KR100547468B1 - 열병합발전기의 피크전력 제어장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열병합발전기를 이용하는 수용가에서 한전전력의 피크를 관리하기 위한 열병합발전기의 피크전력 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 피크전력 제어장치는 열병합발전기의 발전량을 증가시키고 감소시켜 수용가에게 전력을 공급하는 발전제어부와, 상기 열병합발전기와 연동하여 동작하고 보일러의 출력하여 수용가에게 온수 및 난방을 제공하는 보일러제어부를 가지고 있으며, 상기 발전제어부로부터 출력되는 전력과 한전측으로부터 공급되는 전력을 주파수로 동기시켜 상기 수용가를 향하여 출력하는 전력동기메칭부와, 상기 발전제어부와 상기 전력동기메칭부 사이에 마련되어 상기 발전제어부의 공급전력량을 산출하여 디지탈값으로 출력하는 발전전력량계와, 한전공급측과 상기 전력동기메칭부 사이에 마련되어 한전공급전력량을 산출하여 이를 디지탈값으로 출력하는 한전전력량계와, 실외의 온도를 감지하고 이를 디지탈값으로 변환하여 출력하는 실외온도센서부와, 상기 발전전력량계와 상기 한전전력량계로부터 상기 수용가에게 공급되는 전체공급전력량을 산출하고, 상기 실외온도센서부의 온도증가율에 따른 최대 1시간 이후까지의 전체공급전력량의 증가율을 예측하여 상기 한전공급전력량이 목표전력량 ±10% 이하로 유지되도록 상기 발전전력량을 조절하는 제어신호를 상기 발전제어부에게 출력하는 메인제어부를 포함한다. 이에 따라, 수용가의 요구전력 100% 중에서 한전전력의 최대피크가 50%이상 넘지 않도록 열병합발전기의 동작을 가변적으로 조절하기 때문에 수용가의 전력수요에 대응하면서 전기료를 최대한으로 줄이는 효과가 있으며, 또한 심야의 전력을 사용하므로 더 전기료를 줄이는 경제적인 효과가 있다.
열변합발전기, 한전전력, 피크전력, 발전전력, 실외온도센서
Description
도 1은 본 발명에 따른 열병합발전기의 피크전력 제어장치를 나타낸 블록도이고,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 열병합발전기의 피크전력 제어방법을 나타낸 플로우차트이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
1 ; 열병합발전기 3 ; 발전제어부
5 ; 보일러제어부 7 ; 전력동기메칭부
9 ; 발전전력량계 11 ; 한전전력량계
13 ; 실외온도센서부 15 ; 메인제어부
17 ; 유무선통신부
본 발명은 열병합발전기의 피크전력 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열병합발전기를 이용하는 수용가에서 한전전력의 피크를 관리하기 위한 열병합발전기의 피크전력 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 피크전력은 12개월 동안 사용한 전력 중에서 최대전력을 보이는 해당 월의 전기료를 1년동안 매월 적용하여 과금하는 기초가 되는 기본단위의 전력치이다. 따라서, 대형빌딩이나 전력수요가 많은 아파트 등에는 여름철에 발생되는 전력수요가 1년 중 피크전력에 도달하여 1년동안의 전기료에 반영되기 때문에 일정하게 피크전력을 관리하여야 한다.
한편, 열병합발전기를 사용하는 수용가에서는 발전기의 부족한 전력을 한전으로부터 충당하고 있는 실정이며, 동시에 수용가의 전력수요가 갑자기 급증하는 경우에 발전기의 전력을 적절하게 조절하지 못하여 과중한 피크전력이 순식간에 발생하게 된다. 따라서, 상기 피크전력에 따른 반영된 전기료가 수용가의 경제적인 부담을 가중시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 수용가의 요구전력 100% 중에서 한전전력의 최대피크가 50%이상 넘지 않도록 열병합발전기의 동작을 가변적으로 조절하기 위한 열병합발전기의 피크전력 제어장치 및 그 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 열병합발전기의 발전량을 증가시키고 감소시켜 수용가에게 전력을 공급하는 발전제어부와, 상기 열병합발전기와 연동하여 동작하고 보일러에게 출력하여 수용가에게 온수 및 난방을 제공하는 보일러제어부를 갖는 열병합발전기의 피크전력제어장치에 있어서; 상기 발전제어부로부터 출력되는 전력과 한전측으로부터 공급되는 전력을 주파수로 동기시켜 상기 수용가를 향하여 출력하는 전력동기메칭부와, 상기 발전제어부와 상기 전력동기메칭부 사이에 마련되어 상기 발전제어부의 공급전력량을 산출하여 디지탈값으로 출력하는 발전전력량계와, 한전공급측과 상기 전력동기메칭부 사이에 마련되어 한전공급전력량을 산출하여 이를 디지탈값으로 출력하는 한전전력량계와, 실외의 온도를 감지하고 이를 디지탈값으로 변환하여 출력하는 실외온도센서부와, 상기 발전전력량계와 상기 한전전력량계로부터 상기 수용가에게 공급되는 전체공급전력량을 산출하고, 상기 실외온도센서부의 온도증가율에 따른 최대 1시간 이후까지의 전체공급전력량의 증가율을 예측하여 상기 한전공급전력량이 목표전력량의 ±10% 이하로 유지되도록 상기 발전전력량을 조절하는 제어신호를 상기 발전제어부에게 출력하는 메인제어부를 포함하는 열병합발전기의 피크전력제어장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 메인제어부는 상기 온도증가율에 해당하는 상기 전체공급전력량의 증가율을 날짜별로 온도별로 저장하는 데이타베이스와, 날짜별로 인식하기 위한 시간카운터가 내장되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 메인제어부에는 상기 발전전력량을 조절하는 제어신호에 의해 관리자에게 유,무선 중 어느 하나로 피크전력관리상태를 알리는 유,무선통신부가 연결되어있는 것이 바람직하다.
상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따라, 열병합발전기의 발전량을 증가시키고 감소시켜 수용가에게 전력을 공급하는 발전제어부와, 상기 열병합발전기와 연동하여 동작하고 보일러의 출력하여 수용가에게 온수 및 난방을 제공하는 보일러제어부를 가지며, 한전으로부터 공급되는 전력이 관리되고 있는 목표치이하로 유지하기 위한 열병합발전기의 피크전력제어방법에 있어서; 관리자에 의해 선택되는 피크예측제어모드임을 판단하여 메인제어부의 데이타베이스에 전년도의 현재 일에 해당하는 기 저장된 피크예측데이타의 유무를 판단하는 단계와, 상기 피크예측데이타가 있을 경우 현재 일의 실외온도를 감지하여 그의 증가율을 산출하고 기 저장된 온도증가율을 인출하여 상기 기 저장된 온도증가율의 ±10% 범위내에 상기 현재일의 온도증가율이 속하는지를 판단하는 단계와, 상기 온도증가율의 판단에서 상기 범위 내에 속할 경우 상기 기 저장된 온도증가율에서 ±5일에 해당하는 온도증가율을 인출하여 이의 평균값을 산출하고, 단위증가율에 따른 전력치의 증가율을 산출하는 단계와, 상기 단위증가율에 따른 전력치의 증가율을 이용하여 적어도 30분에서 1시간 후의 예상한전전력치를 산출하는 단계와, 상기 예상한전전력치가 목표전력치를 초과하는지를 판단하여 초과할 경우 발전제어부를 통하여 발전기의 출력을 증가하여 증가분만큼의 전력을 보충하고 이를 유지하는 단계와, 상기 유지단계에 해당하는 피크예측데이타를 데이타베이스에 날짜별, 온도별로 저장하고 관리자에게 이를 알리는 단계와, 상기 데이타베이스에 기 저장된 피크예측데이타가 없을 경우, 상기 기 저장된 온도증가율의 ±10% 범위내에 상기 현재일의 온도증가율이 속하지 않을 경우, 현재 실외온도의 증가율을 산출하고 한전전력치의 증가율을 산출하여 상기 실외온도증가율이 적어도 1%이상 초과하는지 판단하는 단계와, 상기 실외온도증가율이 적어도 1%이상 초과될 경우 상기 실외온도의 단위 증가율의 전력치를 산출하여 목표한전전력치보다 높은지를 판단하고, 이에 기초하여 발전제어부를 통하여 발전기의 출력을 증가하여 증가분만큼의 전력을 보충하고 이를 유지하는 단계와, 상기 실외온도증가율이 적어도 1%이상 초과되지 않을 경우 상기 한전전력치의 증가율에 따른 적어도 30분에서 1시간까지의 예상한전전력치를 산출하여 목표한전전력치보다 높을 경우 발전제어부를 통하여 발전기의 출력을 증가하여 증가분만큼의 전력을 보충하고 이를 유지하는 단계와, 상기 발전전력을 증가시키는 단계에서 해당하는 피크예측데이타를 데이타베이스에 날짜별, 온도별로 저장하고, 관리자에게 이를 알리는 단계와, 상기 발전전력을 증가시키는 단계 후에 진행하는 현재일의 날짜가 변경되는지를 판단하여 변경 전까지 상기 단계 전부를 반복적으로 수행하는 단계를 포함하는 열병합발전기의 피크전력제어방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 피크예측제어모드가 아니거나, 날짜가 변경될 경우 시간카운트를 하여 심야시간인가 판단하는 단계와, 상기 심야판단단계에서 심야시간이면 발전출력을 최소로 감소하고 한전전력을 최대로하여 상기 수용가에게 공급하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 메인제어부는 상기 온도증가율에 해당하는 상기 전체공급전력량의 증가율을 날짜별로 온도별로 저장하는 데이타베이스와, 날짜별로 인식하기 위한 시간카운터가 내장되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 메인제어부에는 상기 발전전력량을 조절하는 제어신호에 의해 관리자에게 유,무선 중 어느 하나로 피크전력관리상태를 알리는 유,무선통신부가 연결되어있는 것이 바람직하다.
상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따라, 열병합발전기의 발전량을 증가시키고 감소시켜 수용가에게 전력을 공급하는 발전제어부와, 상기 열병합발전기와 연동하여 동작하고 보일러의 출력하여 수용가에게 온수 및 난방을 제공하는 보일러제어부를 가지며, 한전으로부터 공급되는 전력이 관리되고 있는 목표치이하로 유지하기 위한 열병합발전기의 피크전력제어방법에 있어서; 관리자에 의해 선택되는 피크예측제어모드임을 판단하여 메인제어부의 데이타베이스에 전년도의 현재 일에 해당하는 기 저장된 피크예측데이타의 유무를 판단하는 단계와, 상기 피크예측데이타가 있을 경우 현재 일의 실외온도를 감지하여 그의 증가율을 산출하고 기 저장된 온도증가율을 인출하여 상기 기 저장된 온도증가율의 ±10% 범위내에 상기 현재일의 온도증가율이 속하는지를 판단하는 단계와, 상기 온도증가율의 판단에서 상기 범위 내에 속할 경우 상기 기 저장된 온도증가율에서 ±5일에 해당하는 온도증가율을 인출하여 이의 평균값을 산출하고, 단위증가율에 따른 전력치의 증가율을 산출하는 단계와, 상기 단위증가율에 따른 전력치의 증가율을 이용하여 적어도 30분에서 1시간 후의 예상한전전력치를 산출하는 단계와, 상기 예상한전전력치가 목표전력치를 초과하는지를 판단하여 초과할 경우 발전제어부를 통하여 발전기의 출력을 증가하여 증가분만큼의 전력을 보충하고 이를 유지하는 단계와, 상기 유지단계에 해당하는 피크예측데이타를 데이타베이스에 날짜별, 온도별로 저장하고 관리자에게 이를 알리는 단계와, 상기 데이타베이스에 기 저장된 피크예측데이타가 없을 경우, 상기 기 저장된 온도증가율의 ±10% 범위내에 상기 현재일의 온도증가율이 속하지 않을 경우, 현재 실외온도의 증가율을 산출하고 한전전력치의 증가율을 산출하여 상기 실외온도증가율이 적어도 1%이상 초과하는지 판단하는 단계와, 상기 실외온도증가율이 적어도 1%이상 초과될 경우 상기 실외온도의 단위 증가율의 전력치를 산출하여 목표한전전력치보다 높은지를 판단하고, 이에 기초하여 발전제어부를 통하여 발전기의 출력을 증가하여 증가분만큼의 전력을 보충하고 이를 유지하는 단계와, 상기 실외온도증가율이 적어도 1%이상 초과되지 않을 경우 상기 한전전력치의 증가율에 따른 적어도 30분에서 1시간까지의 예상한전전력치를 산출하여 목표한전전력치보다 높을 경우 발전제어부를 통하여 발전기의 출력을 증가하여 증가분만큼의 전력을 보충하고 이를 유지하는 단계와, 상기 발전전력을 증가시키는 단계에서 해당하는 피크예측데이타를 데이타베이스에 날짜별, 온도별로 저장하고, 관리자에게 이를 알리는 단계와, 상기 발전전력을 증가시키는 단계 후에 진행하는 현재일의 날짜가 변경되는지를 판단하여 변경 전까지 상기 단계 전부를 반복적으로 수행하는 단계를 포함하는 열병합발전기의 피크전력제어방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 피크예측제어모드가 아니거나, 날짜가 변경될 경우 시간카운트를 하여 심야시간인가 판단하는 단계와, 상기 심야판단단계에서 심야시간이면 발전출력을 최소로 감소하고 한전전력을 최대로하여 상기 수용가에게 공급하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열병합발전기의 피크전력 제어장치 및 그 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따른 열병합발전기의 피크전력 제어장치를 나타낸 블록도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 열병합발전기의 피크전력 제어방법을 나타낸 플로우차트이다.
본 피크전력 제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 열병합발전기(1)의 출력을 수용가의 수요증가에 상응하게 적응하면서 일정한 목표치의 한전전력피크를 유 지하도록 제어하는 장치이다. 여기서, 상기 열병합발전기(1)는 요구에 따라 발전량을 증가시키고 감소시켜 수용가에게 전력을 공급하는 발전제어부(3)와, 상기 발전제어부(3)와 연동하여 동작하고 보일러의 출력하여 수용가에게 온수 및 난방을 제공하는 보일러제어부(5)를 가지고 있다.
즉, 상기 피크전력 제어장치는 상기 열병합발전기(1)의 발전제어부(3)와 보일러제어부(5)를 포함하고 있으며, 상기 발전제어부(3)로부터 출력되는 전력과 한전측으로부터 공급되는 전력을 주파수 60Hz로 동기시켜 상기 수용가를 향하여 출력하는 전력동기메칭부(7)와, 상기 발전제어부(3)와 상기 전력동기메칭부(7) 사이에 마련되어 일정한 시간동안을 반복하여 상기 발전제어부(3)의 공급전력량(피크전력량)을 산출하여 디지탈값으로 출력하는 발전전력량계(9)와, 한전공급측과 상기 전력동기메칭부(7) 사이에 마련되어 일정한 시간동안을 반복하여 한전공급전력량을 산출하여 이를 디지탈값으로 출력하는 한전전력량계(11)와, 실외의 온도를 감지하고 이를 디지탈값으로 변환하여 출력하는 실외온도센서부(13)와, 상기 발전전력량계(9)와 상기 한전전력량계(11)로부터 상기 수용가에게 공급되는 전체공급전력량을 산출하고, 상기 실외온도센서부(13)의 온도증가율에 따른 최대 1시간 이후까지의 전체공급전력량의 증가율을 예측하여 상기 한전공급전력량이 목표전력량 ±10% 이하로 유지되도록 상기 발전전력량을 조절하는 제어신호를 상기 발전제어부(3)에게 출력하는 메인제어부(15)를 가지고 있다. 여기서, 상기 한전 및 발전전력량계(9)는 매 15분 마다 리셋트되어 15분동안에 공급되는 전력치를 디지탈로 변환하여 상기 메인제어부(15)에게 인가하는 것으로 상기 15분동안의 최대전력치를 통상 피크전력 치라고 하며 한전에서는 상기 피크전력치를 1년 전기료 산정의 기준으로 한다.
상기 메인제어부(15)는 상기 온도증가율에 해당하는 상기 전체공급전력량의 증가율을 날짜별로 온도별로 저장하는 데이타베이스(미도시)와, 날짜별로 인식하기 위한 시간카운터(미도시)가 내장되어 있다. 또한, 상기 메인제어부(15)에는 한전전력량이 증가하는지를 예측하여 상기 발전제어부(3)에서 발전전력량을 증가하게 되면, 상기 발전전력량을 조절하는 제어신호를 인식하여 관리자에게 유,무선 중 어느 하나로 피크전력관리상태를 알리는 유,무선통신부(17)가 연결되어 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 열병합발전기의 피크전력을 제어하기 위한 메인제어부의 알고리즘은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 열병합발전기의 시스템이 절약모드인지, 아닌지 판단하여 절약모드가 아니면(S1), 일반적인 노말노드의 시스템알고리즘으로 동작시킨다(S2). 즉, 한전전력과 발전전력을 50:50으로 운영되도록 한다.
그런데, 상기 열병합발전기의 시스템이 관리자에 의해 절약모드로 전환될 경우에는 다시 피크예측제어모드인가 아닌가를 판단하여 관라자에 의해 피크예측제어모드로 전환되어 있느지를 판단한다(S3).
본 시스템이 피크예측제어모드로 전환되어 있을 경우, 데이타베이스에 전년도의 피크예측데이타가 저장되어 있는지를 판단하고, 이에 따라 피크예측 및 관리알고리즘을 수행한다(S4).
즉, 현재의 날짜와 시간에 해당하는 전년도의 피크예측데이타가 저장되어 있을 경우 현재의 실외온도를 감지하여 시간차를 두고 감지되는 온도의 증가율(T1)을 산출하고(S5), 동시에 데이타베이스에 저장되어 있는 현재 날짜 및 시간에 해당하는 전년도의 온도증가율데이타(T)를 인출한다(S6).
이어, 상기 현재(날짜 및 시간)의 온도증가율(T1)이 전년도 기 저장된 온도증가율(T)의 적어도 ±10% 이하에 속하는지를 판단하고 그 판단에서 10% 이하에 속하지 않을 경우 피크예측데이타가 저장되지 않은 상태의 알고리즘을 수행한다(S7).
상기 판단에서 10% 이하에 속할 경우, 기 저장된 온도증가율(T) 중에서 그 날짜의 적어도 ±5일 이하에 속하는 온도증가율의 평균값을 산출하여(S8) 단위증가율의 한전전력의 전력치를 산출한다(S9). 상기 단위증가율에 대하여 산출된 전력치를 이용하여 30분 후에 해당하는 예상한전 전력치(PP)를 산출한다(S10).
그러면, 상기 예상한전 전력치(PP)가 목표한전 전력치이상인지 즉, 예상한전전력치(PP)가 관리되고 있는 한전공급용 피크전력치를 초과하는지를 판단하여(S11) 초과하지 않을 경우 제2단계에 해당하는 노말모드의 알고리즘을 수행한다(S2).
그러나, 한전공급용 피크전력치를 초과하게 되면, 발전제어부(3)에게 제어신호를 출력하여 상기 목표한전전력치를 초과하는 예상한전전력치에 대한 증가분만큼 발전출력을 증가시키므로(S12) 30분 후에 발생될 피크넘김 현상(목표피트전력을 넘기는 현상)을 미연에 예방할 수 있다. 이 때, 증가분의 전력치에 도달할 때까지 상기 발전출력을 증가시킨다(S13).
상기 발전출력이 증가분의 전력치에 도달하면 증가된 현재의 발전출력을 유지하고(S14), 이와 관련한 피크예측데이타를 데이타베이스에게 저장하고, 메인제어부(15)는 유,무선통신부(17)를 통하여 관리자에게 이 사실을 알려준다(S15).
그리고, 날짜가 변경되어 다음날짜로 바뀌었는지를 시간타운터를 통하여 파악하여 바뀌지 않았으면(S16), 제5단계에서 제15단계를 순차적으로 반복하고, 다음 날짜로 바뀌었으면, 심야시간대인지 재차 판단한다(S30). 이 때, 심야시간대가 아니면, 그 다음날, 그 시간대에 해당하는 피크예측데이타가 데이타베이스에 저장되어 있는지에서부터 반복된 알고리즘을 수행한다.
한편, 제3단계에서 피크예측제어모드가 아니면 전력관리모드로 전환된 것으로 간주하고, 동시에 상기 제16단계에서 다음 날짜로의 변경이 있을 경우 현재 시간이 심야시간대인지를 판단하여 심야시간대이면(S30), 발전제어부(3)에게 발전기의 출력을 최소 또는 슬립모드로 운전되도록 제어신호를 발생시키고(S31), 한전전력량이 발전전력량을 거의 비교도되지 않을 정도로 상당히 초과할 때까지 발전출력을 감소시킨다(S32).
그리고, 제4단계에서 데이타베이스에 피크예측데이타가 저장되어 있지 않거나, 제7단계에서 데이타베이스에 기 저장된 온도증가율데이타(T)가 현재 감지된 온도증가율(T)의 ±10% 미만에 속하지 않으면 피크예측데이타가 없는 것으로 판단하여 현재 시간의 실외온도를 감지하여 시간차를 두고 감지되는 온도의 증가율(T1)을 산출하고(S17), 한전전력량계()로부터 한전전력치를 검출하여 이에 대한 전력증가율 데이타(P)를 산출한다(S18).
그러면, 현재 시각의 실외온도증가율(T1)이 1%이상 증가하는지를 판단하여(S19) 증가할 경우 단위증가율에 따른 전력치를 산출하고(S20), 이 전력치를 기준으로 30분 후의 예상한전전력치(PP)를 산출한다(S21).
상기 예상한전 전력치(PP)가 목표한전 전력치이상인지 즉, 예상한전전력치(PP)가 관리되고 있는 한전공급용 피크전력치를 초과하는지를 판단하여(S22) 초과하지 않을 경우 제2단계에 해당하는 노말모드의 알고리즘을 수행한다(S2).
그러나, 한전공급용 피크전력치를 초과하게 되면, 발전제어부(3)에게 제어신호를 출력하여 상기 목표한전전력치를 초과하는 예상한전전력치에 대한 증가분만큼 발전출력을 증가시키므로(S23) 30분 후에 발생될 피크넘김 현상(목표피트전력을 넘기는 현상)을 미연에 예방할 수 있다. 이 때, 증가분의 전력치에 도달할 때까지 상기 발전출력을 증가시킨다(S24).
상기 발전출력이 증가분의 전력치에 도달하면 증가된 현재의 발전출력을 유지하고(S25), 이와 관련한 피크예측데이타를 데이타베이스에게 저장하고, 메인제어부(15)는 유,무선통신부(17)를 통하여 관리자에게 이 사실을 알려준다(S26).
그리고, 날짜가 변경되어 다음날짜로 바뀌었는지를 시간타운터를 통하여 파악하여 바뀌지 않았으면(S27), 제5단계에서 제15단계를 순차적으로 반복하고, 다음 날짜로 바뀌었으면, 심야시간대인지 재차 판단한다(S30). 이 때, 심야시간대가 아니면, 그 다음날, 그 시간대에 해당하는 피크예측데이타가 데이타베이스에 저장되어 있는지에서부터 반복된 알고리즘을 수행한다.
그런데, 상기 제19단계에서 상기 실외온도증가율(T)이 1%이상으로 증가하지 않았을 경우 상기 한전전력증가율(P)에 의하여 30분 후의 예상한전전력치(PI)를 산출한다(S28). 상기 예상한전 전력치(PI)가 목표한전 전력치이상인지 즉, 예상한전 전력치(PI)가 관리되고 있는 한전공급용 피크전력치를 초과하는지를 판단하여(S29) 초과하지 않을 경우 제2단계에 해당하는 노말모드의 알고리즘을 수행하고(S2), 초과할 경우, 발전제어부(3)에게 제어신호를 출력하여 상기 목표한전전력치를 초과하는 예상한전전력치(PI)에 대한 증가분만큼 발전출력을 증가시키므로(S23) 30분 후에 발생될 피크넘김 현상(목표피트전력을 넘기는 현상)을 미연에 예방할 수 있다. 이 때, 증가분의 전력치에 도달할 때까지 상기 발전출력을 증가시킨다(S24). 이후, 25단계에서 27단계를 수행한다.
상술한 바와 같은 피크전력제어방법과 다르게 예상한전전력치를 산출하는 방식은 실외온도증가율과 한전전력증가율에 대한 뉴럴네트워크방식으로 구현하면 충분히 예측가능한 예상한전전력치를 산출할 수도 있다.
본 발명은 수용가의 요구전력 100% 중에서 한전전력의 최대피크가 50%이상 넘지 않도록 열병합발전기의 동작을 가변적으로 조절하기 때문에 수용가의 전력수요에 대응하면서 전기료를 최대한으로 줄이는 효과가 있으며, 또한 심야의 전력을 사용하므로 더 전기료를 줄이는 경제적인 효과가 있다.
Claims (5)
- 열병합발전기의 발전량을 증가시키고 감소시켜 수용가에게 전력을 공급하는 발전제어부와, 상기 열병합발전기와 연동하여 동작하고 보일러에게 출력하여 수용가에게 온수 및 난방을 제공하기 위한 보일러제어부를 갖는 열병합발전기의 피크전력제어장치에 있어서;상기 발전제어부로부터 출력되는 전력과 한전측으로부터 공급되는 전력을 주파수로 동기시켜 상기 수용가를 향하여 출력하는 전력동기메칭부와;상기 발전제어부와 상기 전력동기메칭부 사이에 마련되어 상기 발전제어부의 공급전력량을 산출하여 디지탈값으로 출력하는 발전전력량계와;한전공급측과 상기 전력동기메칭부 사이에 마련되어 한전공급전력량을 산출하여 이를 디지탈값으로 출력하는 한전전력량계와;실외의 온도를 감지하고 이를 디지탈값으로 변환하여 출력하는 실외온도센서부와;상기 발전전력량계와 상기 한전전력량계로부터 상기 수용가에게 공급되는 전체공급전력량을 산출하고, 상기 실외온도센서부의 온도증가율에 따른 최대 1시간 이후까지의 전체공급전력량의 증가율을 예측하여 상기 한전공급전력량이 목표전력량의 ±10% 이하로 유지되도록 상기 발전전력량을 조절하는 제어신호를 상기 발전제어부에게 출력하는 메인제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합발전기의 피크전력제어장치.
- 제1항에 있어서;상기 메인제어부는 상기 온도증가율에 해당하는 상기 전체공급전력량의 증가율을 날짜별로 온도별로 저장하는 데이타베이스와, 날짜별로 인식하기 위한 시간카운터가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 열병합발전기의 피크전력제어장치.
- 제1항에 있어서;상기 메인제어부에는 상기 발전전력량을 조절하는 제어신호에 의해 관리자에게 유,무선 중 어느 하나로 피크전력관리상태를 알리는 유,무선통신부가 연결되어있는 것을 특징으로 하는 열병합발전기의 피크전력제어장치.
- 열병합발전기의 발전량을 증가시키고 감소시켜 수용가에게 전력을 공급하는 발전제어부와, 상기 열병합발전기와 연동하여 동작하고 보일러의 출력하여 수용가에게 온수 및 난방을 제공하는 보일러제어부를 가지며, 한전으로부터 공급되는 전력이 관리되고 있는 목표치이하로 유지하기 위한 열병합발전기의 피크전력제어방법에 있어서;관리자에 의해 선택되는 피크예측제어모드임을 판단하여 메인제어부의 데이타베이스에 전년도의 현재 일에 해당하는 기 저장된 피크예측데이타의 유무를 판단하는 단계와;상기 피크예측데이타가 있을 경우 현재 일의 실외온도를 감지하여 그의 증가율을 산출하고 기 저장된 온도증가율을 인출하여 상기 기 저장된 온도증가율의 ±10% 범위내에 상기 현재일의 온도증가율이 속하는지를 판단하는 단계와;상기 온도증가율의 판단에서 상기 범위 내에 속할 경우 상기 기 저장된 온도증가율에서 ±5일에 해당하는 온도증가율을 인출하여 이의 평균값을 산출하고, 단위증가율에 따른 전력치의 증가율을 산출하는 단계와;상기 단위 증가율에 따른 전력치의 증가율을 이용하여 적어도 30분에서 1시간 후의 예상한전전력치를 산출하는 단계와;상기 예상한전전력치가 목표전력치를 초과하는지를 판단하여 초과할 경우 발전제어부를 통하여 발전기의 출력을 증가하여 증가분만큼의 전력을 보충하고 이를 유지하는 단계와;상기 유지단계에 해당하는 피크예측데이타를 데이타베이스에 날짜별, 온도별로 저장하고, 관리자에게 이를 알리는 단계와;상기 데이타베이스에 기 저장된 피크예측데이타가 없을 경우, 상기 기 저장된 온도증가율의 ±10% 범위내에 상기 현재일의 온도증가율이 속하지 않을 경우, 현재 실외온도의 증가율을 산출하고 한전전력치의 증가율을 산출하여 상기 실외온도증가율이 적어도 1%이상 초과하는지 판단하는 단계와;상기 실외온도증가율이 적어도 1%이상 초과될 경우 상기 실외온도의 단위 증가율의 전력치를 산출하여 목표한전전력치보다 높은지를 판단하고, 이에 기초하여 발전제어부를 통하여 발전기의 출력을 증가하여 증가분만큼의 전력을 보충하고 이를 유지하는 단계와;상기 실외온도증가율이 적어도 1%이상 초과되지 않을 경우 상기 한전전력치의 증가율에 따른 적어도 30분에서 1시간까지의 예상한전전력치를 산출하여 목표한전전력치보다 높을 경우 발전제어부를 통하여 발전기의 출력을 증가하여 증가분만큼의 전력을 보충하고 이를 유지하는 단계와;상기 발전전력을 증가시키는 단계에서 해당하는 피크예측데이타를 데이타베이스에 날짜별, 온도별로 저장하고, 관리자에게 이를 알리는 단계와;상기 발전전력을 증가시키는 단계 후에 진행하는 현재일의 날짜가 변경되는지를 판단하여 변경 전까지 상기 단계 전부를 반복적으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합발전기의 피크전력제어방법.
- 제4항에 있어서;상기 피크예측제어모드가 아니거나, 날짜가 변경될 경우 시간카운트를 하여 심야시간인가 판단하는 단계와;상기 심야판단단계에서 심야시간이면 발전출력을 최소로 감소하고 한전전력을 최대로하여 상기 수용가에게 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합발전기의 피크전력제어방법.
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