전기 자동차 충전소 스케줄링과 제어를 통한 능동 배전망 운영 최적화. Part-I: 일일 예측 및 수치 검증

Khái niệm cốt lõi

전기 자동차 충전소와 배터리 에너지 저장 시스템의 유연성을 활용하여 능동 배전망을 효율적으로 운영할 수 있는 스케줄링 및 제어 프레임워크를 제안한다.

Tóm tắt

이 논문은 능동 배전망(ADN)의 운영을 최적화하기 위한 두 단계 프레임워크를 제안한다.

첫 번째 단계에서는 부하, 태양광 발전, 전기 자동차 충전소 수요의 불확실성을 고려하여 일일 예측 시나리오를 생성한다. 이를 바탕으로 배전망 운영 제약 조건 하에서 최적의 일일 전력 공급 계획(dispatch plan)을 수립한다.

두 번째 단계에서는 실시간 모델 예측 제어를 통해 일일 예측 계획을 추종하며, 전기 자동차 충전소와 배터리 에너지 저장 시스템의 유연성을 활용한다.

이를 통해 배전망의 전압과 전력 흐름 제약 조건을 준수하면서도 일일 예측 계획을 정확하게 추종할 수 있다.

논문에서는 실제 배전망 데이터를 활용하여 제안된 프레임워크의 수치 검증을 수행하였으며, 전기 자동차 충전소의 유연성이 배전망 운영 최적화에 기여함을 보였다.

Thống kê

전기 자동차 충전소 수요 예측 오차 지표 (UEE-, UEE+)가 각각 77%, 95% 감소하였다.
최대 전력 오차 (MAE)가 96% 감소하였다.
최대 전력 (MPP)이 77% 감소하였다.

Trích dẫn

"전기 자동차 충전소와 배터리 에너지 저장 시스템의 유연성을 활용하여 능동 배전망을 효율적으로 운영할 수 있는 스케줄링 및 제어 프레임워크를 제안한다."
"이를 통해 배전망의 전압과 전력 흐름 제약 조건을 준수하면서도 일일 예측 계획을 정확하게 추종할 수 있다."

Thông tin chi tiết chính được chắt lọc từ

Grid-aware Scheduling and Control of Electric Vehicle Charging Stations for Dispatching Active Distribution Networks. Part-I: Day-ahead and Numerical Validation

by Rahul K. Gup... lúc arxiv.org 04-22-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.12863.pdf

Yêu cầu sâu hơn

전기 자동차 충전소 외에 다른 유연성 자원을 활용하여 배전망 운영을 최적화할 수 있는 방법은 무엇이 있을까?

전기 자동차 충전소 외에도 다양한 유연성 자원을 활용하여 배전망 운영을 최적화할 수 있습니다. 예를 들어, 태양광 발전소, 풍력 발전소, 에너지 저장 장치, 스마트 그리드 기술 등을 활용할 수 있습니다. 태양광 발전소는 낮 동안에 발전량이 높아지는 특성을 가지고 있어 주간에 발전량이 필요한 시기에 전력을 공급할 수 있습니다. 풍력 발전소는 바람이 강한 시기에 전력을 공급하여 전력 수요를 충족할 수 있습니다. 에너지 저장 장치는 과잉 발전된 전력을 저장하고 필요할 때에 방출하여 전력 수요를 조절할 수 있습니다. 스마트 그리드 기술은 전력 네트워크를 지능적으로 관리하여 최적의 운영을 도와줍니다.

제안된 프레임워크에서 배전망 운영자의 재무적 이익을 고려하지 않았는데, 이를 어떻게 반영할 수 있을까?

배전망 운영자의 재무적 이익을 고려하기 위해서는 프레임워크에 비용 및 수익 모델을 포함시켜야 합니다. 이를 위해 운영자가 발생하는 비용(예: 전력 구매 비용, 운영 및 유지 보수 비용)과 얻는 수익(예: 전력 판매 수익, 예비 용량 제공에 대한 보상)을 고려해야 합니다. 또한, 운영자의 재무적 이익을 최적화하기 위해 최적화 알고리즘에 목표 함수로써 이익을 최대화하거나 비용을 최소화하는 요소를 추가할 수 있습니다. 이를 통해 운영자의 재무적 이익을 고려한 최적의 운영 방안을 도출할 수 있습니다.

배전망 운영 최적화를 위해 전기 자동차 사용자의 충전 패턴 변화를 유도할 수 있는 인센티브 체계는 어떻게 설계할 수 있을까?

전기 자동차 사용자의 충전 패턴을 유도하기 위한 인센티브 체계를 설계하기 위해서는 몇 가지 요소를 고려해야 합니다. 먼저, 시간대별 전력 요금제를 도입하여 전기 자동차 사용자가 전력 수요가 적은 시간대에 충전을 유도할 수 있습니다. 또한, 충전량에 따라 요금을 차등 적용하여 과도한 충전을 방지하고 효율적인 에너지 이용을 유도할 수 있습니다. 또한, 충전소 이용 시간을 유연하게 조정할 수 있는 시스템을 도입하여 전기 자동차 사용자가 전력 네트워크의 부하를 분산시키도록 유도할 수 있습니다. 이러한 인센티브 체계를 통해 전기 자동차 사용자의 충전 패턴을 효율적으로 관리하고 배전망 운영을 최적화할 수 있습니다.