2.1 공유 ESS의 개념

공유 ESS는 개인이나 불특정 다수가 중앙에 설치한 하나의 ESS의 용량을 가상으로 임대하여 용량 임대자가 ESS를 설치한 것과 같은 편익을 얻을 수 있는 개념이다. 공유 ESS의 개념도는 그림 1과 같다. 수용가는 ESS의 용량을 가상으로 임대하기 때문에 공유 ESS에는 아파트, 공장 등 다양한 종류의 수용가가 공유 ESS에 참여할 수 있고 다른 분산전원을 소유할 수도 있다.

공유 ESS에 대한 연구는 기본 개념 및 운영구조를 제안한 연구^[7], 공유 ESS 구축 시 데이터 관리 방법^[9], 공유 ESS의 용량을 P2P로 거래하여 변동하는 수요 변동의 유연성을 고려하는 연구^[10] 부터 아파트 공장형 빌딩에서 공유 ESS를 운영하는 연구^[11], 마이크로그리드 내에서 최대 수요를 공유 ESS를 통하여 관리하는 연구까지 다양한 분야에서 연구되고 있다^[12].

공유 ESS의 운영 목적은 다양하지만 본 논문에서는 공유 ESS를 활용한 전기요금 최소화를 고려하였다. 수용가들은 공유 용량을 활용하여 각자의 전기요금 최소화를 목적으로 운영 계획을 수립한다.

그림 1. 공유 ESS 개념도

Fig. 1. Conceptual diagram of shared ESS

2.2 공유 ESS의 운영 방법

그림 2와 같이 공유 ESS 운영자는 공유 ESS를 관리 및 운영을 위해 CESS (Community ESS) Management System을 보유하고 있고 각 수용가는 공유 받은 용량의 운영 계획 수립 및 가상 운영을 위한 HEMS(Home Management System) 및 전력회사에 전기요금 지불 기준을 위한 가상 미터를 보유하고 있다.

수용가가 공유 ESS 서비스에 참여하였을 때 공유 ESS 운영자는 수용가에게 설치된 ESS 용량의 일부를 할당한다. 수용가는 운영 시스템에서 할당받은 용량을 고려하여 전기요금 최소화를 목적으로 운영 계획을 수립한다. 각 수용가의 가상 미터에는 수용가의 수요와 할당받은 용량의 스케줄링 값이 합산되어 저장된다. 각 수용가가 수립한 운영 계획은 공유 ESS 운영자에게 전달된다.

공유 ESS의 물리적인 출력은 모든 수용가의 스케줄링 값의 합으로 출력한다. 예를 들어 동일한 시간대에서 수용가 1은 충전(+)이 필요하고 수용가 2는 방전(-)이 필요할 경우, 공유 ESS의 물리적인 출력은 충전 값과 방전 값의 합이 된다. 수용가는 실물로 ESS를 설치하여 운영하지 않았지만 가상 미터의 데이터를 기준으로 Utility(전력회사 등)에 전기요금을 지불하기 때문에 전기요금 절감에 따른 편익을 확보할 수 있다. 이때 공유 ESS 운영자는 용량 할당에 대한 비용을 수용가에게 지불 받음으로써 수익을 확보한다.

그림 2. 공유 ESS 운영 아키텍처

Fig. 2. Conceptual diagram of shared ESS

3.1 에너지 커뮤니티 구성 및 구성원 역할

3.1.1 커뮤니티 구성

본 연구에서 제안하는 공유 모델은 참여자가 확보되어 있는 커뮤니티를 대상으로 한다. 커뮤니티는 프로슈머가 자신의 ESS 용량을 자가 사용 용량과 판매 용량으로 분할한 후 판매 용량을 거래 시장에서 거래할 수 있는 거래 시장이 있는 공동체를 의미한다. 커뮤니티에서 용량 거래 시장은 수용가의 수요의 유연성을 고려하여 하루 단위로 개설되는 것으로 가정하였으나 설정에 따라 변동이 가능하다. 커뮤니티 환경의 개념도는 그림 3과 같다.

커뮤니티에는 ESS를 보유한 프로슈머와 용량 구매를 원하는 수용가가 커뮤니티에 참여하며 커뮤니티를 관리하는 커뮤니티 운영자가 존재한다. Utility는 각 커뮤니티 구성원이 보유하고 있는 가상 미터의 데이터를 인정하고 커뮤니티 구성원은 가상 미터를 기준으로 전기요금을 지불한다. 거래용량의 단가는 각 프로슈머의 ESS 마모 비용 단가의 평균에 수수료를 더한 값으로 공지된다. 커뮤니티는 실제 운영 하루 전에 개설되어 운영 계획을 수립하고 운영 당일에 수립한 운영 계획에 따라 ESS를 운영한다. 운영 계획은 수용가와 프로슈머의 예측 데이터를 기반으로 수립된다.

그림 3. 커뮤니티 환경 개념도

Fig. 3. Community environment concept

3.1.1 커뮤니티 구성원의 역할

커뮤니티 구성원은 커뮤니티 운영자, 프로슈머, 수용가로 구성된다. 커뮤니티 운영자는 커뮤니티에 이루어지는 용량 거래를 관리하는 서비스 운영자이다. 거래 용량의 단가를 산정하고 거래가 성립될 수 있도록 다른 구성원과의 통신 및 거래 진행을 위한 커뮤니티 EMS를 보유하고 있다. 커뮤니티 EMS를 활용하여 거래 단가 산정 및 거래 시장을 운영한다.

프로슈머는 자신의 ESS 용량을 기대 편익이 최대가 되는 자가 사용 용량과 판매 용량으로 분할하여 판매 용량을 거래 시장에서 판매한다. 프로슈머는 사용 용량의 운영 계획 결과가 저장되는 가상 미터를 보유하고 있다. 자신의 수요 예측, ESS 운영 및 다른 구성원과의 통신을 위한 P-HEMS(Prosumer Home Management System)을 보유하고 있다. 수용가는 ESS를 보유하고 있지 않아 가상으로 용량을 구매하고 싶은 구매자이다. 구매한 용량을 활용하여 전기요금 최소화를 목적으로 운영 계획을 수립한다. 수용가 역시 수립한 운영계획의 결과가 저장되는 가상 미터를 보유하고 있으며 자신의 수요예측, 구매한 용량 운영과 다른 구성원과의 통신을 위한 HEMS를 보유하고 있다.

그림 4. 커뮤니티 구성원의 상호작용

Fig. 4. Interactions of community members

3.2 ESS 공유 모델 운영 모델

ESS 공유 모델을 위한 운영 아키텍처는 그림 5와 같다.

그림 5. 제안하는 프로슈머 ESS 공유 모델 운영 아키텍처

Fig. 5. Proposed prosumer ESS shared model operating architecture

프로슈머는 자신의 여유 ESS 용량을 판매 용량으로 분할하여 판매한다. 수용가는 구매 용량의 운영 계획 결과를 커뮤니티 운영자에게 전달한다. 커뮤니티 운영자는 모든 수용가의 운영 계획 결과를 더하고 프로슈머 별 설치 ESS 용량에 비례하여 각 프로슈머에게 분해한다. 프로슈머는 분배 받은 운영 계획 값에 자신의 사용 용량의 운영 계획 값을 합하여 ESS 출력을 제어한다. 프로슈머는 사용 용량을 설치하여 운영하였을 때 전기요금 절감 편익과 용량 판매 시 얻는 편익을 동시에 얻을 수 있다. 수용가는 구매 용량을 통한 전기요금 절감 편익을 얻을 수 있다. 커뮤니티 운영자는 용량 거래에 따른 수수료를 통한 이익을 얻는다.

3.3.3 최종 거래 용량 산정 방법 및 운영 순서

커뮤니티 운영자는 용량 거래 시장에 입찰된 총 판매 용량과 총 구매 용량을 파악한다. 입찰된 용량에 따라 최종적으로 판매되고 구매되는 용량이 3가지 경우로 결정된다.

· 입찰된 총 구매 용량 > 입찰된 총 판매 용량

총 구매 용량이 총 판매 용량보다 많은 경우 수용가들은 시장에 입찰된 판매 용량이 부족하므로 입찰된 총 구매 용량만큼만 구매가 가능하다. 이 경우 프로슈머는 입찰한 용량으로 최종 판매 용량이 결정되며 각 수용가는 입찰된 총 구매 용량과 총 판매 용량의 비율에 비례하여 최종 구매 용량이 결정된다.

· 입찰된 총 구매 용량 = 입찰된 총 판매 용량

이 경우 모든 프로슈머와 수용가가 입찰한 용량으로 최종 거래 용량이 결정된다.

· 입찰된 총 구매 용량 < 입찰된 총 판매 용량

입찰된 총 판매 용량이 총 구매 용량보다 더 많은 경우 수용가들은 입찰한 구매 용량만큼 구매가 불가능하다. 따라서 각 프로슈머는 입찰한 용량에 따라 최종 판매 용량이 결정되며 각 수용가는 총 구매 용량과 각자 입찰한 구매 용량의 비율에 비례하여 최종 구매용량이 결정된다.

구체적인 공유 시스템의 운영 순서는 그림 6과 같다.

그림 6. ESS 공유시스템 운영 순서도

Fig. 6. ESS sharing system operation flow chart

① 운영 계획 수립 시 커뮤니티 운영자는 구성원에게 거래 용량 단가를 공지한다.

② 프로슈머는 편익이 최대가 될 것으로 기대하는 판매 용량을 산정하고 용량 거래에 입찰한다.

③ 수용가는 편익이 최대가 될 것으로 기대하는 구매 용량을 산정 후 커뮤니티의 용량 거래 시장에 입찰한다.

④ 커뮤니티 운영자는 입찰된 용량에 따라 최종적으로 판매되고 구매 될 용량을 산정한다.

⑤ 산정 완료 후 구성원에게 거래 결과를 공지한다.

⑥ 프로슈머는 최종 사용 용량, 수용가는 최종 구매 용량을 결정하고 전기요금 최소화를 목적으로 운영 계획을 수립한다.

⑦ 수용가는 최종 구매 용량의 운영 계획 결과를 커뮤니티 운영자에게 전송한다.

⑧ 커뮤니티 운영자는 각 프로슈머에게 설치 용량에 비례하여 수용가의 운영 계획 값을 분배한다.

⑨ 프로슈머는 최종 사용 용량의 운영 계획 값에 분배받은 운영 계획 값을 더하여 ESS의 운영 계획을 수립한다.

⑩ 운영 당일에 프로슈머는 수립된 운영 계획에 따라 ESS를 출력한다.

⑪ 수용가는 용량 구매 비용을 커뮤니티 운영자에게 지불하고 커뮤니티 운영자는 프로슈머에게 수수료를 제외한 용량 판매비용을 전달한다.

입찰 용량에 따라 기대 편익과 실제 편익이 달라질 수 있지만 커뮤니티 구성원은 이를 인정하는 것으로 가정하였다.

4.1 ESS 모델링

· 충전 및 방전 전력 제약

ESS의 충전 및 방전 전력 $P_{t}^{Chr}$, $P_{t}^{Dis}$는 ESS 최소 출력 $P^{\min}$ , 최대 출력 $P^{\max}$ 의 범위 내에서 출력 되어야 하며, 각각 식 (1), (2)와 같다.

· ESS 동작 상태 제약

ESS의 동작은 충전 상태, 방전 상태, 대기 상태로 구분되며 동작 이진변수 $\mu_{t}^{Chr}$, $\mu_{t}^{Dis}$를 사용하여 식 (3)과 같이 모델링 된다.

· ESS의 SOC 제약

ESS의 SOC(State of Charge)는 ESS의 저장된 에너지의 양을 의미한다. SOC는 ESS 출력에 영향을 받으며 충, 방전 효율 $\eta^{Chr},\: \eta^{Dis}$을 고려하여 식 (4)로 모델링된다. SOC는 식 (5)와 같이 $SOC^{\min}$와 $SOC^{\max}$ 범위에 있어야 한다. 또한, SOC는 다음날 ESS의 운영을 위해 ESS 종료 시 식 (6) 과 같이 SOC 초기 값 $SOC^{\in}$와 같아지는 것으로 가정하였다.

4.2 거래 용량 단가 모델링

커뮤니티에서 거래되는 용량의 단가 $\cos t^{Trade}$ 는 $i$번째 프로슈머의 ESS 마모 비용 단가 $\cos t_{i}^{Wear}$의 평균에 수수료 $\cos t^{Service}$를 합한 값 식 (7)과 같다. $\cos t_{i}^{Wear}$는 프로슈머 ESS가 외부온도가 일정하고 정격 DOD(Depth of Discharge)에서 운영되는 것으로 가정하고 식 (8)을 통하여 산출하였다.

$\cos t_{i}^{ESS}$ 는 $i$번째 프로슈머의 ESS 용량 별 단가를, $\Phi$ 는 ESS의 Cycle을, $DOD$ 는 ESS의 정격 DOD를 의미한다.

4.3 프로슈머와 수용가의 기대 편익 모델링

프로슈머의 편익 $Benef_{i}^{Pro}$ 은 프로슈머가 사용 용량 $ESS_{i}^{Use}$ 을 운영하였을 때 전기요금 절감과 판매 용량 $ESS_{i}^{Sell}$ 판매를 통한 편익을 합한 식 (9) 로 모델링 된다.

$Bill_{i}^{Pro}$ 는 $i$번째 프로슈머의 기존 전기요금을, $Bill_{i}^{Pro,\: Use}$ 는 $ESS_{i}^{Use}$ 의 운영 계획을 통해 절감시킨 전기요금을 의미한다.

수용가의 편익 $Benef_{j}^{customer}$ 는 구매 용량 $ESS_{j}^{Buy}$ 을 운영하였을 때 전기요금 절감 편익과 $ESS_{j}^{Buy}$ 구매를 통한 구매 비용을 차감하여 식 (10) 으로 모델링 된다.

$Bill_{j}^{customer}$ 는 $j$번째 수용가의 기존 전기요금을, $Bill_{j}^{customer,\: Buy}$ 는 $ESS_{j}^{Buy}$ 의 운영 계획을 통해 절감시킨 전기요금을 의미한다.

4.4 프로슈머의 용량 분할 모델링

3.2.2절에 기술한 알고리즘을 사용하여 프로슈머의 기대 편익이 최대가 되는 사용 용량 $ESS_{i}^{Use}$ 가 결정되면 프로슈머는 자신의 ESS 용량 $ESS_{i}$ 를 사용 용량 $ESS_{i}^{Use}$ 와 판매 용량 $ESS_{i}^{Sell}$로 식 (11)을 활용하여 분할한다.

4.5 최종 거래 용량 모델링

최종 거래 용량은 3.3.3절에 제시한 산정 방법에 따라 식 (12)~(17)과 같이 프로슈머 i의 최종 판매 용량 $ESS_{i}^{Sell,\: f\in al}$, 수용가 j의 최종 구매 용량 $ESS_{j}^{Buy,\: f\in al}$이 결정된다.

· 입찰된 총 구매 용량 > 입찰된 총 판매 용량인 경우 :

· 입찰된 총 구매 용량 = 입찰된 총 판매 용량인 경우 :

· 입찰된 총 구매 용량 < 입찰된 총 판매 용량인 경우 :

4.6 최종 사용 용량 운영 계획

· 목적함수

최종 사용 용량 $ESS_{i}^{Use,\: f\in al}$은 $i$번째 프로슈머의 전기요금 최소화를 목적으로 운영 계획이 수립된다. 목적함수는 식 (18) 과 같이 모델링 된다. 목적함수는 프로슈머 i가 최종 사용 용량을 운영하였을 때 전기요금 최소화로 정의된다. 식 (18)에서 $Bill_{i}^{Pro,\: Use}$는 프로슈머 i의 사용 용량의 운영 계획에 따른 전기요금, $\cos t^{basic}$은 기본요금단가, $L_{i,\: t}^{Pro,\: Use}$는 각 시간대별 프로슈머 i의 $ESS_{i}^{Use,\: f\in al}$의 운영계획이 반영된 전력 수요를, $month$는 대상 월의 일수,$\cos t_{t}^{TOU}$는 t시간에서의 TOU를 의미한다.

※ $L_{i,\: t}^{Pro,\: Use}=L_{i,\: t}^{Pro}+P_{i,\: t}^{Use,\: Chr}-P_{i,\: t}^{Use,\: Dis},\: \forall t\in T,\: \forall i\in N$

· 제약조건

제약조건은 식 (1)~(6)의 제약조건에 용량 운영 시 프로슈머 i의 수요가 0보다 커야한다는 식 (19)가 추가된다.

4.7 최종 구매 용량 운영 계획

수용가는 용량 거래를 통하여 최종 구매 용량 $ESS_{j}^{Buy,\: f\in al}$ 이 결정된다. $ESS_{j}^{Buy,\: f\in al}$ 의 운영 계획은 식 (20)~(21) 과 같이 모델링 된다.

· 목적함수

최종 구매 용량 $ESS_{j}^{Buy,\: f\in al}$은 $j$번째 수용가의 전기요금 최소화를 목적으로 운영 계획이 수립된다. 목적함수는 식 (20) 과 같이 모델링 된다. 목적함수는 수용가 j가 최종 구매 용량을 운영하였을 때 전기요금 최소화를 목적한다. 식 (20)에서 $Bill_{i}^{House,\: Buy}$는 수용가 j의 구매 용량의 운영 계획에 따른 전기요금, $L_{j,\: t}^{House,\: Buy}$는 각 시간대별 수용가 j의 $ESS_{j}^{Buy,\: f\in al}$의 운영계획이 반영된 전력 수요를 의미한다.

※ $L_{j,\: t}^{House,\: Buy}=L_{j,\: t}^{House}+P_{j,\: t}^{Buy,\: Chr}-P_{j,\: t}^{Buy,\: Dis},\: \forall t\in T,\: \forall j\in M$

· 제약조건

제약조건은 식 (1)~(6)의 제약조건에 용량 운영 시 수용가 j의 수요가 0보다 커야한다는 식 (21) 이 추가된다.

4.8 ESS이 실제 출력

프로슈머 $i$의 ESS의 실제 출력 $P_{i,\: t}^{ESS}$ 는 모든 수용가의 운영 계획 값을 합한 후 프로슈머에게 설치된 ESS 용량 $ESS_{i}$에 비례하여 식 (22)~ (23)으로 모델링 된다.

※ $P_{j,\: t}^{Buy}=P_{j,\: t}^{Buy,\: Chr}-P_{j,\: t}^{Buy,\: Dis},\: \forall t\in T,\: \forall j\in M$

※ $P_{i,\: t}^{Use}=P_{i,\: t}^{Use,\: Chr}-P_{i,\: t}^{Use,\: Dis},\: \forall t\in T,\: \forall i\in N$

5.1 프로슈머의 ESS 파라미터 설정

사례연구 진행에 앞서 프로슈머들이 보유하고 있는 ESS에 대한 설정이 필요하다. ESS 용량별 단가는 2016년도 ESS 용량 별 단가^[13]와 2020년에 Bloomberg NEF에서 제공한 64[kWh] 기준 용량 단가^[14]를 활용하여 2016년도와 2020년도에서 64 [kWh] 용량의 설치 단가를 비교하여 감소된 ESS 설치 단가 $\cos t_{i}^{ESS}$를 선형으로 식 (24)과 같이 Fitting 하였다.

그림 7. 2020년 기준 ESS 용량 별 설치 단가

Fig. 7. Unit installation cost by ESS capacity in 2020

각 프로슈머의 ESS는 마모 비용 단가의 산정을 위해 외부 온도가 일정하고 정격 DOD에서 운영된다고 가정하였다. 각 프로슈머 ESS 설치 용량 및 파라미터 값은 ESS-EMS 융합시스템 우수사례집^[15]을 참고하여 표 1과 같이 설정하였다. 각 ESS의 출력은 운영 용량의 0%~운영 용량의 100[%], SOC 초기 값은 운영 용량의 100%, SOC는 운영 용량의 20%~80% 범위에서 운영된다고 가정하였다.

5.2 시나리오 설정

5.2.1 시나리오 1

시나리오 1은 커뮤니티가 상가나 일반 빌딩 등이 밀집되어 있는 번화가 일부 지역에서 구성되었을 경우를 가정한다. 4개의 빌딩 중 2개의 빌딩이 프로슈머를 나머지 2개의 빌딩이 수용가 역할을 그림 8과 같이 수행한다.

그림 8. 시나리오 1 개념도

Fig. 8. Scenario 1 conceptual Diagram

모든 커뮤니티 구성원은 현재 시행되고 있는 계시별 요금제 중 일반용 전력(갑)Ⅱ 고압 A 선택 1의 여름철 요금제를 사용하고 있다^[16]. 각 구성원의 전력 수요 패턴은 그림 9와 같이 적용하였다^[17].

그림 9. 커뮤니티 구성원 전력 수요 패턴 (시나리오 1)

Fig. 9. Community member power demand pattern (Scenario 1)

5.2.2 시나리오 2

시나리오 2는 주택, 빌딩, 공장 등이 위치한 도시 지역에서 커뮤니티가 구성되었을 경우를 가정하였다. ESS를 설치하고 있는 공장이 프로슈머를, 빌딩 및 주택이 수용가 역할을 그림 10과 같이 수행한다.

그림 10. 시나리오 2 개념도

Fig. 10. Scenario 2 conceptual diagram

커뮤니티 구성원의 종류가 모두 다르기 때문에 각각 현재 시행되고 있는 계시별 요금제 중 프로슈머 1은 산업용 전력(갑)Ⅱ 고압 A 선택 1의 여름철 요금제를, 수용가 1은 제주특별자치도에 적용되는 주택용 계기별 요금제 중 여름철 요금제를, 수용가 2는 일반용 전력(갑)Ⅱ 고압 A 선택 1의 여름철 요금제를 사용하고 있다^[16]. 각 구성원의 전력 수요 패턴은 그림 11과 같이 적용하였다^[17].

그림 11. 커뮤니티 구성원 전력 수요 패턴 (시나리오 2)

Fig. 11. Community member power demand patterns (Scenario 2)

6.1 시나리오 1 결과

프로슈머가 설치한 ESS 마모비용 단가의 평균값은 15.94 [원/kWh]이다. 따라서 용량 거래 단가 또한 15.94 [원/kWh]로 산정된다. 용량 거래 단가를 고려하여 각 프로슈머의 기대 편익을 산정한 결과 프로슈머 1은 사용 용량이 780 [kWh] 일 때 기대 편익이 최대가 되고 프로슈머 2는 사용 용량이 572 [kWh] 일 때 최대가 된다.

그림 12. 사용 용량에 따른 프로슈머의 기대 편익(시나리오 1)

Fig. 12. Expected benefits of prosumers according to the used capacity (Scenario 1)

수용가 1은 구매 용량이 669 [kWh] 일 때 기대 편익이 최대가 되었고 수용가 2는 구매 용량이 510 [kWh] 일 때 기대 편익이 최대가 되었다.

그림 13. 구매 용량에 따른 수용가의 기대 편익 (시나리오 1)

Fig. 13. Consumer expected benefits based on purchased capacity (Scenario 1)

커뮤니티에 참가한 모든 프로슈머와 수용가가 입찰한 총 판매 용량은 548 [kWh], 총 구매 용량은 1,179 [kWh]이다. 용량 거래 결과 프로슈머들은 각자 입찰한 용량 220 [kWh], 328 [kWh]의 용량을 판매한다.

수용가들은 구매 용량이 조정되어 각각 311 [kWh], 237 [kWh]로 최종 구매 용량이 결정된다.

용량 거래 결과 프로슈머 1은 1,000[kWh]의 ESS 용량 중 780 [kWh]는 자신이 사용하고 220[kWh]는 용량 거래 시장에 판매하였다. 프로슈머 2는 900[kWh]의 ESS 용량 중 572 [kWh]는 자신이 사용하고 328 [kWh]는 거래 시장에 판매하였다. 수용가 1은 거래 시장을 통하여 311 [kWh]의 용량을 구매하였다. 수용가 2는 237 [kWh]의 용량을 구매하였다. 커뮤니티 구성원의 용량 운영 결과는 표 6,7과 같다. 거래된 용량 운영에 따른 커뮤니티 구성원의 수요 패턴은 그림 14와 같다.

그림 14. 거래 용량 운영에 따른 커뮤니티 구성원의 수요 패턴 (시나리오 1)

Fig. 14. Demand patterns of community members according to trading capacity operation (Scenario 1)

6.2 시나리오 2 결과

시나리오 2에서는 1개의 프로슈머가 참여하였다. 프로슈머 1이 설치한 ESS 마모 비용 단가는 15.38 [원/kWh]이다. 따라서 용량 거래 단가는 15.38 [원/kWh]로 산정된다. 용량 거래 단가를 고려하여 프로슈머 1은 사용 용량이 778 [kWh] 일 때 기대 편익이 최대가 된다.

그림 15. 사용 용량에 따른 프로슈머의 기대 편익 (시나리오 2)

Fig. 15. Expected benefits of prosumer according to the used capacity (Scenario 2)

수용가 1은 구매 용량이 421 [kWh] 일 때 기대 편익이 최대가 되었고 수용가 2는 구매 용량이 582 [kWh] 일 때 기대 편익이 최대가 되었다.

그림 16. 구매 용량에 따른 수용가의 기대 편익(시나리오 2)

Fig. 16. Consumer expected benefits based on purchased capacity (Scenario 2)

커뮤니티에 참가한 모든 프로슈머와 수용가가 입찰한 총 판매 용량은 222 [kWh], 총 구매 용량은 1,003 [kWh]이다. 용량 거래 결과 프로슈머는 입찰한 용량 222 [kWh]로 용량을 분할하여 판매한다.

수용가들은 구매 용량이 조정되어 각각 93 [kWh], 129 [kWh]로 최종 구매 용량이 결정된다.

용량 거래 결과 프로슈머 1은 1,000[kWh]의 ESS 용량 중 778 [kWh]는 자신이 사용하고 222[kWh]는 용량 거래 시장에 판매하였다. 수용가 1은 거래 시장을 통하여 93 [kWh]의 용량을 구매하였다. 수용가 2는 129 [kWh]의 용량을 구매하였다. 커뮤니티 구성원의 용량 운영 결과는 표 12,13과 같다. 거래된 용량 운영에 따른 커뮤니티 구성원의 수요 패턴은 그림 17과 같다.

그림 17. 거래 용량 운영에 따른 커뮤니티 구성원의 수요 패턴 (시나리오 2)

Fig. 17. Demand patterns of community members according to trading capacity operation (Scenario 2)