KR101827158B1 - Apparatus and method for operating energy storage system connected to microgrid - Google Patents

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황평익
권성철
정원욱
추철민
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한국전력공사
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Abstract

The present invention relates to a device and a method to manage an energy storage system for a microgrid. To this end, the management device includes: a schedule writing part collecting real time management information and predicted data about energy price, power generation, and load by time section from a microgrid management system, defining a minimum charge amount of an energy storage device connected with a microgrid by time section, and writing charge and discharge schedules of the energy storage device by time section to minimize costs for the management of the microgrid; a command value deriving part determining an operational state of the energy storage device in accordance with the charge and discharge schedules and deriving an effective power command value outputted from the energy storage device; and a control part controlling the operation of the energy storage device in accordance with the operational state and the effective power command value. The schedule writing part writes the charge and discharge schedules to minimize the sum of energy costs, maximum power consumption costs, peak-load contribution costs, and lifespan reduction costs of the energy storage device.

Description

마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR OPERATING ENERGY STORAGE SYSTEM CONNECTED TO MICROGRID}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR OPERATING ENERGY STORAGE SYSTEM CONNECTED TO MICROGRID [0002]

본 발명은 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치 및 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게 에너지 저장 장치를 안정적이며 경제적으로 마이크로그리드에 적용할 수 있는 운영 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for operating an energy storage device for a microgrid, and more particularly, to an operating apparatus and method for applying an energy storage device to a microgrid in a stable and economical manner.

에너지 저장 장치(ESS : Energy Storage System)은 양수 발전소와 같이 필요에 따라 전력을 충/방전할 수 있는 기기이다. 최근 전력전자 기술과 에너지 저장 기술의 급격한 발전으로 에너지 저장 장치(ESS)의 전력계통 연계가 지속적으로 증가하고 있다. 전력계통 연계 에너지 저장 장치(ESS)는 주파수 유지, 신재생 에너지원 출력의 간헐성 감소, 첨두부하 감소, 전기요금 감소, 비상용 발전 등 다양한 목적으로 사용될 수 있다. Energy Storage System (ESS) is a device that can charge / discharge electric power as required, such as a pumped storage power plant. Recently, the power grid connection of energy storage system (ESS) is continuously increasing due to the rapid development of power electronics technology and energy storage technology. Power grid connected energy storage (ESS) can be used for various purposes such as frequency maintenance, reduction of intermittency of renewable energy source output, reduction of peak load, reduction of electricity bill, emergency power generation.

이러한 장점에 기인하여, 종래에는 에너지 저장 장치를 활용한 다양한 운영 기법 및 제어 방법이 연구되었다. 예를 들어, 종래에는 부하 및 발전 예측, 전기 에너지 가격 예측 데이터를 이용하여, 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전으로 발생하는 이득을 최대화하는 스케줄 기반의 운전 방안, 충/방전으로 발생하는 에너지 저장 장치(ESS)의 기기 수명 감소 비용의 고려 방안 등이 연구되었다. 다만, 종래 기술의 경우, 아래와 같은 문제점들이 존재한다.Due to these advantages, various operating techniques and control methods utilizing energy storage devices have been studied in the past. For example, in the prior art, a schedule-based driving method that maximizes the gain generated by charge / discharge of an energy storage device (ESS) using load and power generation prediction and electric energy price prediction data, energy generated by charging / discharging And consideration of cost reduction of equipment life of storage device (ESS). However, in the case of the prior art, the following problems exist.

먼저, 종래 기술들은 특정 요금만을 예를 들어, 에너지 요금만을 고려한 기법들을 제시하는 점에서 문제가 있다. 일반적으로, 국내외 전력시장 규칙에 정의된 전기요금의 구성요소를 요금의 요인에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.First, the prior art has a problem in that it presents techniques that only consider a specific rate, for example, only energy charges. In general, the components of the electricity tariff defined in domestic and foreign electricity market rules can be classified as follows according to the factors of charges.

- 고정 요금 : 수용가의 전기 사용량 및 패턴과 상관없이 일정한 금액이 부과되는 요금- Fixed rate: The charge that a certain amount is charged regardless of electricity usage and pattern of the customer

- 에너지 요금 : 수용가에서 소비한 전기 에너지와 그 사용 시간에 의해 결정되는 요금으로 시간대별 사용 전력량과 TOU(Time Of Use), CPP(Critical Peak Pricing), RTP(Real Time Pricing) 등의 요금제에 의해 결정됨- Energy Fee: Based on the electric energy consumed by the customer and the charge determined by the usage time, the electricity consumption by time of day, the charge of TOU (Time Of Use), CPP (Critical Peak Pricing) and RTP (Real Time Pricing) Determined

- 최대소비전력 요금 : 일정 기간 동안 수용가에서 소비한 최대 전력에 의해 결정되는 요금으로 국내의 기본요금과 초과사용 부가금, 캐나다 온타리오 전력시장의 송/배전계통 이용 요금 등이 이에 해당됨- Maximum Power Consumption Charge: The rate determined by the maximum power consumed by the consumer over a period of time, including the base rate and overage use charge in the country and the charge for the transmission / distribution grid of the Canadian Ontario Electricity Market.

- 첨두부하 기여 요금 : 상위 전력망의 첨두부하(최대부하)에 기여한 비율에 의해 결정되는 요금으로 캐나다 온타리오 전력시장의 Global Adjustment 요금이 이에 해당됨.- Peak load contribution rate: This is the Global Adjustment charge for the Canadian Ontario power market at a rate determined by the percentage contribution to the peak load (peak load) of the upper grid.

이 중 고정 요금을 제외한 나머지 요금은 서로 다른 요금에 영향을 줄 수 있다. 만약 복합적인 요금이 적용되는 시장에서 특정 요금만을 고려하여 에너지 저장 장치(ESS)를 운영하면 해당 요금은 감소될 수 있지만 다른 요금이 증가하여 전체적인 전기요금이 오히려 증가할 수 있다. 따라서 수용가의 전기요금을 감소시키기 위한 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전 스케줄을 작성하기 위해서는 에너지 요금, 최대소비전력 요금, 첨두부하 기여 요금을 동시에 고려할 필요가 있다. 하지만, 선행 특허들에서는 특정한 요금(대부분이 에너지 요금)만을 감소시키기 위한 방안을 제시한 점에서, 문제가 있다.The remaining rates, excluding the fixed rate, can affect different rates. If you operate an energy storage system (ESS) with a specific charge in a market where multiple charges are applied, the charge may be reduced, but other charges may increase and the overall electricity charge may increase. Therefore, it is necessary to consider the energy charge, the maximum power consumption charge, and the peak load contribution fee simultaneously to create charge / discharge schedule of the energy storage device (ESS) to reduce the electric charge of the customer. However, there is a problem in the prior patents in that a method for reducing only a specific charge (mostly energy charge) is proposed.

둘째, 종래기술은 예측 오차에 대한 리스크 관리 방안이 부재한 문제가 있다. 에너지 저장 장치(ESS)의 용량(kWh)은 제한되어 있기 때문에 현재 시점의 에너지 저장 장치(ESS)의 출력 제어가 미래의 에너지 저장 장치(ESS)의 운영에 영향을 줄 수 있다. 따라서 에너지 저장 장치(ESS)를 이용하여 수용가의 전기요금을 감소시키기 위해서는 스케줄 기반의 에너지 저장 장치(ESS)의 출력제어 기법을 사용하여야 한다. 미래의 부하, 발전, 가격 등의 정확한 값을 알 수 없기 때문에 이들의 예측값을 사용하여, 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전 스케줄 작성한다. 하지만 예측값에는 오차가 존재할 수 있으며 오차로 인하여 예측하지 못한 손해가 발생할 수 있다. 하지만 종래기술에서는 예측 값의 오차로 발생할 수 있는 리스크를 감소시키기 위한 방안을 제시하지 못하는 점에서, 문제가 있다.Second, the conventional technology has a problem in that there is no risk management method for prediction error. Since the capacity (kWh) of the energy storage device (ESS) is limited, the output control of the energy storage device (ESS) at the present time may affect the operation of the future energy storage device (ESS). Therefore, in order to reduce the electricity price of customers using energy storage device (ESS), the output control method of schedule based energy storage device (ESS) should be used. Since accurate values of future loads, power generation, and prices can not be known, the charge / discharge schedules of the energy storage device (ESS) are made using their predicted values. However, there may be an error in the predicted value and an unexpected damage may occur due to the error. However, in the prior art, there is a problem in that it can not propose a method for reducing the risk that may be caused by the error of the predicted value.

셋째, 종래기술은 수동적으로 충전량(SOC: State of Charge)를 관리한다는 점에서 문제점이 존재한다. 에너지 저장 장치(ESS)를 비상발전기로 사용하기 위해서는 정상운전 중에 충전량(SOC)을 일정 수준(최소 충전량) 이상으로 유지해야 한다. 하지만 충전량(SOC)을 일정 수준 이상으로 유지한다는 것은 정상운영 중에 충/방전을 수행할 수 있는 에너지 저장 장치(ESS)의 용량이 감소됨을 의미한다. 이에 따라, 결과적으로 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전 수행으로 얻을 수 있는 이득이 감소할 수 있다. 따라서 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전으로 얻을 수 있는 이득을 최대화하기 위해서는 비상발전기로써 공급해야 하는 부하를 고려하여 최소 충전량을 능동적으로 정의할 필요가 있다. 하지만 종래 기술에서는 최소 충전량을 부하와 상관없이 일정한 값으로 유지함으로써, 그 효율이 떨어지는 문제가 있다.Third, the conventional art has a problem in that it manages the state of charge (SOC) manually. In order to use an energy storage device (ESS) as an emergency generator, the charge amount (SOC) must be maintained at a certain level (minimum charge amount) during normal operation. However, maintaining the charge level (SOC) above a certain level means that the capacity of the energy storage device (ESS) capable of charge / discharge during normal operation is reduced. As a result, the gain obtained by charging / discharging the energy storage device (ESS) can be reduced. Therefore, in order to maximize the gain obtained by charge / discharge of the energy storage device (ESS), it is necessary to actively define the minimum charge amount considering the load to be supplied as the emergency generator. However, in the prior art, there is a problem that the efficiency is lowered by keeping the minimum charge amount at a constant value regardless of the load.

넷째, 종래기술은 에너지 저장 장치(ESS)의 상태 제어 기술이 부재한다는 문제점이 존재한다. 에너지 저장 장치(ESS)의 연계시스템으로 많이 사용되는 컨버터에서는 출력을 0으로 제어하더라도 내부 손실(IGBT 스위칭 손실 등)이 발생한다. 따라서, 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전 스케줄 결과 출력 지령값이 0인 경우, 에너지 저장 장치(ESS)의 유효전력 출력을 0으로 제어하면 내부 손실로 인하여 충전량(SOC)은 지속적으로 감소하게 된다. 이와 같은 현상을 방지하기 위해서는 에너지 저장 장치(ESS)의 출력 지령값을 바탕으로 상태(on/off) 제어를 할 필요가 있다.Fourth, the conventional art has a problem that there is no state control technology of the energy storage device (ESS). Internal converters (IGBT switching losses, etc.) are generated even if the output is controlled to 0 in a converter that is often used as an energy storage system (ESS) linkage system. Therefore, if the charge / discharge schedule result output command value of the energy storage device (ESS) is 0, if the active power output of the energy storage device (ESS) is controlled to 0, the charge amount (SOC) do. In order to prevent such a phenomenon, on / off control is required based on the output command value of the energy storage device (ESS).

따라서, 상술한 종래기술들의 문제점을 해소할 수 있으면서, 보다 안정적이고 경제적으로 에너지 저장 장치(ESS)를 마이크로그리드 운영에 활용할 수 있는 새로운 운영 장치 및 방법에 대한 요구가 존재한다.Accordingly, there is a need for a new operating device and method that can reliably and economically utilize an energy storage device (ESS) for microgrid operation while solving the problems of the prior art described above.

한국등록특허 제1597993호(명칭: 에너지 저장 장치)Korean Patent No. 1597993 (name: energy storage device)

본 발명은 안정적이고 경제적으로 에너지 저장 장치(ESS)를 마이크로그리드 운영에 활용할 수 있는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for operating an energy storage device for a microgrid which can stably and economically utilize an energy storage device (ESS) for micro grid operation.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치는, 마이크로그리드 운영 시스템으로부터 시구간 별로 부하, 발전 및 에너지 가격에 대한 예측 데이터와 실시간 운영 정보를 수집하고, 시구간 별로 마이크로그리드에 연결된 에너지 저장 장치의 최소 충전량을 정의하며, 마이크로그리드의 운영 비용이 최소화되도록 시구간 별로 상기 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 스케줄 작성부; 사용자 설정 정보와 상기 충전 및 방전 스케줄에 따라, 에너지 저장 장치의 동작 상태를 결정하고, 상기 에너지 저장 장치로부터 출력될 유효 전력 지령값을 도출하는 지령값 도출부; 및 상기 동작 상태 및 유효 전력 지령값에 따라 상기 에너지 저장 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 스케줄 작성부는 에너지 요금, 최대소비전력 비용, 첨두부하 기여 요금 및 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합이 최소화되도록 충전 및 방전 스케줄을 작성하고, 상기 스케줄 작성부는 사용자의 설정에 따라 시구간 별로, 시구간 내에서의 실시간 가격 정보를 근거로 상기 시구간의 예측 데이터를 보정하는 예측 데이터 보정 모듈을 더 포함하며, 상기 예측 데이터 보정 모듈은 상기 사용자의 설정에 따라 하나의 시구간을 복수의 단위 시구간들로 구분하고, 상기 예측 데이터를 단위 시구간 별로 적어도 하나의 계단화 간격에 따라 계단화하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, an operating apparatus for an energy storage device for a micro grid of the present invention collects predicted data on load, power generation and energy price and real-time operating information from a micro grid operating system, A schedule creation unit for defining a minimum charge amount of the energy storage device connected to the micro grid by the liver and creating a charge and discharge schedule of the energy storage device by time period so as to minimize the operation cost of the micro grid; A command value derivation unit for determining an operation state of the energy storage device according to user setting information and the charge and discharge schedule and deriving an effective power command value to be output from the energy storage device; And a controller for controlling the operation of the energy storage device according to the operation state and the active power command value, wherein the schedule generator is configured to calculate an energy charge, a maximum power consumption cost, a peak load contribution fee, And the schedule creating unit creates a schedule data correction module for correcting the time-series forecast data based on real-time price information within the time period for each time period according to the setting of the user Wherein the prediction data correction module divides one time interval into a plurality of unit time intervals according to the setting of the user and stairizes the prediction data according to at least one stepping interval for each unit time period .

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또한, 스케줄 작성부는 시구간 별로 마이크로그리드에 연결된 에너지 저장 장치의 최소 충전량을 설정하는 최소 충전량 설정 모듈을 포함하고, 최소 충전량 설정 모듈은 비상발전을 위한 에너지 저장 장치의 최소 충전량과, 물리적인 에너지 저장 장치의 최소 충전량, 에너지 저장 장치가 비상 발전기로 동작해야 하는 최소 시간, 부하에 대한 예측 데이터, 발전에 대한 예측 데이터 및 에너지 저장 장치의 정격 에너지 용량을 근거로 시구간 별로 에너지 저장 장치의 최소 충전량을 설정할 수 있다.The schedule creation unit includes a minimum charge amount setting module for setting a minimum charge amount of the energy storage device connected to the micro grid on a time axis basis. The minimum charge amount setting module includes a minimum charge amount of the energy storage device for emergency power generation, Based on the minimum charge of the device, the minimum time for the energy storage to operate as an emergency generator, the predicted data for the load, the predicted data for the power generation and the rated energy capacity of the energy storage device, Can be set.

또한, 스케줄 작성부는 충전 및 방전 제어 문제를 최적화 문제로 변환하고, 최적화 문제의 최적해를 찾음으로써 상기 에너지 저장 장치에 대한 임시 충전 및 방전 스케줄을 작성할 수 있다.The schedule generator may also create a temporary charge and discharge schedule for the energy storage device by converting the charge and discharge control problem to an optimization problem and finding an optimal solution to the optimization problem.

또한, 최적화 문제의 목적 함수는 에너지 요금, 최대소비전력 비용, 첨두부하 기여 요금 및 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합이 최소화되도록 이루어질 수 있다.In addition, the objective function of the optimization problem can be made to minimize the sum of the energy charge, the maximum power consumption cost, the peak load contribution charge, and the life saving cost of the energy storage device.

또한, 스케줄 작성부는 시구간 별 충전 가격과 상기 임시 충전 및 방전 스케줄을 분석하고, 시구간 별 충전 및 방전 계획이 최대로 분산되도록 임시 충전 및 방전 스케줄을 분산시킴으로써 최종 충전 및 방전 스케줄을 생성하는 스케줄 보정 모듈을 더 포함할 수 있다.Also, the schedule creating unit may analyze the temporary charging charge and discharge schedule and the schedule for generating the final charging and discharging schedule by distributing the temporary charging and discharging schedules so that the charging and discharging schedules are dispersed to the maximum, And may further include a correction module.

또한, 스케줄 작성부는 개별 시구간의 충전 가격과 최대 충전량을 정의하고, 충전 상태 또는 방전 상태로서 연속적으로 동일한 상태인 시구간들을 보정 대상 시구간 집합으로 정의하며, 각 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간들의 평균 출력을 계산하고, 각 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간과 평균 출력의 비교를 통해 보정을 수행함으로써, 최종 충전 및 방전 스케줄을 생성할 수 있다.The schedule creating unit defines the charge price and the maximum charge amount between the individual time periods, defines time periods that are continuously the same state as the charge state or the discharge state as a set of target time frames to be corrected, And the final charging and discharging schedules can be generated by performing the correction through comparison of the time interval and the average output belonging to each set of correction target time points.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치는 사용자 설정 정보의 생성에 이용되는 사용자 인터페이스부를 더 포함하고, 사용자 인터페이스부는 정전 발생 신호가 감지되어 있고, 상위 전력망 연계 스위치가 닫혀 있을 때, 사용자로부터 에너지 저장 장치의 동작 명령이 입력되면, 동작 명령에 따른 에너지 저장 장치의 동작 신호를 차단하고, 경고 메시지를 생성할 수 있다.In addition, the operating device for the energy storage device for microgrid according to an embodiment of the present invention may further include a user interface part used for generating user setting information, wherein the user interface part detects a power generation occurrence signal, When the operation command of the energy storage device is inputted from the user when the switch is closed, the operation signal of the energy storage device according to the operation command is blocked and a warning message can be generated.

또한, 사용자 인터페이스부는 에너지 저장 장치의 독립 운전 중, 상위 전력망과 수용가 전력망의 전압이 동기화되지 않을 때, 마이크로그리드의 연계 스위치의 조작을 차단하고, 경고 메시지를 생성할 수 있다.In addition, the user interface unit can interrupt the operation of the microgrid's associated switch and generate a warning message when the voltages of the upper power grid and the customer power grid are not synchronized during the independent operation of the energy storage device.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법은, 스케줄 작성부에 의해, 마이크로그리드 운영 시스템으로부터 시구간 별로 부하, 발전 및 에너지 가격에 대한 예측 데이터와 실시간 운영 정보를 수집하는 단계; 상기 스케줄 작성부에 의해, 시구간 별로 마이크로그리드에 연결된 에너지 저장 장치의 최소 충전량을 정의하는 단계; 상기 스케줄 작성부에 의해, 마이크로그리드의 운영 비용이 최소화되도록 시구간 별로 상기 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 단계; 지령값 도출부에 의해, 사용자 설정 정보와 상기 충전 및 방전 스케줄에 따라, 에너지 저장 장치의 동작 상태를 결정하고, 상기 에너지 저장 장치로부터 출력될 유효 전력 지령값을 도출하는 단계; 및 제어부에 의해, 상기 동작 상태 및 유효 전력 지령값에 따라 상기 에너지 저장 장치의 동작을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 단계는 에너지 요금, 최대소비전력 비용, 첨두부하 기여 요금 및 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합이 최소화되도록 이루어지고, 상기 스케줄 작성부에 의해, 사용자의 설정에 따라 시구간 별로, 시구간 내에서의 실시간 가격 정보를 근거로 상기 시구간의 예측 데이터를 보정하는 단계를 더 포함하며, 상기 시구간의 예측 데이터를 보정하는 단계는 상기 사용자의 설정에 따라 하나의 시구간을 복수의 단위 시구간들로 구분하는 단계; 및 상기 예측 데이터를 단위 시구간 별로 적어도 하나의 계단화 간격에 따라 계단화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating an energy storage device for a microgrid, the method including: generating schedule data from the microgrid operating system based on predicted data on load, Collecting information; Defining a minimum charge amount of an energy storage device connected to a micro grid by a time interval by the schedule creating unit; Creating a charge and discharge schedule of the energy storage device by time period so that the operating cost of the microgrid is minimized by the schedule creating unit; Determining an operating state of the energy storage device according to the user setting information and the charging and discharging schedule by the command value deriving part and deriving an effective power command value to be output from the energy storage device; And controlling the operation of the energy storage device according to the operation state and the active power command value by the control unit, wherein the step of generating the charge and discharge schedule of the energy storage device includes the steps of: , The peak load contribution rate, and the life reduction cost of the energy storage device are minimized, and the schedule creating unit creates the schedule information based on the real time price information within the time period, Wherein the step of correcting the predictive data includes: dividing one time interval into a plurality of unit time intervals according to the setting of the user; And stairing the prediction data according to at least one stepping interval for each unit time period.

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또한, 에너지 저장 장치의 최소 충전량을 정의하는 단계는 비상발전을 위한 에너지 저장 장치의 최소 충전량과, 물리적인 에너지 저장 장치의 최소 충전량, 에너지 저장 장치가 비상 발전기로 동작해야 하는 최소 시간, 부하에 대한 예측 데이터, 발전에 대한 예측 데이터 및 에너지 저장 장치의 정격 에너지 용량을 근거로 이루어질 수 있다.Further, the step of defining the minimum charge amount of the energy storage device includes a step of calculating a minimum charge amount of the energy storage device for emergency power generation, a minimum charge amount of the physical energy storage device, a minimum time required for the energy storage device to operate as an emergency generator, Prediction data, prediction data for power generation, and rated energy capacity of the energy storage device.

또한, 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 단계는 충전 및 방전 제어 문제를 최적화 문제로 변환하고, 상기 최적화 문제의 최적해를 찾음으로써 상기 에너지 저장 장치에 대한 임시 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of creating the charging and discharging schedule of the energy storage device may further include the steps of converting the charging and discharging control problem into an optimization problem and creating a temporary charging and discharging schedule for the energy storage device by finding an optimal solution of the optimization problem . ≪ / RTI >

또한, 최적화 문제의 목적 함수는 에너지 요금, 최대소비전력 비용, 첨두부하 기여 요금 및 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합이 최소화되도록 이루어질 수 있다.In addition, the objective function of the optimization problem can be made to minimize the sum of the energy charge, the maximum power consumption cost, the peak load contribution charge, and the life saving cost of the energy storage device.

또한, 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 단계는 시구간 별 충전 가격과 임시 충전 및 방전 스케줄을 분석하고, 시구간 별 충전 및 방전 계획이 최대로 분산되도록 임시 충전 및 방전 스케줄을 분산시킴으로써 최종 충전 및 방전 스케줄을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the step of creating the charging and discharging schedule of the energy storage device may include analyzing the charging charge and discharging schedule at the time of day and distributing the temporary charging and discharging schedule so that the charging and discharging plans are distributed at maximum And generating a final charge and discharge schedule.

또한, 최종 충전 및 방전 스케줄을 생성하는 단계는 개별 시구간의 충전 가격과 최대 충전량을 정의하고, 충전 상태 또는 방전 상태로서 연속적으로 동일한 상태인 시구간들을 보정 대상 시구간 집합으로 정의하며, 각 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간들의 평균 출력을 계산하고, 각 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간과 평균 출력의 비교를 통해 보정을 수행함으로써 이루어질 수 있다.In addition, the step of generating the final charge and discharge schedule defines the charge price and the maximum charge amount between the individual pointers, defines the time periods continuously the same as the charge state or the discharge state as a set of correction target time intervals, By calculating the average output of the time periods belonging to the temporal aggregation and performing the correction by comparing the temporal and average outputs belonging to each correction target temporal aggregation group.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법은 사용자 인터페이스부에 의해, 정전 발생 신호가 감지되어 있고, 상위 전력망 연계 스위치가 닫혀 있을 때, 사용자로부터 에너지 저장 장치의 동작 명령이 입력되면, 동작 명령에 따른 에너지 저장 장치의 동작 신호를 차단하고, 경고 메시지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of operating an energy storage device for a microgrid according to an embodiment of the present invention includes the steps of: when a power failure signal is sensed by a user interface unit and a high power grid link switch is closed, When the operation command is input, it may further include a step of blocking an operation signal of the energy storage device according to the operation command and generating a warning message.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법은 사용자 인터페이스부에 의해, 에너지 저장 장치의 독립 운전 중, 상위 전력망과 수용가 전력망의 전압이 동기화되지 않을 때, 마이크로그리드의 연계 스위치의 조작을 차단하고, 경고 메시지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating an energy storage device for a microgrid, the method comprising the steps of: when a voltage of an upper grid and a customer grid is not synchronized during independent operation of the energy storage device, And stopping the operation of the linkage switch and generating a warning message.

본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치 및 방법에 따르면, 평상시에는 충/방전 수행으로 마이크로그리드의 전기요금을 감소시키며 비상시에는 비상전원으로 마이크로그리드에 전력을 공급할 수 있는 장점이 있다.According to an apparatus and method for operating an energy storage device for a microgrid according to an embodiment of the present invention, electric charge of a micro grid can be reduced by performing charging / discharging at normal times, and electric power can be supplied to an micro grid There is an advantage.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치 및 방법이 적용될 수 있는 마이크로 운영시스템에 대한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄 작성부에 대한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 데이터 보정 모듈을 통해 이루어지는 예측 데이터를 보정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 충전량 설정 모듈을 통해 이루어지는 최소 충전량을 설정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄 보정 모듈을 통해 이루어지는 스케줄 보정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 및 방전 스케줄의 작성 단계에 대한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 임시 스케줄의 보정 단계에 대한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 지령값을 도출하는 단계에 대한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 단계를 통해 이루어지는 제어 방법에 대한 개념도이다.
1 and 2 are conceptual diagrams of a micro operating system to which an operating apparatus and method according to an embodiment of the present invention can be applied.
3 is a block diagram of an apparatus for operating an energy storage device for a microgrid according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a schedule creating unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a method of correcting predicted data through a predictive data correction module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a method of setting a minimum charge amount through a minimum charge amount setting module according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram illustrating a schedule correction method performed by the schedule correction module according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of operating an energy storage device for a microgrid according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart of a charging and discharging schedule creation step according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart of a correction step of a temporary schedule according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart of a step of deriving a command value according to an embodiment of the present invention.
12 is a conceptual diagram of a control method performed through a control step according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치 및 방법(이하, 운영 장치 및 방법)이 적용될 수 있는 마이크로 운영시스템에 대한 설명이 이루어진다.First, a description will be given of a micro operating system to which an apparatus and method for operating an energy storage device for a micro grid according to an embodiment of the present invention (hereinafter, an operating apparatus and method) can be applied.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치 및 방법이 적용될 수 있는 마이크로 운영시스템(10)에 대한 개념도이다. 마이크로 운영시스템(10)이 관리하는 마이크로그리드(20)는 전기요금 정산에 사용되는 정산용 계측기(22)와 상위 전력계통과 마이크로그리드(20)를 물리적으로 분리시킬 수 있는 마이크로그리드 연계 스위치(21)를 통해 전력 계통(30)과 연결된 소규모 전력계통이다. 마이크로그리드(20)는 평상시에 상위 전력망(30)과 연계되어 운전되며, 마이크로그리드 운영시스템(10)에서는 마이크로그리드(20) 및 에너지 저장 장치(ESS)의 상태정보, 전력시장 운영시스템(40)에서 제공하는 시장가격 및 부하 정보, 기상청과 같은 기상데이터 제공시스템(50)에서 제공하는 기상정보, 사용자 조작 정보 등을 이용하여 에너지 저장 장치(ESS)의 유효전력을 실시간으로 제어한다. 한편, 상위 전력계통에 문제가 발생하면 마이크로그리드 연계 스위치(21)를 사용하여 상위 전력계통과의 연결을 끊고 독립운전을 수행한다. 이와 같은 마이크로그리드(20)는 작게는 가정, 공장, 빌딩 등과 같은 단일 수용가가 될 수 있으며, 크게는 주변압기 단위의 배전계통이 될 수 있다.1 and 2 are conceptual diagrams of a micro operating system 10 to which an operating apparatus and method according to an embodiment of the present invention can be applied. The microgrid 20 managed by the micro operating system 10 includes a settling meter 22 used for electricity bill settlement and a micro grid connection switch 21 capable of physically separating the micro grid 20 from the high power grid, Scale power system connected to the power system 30 through the power system 30. [ The microgrid 20 is normally operated in conjunction with the upper grid 30 and the microgrid operating system 10 provides status information of the microgrid 20 and the energy storage system ESS, Real-time control of the active power of the energy storage device (ESS) using market price and load information provided by the meteorological data providing system 50, weather information provided by the meteorological data providing system 50, and user operation information. On the other hand, if a problem occurs in the upper power system, the micro grid connection switch 21 is used to disconnect the upper power system and perform independent operation. The micro grid 20 may be a single customer such as a home, a factory, a building, or the like, and may be largely a distribution system of a main transformer unit.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치 및 방법은 도 2에 도시된 마이크로그리드 운영시스템(10)에 연결되어 그 동작을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치 및 방법은 단말 데이터, 외부 데이터, 데이터베이스, 미들웨어 등 다양한 데이터 소스로부터 취득한 데이터를 사용하여 에너지 저장 장치(ESS)의 상태 및 출력 지령값을 도출할 수 있다. 도출된 지령값은 통신 장치를 통해 현장의 에너지 저장 장치(ESS)로 전달되며 에너지 저장 장치(ESS) 로컬 제어기에서 지령값을 바탕으로 에너지 저장 장치(ESS)의 실시간 출력 및 상태 제어를 수행할 수 있다. 에너지 저장 장치(ESS)의 운전과 관련된 다양한 정보(상태, 출력, 알람 및 이벤트, 충/방전 스케줄 등)들은 HMI를 통해 표출된다. 또한, 마이크로그리드 운영자는 표출된 정보를 바탕으로 에너지 저장 장치(ESS)의 운영 전략(운전 모드, 출력값 등)을 변경하고 마이크로그리드를 구성하는 기기들을 제어할 수 있다. 마지막으로 에너지 저장 장치(ESS)의 운전과 관련된 모든 이력은 데이터베이스에 저장되며 보고서 관리에서 주기적으로 이력 리포트를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치 및 방법을 통해, 에너지 저장 장치(ESS)는 크게 정지 상태, 준비 상태 및 동작 상태로 제어될 수 있다. In addition, an operating apparatus and method according to an embodiment of the present invention may be connected to and perform operations of the micro grid operating system 10 shown in FIG. That is, the operating apparatus and method according to an embodiment of the present invention can derive the status and output command value of the energy storage device (ESS) using data acquired from various data sources such as terminal data, external data, database, have. The derived command value is transmitted to the energy storage device (ESS) of the field via the communication device and the real time output and state control of the energy storage device (ESS) can be performed based on the command value at the energy storage device (ESS) have. Various information (status, output, alarms and events, charging / discharging schedules, etc.) related to the operation of the energy storage unit (ESS) are displayed through the HMI. In addition, the microgrid operator can change the operating strategy (operation mode, output value, etc.) of the energy storage device (ESS) based on the displayed information and control the devices constituting the microgrid. Finally, all history related to the operation of the Energy Storage System (ESS) is stored in the database and can be periodically generated in the report management to provide the user with a historical report. Also, through the operation apparatus and the method according to an embodiment of the present invention, the energy storage device (ESS) can be largely controlled in the stop state, the ready state, and the operation state.

먼저, 정지 상태는 에너지 저장 장치(ESS)와 마이크로그리드를 연결하는 기계적 스위치(VCB, MCCB 등)가 열린 상태를 나타내고, 이때, 에너지 저장 장치(ESS)는 물리적으로 마이크로그리드와 분리되어 있는 상태를 나타낸다. 준비 상태는 출력 제어를 위한 모든 준비(기계적 스위치 닫힘, 직류단 초기 충전 완료 등)가 완료된 상태를 나타내고, 반도체 스위치(예 IGBT)는 모두 열린 상태로 출력 전류는 0인 상태를 나타낸다. First, the suspended state indicates that the mechanical switch (VCB, MCCB, etc.) connecting the energy storage device (ESS) and the microgrid is opened. At this time, the energy storage device (ESS) . The ready state indicates that all preparations for output control (mechanical switch closing, DC stage initial charge completion, etc.) have been completed, and all semiconductor switches (eg IGBT) are open and the output current is zero.

그리고, 동작 상태는 반도체 스위치의 on/off 상태를 제어하여 에너지 저장 장치(ESS)의 출력을 제어하고 있는 상태를 나타낸다. 이러한 동작 상태는 계통연계운전(Grid-connected operation) 중 사용되는 수동 운전 모드와 스케줄 운전 모드, 그리고 독립운전(Islanded operation) 중 사용되는 일정 전압/주파수 운전 모드와 동기화 운전 모드로 나누어질 수 있다. 여기서, 수동 운전 모드는 에너지 저장 장치(ESS)의 유효전력 출력을 사용자가 설정한 값으로 제어하는 상태를 나타내고, 스케줄 운전 모드는 에너지 저장 장치(ESS)에 대한 운영 프로세스에서 전기요금을 감소시키기 위해 주기적으로 작성하는 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전 스케줄에 따라 에너지 저장 장치(ESS)의 유효전력 출력을 자동으로 제어하는 상태를 나타낸다. 일정 전압/주파수 운전 모드는 에너지 저장 장치(ESS)의 출력 전압의 크기와 주파수를 사용자가 설정한 값으로 제어하여 독립운전 시 마이크로그리드의 유/무효전력 균형을 유지하는 상태를 나타낸다. 그리고, 동기화 운전 모드는 독립운전 중 열려있는 마이크로그리드 연계 스위치의 1차측(상위 계통)과 2차측(마이크로그리드) 전압의 위상각과 크기를 동일하게 제어하기 위해 에너지 저장 장치(ESS)의 출력 전압의 위상각과 크기를 제어하는 상태를 나타낸다. 본 기능을 통해 마이크로그리드의 무정전 상위계통 재연계가 가능하다.The operation state indicates a state in which the on / off state of the semiconductor switch is controlled to control the output of the energy storage device (ESS). This operation state can be divided into a manual operation mode used during a grid-connected operation, a schedule operation mode, and a constant voltage / frequency operation mode and a synchronous operation mode used during an islanded operation. Here, the manual operation mode represents a state in which the active power output of the energy storage device (ESS) is controlled by a value set by the user, and the schedule operation mode is a mode for reducing the electric charge in the operation process for the energy storage device (ESS) (ESS) is automatically controlled according to the charge / discharge schedule of the energy storage device (ESS) that is periodically created. The constant voltage / frequency operation mode controls the size and frequency of the output voltage of the energy storage device (ESS) to a value set by the user to maintain the balance of the micro / grid reactive power during independent operation. In synchronous operation mode, the output voltage of the energy storage device (ESS) is controlled to control the phase angle and size of the primary side (upper system) and the secondary side (micro grid) voltage of the microgrid- The phase angle and size are controlled. This function enables re-linking of the micro grid to the uninterruptible upper system.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치(100)에 대한 블록도이다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치(이하, 운영 장치)는 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로 크게 6개의 특징으로 구분될 수 있다.3 is a block diagram of an operating system 100 for an energy storage device for a microgrid according to an embodiment of the present invention. As described above, an operating device (hereinafter, an operating device) for an energy storage device for a micro grid according to an embodiment of the present invention is divided into six features for solving the problems of the prior art.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 다양한 전기요금을 고려함으로써 충/방전 스케줄 작성하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 종래 기술의 특정 요금(예를 들어, 에너지 요금)만을 고려하는 것이 아닌, 에너지 요금뿐만 아니라, 최대소비전력 요금, 첨두부하기여 요금, 에너지 저장 장치의 수명감소 비용을 고려한 최적화 문제를 풀어 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전 스케줄을 작성하는 것을 특징으로 한다.First, the operating device 100 according to an embodiment of the present invention is characterized in that charge / discharge schedules are created by considering various electric charges. Specifically, the operating device 100 according to an embodiment of the present invention not only considers only a specific fee (e.g., an energy fee) of the prior art, but also an energy charge, as well as a maximum power consumption charge, , And the charge / discharge schedule of the energy storage device (ESS) is created by solving the optimization problem considering the life reduction cost of the energy storage device.

둘째, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 예측 오차에 대한 리스크 관리를 수행하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치 및 방법은 예측값 및 실시간 계측값과 함께 현재 시구간의 과거 이력을 이용하여 현재 시구간의 예측값을 보정하고, 충/방전 스케줄 작성에 사용하며 현재 시구간의 예측 오차를 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 예측 데이터를 일정 간격으로 계단화하고, 에너지 충전 장치(ESS)의 충/방전 비용이 동일한 시구간에 대해서 충/방전 스케줄을 최대한 분산되게 스케줄을 작성함으로써 오차에 대한 리스크를 분산시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 계단화를 하는 간격을 사용자 전략에 따라 설정할 수 있는 환경을 제공할 수 있다(여기서, 간격을 키우면 리스크와 이득의 기댓값 감소하고, 간격을 줄이면 리스크와 이득의 기댓값 증가하는 특성이 존재한다). 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 충전 및 방전 스케줄을 작성할 때, 사용자 설정 시간에 충전량(SOC)을 상한으로 유지하는 조건을 추가한 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 예측 오차에 대응하기 위한 방전 예비력을 확보할 수 있다.Second, the operating system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention performs risk management on a prediction error. That is, the operating apparatus and method according to an embodiment of the present invention corrects the predicted value of the current time point by using the past history of the current time point together with the predicted value and the real time measured value, and uses it to create the charge / discharge schedule, The error can be reduced. In addition, the operating apparatus 100 according to the embodiment of the present invention may predict the data at predetermined intervals, and distribute the charging / discharging schedules as much as possible for the charging / discharging costs of the energy charging apparatus (ESS) By creating schedules, the risk of errors can be dispersed. In addition, the operating device 100 according to an embodiment of the present invention can provide an environment in which the interval for stairing can be set according to a user strategy (here, if the interval is increased, the expected value of the risk and the gain is decreased, There is an expected increase in risk and gain. In addition, the operating device 100 according to the embodiment of the present invention is characterized by adding a condition for maintaining the charge amount (SOC) at an upper limit at a user set time when creating a charge and discharge schedule. This makes it possible to secure a discharge reserve for coping with a prediction error.

셋째, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 예측 데이터를 이용하여, 에너지 저장 장치(ESS)의 충전량(SOC)을 능동적으로 관리하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 비상발전을 위한 최소 충전량을 부하 및 발전량 예측 결과를 이용하여 능동적으로 결정하고, 이를 스케줄 작성에 사용하여 정상운전 시 사용할 수 있는 충전량(SOC) 영역을 확대할 수 있다. 이에 따라, 에너지 저장 장치(ESS)의 운영의 경제성을 증대할 수 있는 장점이 있다.Thirdly, the operating device 100 according to an embodiment of the present invention is characterized by actively managing a charge amount (SOC) of an energy storage device (ESS) using predictive data. That is, the operating device 100 according to an embodiment of the present invention actively determines the minimum charge amount for emergency power generation using the load and power generation prediction results, and uses it to create a schedule to calculate a charge amount SOC) area can be enlarged. Accordingly, there is an advantage that the economical operation of the energy storage device (ESS) can be increased.

넷째, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 에너지 저장 장치(ESS)의 상태를 자동으로 제어하는 것을 특징으로 한다. 만약, 에너지 저장 장치(ESS)를 마이크로그리드 운영시스템에서 스케줄에 따라 자동으로 운전하는 경우, 유효전력 출력과 함께 에너지 저장 장치(ESS)의 상태(on/off) 제어를 수행함으로써, 유효전력 출력을 0으로 제어하기 위한 반도체 스위치의 동작으로 발생하는 손실을 감소시킬 수 있게 된다.Fourth, the operating device 100 according to an embodiment of the present invention is characterized by automatically controlling the state of the energy storage device (ESS). If the energy storage device (ESS) is automatically operated according to a schedule in the microgrid operating system, by performing the on / off control of the energy storage device (ESS) together with the active power output, It is possible to reduce the loss caused by the operation of the semiconductor switch for controlling the voltage to be zero.

다섯째, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 사용자 판단에 따라 제어를 수행할 수 있고, 사용자 오조작을 방지할 수 있는 장점이 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 사용자 인터페이스에서 충/방전 스케줄 정보와 함께 다양한 취득 정보를 표출하며, 이를 바탕으로 사용자 판단에 의해 에너지 저장 장치(ESS)를 제어할 수 있는 환경을 제공할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스에서 사용자의 오조작을 방지하기 위한 보호기능을 제공할 수 있다.Fifth, the operating device 100 according to an embodiment of the present invention has an advantage of being able to perform control according to a user's judgment, and to prevent user erroneous operation. That is, the operating device 100 according to an embodiment of the present invention displays various acquisition information together with the charge / discharge schedule information in the user interface, and can control the energy storage device (ESS) Environment can be provided. In addition, it is possible to provide a protection function for preventing user's erroneous operation in the user interface.

여섯째, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 무정전 독립운전 기능을 제공할 수 있다. 에너지 저장 장치(ESS)의 로컬 제어 시스템에서 안정적인 무정전 독립운전을 및 계통연계를 위해 전력계통의 상태를 감시하고 이를 기반으로 에너지 저장 장치(ESS)의 출력 제어모드를 자동으로 변경할 수 있다.Sixth, the operating device 100 according to an embodiment of the present invention can provide an uninterruptible independent operation function. The local control system of the energy storage system (ESS) can monitor the state of the power system for stable uninterruptible operation and grid linkage and automatically change the output control mode of the energy storage device (ESS) based on this.

상기 기능들을 수행하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 스케줄 작성부(110), 지령값 도출부(120), 사용자 인터페이스부(130) 및 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상술한 구성들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 기능별로 구분된 것이고, 실제로는 하나의 처리 장치를 통해 구현되는 것도 가능하다.In order to perform the above functions, the operating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a schedule creating unit 110, a command value deriving unit 120, a user interface unit 130, and a control unit 140 Lt; / RTI > In order to facilitate understanding of the present invention, the above-described configurations are classified according to function, and it is also possible to implement them through a single processing device.

스케줄 작성부(110)는 에너지 저장 장치(ESS)의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 기능을 한다. 구체적으로, 스케줄 작성부(110)는 마이크로그리드의 운영 비용이 최소화되도록 시구간 별로 에너지 저장 장치(ESS)의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 기능을 한다. 위에서 설명한 것처럼 국내외 전력시장 규칙에 정의된 전기요금의 구성요소를 요금의 요인에 따라 분류하면, 크게 고정 요금, 에너지 요금, 최대소비전력 요금, 첨두부하 기여 요금으로 분류될 수 있다. 이들 요금 중 고정 요금을 제외한 나머지 요금은 서로 다른 요금에 영향을 줄 수 있다. 만약 복합적인 요금이 적용되는 시장에서 특정 요금만을 고려하여 에너지 저장 장치(ESS)를 운영하면 해당 요금은 감소될 수 있지만 다른 요금이 증가하여 전체적인 전기요금이 오히려 증가할 수 있다. 따라서 수용가의 전기요금을 감소시키기 위한 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전 스케줄을 작성하기 위해서는 에너지 요금, 최대소비전력 요금, 첨두부하 기여 요금을 동시에 고려할 필요가 있다. 이에 따라, 스케줄 작성부(110)는 에너지 요금, 최대소비전력 요금, 첨두부하 기여 요금과, 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합을 나타내는 운영 비용이 최소화 되도록 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 것을 특징으로 한다.The schedule creating unit 110 has a function of creating a charging and discharging schedule of the energy storage device (ESS). Specifically, the schedule creating unit 110 creates a charging and discharging schedule of the energy storage device (ESS) by time period so as to minimize the operating cost of the microgrid. As described above, if the components of the electricity tariff defined in the domestic and foreign power market rules are classified according to the factors of the tariff, they can be largely classified into the fixed tariff, the energy tariff, the maximum power tariff, and the peak load contribution tariff. All of these charges, other than the flat rate, may affect different rates. If you operate an energy storage system (ESS) with a specific charge in a market where multiple charges are applied, the charge may be reduced, but other charges may increase and the overall electricity charge may increase. Therefore, it is necessary to consider the energy charge, the maximum power consumption charge, and the peak load contribution fee simultaneously to create charge / discharge schedule of the energy storage device (ESS) to reduce the electric charge of the customer. Accordingly, the schedule creating unit 110 creates a charge and discharge schedule so that the operating cost representing the sum of the energy charge, the maximum power consumption charge, the peak load contribution charge, and the life reduction cost of the energy storage device is minimized do.

또한, 스케줄 작성부(110)는 상술한 충전 및 방전 스케줄의 작성을 위해 도 4에 도시된 것처럼, 예측 데이터 보정 모듈(111), 최소 충전량 설정 모듈(112), 초기 스케줄 작성 모듈(113) 및 스케줄 보정 모듈(114)을 포함하여 구성될 수 있다.4, the schedule creating unit 110 includes a prediction data correction module 111, a minimum charge amount setting module 112, an initial schedule creation module 113, And a schedule correction module 114. [0033]

예측 데이터 보정 모듈(111)은 충전 및 방전 스케줄 작성에 이용되는 예측 데이터에 존재할 수 있는 오차를 보정하는 기능을 한다. 구체적으로, 예측 데이터 보정 모듈(111)은 사용자로부터 설정된 설정 정보에 따라 시구간 별로 예측 데이터를 보정할 수 있고, 예측 데이터를 계단화하는 기능을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 데이터 보정 모듈(111)을 통해 이루어지는 시구간 별 예측 데이터의 보정 방법에 대한 설명이 이루어진다.The prediction data correction module 111 has a function of correcting an error that may exist in the prediction data used for creating the charging and discharging schedules. Specifically, the prediction data correction module 111 can correct the prediction data by time period according to the setting information set by the user, and can perform the function of stairing the prediction data. First, a method of correcting the temporal prediction data through the prediction data correction module 111 will be described.

통상적으로, RTP(Real-Time Pricing) 요금제에서 정산가격은 실제 전력시장을 운영한 후에 계산되어 공지된다. 따라서 운영 시점에서는 실제 정산가격을 알 수 없기 때문에 예측가격을 이용하여 충/방전을 수행할 수밖에 없다. 즉, 예측가격이 싸면 충전을 수행하고 비싸면 방전을 수행한다. 따라서 예측가격과 실제 정산가격의 차이로 인하여 손해가 발생할 수 있다. 예로 운영시점의 예측가격이 비싸서 방전을 수행했는데, 실제 정산가격은 충전을 수행한 시점보다 낮은 경우, 결과적으로 비싼 가격에 충전하고 싼 가격에 방전하여 충/방전 동작으로 손해가 발생할 가능성이 존재한다. 또한, 최대소비전력 비용과 첨두부하 기여 비용에서도 이와 유사한 문제가 발생할 수 있다. 즉, 예측에서는 최대소비전력이나 계통 최대부하가 발생하지 않을 것으로 보였으나 실제 운전 결과에서는 발생한 경우이다. 이와 같은 경우에 예측값만을 이용하여 충/방전 운전을 수행하면 방전을 할 수 있는 충전량(SOC) 예비력이 확보되었음에도 불구하고 해당 이벤트가 발생한 시점에 방전을 하지 않아 감소시킬 수 있었던 최대소비전력 비용과 첨두부하 기여 비용을 감소시키지 못한다.Typically, the settlement price in a Real-Time Pricing (RTP) plan is calculated and known after operating the actual power market. Therefore, since the actual settlement price can not be known at the time of operation, it is inevitable to perform charge / discharge using the predicted price. That is, if the predicted price is low, the charge is performed, and if it is expensive, the discharge is performed. Therefore, the difference between the predicted price and the actual settlement price can lead to damages. For example, if the actual charge is lower than the actual charge, the charge is charged at an expensive price and the charge is discharged at a low price, resulting in damage due to charging / discharging operation . In addition, similar problems can occur with maximum power consumption and peak load contribution cost. That is, the maximum power consumption or the system maximum load did not appear in the prediction, but it occurred in the actual operation result. In this case, when the charge / discharge operation is performed using only the predicted value, the maximum power consumption cost and the peak power consumption which can be reduced due to the non-discharge at the time of occurrence of the corresponding event even though the SOC reserving power for discharging is secured It does not reduce the load contribution cost.

이에 따라, 예측 데이터 보정 모듈(111)은 사용자의 설정에 따라 앞서 언급한 오차의 리스크를 감소시키기 위해 실시간 가격 정보(또는, 실시간 부하 정보)를 이용하여 정산 가격(또는 부하)의 예측 데이터를 보정할 수 있다. 예를 들어, 예측 데이터 보정 모듈(111)은 도 5의 상부에 도시된 것처럼, 현재 시구간에 해당하는 실시간 가격 정보(또는 실시간 부하 정보)가 없으면 예측 데이터를 그대로 충/방전 스케줄 작성에 사용한다. 하지만 도 5에서와 같이 실시간 가격 정보 또는 실시간 부하 정보가 존재하는 경우, 예측 데이터 보정 모듈(111)은 실시간 가격 또는 실시간 부하와, 이들의 예측 데이터의 가중 평균으로 예측 데이터를 보정할 수 있다. 이렇게 보정된 예측 데이터는 아래에서 다시 언급되는 충전 및 방전 스케줄 작성에 이용될 수 있다. 이러한 예측 데이터의 보정에 따라 예측 데이터와 실제 정산에서 사용되는 값의 오차가 감소될 수 있다.Accordingly, the prediction data correction module 111 corrects the prediction data of the set price (or load) by using the real-time price information (or the real-time load information) in order to reduce the risk of the error described above according to the setting of the user can do. For example, as shown in the upper part of FIG. 5, if there is no corresponding real-time price information (or real-time load information) between the current time periods, the prediction data correction module 111 uses the prediction data as it is to create the charge / discharge schedule. However, if there is real-time price information or real-time load information as shown in FIG. 5, the predictive data correction module 111 can correct the predictive data with a real-time price or a real-time load and a weighted average of these predictive data. The corrected prediction data can then be used for the charging and discharging schedules recited below. The error between the predicted data and the value used in the actual settlement can be reduced in accordance with the correction of the predicted data.

또한, 예측 데이터 보정 모듈(111)은 사용자의 설정에 따라 최적화 기반의 충/방전 스케줄 작성 기법에서 발생할 수 있는 미소한 예측값의 차이로 발생할 수 있는 리스크를 감소시키기 위해 예측 데이터를 계단화 시킬 수 있다. 예를 들어, 충전이 필요한 시점에 현재 시구간의 시장가격 예측값이 다음 시구간의 예측값보다 미소하게 큰 경우, 다음 시구간에서 충전을 수행하는 스케줄이 작성되고 따라서 현재 시구간에서는 충전을 수행하지 않는다. 하지만 실제 다음 시구간에 시장가격이 상승하면 계획과는 다르게 비싼 비용을 지불하고 충전을 수행하게 된다. 이러한 리스크를 분산시키기 위해 예측 데이터 보정 모듈(111)은 도 5의 하단에 도시된 것처럼, 해당 시구간을 복수의 단위 시구간으로 구분하고, 실시간 가격 또는 실시간 부하에 대한 예측 데이터를 적어도 하나의 계단화 간격에 따라 단위 시구간 별로 계단화할 수 있다. 즉, 본 예시에서 계단화를 수행하면, 현재 시구간과 다음 시구간의 가격이 동일한 값으로 보정되고 이에 따라 현재 시구간과 다음 시구간에 동일하게 충전을 수행하게 된다. 따라서 다음 시구간에 시장가격이 상승하더라도 그 가격 상승으로 인한 손해는 예측값을 바로 사용하는 경우보다 감소될 수 있다.In addition, the prediction data correction module 111 can stair the prediction data to reduce the risk that may occur due to the difference of the small prediction values that may occur in the optimization-based charge / discharge scheduling technique according to the user's setting . For example, if the current market price prediction value at the point in time of charging is much larger than the next time interval estimate, a schedule is made to perform the charging in the next time period, and therefore the charging is not performed in the current time period. However, if the market price rises during the following time period, the charge will be made at an expensive cost different from the plan. In order to disperse the risk, the prediction data correction module 111 divides the time interval into a plurality of unit time periods as shown in the lower part of FIG. 5, and outputs the prediction data for the real time price or real time load to at least one step It can be stepped by unit interval according to interval. That is, if the stair-stepping is performed in this example, the price between the current time period and the next time period is corrected to the same value, and the current time period and the next time period are charged in the same manner. Therefore, even if the market price rises during the next period, the damage due to the price increase can be reduced compared to the case of using the predicted value immediately.

이렇게, 예측 데이터 보정 모듈(111)은 위에서 설명한 바와 같이 2개의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 마이크로그리드와 전력시장의 특성을 고려하여 예측 데이터를 보정하거나, 또는 계단화 간격을 적절하게 설정할 수 있고, 이는 사용자의 설정에 따라 선택적으로 즉, 2개의 기능 중 하나의 기능 또는 2개의 기능 모두가 이용될 수 있다.In this way, the prediction data correction module 111 can perform two functions as described above. In other words, the prediction data can be corrected in consideration of the characteristics of the micro grid and the power market, or the stairing interval can be set appropriately. This can be selectively performed depending on the setting of the user, that is, Everyone can be used.

최소 충전량 설정 모듈(112)은 에너지 저장 장치를 비상발전기로 사용하기 위해, 독립운전 시 마이크로그리드의 부하를 일정한 시간(예, 비상용 디젤발전기 기동에 필요한 시간) 이상 공급할 수 있도록 최소 충전량을 설정하는 기능을 한다. 즉, 에너지 충전 장치(ESS)의 충전 및 방전 스케줄 작성 시 에너지 충전 장치(ESS)를 최소 충전량 이상으로 유지해야 하는데, 최소 충전량 설정 모듈(112)은 이러한 최소 충전량을 설정하는 기능을 한다.The minimum charge amount setting module 112 has a function of setting a minimum charge amount so that the load of the micro grid during independent operation can be supplied for a predetermined time (for example, the time required for starting the emergency diesel generator) in order to use the energy storage device as an emergency generator . That is, the energy charging device (ESS) must be maintained at least the minimum charging amount when preparing the charging and discharging schedule of the energy charging device (ESS). The minimum charging amount setting module 112 functions to set the minimum charging amount.

만약, 최소 충전량을 높게 설정하면 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전 용량이 감소하여 에너지 저장 장치(ESS)의 충전 또는 방전으로 얻을 수 있는 이득이 감소할 수 있다. 따라서 에너지 저장 장치(ESS)의 활용도를 높이기 위해서는 최소 충전량을 가능한 한 낮게 설정할 필요가 있다.If the minimum charge amount is set high, the charge / discharge capacity of the energy storage device (ESS) may decrease, and the gain obtained by charging or discharging the energy storage device (ESS) may be reduced. Therefore, in order to improve the utilization of the energy storage device (ESS), it is necessary to set the minimum charge amount as low as possible.

이에 따라 최소 충전량 설정 모듈(112)은 기존특허들과 달리 부하 및 발전량 예측값과 에너지 저장 장치(ESS)가 비상발전기로 동작해야 하는 최소시간을 이용하여 개별 시구간의 최소 SOC 기준을 다르게 설정할 수 있다. 도 6에 도시된 것처럼, 해당 시구간 이후의 (부하-발전)의 예측값이 크면 에너지 저장 장치(ESS)는 비상 시 많은 전력을 공급해야 하므로, 해당 시구간의 최소 충전량을 높게 설정한다. 반대의 경우에는 최소 충전량을 낮게 설정한다. 결과적으로 종래기술에서 사용한 방식에 비해 도 6의 빗금친 영역에 해당하는 충전량을 정상시 운전에 활용할 수 있게 된다. 이와 같은 최소 충전량은 아래의 수학식 1과 같이 계산된다.Accordingly, the minimum charge setting module 112 may set the minimum SOC criterion between the individual pointers differently from the load and power generation predicted values and the minimum time for the energy storage device (ESS) to operate as the emergency generator, unlike the existing patents. As shown in FIG. 6, when the predicted value of (load-generation) after the time period is large, the energy storage device (ESS) needs to supply a large amount of electric power in case of emergency. In the opposite case, set the minimum charge amount to a low value. As a result, the charging amount corresponding to the shaded area in FIG. 6 can be utilized for normal operation in comparison with the method used in the prior art. The minimum charge amount is calculated as shown in Equation (1) below.

Figure 112016102030412-pat00001
Figure 112016102030412-pat00001

수학식 1에서, SOCopr min (t)는 비상발전을 위한 에너지 저장 장치(ESS)의 최소 충전량을 나타내고, SOCmech min (t)는 물리적인 에너지 저장 장치(ESS)의 최소 충전량을 나타내고, tmin,back은 에너지 저장 장치(ESS)가 비상발전기로 동작해야 하는 최소 시간을 나타내고, PLD(x)는 부하 예측값을 나타내고, PDG(x)는 발전 예측값(kw)을 나타내며, EESS,rated는 에너지 저장 장치의 정격 에너지 용량을 나타낸다., In Equation 1, SOC opr min (t) represents the minimum charge amount of the energy storage device (ESS) for emergency power generation, SOC mech min (t) represents the minimum charge amount of the physical energy storage device min, back indicates the minimum amount of time that the energy storage system (ESS) to operate as an emergency generator, P LD (x) denotes a load prediction value, P DG (x) denotes a power generation prediction value (kw), E ESS, rated is the rated energy capacity of the energy storage device.

임시 스케줄 작성 모듈(113)은 충전 및 방전 제어 문제를 최적화 문제로 변환하고, 그 최적화 문제의 최적해를 찾음으로써 에너지 저장 장치(ESS)에 대한 임시 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 기능을 한다. 구체적으로, 임시 스케줄 작성 모듈(113)은 개별 시구간에 대해 에너지 저장 장치(ESS)를 최적으로 제어하기 위한 임시 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 기능을 한다. 상술한 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)는 에너지 요금, 최대 소비전력 비용 및 첨두부하기여 요금의 총합과 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합이 최소가 되도록 스케줄을 생성하는 것을 특징으로 하고, 이러한 최적화 과정에서 목적함수와 제약 조건은 각각 수학식 2 및 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.The temporary schedule creation module 113 functions to create a temporary charge and discharge schedule for the energy storage device (ESS) by converting the charge and discharge control problem into an optimization problem and finding an optimal solution to the optimization problem. Specifically, the temporary schedule creation module 113 functions to create a temporary charging and discharging schedule for optimally controlling the energy storage device (ESS) for individual time periods. As described above, the operating device 100 according to an embodiment of the present invention generates a schedule such that the sum of the energy charge, the maximum power consumption cost, and the peak load attribution charge and the sum of the life reduction cost of the energy storage device is minimized In the optimization process, the objective function and the constraint condition can be expressed by Equations (2) and (3), respectively.

Figure 112016102030412-pat00002
Figure 112016102030412-pat00002

수학식 2에서 PESS(i)는 시구간(i)에서의 에너지 저장 장치(ESS)의 출력을 나타내고, Cenergy는 에너지 요금을 나타내고, CMG,peak는 최대소비전력 요금을 나타내고, Cmarket,peak는 첨두부하기여 요금을 나타내고, Cwear,tear는 에너지 저장 장치(ESS)의 수명 감소 비용을 나타내며, 구체적인 수학식은 마이크로그리드가 속한 전력시장의 전기요금 정산 규칙에 의해 정해질 수 있다.In Equation (2), PESS (i) represents the output of the energy storage device (ESS) at the time interval (i), C energy represents the energy charge, C MG, peak represents the maximum power consumption charge , Peak represents the peak load contribution rate, C wear, tear represents the lifetime reduction cost of the energy storage device (ESS), and the specific equation can be defined by the electricity rate settlement rule of the electricity market to which the microgrid belongs.

제약조건으로는 유효전력의 상한 및 하한 조건과, 충전량의 상한 및 하한 조건이 사용될 수 있다. 또한, 임시 스케줄 작성 모듈(113)은 예측값의 오차에 대응하기 위한 방전 예비력을 확보하기 위해 수학식 3과 같은 충전량(SOC) 제약조건을 사용할 수 있다.As the constraint conditions, the upper and lower limit conditions of the active power and the upper and lower limit conditions of the charged amount can be used. In addition, the temporary schedule creation module 113 may use the charge amount (SOC) constraint condition as shown in Equation (3) in order to secure the discharge reserve for the error of the predicted value.

Figure 112016102030412-pat00003
Figure 112016102030412-pat00003

수학식 3에서, TSOC,max는 충전량이 최대가 되어야 하는 시구간을 나타내고, SOC(TSOC,max)는 시구간 TSOC,max에서의 충전량을 나타내며, SOCmax는 최대 충전량을 의미한다.In Equation (3), T SOC, max represents the time interval during which the charged amount should be maximized, SOC (T SOC, max ) represents the charging amount at the time interval T SOC, max , and SOC max represents the maximum charging amount.

수학식 3으로 언급된 제약조건은 다음과 같은 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 오후에 방전 이득이 없을 것으로 예측되는 상황을 가정한다. 이러한 상황에서 종래의 기술은 충전량(SOC)이 낮더라도 가격이 낮은 새벽 및 오전 시간대에 충전을 수행하지 않는다. 따라서 오후에 실제 가격이 상승하여 방전으로 이득을 얻을 수 있는 상황이 발생하더라도 충전량(SOC)의 부족으로 방전을 수행할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 하지만 앞의 제약조건을 스케줄 작성에 적용하고 최대 충전량(SOC) 시구간을 오전 8시로 설정하면 에너지 저장 장치(ESS)의 운영 프로세스에 의해 오전 8시에 충전량이 최대가 되게 오전 8시 이전의 시구간에서 충/방전을 수행할 수 있다. 따라서 8시 이후에 예측하지 못한 이벤트가 발생하더라도 방전을 수행할 수 있게 된다.The constraint referred to in Equation (3) can perform the following functions. For example, assume that there is no discharge gain in the afternoon. In this situation, the prior art does not perform charging at the early morning and early morning hours, even if the SOC is low. Therefore, even if the actual price rises in the afternoon and a gain can be obtained by the discharge, the discharge can not be performed due to the shortage of the SOC. However, if the above constraint is applied to the schedule and the maximum time of charge (SOC) is set at 8:00 am, the operation process of the energy storage device (ESS) Charge / discharge can be performed in the liver. Therefore, even if an unexpected event occurs after 8:00, the discharge can be performed.

스케줄 보정 모듈(114)은 임시 스케줄 작성 모듈(113)을 통해 작성된 임시 스케줄을 보정함으로써 최종 스케줄을 생성하는 기능을 한다. 만약 목적함수가 선형식(전기요금의 대부분의 선형식으로 정의됨)이고 그 계수가 동일한 시구간이 존재하면 목적함수를 최소화하는 최적해의 조합은 무한할 수 있다. 즉, 목적함수를 최소화하는 무한개의 충/방전 스케줄이 존재한다. 예로 시구간 1번과 시구간 2번의 가격이 100원/kWh로 동일한 경우, 시구간 1에서 10kWh를 충전하고 시구간 2에서 5kWh를 충전하는 것과 시구간 1에서 5kWh를 충전하고 시구간 2에서 10kWh를 충전하는 것은 모두 비용이 1,500원으로 동일하다. 이와 같이 목적함수를 최소화하는 다양한 충/방전 스케줄 중에 본 발명에서는 예측 오차의 리스크를 감소시키기 위해 도 7과 같이 최적화 문제에서 도출된 스케줄 중 충전가격(방전가격은 부호가 반대)이 동일한 시구간들의 충/방전을 최대한 분산시키는 스케줄을 최종 충/방전 스케줄로 선택할 수 있다.The schedule correction module 114 functions to generate a final schedule by correcting the temporary schedule created through the temporary schedule creation module 113. [ If the objective function is a linear form (defined by the most linear form of the electric charge) and the coefficients have the same time interval, then the optimal solution combination that minimizes the objective function can be infinite. That is, there are infinite charge / discharge schedules that minimize the objective function. For example, if the price of city 1 and city 2 is the same at 100 won / kWh, it is necessary to charge 10 kWh from city area 1, to charge 5 kWh from city area 2, from 1 to 5 kWh from city area 2, All costs equal to 1,500 won. Among various charge / discharge schedules that minimize the objective function, in the present invention, in order to reduce the risk of the prediction error, as shown in FIG. 7, among the schedules derived from the optimization problem, the charging price (discharge price is opposite in sign) The schedule for dispersing the charge / discharge as much as possible can be selected as the final charge / discharge schedule.

스케줄 보정 모듈(114)을 통해 이루어지는 스케줄 보정 방법은 크게 3개의 과정으로 구분될 수 있다.The schedule correction method through the schedule correction module 114 can be roughly divided into three processes.

먼저, 스케줄 보정 모듈(114)은 개별 시구간의 충전 가격과 최대 충전량을 정의할 수 있다. 임시 스케줄 작성 모듈(113)을 통해 작성된 임시 스케줄을 최적화 문제의 목적함수에 대입하여 개별 시간대에서 활성화된 가격 계수를 찾아 개별 시구간의 충전가격을 계산할 수 있다. 다음으로 각 시구간에 대하여 충전 가격을 변동시키지 않는 최대 충전량을 계산한다. 예로 에너지 저장 장치(ESS)의 충전으로 마이크로그리드의 새로운 최대소비전력이 발생하면 최대소비전력 요금이 증가한다. 따라서, 이와 같은 경우 개별 시구간의 최대 충전량은 각 시구간의 소비전력을 최대소비전력 예측치(기존의 최대소비전력과 스케줄을 적용하는 경우 발생하는 최대소비전력 중 큰 값) 이하로 유지할 수 있는 최대 충전량으로 결정된다First, the schedule correction module 114 may define the charging price and the maximum charge amount between the individual time periods. The temporary schedule created through the temporary schedule creation module 113 can be substituted into the objective function of the optimization problem to find the activated price coefficient in the individual time zone and calculate the charging price of the individual districts. Next, the maximum charge amount that does not change the charge price is calculated for each interval. For example, the charging of an energy storage device (ESS) increases the maximum power consumption rate when a new maximum power consumption of the microgrid occurs. Therefore, in this case, the maximum amount of charge between the individual time zones is the maximum charge amount that can keep the power consumption between the respective time zones below the maximum power consumption predicted value (the largest value among the maximum power consumption and the maximum power consumption when the schedule is applied) Be determined

또한, 스케줄 보정 모듈(114)은 현재 연산을 진행하고 있는 시구간(T)을 기준으로 보정 작업을 수행할 시구간들의 집합을 도출할 수 있다. 즉, 스케줄 보정 모듈(114)은 현재 연산을 진행하고 있는 시구간(T)의 충전 상태 또는 방전 상태를 고려하여, 동일한 상태로 유지되는 시구간들의 집합 즉, 보정 대상 시구간 집합을 도출하는 기능을 한다. 예를 들어, 현재 연산을 진행하는 시구간(T)의 스케줄 결과가 충전이면 보정 대상 시구간의 집합은 현재 연산 시구간 이후 방전이 스케줄된 시구간 직전까지의 시구간들 중 현재 연산 시구간과 충전 가격이 동일한 시구간들의 집합이다. 반대로 현재 연산을 진행하는 시구간(T)의 스케줄 결과가 방전이면 보정 대상 시구간 집합은 현재 연산 시구간 이후 충전이 스케줄된 시구간 직전까지의 시구간들 중 현재 연산 시구간과 충전가격이 동일한 시구간들의 집합을 나타낸다. 만약 현재 연산 시구간의 스케줄 결과가 0이면 현재 연산 시구간 이후 스케줄 결과가 0인 아닌 최초 시간의 스케줄 결과를 바탕으로 보정 대상 시구간 집합을 정의한다.Also, the schedule correction module 114 may derive a set of time periods for performing a correction operation on the basis of the time interval T in which the present operation is being performed. That is, the schedule correction module 114 calculates a set of time periods (i.e., a set of correction target time periods) that are maintained in the same state in consideration of the charged state or the discharged state of the time period T currently undergoing the calculation . For example, if the schedule result of the time interval (T) during which the current operation is performed is a charge, then the set of the correction target time periods is the current time interval between the current calculation time period and the immediately preceding time period, It is a collection of identical time periods. On the contrary, if the schedule result of the time period (T) during which the current operation is performed is discharge, the correction target time period set is the time period between the current calculation time period and the charging time point . If the current scheduling result is 0, then the set of correction target time intervals is defined on the basis of the scheduling result of the first time after the current scheduling interval is not 0.

또한, 스케줄 보정 모듈(114)은 상술한 보정 작업을 수행할 보정 대상 시구간 집합의 도출이 완료되면, 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간들에 대하여 스케줄 보정 작업을 진행한다. 우선, 스케줄 보정 모듈(114)은 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간들의 평균 출력을 계산하고, 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간 중 위에서 언급된 최대 충전량이 작은 순서로 시구간에 대한 스케줄 보정을 진행할 수 있다. 만약, 해당 시구간의 최대 충전량이 평균 출력보다 작으면, 해당 구간의 스케줄을 최대 충전량으로 설정하고, 남은 시구간들에 대한 평균 출력을 다시 계산하며 다음 시구간에 대한 연산을 수행할 수 있다. 반대로 최대 충전량이 평균 충전량보다 크면, 해당 구간의 충전량을 평균 충전량으로 설정하고 다음 구간에 대한 연산을 수행하게 된다.When the derivation of the correction target time interval set for performing the correction operation described above is completed, the schedule correction module 114 performs the schedule correction work for the time periods belonging to the correction target time interval set. First, the schedule correction module 114 calculates the average output of the time periods belonging to the set of target time points to be corrected, and performs the schedule correction for the time periods in the order of the smallest maximum charge amount among the time points belonging to the target time- You can proceed. If the maximum amount of charge between the corresponding points is smaller than the average power, the schedule of the corresponding period may be set as the maximum charge amount, the average power of the remaining time points may be recalculated, and calculations for the following time periods may be performed. On the contrary, if the maximum charge amount is larger than the average charge amount, the charge amount in the corresponding section is set as the average charge amount, and the calculation for the next section is performed.

지령값 도출부(120)는 스케줄 작성부(110)를 통해 작성한 충전 및 방전 스케줄 즉, 최종 충전 및 방전 스케줄에 따라 에너지 저장 장치(ESS)의 운전 모드(수동/스케줄)를 설정하고, 설정된 유효전력 출력 지령값에 따라, 에너지 저장 장치(ESS)의 제어기(130)로 전달할 에너지 저장 장치(ESS)의 상태 및 유효전력 지령값을 도출하는 기능을 한다. 에너지 저장 장치(ESS)의 운전 모드가 수동 모드면, 에너지 저장 장치(ESS)의 상태 지령값 변경은 없으며, 유효전력 지령값만을 사용자 입력값으로 변경한다. 하지만 에너지 저장 장치(ESS)가 스케줄 모드로 운전되고 있으면 에너지 저장 장치(ESS)의 상태 및 출력 지령값을 결정할 수 있다. 또한, 지령값 도출부(120)는 스케줄 결과 지령값이 0이면 에너지 저장 장치(ESS)의 상태를 준비(반도체 스위치 꺼짐)로 변경한다. 이와 같은 동작으로 불필요한 대기 동작(출력으로 0으로 제어하기 위한 반도체 스위치의 스위칭)으로 발생하는 손실을 감소시킬 수 있다.The command value derivation unit 120 sets the operation mode (manual / schedule) of the energy storage device (ESS) according to the charging and discharging schedule created through the scheduling unit 110, that is, the final charging and discharging schedule, And derives the state of the energy storage device (ESS) to be transferred to the controller 130 of the energy storage device (ESS) and the effective power command value according to the power output command value. If the operation mode of the energy storage device (ESS) is the manual mode, there is no change of the state command value of the energy storage device (ESS), and only the active power command value is changed to the user input value. However, if the energy storage unit (ESS) is operating in schedule mode, the state of the energy storage unit (ESS) and the output command value can be determined. In addition, the command value derivation unit 120 changes the state of the energy storage device (ESS) to ready (turn off the semiconductor switch) when the schedule result command value is zero. With this operation, it is possible to reduce the loss caused by an unnecessary standby operation (switching of the semiconductor switch for controlling the output to 0).

제어부(140)는 지령값 도출부(120)를 통해 도출되어 마이크로그리드 운영시스템으로 전달된 지령값과, 동작 상태 설정값을 근거로 에너지 저장 장치(ESS)의 동작 상태 및 출력 제어를 수행하는 기능을 한다. 상술한 바와 같이, 에너지 저장 장치(ESS)의 동작 상태는 계통연계운전 중 사용되는 수동 운전 모드와 스케줄 운전 모드, 그리고 독립운전 중 사용되는 일정 전압/주파수 운전 모드와 동기화 운전 모드로 나누어질 수 있다.The control unit 140 controls the operation state and output control of the energy storage device (ESS) based on the command value derived through the command value deriving unit 120 and transmitted to the micro grid operating system, . As described above, the operation state of the energy storage device (ESS) can be divided into a manual operation mode and a schedule operation mode used during grid-connected operation, and a constant voltage / frequency operation mode and a synchronous operation mode used during independent operation .

여기서, 스케줄 운전 모드 즉, 유효전력 및 무효전력 제어 모드는 유효전력 및 무효 전력을 지령값에 따라 제어하는 모드를 나타내고, 일정 전압/주파수 운전 모드는 전압과 주파수를 지령값으로 제어하는 모드를 나타낸다. 동기화 운전 모드는 출력 전압의 크기와 위상각을 제어함으로써, 마이크로그리드 연계 스위치의 2차측(마이크로그리드)의 전압의 크기 및 위상각을 1차 측의 전압과 동기화시키는 모드를 나타낸다.Here, the schedule operation mode, that is, the active power and reactive power control mode, indicates a mode for controlling the active power and the reactive power according to the command value, and the constant voltage / frequency operation mode is a mode for controlling the voltage and frequency with the command value . The synchronous operation mode is a mode for synchronizing the magnitude and phase angle of the voltage on the secondary side (microgrid) of the microgrid coupled switch with the voltage on the primary side by controlling the magnitude and phase angle of the output voltage.

또한, 제어부(140)에서는 에너지 저장 장치(ESS)의 자체 시스템 보호를 위해 AC/DC 전압 및 전류, 충전량 등의 보호기능을 제공한다. 제어부(140)의 특징은 무정전 운전이 가능하다는 것이다. 즉, Anti-island 기능이 꺼져 있는 경우 전력망의 사고를 감지하면 자동으로 독립운전(전압/주파수 제어모드)을 수행한다. 또한 상위 전력망이 복전되면 이를 감지하고 자동으로 동기화를 수행하고, 마이크로그리드 연계 스위치가 닫히면 자동으로 유/무효전력 운전 모드로 운전 모드를 전환한다. 이와 같은 동작으로 상위 전력망과 연계된 후에 에너지 저장 장치(ESS)가 동기화 모드를 유지하는 경우 계측 오차와 시지연으로 발생할 수 있는 문제(ESS 과전류 보호 동작, 과도한 돌입전류 등)를 최소화할 수 있다.In addition, the control unit 140 provides protection functions such as an AC / DC voltage, a current, and a charged amount in order to protect the system of the energy storage device (ESS). A feature of the control unit 140 is that uninterrupted operation is possible. That is, if the anti-island function is turned off, it automatically performs independent operation (voltage / frequency control mode) when it detects an accident in the power grid. When the upper power grid is restored, it is detected and automatically synchronized. When the micro grid connection switch is closed, the operation mode is automatically switched to the power / reactive power operation mode. Such an operation minimizes the problems (ESS overcurrent protection, excessive inrush current, etc.) that can occur in the measurement error and in the case where the energy storage device (ESS) maintains the synchronous mode after being linked with the upper power network.

사용자 인터페이스부(130)는 사용자가 에너지 저장 장치(ESS)의 운전과 관련된 제반 사항을 결정하기 위한 다양한 정보를 표출하고 관련 기기들을 제어할 수 있는 환경을 제공한다. 사용자 인터페이스부(130)에서 표출되는 데이터는 다음과 같다.The user interface unit 130 provides an environment in which a user can express various information for controlling various matters related to the operation of the energy storage device (ESS) and can control related devices. The data displayed in the user interface unit 130 is as follows.

- 에너지 저장 장치(ESS) : 상태(정지/준비/동작), 운전모드(독립운전/동기화/자동/수동), 경고 및 알람, 충전량(SOC), 유/무효전력 출력, 전압, 주파수, 통신 상태, 상위 전력망 동기화 결과 등- Energy storage device (ESS): status (stop / ready / operation), operation mode (independent operation / synchronization / auto / manual), warning and alarm, SOC, Status, upper power grid synchronization result, etc.

- 마이크로그리드 연계 스위치 : 상태(open/close), 유/무효전력, 통신 상태 등- Micro grid connection switch: status (open / close), reactive / reactive power, communication status, etc.

- 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전 스케줄 : 스케줄 결과 및 운전 이력, 시장 가격 이력 및 예측값, 마이크로그리드 소비전력 이력 및 예측값, 상위 전력망 부하 이력 및 예측값, 에너지 저장 장치(ESS)의 운전 이득 등- Charge / discharge schedule of energy storage device (ESS): Schedule result and operation history, market price history and forecast value, micro grid power history and forecast value, upper grid load history and forecast value, operation gain of energy storage device

사용자는 위와 같은 자료를 바탕으로 사용자 인터페이스부(130)를 통해 다음과 같은 작업을 수행할 수 있다.The user can perform the following operations through the user interface unit 130 based on the above-described data.

- 에너지 저장 장치(ESS) : 상태(정지/준비/동작) 제어, Anti-island 기능 설정, 자동/수동 모드 선택, 수동 모드에서 유/무효전력 출력 제어, 독립운전 시 에너지 저장 장치(ESS)의 출력 전압 제어 등- Energy storage device (ESS): Control of state (stop / preparation / operation), setting of anti-island function, selection of automatic / manual mode, control of reactive power output in manual mode, Output voltage control light

- 마이크로그리드 연계 스위치 : 상태(open/close) 제어 등- Micro grid connection switch: state (open / close) control light

- 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전 스케줄 : 스케줄 작성 주기 변경, 스케줄 작성과 관련된 변수 변경 등 - Charging / discharging schedule of energy storage device (ESS): Change of schedule creation cycle, change of variables related to scheduling, etc.

추가적으로 사용자 인터페이스부(130)에서는 사용자에 의한 오조작으로 발생할 수 있는 문제를 방지하기 위해 2개의 기능을 더 제공할 수 있다. 여기서, 먼저, 사용자 인터페이스부(130)는 상위 전력망 연계 블랙스타트 방지 기능을 제공할 수 있다. 여기서, Anti-island 모드가 활성화되어 있고, 상위 전력망의 고장으로 정전이 발생한 경우, 에너지 저장 장치(ESS)는 운전을 정지한다. 에너지 저장 장치(ESS)를 비상 발전원으로 사용하여 마이크로그리드에 전력을 공급하기 위해서 사용자는 반드시 마이크로그리드 연계 스위치를 열고 에너지 저장 장치(ESS)를 기동하여야 한다. 만약 마이크로그리드 연계 스위치를 열지 않고 에너지 저장 장치(ESS)를 기동하면 최악의 경우 에너지 저장 장치(ESS)에 과전류가 발생하여 반도체 스위치가 소손될 수 있다. 이와 같은 문제를 방지하기 위해 사용자 인터페이스부(130)에서는 정전이 발생한 경우(즉, 정전 발생 신호가 감지된 경우), 상위 전력망 연계 스위치가 닫혀있으면 사용자가 에너지 저장 장치(ESS)의 동작 명령을 입력하더라도 자체적으로 에너지 저장 장치(ESS)의 동작 신호를 막고 경고 메시지를 표출할 수 있다.In addition, the user interface unit 130 may further provide two functions to prevent a problem that may be caused by erroneous operation by the user. Here, first, the user interface unit 130 may provide a black start prevention function connected to an upper power grid. Here, when the anti-island mode is activated and a power failure occurs due to a failure of the upper power grid, the energy storage device (ESS) stops operating. In order to use the energy storage unit (ESS) as an emergency generator to power the microgrid, the user must open the microgrid connection switch and start the energy storage unit (ESS). If the energy storage device (ESS) is started without opening the microgrid connection switch, in the worst case, an overcurrent occurs in the energy storage device (ESS) and the semiconductor switch may be burned out. In order to prevent such a problem, when a power failure occurs (that is, when a power failure occurrence signal is detected), the user interface unit 130 inputs an operation command of the energy storage device (ESS) It is possible to prevent the operation signal of the energy storage device (ESS) and display a warning message.

또한, 사용자 인터페이스부(130)는 비동기 재연계 방지 기능을 제공할 수 있다. 독립운전 중에 상위 전력망이 복전되면 마이크로그리드의 상위 전력계통으로 연결하는 재연계를 수행해야 한다. 이때 상위 전력계통과 마이크로그리드의 전압이 동기화(크기와 위상각)되지 않은 상태로 마이크로그리드 연계 스위치를 닫으면 과도한 돌입 전류의 발생으로 상위 전력계통의 보호기기나 ESS의 보호기기가 동작하여 정전이 발생할 수 있다. 비동기 재연계 방지 기능은 이와 같은 문제를 방지하기 위해 독립운전 중에 상위 전력망과 수용가 전력망의 전압이 동기화되지 않으면 마이크로그리드 연계 스위치의 조작을 막으며 관련 경고 메시지를 표출하는 기능이다Also, the user interface unit 130 may provide an asynchronous re-association prevention function. If the upper power grid is restored during independent operation, it should be re-connected to the higher power grid of the micro grid. In this case, when the micro grid connection switch is closed in the state where the voltage of the upper power system and the micro grid are not synchronized (size and phase angle), an excessive inrush current may cause a power failure of the upper power system protection device or the ESS protection device have. In order to prevent this problem, the asynchronous re-connection prevention function prevents the operation of the micro grid connection switch and displays the related warning message if the voltages of the upper power grid and the customer power grid are not synchronized during the independent operation

상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 장치(100)의 실증 결과, 에너지 요금, 최대소비전력 요금, 첨두부하 기여 요금, 에너지 저장 장치(ESS)의 수명 감소 비용을 최소화하면서, 실제 운영이 가능한 점이 확인되었다. The operating result of the operating device 100 according to an embodiment of the present invention can be used to minimize the energy cost, the maximum power consumption charge, the peak load contribution fee, and the life span reduction cost of the energy storage device (ESS) The point was confirmed.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법(이하, 운영 방법)에 대한 흐름도이다. 이제, 도 8 내지 도 12를 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 방법에 대한 설명이 이루어진다. 또한, 아래에서는 위에서 언급된 부분과 중복되는 사항은 생략하여 그 설명이 이루어진다.FIG. 8 is a flowchart of an operation method (hereinafter referred to as an operation method) for an energy storage device for a microgrid according to an embodiment of the present invention. Now, an operation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 12. FIG. Further, in the following description, the redundant description is omitted.

S110 단계는 스케줄 작성부에 의해, 마이크로그리드 운영 시스템을 이용하여 에너지 충전 장치(ESS)의 충전 및 방전을 위한 스케줄을 작성하는 단계이다. 구체적으로, S110 단계는 마이크로그리드 운영 시스템으로부터 시구간 별로 부하, 발전 및 에너지 가격에 대한 예측 데이터와 실시간 운영 정보를 수집하는 단계를 포함할 수 있고, S110 단계는 도 9에 도시된 단계들을 포함할 수 있다.In step S110, the schedule creating unit creates a schedule for charging and discharging the energy charging apparatus (ESS) using the micro grid operating system. Specifically, step S110 may include collecting forecast data and real-time operating information on load, power generation, and energy price by time period from the micro grid operating system, and step S110 may include steps shown in FIG. 9 .

S111 단계는 스케줄 작성부에 의해, 사용자의 설정에 따라 시구간 별로, 시구간 내에서의 실시간 가격 정보를 근거로 상기 시구간의 예측 데이터를 보정하는 단계이다. 또한, S111 단계는 사용자의 설정에 따라 하나의 시구간을 복수의 단위 시구간들로 구분하는 단계와 상기 예측 데이터를 단위 시구간 별로 적어도 하나의 계단화 간격에 따라 계단화하는 단계를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 예측 데이터의 보정 과정과 계단화 과정은 반드시 2개의 과정이 모두 수행되는 것은 아니고, 사용자의 설정에 따라 선택적으로, 또는 모두 수행되는 것도 가능하다.In step S111, the schedule creating unit corrects the time-series forecast data on the basis of real-time price information within the time period for each time period according to the user's setting. The step S111 may include dividing one time interval into a plurality of unit time intervals according to a user's setting and stepping the prediction data according to at least one stepping interval for each unit time interval . However, the correction process and the stair-step process of the prediction data are not necessarily performed in the two processes, but may be performed selectively or both according to the setting of the user.

S112 단계는 스케줄 작성부에 의해, 에너지 저장 장치를 비상발전기로 사용하기 위해, 독립운전 시 마이크로그리드의 부하를 일정한 시간(예, 비상용 디젤발전기 기동에 필요한 시간) 이상 공급할 수 있도록 최소 충전량을 설정하는 단계이다. 즉, 최소 충전량을 높게 설정하면 에너지 저장 장치(ESS)의 충/방전 용량이 감소하여 에너지 저장 장치(ESS)의 충전 또는 방전으로 얻을 수 있는 이득이 감소할 수 있다. 따라서 에너지 저장 장치(ESS)의 활용도를 높이기 위해서는 최소 충전량을 가능한 한 낮게 설정할 필요가 있다. In step S112, the schedule generator sets the minimum charge amount so that the load of the micro grid during the independent operation can be supplied for a predetermined time (for example, the time required for starting the emergency diesel generator) to use the energy storage device as the emergency generator . That is, if the minimum charge amount is set high, the charge / discharge capacity of the energy storage device (ESS) may decrease, and the gain obtained by charging or discharging the energy storage device (ESS) may decrease. Therefore, in order to improve the utilization of the energy storage device (ESS), it is necessary to set the minimum charge amount as low as possible.

또한, S112 단계는 부하 및 발전량 예측값과 에너지 저장 장치(ESS)가 비상발전기로 동작해야 하는 최소시간을 이용하여 개별 시구간의 최소 SOC 기준을 다르게 설정함으로써 이루어질 수 있다. 도 6을 참조로 설명한 바와 같이, 해당 시구간 이후의 (부하-발전)의 예측값이 크면 에너지 저장 장치(ESS)는 비상 시 많은 전력을 공급해야 하므로, 해당 시구간의 최소 충전량을 높게 설정하고. 반대의 경우에는 최소 충전량을 낮게 설정하는 것이 바람직하다. Also, the step S112 may be performed by setting the minimum SOC criterion between the individual cities using the predicted value of the load and generation amount and the minimum time for the energy storage device (ESS) to operate as the emergency generator. As described with reference to FIG. 6, if the predicted value of (load-generation) after the time interval is large, the energy storage device (ESS) must supply a large amount of electric power in case of emergency. In the opposite case, it is preferable to set the minimum charge amount to a low value.

또한, S112 단계는 수학식 1을 참조로 설명한 것처럼, 비상발전을 위한 에너지 저장 장치의 최소 충전량과, 물리적인 에너지 저장 장치의 최소 충전량, 에너지 저장 장치가 비상 발전기로 동작해야 하는 최소 시간, 부하에 대한 예측 데이터, 발전에 대한 예측 데이터 및 에너지 저장 장치의 정격 에너지 용량을 근거로 이루어질 수 있다. In addition, as described with reference to Equation (1), step S112 is a step of calculating the minimum charge amount of the energy storage device for emergency power generation, the minimum charge amount of the physical energy storage device, the minimum time required for the energy storage device to operate as an emergency generator, The prediction data for the power generation, the predicted data for the power generation, and the rated energy capacity of the energy storage device.

S113 단계는 충전 및 방전 제어 문제를 최적화 문제로 변환하고, 상기 최적화 문제의 최적해를 찾음으로써 상기 에너지 저장 장치에 대한 임시 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 단계이다. 여기서, 최적화 문제의 목적 함수는 에너지 요금, 최대소비전력 비용, 첨두부하 기여 요금 및 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합이 최소화되도록 이루어질 수 있다. 여기서, S113 단계를 통해 이루어지는 최적화 과정에서 목적함수와 제약 조건은 수학식 2 및 3을 참조로 설명되었으므로, 중복되는 설명은 생략한다.Step S113 is a step of converting the charging and discharging control problem into an optimization problem and creating a temporary charging and discharging schedule for the energy storage device by finding an optimum solution to the optimization problem. Here, the objective function of the optimization problem can be made to minimize the sum of the energy charge, the maximum power consumption cost, the peak load contribution charge and the life saving cost of the energy storage device. Here, the objective function and the constraint condition in the optimization process performed in step S113 have been described with reference to equations (2) and (3), and thus redundant description will be omitted.

S114 단계는 시구간 별 충전 가격과 상기 임시 충전 및 방전 스케줄을 분석하고, 시구간 별 충전 및 방전 계획이 최대로 분산되도록 상기 임시 충전 및 방전 스케줄을 분산시킴으로써 최종 충전 및 방전 스케줄을 생성하는 단계이다. 여기서, S114 단계를 통해 이루어지는 최종 충전 및 방전 스케줄을 생성하는 단계는 도 10에 도시된다.In step S114, the final charging and discharging schedules are generated by analyzing the charging price of the time slot and the temporary charging and discharging schedules, and distributing the temporary charging and discharging schedules so that the charging and discharging schedules are dispersed to the maximum . Here, the step of generating the final charge and discharge schedule through step S114 is shown in Fig.

S114a 단계는 개별 시구간의 충전 가격과 최대 충전량을 정의하는 단계이다. 여기서, 충전 가격은 S113 단계에서 작성된 임시 스케줄을 최적화 문제의 목적함수에 대입하여 개별 시간대에서 활성화된 가격 계수를 찾아 개별 시구간의 충전가격을 계산할 수 있다. Step S114a is a step of defining the charging price and the maximum charging amount between the individual time periods. Here, the charging price can be calculated by charging the temporary schedule created in step S113 to the objective function of the optimization problem, searching for the activated price coefficient in the individual time zone, and the charging price between the individual cities.

또한, S114a 단계는 각 시구간에 대하여 충전 가격을 변동시키지 않는 최대 충전량을 정의할 수 있다. 예를 들어, 에너지 저장 장치(ESS)의 충전으로 마이크로그리드의 새로운 최대소비전력이 발생하면 최대소비전력 요금이 증가한다. 따라서, 이와 같은 경우 개별 시구간의 최대 충전량은 각 시구간의 소비전력을 최대소비전력 예측치(기존의 최대소비전력과 스케줄을 적용하는 경우 발생하는 최대소비전력 중 큰값) 이하로 유지할 수 있는 최대 충전량으로 결정된다Also, the step S114a may define a maximum charge amount that does not cause the charge price to fluctuate with respect to each interval. For example, charging the energy storage unit (ESS) causes a new maximum power consumption of the microgrid, which increases the maximum power consumption charge. Therefore, in this case, the maximum charge amount between the individual pointers is determined by the maximum charge amount that can keep the power consumption between the respective pointers below the maximum power consumption predicted value (the largest value among the maximum power consumption and the maximum power consumption when the schedule is applied) do

S114b 단계는 아래에서 설명될 보정에 사용되는 변수들을 초기화하고, 보정 대상을 현재 시구간으로 설정하는 단계이다.Step S114b is a step of initializing the variables used for the correction to be described below, and setting the correction target to the current time period.

S114c 단계는 현재 시구간 즉, 시구간(T)에 대한 보정이 완료되었는지 판단하는 단계이다. 판단 결과, 시구간(T)에 대한 보정이 완료된 것으로 판단되면 제어는 S114f 단계로 전달된다. 그렇지 않은 경우, 제어는 S114d 단계로 전달된다.Step S114c is a step of determining whether the correction of the current time interval, i.e., the time interval T, is completed. As a result of the determination, if it is determined that the correction for the time period T has been completed, control is passed to step S114f. Otherwise, control is passed to step S114d.

S114d 단계는 현재 연산을 진행하고 있는 시구간(T)을 기준으로 보정 작업을 수행할 시구간들의 집합을 도출하는 단계이다. 즉, S114d 단계는 현재 연산을 진행하고 있는 시구간(T)의 충전 상태 또는 방전 상태를 고려하여, 동일한 상태로 유지되는 시구간들의 집합 즉, 보정 대상 시구간 집합을 도출하는 기능을 한다. 또한, S114d 단계는 현재 연산 시구간의 스케줄 결과가 0이면 현재 연산 시구간 이후 스케줄 결과가 0인 아닌 최초 시간의 스케줄 결과를 바탕으로 보정 대상 시구간 집합을 정의할 수 있다.Step S114d is a step of deriving a set of time periods for performing the correction work on the basis of the time interval T in which the present calculation is in progress. That is, the step S114d derives a set of time periods, i.e., a set of correction target time periods, which are maintained in the same state, in consideration of the charged state or the discharged state of the time period T in which the current operation is being performed. In step S114d, if the schedule result of the current calculation period is 0, the correction target time period aggregation can be defined based on the schedule result of the first time after the current calculation time interval after the current calculation time period.

S114e 단계는 보정 대상 시구간 집합의 도출이 완료되면, 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간들에 대하여 스케줄 보정 작업을 진행하는 단계이다. 여기서, S114e 단계는 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간들의 평균 출력을 계산하고, 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간 중 위에서 언급된 최대 충전량이 작은 순서로 시구간에 대한 스케줄 보정을 진행할 수 있다. 만약, 해당 시구간의 최대 충전량이 평균 출력보다 작으면, 해당 구간의 스케줄을 최대 충전량으로 설정하고, 남은 시구간들에 대한 평균 출력을 다시 계산하며 다음 시구간에 대한 연산을 수행할 수 있다. 반대로 최대 충전량이 평균 충전량보다 크면, 해당 구간의 충전량을 평균 충전량으로 설정하고 다음 구간에 대한 연산을 수행하게 된다.In step S114e, when the derivation of the correction target time period aggregation is completed, the schedule correction operation is performed on the time periods belonging to the correction target time period aggregate. Here, in step S114e, the average output of the time periods belonging to the correction target time period set is calculated, and the schedule correction for the time periods can be performed in the order of the smallest maximum charge amount among the time periods belonging to the correction target time period set. If the maximum amount of charge between the corresponding points is smaller than the average power, the schedule of the corresponding period may be set as the maximum charge amount, the average power of the remaining time points may be recalculated, and calculations for the following time periods may be performed. On the contrary, if the maximum charge amount is larger than the average charge amount, the charge amount in the corresponding section is set as the average charge amount, and the calculation for the next section is performed.

S114f 단계는 현재 시구간이 마지막 시구간인지 즉, 보정이 필요한 후속 시구간이 존재하는지 판단하는 단계이다. 여기서, 보정이 필요한 시구간이 존재하는 경우, 제어는 S114g 단계로 전달되어 다음 시구간에 대한 선택 과정이 이루어진다. 그렇지 않은 경우, 제어는 S120 단계로 전달된다.Step S114f is a step for determining whether the current time interval is the last time interval, that is, whether there is a subsequent time interval for which correction is required. If there is a time period required for the correction, the control is transferred to the step S114g, and a selection process for the next time period is performed. Otherwise, control is passed to step S120.

이렇게, S110 단계를 통해 마이크로그리드의 운영 비용이 최소화되도록 시구간 별로 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 스케줄의 작성이 이루어질 수 있다. 또한, S110 단계는 에너지 요금, 최대소비전력 비용, 첨두부하 기여 요금 및 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합이 최소화되도록 이루어지므로, 종래기술 대비 수용가의 전기 요금을 낮출 수 있고 보다 효율적인 운영이 가능해지는 장점이 있다. 뿐만 아니라, S110 단계는 실시간 가격을 고려한 예측 데이터에 대한 오차 보정을 수행하므로, 오차로 인한 피해를 최소화할 수 있다.Thus, the charging and discharging schedules of the energy storage device can be made by time period so that the operation cost of the micro grid can be minimized through step S110. In addition, since the sum of the energy charge, the maximum power consumption cost, the peak load contribution charge, and the life reduction cost of the energy storage device is minimized, it is possible to lower the electricity price of the customer and to operate more efficiently There are advantages. In addition, since the error correction is performed on the prediction data considering the real-time price in step S110, the damage due to the error can be minimized.

S120 단계는 지령값 도출부에 의해, 사용자 설정 정보와 충전 및 방전 스케줄에 따라, 에너지 저장 장치의 동작 상태를 결정하고, 에너지 저장 장치로부터 출력될 유효 전력 지령값을 도출하는 단계이다. 여기서, S120 단계는 도 11에 도시된 단계들을 수행함으로써 이루어질 수 있다. 앞서 설명한 것처럼. 에너지 저장 장치(ESS)의 운전 모드가 수동 모드이면, 에너지 저장 장치(ESS)의 상태 지령값 변경은 없고, 유효전력 지령값만을 사용자 입력값으로 변경할 수 있다. 또한, S122 단계로 도시된 것처럼, 스케줄 결과 지령값이 0이면 제어는 S123 단계로 전달되어 에너지 저장 장치의 상태를 준비 상태(즉, 반도체 스위치 꺼짐)로 변경한다. 이러한 동작을 통해 불필요한 대기 동작으로 발생하는 손실을 감소시킬 수 있다. In operation S120, the command value derivation unit determines the operation state of the energy storage device according to the user setting information and the charge and discharge schedule, and derives an effective power command value to be output from the energy storage device. Here, step S120 may be performed by performing the steps shown in FIG. As mentioned earlier. If the operation mode of the energy storage device (ESS) is the manual mode, there is no change in the state command value of the energy storage device (ESS), and only the active power command value can be changed to the user input value. As shown in step S122, if the schedule result command value is 0, the control is transferred to step S123, and the state of the energy storage device is changed to the ready state (i.e., the semiconductor switch is turned off). This operation can reduce the loss caused by unnecessary standby operation.

S130 단계는 제어부에 의해, 동작 상태 및 유효 전력 지령값에 따라 에너지 저장 장치의 동작을 제어하는 단계이다. 구체적으로, S130 단계는 S120 단계를 통해 도출되어 마이크로그리드 운영시스템으로 전달된 지령값과, 동작 상태 설정값을 근거로 에너지 저장 장치(ESS)의 동작 상태 및 출력 제어를 수행하는 단계이다. 여기서, S130 단계를 통해 이루어지는 제어 단계는 도 12에 도시된 것처럼 에너지 저장 장치(ESS)의 자체 시스템 보호를 위해 AC/DC 전압 및 전류, SOC 등의 보호기능을 제공할 수 있고, 상황에 따라 운전 모드의 전환을 수행할 수 있다. 이와 같은 동작으로 상위 전력망과 연계된 후에 ESS가 동기화 모드를 유지하는 경우 계측 오차와 시지연으로 발생할 수 있는 문제(ESS 과전류 보호 동작, 과도한 돌입전류 등)를 최소화할 수 있다.In operation S130, the control unit controls the operation of the energy storage device according to the operation state and the effective power command value. Specifically, step S130 is a step of performing an operation state and an output control of the energy storage device (ESS) based on the command value derived through step S120 and transmitted to the micro grid operating system and the operation state setting value. Here, the control step performed in step S130 may provide protection functions such as AC / DC voltage, current, and SOC for protecting the energy storage system (ESS) itself as shown in FIG. 12, Mode switching can be performed. When the ESS maintains the synchronous mode after it is connected to the upper power grid by this operation, problems (ESS overcurrent protection operation, excessive inrush current, etc.) that may occur in the measurement error and in the sensing period can be minimized.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 방법에 따르면, 사용자 인터페이스부에 의해, 정전 발생 신호가 감지되어 있고, 상위 전력망 연계 스위치가 닫혀 있을 때, 사용자로부터 에너지 저장 장치의 동작 명령이 입력되면, 상기 동작 명령에 따른 에너지 저장 장치의 동작 신호를 차단하고, 경고 메시지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스부에 의해, 상기 에너지 저장 장치의 독립 운전 중, 상위 전력망과 수용가 전력망의 전압이 동기화되지 않을 때, 마이크로그리드의 연계 스위치의 조작을 차단하고, 경고 메시지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, according to the operating method of the present invention, when an operation command of the energy storage device is inputted from the user when the power failure signal is detected by the user interface unit and the upper power network link switch is closed, And blocking the operation signal of the energy storage device according to the operation command and generating a warning message. The method further includes the step of, when the voltage of the upper power grid and the customer power grid are not synchronized with each other during the independent operation of the energy storage device by the user interface unit, interrupting the operation of the microgrid association switch and generating a warning message can do.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치
110 : 스케줄 작성부 120 : 지령값 도출부
130 : 사용자 인터페이스부 140 : 제어부
100: Operating device for energy storage device for Micro Grid
110: schedule generating unit 120: command value deriving unit
130: user interface unit 140:

Claims (20)

마이크로그리드 운영 시스템으로부터 시구간 별로 부하, 발전 및 에너지 가격에 대한 예측 데이터와 실시간 운영 정보를 수집하고, 시구간 별로 마이크로그리드에 연결된 에너지 저장 장치의 최소 충전량을 정의하며, 마이크로그리드의 운영 비용이 최소화되도록 시구간 별로 상기 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 스케줄 작성부;
사용자 설정 정보와 상기 충전 및 방전 스케줄에 따라, 에너지 저장 장치의 동작 상태를 결정하고, 상기 에너지 저장 장치로부터 출력될 유효 전력 지령값을 도출하는 지령값 도출부; 및
상기 동작 상태 및 유효 전력 지령값에 따라 상기 에너지 저장 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 스케줄 작성부는 에너지 요금, 최대소비전력 비용, 첨두부하 기여 요금 및 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합이 최소화되도록 충전 및 방전 스케줄을 작성하고,
상기 스케줄 작성부는 사용자의 설정에 따라 시구간 별로, 시구간 내에서의 실시간 가격 정보를 근거로 상기 시구간의 예측 데이터를 보정하는 예측 데이터 보정 모듈을 더 포함하며,
상기 예측 데이터 보정 모듈은 상기 사용자의 설정에 따라 하나의 시구간을 복수의 단위 시구간들로 구분하고, 상기 예측 데이터를 단위 시구간 별로 적어도 하나의 계단화 간격에 따라 계단화하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치.
The microgrid operating system collects forecast data and real-time operating information on load, power generation and energy price by time period, defines the minimum charge amount of energy storage device connected to the micro grid per time period, minimizes the operation cost of the micro grid A schedule creating unit for creating a charge and discharge schedule of the energy storage device by time intervals;
A command value derivation unit for determining an operation state of the energy storage device according to user setting information and the charge and discharge schedule and deriving an effective power command value to be output from the energy storage device; And
And a controller for controlling the operation of the energy storage device according to the operation state and the effective power command value,
The schedule creating unit creates a charge and discharge schedule so that the sum of the energy charge, the maximum power consumption cost, the peak load contribution charge, and the life reduction cost of the energy storage device is minimized,
The schedule generating unit may further include a prediction data correcting module for correcting the time-series prediction data based on real-time price information within a time period,
Wherein the prediction data correction module divides one time interval into a plurality of unit time intervals according to the setting of the user and stairs the prediction data according to at least one stepwise interval for each unit time period Operating device for an energy storage device for microgrid characterized.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 스케줄 작성부는 시구간 별로 마이크로그리드에 연결된 에너지 저장 장치의 최소 충전량을 설정하는 최소 충전량 설정 모듈을 포함하고, 상기 최소 충전량 설정 모듈은 비상발전을 위한 에너지 저장 장치의 최소 충전량과, 물리적인 에너지 저장 장치의 최소 충전량, 에너지 저장 장치가 비상 발전기로 동작해야 하는 최소 시간, 부하에 대한 예측 데이터, 발전에 대한 예측 데이터 및 에너지 저장 장치의 정격 에너지 용량을 근거로 시구간 별로 에너지 저장 장치의 최소 충전량을 설정하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the schedule creation unit includes a minimum charge amount setting module for setting a minimum charge amount of the energy storage device connected to the micro grid on a time axis basis and the minimum charge amount setting module sets a minimum charge amount of the energy storage device for emergency power generation, Based on the minimum charge of the device, the minimum time for the energy storage to operate as an emergency generator, the predicted data for the load, the predicted data for the power generation and the rated energy capacity of the energy storage device, Wherein the energy storage device comprises a plurality of energy storage devices.
제1항에 있어서,
상기 스케줄 작성부는 충전 및 방전 제어 문제를 최적화 문제로 변환하고, 최적화 문제의 최적해를 찾음으로써 상기 에너지 저장 장치에 대한 임시 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the scheduler creates a temporary charge and discharge schedule for the energy storage device by converting a charge and discharge control problem into an optimization problem and finding an optimal solution to the optimization problem, Device.
제5항에 있어서,
상기 최적화 문제의 목적 함수는 에너지 요금, 최대소비전력 비용, 첨두부하 기여 요금 및 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합이 최소화되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the objective function of the optimization problem is configured to minimize the sum of the energy charge, the maximum power consumption cost, the peak load contribution charge, and the life reduction cost of the energy storage device.
제6항에 있어서,
상기 스케줄 작성부는
시구간 별 충전 가격과 상기 임시 충전 및 방전 스케줄을 분석하고, 시구간 별 충전 및 방전 계획이 최대로 분산되도록 상기 임시 충전 및 방전 스케줄을 분산시킴으로써 최종 충전 및 방전 스케줄을 생성하는 스케줄 보정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치.
The method according to claim 6,
The schedule creating unit
A schedule correction module for analyzing the temporal charging price and the temporary charging and discharging schedule and distributing the temporary charging and discharging schedules so that the charging and discharging schedules for the time periods are dispersed to a maximum, Wherein the energy storage device comprises an energy storage device.
제7항에 있어서,
상기 스케줄 작성부는 개별 시구간의 충전 가격과 최대 충전량을 정의하고, 충전 상태 또는 방전 상태로서 연속적으로 동일한 상태인 시구간들을 보정 대상 시구간 집합으로 정의하며, 각 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간들의 평균 출력을 계산하고, 각 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간과 평균 출력의 비교를 통해 보정을 수행함으로써, 최종 충전 및 방전 스케줄을 생성하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치.
8. The method of claim 7,
The schedule creating unit defines a charging price and a maximum charge amount between individual pointers, defines time periods that are continuously the same state as a charged state or a discharged state as a set of correction target time intervals, Calculating an average output and performing a correction by comparing the time-series and the average power belonging to each set of correction target time points to generate a final charging and discharging schedule.
제1항에 있어서,
상기 사용자 설정 정보의 생성에 이용되는 사용자 인터페이스부를 더 포함하고, 상기 사용자 인터페이스부는 정전 발생 신호가 감지되어 있고, 상위 전력망 연계 스위치가 닫혀 있을 때, 사용자로부터 에너지 저장 장치의 동작 명령이 입력되면, 상기 동작 명령에 따른 에너지 저장 장치의 동작 신호를 차단하고, 경고 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치.
The method according to claim 1,
Wherein when the operation command of the energy storage device is input from the user when the power generation signal is detected and the upper power network link switch is closed, the user interface unit The operation signal of the energy storage device according to the operation command is blocked and a warning message is generated.
제9항에 있어서,
상기 사용자 인터페이스부는 상기 에너지 저장 장치의 독립 운전 중, 상위 전력망과 수용가 전력망의 전압이 동기화되지 않을 때, 마이크로그리드의 연계 스위치의 조작을 차단하고, 경고 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the user interface unit interrupts the operation of the microgrid's associated switch and generates a warning message when the voltages of the upper grid and the customer grid are not synchronized during independent operation of the energy storage device Operating device for storage device.
스케줄 작성부에 의해, 마이크로그리드 운영 시스템으로부터 시구간 별로 부하, 발전 및 에너지 가격에 대한 예측 데이터와 실시간 운영 정보를 수집하는 단계;
상기 스케줄 작성부에 의해, 시구간 별로 마이크로그리드에 연결된 에너지 저장 장치의 최소 충전량을 정의하는 단계;
상기 스케줄 작성부에 의해, 마이크로그리드의 운영 비용이 최소화되도록 시구간 별로 상기 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 단계;
지령값 도출부에 의해, 사용자 설정 정보와 상기 충전 및 방전 스케줄에 따라, 에너지 저장 장치의 동작 상태를 결정하고, 상기 에너지 저장 장치로부터 출력될 유효 전력 지령값을 도출하는 단계; 및
제어부에 의해, 상기 동작 상태 및 유효 전력 지령값에 따라 상기 에너지 저장 장치의 동작을 제어하는 단계를 포함하고,
상기 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 단계는 에너지 요금, 최대소비전력 비용, 첨두부하 기여 요금 및 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합이 최소화되도록 이루어지고,
상기 스케줄 작성부에 의해, 사용자의 설정에 따라 시구간 별로, 시구간 내에서의 실시간 가격 정보를 근거로 상기 시구간의 예측 데이터를 보정하는 단계를 더 포함하며,
상기 시구간의 예측 데이터를 보정하는 단계는 상기 사용자의 설정에 따라 하나의 시구간을 복수의 단위 시구간들로 구분하는 단계; 및
상기 예측 데이터를 단위 시구간 별로 적어도 하나의 계단화 간격에 따라 계단화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법.
Collecting prediction data and real-time operating information on load, power generation, and energy price by time period from the micro grid operating system by a schedule creating unit;
Defining a minimum charge amount of an energy storage device connected to a micro grid by a time interval by the schedule creating unit;
Creating a charge and discharge schedule of the energy storage device by time period so that the operating cost of the microgrid is minimized by the schedule creating unit;
Determining an operating state of the energy storage device according to the user setting information and the charging and discharging schedule by the command value deriving part and deriving an effective power command value to be output from the energy storage device; And
Controlling the operation of the energy storage device by the control unit according to the operation state and the effective power command value,
Wherein the step of creating the charging and discharging schedule of the energy storage device is performed so as to minimize the sum of the energy charge, the maximum power consumption cost, the peak load contribution fee, and the life saving cost of the energy storage device,
Further comprising the step of correcting the time-series forecast data based on real-time price information within the time period by the time period according to the setting of the user by the schedule creating unit,
The step of correcting the predictive data may include: dividing one time interval into a plurality of unit time intervals according to the setting of the user; And
And stairing the prediction data according to at least one stepping interval for each unit time period.
삭제delete 삭제delete 제11항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치의 최소 충전량을 정의하는 단계는,
비상발전을 위한 에너지 저장 장치의 최소 충전량과, 물리적인 에너지 저장 장치의 최소 충전량, 에너지 저장 장치가 비상 발전기로 동작해야 하는 최소 시간, 부하에 대한 예측 데이터, 발전에 대한 예측 데이터 및 에너지 저장 장치의 정격 에너지 용량을 근거로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein defining the minimum charge amount of the energy storage device comprises:
The minimum charge of the energy storage device for emergency power generation, the minimum charge of the physical energy storage device, the minimum time the energy storage device must operate as an emergency generator, the predicted data of the load, Characterized in that the energy storage device is based on the rated energy capacity.
제11항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 단계는 충전 및 방전 제어 문제를 최적화 문제로 변환하고, 상기 최적화 문제의 최적해를 찾음으로써 상기 에너지 저장 장치에 대한 임시 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the step of creating a charge and discharge schedule of the energy storage device comprises the steps of converting a charge and discharge control problem to an optimization problem and creating a temporary charge and discharge schedule for the energy storage device by finding an optimal solution to the optimization problem Wherein the method further comprises the steps of:
제15항에 있어서,
상기 최적화 문제의 목적 함수는 에너지 요금, 최대소비전력 비용, 첨두부하 기여 요금 및 에너지 저장 장치의 수명 감소 비용의 합이 최소화되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the objective function of the optimization problem is such that the sum of the energy charge, the maximum power consumption cost, the peak load contribution charge, and the life reduction cost of the energy storage device is minimized.
제16항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 스케줄을 작성하는 단계는,
시구간 별 충전 가격과 상기 임시 충전 및 방전 스케줄을 분석하고, 시구간 별 충전 및 방전 계획이 최대로 분산되도록 상기 임시 충전 및 방전 스케줄을 분산시킴으로써 최종 충전 및 방전 스케줄을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법.
17. The method of claim 16,
The charging and discharging schedule of the energy storage device may include:
Further comprising analyzing the temporal charging price and the temporary charging and discharging schedule and generating a final charging and discharging schedule by distributing the temporary charging and discharging schedules such that the temporal charging and discharging schedules are maximally distributed Wherein the energy storage device is a micro grid.
제17항에 있어서,
상기 최종 충전 및 방전 스케줄을 생성하는 단계는 개별 시구간의 충전 가격과 최대 충전량을 정의하고, 충전 상태 또는 방전 상태로서 연속적으로 동일한 상태인 시구간들을 보정 대상 시구간 집합으로 정의하며, 각 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간들의 평균 출력을 계산하고, 각 보정 대상 시구간 집합에 속한 시구간과 평균 출력의 비교를 통해 보정을 수행함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법.
18. The method of claim 17,
The step of generating the final charge and discharge schedule defines a charge price and a maximum charge amount between individual pointers and defines a time period that is continuously the same state as a charge state or a discharge state as a set of correction target time points, Calculating the average power of the time periods belonging to the inter-set, and performing the correction by comparing the average power and the time-interval belonging to each set of the correction target time periods.
제11항에 있어서,
사용자 인터페이스부에 의해, 정전 발생 신호가 감지되어 있고, 상위 전력망 연계 스위치가 닫혀 있을 때, 사용자로부터 에너지 저장 장치의 동작 명령이 입력되면, 상기 동작 명령에 따른 에너지 저장 장치의 동작 신호를 차단하고, 경고 메시지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법.
12. The method of claim 11,
When the operation instruction of the energy storage device is input by the user when the power generation signal is detected by the user interface unit and the upper power network link switch is closed, the operation signal of the energy storage device according to the operation instruction is blocked, Further comprising generating a warning message for the microgrid. ≪ RTI ID = 0.0 >< / RTI >
제19항에 있어서,
상기 사용자 인터페이스부에 의해, 상기 에너지 저장 장치의 독립 운전 중, 상위 전력망과 수용가 전력망의 전압이 동기화되지 않을 때, 마이크로그리드의 연계 스위치의 조작을 차단하고, 경고 메시지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 에너지 저장 장치에 대한 운영 방법.
20. The method of claim 19,
Further comprising the step of, when the voltages of the upper power grid and the customer power grid are not synchronized by the user interface unit during the independent operation of the energy storage device, interrupting the operation of the micro grid switch and generating a warning message Wherein the energy storage device is a micro grid.
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