount in response to the consumer's power transaction price through P2P (Peer To Peer) transactions. Prosumer profit creation can be maximized.
또한 일 실시예는 프로슈머의 에너지 저장 스케줄링 및 부하 조정을 통해 P2P 전력거래 시간이 증가됨에 따라 배전 선로 혼잡도를 완화할 수 있고, 계통으로부터 수전 받는 전력량이 감소되고 계통과 프로슈머 간의 공통 접속점에서 유출되는 전력과 역전송되는 발전량이 제거됨에 따라 전압 안정도가 향상되고 이에 계통 운용과 전력 관리를 안정적으로 수행할 수 있다.In addition, in one embodiment, as the P2P power transaction time increases through the prosumer's energy storage scheduling and load adjustment, distribution line congestion can be alleviated, the amount of power received from the grid is reduced, and the power leaked from the common connection point between the grid and the prosumer is reduced. As excessive reverse-transmitted power generation is eliminated, voltage stability is improved and system operation and power management can be performed stably.
100 : 판매가격 산정부
200 : 판매량 산정부
300 : 구매량 도출부
400 : 판매가격 조정부
500 : 전력거래부
600 : 배전계통 이용료 산정부100: Sales price calculation unit
200: Sales volume calculation unit
300: Purchase amount derivation section
400: Sales price adjustment department
500: Power trading department
600: Distribution system usage fee calculation unit
Claims (10)
상기 중개 서버는,
다수의 프로슈머 각각에 대해 판매가격 및 판매량을 도출하고, 다수의 컨슈머 각각의 구매량을 도출하며, 도출된 각 프로슈머의 판매가격 및 판매량과 각 컨슈머의 구매량을 기반으로 P2P(Peer to Peer) 방식의 게임 이론을 통해 전력거래를 수행하며,
상기 중개 서버는 조류해석 기법으로 프로슈머가 지불하여야 하는 계통배전 이용료를 결정하는 모선 전압 안정도로 배전계통 이용료를 더 도출하되, 배전계통 이용료는 전력거래 전 후 각각의 기준전압 pu(per unit)에 대한 전력 변동분 및 전력거래 전 후의 전력 변동 차이로 도출하도록 구비되고,
상기 중개 서버는,
도출된 각 프로슈머의 판매가격 및 판매량과 각 컨슈머의 구매량을 기반으로 각 프로슈머의 거래 참여율을 도출하고 도출된 각 프로슈머의 거래 참여율을 토대로 각 프로슈머의 할당 판매량을 도출하며 도출된 할당 판매량으로 해당 프로슈머의 판매가격을 재산정하는 판매가격 조정부를 더 포함하고,
상기 거래 참여율은, 전체 컨슈머의 총 구매량 중 개별 프로슈머 각각에 할당되는 요구 수요량으로, 소정 시간 t를 기준으로 소정의 단위 시간 이전의 이전 전력거래에서 연산된 거래 참여율. 업데이트 계수, 컨슈머 i의 구매량, 및 프로슈머 j의 판매량으로 도출되고,
상기 할당 판매량은 전달받은 해당 프로슈머 j의 거래 참여율 및 컨슈머의 총 구매량으로 도출되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중개 시스템.
It includes an intermediary server that performs network-based power transactions between a number of prosumers who present sales prices and sales volumes and a number of consumers who calculate purchase amounts that maximize the efficiency of load power,
The mediation server is,
Derive the sales price and sales volume for each of the multiple prosumers, derive the purchase volume for each of the multiple consumers, and create a P2P (Peer to Peer) game based on the derived sales price and sales volume of each prosumer and the purchase volume of each consumer. Perform power trading through theory,
The mediation server further derives the distribution system usage fee from the busbar voltage stability, which determines the system distribution usage fee to be paid by the prosumer using a tide analysis technique. The distribution system usage fee is calculated based on each reference voltage pu (per unit) before and after the power transaction. It is equipped to derive the power change and the difference in power change before and after power trading,
The mediation server is,
Based on the derived sales price and sales volume of each prosumer and the purchase volume of each consumer, the transaction participation rate of each prosumer is derived. Based on the derived transaction participation rate of each prosumer, the allocated sales volume of each prosumer is derived. The derived allocated sales volume is used to determine the prosumer's transaction participation rate. It further includes a sales price adjustment unit that recalculates the sales price,
The transaction participation rate is the required demand allocated to each individual prosumer out of the total purchase amount of all consumers, and is the transaction participation rate calculated from the previous electricity transaction before a predetermined unit time based on a predetermined time t. Derived from the update coefficient, purchase volume of consumer i, and sales volume of prosumer j,
A power transaction intermediary system characterized in that the allocated sales volume is derived from the transaction participation rate of the corresponding prosumer j and the total purchase volume of the consumers.
각 프로슈머의 임의의 시점의 판매가격을 도출하는 판매가격 산정부;
임의의 시점에서 각 프로슈머의 판매량을 도출하는 판매량 산정부;
각 컨슈머의 구매량을 도출하는 구매량 도출부;
도출된 각 프로슈머의 판매가격 및 판매량과 각 컨슈머의 구매량을 기반으로 각 프로슈머의 거래 참여율을 도출하고 도출된 각 프로슈머의 거래 참여율을 토대로 각 프로슈머의 할당 판매량을 도출하며 도출된 할당 판매량으로 해당 프로슈머의 판매가격을 재산정하는 판매가격 조정부; 및
상기 재산정된 판매가격이 기 정해진 균형해에 수렴하는 경우 상기 조정된 판매가격을 최종 판매가격으로 산정하여 전력거래를 수행하는 전력거래부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래 중개 시스템.The method of claim 1, wherein the mediation server:
A sales price calculation unit that derives the sales price at an arbitrary point in time for each prosumer;
A sales volume calculation unit that derives the sales volume of each prosumer at an arbitrary point in time;
A purchase quantity derivation unit that derives the purchase quantity of each consumer;
Based on the derived sales price and sales volume of each prosumer and the purchase volume of each consumer, the transaction participation rate of each prosumer is derived. Based on the derived transaction participation rate of each prosumer, the allocated sales volume of each prosumer is derived. The derived allocated sales volume is used to derive the transaction participation rate of each prosumer. a sales price adjustment department that recalculates the sales price; and
A power trading brokerage system comprising a power trading unit that performs power trading by calculating the adjusted selling price as the final selling price when the recalculated selling price converges to a predetermined equilibrium solution.
임의의 시간의 계통으로부터의 구매 가격, 계통으로의 판매가격, 기 정해진 가격 갱신 계수, 컨슈머의 요구 수요량 및 각 프로슈머의 잉여 발전량을 기반으로 판매가격을 도출하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중개 시스템. The method of claim 2, wherein the sales price calculation unit is,
A power trading brokerage system characterized in that it is equipped to derive a selling price based on the purchase price from the grid at an arbitrary time, the selling price to the grid, a predetermined price update coefficient, the required demand of consumers, and the surplus power generation of each prosumer. .
각 컨슈머의 부하 소비 선호도, 부하 소비량 및 부하 조정량과, 프로슈머의 계통으로부터의 구매량 및 프로슈머의 계통으로의 판매량과,
프로슈머의 분산 전원의 발전량, 분산 전원의 충전량, 총 발전량, 발전 충전량, 분산 전원의 방전 효율, 분산 전원의 충전 효율, 분산 전원의 정격 용량, 분산 전원의 최종 충전량, 분산 전원의 초기 추정량, 분산 전원의 충전 상태 변수, 분산 전원의 방전 상태변수, 계통 구매 상태변수, 계통 판매 상태변수 중 적어도 하나를 기반으로 판매량을 도출하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중개 시스템. The method of claim 3, wherein the sales volume calculation unit,
The load consumption preference, load consumption, and load adjustment amount of each consumer, the purchase amount from the prosumer's system, and the sales volume to the prosumer's system,
Prosumer's power generation of distributed power, charging amount of distributed power, total power generation, generation charge, discharge efficiency of distributed power, charging efficiency of distributed power, rated capacity of distributed power, final charge of distributed power, initial estimate of distributed power, distributed power A power trading brokerage system characterized in that it is provided to derive sales volume based on at least one of a charging state variable, a discharge state variable of distributed power, a grid purchase state variable, and a grid sales state variable.
기 정해진 컨슈머의 부하 소비 선호도 계수, 부하 소비량, 부하 조정량, 계통으로부터의 구매량과, 프로슈머로부터의 구매량 및 프로슈머의 거래 참여율과, 부하 조정 기피 계수를 기반으로 구매량을 도출하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중개 시스템. The method of claim 4, wherein the purchase amount derivation unit,
Characterized in that it is equipped to derive the purchase amount based on the predetermined consumer's load consumption preference coefficient, load consumption, load adjustment amount, purchase amount from the system, purchase amount from prosumers, prosumer's transaction participation rate, and load adjustment aversion coefficient. Power trading brokerage system.
각 프로슈머의 이전 거래 참여율, 판매량 및 판매가격을 기반으로 각 프로슈머의 거래 참여율을 도출하는 거래 참여율 도출모듈;
도출된 각 프로슈머의 거래 참여율과 컨슈머의 총 구매량을 기반으로 각 프로슈머의 할당 판매량을 도출하는 할당 판매량 도출모듈; 및
출력된 각 프로슈머의 할당 판매량으로 해당 프로슈머의 판매가격을 재산정하는 판매가격 재산정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래 중개 시스템. The method of claim 5, wherein the sales price adjustment unit,
A transaction participation rate derivation module that derives the transaction participation rate of each prosumer based on each prosumer's previous transaction participation rate, sales volume, and sales price;
an allocated sales volume derivation module that derives the allocated sales volume of each prosumer based on the derived transaction participation rate of each prosumer and the total purchase volume of consumers; and
A power transaction brokerage system comprising a sales price recalculation module that recalculates the sales price of the prosumer based on the output allocated sales volume of each prosumer.
전력을 생산하여 프로슈머에 전달하는 유틸리티와 프로슈머 간의 공통접속점(PCC)의 전력거래 전 후 각각의 기준전압 pu(per unit)에 대한 전력 변동분과 전력거래 전 후의 전력 변동 차이를 토대로 배전계통 이용료를 도출하는 배전계통 이용료 산정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래 중개 시스템. The method of claim 1, wherein the mediation server:
Derive the distribution system usage fee based on the power fluctuation for each reference voltage pu (per unit) before and after power trading at the common connection point (PCC) between the utility that produces and delivers power to the prosumer and the prosumer, and the difference in power fluctuation before and after the power transaction. A power transaction brokerage system further comprising a distribution system usage fee calculation unit.
다수의 프로슈머 각각에 대해, 소정 시간의 계통으로부터의 구매 가격, 계통으로의 판매가격, 가격 갱신 계수, 컨슈머의 요구 수요량 및 프로슈머의 잉여 발전량을 기반으로 판매가격을 도출하는 판매가격 산정단계;
다수의 컨슈머 각각에 대해, 부하 소비 선호도, 부하 소비량 및 부하 조정량과, 각 프로슈머의 계통으로부터의 구매량 및 프로슈머의 계통으로의 판매량과, 각 프로슈머의 분산 전원의 발전량, 분산 전원의 충전량, 총 발전량, 발전 충전량, 분산 전원의 방전 효율, 분산 전원의 충전 효율, 분산 전원의 정격 용량, 분산 전원의 최종 충전량, 분산 전원의 초기 추정량, 분산 전원의 충전 상태 변수, 분산 전원의 방전 상태변수, 계통 구매 상태변수, 계통 판매 상태변수 중 적어도 하나를 기반으로 판매량을 도출하는 판매량 산정단계;
각 컨슈머의 부하 소비 선호도 계수, 부하 소비량 및 부하 조정량과 계통으로부터의 구매량 및 프로슈머로부터의 구매량과, 프로슈머의 거래 참여율, 부하 조정 기피 계수를 기반으로 구매량이 도출하는 구매량 도출단계; 및
각 프로슈머의 판매 금액 및 판매량과 각 컨슈머의 구매량을 기반으로 각 프로슈머의 거래 참여율을 도출하고 도출된 각 프로슈머의 거래 참여율에 의거 컨슈머의 총 구매량 중 각 프로슈머의 할당 판매량을 도출하며 도출된 각 프로슈머의 할당 판매량으로 판매가격을 재산정하는 판매가격 조정단계를 포함하고,
조류해석 기법으로 프로슈머가 지불하여야 하는 계통배전 이용료를 결정하는 모선 전압 안정도로 배전계통 이용료를 더 도출하는 단계를 더 포함하고,
배전계통 이용료는 전력거래 전 후 각각의 기준전압 pu(per unit)에 대한 전력 변동분 및 전력거래 전 후의 전력 변동 차이로 도출하도록 구비되고,
상기 거래 참여율은, 전체 컨슈머의 총 구매량 중 개별 프로슈머 각각에 할당되는 요구 수요량으로, 소정 시간 t를 기준으로 소정의 단위 시간 이전의 이전 전력거래에서 연산된 거래 참여율. 업데이트 계수, 컨슈머 i의 구매량, 및 프로슈머 j의 판매량으로 도출되고,
상기 할당 판매량은 전달맏은 전달받은 해당 프로슈머 j의 거래 참여율 및 컨슈머의 총 구매량으로 도출되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전력거래 중개 방법.Power generation through P2P game theory using program routines and input variables set by computing means based on a network between multiple prosumers who present sales prices and sales volumes and multiple consumers who calculate purchase quantities that maximize the efficiency of load power. In the power transaction brokerage method for performing transactions,
A selling price calculation step of deriving a selling price for each of a plurality of prosumers based on the purchase price from the grid at a predetermined time, the selling price to the grid, the price update coefficient, the consumer's required demand, and the prosumer's surplus power generation;
For each of the plurality of consumers, load consumption preference, load consumption and load adjustment amount, purchase volume from each prosumer's grid and sales volume to the prosumer's grid, power generation amount from the distributed power source of each prosumer, charging amount from the distributed power source, and total power generation amount. , generated charge amount, discharge efficiency of distributed power source, charging efficiency of distributed power source, rated capacity of distributed power source, final charge amount of distributed power source, initial estimated amount of distributed power source, charging state variable of distributed power source, discharge state variable of distributed power source, grid purchase A sales volume calculation step of deriving sales volume based on at least one of a state variable and a system sales state variable;
A purchase quantity derivation step in which the purchase quantity is derived based on the load consumption preference coefficient, load consumption, and load adjustment amount of each consumer, the purchase amount from the system and the purchase amount from the prosumer, the prosumer's transaction participation rate, and the load adjustment aversion coefficient; and
Based on the sales amount and sales volume of each prosumer and the purchase volume of each consumer, the transaction participation rate of each prosumer is derived. Based on the transaction participation rate of each prosumer, the allocated sales volume of each prosumer is derived from the total purchase volume of each consumer. It includes a selling price adjustment step of recalculating the selling price based on the allocated sales volume,
It further includes the step of deriving the distribution system usage fee from the busbar voltage stability, which determines the system distribution usage fee to be paid by the prosumer using a tide analysis technique,
The distribution system usage fee is designed to be derived from the power change for each reference voltage pu (per unit) before and after power trading and the difference in power change before and after power trading.
The transaction participation rate is the required demand allocated to each individual prosumer out of the total purchase amount of all consumers, and is the transaction participation rate calculated from the previous electricity transaction before a predetermined unit time based on a predetermined time t. Derived from the update coefficient, purchase volume of consumer i, and sales volume of prosumer j,
A power transaction brokerage method, characterized in that the allocated sales volume is derived from the transaction participation rate of the prosumer j and the total purchase volume of the consumer.
각 프로슈머의 이전 거래 참여율, 판매량 및 판매가격을 기반으로 각 프로슈머의 거래 참여율을 도출하는 단계;
도출된 각 거래 참여율과 컨슈머의 총 구매량을 기반으로 각 프로슈머의 할당 판매량을 도출하는 단계;
상기 할당 판매량으로 해당 프로슈머의 판매가격을 재산정하는 단계; 및
재산정된 판매가격이 기 정해진 균형 해에 수렵하면 최종 판매가격으로 전력거래를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래 중개 방법.The method of claim 8, wherein the sales price adjustment step is,
Deriving the transaction participation rate of each prosumer based on the previous transaction participation rate, sales volume, and sales price of each prosumer;
Deriving an allocated sales volume for each prosumer based on the derived transaction participation rate and the total purchase volume of the consumer;
recalculating the sales price of the prosumer based on the allocated sales volume; and
A power transaction brokerage method comprising the step of performing a power transaction at the final sale price when the recalculated sales price is reached in a predetermined balance year.
A computer-readable recording medium on which a program for executing the power trading brokerage method of paragraph 8 or 9 is recorded.
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