전기요금 저감을 위한 고속철도 변전소 에너지저장장치 용량산정 프로그램 개발 (Development of a Capacity Determination Program of an Energy Storage System for High-Speed Railway Substations to Reduce Electricity Cost)

서지정보

· 발행기관 : 한국철도학회
· 수록지 정보 : 한국철도학회논문집 / 24권 / 4호 / 346 ~ 354페이지
· 저자명 : 이병곤, 창상훈

초록

본 논문에서는 고속철도 변전소의 전기요금 절감을 위한 에너지저장장치(Energy Storage System, ESS)의 최적 용량 산정 기법을 제시하고 이를 기반으로 개발한 전기요금 저감을 위한 고속철도 변전소용 ESS 최적 용량 산정 프로그램을 소개한다. 실제적인 전기요금 절감효과를 고려하기 위해 최대부하(kW)에 의해 산정되는 기본요금과 시간대별 전력사용량(kWh)에 의해 산정되는 전력량요금을 모두 반영한 ESS의 최적 충/방전 스케줄링 문제를 최적화 문제로 정식화하였으며, 범용 프로그램을 사용하여 빠르게 최적 스케줄을 도출하기 위해 도출한 최적화 문제를 선형최적화 문제로 완화하는 방법을 제시하였다. 다음으로 제시한 기법을 이용하여 투자효율을 최대화하는 ESS 용량을 산정하는 기법을 제시하였다. 제시한 기법은 2단계로 구성되어 있으며, 1단계에서는 개략적인 ESS 데이터를 이용하여 ESS 제조업체에 상세 스펙을 요청할 ESS 용량 후보군을 생성한다. 2단계에서는 제조업체에서 제공한 상세 정보를 이용하여 최적의ESS 용량을 산정한다.

영어초록

We present a method for calculating the optimal capacity of an energy storage system (ESS) to reduce the electricity spend of a high-speed railway substation, and introduce an ESS optimal capacity calculation program based on the presented method. In order to represent the spend in a realistic manner, the optimization problem to generate an ESS’s charging/discharging schedule is formulated by considering the basic cost determined by the maximum load (kW) and the electricity usage cost determined by the time-based electricity consumption (kWh). A relaxation method to convert the formulated nonlinear optimization problem to a linear optimization problem that can be solved quickly by using a noncommercial solver is then presented. Based on the scheduling method, a method to determine the optimal capacity of an ESS is presented. The proposed capacity determination method consists of two steps. First, a set of capacity candidates to request detailed specifications from an ESS manufacturer is generated by using rough ESS data. Using the detailed specifications provided by the manufacturers, the optimal ESS capacity is determined in the second step.

참고자료

· 없음