KR101976401B1 - 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템, 이의 방법, 그리고 이 방법을 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력 거래 운영 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 블록체인 기술 기반의 전력거래 환경을 통해 실시간으로 전력회사 또는 소비자에게 직접 전기를 거래할 수 있는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템 및 이의 제어 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 기존의 신재생발전원 기반 소규모 분산전원 사업자가 단순히 전력회사나 전력 도매시장에 에너지를 판매하기 위한 거래장치가 아닌, 소규모 신재생발전 사업자가 직접 고객에게 전력을 판매하기 위한 소매거래에 적합한 자동화된 운영이 가능하다.

Description

블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템, 이의 방법, 그리고 이 방법을 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체{Block-Chain based Electricity power trading system, Method thereof, and Computer readable Storage medium having the method}

본 발명은 전력 거래 운영 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 블록체인 기술 기반의 전력거래 환경을 통해 실시간으로 전력회사 또는 소비자에게 직접 전기를 거래할 수 있는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템 및 이의 방법에 대한 것이다.

전기라는 재화는 대형 발전소에서 전기를 생산하여, 송·배전 선로를 따라 각 수요처(고객)에게로 전달되며, 이러한 전기를 사고파는 것은 다음과 같이 크게 세 가지 정도의 형태로 나누어져 있다.

첫째, 정부 또는 정부 산하 기관(Utility)의 강력한 통제하에서 각 고객의 전기 사용분에 대한 계량을 통한 단순 요금 과금 형태이다. 이는 일반적으로 저개발국에서 이루어지는 형태로 전기라는 재화에 대한 시장이 없는 형태이다.

둘째, 우리나라와 같이 전기를 사고파는 도매시장은 있지만, 여전히 정부와 기간이 통재하는 형태이다.

마지막으로, 북미나 유럽 일부 국가 등 정부와 기관은 국가 기간망인 전력시스템의 안정적인 운영을 위한 강력한 감독만 할 뿐, 전기재화의 거래는 순수 시장의 원리원칙에서 작동하도록 한 시장의 형태이다.

하지만, 이러한 전력산업에 커다란 변화를 가지고 온 것이 신재생전원들을 포함한 소형 분산전원들이다. 이러한 분산전원들로 인해 더 이상 도매시장 유무 문제나 형태의 문제가 아니라 새로운 시장 환경이 필요로 해졌다. 분산전원은 그 용량에 따라 송전선로에 접속되기도 하지만, 이제까지의 대형발전소와는 달리 배전선로에 접속되어 수요과 함께 발전소가 있는 형태로 산업의 형태를 바꾸어가고 있다.

이러한 변화들로, 전기의 수요처인 도시와 거리가 먼 대형 발전소로부터의 송전에만 의지하여 송전에 대한 손실과 운영의 어려움을 겪던 전력산업에 커다란 변화가 시작되었다.

스마트 그리드 기술은 다양한 분산자원과 소비자 사이에 여러 정보를 전달하고 의향을 전달함으로써 전력망 운용의 효율을 증대시키는데 많은 역할을 하고 있다. 하지만, 이러한 스마트 그리드 기술은 물리적인 전력망을 운영하는데 초점을 두고 있기 때문에 전력거래에 대한 정산 및 과금의 실시간성은 부족하며, 또한 현물에 대한 금융거래이기 때문에 금융시스템을 따로 구축해야 한다는 문제점 역시 여전히 가지고 있다.

따라서, 사람을 대신하여 실시간 전력시장 환경 및 조건에 따라 자동으로 전력을 거래할 수 있도록 사용자의 판단을 입력받아 스스로 실행하는 장치와 그 운영기술이 필요하다. 또한, 이렇게 자동화된 전력거래가 투명함과 신뢰성을 가진 금융거래여야만 할 것이다. 즉, 소규모 분산자원과 소비자 사이의 전기 재화 거래를 위한 자동화 기반의 전력거래 장치 및 운영기술이 필요한 실정이다.

1. 한국등록특허번호 제10-1075958호(등록일자: 2011.10.17) 2. 한국등록특허번호 제10-1035398호(등록일자: 2011.05.11) 3. 일본등록특허번호 제4261409호(등록일자: 2009.02.20)

본 발명은 위 배경기술에 따른 블록체인 기술 기반의 전력거래 환경을 통해 실시간으로 전력회사 또는 소비자에게 직접 전기를 거래할 수 있는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 사람을 대신하여 실시간 전력시장 환경 및/또는 조건에 따라 자동으로 전력을 거래할 수 있도록 사용자의 판단을 입력받아 스스로 실행할 수 있는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 소규모 분산자원과 소비자 사이의 전기 재화 거래를 위한 자동화 기반의 전력 거래 운영 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 블록체인 기술 기반의 전력거래 환경을 통해 실시간으로 전력회사 또는 소비자에게 직접 전기를 거래할 수 있는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템을 제공한다.

상기 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템은,

전력망;

상기 전력망으로부터 전력을 구매하여 공급받는 다수의 사용자 장치;

상기 전력망에 전력을 판매하여 공급하는 다수의 프로슈머 장치;

상기 전력망의 전력 계통을 운영하는 전력 계통 운용 서버; 및

네트워크로 연결되는 다수의 사용자 장치로부터 전력 구매 요청들을 수신하고, 상기 네트워크로 연결되는 다수의 프로슈머 장치로부터 전력 판매 요청들을 수신하고, 상기 전력 구매 요청들과 상기 전력 판매 요청들을 미리 설정되는 전력 거래에 따라 매칭하여 분산 디지털 원장을 가능하게 하는 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼을 통해 스마트 계약 체결들을 수행하고 해당 분산 디지털 원장들을 생성 배포하고 상기 분산 디지털 원장들에 따른 요청을 상기 전력 계통 운용 서버에 명령하여 수행하는 에너지 거래 서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 다수의 사용자 장치는, 전력 거래를 위한 전력 구매 요청을 전달하여 전력을 공급받는 제 1 전력 거래 장치; 전력 구매 요청을 포함하는 전력 거래 데이터를 송수신하는 제 1 통신기; 및 구매한 전력을 상기 전력망에 연결하여 공급받아 전력량을 산출하는 제 1 스마트 미터;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 다수의 프로슈머 장치는, 전력 거래를 위한 전력 판매 요청을 전달하여 전력을 공급하는 제 2 전력 거래 장치; 전력 판매 요청을 포함하는 전력 거래 데이터를 송수신하는 제 2 통신기; 및 구매한 전력을 상기 전력망에 연결하여 공급하고 전력량을 산출하는 제 2 스마트 미터;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 다수의 사용자 장치 또는 다수의 프로슈머 장치는, 전력 거래에 대한 조건을 입력할 수 있는 단말기;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 매칭은 상기 전력망의 미리 설정되는 물리적 용량 제약을 고려하여 혼합 정수 계획법(Mixed Integer Programming)을 통해 연산되는 전력 용량에 의해 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 에너지 거래 서버는 상기 물리적 용량 제약에 위배되면 전원 계획 계산식에 의해 조정된 거래 가능 매칭 결과를 제공하며, 상기 전원 계획 계산식은 수학식

(여기서, x_i(t)는 모선 s에서 t시간의 i 판매자로부터의 전력 구매량, c_i(t)는 t 시간의 i 판매자로부터의 전력구매 가격이고, p(t)는 전력회사로부터의 전력구매량, e(t)는 t시간의 전력회 사의 전력구매 가격이다)으로 정의되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 전력망은 지능형 전력망인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 매칭은 시간대별 전력 판매 및 구매 매칭을 통한 거래량과 가격 셋의 매칭인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 다수의 사용자 장치는 상기 분산 디지털 원장에 따라 상기 구매에 대한 비용을 전자화폐로 상기 에너지 거래 서버에 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼은 암호화 알고리즘을 이용하여 인증을 위한 암호화를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 네트워크는 P2P(Peer to Peer) 네트워크인 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) 다수의 사용자 장치가 전력망으로부터 전력을 공급받기 위해 전력 구매 요청을 하는 단계; (b) 다수의 프로슈머 장치가 상기 전력망에 전력을 공급하기 위해 전력 판매 요청을 하는 단계; (c) 에너지 거래 서버가 네트워크로 연결되는 상기 다수의 사용자 장치로부터 전력 구매 요청들을 수신하고, 상기 네트워크로 연결되는 상기 다수의 프로슈머 장치로부터 전력 판매 요청들을 수신하는 단계; (d) 상기 에너지 거래 서버가 상기 전력 구매 요청들과 상기 전력 판매 요청들을 미리 설정되는 전력 거래에 따라 매칭하여 분산 디지털 원장을 가능하게 하는 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼을 통해 스마트 계약 체결들을 수행하고 해당 분산 디지털 원장들을 생성 배포하는 단계; (e) 상기 에너지 거래 서버가 상기 전력망의 전력 계통을 운영하는 전력 계통 운용 서버에 상기 분산 디지털 원장들에 따른 요청을 수행하는 단계; 및 (f) 상기 다수의 프로슈머 장치 중 해당 프로슈머 장치가 전력을 공급하고, 상기 다수의 사용자 장치 중 해당 사용자 장치가 전력을 공급받는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 방법을 제공할 수 있다.

이때, 상기 (a) 단계 또는 (b) 단계는, 단말기를 통하여 전력 거래에 대한 조건을 입력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 (f) 단계는, 상기 다수의 사용자 장치가 상기 분산 디지털 원장에 따라 상기 구매에 대한 비용을 전자화폐로 상기 에너지 거래 서버에 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 위에서 기술된 블록체인 기반 전력 거래 운용 방법을 실행하는 프로그램 코드를 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기존의 신재생발전원 기반 소규모 분산전원 사업자가 단순히 전력회사나 전력 도매시장에 에너지를 판매하기 위한 거래장치가 아닌, 소규모 신재생발전 사업자가 직접 고객에게 전력을 판매하기 위한 소매거래에 적합한 자동화된 운영이 가능하다.

또한, 본 발명의 다른 효과로서는 다수의 신재생발전 사업자 확대에 따라 국가적인 친환경 에너지자원의 확대에 큰 도움이 될 수 있고, 블록체인 및/또는 IoT(Internet Of Things)를 통해 수요 및/또는 공급의 탄력성을 높여 판매자와 구매자간 소매 전기 에너지 거래 시장을 활발하게 함으로써 해당 지역의 전체적인 부하를 평준화(Load Leveling and Peak Shift) 및/또는 지역내 에너지 자립율을 높일 수 있다는 점을 들 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 전력회사는 전기 에너지의 직거래 고객들에게 물리적 전력망이 허용하는 범위와 그 범위 내에서 거래 가능한 거래량 및 시간 매칭 서비스, 신재생발전 예측 및 부하량 예측 등의 서비스를 제공함으로써 기존의 고전적인 전기공급 사업과 함께 신규 중계사업을 확장할 수 있다는 점을 들 수 있다.

도 1은 일반적인 ICT(Information and Communications Technologies) 기반의 스마트 그리드 운영 환경의 개념도이다.
도 2는 일반적인 스마트 그리드 운영 플랫폼 및 소매거래 플랫폼의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템(300)의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 사용자 장치 및 프로슈머 장치의 상세 구성도이다.
도 5는 도 3에 도시된 블록체인 기반 전력 거래 운용 시스템의 계층 구조도를 표현한 개념도이다.
도 6은 도 3 및 도 5에 도시된 에너지 거래 서버의 간략화된 구성 블럭도를 보여주는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼에 의해 에너지 거래를 보여주는 절차도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 거래 과정을 보여주는 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템, 이의 방법을 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 일실시예는 소규모 신재생 발전기를 포함한 분산전원 사업자와 에너지 저장 장치(예를 들면, 배터리) 또는 이를 탑재한 전기 차량을 통해 전기 에너지를 공급하거나 능동적인 수요반응(DR : Demand Response)을 수행할 수 있는 분산자원 사업자가 거래의 내역이 투명하고 신뢰성이 담보되는 블록체인 기술 기반의 전력거래 환경을 통해 실시간으로 전력회사 또는 소비자에게 직접 전기를 거래할 수 있는 시스템을 구현한다.

도 1은 일반적인 ICT(Information and Communications Technologies) 기반의 스마트 그리드 운영 환경의 개념도이다. 도 1을 참조하면, ICT 기반의 스마트 그리드 운용 환경은 전력을 송전하는 송전 계통(10), 전력을 배전하는 배전 계통(130), 기존 전력망에 정보기술을 접목하여 에너지 효율을 최적화한 지능형 전력망인 마이크로 그리드(120), 개별 전력 사용자(110) 등으로 구성된다.

마이크로 그리드(120)는 BEMS(Building Energy Management System), CEMS(Community Energy Management System), ESCO(Energy Servic Company), FEMS(Factory Energy Management System) 등으로 이루어진다.

개별 전력 사용자(110)는 전력을 생산하여 마이크로 그리드(120)에 공급하거나, 마이크로 그리도(120)로부터 전력을 공급받는다. 여기서, HEMS는 Home Energy Management System을 나타낸다.

도 2는 일반적인 스마트 그리드 운영 플랫폼 및 소매거래 플랫폼의 개념도이다. 도 2를 참조하면, 스마트 그리드 운영 플랫폼은 어플리케이션 세트(210)로 구성되며, 소매거래 플랫폼(220)은 계약, 정산 및 과금 등의 프로세스로 이루어진다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템(300)의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 전력 거래 운영 시스템(300)은, 전력 생산 또는/및 전력 배분을 수행하는 전력망(310), 상기 전력망의 전력 계통을 운영하는 전력 계통 운용 서버(350), 에너지 거래를 수행하는 에너지 거래 서버(330), 에너지 거래 서버(330)와 제 1 네트워크(301)로 연결되어 전력 구매 요청을 수행하는 사용자 장치(340), 에너지 거래 서버(330)와 제 2 네트워크(302)로 연결되어 전력 판매 요청을 수행하는 프로슈머 장치(device)(320) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

전력망(310)은 기존 전력망, 지능형 전력망(즉 스마트 그리드) 등을 포함하여 구성된다. 지능형 전력망은 전기회사가 각 가정으로 일방적으로 전기를 공급하는 기존 전력망에 통신기능을 더해 전기회사와 소비자가 실시간으로 정보를 주고받으며 전기의 생산과 소비를 최적화하도록 한 시스템이다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전력 거래 중 판매자인 프로슈머 장치(320)와 소비자인 사용자 장치(340)가 동일 (주상)변압기에 있는 경우에는 전력회사로부터 아무런 물리적 제한을 받지 않지만, 그 외 전력회사의 전력망을 사용하는 거래에 있어서는 기본적으로 전력망을 소유한 전력회사로부터 거래 당시의 전력망 운영의 물리적 문제가 없는지 검토 후에 거래 허가를 받는 것을 특징으로 할 수 있다.

제 1 네트워크(301) 및 제 2 네트워크(302)는 이해를 위해 분리 도시한 것으로, 하나의 블록체인 네트워크일 수 있다. 또한, 제 1 네트워크(301) 및 제 2 네트워크(302)는 P2P(Peer to Peer) 네트워크가 된다.

이러한 P2P 네트워크를 위해, 제 1 네트워크(301) 및/또는 제 2 네트워크(302)는 공중교환 전화망(PSTN), 공중교환 데이터망(PSDN), 종합정보통신망(ISDN: Integrated Services Digital Networks), 광대역 종합 정보 통신망(BISDN: Broadband ISDN), 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 대도시 지역망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WLAN: Wide LAN) 등이 될 수 있다, 그러나, 본 발명은 이에 한정되지는 않으며, 무선 통신망인 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband), WiFi(Wireless Fidelity), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 망, 블루투쓰(bluetooth) 등이 될 수 있다. 또는, 이들 유선 통신망 및 무선 통신망의 조합일 수 있다.

사용자 장치(340)는 전력망(310)에 연결하여 전력을 구매하는 구매자측에 해당한다. 이를 위해, 사용자 장치(340)는 에너지 거래 서버(330)에 제 1 네트워크(301)를 통해 연결하여 전력 구매 요청을 수행한다. 물론, 도 1에서는 이해의 편의를 위해 하나의 사용자 장치(340)만을 도시하였으나, 다수의 사용자 장치들이 구성된다.

또한, 프로슈머 장치(320)는 전력망(310)에 연결하여 전력을 판매하는 판매자측에 해당한다. 이를 위해 프로슈머 장치(320)는 에너지 거래 서버(330)에 제 2 네트워크(302)를 통해 연결하여 전력 판매 요청을 수행한다. 물론, 도 1에서는 이해의 편의를 위해 하나의 프로슈머 장치(320)만을 도시하였으나, 다수의 사용자 장치들이 구성된다.

에너지 거래 서버(330)는 제 1 네트워크(301)로 연결되는 다수의 사용자 장치(340)로부터 전력 구매 요청들을 수신하고, 제 2 네트워크(302)로 연결되는 다수의 프로슈머 장치(320)로부터 전력 판매 요청들을 수신하고, 상기 전력 구매 요청들과 상기 전력 판매 요청들을 매칭하여 분산 형태의 분산 디지털 원장을 가능하게 하는 블록체인 기술 기반을 통해 계약 체결들을 수행하고 해당 분산 디지털 원장들을 생성 배포하고 상기 분사 디지털 원장들에 따른 요청을 상기 전력 계통 운용 서버에 명령하여 수행한다.

도 4는 도 3에 도시된 사용자 장치 및 프로슈머 장치의 상세 구성도이다. 도 4를 참조하면, 사용자 장치(340) 및/또는 프로슈머 장치(320)는 에너지 거래 서버(330)에 전력 거래를 요청하여 전력 거래를 수행하는 전력 거래 장치(device)(410), 전력 거래에 대한 조건을 입력할 수 있는 단말기(420), 전력 거래에 따라 발생하는 전력 거래 데이터를 송수신하는 통신기(430), 전력망(310)에 연결하여 전력 거래에 따른 전력량을 산출하는 스마트 미터(440) 등으로 구성될 수 있다.

전력 거래 장치(410)는 일반 가정, 공공 주택, 학교, 빌딩의 건물, 전기차(Electric Vehicle), 전력 회사 등에 설치된다.

통신기(430)는 제 1 및 제 2 네트워크(301,302)를 통해 유무선 통신으로 에너지 거래 서버(330)에 연결된다.

단말기(420)는 통신망을 통해 각종 정보를 입출력하는 다양한 단말이 포함될 수 있으며, 예를 들어 PC(Personal Computer), 스마트 단말, PDA(Pernal Digital Assistant), 랩탑 컴퓨터(Laptop Computer) 및 IHD(In home display) 단말 등이 포함될 수 있다.

스마트 미터(440)는 IOT(Internet of Things) 장비와 연결될 수 있다.

물론, 프로슈머 장치(320) 및 사용자 장치(340)는 서로 유사하게 구성될 수도 있으나, 한측은 전력 판매자이고 다른 한측은 전력 구매자이므로 그에 맞게 구성 요소들이 변형 및/또는 수정되어 구성될 수도 있다.

부연하면, 사용자 장치(340)는 전력 구매 요청을 에너지 거래 서버(330)에 전달하여 전력을 공급받게 되며, 이러한 전력 구매 요청에 따라 전력 구매에 대한 조건을 입력할 수 있고, 이러한 전력 구매 요청에 따른 데이터를 생성한다.

유사하게, 프로슈머 장치(320)도 에너지 거래 서버(330)에 전력 판매 요청을 전달하여 전력을 공급하고, 전력 판매에 대한 조건을 입력할 수 있고, 전력 판매 요청에 따른 데이터를 생성한다.

도 5는 도 3에 도시된 블록체인 기반 전력 거래 운용 시스템의 계층 구조도를 표현한 개념도이다. 도 5를 참조하면, 에너지 거래 서버(330)는, 사용자 장치(340)의 IoT 장비(510)와 연결되는 장비 API(Application Program Interface) 모듈(520), 이 장비 API 모듈(520)을 통해 사용자 장치(340)와 연결되는 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(540), 이 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(540)을 이용하여 전력 거래를 수행하는 전력 거래 운영 모듈(550) 등을 구비한다.

블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(540)은, 데이터베이스(531), 전력 거래 API(Application Program Interface) 모듈(532), 인터페이스 모듈(533), 적용 기능 모듈(534), 관리 모듈(535), 가상 머신 모듈(537), 포트 리스닝 모듈(538), 노드 OS(Operating System)(330) 등이 구비된다.

데이터베이스(531)에는 블록체인 기반 전력 거래 운용을 위한 데이터, 사용자의 인적 정보, 프로슈머의 인적 정보, 사용자 장치(340)의 식별정보, 프로슈머 장치(320)의 식별정보, 등을 구비한다. 데이터베이스(531)는 에너지 거래 서버(330)에 구비될 수도 있고, 별도의 데이터베이스 서버로 구성할 수도 있다.

전력 거래 API 모듈(532)은 전력 거래, 계측 자료 I/F(InterFace), 암호 처리, 자료 조회, 노드 상태 등을 구현한다.

인터페이스 모듈(533)은 IPC(Instruction Per Clock, 작동속도당 명령 처리 능력), WEB3.js 등을 구현한다. 즉, 사용자, 프로슈머, 관리자 등에게 웹페이지 등을 제공한다.

적용 기능 모듈(534)은 암호 화폐, 스마트 계약(smart contract), 채굴(mining) 등을 구현한다. 암호 화폐는 비트 코인(bitcoin), 알트코인(altcoin), 라이트 코인(litecoin) 등이 될 수 있다. 스마트 계약은 블록체인 위에서 동작한다.

관리 모듈(535)은 P2P(Peer-to-peer) 프로토콜 관리, 합의 매니저, 암호화 알고리즘, 계정 매니저 등을 구현한다.

가상 머신 모듈(537)은 특수한 가상 머신인 EVM(Ethereum Virtual Machine)에서 사용 가능한 언어로만 스마트 컨트랙트를 작성할 수 있다.

포트 리스닝 모듈(536)은 포트들에 대하여 쿼리를 실행하여 포트들의 상태를 확인한다.

노드 OS(Operating System)(536)는 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼을 실행하는 운용 체제이다.

도 5를 계속 참조하면, 전력 거래 운영 모듈(550)은 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(540)을 이용하여 전력망(310)의 전력 정보를 모니터링하고, 전력 정보에 대한 계측 정보를 관리하며, 전력 정보를 배포한다. 또한, 인증, 고객 정보, 전체적인 시스템 관리 등을 수행한다.

따라서, 전력 거래 운영 모듈(550)은 블록체인 네트워크상의 모든 전력 거래 참여자가 자신의 전력 거래 장치(도 4의 410)에 설정한 전력 거래 조건에 따라 전력을 자동으로 거래할 수 있게 한다.

전력 구매자인 사용자(530)로는 건물(541), 전력회사(542), 전기차 사용자(543), 가정(544), 관리자(545), 스마트 단말 앱 사용자(546) 등이 될 수 있다. 따라서, 사용자는 자신이 원하는 전력 거래 조건을 사용자 단말기(도 4의 420)를 통해 전력 거래 장치(340)에 입력할 수 있다. 물론, 이러한 사용자 단말기를 통하지 않고서도, 가정집이나 공동주택은 사용자 스마트 미터(440)를 통해, 학교, 빌딩, 공공기관 등은 빌딩 관리 시스템(BEMS: Building Energy Management System)을 통해, 전기차는 충전기를 통해 전력거래 조건을 입력할 수 있다. 물론, 스마트 단말에 어플리케이션 프로그램을 설치하여 전력 거래 조건을 원격에서 입력할 수 있다.

이와 유사하게 전력 판매자인 프로슈머에도 변형 수정하여 적용될 수 있다.

IoT(Internet of Things) 장비(510)는 사용자 장치(340)측에 구성되어 사용자 장치(340)가 구비되는 시스템(511,512,513)의 전력 정보를 센싱하여 에너지 거래 서버(330)에 전송하는 기능을 역할을 한다. 시스템으로는 예를 들면, 건물 에너지 관리 시스템(511), 전력 전송 시스템(512), 전기차 충전 인프라(513) 등을 들 수 있다.

전력 정보로는 부하량, SOC(State Of Charge), 발전량, 전력량, 소비량 등을 들 수 있다.

도 6은 도 3 및 도 5에 도시된 에너지 거래 서버의 간략화된 구성 블럭도를 보여주는 개념도이다. 도 6을 참조하면, 에너지 거래 서버(330)는, 크게 세가지 기능 계층으로 구분할 수 있다. 즉, 운영 시스템(OS) 위에 외부 장치와의 접속을 제공하는 접속 제공 모듈(623), 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(도 5의 540) 상의 거래 상황 등을 운영하며 사용자에게 접속환경을 제공하는 접속 환경 제공 모듈(622), 및 다양한 서비스 기능들을 제공하는 서비스 제공 모듈(621) 등으로 구성된다.

접속 제공 모듈(623)은 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(540)과 전력 거래 장치(도 4의 410)와의 접속(interface), 블록체인 기반의 스마트 계약, 마이닝(즉 전자화폐 발행)을 위한 기능이다.

접속 환경 제공 모듈(622)은 접속된 장치들로부터 취득한 데이터를 저장하고 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(540)상의 거래 상황 등을 운영하며 사용자에게 접속환경을 제공한다.

서비스 제공 모듈(621)은 전력거래를 관장하는 주체가 전력거래 참여자들에게 다양한 서비스 기능들을 제공한다.

전력거래 참여자들에게는 제공할 수 있는 서비스 기능들은 전체 참여한 분산자원과 소비자원을 고려한 최적 거래 조합(matching) 서비스(A), 전력시스템의 안정적인 운영을 도울 수 있는 발전력 예비력 제안에 대한 보상 서비스(B), 다양한 분산자원을 모아 대리로 도매시장에 전력판매를 대행하는 서비스로 가상 발전소(VPP ; Virtual Power Plant) 운영 서비스(C)이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼에 의해 에너지 거래를 보여주는 절차도이다. 도 7을 참조하면, 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(도 5의 540)에 따른 입력 블럭(710)은 먼저 전력을 구매하는 주체가 전력 구매에 대해 입력한 조건을 전력 거래 장치(도 4의 410))를 통해 입력받는다(①).

요청 블럭(720)은 입력받은 조건을 전력 구매자가 승인하면 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(540) 상에 전력 요청이 되며, 이때 전력 구매자는 거래 일일 전 또는 수 시간 전 전력 판매자의 판매조건 또는 전력회사가 제공하는 전력 판매 조건을 수신하여 자신의 전력구매 조건을 설정할 수 있으며, 수학식 1과 같이 나타낸다(②).

여기서, 수학식 1은 순수 전력을 구매하는 수요 입장의 전력구매 수식이며, x_i(t)는 t시간의 i 판매자로부터의 전력 구매량, c_i(t)는 t시간의 i 판매자로부터의 전력구매 가격이고 u(t)는 t시간의 전력구매 의향, p(t)는 전력 회사로부터의 전력 구매량, e(t)는 t시간의 전력회사의 전력 구매 가격, d(t)는 t시간의 전력부하 예측량으로 일정 주기 과거 데이터 또는 현재의 기상정보를 통한 전력부하 예측패턴이다.

즉, 거래일전 또는 거래 수 시간 전 전력 판매자 또는 전력 회사의 시간대별 전력 판매 가격을 보고 수학식 1에 시간대별 전력 구매량과 구매의향 금액 상한인 설정비용을 설정할 수 있으며, 스마트 미터에 적합한 입력 조건일 것이다. 만약 분산자원을 가지고 있는 주체로서 전력을 판매할 수 있거나, 전력시장의 수요반응을 위해 소비를 줄일 수 있는 시장참여자라면 전력 구매 조건을 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

여기서, x_i(t)는 t시간의 i 판매자로부터의 전력 구매량, c_i(t)는 t시간의 i 판매자로부터의 전력구매 가격이고, p(t)는 전력회사로부터의 전력구매량, e(t)는 t시간의 전력회사의 전력구매 가격, y(t)는 t시간의 자체 분산전원(에너지 저장 장치 포함)을 통한 발전력, s(t)는 t시간의 전력판매 가격, a(t)는 해당 정부의 신재생 발전량 보조금 시장에서의 가격이고, dr(t)는 수요반응(demand response)으로 줄이기 위한 전력량, r(t)는 수요반응에 대한 보상비용이다.

수학식 1과 달리 자신이 가진 인프라 중 전기차 충전 인프라가 있고, 다수의 전기차를 통해 전력을 판매 또는 구매할 수 있다면, x_i(t)의 판매자 중에는 전기차가 있을 수 있다. 전체적으로, 자체 분산전원으로 프로슈머-이용자(즉 소비자)간 전력거래를 하는 경우에는 정부보조금이 있는 도매시장에 전력거래를 할 수 없을 것이고, 동시에 수요반응 시장에서의 거래도 불가능하다. 같은 맥락으로 도매시장에서의 전력거래를 수행할 경우 소매거래와 수요반응 시장의 거래가 불가능할 것이고, 수요반응 시장에서 거래를 할 경우 소매거래와 도매거래가 불가능할 것이며, 이는 다음과 같은 조건식으로 표현할 수 있다.

여기서, u(t)와 v(t)와 w(t)는 각각 소매거래, 도매거래, 수요반응의 행위를 나타내는 2진 함수(0 또는 1)이며, 각 행위 중 하나가 결정(1)되면 다른 행위는 0이 된다.

블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(540) 상의 전력 판매자는 상기 수학식2와 같이 자신이 직접 분산자원을 가진 형태 외에 전기차가 될 수 있다. 전력을 판매하고자 하는 사업자 중 직접 분산자원을 가진 사업자의 의향은 수학식 2와 그 조건식과 같다. 이는 최적화 함수의 쌍대성에 기인하여 자신의 비용을 최소하는 것과 자신의 이익을 최대화하는 해가 같기 때문이다.

또한, 전기차의 경우는 주로 충전시설에 접속하여 전기를 구매하는 입장이지만, 장시간 주차장에 주차하면서 충전시설과 연결된 경우에는 자신이 최종적으로 원하는 배터리 충전량을 설정하고, 그 외에 시간에는 전력을 판매할 수 있다. 이러한 전력판매 의향 설정은 전기차 충전시설, 스마트 단말과 같은 원격 단말장치의 응용 프로그램(예를 들면, 앱 등을 들 수 있음)을 통해 설정할 수 있고 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.

여기서, x_i(t)는 t시간의 i 판매자로부터의 전력 구매량, c_i(t)는 t시간의 i 판매자로부터의 전력구매 가격이고, p(t)는 전력회사로부터의 전력 구매량, e(t)는 t시간의 전력회사의 전력구매 가격, ev(t)는 t시간의 전기차 자체 배터리를 통한 판매 전력, disc(t)는 t시간의 전력판매 가격이다. 단 전기차는 최종 충전 후 일정량 배터리의 잔량이 있어야 운행이 가능할 것이기 때문에 다음과 같은 조건식을 포함한다.

배터리의 경우, 충·방전에 대한 효율 eff로 배터리의 충전잔량 SOC를 표현할 수 있으며, 이때 시간 t에 대한 배터리 j의 방전량은 ev_j(t)이다. 다만, SOC는 과거 충·방전으로부터의 누적 에너지량이기 때문에 t시간 현재의 SOC 계산에서는 초기 상태인 (t-1)시간의 SOC 값에 효율 eff를 고려한 입·출력 전력인 eff(x_i(t) + p(t)-ev_i(t)의 합으로 표현한다.

또한, 배터리의 충·방전 출력은 배터리의 물리적 용량 이내에 있어야 하므로 다음과 같이 배터리의 수명을 고려하여 적정 범위로 상한 제약 및 하한 제약을 주는 것이 중요하다.

즉, 전기차의 제조사 입장에서는 배터리 수명 보장에 대한 한계범위일 수 있고, 차량 소유주의 경우는 판매하고자 하는 배터리 에너지의 SOC 범위로 이해할 수 있다.

도 7을 참조하여 계속 설명하면, 전력 판매 블럭(730)은 위에서 기술한 바와 같이, 전력 거래 조건에 맞추어 전력을 판매한다(③).

계약 승인 블럭(740)에서 실시간 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(540) 상의 전력거래는

전력계통의 운영상 물리적으로 문제가 없는지 여부를 판단하는 전력 계통 운영 서버(도 3의 350)의 결과를 통해 계약 허가 및 승인을 한다(④).

이때, 기술된 최적 거래 조합(matching) 서비스(A), 보상 서비스(B), 가상 발전소 운영 서비스(C)가 제공될 수 있다.

최적 거래 조합 서비스(A)의 경우, 에너지 거래 서버(330)가 전력거래 일정시간 전에 해당 전력거래 시간대의 분산자원의 전력량과 소비자 수요량 정보를 수신하여, 공급과 수요의 최소비용으로 거래가 이루어지는 동시에 전력 계통 운영상의 문제가 없도록 참여자들에게 정보를 제공하는 서비스이며, 다음의 수학식으로 표현할 수 있다.

여기서, x_i(t)는 모선 s에서 t시간의 i 판매자로부터의 전력 구매량, c_i(t)는 t시간의 i 판매자로부터의 전력구매 가격이고, p(t)는 전력회사로부터의 전력구매량, e(t)는 t시간의 전력회사의 전력구매 가격이다. 여기에 소비자의 수요량을 매칭시키기 위한 조건식은 다음과 같다.

여기서, D_i(t)는 t시간의 k 소비자의 수요량이고, 각 t시간 별 분산자원의 발전량과 부하량의 수급 균형을 의미한다. 또한, 전력계통의 안정적인 운영을 담보하기 위한 조건식은 통상 전기공학에서 사용하는 전력조류 계산식을 사용하며, 전력회사의 전력 계통 운영서버(350) 내부의 전력조류 계산 기능으로부터 계산결과를 호출할 수 있다.

수학식 7에서 분산자원은 각 위치한 모선에서의 발전기들과 같고, 전력회사로부터의 전력 구매량은 송·배전선로를 통해 공급받는 전력이라고 생각할 수 있으며 이에 대한 표현은 다음과 같다.

여기서, PF_sr은 송·배전선로 l을 통해 공급받는 전력회사로부터의 전력구매량이고, 물리적송·배전선의 전력 흐름인 전력조류 계산식은 다음과 같다.

여기서, PF_sr와 QF_sr는 분산자원과 수요자원(부하)이 있는 모선과 이에 연결된 송·배전선로에서의 유효전력조류와 무효전력조류이며, V_s와 V_r는 전력을 송출하는 지점과 수전하는 지점의 모선 전압이고, δ_s과 δ_s는 각 모선전압의 위상이다. 배전계통에서 모선의 개념은 각 배전선로가 분기하는 변전소와 분산자원이 연계되어있는 변압기로 볼 수 있다. G_l,B_l,B_c는 각각 선로의 컨덕턴스(conductance)와 써셉턴스(susceptance), 커패시턴스(capacitance)이다. 또, 변전소 모선에서 각 분산자원과 수요자원이 연계되어있는 변압기 모선 사이의 배전선로(즉 전력망(310))의 물리적 용량 제약은 다음과 같다.

여기서, TP_l와 TQ_l는 각각 송·배전 선로에 보낼 수 있는 유효전력 용량과 무효전력 용량이다. 수학식 7의 해 결과는 블록체인 상 전력거래를 하기 위한 판매자와 판매량, 구매자와 구매량 등으로 도출되므로 혼합 정수 계획법(Mixed Integer Programming)으로 연산을 수행한다.

전력 시스템의 안정적인 운영을 도울 수 있는 발전력 예비력 제안에 대한 보상 서비스(B)역시 전력회사의 전력 계통 운영 서버(350) 내 전력계통 운전 예비력 계산, 민감도 계산 등을 결과로 호출할 수 있다. 또한, 필요한 유효 전력량과 공급 지속 시간의 비용을 결정하여 소매거래 참여자인 고객에게 제시할 수 있다.

마지막으로 다양한 분산자원을 모아 대리로 도매시장에 전력판매를 대행하는 서비스로 가상발전소(VPP ; Virtual Power Plant) 운영 서비스(C)의 경우, 다양한 분산 자원 소유자와는 직거래 계약을 맺고, 이를 모아 도매전력시장에 입찰하여 얻는 수익을 나누는 형태이다.

지불 블럭(750)은 계약 승인 블럭(740)에서 계약 승인에 따라 전력 공급이 이루어지고 전력 공급이 확인되면 대금을 지불한다(⑤⑥⑦).

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 거래 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 전력 거래 장치(410)를 통해 취득된 전력 판매 요청 데이터 및/또는 전력 구매 요청 데이터가 에너지 거래 서버(330)에 구비되는 블록체인 기반 에너지거래 플랫폼(540)에 입력된다(단계 S810).

이후, 입력된 전력 판매 요청 데이터 및/또는 전력 구매 요청 데이터는 에너지 거래 서버(330)의 운영 데이터베이스(도 5의 531)에 저장되며, 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(540)에서 블록체인 합의 과정을 통한 거래 시간대별 전력 판매 및 구매 매칭 알고리즘을 통해 판매자와 구매자의 거래량과 가격 셋(set)의 매칭이 생성된다(단계 S820).

이후, 에너지 거래 서버(330)의 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼(540)은 향후 전력거래 시간 동안의 발전량 및/또는 부하량 예측을 연산하며, 연산된 결과와 상기 거래의 매칭결과를 토대로 전력계통의 운영상에 물리적 용량 제약이 없는지 계통해석 모델을 통해 검토한다(단계 S830,S840,S850).

단계 S850에서, 검토 결과, 이때 전력망(310)의 물리적 용량 제약에 위배되지 없는 경우에는 블록체인 에너지 거래 플랫폼(540)의 스마트 계약을 통해 스마트계약 체결 및 분산 디지털 원장을 생성한다(단계 S860).

체결된 전력 거래의 결과는 공급되는 전력량을 체크하는 스마트 미터(440))를 통해 확인되면, 계약 내용대로 거래가 확인이 될 경우 블록체인 전자화폐 발행 및 거래 대금을 에너지 거래 서버(330)에 전달한다(단계 S870,S880). 물론, 전력 거래에 참여하는 판매자와 구매자는 전력회사의 전력망 사용시에 수수료를 지급하며, 수수료는 스마트 계약의 결과로 생성된 전자화폐가 될 수 있다.

단계 S870에서, 계약 내용대로 거래가 확인되지 않는 경우에는 별도로 약속한 전력거래 계약 위약 약관에 따른 정산이 시행된다(단계 S871). 이 경우에도 전자화폐가 사용될 수 있다.

한편, 단계 S850에서, 검토 결과, 전력망(310)의 물리적 용량 제약에 위배되면, 물리적 용량 제약조건을 고려한 전원 계획 계산식을 통해 판매자와 구매자에게 조정된 거래가능 셋(set)의 매칭 결과를 공표하고 다시 전력 판매 및 구매 의향을 입력받는다(단계 S851,S852). 여기서 전원 계획 계산식은 수학식 7의 결과이다.

전력 판매와 구매 셋의 물리적 용량 제약 위배가 있는 경우에는 물리적 용량 제약의 위배가 해소될 때까지 단계 S810 내지 S850이 반복 수행된다.

부연하면, 전력 거래 요청이 블록체인 기반 에너지 플랫폼(540)에 전달되면, 블록체인의 스마트 계약 기능을 통해 1차로 거래 매칭이 이루어지고, 이 거래가 물리적 용량 제약으로 가능한 거래인지 전력 계통 운영 서버(350)의 계산을 통해 검증 받는다.

명세서에 기재된 "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 블록체인 기반 전력 거래 운영은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.

상기 매체에 기록되는 프로그램 명령(코드)은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.

프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

300: 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템
301: 제 1 네트워크 302: 제 2 네트워크
310: 전력망
320: 프로슈머 장치
330: 에너지 거래 서버
340: 사용자 장치
350: 전력 계통 운영 서버

Claims (20)

1. 전력망;
   상기 전력망으로부터 전력을 구매하여 공급받는 다수의 사용자 장치;
   상기 전력망에 전력을 판매하여 공급하는 다수의 프로슈머 장치;
   상기 전력망의 전력 계통을 운영하는 전력 계통 운용 서버; 및
   네트워크로 연결되는 다수의 사용자 장치로부터 전력 구매 요청들을 수신하고, 상기 네트워크로 연결되는 다수의 프로슈머 장치로부터 전력 판매 요청들을 수신하고, 상기 전력 구매 요청들과 상기 전력 판매 요청들을 미리 설정되는 전력 거래에 따라 매칭하여 분산 디지털 원장을 가능하게 하는 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼을 통해 스마트 계약 체결들을 수행하고 해당 분산 디지털 원장들을 생성 배포하고 상기 분산 디지털 원장들에 따른 요청을 상기 전력 계통 운용 서버에 명령하여 수행하는 에너지 거래 서버;를 포함하며,
   상기 매칭은 상기 전력망의 미리 설정되는 물리적 용량 제약을 고려하여 혼합 정수 계획법(Mixed Integer Programming)을 통해 연산되는 전력 용량에 의해 이루어지며,
   상기 에너지 거래 서버는 상기 물리적 용량 제약에 위배되면 전원 계획 계산식에 의해 조정된 거래 가능 매칭 결과를 제공하며, 상기 전원 계획 계산식은 수학식

   

   (여기서, x_i(t)는 모선 s에서 t시간의 i 판매자로부터의 전력 구매량, c_i(t)는 t 시간의 i 판매자로부터의 전력구매 가격이고, p(t)는 전력회사로부터의 전력구매량, e(t)는 t시간의 전력회 사의 전력구매 가격이다)으로 정의되는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 사용자 장치는, 전력 거래를 위한 전력 구매 요청을 전달하여 전력을 공급받는 제 1 전력 거래 장치; 전력 구매 요청을 포함하는 전력 거래 데이터를 송수신하는 제 1 통신기; 및 구매한 전력을 상기 전력망에 연결하여 공급받아 전력량을 산출하는 제 1 스마트 미터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 프로슈머 장치는, 전력 거래를 위한 전력 판매 요청을 전달하여 전력을 공급하는 제 2 전력 거래 장치; 전력 판매 요청을 포함하는 전력 거래 데이터를 송수신하는 제 2 통신기; 및 구매한 전력을 상기 전력망에 연결하여 공급하고 전력량을 산출하는 제 2 스마트 미터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템.
   
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 다수의 사용자 장치 또는 다수의 프로슈머 장치는, 전력 거래에 대한 조건을 입력할 수 있는 단말기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 전력망은 지능형 전력망인 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 매칭은 시간대별 전력 판매 및 구매 매칭을 통한 거래량과 가격 셋의 매칭인 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 사용자 장치는 상기 분산 디지털 원장에 따라 상기 구매에 대한 비용을 전자화폐로 상기 에너지 거래 서버에 전달하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼은 암호화 알고리즘을 이용하여 인증을 위한 암호화를 수행하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크는 P2P(Peer to Peer) 네트워크인 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 시스템.
    
12. (a) 다수의 사용자 장치가 전력망으로부터 전력을 공급받기 위해 전력 구매 요청을 하는 단계;
    (b) 다수의 프로슈머 장치가 상기 전력망에 전력을 공급하기 위해 전력 판매 요청을 하는 단계;
    (c) 에너지 거래 서버가 네트워크로 연결되는 상기 다수의 사용자 장치로부터 전력 구매 요청들을 수신하고, 상기 네트워크로 연결되는 상기 다수의 프로슈머 장치로부터 전력 판매 요청들을 수신하는 단계;
    (d) 상기 에너지 거래 서버가 상기 전력 구매 요청들과 상기 전력 판매 요청들을 미리 설정되는 전력 거래에 따라 매칭하여 분산 디지털 원장을 가능하게 하는 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼을 통해 스마트 계약 체결들을 수행하고 해당 분산 디지털 원장들을 생성 배포하는 단계;
    (e) 상기 에너지 거래 서버가 상기 전력망의 전력 계통을 운영하는 전력 계통 운용 서버에 상기 분산 디지털 원장들에 따른 요청을 수행하는 단계; 및
    (f) 상기 다수의 프로슈머 장치 중 해당 프로슈머 장치가 전력을 공급하고, 상기 다수의 사용자 장치 중 해당 사용자 장치가 전력을 공급받는 단계;를 포함하며,
    상기 매칭은 상기 전력망의 미리 설정되는 물리적 용량 제약을 고려하여 혼합 정수 계획법(Mixed Integer Programming)을 통해 연산되는 전력 용량에 의해 이루어지며,
    상기 에너지 거래 서버는 상기 물리적 용량 제약에 위배되면 전원 계획 계산식에 의해 조정된 거래 가능 매칭 결과를 제공하며, 상기 전원 계획 계산식은 수학식
    

    

    (여기서, x_i(t)는 모선 s에서 t시간의 i 판매자로부터의 전력 구매량, c_i(t)는 t 시간의 i 판매자로부터의 전력구매 가격이고, p(t)는 전력회사로부터의 전력구매량, e(t)는 t시간의 전력회 사의 전력구매 가격이다)으로 정의되는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 방법.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 (a) 단계 또는 (b) 단계는, 단말기를 통하여 전력 거래에 대한 조건을 입력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 방법.
    
14. 삭제
15. 삭제
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 전력망은 지능형 전력망인 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 방법.
    
17. 제 12 항에 있어서,
    상기 매칭은 시간대별 전력 판매 및 구매 매칭을 통한 거래량과 가격 셋의 매칭인 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 방법.
    
18. 제 12 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는, 상기 다수의 사용자 장치가 상기 분산 디지털 원장에 따라 상기 구매에 대한 비용을 전자화폐로 상기 에너지 거래 서버에 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 방법.
    
19. 제 12 항에 있어서,
    상기 블록체인 기반 에너지 거래 플랫폼은 암호화 알고리즘을 이용하여 인증을 위한 암호화를 수행하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 전력 거래 운영 방법.
    
20. 제 12 항, 제13항, 및 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 블록체인 기반 전력 거래 운용 방법을 실행하는 프로그램 코드를 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
    

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