$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

[국내논문] AMI 네트워크 기반 수용가 자동 수요반응 시스템

정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.34 no.5, 2017년, pp.68 - 75  

서종관 (한국전기연구원) ,  전희연 (에너넷) ,  이재조 (한국전기연구원)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본고에서는 Advanced Metering Infrastructure (AMI) 네트워크 기반의 자동 수요반응 기술에 대해 소개한다. 수요반응은 피크 수요 기간 동안 전력의 안정화에 큰 기여를 할 수 있으며, 수요반응의 범위와 효과가 증가함에 따라 일반 수용가의 참여가 매우 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 하지만, 다양한 지역에 위치한 수용가를 대상으로 수요반응 서비스를 제공하기 위해서는 유틸리티 또는 수요관리사업자와 고객 간의 수요반응 신호 교환과 정보 공유를 위한 통합 네트워크 구축이 필수적으로 필요하다. 또한, 이기종 시스템 간 상호운용성 보장을 위한 공통의 통신 제어 기술이 요구된다. 본고에서는 AMI 네트워크를 기반으로 IEC/PAS 규격인 Open Automated Demand Response version 2.0 (OpenADR2.0) 기술을 채택하여 수용가를 대상으로 한 자동화된 수요반응 서비스를 실현하고자 한다. AMI 디바이스를 수요반응 자원으로 활용하기 위하여 기존의 기능은 유지한 채로 OpenADR2.0 프로토콜을 탑재하여 수요반응 기능이 추가된 디바이스들을 개발하였으며, 프로토콜 적합성 테스트와 필드 테스트를 통하여 자동화된 수요 반응 서비스 및 부하 감축을 검증하였다. 개발 소프트웨어는 OpenADR Alliance로부터 국제공인인증을 획득함으로써 수요 반응 시스템의 레퍼런스 통신 기술로 적용이 가능하다.

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본고에서는 AMI 네트워크와 OpenADR2.0 기술 기반의 수용가를 위한 자동 수요반응 시스템에 알아본다.
  • 본고에서는 PLC 기반의 AMI 네트워크를 적용한 수용가를 위한 자동 수요반응 시스템을 설계하였다. 기존의 AMI 네트워크를 활용하여 수요반응 네트워크에 적용하여 수용가 위치의 제약을 해결하였다.
  • 이러한 AMI는 다수의 국가에서 적용하고 있으며[15][16][17], 이미 한국은 PLC 기술 기반의 AMI 네트워크를 구축하고 있다[18]. 본고에서는 수요반응 네트워크의 리소스로서 PLC 기반 AMI 네트워크를 활용하고자 한다. 수요반응 서비스 제공자는 이 네트워크를 통하여 개별 고객에게 접근할 수 있을 것이다.
  • 본고의 구성은 다음과 같다. 본론에서는 AMI 네트워크와 OpenADR2.0 프로파일에 대해 소개한다. 해당 기술을 바탕으로 기존의 AMI 구성 시스템에 수용가 자동 수요반응 시스템 아키텍처를 설계한다.
  • 제안한 자동 수요반응 시스템에 탑재된 프로토콜을 검증하고 실제 부하 감축을 확인하기 위하여 시뮬레이션 테스트와 필드테스트를 진행하였다. 시뮬레이션 테스트는 프로토콜의 적합성을 목적이며 시스템 구성 디바이스를 대상으로 OpenADR2.0 프로토콜이 탑재되어 해당 프로토콜에 의해 실제로 동작 여부를 검증하고자 한다. OpenADR Alliance에서 제공한 테스트하네스 프로그램으로 검증하였다.
  • 제안한 모델은 동일한 전력선으로 구성된 모든 수용가에게 접근이 가능하며, 유틸리티에서 수용가의 부하를 직접 제어가 가능하다. 이것은 기존의 AMI 구성 디바이스들이 수요반응 기능을 제공하도록 설계하였기 때문에 가능한 것이며, 보다 구체적인 내용은 각 디바이스의 개발에서 설명하고자 한다.

가설 설정

  • 이것은 에어컨의 소비전력이 가장 크기 때문에 그만큼 감축량도 큰 것을 알 수 있다. 이벤트 기간을 증가하거나 참여하는 가전 기기의 수가 증가하게 되면 전력 감축량은 더 클 것이다. 이 필드 테스트의 부하 감축 결과는 설계한 수요반응 시스템이 AMI 네트워크를 통해OpenADR2.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
OpenADR2.0 프로파일 기술은 어떻게 구분되는가? 이 프로파일은 HTTP 방식을 사용하여 모든 노드들 간의 통신을 수행하며, eXtensibleMark-up Language (XML)을 기반으로 수요반응 관련 정보가 표현된다. OpenADR2.0은 수요반응 이벤트 정보만 수행하는 2.0a와 이벤트를 비롯하여 가격과 리포팅 기능을 정의하는 2.0b로 구분된다. Virtual Top Node (VTN)과 Virtual End Node (VEN) 의 용어를 사용하여 구성하는 수요반응 시스템의 노드 관계를 설명하고 있다.
AMI란 무엇인가? AMI는 댁내에서 사용한 전력 데이터를 스마트미터에서 검침하여 이와 관련된 다양한 정보를 통신망을 통해 전달되는 스마트그리드의 핵심 기술이다. 유틸리티와 수용가 간의 양방향 통신을 보장하기 때문에 유틸리티는 기존의 수동적인 방법으로전력 사용량을 검침하는 제약에서 벗어나 원격에서 실시간으로 소비 전력을 측정이 가능하다.
한국에서 AMI 네트워크로 채택한 것은 무엇인가? 유틸리티와 수용가 간의 양방향 통신을 보장하기 때문에 유틸리티는 기존의 수동적인 방법으로전력 사용량을 검침하는 제약에서 벗어나 원격에서 실시간으로 소비 전력을 측정이 가능하다. 한국에서는 국제 표준기술인 KS X ISO/IEC 12139-1[21]을 AMI 네트워크로 채택하였으며,2020년까지 1800만 가구를 대상으로 이 기술을 탑재한 스마트 미터를 설치하는 사업을 수행하고 있다. 이러한 PLC 기술은 다양한 분야에서 적용되고 있으며[22][23], 특히 홈 자동화에 널리 이용되고 있다[24][25].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (27)

  1. J. Media, N. Muller, and I. Roytelman, "Demand response and distribution and operations: Opportunities and challenges," IEEE Trans. Smart Grid, vol. 1, no. 2, pp. 193-198, Sept. 2010. 

    상세보기 crossref

  2. K. Samarakoon, J. Ekanayake, and N. Jenkins, "Reporting Available Demand Response," IEEE Trans. Smart Grid, vol. 4, no. 4, pp. 1842-1851, Dec. 2013. 

    상세보기 crossref

  3. Z. Zhou, F. Zhao, and J. Wang, "Agent-based electricity market simulation with demand response from commercial buildings," IEEE Trans. Smart Grid, vol. 2, no. 4, pp. 580-588, Dec. 2011. 

    상세보기 crossref

  4. I. Georgievski, V. Degeler, G. Pagani, T. A. Nguyen, A. Lazovik, and M. Aiello, "Optimizing energy costs for offices connected to the smart grid," IEEE Trans. Smart Grid, vol. 3, no. 4, pp. 2273-2285, Dec 2012. 

    상세보기 crossref

  5. M. A. Piette, O. Sezgen, D. S. Watson, N. Motegi, C. Shockman, and L. Ten Hope, "Development and evaluation of fully automated demand response in large facilities," Lawrence Berkeley National Laboratory, 2004. 

  6. J. L. Mathieu, T. B. Rassmusen, H. J' ohannsson, M. Sorensen, and G. Andersson, "Technical resource potential of non-disruptive residential demand response in Denmark," in Proc. IEEE Power and Energy Soc. General Meeting, National Harbor, MD, USA, Jul. 2014, pp. 1-5. 

  7. S. Ghaemi, and Schneider, "Potential analysis of residential Demand Response using GridLAB-D," in Proc. IEEE Ind. Soc. General Conf., Vienna, Austria, Nov. 2013, pp. 8039-8045. 

  8. D.P. Chassin, P. Du, and J.C. Fuller, "The potential and limits of residential demand response control strategies," in Proc. IEEE Power and Energy Soc. General Meeting, San Diego, CA, USA, Jul. 2011, pp. 1-6. 

  9. Zhanle Wang, R. Paranjape, A. Sadanand, and Zhikun Chen, "Residential Demand Response: An Overview of Recent Simulation and Modeling Applications," in Proc. Elect. and Comput. Eng. (CCECE), Regina, Canada, pp. 1-6, May 2013. 

  10. W. Jewell, "The Effects of Residential Energy Efficiency on Electric Demand Response Programs," in Proc. System Sciences (HICSS), Wichita, USA, pp.2363-2372, Jan. 2014. 

  11. Ameren Illinois Utilities, Ameren Power Smart Pricing, 2012. [Online]. Available: http://www.powersmartpricing.org/how-it-works/. 

  12. M.A.A. Pedrasa, M.M. Oro, N.C.R. Reyes, and J.R.I. Pedrasa, "Demonstration of direct load control of air conditioners in high density residential buildings," IEEE Innovative Smart Grid Technologies, pp. 400-405, May 2014. 

  13. Con Edison, Demand Response/Distribution Load Relief Program, 2012. [Online]. Available: http://www.coned.com/energyefficiency/. 

  14. L. Gkatzikis, I. Koutsopoulos, and T. Salonidis, "The Role of Aggregators in Smart Grid Demand Response Markets," IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 32, no. 7, pp. 1247-1257, Jul. 2013. 

  15. H. Li, S. Gong, D. Yang, L. Lai, Z. Han, and R. C. Qiu, "Efficient and Secure Wireless Communications for Advanced Metering Infrastructure in Smart Grids," IEEE Trans. Smart Grid, vol. 3, no. 3, pp. 1540-1551, Sept. 2012. 

    상세보기 crossref

  16. N. Liu, J. Zhang, J. Chen, L. Zhu, and Y. He "A Key Management Scheme for Secure Communications of Advanced Metering Infrastructure in Smart Grid," IEEE Trans. Ind. Electronics, vol. 60, no. 10, pp. 4746-4756, Oct. 2013. 

    상세보기 crossref

  17. Yuan-Liang Lo, Shih-Che Huang, and Chan-Nan Lu "Transformational Benefits of AMI Data in Transformer Load Modeling and Management," IEEE Trans. Power Delivery, vol. 29, no. 2, pp. 742-750, Apr. 2014. 

  18. Ministry of Trade, Industry and Energy, "The Ministry of Knowledge Economy Smart Grid National Roadmap," 2014. 

  19. International Electrotechnical Commission (IEC), "IEC/PAS 62746-10-11:2014 OpenADR 2.0 Profile Specification," 2014. 

  20. Demand Response Research Center, http://drrc.lbl. gov/research-areas/demand-response-resources. 

  21. KS X ISO/IEC 12139-1, "Telecommunication and information exchange between systems, power line communication - High speed PLC medium access control and physical layer - Part 1: General requirements," 2013. 

  22. S. Barmada, M. Raugi, R. Rizzo, and M. Tucci, "Channel evaluation for power line communication in plug-in electric vehicles," IET Elec. Syst. Transportation, vol. 2, no. 4, pp. 195-201, Nov. 2011. 

  23. D. Della Giustina, P. Ferrari, A. Flammini, S. Rinaldi, and E. Sisinni, "Automation of Distribution Grids With IEC 61850: A First Approach Using Broadband Power Line Communication," IEEE Trans. Instrumentation and Measurement, vol. 62, no. 9, pp. 2372-2383, Sep. 2013. 

    상세보기 crossref

  24. C. Lien, Y. Bai, H. Chen, and C. Hung, "Home appliance energy monitoring and controlling based on Power Line Communication," in Proc. Dig. of Tech. Papers Int. Conf. on Consum. Electron., Las Vegas, NV, pp. 1-2, Jan. 2009. 

  25. Young-Sung Son, Topi Pulkkinenis, Kyeong-Deok Moon, and Chaekyu Kim, "Home energy management system based on power line communication," IEEE Trans. Consum. Electron., vol. 56, no. 3, pp. 1380-1386, Aug. 2010. 

    상세보기 crossref

  26. OpenADR Alliance, "OpenADR 2.0 Profile Specification Profile A profile," 2013. 

  27. AHAM Standards, http://www.aham.org/industry. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로