DR 기반의 건물 공조 부하관리 알고리즘 논문자료

 

DR 기반의 건물 공조 부하관리 알고리즘
Building AHU Load Control Algorithm 
based on Demand Response

본 논문에서는 건물의 첨단 에너지 절약 알고리즘을 제시한다. 수요반응 환경에서 통제 가능한 다양한 수요측 자원을 집약시키는 것이 중요하다. 기존 건물 수요 측 알고리즘은 피크 전력으로 제한되었습니다. 본 논문에서는 건물 전력 소모량을 줄이기 위해 AHU 온디맨드 대응 듀티 사이클 알고리즘을 제안한다. 테스트 결과는 제안한 알고리즘이 매우 효과적인 것으로 나타났다.

[연구 주제]

1. 문제 정의

Open Auto-DR에서 BAS를 활용한 에너지절감 알고리즘의 적용 효과를 산정하기 위하여 실증 실험을 수행하였다.

본 논문에서는 Auto-DR에 공조 부하의 에너지 절감 알고리즘(Energy Saving Algorithm)을 적용하는 방법을 제시하였다.

건물에 설치된 자동제어 시스템을 활용하여 스마트그리드 기반의 부하관리글 구현하기 위한 방법론을 제시하였고, 실증 실험을 통하여 그 효과를 검증하였다.

본 연구에서는 수요반응 시스템에서 가격 신호가 전달된 경우에 고객 사이드에 설치된 빌딩 자동제어 시스템을 활용하여 전력가격에 따라 공조부하의 에너지 절감제어를 수행 하는 방법을 제시한다.

2. 가설 설정

DRAS는 DR 이벤트와 비용 신호를 DRAS에 저장한다.

[연구 방법]

1. 제안 방법

DRAS 클라이언트는 DRAS 없이 Stand-Alone으로 구성하였으며, DRAS 클라이언트와 기 설치된 빌딩 자동제어 시스템 간은 기존 BAS가 제공하는 독자적인 프로토콜을 이용하여 인터페이스하였다.

기존 운영방식과의 비교를 위하여 제어층과 비제어층을 설정하여 시간대별로 아래와 같이 운영하고 공조기의 가동시간으로 결과를 비교하였다.

또한, 실제 현장의 적용울 통하여 제시된 방법의 효율성을 검증한다.

본 논문에서는 실시간으로 변경되는 전력단가에 따라 전력단가 수준을 High(고), Middle(중), Low(저)로 구분하고 각 수준에 따라 공조기의 상한 설정온도, 하한 설정온도, 정지시간을 설정한다.

절전 운전과 함께 최적기동/정지 및 엔탈피 알고리즘도 동시에 수행하였다.

2. 대상 데이터

실증 실험은 광주에 소재한 20층 건물에 2010년 11월1일(월)부터 11월30일(화)에 오전 4시부터 오후 6시까지 진행되었다.

실험을 위하여 DRAS 클라이언트와 BAS로만 시스템을 구성하였다.

[연구 결과]

1. 성능/효과

DRAS 클라이언트는 정기적으로 DRAS에게 이벤트 정보를 요청한다.

공조기 소비전력은 건물 소비전력의 13.6%이므로, 건물 전체 에너지의 4.76%에 해당하는 에너지를 절감하였다.

수요반응 자동화 서버의 클라이언트는 고객 사이드에 설치되며, 자동으로 통보된 이벤트 신호를 기 구축된 자동제어 시스템에 전달한다.

또한 하나의 알고리즘으로 다수의 공조기를 제어가능하며, 이 때 각 공조기의 정지시간을 서로 상이하게 설정함으로써 부하의 균등화를 통하여 공조기의 가동시간을 줄임으로써 전력량을 줄일 수 있다.

2. 후속 연구

본 논문에서 제시한 공조 부하관리 알고리즘은 전력 요금제별로 적용 가능하므로 빌딩의 효율적인 운영에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

▼출처 및 바로가기 : 
https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201116549821136

[논문]DR 기반의 건물 공조 부하관리 알고리즘