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스마트그리드 표준화 프레임워크 3.0

SmartGrid Standardization Framework 3.0

  1. 스마트그리드 표준화 프레임워크 3.0
  2. 국내 스마트그리드 비즈니스 패키지
  3. 에너지 수요관리
  4. 수요반응(DR)(보조 서비스)

수요반응(DR)(보조 서비스)

수요반응(DR)(보조 서비스)

2.2.1 패키지 개요 및 구성도
2.2.1 패키지 개요 및 구성도
비즈니스 패키지명 수요반응(DR)(보조 서비스)
* 발전량제어, 주파수조정 등 기존 수요감축 서비스를 보조하는 응용DR
가치 제안 기존 수요반응 프로그램과 함께 전력계통의 물리적 안정성 및 전기품질의 유질을 위한 보조적인 DR 기술로써, 속응성 자원 확보 등을 통한 유연한 수요반응 서비스를 가능하게 함
정책/제도적 준수사항 Fast DR은 산업통상자원부 전력진흥과에서 진행하고 있는 중기형 실증과제 진행 단계로써 정책/제도 수립이 확정되지 않은 상황임 수요관리 DR 시장과 연계된 전기사업법 시행령, 전기사업법 시행규칙, 전력시장운영규칙, OpenADR 2.0 B, OpenADR 연계를 위한 VEN Guide, 실시간 전력량 감시기기 설치 기준 및 검증 가이드라인(전력거래소), 소규모 신재생에너지 발전전력 등의 거래에 대한 지침 등을 참고해야 함
중점 추진 영역 빠른 응동 속도에 따른 전력감축 모델 및 운영 시나리오
수요자원 보조서비스시장(주파수조정, 공급예비력, 대기예비력)
프로그램에 따른 세부 서비스 응용 모델
관련 시스템 유스케이스 (UC-DR-S04) 운전상태 제어
(UC-DR-S05) 주파수추종 및 자동발전제어
[그림 42] [DR-02] 개요 및 구성도
2.2.2 단위 비즈니스 유스케이스
(UC-DR-B03) Fast DR
(UC-DR-B03) Fast DR
단위 비즈니스 명 (UC-DR-BO3) Fast DR
목적 최소 10초에서 최대 10분이내에 자동으로 응동하는 수요반응 자원을 토대로 기존 일반 DR 서비스보다 빠른 응동시간을 제공하고 이에 따른 신재생에너지 변동성에 대비하여 빠른 대응을 야기함
정보교환 및 요구사항 정보교환 요구사항
등록정보 수요반응참여고객 모집
부하별 참여서비스 선정 및 감축가능용량 산정
포트폴리오 구성과 수요반응 참여고객 및 참여부하와 수요반응자원 등록
실시간 모니터링
자원 감축지시 정보 OpenADR(Open Automated Demand Response) 2.0b
감축요청 정보 초단위 전력데이터 검침 및 송신
참여고객 CBL 산정
모니터링 정보 실시간 모니터링
초단위 전력데이터 정보 실시간 모니터링
초단위 전력데이터 재산정
자원 감축량 산정 정보 참여고객 감축 산정
수요반응자원 감축 산정
고객 감축량 산정 정보 참여고객 CBL 산정
참여고객 감축 산정
자원 정산내역 정보 세금계산서 발행, 정산금 송 및 수금
고객 정산내역 정보
비즈니스 절차
  • 1.수요관리사업자는 전력시장운영칙에 명시된 첨부서류를 갖추어 전력거래소에 전력거래자 등록을 한다.
  • 2.수요관리사업자는 수요반응참여 고객을 모집하여 부하별 참여서비스 및 감축가능용량을 산정하고 계약한다.
  • 3.수요관리사업자는 모집한 참여고객을 통해 포트폴리오를 구성하고 의무 감축용량 산정을 마친다.
  • 4.등록신청서 및 첨부서류를 갖추어 등록신청기간 내 수요반응참여고객이 보유한 부하 및 수요반응참여고객과 수요반응자원을 전력거래소에 등록한다.
  • 5.자원의 신뢰성 확보와 참여부하의 자동제어 응동확인을 위하여 전력거래소는 수요관리사업자에게 전력시장운영규칙에 명시된 방법으로 둥록시험과 감축시험을 시행한다.
  • 6.전력거래소는주파수추종(Governor Free), 자동발전제어 (Automatic Generation Control), 대기 대체로 구분하여 수요관리사업자에게 등록시험과 감축시험에 대한 지시를 하고, 수요관리사업자는 수요반응참여고객의 부하 또는 분산자원등을 IoT, MQTT, Modbus, Kafka, PLC, LPWAN(LoRa), LTE 등 여러 기술을 활용하여 자동제어한다.
  • 7.등록시험과 감축시험에 대한 평가 및 통지와 미이행 결과에 대한 조치 (패널티)는 전력거래운영규칙을 따른다.
사전조건 수요관리사업자는 수요반응참여고객에 RTU(Remote Control Unit) 설치 를 완료하고, 부하 또는 분산자원을 자동제어할 수 있다. 수요관리사업자는 수요반응참여고객에 RTU(Remote Control Unit) 설치를 완료하고, 부하 또는 분산자원의 초 단위 전력데이터 및 전력계통 주파수를 수집할 수 있다.
수요관리사업자는 등록시험 또는 감축시험에 대한 정보 수신 및 수요반응 참여고객의 초 단위 전력데이터를 송신할 수 있는 시스템을 갖추고 있다.
수요관리사업자는 전력시장운영규칙에 명시된 첨부서류를 갖추어 전력거래소에 전력거래자 등록을 마쳤다.
사후조건 전력거래소는 수요관리사업자의 수요반응자원 및 수요반응참여고객의 참여 부하를 등록한다.
수요반응사업자는 참여고객의 초단위 전력데이터를 전력거래소에 전송한다.
등록시험과 감축시험의 평가 및 통지와 결과에 대해 후속조치를 취한다.
연계 비즈니스 유스케이스 (UC-DR-B03-1) 대기 대체 수요반응
(UC-DR-B03-2) 주파수조정 수요반응
(UC-DR-B03-1) 대기 대체 수요반응
(UC-DR-B03-1) 대기 대체 수요반응
단위 비즈니스 명 (UC-DR-B03-1) 대기·대체 수요반응
목적 전력수급의 균형을 위하여 시스템과 연계되어 10분 이내에 자동제어를 통한 음동이 이루어지는 수요반응 서비스를 제공함으로써, 수요관리 시스템과 연계되어 10분 이내에 자동제어를 가능하게 하는 신속한 전력감축서비스를 제공하고자 함
정보교환 및 요구사항 정보교환 요구사항
참여등록정보 수요반응참여고객 모집
부하별 참여서비스 선정 및 감축가능용량 산정
포트폴리오 구성과 수요반응 참여고객 및 참여부하와 수요반응자원 등록
실시간 모니터링
자원 감축 지시 정보 OpenADR(Open Automated Demand Response) 2.0b
감축요청 정보 초단위 전력데이터 검침 및 송신
참여고객 CBL 산정
모니터링 정보 실시간 모니터링
초단위 전력데이터 정보 실시간 모니터링
초단위 전력데이터 재산정
자원 감축량 산정 정보 참여고객 감축 산정
수요반응자원 감축 산정
고객 감축량 산정 정보 참여고객 CBL 산정
참여고객 감축 산정
자원 정산내역 정보 세금계산서 발행, 정산금 송 및 수금
고객 정산내역 정보
비즈니스 절차
  • 1.전력거래소가 전력계통 주파수를 실시간으로 감시하여 트리거 주파수 및 발령조건에 부합하는 경우, 자원단위로 감축시작시간과 감축지속시간(분)을 수요관리사업자에게 지시한다.
  • 2.수요관리사업자는 감축시작시간과 감축지속시간(분)을 받아 수요반응참여고객의 부하를 자동제어하게 된다.
  • 3.수요반응참여고객은 자동제어가 시작됨에 따라 감축시작 정보를 수요관리 사업자에게 전송한다.
  • 4.감축지속시간(분)이 경과되면 수요관리사업자는 수요반응참여고객의 자동제어를 종료한다.
  • 5.자동제어가 종료되면 참여고객은 감축종료 정보를 수요관리사업자에게 전송한다.
  • 6.부하별 전력데이터의 경우, 수요반응참여고객에서 초단위로 수집하여 수요관리사업자에게 전송하고 수요관리사업자는 전력거래소에 전송한다.
  • 7.전력거래소는 수요반응자원 단위로 평가(감축량산정)하여 정산하고, 수요관리사업자는 수요반응참여 고객의 감축평가결과를 바탕으로 수요반응자원의 정산금을 수요반응참여고객에게 배분한다.
사전조건 수요관리사업자는 수요반응참여고객에 RTU(Remote Control Unit) 설치를 완료하고, 부하 또는 분산자원을 자동제어할 수 있다.
수요관리사업자는 수요반응참여고객에 RTU(Remote Control Unit) 설치를 완료하고, 부하 또는 분산자원의 초단위 전력데이터 및 전력계통 주파수를 수집할 수 있다.
수요관리사업자는 대기 대체 수요반응에 대한 정보 수신 및 수요반응참여 고객의 초단위 전력데이터를 송신할 수 있는 시스템을 갖추고 있다.
수요관리사업자는 전력시장운영규칙에 명시된 첨부서류를 갖추어 전력거래소에 전력거래자 등록을 마쳤다.
사후조건 수요반응사업자는 전력거래소에 참여 고객의 초단위 전력데이터를 전송하고 전력거래소는 이에 따른 결과를 통보받는다.
연계 비즈니스 유스케이스 (UC-DR-BO3) Fast DR
(UC-DR-B03-2) 주파수조정 수요반응
(UC-DR-B03-2) 주파수조정 수요반응
단위 비즈니스 명 (UC-DR-B03-2) 주파수조정 수요반응
목적 발전량과 부하전력의 불균형으로 인해 일어나는 주파수변동에 대응하여 수요와 공급의 불일치를 해소하기 위해 제공되는 수요자원거래시장에서의 수요반응 서비스를 제공하고자 함
정보교환 및 요구사항 정보교환 요구사항
참여등록정보 수요반응참여고객 모집
부하별 참여서비스 선정 및 감축가능용량 산정
포트폴리오 구성 및 수요반응 참여고객과 수요반응자원 등록
실시간 모니터링
자원 감축 지시 정보 Open ADR(Open Automated Demand Response) 2.0b
감축요청 정보 초단위 전력데이터 검침 및 송신
참여고객 CBL 산정
감축요청 정보 초단위 전력데이터 검침 및 송신
참여고객 CBL 산정
모니터링 정보 실시간 모니터링
초단위 전력데이터 정보 실시간 모니터링
초단위 전력데이터 재산정
자원 감축량 산정 정보 참여고객 감축 산정
수요반응자원 감축 산정
고객 감축량 산정 정보 참여고객 CBL 산정
참여고객 감축 산정
자원 정산내역 정보 세금계산서 발행, 정산금 송/수금
고객 정산내역 정보
비즈니스 절차
  • 1.트리거 주파수가 발생하면 수요반응참여고객이 감축을 시작하여 감축시작에 대한 정보를 수요관리사업자에게 전송한다.
  • 2.트리거 주파수가 해제되면 감축을 종료하고, 감축종료에 대한 정보를 수요관리사업자에게 전송한다.
  • 3.자동발전제어 (Automatic Generation Control)의 경우, 전력거래소가전력계통 주파수를 실시간으로 감시하여 트리거 주파수 및 발령조건에 부합하는 경우, 자원단위로 목표전력 (초단위)을 수요관리사업자에게 지시하게 된다.
  • 4.수요관리사업자는 목표전력 (초단위)을 받아 부하별 목표전력 (초단위)을 분배하고 수요반응참여고객의 부하를 자동제어하게 된다
  • 5.수요반응참여고객은 자동제어가 시작됨에 따라 응동시작 정보를 수요관리사업자에게 전송한다.
  • 6.전력거래소는 수요반응자원 단위로 자동발전제어 응동종료를 지시하고, 수요관리사업자는 수요반응참여 고객의 자동제어를 종료한다.
  • 7.자동제어가 종료되면 참여고객은 응동종료 정보를 수요관리사업자에게 전송한다.
  • 8.자동발전제어의 경우, 수요관리사업자는 인버터와 연동된 부하를 선정하여 자동발전제어에 참여시킨다.
  • 9.부하별 전력데이터의 경우, 수요반응참여고객에서 초단위로 수집하여 수요관리사업자에게 전송하고 수요관리사업자는 전력거래소에 전송한다.
  • 10.전력거래소는 수요반응자원 단위로 평가(감축량산정)하여 정산하고, 수요관리사업자는 수요반응참여고객의 감축평가결과를 바탕으로 수요반응자원의 정산금을 수요반응참여고객에게 배분한다.
사전조건 수요반응자원은 Ramp Up/Down에 대한 시간이 짧으므로 응동이 빠른 특성을 가지고 있다.
수요관리사업자는 수요반응참여고객에 RTU(Remote Control Unit) 설치를 완료하고, 부하 또는 분산자원을 자동제어할 수 있다.
수요관리사업자는 수요반응참여고객에 RTU(Remote Control Unit) 설치를 완료하고, 부하 또는 분산자원의 초단위 전력데이터 및 전력계통 주파수를 수집할 수 있다.
수요관리사업자는 주파수조정 수요반응에 대한 정보 수신 및 수요반응참여고객의 초단위 전력데이터를 송신할 수 있는 시스템을 갖추고 있다.
수요관리사업자는 전력시장운영규칙에 명시된 첨부서류를 갖추어 전력거래소에 전력거래자 등록을 마쳤다.
사후조건 전력거래소에서 지시한 트리거 주파수에 따라 수요반응참여고객은 자동제어를 통해 응동한다.
참여고객의 초단위 전력데이터는 전력거래소로 전송 완료된다.
연계 비즈니스 유스케이스 (UC-DR-B03) Fast DR
2.2.3 비즈니스 패키지-스마트그리드 아키텍처(SGAM) 매핑
[DR-02] 수요반응(보조 서비스)
구성요소
비즈니스(목표/목적,정책,규제)
기능
통 신 (프로토콜
[DR-02] 수요반응(보조 서비스)
그룹 구분 표준번호 표준명 OSI 계층 구분
통신 인터페이스 4 IEC 61968-9 Application integration at electric utilities - System interfaces for distribution management - Part 9: Interfaces for meter reading and control 세션 계층
(5계층)
KS C IEC 61968-9 전력회사의 어플리케이션 통합 - 배전 관리를 위한 시스템 인터페이스 - 제9부 : 검침과 제어를 위한 인터페이스
5 ISO/IEC 21778 Information technology – The JSON data interchange syntax 전송 계층
(4계층)
6 ISO/IEC 20922 Information technology – Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) v3.1.1 전송 계층
(4계층)
7 IETE ECMA-404 The JavaScript Object Notation (JSON) Data Interchange Format 전송 계층
(4계층)
8 IETE RFC 7159
9 IETF RFC 7252 The Constrained Application Protocol (COAP)
10 SPS-SGSF-073-2-1-6255 OpenADR 2.0A 프로파일 세션 계층
(5계층)
11 SPS-SGSF-073-2-1-6256 OpenADR 2.0B 프로파일 세션 계층
(5계층)
12 SPS-SGSF-073-1-1 개방형 자동수요반응시스템 - 제1부 : 일반 요구사항 세션 계층
(5계층)
13 SPS-SGSF-073-1-2-6329 개방형 자동수요반응 시스템 - 제2부: 수용가 기기 및 시스템 통신 인터페이스 응용 계층
(7계층)
14 SPS-SGSF-1073-1-3-6330 개방형 자동수요반응 시스템 - 제3 부 : 상위 시스템과 정보교환 및 통신 인터페이스 응용 계층
(7계층)
정보(데이터 모델)
[DR-02] 수요반응(보조 서비스)
그룹 구분 표준번호 표준명
정보 인터페이스 1 IEC 62325 Energy market communications, based on the Common Information Model
2 IEC 62746 Systems interface between customer energy management system and the power management system
3 IEC 61968 Information exchanges between electrical distribution systems
4 KS X 4520 수요반응 연계형 스마트가전 인터페이스
5 SPS-SGSF-073-2-1-6255 OpenADR 2.0A 프로파일
6 SPS-SGSF-073-2-1-6256 OpenADR 2,0B 프로파일
7 SPS-SGSF-073-1-1 개방형 자동수요반응시스템 - 제1부 : 일반 요구사항
8 SPS-SGSF-073-1-2-6329 개방형 자동수요반응 시스템 - 제2부 : 수용가 기기 및 시스템 통신 인터페이스
9 SPS-SGSF-073-1-3-6330 개방형 자동수요반응 시스템 - 제3부 : 상위 시스템과 정보교환 및 통신 인터페이스
갭 표준 1 DR-GAP-07 Fast DR 응동을 위한 통신 요구사항
2 DR-GAP-08 Fast DR 참조모델 및 활용사례 (유스케이스)
3 DR-GAP-09 Fast DR - 전력계통 주파수 계측을 위한 자동제어 응동 요구사항
4 DR-GAP-10 Fast DR - 통합관제시스템 기능 요구사항 및 통신 인터페이스
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