KR100411240B1 - 축열설비의 부하제어 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR100411240B1
KR100411240B1 KR10-2001-0029243A KR20010029243A KR100411240B1 KR 100411240 B1 KR100411240 B1 KR 100411240B1 KR 20010029243 A KR20010029243 A KR 20010029243A KR 100411240 B1 KR100411240 B1 KR 100411240B1
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Abstract

본 발명은 무선통신시스템을 이용하여 축열설비들의 전원공급을 소정의 그룹단위로 실행하고 부하제어기준선 개념을 도입하여 특정의 시간대에 관계없이 제어함으로써, 일중 첨두부하량을 감소시키고 기저부하를 증대시켜 전력수급 안정에 기여하며 발전설비의 효율 및 발전단가의 감소를 도모할 수 있는 축열설비의 부하제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 현재의 전력사용량 및 공급예비율를 감시하여 이를 부하제어서버에 실시간으로 제공하는 전력량 감시시스템과, 전력사용량의 추정값을 기초로 부하제어기준선을 설정하고 축열설비시스템들을 다수의 축열기그룹으로 분류한 후, 부하제어기준선과 실시간 전력사용량을 상호 비교하면서 적정의 제어대상 축열기그룹을 선정하여 무선통신시스템을 통해 축열설비를 소정의 그룹단위로 온/오프 제어하는 부하제어 서버와, 상기 부하제어서버와 축열설비시스템간의 무선데이터 통신을 실행하는 무선통신시스템과, 무선송수신 수단과 제어수단 및 전원개폐기를 구비하여 부하제어 서버의 제어에 의해 온/오프 동작하는 축열설비 시스템으로 이뤄진다.

Description

축열설비의 부하제어 시스템 및 그 제어방법{The system and method for controlling load of heat-accumulator}
본 발명은 축열설비의 부하제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 통신시스템을 이용하여 축열설비에 대한 전원 투입/차단을 소정의 그룹단위로 실행하고 부하제어기준선을 전력사용량에 따라 예측 또는 조정하면서 각 축열기그룹의 전원을 특정의 시간대에 관계없이 제어함으로써, 계절 및 요일에 관계없이 첨두부하량을 최소화할 수 있고 발전설비의 효율 및 발전단가의 감소를 도모할 수 있는 축열설비의 부하제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
종래의 축열식전열기기의 부하제어는 22시부터 익일 08시까지를 심야시간대로 설정하고 심야시간대에 저렴한 가격으로 전력을 공급하여 심야시간대의 부족한 전력수요를 보충하는 방법을 사용하였다.
그러나, 이 방법은 혹한기에는 오히려 심야시간대에 첨두부하의 증가로 발전설비의 운용곤란이나 공급지장을 발생할 우려가 있고 연료단가가 높은 가스발전소를 대량 가동하여야 하는 사례가 발생하는 등 오히려 역마진이 발생하는 문제점이 노출되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선 통신시스템을 통해 전국적으로 분포되는 축열설비들을 소정의 그룹단위로 용이하게 제어할 뿐만 아니라 전력사용량에 따라 예측, 조정되는 부하제어 기준선 개념을 도입하여 각 축열설비를 특정 시간에 구애되지 않고 운영함으로써, 일중 첨두부하를 감소시키고 전력수요를 평준화시켜 발전설비의 효율 및 발전단가의 감소를 도모할 수 있는 부하제어 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 축열설비의 부하제어 시스템에 대한 개략적인 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 축열설비의 부하제어 시스템에 대한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 축열설비의 부하제어 방법에 대한 전체적인 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 그룹별 축열설비 제어과정을 보다 상세하게 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 부하제어 기준선의 설정예를 도시한 그래프도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100. 전력량 감시시스템 200. 부하제어 서버
201. 통신망 연결모듈 202. 데이터 송수신 모듈
205. DB 관리 모듈 206. 부하제어기준선 설정 모듈
207. 제어대상그룹 선정 모듈 208. 부하제어 실행 모듈
209. 부하제어기준선 조정 모듈 250. 서버 DB
300. 무선 통신시스템 330. 무선기지국
350. 무선 통신망 450. 축열설비 시스템
451. 무선 송수신부 452. 제어부
453. 개폐기 454. 축열식 전열기기
455. 적산전력계 456. 전류센서
이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 축열설비의 부하제어 시스템은 전력망과 연결되어 전력사용량 및 공급예비율를 감시하고 이에 대한 정보를 하기 부하제어서버에 실시간으로 제공하는 전력량 감시시스템; 전력사용량의 추정값을 기초로 부하제어 기준선을 예측 설정하고 축열설비시스템들을 다수의 축열기그룹으로 분류한 후, 상기 부하제어 기준선과 상기 전력량 감시시스템으로부터의 전력사용량 정보를 상호 비교하면서 적정의 제어대상 축열기그룹을 선정하고 하기 무선통신시스템을 통해 해당 제어신호를 송출하여 축열설비시스템에 대한 전원공급을 소정의 그룹단위로 제어하는 부하제어서버; 상기 부하제어서버와 축열설비시스템간의 무선데이터 통신을 실행하는 무선통신시스템; 및 무선송수신 수단과 제어수단 및 전원개폐기를 구비하고, 상기 부하제어서버로부터 제어신호를 무선 수신한 후 이에 따라 축열식 전열기기에 대한 전원공급을 온/오프시키는 축열설비시스템;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 부하제어서버는, 상기 전력량 감시시스템과의 데이터통신 선로를 구성하고 상기 무선통신시스템과 연결되어 축열설비시스템들과 무선 통신선로를 형성하는 통신망 연결 모듈과, 상기 전력량 감시시스템 및 상기 축열설비시스템들과의 데이터 송수신을 처리하는 데이터송수신 모듈과, 전력사용량 정보, 축열기그룹 분류정보, 그룹별 전원공급량 정보를 포함하여 데이터베이스화하는 서버 DB와, 상기 서버 DB에 대한 정보의 저장과 독출을 처리하는 DB관리 모듈과, 당일의 전력사용량에 대한 추정값을 기초로 부하제어 기준선을 예측 설정하는 부하제어 기준선 설정모듈과, 상기 전력량 감시시스템으로부터 입수되는 전력사용량 정보와 상기 부하제어 기준선을 상호 비교하여 전원투입대상 또는 전원차단대상의 축열기그룹을 선정하는 제어대상그룹 선정모듈과, 온/오프정보 및 축열설비의 고유번호를 포함하는 제어신호를 상기 선정된 제어대상 그룹내의 각 축열설비시스템으로 송출하는 부하제어 실행모듈과, 실제 전력사용량에 따라 상기 부하제어 기준선의 설정치를 조정하는 부하제어 기준선 조정모듈과, 상기 각종 모듈들의 동작을 제어하는 처리프로세서를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 부하제어 기준선 설정모듈은 부하제어 공급총량이 부하제어 수요총량에 소정의 공급예비율을 곱한값이 되도록 부하제어 기준선을 설정하는 것이 바람직하다.
상기 제어대상 그룹 선정모듈은 실시간 전력사용량이 부하제어 기준선보다 작을 경우 일중 최소량으로 전원공급된 축열기그룹을 우선으로 전원투입대상 그룹으로 선정하고, 실시간 전력사용량이 부하제어 기준선보다 클 경우는 일중 최다량으로 전원공급된 축열기그룹을 우선으로 전원차단대상 그룹으로 선정하며, 소정의공급약정시간을 초과하여 전원이 투입된 축열기그룹은 제어대상에서 제외하는 것이 바람직하다.
상기 축열설비시스템은 전원이 투입된 상태에서 소정의 제어단위시간동안 상기 부하제어 서버로부터 제어신호를 수신하지 못할 경우 일차적으로 투입상태를 유지하고, 계속하여 소정의 제어단위시간동안 제어신호를 수신하지 못할 경우는 전원을 차단시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 축열설비시스템은 상기 전원개폐기와 축열식 전열기기사이에 전류센서를 구비하여 제어신호에 따른 정상적인 동작여부를 감지하고 이에 대한 정보를 상기 무선통신시스템을 통해 상기 부하제어 서버로 전송하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 축열설비의 부하제어 방법은 전력량 감시시스템 및 무선통신시스템과 연계된 부하제어 서버를 통해 다수의 축열설비들에 대한 전원공급을 소정의 그룹단위로 제어하는 방법에 있어서, 전력사용량 통계값, 축열설비 및 축열기그룹에 대한 정보를 데이터베이스화하여 관리하는 단계; 상기 전력사용량 통계값으로부터 매일의 전력사용량 곡선을 추정하고, 상기 전력사용량 추정곡선을 기초로 부하제어 공급총량이 부하제어 수요총량에 소정의 공급예비율을 곱한 값이 되도록 부하제어 기준선을 예측 결정하는 단계; 상기 전력량 감시시스템으로부터의 실시간의 전력사용량 정보와 상기 부하제어 기준선을 상호 비교하여, 전력사용량이 부하제어 기준선보다 적을 경우 일중 최소량으로 전원공급된 축열기그룹을 우선 전원투입대상으로 선정하고, 전력사용량이 부하제어 기준선보다 클경우 일중 최다량으로 전원이 공급된 축열기그룹을 우선 전원차단대상으로 선정하여 제어대상 그룹을 선정하는 단계; 온/오프 정보 및 축열설비의 고유정보를 포함하는 제어신호를 상기 선정된 제어대상 그룹내의 각 축열설비시스템으로 소정의 제어시간 단위로 송출하여 부하제어를 실행하는 단계; 및 상기 전력량 감시시스템으로부터 입수되는 실제 전력사용량 정보를 토대로 상기 부하제어 기준선의 설정치를 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면 도 1은 본 발명에 따른 축열설비의 부하제어 시스템에 대한 개략적인 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 전력망(150)을 체크하여 현재 전력사용량, 공급예비율 등을 감시하는 전력량 감시시스템(100)과, 상기 전력량 감시시스템(150)으로부터 현재 전력사용량 정보 등을 실시간으로 입수하고 소정의 부하제어 기준선을 설정한 후 이들 데이터를 상호 비교하면서 축열설비(450)들의 온/오프를 소정의 그룹(400)단위로 무선제어하는 부하제어 서버(200)와, 전국적으로 배치되는 축열설비에 무선제어 신호를 송출하기 위한 무선통신 시스템(300)과, 다수의 축열기그룹(400)으로 분류되어 상기 부하제어 서버(200)로부터의 제어신호에 따라 전원이 투입되거나 차단되는 축열설비시스템(450)들로 이뤄진다.
상기 전력량 감시시스템(100)은 일반적으로 한전 등과 같은 전력공급회사에 의해 운영되는 시스템으로서, 발전설비 및 송,배전망으로 이뤄지는 전국적인 전력망(150)과 연결되어 현재의 전력수요량, 전력 공급량, 및 공급예비율, 전력 품질등을 실시간으로 감시하며, 이러한 감시데이터를 수시로 상기 부하제어 서버(200)에 제공한다.
상기 무선통신 시스템(300)은 전국적으로 분포되는 무선기지국(330)들을 통해 상기 부하제어 서버(200)로부터의 제어신호를 각 축열설비 시스템(450)으로 전송하는 역할을 담당하는 것으로서, 현재 상용되고 있는 전화국시스템, 휴대용 단말기 또는 PCS 사업자, 무선호출시스템 등과 같은 각종 무선통신사업자 시스템을 이용할 수 있다.
이와 같이 무선 송출되는 제어신호에는 각 축열설비 시스템(450)의 온/오프에 대한 제어정보 뿐만 아니라 각 축열설비 시스템(450)에 대한 고유번호(또는 전화번호) 정보가 포함된다.
또한, 상기 무선통신시스템(300)은 상기 축열설비 시스템(450)으로부터 그 정상제어 여부에 대한 신호를 무선기지국(330)을 통해 수신한 후 상기 부하제어 서버(200)에 전달한다.
상기 부하제어 서버(200)는 일중 전력사용량 통계값, 축열설비 수용가 정보, 축열기그룹 정보, 등을 데이터베이스화하여 관리하고, 부하제어 기준선 설정, 제어대상 그룹 설정, 부하제어관리, 제어기준선 조정 등을 처리하기 위한 각종 프로그램 모듈들을 포함하며, 상기 전력량 감시시스템(100)으로부터 현재 전력사용량 데이터를 실시간으로 입수하면서 상기 프로그램 모듈(204)들의 동작에 의해 축열설비시스템(450)을 소정의 그룹(400)단위로 제어하게 된다.
또한, 축열식 전열기기는 투입되는 전력을 열량단위로 변환 저장한 후 수용가가 필요로할 때 소정의 열량을 제공하는 것으로서 각종 냉, 온열 시스템에 사용되고 있으며, 상기 축열설비 시스템(450)은 이와 같은 축열식 전열기기(454)를 상기 부하제어 서버(200)에 의해 중앙 제어할 수 있도록 무선 송수신부(451), 제어부(452), 별도의 적산 전력계(455) 등을 구비한다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 축열설비의 부하제어 시스템에 대한 구성도로서, 상기 부하제어 서버(200)와 상기 축열설비 시스템(450)의 구성을 보다 상세하게 도시하고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 부하제어 서버(200)는 전력량 감시시스템(100) 및 무선통신시스템(300)과 연결되어 축열설비 시스템(450)들을 그룹(400)단위로 제어하기 위한 것으로서, 통신망연결 모듈(201), 데이터 송수신 모듈(202), 처리 프로세서(203), 각종 프로그램 모듈(204), 및 서버 DB(250)를 구비한다.
상기 통신망연결 모듈(201)은 상기 전력량 감시시스템(100)과의 연결을 설정하고, 상기 무선통신시스템(300)을 통해 각 축열기그룹(400)(또는 축열설비 시스템)과의 무선 통신선로를 개설하기 위한 것이다.
상기 데이터 송수신 모듈(202)은 상기 전력량 감시시스템(100)으로부터 수신되는 신호를 복조하여 현재의 전력 사용량 정보, 공급예비율 등의 데이터를 상기 처리프로세서(203)로 제공하며, 또한 축열설비 시스템(450)으로 전달될 각종 제어데이터를 통신신호(또는 전화신호)로 변조한 후 무선 통신망(350)(또는 무선통신 시스템)을 통해 송출하거나 상기 축열설비 시스템(450)으로부터 송출된 데이터 신호를 인식하여 상기 처리프로세서(203)에 제공한다.
또한, 상기 서버 DB(250)에는, 전력량 통계 정보(251), 수용가 정보(252), 축열기그룹 정보(253), 현재 전력사용량 정보(254), 부하제어 기준값 정보(255), 그룹별 전원공급량 정보(256), 등이 데이터베이스화되어 관리된다.
상기 전력량 통계 정보(251)에는 계절, 요일, 날씨 등의 요인에 따라 변동되는 일중 전력사용량에 대한 통계값이 각 날짜별로 데이터베이스화되고, 상기 수용가 정보(252)로는 축열설비를 설치한 각 수용가의 개별 정보(수용자 성명, 주소, 전화번호 등) 뿐만 아니라 각 축열설비의 고유번호(또는 무선 송출시의 전화번호), 공급약정시간, 축열설비 용량 등의 정보가 관리된다.
한편, 각 축열설비 시스템(450)들은 축열설비의 용량, 설치 지역, 공급약정시간 등을 고려하여 다수의 축열기그룹(400)으로 분류하게 되는데, 상기 축열기그룹 정보(253)에는 이러한 분류정보가 저장 관리된다.
또한, 상기 전력량 감시시스템(100)으로부터 실시간으로 입수되는 현재 전력사용량, 공급예비율 등에 대한 정보가 상기 현재 전력사용량 정보(254)로서 관리되고, 상기 부하제어 기준값 정보(255)에는 일단위로 예측 결정되거나 일중 전력량에 따라 변동 조정되는 부하제어 기준값이 저장되며, 상기 그룹별 전원공급량 정보(256)에는 각 축열기그룹(400)에 전원이 투입된 시간량에 따라 갱신되면서 저장 관리된다.
한편, 상기 프로그램 모듈(204)은 상기 서버 DB(250)에 각종 정보를 저장 관리하거나 필요한 데이터를 독출하기 위한 DB관리 모듈(205)과, 부하제어 기준선 설정 모듈(206)과, 각 그룹별 전원공급량(시간) 및 공급약정시간을 고려하여 전원을 투입할 축열기그룹(400) 또는 전원을 차단할 축열기그룹(400)을 선정하는 제어대상그룹 선정모듈(207)과, 상기 선정된 제어대상그룹(400)내에 포함된 각 축열설비 시스템(450)으로 해당 제어신호(투입 또는 차단)를 송출하기 위한 부하제어 실행모듈(208)과, 부하제어 기준선 조정 모듈(209)을 포함한다.
상기 부하제어 기준선 설정 모듈(206)은 상기 전력량 통계 정보(251)로부터 익일의 전력사용량에 대한 통계치를 확인한 후 전체 축열설비 시스템(450)들에 공급될 일일 전력량과 상호 비교하면서, 첨두부하를 줄일 수 있도록 익일의 부하제어 기준값을 적정하게 예측 설계한다.
이와 같은 부하제어 기준값을 예측 설정하는 방법에 대한 실시예를 도 5에 의거하여 설명한다.
도 5는 일중 전력사용량의 변화와 그에 따라 예측 설계되는 부하제어 기준선을 보여주는 그래프도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일중 전력사용량은 일반적으로 12시~ 2시에서 최대의 첨두부하를 갖으며, 도시된 사용전력량 곡선은 상기 전력량 통계정보로부터 확인된 익일의 전력사용량에 대한 시간대별 추정값을 표시한 것이다.
도 5에서 사용전력량 추정값이 부하기준선보다 적은 부분의 면적(전력량)을 각각 그 발생순서에 따라 S1, S2, S3, ... Sn이라 하면, 부하제어가 가능한 전력량의 합계인 부하제어 공급총량 Wsum은
Wsum= S1 + S2 + S3 + ... + Sn 이다.
또한, 각 축열기그룹들의 수요전력량을 각각 G1, G2, G3, ... Gn 이라 하면, 부하제어 수요총량 Gsum은
Gsum= G1 + G2 + G3 + ... + Gn 이다.
이때, 부하제어 기준선은 일중의 첨두부하를 최대한 줄이고 발전설비의 효율을 증대할 수 있도록 그래프 형태를 설정하며, 전력공급회사가 충분한 공급예비율(k)을 확보할 수 있도록 설정하는 것이 바람직하다.
즉, 부하제어 공급총량(Wsum) ≒ 부하제어 수요총량(Gsum) * 공급예비율(k) 의 상태가 되도록 부하제어 기준선을 설정한다.
한편, 상기된 바와 같이 설정되는 부하제어 기준선은 추정 전력사용량곡선을 기초로하여 산출하기 때문에 실제 전력사용량곡선과는 차이가 발생하게 된다. 따라서, 부하제어 공급총량(Wsum)이 부하제어 수요총량(Gsum)을 그 다음날의 부하제어개시 시간까지 소진하지 못하거나 조기에 소진되어 부하제어수단을 상실하는 상황이 발생할 수 있다.
상기 부하제어 기준선 조정 모듈(209)은 이와 같은 상황을 방지하기 위한 것으로서, 상기 설정된 부하제어 기준선을 일중 부하제어수요총량의 소진상태에 따라 적정하게 조정한다.
이러한 부하제어 기준선의 조정방법에 대한 일실시예는 다음과 같이 이뤄진다.
축열기그룹 G1, G2, G3, .. Gn에 대한 일중 잔여부하량을 각각 E1, E2, E3, .. En 이라 하면, 잔여부하제어 수요총량(Esum)은
Esum= E1 + E2 + E3 + ... + En 이 된다.
이때, 임의의 시점 Tx에서 남아있는 추정부하제어 공급총량을 Wrem이라 하면,
Wrem〉Esum* k 인 경우: 부하제어기준선을 하향 조정하고,
Wrem〈 Esum* k 인 경우: 부하제어기준선을 상향 조정하며,
Wrem≒ Esum* k 인 경우: 부하제어기준선을 유지함으로써, 부하제어 기준선을 실제 전력사용 상태에 따라 조정하게 된다.
한편, 상기 축열설비 시스템(450)은 무선 통신망(350)을 통해 상기 부하제어 서버(200)와 연결되어 서버(200)로부터의 제어명령에 의해 축열식 전열기기의 입력전원을 자동 개폐하는 것으로서, 무선 송수신부(451), 제어부(452), 개폐스위치(453), 전류센서(456), 전산전력계(455), 표시부(458), 및 메모리부(457)를 구비한다.
상기 무선 송수신부(451)는 상기 무선통신시스템(300)의 무선기지국(330)으로부터 고주파신호를 수신하여 제어데이터를 상기 제어부(452)에 제공하고, 상기 제어부(452)는 수신된 제어신호가 전원 투입신호인지 차단신호인지에 따라 상기 개폐기(453)를 온/오프 제어함으로써 상기 축열식 전열기기(454)에 소정의 전력을 공급하게 된다.
이때, 전류센서(456)가 상기 개폐기(453)와 축열식 전열기기(454) 사이에 마련되어 전류의 흐름을 감지함으로써 축열식 전열기기(454)에 대한 전원입력이 정상적으로 제어되고 있는지 여부를 감지하게 된다. 또한, 상기 제어부(452)는 이러한 감지센서 데이터를 상기 무선 송수신부(451)를 통해 상기 부하제어 서버(200)로 무선 송출한다.
또한, 상기 제어부(452)는 상기 축열식 전열기기에 전원이 투입되고 있는 상태에서 소정의 제어단위시간(예; 30분)동안 상기 부하제어 서버(200)로부터 제어신호를 수신하지 못할 경우 1차적으로 현재의 상태(온 상태)를 유지하고, 연속된 제어단위시간동안(30분*2) 계속하여 제어신호를 수신하지 못할 경우 상기 개폐기(453)를 자동 차단함으로써, 무선 통신시스템(300) 및 서버장치의 고장에 대비할 수 있다.
또한, 상기 메모리부(457)에는 당일의 전원공급시간, 최근 3개월간의 매일 전원공급시간, 월별 전원공급시간 등의 데이터가 저장 관리되고, 이러한 정보는 상기 표시부(458)를 통해 사용자가 확인할 수 있게 된다.
상기 적산전력계(455)는 일반 전기장치에 대한 것과는 별도로 상기 축열식 전열기기(454) 전용으로 설치되는 것으로서, 축열설비 수용가에게 특별히 할인된 요금을 적용할 수 있다.
이하, 상기된 바와 같은 시스템에 의거하여 다수의 축열설비를 그룹별로 제어하는 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 축열설비의 부하제어 방법에 대한 개략적인 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 축열설비의 부하제어 방법은 전력사용량 통계값, 축열설비 및 축열기그룹(400)에 대한 정보를 데이터베이스화하여 관리하는 단계;(S10) 상기 전력사용량 통계값으로부터 매일의 전력사용량 곡선을 추정하고, 상기 전력사용량 추정곡선을 기초로 부하제어 공급총량이 부하제어 수요총량에 소정의 공급예비율을 곱한 값이 되도록 부하제어 기준선을 예측 결정하는 단계;(S20) 상기 전력량 감시시스템(100)으로부터의 실시간의 전력사용량 정보와 상기 부하제어 기준선을 상호 비교하여, 전력사용량이 부하제어 기준선보다 적을 경우 일중 최소량으로 전원공급된 축열기그룹(400)을 우선 전원투입대상으로 선정하고, 전력사용량이 부하제어 기준선보다 클경우 일중 최다량으로 전원이 공급된 축열기그룹(400)을 우선 전원차단대상으로 선정하여 제어대상 그룹을 선정하는 단계;(S30) 온/오프 정보 및 축열설비의 고유정보를 포함하는 제어신호를 상기 선정된 제어대상 그룹(400)내의 각 축열설비시스템(450)으로 소정의 제어시간 단위로 송출하여 부하제어를 실행하는 단계;(S40) 상기 전력량 감시시스템(100)으로부터 입수되는 실제 전력사용량 정보를 토대로 상기 부하제어 기준선의 설정치를 재조정하는 단계;(S50) 및 발전설비의 공급예비율이 기중치 이하로 떨어졌을 때 전원투입중인 축열기그룹(400)에 전원차단신호를 송출하여 발전설비의 공급예비율을 확보하는 단계(S60)로 이뤄진다.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 그룹별 축열설비 제어과정을 보다 상세하게 도시한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 무선통신시스템(300)을 이용하여 축열설비들을 제어함에 있어서, 상기 부하제어 서버(200)는 하루 24시간 단위로 제어를 실행한다.
따라서, 상기 부하제어 서버(200)는 소정의 기준시간(예;매일의 0시를 기준)에 모든 축열기 그룹(400)들에 대한 공급시간(량)을 초기화한다.(S401)
즉, 축열기 그룹 G1, G2, G3, .. Gn 에 대한 일일중 전원공급시간을 각각 H1, H2, H3, ... Hn 이라 하면, H1=0, H2=0, ...Hn=0로 설정한다.
또한, 전력사용량 통계값과 계절 및 요일과 같은 주된 변동요인을 고려하여 전력사용량곡선을 추정한 후 제어대상 축열기 그룹(400)들의 용량 및 공급약정시간(또는 용량)을 고려하여, 부하제어 기준선을 예측 설계하고, 상기 전력량 감시시스템(100)으로부터 현재 전력사용량을 실시간으로 입수하여 데이터베이스화한다.(S402)
이러한 부하제어 기준선의 설정방법은 상기 설명되어 있으며, 도 5에 예시적으로 도시되어 있다.
또한, 상기 부하제어 서버(200)는 전국적으로 분포되는 축열설비들을 그 수용가 지역, 용량, 공급약정시간 등에 따라 소정 용량단위의 축열기 그룹(400)들로 분류하여 데이터베이스화한다.
이와 같이 소정의 데이터를 확보 또는 설정한 상태에서 상기 부하제어 서버(200)는 부하제어 기준선(Pr)과 현재 전력사용량(Pm)을 상호 비교하면서 해당일의 부하제어를 실행하게 된다.(S403)
이때, 현재 전력사용량이 부하제어 기준선보다 적을 경우, 전원이 공급되고 있지 않은 축열기 그룹(400)들중 당일의 현재시점까지 전원공급시간이 가장 적은 축열기그룹(400)을 공급제어대상 그룹으로 선정한 후, 해당 축열기 그룹내의 각 축열설비시스템(450)으로 전원투입신호를 송출하게 된다.(S404)
또한, 현재 전력사용량이 부하제어 기준선보다 많을 경우는, 당일의 현시점까지 전원공급시간이 가장 많은 축열기그룹(400)을 우선적으로 차단제어대상 그룹으로 선정한 후, 해당 축열기그룹(400)내의 각 축열설비시스템(450)으로 전원차단신호를 송출하게 된다.(S405)
제어대상 축열기 그룹을 선정함에 있어서, 현재 전력사용량과 부하제어 기준선과의 전력량차이에 따라 다수의 축열기 그룹(400)을 동시에 선정하거나 축열기 그룹의 공급용량을 고려하면서 순차적으로 제어할 수 있다.
이와 같은 축열기의 부하제어는 소정의 제어단위시간(예;30분)로 실행하며, 이미 전원이 투입되고 있는 축열기 그룹(400)에 대해서도 제어단위시간마다 재차 전원공급신호를 송출하는 것이 바람직하다.
한편, 제어신호를 수신한 상기 축열설비시스템(450)은 해당 내용에 따라 축열기를 온/오프한 후 상기 전류센서를 통해 그 정상동작여부를 감지하고 이에 대한 정보를 상기 부하제어 서버(200)에 전송한다.(S406)
또한, 상기 축열설비시스템(450)은 전원이 투입되고 있는 상태에서 상기 제어단위시간(30분)동안 제어신호를 수신하지 못할 경우,(S407) 일단 현재상태(온 상태)를 유지하며, 또한 다시 제어단위시간이 지난 후에도 계속하여 제어신호를 수신하지 못하게 되면 상기 제어부는 전원을 강제로 차단시키게 된다.(S408) 이로써, 상기 무선통신시스템(300) 또는 부하제어 서버(200)의 고장 등에 대비할 수 있게 된다.
또한, 상기 부하제어 서버(200)는 축열설비시스템(450)들로부터 소정의 정상동작 여부를 확인하면서 부하제어를 실행하기 때문에, 각 축열설비들에 대한 일중 전원공급시간을 정확하게 체크하면서 공급시간(량)을 갱신하게 되고, 이로 인해 일일 공급약정시간을 제대로 만족시킬 수 있게 된다.(S409)
또한, 이미 일일 공급약정시간(예; 10시간)을 초과한 축열기 그룹(400)(또는 축열설비시스템)에 대해서는 전원투입을 차단하게 되고 전원공급대상 그룹에서 제외한다.(S410)
또한, 실제 전력사용량이 임의적으로 가변됨에도 불구하고 수용가에게 약정된 전원공급시간을 만족시키기 위하여 상기 설명된 바와 같이 부하제어 기준선을 수시로 조정하여 갱신하게 된다.(S411)
이와 같은 축열기의 부하제어는 일일단위로 새롭게 갱신되면서 실행되고 소정의 제어단위시간마다 제어를 실행하기 때문에, 해당일이 경과되기 전까지는 소정의 제어시간 단위(예;30분)로 상기 S403 단계 내지 상기 S411 단계를 반복하면서 축열설비에 대한 부하제어를 실행하게 된다.(S412)
본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 의하면, 중앙서버장치의 제어에 의해 다수의 축열설비들이 소정의 그룹단위로 무선 제어되기 때문에 수많은 축열설비들을 용이하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 약정된 전원공급시간을 확보할 수 있게 되어 수용가의 신뢰를 얻을 수 있다.
또한, 전력사용량에 따라 예측, 조정되는 부하제어 기준선 개념을 도입하여 특정 시간대를 설정하지 않고 1일중 총전력소비량이 적정발전량보다 적은 시간대에 수시로 전력을 공급하게되므로 일중 첨두부하량을 최소화할 수 있고 발전설비의 가동효율 및 발전단가의 감소를 도모할 수 있다.

Claims (9)

  1. (정정) 축열기 그룹에 대한 전원공급을 온/오프시키는 축열설비시스템과; 상기 축열기 그룹과 축열설비시스템간의 무선 데이터 통신을 실행하는 무선통신시스템을 포함하여 상기 축열기 그룹을 원격으로 제어하는 축열설비의 부하제어 시스템에 있어서,
    전력망과 연결되어 전력사용량 및 공급예비율를 감시하고 이에 대한 정보를 하기 부하제어서버에 실시간으로 제공하는 전력량 감시시스템과;
    당일의 전력사용량에 대한 추정값을 기초로 부하제어 기준선을 예측 설정하는 부하제어 기준선 설정모듈, 상기 전력량 감시시스템으로부터 입수되는 전력사용량 정보와 상기 부하제어 기준선을 비교하여 전원투입대상 또는 전원차단대상의 축열기 그룹을 선정하는 제어대상그룹 선정모듈, 실제 전력사용량에 따라 상기 부하제어 기준선의 설정치를 조정하는 부하제어 기준선 조정모듈 및 상기 각종 모듈들의 동작을 제어하며 상기 축열설비시스템을 통해 선정된 축열기 그룹에 대한 전원공급/차단을 제어하는 처리프로세서로 이루어진 부하제어서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 축열설비의 부하제어 시스템.
  2. (삭제)
  3. (정정) 제 1 항에 있어서, 상기 부하제어 기준선 설정모듈은 부하제어 공급총량이 부하제어 수요총량에 소정의 공급예비율을 곱한값이 되도록 부하제어 기준선을 설정하는 것을 특징으로 하는 축열설비의 부하제어 시스템.
  4. (정정) 제 1 항에 있어서, 상기 제어대상 그룹 선정모듈은 실시간 전력사용량이 부하제어 기준선보다 작을 경우 일중 최소량으로 전원공급된 축열기 그룹을 우선으로 전원투입대상 그룹으로 선정하고, 실시간 전력사용량이 부하제어 기준선보다 클 경우는 일중 최다량으로 전원공급된 축열기그룹을 우선으로 전원차단대상 그룹으로 선정하며, 소정의 공급약정시간을 초과하여 전원이 투입된 축열기그룹은 제어대상에서 제외하는 것을 특징으로 하는 축열설비의 부하제어 시스템.
  5. (정정) 제 1 항에 있어서, 상기 부하제어 기준선 조정모듈은,
    일중 임의의 시점에서 추정부하제어 공급총량을 Wrem이라 하고, 공급예비율을 k, 잔여부하제어 수요총량을 Esum 이라 할때,
    Wrem 〉Esum * k 인 경우: 부하제어 기준선을 하향 조정하고,
    Wrem 〈 Esum * k 인 경우: 부하제어 기준선을 상향 조정하며,
    Wrem ≒ Esum * k 인 경우: 부하제어 기준선을 유지함으로써, 실제 전력사용 상태에 따라 부하제어 기준선을 조정하는 것을 특징으로 하는 축열설비의 부하제어 시스템.
  6. (삭제)
  7. (삭제)
  8. 전력량 감시시스템 및 무선통신시스템과 연계된 부하제어 서버를 통해 다수의 축열설비들에 대한 전원공급을 소정의 그룹단위로 제어하는 방법에 있어서,
    전력사용량 통계값, 축열설비 및 축열기그룹에 대한 정보를 데이터베이스화하여 관리하는 단계;
    상기 전력사용량 통계값으로부터 매일의 전력사용량 곡선을 추정하고, 상기 전력사용량 추정곡선을 기초로 부하제어 공급총량이 부하제어 수요총량에 소정의 공급예비율을 곱한 값이 되도록 부하제어 기준선을 예측 결정하는 단계;
    상기 전력량 감시시스템으로부터의 실시간의 전력사용량 정보와 상기 부하제어 기준선을 상호 비교하여, 전력사용량이 부하제어 기준선보다 적을 경우 일중 최소량으로 전원공급된 축열기그룹을 우선 전원투입대상으로 선정하고, 전력사용량이 부하제어 기준선보다 클경우 일중 최다량으로 전원이 공급된 축열기그룹을 우선 전원차단대상으로 선정하여 제어대상 그룹을 선정하는 단계;
    온/오프 정보 및 축열설비의 고유정보를 포함하는 제어신호를 상기 선정된제어대상 그룹내의 각 축열설비시스템으로 소정의 제어시간 단위로 송출하여 부하제어를 실행하는 단계; 및
    상기 전력량 감시시스템으로부터 입수되는 실제 전력사용량 정보를 토대로 상기 부하제어 기준선의 설정치를 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 축열설비의 부하제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 발전설비의 공급예비율이 기중치 이하로 떨어졌을 때 전원투입중인 축열기그룹에 전원차단신호를 송출하여 발전설비의 공급예비율을 확보하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축열설비의 부하제어 방법.
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