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전력계통 Peak-Shaving 성능향상을 위한 1일 부하곡선 생성
Generation of Daily Load Curves for Performance Improvement of Power System Peak-Shaving 원문보기

한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems, v.24 no.2, 2014년, pp.141 - 146  

손수빈 (서울과학기술대학교 전기정보공학과) ,  송화창 (서울과학기술대학교 전기정보공학과)

초록
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본 논문은 Peak Shaving 알고리즘의 성능 향상을 위한 예측 부하 곡선의 생성의 한 방법을 제시한다. 여기서 논하는 Peak Shaving 알고리즘은 대용량의 배터리 에너지 저장시스템 (BESS, Battery Energy Storage System)을 위한 PMS (Power Management System)의 장주기 스케쥴링 알고리즘을 의미한다. 위의 PMS는 주로 배터리에서 에너지의 입출력을 제어하는 데에 주목적이 있다. 이를 위해서 Peak Shaving 알고리즘이 사용되는데, 여기서 예측 부하곡선과 실제 부하곡선 사이의 불확실성이 나타난다. 원활한 에너지의 충,방전을 위하여 본 논문에서는 주 단위의 표준화 방법과 계절별 부하의 특성을 고려한 예측 부하 곡선 생성 방법을 제안한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper suggests a way of generating one-day load curves for performance improvement of peak shaving in a power system. This Peak Shaving algorithm is a long-term scheduling algorithm of PMS (Power Management System) for BESS (Battery Energy Storage System). The main purpose of a PMS is to manage...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • Peak shaving을 수행함에 있어서 본 논문에서 제안한 수요예측 알고리즘의 주된 목적은 peak shaving을 실제로 수행하게 될 때 필요로 하는 부하 곡선에 대한 데이터가 없을 때 과거의 실적 데이터(historical data)를 이용하여 예측 부하 데이터를 생성하는 것이다. 문헌 상에서 많은 부하예측에 대한 연구가 진행되었다 [10-11].
  • 본 논문은 Peak Shaving 알고리즘의 성능 향상을 위한 예측 부하 곡선의 생성의 한 방법을 제시한다. 여기서 논하는 Peak Shaving 알고리즘은 대용량의 배터리 에너지 저장시스템 (BESS, Battery Energy Storage System)을 위한 PMS (Power Management System)의 장주기 스케쥴링 알고리즘을 의미한다.
  • 에너지 저장시스템의 장주기적인 역할과 단주기적인 역할 중에서 본 논문은 장주기적인 역할에 중점을 두었는데, 이는 주로 발전과 부하 수요 간의 에너지의 이동을 원활하게 하는 것이 주된 목적이다 [4-6]. 이를 위한 스케쥴링 알고리즘에는 Peak Shaving이 이용이 된다.
  • 문헌 상에서 많은 부하예측에 대한 연구가 진행되었다 [10-11]. 예측 데이터와 실제 부하 데이터간에는 오차가 발생하는데, 오차를 줄이는 여러 방안 중에서도 1일, 1주일 간격의 부하 데이터 값의 변동이 비교적 작은 것과 그에 따른 규칙성, 계절에 따른 부하의 변화에서 착안하여 주 단위의 표준화를 이용한 부하 예측 알고리즘을 제안하고자 한다.
  • 이러한 Peak Shaving 알고리즘에서 예측 부하 데이터와 실제 부하 데이터간에는 오차가 발생하게 된다. 오차가 발생하게 되면 에너지 저장 시스템에서 스케쥴링에 오류가 발생하기 때문에 이를 줄이기 위하여 주 단위 표준화를 이용하고, 계절별 부하 특성을 고려한 연간 전력 수요 예측 방안에 대해 제시하고자 한다.
  • 여기서 예측 부하곡선과 실제 부하곡선 사이의 불확실성이 나타난다. 원활한 에너지의 충,방전을 위하여 본 논문에서는 주 단위의 표준화 방법과 계절별 부하의 특성을 고려한 예측 부하 곡선 생성 방법을 제안하였다.
  • 이는 여러 가지 방법이 적용될 수 있으나 배터리의 여러 물리적인 특성을 적용하기에 한계가 있기 때문에 실제 운용에 있어서는 어려움이 있다 [7-8]. 이 논문은 그러한 모델링이 아닌 예측 부하 데이터와 실제 부하 데이터간의 차이를 줄이기 위한 방안을 제안한다. 이 논문의 주제인 주 단위의 표준화와 계절별 부하특성을 고려하여 예측 부하 곡선을 생성하는 방법을 설명하기 전에 이 방법을 적용하게 될 Peak Shaving 알고리즘에 대하여 간단하게 설명하려 한다.
  • 이 논문은 그러한 모델링이 아닌 예측 부하 데이터와 실제 부하 데이터간의 차이를 줄이기 위한 방안을 제안한다. 이 논문의 주제인 주 단위의 표준화와 계절별 부하특성을 고려하여 예측 부하 곡선을 생성하는 방법을 설명하기 전에 이 방법을 적용하게 될 Peak Shaving 알고리즘에 대하여 간단하게 설명하려 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PMS의 주목적은 무엇인가? 여기서 논하는 Peak Shaving 알고리즘은 대용량의 배터리 에너지 저장시스템 (BESS, Battery Energy Storage System)을 위한 PMS (Power Management System)의 장주기 스케쥴링 알고리즘을 의미한다. 위의 PMS는 주로 배터리에서 에너지의 입출력을 제어하는 데에 주목적이 있다. 이를 위해서 Peak Shaving 알고리즘이 사용되는데, 여기서 예측 부하곡선과 실제 부하곡선 사이의 불확실성이 나타난다.
Peak Shaving 알고리즘을 사용하면 무엇이 나타나는가? 위의 PMS는 주로 배터리에서 에너지의 입출력을 제어하는 데에 주목적이 있다. 이를 위해서 Peak Shaving 알고리즘이 사용되는데, 여기서 예측 부하곡선과 실제 부하곡선 사이의 불확실성이 나타난다. 원활한 에너지의 충,방전을 위하여 본 논문에서는 주 단위의 표준화 방법과 계절별 부하의 특성을 고려한 예측 부하 곡선 생성 방법을 제안한다.
Peak Shaving 알고리즘에서 예측 부하 데이터와 실제 부하 데이터 간에 발생하는 오차는 어떠한 문제를 일으키나요? 이러한 Peak Shaving 알고리즘에서 예측 부하 데이터와 실제 부하 데이터간에는 오차가 발생하게 된다. 오차가 발생하게 되면 에너지 저장 시스템에서 스케쥴링에 오류가 발생하기 때문에 이를 줄이기 위하여 주 단위 표준화를 이용하고, 계절별 부하 특성을 고려한 연간 전력 수요 예측 방안에 대해 제시하고자 한다.
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참고문헌 (11)

  1. EPRI, Electricity Energy Storage Technology Options, EPRI Report, 2010. 

  2. U.S. DOE, Basic Research Needs for Electrical Energy Storage, DOE Report, 2007. 

  3. Sung-Wook Park, Jin Soo Seo and Bo-Hyeun Wang, "Development of Home Electrical Power Monitoring System and Device Identification Algorithm" Journal of Korean Institute of Intelligent Systems, Vol. 21, No. 4, pp. 407-413, 2011. 

  4. P. Denholm, E. Ela, B. Kirby, and M. Milligan, The Role of Energy Storage with Renewable Electricity Generation, NREL Report: TP-6A2-47187, 2010. 

  5. P. Mercier, R. Cherkaouri, and A. Oudalov, "Optimizing a battery energy storage system for frequency control application in an isolated power system," IEEE Trans. Power Systems, Vol. 24, No. 3, pp. 1469-1477, 2009. 

  6. X. Li, L. Liao,, B. Li, and Z. Wang, "Improvement of power quality and voltage stability of load by battery energy storage system," Proc. of Conferecne of Power Engineering, Energy and Electrical Drives, Lisbon, Portugal, 18-20 March 2009. 

  7. Y. H. Joo, K. H. Jung, D. W. Kim, and J. B. Park, "A Study of Short-Term Load Forecasting System Using Data Mining" Journal of Korean Institute of Fuzzy and Intelligent System, vol. 14, No. 2, pp. 130-135, 2004. 

  8. J.-Y. Lee, W. Kim, and C.-H. Hyun, "Robust High-Gain Observer Based SOC Estimator for Uncertain RC Model of Li-Ion Batteries" Journal of Korean Institute of Intelligent Systems, Vol. 23, No.3, pp. 214-219, 2013. 

  9. S. Ohn, J.-S. Kim, H. Song and B. Chang, "Fuzzy LP Based Power Network Peak Shaving Algorithm" Journal of Korean Institute of Intelligent Systems, Vol. 22, No. 6, pp. 754-760, 2012. 

  10. P. R. J. Campbell and K. Adamson, "Methodologies for Load Forecasting," Proc. of 3rd International Conference Intelligent Systems, London, UK, 2-6 September 2006. 

  11. S.-H. Yoo, "A Nonlinear Observer Design for Estimating State-of-Charge of Lithium Polymer Battery" Journal of Korean Institute of Intelligent Systems, Vol. 22, No. 3, pp. 300-304, 2012. 

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