| 1 |
1
발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 시스템에 있어서,전력계통을 자동으로 감시 및 제어하고 상기 전력계통을 분석하여 계통 조류(Power Flow) 데이터를 생성하며 생성된 계통 조류 데이터를 실시간으로 전송하는 에너지 관리 시스템(EMS: Energy Management System, 이하 "EMS"라 함);상기 EMS로부터 상기 계통 조류 데이터를 수신하여 상기 계통 조류 데이터를 상기 계통 조류 데이터에 포함된 각 변수별로 저장하도록 제어하는 계통자료 수신부 및 관리자로부터 계통의 안정을 위해 요구되는 등식 제약 조건 및 부등식 제약 조건을 입력받으면 상기 등식 제약 조건 및 부등식 제약 조건 하에서 발전기별 발전기 2차 비용함수의 합을 목적함수로 하여 최적 조류(OPF: Optimal Power Flow, 이하 "OPF"라 함) 계산을 수행함으로써 발전기별 최적 출력량 및 발전기별 최소 발전비용(이하 "최적해"라 함)을 산출하는 OPF 연산부를 포함하는 계통 분석부; 상기 계통자료 수신부가 수신한 상기 계통 조류 데이터를 상기 각 변수별로 저장하고, 상기 계통 분석부가 산출하는 결과를 저장하는 데이터베이스; 및상기 계통 조류 데이터 및 상기 최적해를 디스플레이하고 상기 계통 분석부를 작동시키기 위한 명령을 입력하기 위한 운영/관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 시스템
|
| 2 |
2
제 1 항에 있어서,상기 계통 분석부는 상기 최적해를 이용하여 발전기별 임시 발전 가격(IGP: Interim Generating Unit Price, 이하 "IGP"라 함)을 산출하는 IGP 연산부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 시스템
|
| 3 |
3
제 2 항에 있어서,상기 IGP 연산부는 IGP 계산 프로그램을 저장하되, 상기 IGP 계산 프로그램은,(a) 상기 OPF 계산에 의해 산출된 상기 발전기별 최적 출력량(이하, "PSE"라 함) 및 상기 발전기별 최소 발전비용이 입력되는 단계;(b) 발전기별로 열소비 상수, 1차 열소비 계수 및 2차 열소비 계수 각각에 상기 발전기별 최소 발전비용을 곱하여 가격 상수(NLPC: No Load Price Coefficient, 이하 "NLPC" 라 함), 1차 증분가격 계수(LPC: Linear Price Coefficient, 이하 "LPC"라 함), 2차 증분가격 계수(QPC: Quadratic Price Coefficient, 이하 "QPC"라 함)를 산출하는 단계; 및 (c) 상기 관리자로부터 거래기간(TPD: Trading Period Duration, 이하 "TPD"라 함) 정보를 입력받으면 하기 수학식을 이용하여 상기 발전기별 IGP를 산출하고 상기 발전기별 IGP를 상기 운영/관리부로 출력하는 단계(여기서, SUC는 발전기별 기동비용, x는 발전계획 신고기간의 첫 단위 거래 시간, y는 발전계획 신고기간의 마지막 거래시간을 의미한다
|
| 4 |
4
제 1 항에 있어서,상기 OPF 연산부는 상기 OPF 계산을 수행하는 OPF 프로그램을 저장하되, 상기 OPF 프로그램은, (a) 상기 관리자로부터 상기 계통의 안정을 위해 요구되는 상기 등식 제약 조건 및 상기 부등식 제약 조건과 상기 등식 제약 조건 및 상기 부등식 제약 조건을 형성하는 상태 변수, 제어변수 및 라그랑제 변수(이상의 모든 변수를 포함하여 "z 벡터"라 함)에 대한 초기값을 입력받는 단계; (b) 상기 z 벡터에 입력되어 있는 각 변수가 상기 부등식 제약 조건을 만족하는지 여부를 판단하여 만족하지 않는 변수를 액티브 셋(Active Set)으로 선정하고 상기 액티브 셋으로 선정된 상기 변수에 대한 페널티 항을 설정하는 단계;(c) 상기 목적함수에 상기 등식 제약 조건 및 상기 페널티 항을 반영한 확장 라그랑제 함수를 1차 편미분한 행렬 g 와 2차 편미분한 행렬 W에 대한 상기 z 벡터에 입력되어 있는 값에서의 행렬값을 계산하는 단계;(d) 상기 W의 역행렬과 -g 행렬을 곱하는 연산을 수행하여 상기 z 벡터에 입력되어 있는 상기 각 변수의 변화량(△z)을 산출하고, 상기 z 벡터에 상기 △z를 더하여 상기 z 벡터를 갱신하는 단계;(e) 상기 △z의 크기가 기 설정되어 있는 충분히 작은 수(ε)보다 작은지 여부를 판단하여 큰 경우에는 상기 (c) 단계로 진행하는 단계;(f) 상기 △z의 상기 크기가 상기 ε보다 작은 경우에는 상기 z 벡터에 입력되어 있는 상기 각 변수의 값들이 상기 부등식 제약 조건을 만족하는지를 판단하여 만족하지 않는 변수를 새로운 액티브 셋으로 선정하고, 상기 새로운 액티브 셋으로 선정된 상기 변수에 대한 상기 페털티 항 및 상기 페널티 항에 포함된 페널티 계수를 설정 또는 갱신한 후 상기 (c) 단계로 진행하는 단계; 및(g) 상기 각 변수의 값들이 모두 상기 부등식 제약 조건을 만족하는 경우에는 최종적으로 저장된 상기 z 벡터에 포함된 상기 발전기별 최적 출력량과 상기 발전기별 최적 출력량을 이용하여 산출된 상기 발전기별 최소 발전비용을 출력하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 시스템
|
| 5 |
5
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 등식 제약 조건은 모선별 전력평형 방정식을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 시스템
|
| 6 |
6
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 부등식 제약 조건은 발전기별 유효전력 제한 조건, 발전기별 무효전력 제한 조건, 최대 선로 용량 제한 조건, 모선 전압 제한 조건, 변압기 탭(Tap)비 제한 조건, 변압기 위상변위 제한 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 시스템
|
| 7 |
7
제 4 항에 있어서,상기 페널티 항은 하기 수학식을 이용하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 시스템
|
| 8 |
8
제 4 항에 있어서,상기 페널티 계수는 하기 수학식을 이용하여 갱신되는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 시스템
|
| 9 |
9
발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 방법에 있어서,(a) 에너지 관리 시스템(EMS: Energy Management System)으로부터 실시간으로 계통 조류(Power Flow) 데이터를 수신하는 단계;(b) 관리자가 상기 계통 조류 데이터를 분석하여 계통의 안정을 위해 요구되는 등식 제약 조건 및 부등식 제약 조건을 입력하면 입력된 상기 등식 제약 조건 및 부등식 제약 조건 하에서 발전기별 발전기 2차 비용함수의 합을 목적함수로 하여 최적 조류(OPF: Optimal Power Flow, 이하 "OPF"라 함) 계산을 수행하는 단계; 및(c) 상기 OPF 계산으로부터 산출된 발전기별 최적 출력량 및 발전기별 최소 발전비용(이하 "최적해"라 함)을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 방법
|
| 10 |
10
제 9 항에 있어서,상기 (c) 단계 이후에,(d) 상기 최적해를 이용하여 입찰 가격 결정의 지표가 되는 발전기별 IGP를 연산하고 상기 발전기별 IGP를 출력하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 방법
|
| 11 |
11
제 10 항에 있어서,상기 (d) 단계는,(a) 상기 OPF 계산에 의해 산출된 상기 발전기별 최적 출력량(이하, "PSE"라 함) 및 상기 발전기별 최소 발전비용이 입력되는 단계;(b) 발전기별로 열소비 상수, 1차 열소비 계수 및 2차 열소비 계수 각각에 상기 발전기별 최소 발전비용을 곱하여 가격 상수(NLPC: No Load Price Coefficient, 이하 "NLPC" 라 함), 1차 증분가격 계수(LPC: Linear Price Coefficient, 이하 "LPC"라 함), 2차 증분가격 계수(QPC: Quadratic Price Coefficient, 이하 "QPC"라 함)를 산출하는 단계; 및 (c) 상기 관리자로부터 거래기간(TPD: Trading Period Duration, 이하 "TPD"라 함) 정보를 입력받으면 하기 수학식을 이용하여 상기 발전기별 IGP를 산출하고 상기 발전기별 IGP를 상기 운영/관리부로 출력하는 단계(여기서, SUC는 발전기별 기동비용, x는 발전계획 신고기간의 첫 단위 거래 시간, y는 발전계획 신고기간의 마지막 거래시간을 의미한다
|
| 12 |
12
제 9 항에 있어서,상기 (b) 단계는,(b1) 상기 관리자로부터 상기 계통의 안정을 위해 요구되는 상기 등식 제약 조건 및 상기 부등식 제약 조건과 상기 등식 제약 조건 및 상기 부등식 제약 조건을 형성하는 상태 변수, 제어변수 및 라그랑제 변수(이상의 모든 변수를 포함하여 "z 벡터"라 함)에 대한 초기값을 입력받는 단계; (b2) 상기 z 벡터에 입력되어 있는 각 변수가 상기 부등식 제약 조건을 만족하는지 여부를 판단하여 만족하지 않는 변수를 액티브 셋(Active Set)으로 선정하고 상기 액티브 셋으로 선정된 상기 변수에 대한 페널티 항을 설정하는 단계;(b3) 상기 목적함수에 상기 등식 제약 조건 및 상기 페널티 항을 반영한 확장 라그랑제 함수를 1차 편미분한 행렬 g 와 2차 편미분한 행렬 W에 각각에 대한 상기 z 벡터에 입력되어 있는 값에서의 행렬값을 계산하는 단계;(b4) 상기 W의 역행렬과 -g 행렬을 곱하는 연산을 수행하여 상기 z 벡터에 입력되어 있는 상기 각 변수의 변화량(△z)을 산출하고, 상기 z 벡터에 상기 △z를 더하여 상기 z 벡터를 갱신하는 단계;(b5) 상기 △z의 크기가 기 설정되어 있는 충분히 작은 수(ε)보다 작은지 여부를 판단하여 큰 경우에는 상기 (b3) 단계로 진행하는 단계;(b6) 상기 △z의 상기 크기가 상기 ε보다 작은 경우에는 상기 z 벡터에 입력되어 있는 상기 각 변수의 값들이 상기 부등식 제약 조건을 만족하는지를 판단하여 만족하지 않는 변수를 새로운 액티브 셋으로 선정하고, 상기 새로운 액티브 셋으로 선정된 상기 변수에 대한 상기 페털티 항 및 상기 페널티 항에 포함된 페널티 계수를 설정 또는 갱신한 후 상기 (b3) 단계로 진행하는 단계; 및(b7) 상기 각 변수의 값들이 모두 상기 부등식 제약 조건을 만족하는 경우에는 최종적으로 저장된 상기 z 벡터에 포함된 상기 발전기별 최적 출력량과 상기 발전기별 최적 출력량을 이용하여 산출되는 상기 발전기별 최소 발전비용을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 방법
|
| 13 |
13
제 9 항 또는 제 12 항에 있어서,상기 등식 제약 조건은 모선별 전력평형 방정식을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 방법
|
| 14 |
14
제 9 항 또는 제 12 항에 있어서,상기 부등식 제약 조건은 발전기별 유효전력 제한 조건, 발전기별 무효전력 제한 조건, 최대 선로 용량 제한 조건, 모선 전압 제한 조건, 변압기 탭(Tap)비 제한 조건, 변압기 위상변위 제한 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 방법
|
| 15 |
15
제 12 항에 있어서,상기 페널티 항은 하기 수학식을 이용하는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 방법
|
| 16 |
16
제 12 항에 있어서,상기 페널티 계수는 하기 수학식을 이용하여 갱신되는 것을 특징으로 하는 발전비용 최소화 기법을 이용한 경제급전 예측 방법
|
| 17 |
17
계통의 안정을 위해 요구되는 등식 제약 조건 및 부등식 제약 조건 하에서 발전기별 발전기 2차 비용함수의 합을 목적함수로 하여 최적 조류(OPF: Optimal Power Flow, 이하 "OPF"라 함) 계산을 수행하는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서,(a) 관리자로부터 상기 계통의 안정을 위해 요구되는 상기 등식 제약 조건 및 상기 부등식 제약 조건과 상기 등식 제약 조건 및 상기 부등식 제약 조건을 형성하는 상태 변수, 제어변수 및 라그랑제 변수(이상의 모든 변수를 포함하여 "z 벡터"라 함)에 대한 초기값을 입력받는 단계; (b) 상기 z 벡터에 입력되어 있는 각 변수가 상기 부등식 제약 조건을 만족하는지 여부를 판단하여 만족하지 않는 변수를 액티브 셋(Active Set)으로 선정하고 상기 액티브 셋으로 선정된 상기 변수에 대한 페널티 항을 설정하는 단계;(c) 상기 목적함수에 상기 등식 제약 조건 및 상기 페널티 항을 반영한 확장 라그랑제 함수를 1차 편미분한 행렬 g 와 2차 편미분한 행렬 W에 대한 상기 z 벡터에 입력되어 있는 값에서의 행렬값을 계산하는 단계;(d) 상기 W의 역행렬과 -g 행렬을 곱하는 연산을 수행하여 상기 z 벡터에 입력되어 있는 각 변수의 변화량(△z)을 산출하고, 상기 z 벡터에 상기 △z를 더하여 상기 z 벡터를 갱신하는 단계;(e) 상기 △z의 크기가 기 설정되어 있는 충분히 작은 수(ε)보다 작은지 여부를 판단하여 큰 경우에는 상기 (c) 단계로 진행하는 단계;(f) 상기 △z의 상기 크기가 상기 ε보다 작은 경우에는 상기 z 벡터에 입력되어 있는 상기 각 변수의 값들이 상기 부등식 제약 조건을 만족하는지를 판단하여 만족하지 않는 변수를 새로운 액티브 셋으로 선정하고, 상기 새로운 액티브 셋으로 선정된 상기 변수에 대한 상기 페털티 항 및 상기 페널티 항에 포함된 페널티 계수를 설정 또는 갱신한 후 상기 (c) 단계로 진행하는 단계; 및(g) 상기 각 변수의 값들이 모두 상기 부등식 제약 조건을 만족하는 경우에는 최종적으로 저장된 상기 z 벡터에 포함된 발전기별 최적 출력량과 상기 발전기별 최적 출력량을 이용하여 산출되는 발전기별 최소 발전비용을 출력하는 단계를 수행하는 최적 조류 계산 프로그램을 기록한 기록매체
|
| 18 |
18
제 17 항에 있어서,상기 등식 제약 조건은 모선별 전력평형 방정식을 포함하는 것을 특징으로 하는 최적 조류 계산 프로그램을 기록한 기록매체
|
| 19 |
19
제 17 항에 있어서,상기 부등식 제약 조건은 발전기별 유효전력 제한 조건, 발전기별 무효전력 제한 조건, 최대 선로 용량 제한 조건, 모선 전압 제한 조건, 변압기 탭(Tap)비 제한 조건, 변압기 위상변위 제한 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 최적 조류 계산 프로그램을 기록한 기록매체
|
| 20 |
20
제 17 항에 있어서,상기 페널티 항은 하기 수학식을 이용하는 것을 특징으로 하는 최적 조류 계산 프로그램을 기록한 기록매체
|
| 21 |
21
제 17 항에 있어서,상기 페널티 계수는 하기 수학식을 이용하여 갱신되는 것을 특징으로 하는 최적 조류 계산 프로그램을 기록한 기록매체
|
