This paper addresses the load usage scheduling in the HEMS for residential power consumers. The HEMS would lead the residential users to change their power usage, so as to minimize the cost in response to external information such as a time-varying electricity price, the outside temperature. However, there may be a consumer's inconvenience in the change of the power usage. In order to improve this, it is required to understand the pattern of load usage according to the external information. Therefore, this paper suggests a methodology to model the load usage pattern, which classifies home appliances according to external information affecting the load usage and models the usage pattern for each appliance based on a copula function representing the correlation between variables. The modeled pattern would be reflected as a constraint condition for an optimal load usage scheduling problem in HEMS. To explain an application of the methodology, a case study is performed on an electrical water heater (EWH) and an optimal load usage scheduling for EHW is performed based on the branch-and-bound method. From the case study, it is shown that the load usage pattern can contribute to an efficient power consumption.
본 연구에서는 일반 가정에서 Smart Grid를 통하여 누릴 수 있는 서비스를 발굴하고, 이러한 서비스를 구현할 수 있는 기기별 전력 모니터링 시스템을 구현하였으며, 모니터링한 데이터를 분석하였다. 기기별 전력 사용현황을 수집하고 이를 분석함으로써, 모니터링 시스템에 표시되고 있는 전력사용현황이 어떤 기기의 전력사용현황인지 사전에 정의된 프로토콜 없이 알 수 있다. 나아가서 전력 절감 방법 제시, 지능적인 대기전력 차단 및 복구, 기기의 이상여부 감시와 같은 서비스를 구현할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 이러한 시나리오의 실현 가능성을 점검하기 위해 기기별 전력 모니터링 시스템을 개발하여 가정 내 전력소비의 대부분을 차지하는 냉장고, 전기밥솥, TV, 세탁기 샘플에 대하여 전력소비패턴을 수집하여 database화 하였다. 또한 이 database를 분석하여 제시한 서비스들을 구현하는데 필요한 기본 기능인 기기식별이 전력사용 패턴분석을 통하여 가능함을 보였다.
At present, one of the big characteristics in electric power market in korea is unique seller but in the near future competitions are expected in the market. so additional service for the electric power are expected. Also with development of IT technology, remote inspection for power usage are possible so as consumption pattern analysis. KORAIL is one of the biggest consumer in electric power market so it is necessary to investigate power consumption pattern. This paper presents electric load consumption pattern for representative substation like urban subway, high-speed train, industrial line and simulation program for electric power rate definition program based on billing system database. Base on the substation annual power usage DB data, the characteristic of the substation power consumption are investigated and effective electrical billing system are compared each other. Through this program it is verified that we can save more then several hundred million won for a year.
Recently, electric heating using midnight power has brought a rapid increase. Therefore, the increase of midnight power use has much influenced on midnight load pattern and share more than 20% of total midnight electricity consumption. Hence, the distortion of load by using midnight power apparatus is severe and made the usage pattern ineffective electricity usage pattern. This paper analyze the load pattern of midnight power apparatus and policies that can effectively build midnight load. In addition, it provides policies on shifting midnight power apparatus load.
At present, one of the big characteristics in electric power market in korea is unique seller but in the near future competitions are expected in the market. so additional service for the electric power are expected. Also with development of IT technology, remote inspection for power usage are possible so as consumption pattern analysis. KORAIL is one of the biggest consumer in electric power market so it is necessary to investigate power consumption pattern. This paper presents electric power rate definition program based on billing system database and also basic power rate optimization method. Base on the substation annual power usage DB data, the characteristic of the substation power consumption are investigated and effective electrical billing system are compared each other. Through this program it is verified that we can save more then several hundred million won for a year.
비간섭 전력부하 감시 알고리즘은 메인선의 총 전력 사용량만으로 개별 전기 기기들의 전력 사용량을 추론할 수 있다. 이런 알고리즘을 개발하기 위해서는 개별 기기의 전력사용 패턴 데이터와 이들 기기의 다양한 조합 전력사용 패턴 데이터가 필요하다. 본 논문에서는 스마트팜용 비간섭 전력부하 감시 알고리즘개발에 필요한 전력사용 패턴 데이터 취득시스템 개발방법을 제시하였다. 데이터 취득시스템은 매초마다 개별 전기 기기들의 전력 사용량과 다양한 조합의 시나리오에 따른 전력 사용량을 동시에 측정할 수 있도록 되어 있다. 측정된 데이터는 LTE 망을 통하여 스마트팜 외부에서 원격으로 모니터링이 가능하며, 측정된 데이터는 외부 서버에 저장된다.
At present, In korea one of big characteristics in electricity power market is unique seller but in the near future competitions are expected in the market. Another big trend is development of IT technology. Through IT, remote inspection for power usage are possible. So huge power consumer like KORAIL it is necessary to investigate power consumption pattern. This paper presents load consumption pattern for representative substation and billing system database program. Base on the substation annual power usage data, the characteristic of the substation power consumption are investigated and effective electrical billing system are compared each other. The database program was properly designed to examine the billings.
현재, 에너지 효율 향상으로 소비감축을 시행하는 새로운 에너지 시스템이 대두되고 있다. 이에 스마트그리드가 확산되면서 계시별 요금제가 확대되고 있다. 계시별 요금제는 계절별 / 시간별로 요금을 다르게 적용해 사용량에 따라 요금을 내는 요금제이다. 본 연구에서는 에너지 전력 사용량 데이터를 예측하기 위해, 온도/요일/시간/계절 등 외부 요인을 고려하고 시계열 예측 모델인 LSTM을 활용한다. 이러한 에너지 사용량 예측 모델을 기반으로 기기별 사용패턴을 분석하여 전력 에너지를 최대부하시간대에서 경부하시간대로 수요이전 함으로써 에너지 사용요금을 절감한다. 기기별 사용패턴을 분석하기 위해서는 시간대별로 기기의 사용량 패턴을 학습 및 분류하는 clustering 기법을 사용한다. 정리하자면, 본 연구에서는 사용자의 전력 데이터 사용량을 기반으로 사용량과 사용 요금을 예측 및 기기별 사용패턴을 분석하고 분석 기반의 맞춤형 수요이전 서비스를 제공함으로써 사용자에게 요금 절감 효과를 가져다 준다.
This paper presents the methods to save energy by using load consumption pattern analysis. Base on the substation annual power usage data, the characteristic of the substation power consumption have investigated. With this investigation effective electrical billing condition and the control target load has been determined. Most of power usage comes from the motor car, so power system and load table of motor car were reviewed. And in the metropolitan area the peak power consumption occurs at summer or winter rush hours because of its typical characteristics. From this data control point of time are determined. Through the whole study the methode to control the power Peak consumption are proposed and prototype was designed.
Based on the detailed analysis of output characteristics of PV array and residential load usage pattern, a design method to calculate optimal battery capacity for stand-alone PV generation systems is proposed. And also, according to power flow Actual irradiation and temperature data are analyzed to compose a PV array simulator and also six representative home appliances are electrically modeled for load simulator, along with 24hours usage pattern. The surplus and insufficient power can be calculated from the proposed simulation platform, so that selection of an optimal battery capacity can be possible. The theoretical analysis and design process will be explained, along with informative simulation results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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