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Special 한국지역난방기술(주)는 21세기 에너지사업을 선도하는 초일류 기업으로 행복한 에너지세상을 만들기 위해 노력하고 있습니다.

통합운용센터

필요성 및 목적

연구 추진 배경

1) 중/대형 CHP Plant건설 및 운용

2) 분산열원 건설 및 운용의 합리화

3) DH Network 연계 고도화

4) 열원 유지보수계획 합리화

5) 플랜트 자동화수준 향상

구축 필요성

1) 체계적 수요예측에 따른 발전계획 및 열원가동계획 수립

2) Overall 운전계획에 따른 Monitoring & Control 기능 확보

3) 여건변경(급전지시 등)에 대응하는 신속한 운전계획 수정검토

구축 목적

1) 최적의 경제운전 시스템 운용을 통한 수익 극대화

2) 안정적 계통 운영/유지를 통한 전체 시스템의 신뢰성 향상

기능 및 구성

기능

통합 운용 센터(감시/분석/통제/제어) / 시설 운영 종합지휘 (생산/연계 지시, 열원운전 감시, 열배관망 감시, 계획/실적 비교, 시설상태 감시) / 수급계획 수립 (열수요 예측, SMP 예측, 발전계획 수립, 연계계획 수립, 열/전기 생산 및 공급 계획) / 기술정보 지원(실시간 운영 정보, 경제 운전 정보, 시설정보) / 전력거래 총괄(입찰 계획 수립, 발전 계획 수정, 변경 입찰 계획, 발전 계획 확정)

구성

통합운용센터 Infra

- 운용실 장비 배치 (지원설비 포함)

- 적정 Hardware 선정 및 Internal Networking

- Display Screen 구성 및 배치



종합에너지관리 시스템

- 경제운전 시스템

　·열 수요 예측 프로그램 (열원 가동계획 수립)

　·SMP 예측 프로그램 (CHP Plant 발전계획 수립)

　·CHP Plant 최적운전 Engine 개발 (가동우선 순위 / 운전모드 / 발전량)

- 경제운전 시스템



전력거래 시스템



정보제공 시스템



Networking with Redundancy

- 통합운용센터 ~ 지사 (지시 및 감시)

- 통합운용센터~ (지사) ~ 분산열원/가압장 (원격 운전)

경제운전 프로그램

Structure / Output

[시장(Database)] - [열 수요예측 Engine],[SMP예측 Engine] - [예측결과DB(FC):SMP가격, 비제약 발전량, 계통제약 발전량, DH Load], [Master DB(MD) : 연계배관망 정보, 엔진기둥, Parameter], [열원별특성치 DB(PS) : 지사별 열원 현황, 열원별 특성치] - [경제운전 최적화 Engine], [What-if 시나리오(DB)] - [열 생산 시설 가동우선 순위 표 : 1순위(생산시설:용인INC,비교지수:114,가동여부:O), 2순위(생산시설:분당CC, 비교지수:120, 가동여부:0), 3순위(생산시설:분당CC, 비교지수:384, 가동여부:0), 4순위(생산시설:서초 PLBWG, 비교지수:483, 가동여부:X)], [연계열량 배분 내용을 시간(1H, 2H), 열 공급량(분당/용인), 연계수급량(분당->용인/화성->동수원)으로 구성한 표], [지사별 열생산 및 공급산정 내용을 시간(1H, 2H), CC, PLB, CHP, 발전량으로 구성한 표]

Overall Flow Diagram

[열수요예측, SMP 수요 예측] - [연계운전 최적화, CHP PLANT 운전 최적화, MIP Based Solver] - [지사운전 계획],[발전계획수립, 전력거래입찰, 열원 운전계획] - [연계운전 관리],[급전지시(KPX)],[Feedback(필요시 계획 재조정] / Max, One Cycle Run Times 30 Minutes

열 수요 예측 프로그램

방법론

- 지수 평활법 (Exponential Smoothing Method)

- 회귀분석법 (Regression Analysis) : 인과형 예측기법 (내용수정)



수요예측 Modeling : Pattern Analysis

- Modeling 구분 : 포화지사/불포화지사

- 기상자료/연결 열 부하/평균부하/일별 특성(요일/휴일 등)



Accuracy 요건: Mean Absolute Percentage Error(MAPE) ≤ 5%



계략적 Flow Diagram

[외기온도, 일별특성] - [Data Bank : 지사 열부하자료, 기상자료] - [Pattern Analyzer : 포화지사 Pattern, 불포화지사 Pattern] - [Daily DH 부하 예측] - [Hourly DH 부하예측] - [CHP PLANT 최적화 Engine]

SMP 수요 예측 프로그램

방법론 및 계산식

- Mixed Integer Programming(MIP) : 향후 KPX 선정방법

　·보다 향상된 Solution 제공 가능 : 근래 채택되는 방식

　·비교적 긴 시간의 Simulation Time 필요 : 컴퓨터 성능 향상으로 문제되지 않음



SMP 계산식

SMP 계산식 이미지



SMP 예측 필요성

- 발전계획 수립 및 전력거래 입찰 : CHP Plant (전력) 판매수입 극대화

- CHP Plant 가동 우선순위 선정



계략적 Flow Diagram

[Data Input(수요 Data, 발전기 성능, 제약조건] - [연계운전 최적화(MIP Based Solver, 시간별 각 발전기, 운전비용단가 산출)] - [한계 발전기 결정] - [SMP 예측] - [CHP 최적화 Engine]



SMP 예측오차(예상치) : (KPX 예측치 대비) 2% 수준

CHP Plant
운전 최적화 Engine

Mixed Integer Programming(MIP) : Objective Function + Constraints

Simplified Linear Approximation

Max. Profit under Constraints : Revp↑&Cost↓

CHP Plant
최적운전 Functions

CHP Plant 발전량 식 : Linear Approximation

Modeling 필요 함수목록

열량배분 최적화

열량배분 최적화 Constraints : DH Network

효과 분석

정성적 효과분석

경제 운전 및 생산원가 절감

- 운전모드 최적화로 전력시장에서의 탄력적인 대응 및 생산

- 열 및 전기의 최적 생산과 연계수급 열량 조정으로 생산원가 절감

- 효율적 시설운영을 통한 이용율 향상 및 시설투자비 절감



인력 운용의 효율성 제고

- Manual Work 최소화로 인력활용의 극대화

- Simulator Engine 활용에 의한 Training으로 운영요원 능력 제고



DH Network Stability / Safety 개선

- Human Error 최소화에 따른 계통운영의 안정성 및 안전성 제고

- Predictive Event Analysis를 통한 사고 예방 및 신속한 대응 능력 제고

정량적 효과분석

생산비용 절감

- 효율적 Unit Commitment에 의한 열 생산비용 절감

- 효율적인 연계운전으로 열 생산 및 공급비용 절감



판매수입 증가

- 운전모드 최적화에 따른 전력판매 수입 증가

- 효과적인 입찰전략 수립에 따른 전력판매 매출 증가

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