KR101214323B1 - 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계 - Google Patents

전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계 Download PDF

Info

Publication number
KR101214323B1
KR101214323B1 KR1020110145732A KR20110145732A KR101214323B1 KR 101214323 B1 KR101214323 B1 KR 101214323B1 KR 1020110145732 A KR1020110145732 A KR 1020110145732A KR 20110145732 A KR20110145732 A KR 20110145732A KR 101214323 B1 KR101214323 B1 KR 101214323B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
self
smart
grid
load
Prior art date
Application number
KR1020110145732A
Other languages
English (en)
Inventor
권준수
이준희
김영관
Original Assignee
대한전선 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한전선 주식회사 filed Critical 대한전선 주식회사
Priority to KR1020110145732A priority Critical patent/KR101214323B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101214323B1 publication Critical patent/KR101214323B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R11/00—Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
    • G01R11/56—Special tariff meters
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

본 발명은 전력관리를 능동적으로 수행하도록 하는 전력관리용 스마트 전력량계에 관한 것으로서, 특히 전력거래 시스템에 연동되어 능동적으로 전력을 재분배, 저장 또는 판매하도록 하는 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계는, 본 발명에 따른 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계는, 자가발전장치 및 에너지저장장치가 구비된 자가발전가능 시설물과 스마트 그리드인 지능형 전력망을 유무선통신망을 통해 서로 연계토록 하며, 상기 지능형 전력망을 통해 다양한 전력 정보를 수집하여 이를 자가발전가능 시설물에 적용하여 능동적으로 전력을 관리하도록 하고, 상기 자가발전가능 시설물에서 생산된 전력 또는 에너지저장장치에 저장된 전력과 상기 지능형 전력망으로부터 공급된 전력을 상기 다양한 전력 정보와 연동시켜 선택적으로 어느 한 전력을 사용토록 제어하며, 자가 생산 전력 또는 저장 전력을 상기 지능형 전력망을 통해 판매할 수 있도록 관리하도록 한다.

Description

전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계{SMART WATT-HOUR METER FOR POWER MANAGEMENT CONNECTED WITH POWER EXCHANGE SYSTEM}
본 발명은 전력관리를 능동적으로 수행하도록 하는 전력관리용 스마트 전력량계에 관한 것으로서, 특히 전력거래 시스템에 연동되어 능동적으로 전력을 재분배, 저장 또는 판매하도록 하는 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계에 관한 것이다.
전력거래는 매순간마다 변화하는 전력수요에 대응하여 주식시장처럼 각 전기사업자가 생산한 전기를 시간대별로 사고파는 것으로 영국과 미국, 호주, 뉴질랜드 등 선진국에서 이미 시행되고 있으며 일종의 전기시장인 셈이다.
영국에서는 송전회사인 내셔널 그리드(NGC)가 전력거래소의 역할을 하고 있으며, 호주에서는 NEMMCO(National Electri-city Market Management Company:호주전력시장관리회사), 노르웨이는 Statnett(노르웨이 중앙송전 망운용회사) 등이 그 역할을 하고 있다.
이러한 전력거래 시스템은 국내에서도 전력거래소라 하여 한국전력 내에 설치되어 전기거래를 실시하고 있으며, 향후 더욱 능동적이고 효율적인 전력거래 시스템이 구축될 예정이다.
전력거래 시스템의 구축에 따라 수요자 입장에서도 전력을 구매하거나 판매하고, 필요할 때에는 저장하는 등 전력거래 시스템에 능동적으로 대처 및 관리하는 것이 필요하며, 향후 다양한 형태의 능동형 전력관리 장치가 개발되고 구현되어야 할 것이다.
한편, 최근 한정된 에너지 자원을 효율적으로 이용하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 이는 에너지의 생산이나 소비 상황에 따라 에너지 가격을 차등화하는 방안으로서 스마트 그리드(Smart Grid)나 스마트 미터(Smart Meter) 등의 기술이 구현되는 추세에 있다.
스마트 그리드는 전력망에 정보기술(IT)을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 정보를 교환할 수 있도록 함으로써 에너지 효율을 최적화하고 새로운 부가가치를 창출할 수 있는 차세대 전력망으로 불리운다.
스마트 그리드를 에너지 소비자의 입장에서 보면 에너지 가격의 변동에 따라 자신에게 가장 합리적인 시간대를 찾아 에너지를 사용하는 것이 된다.
스마트 미터(Smart Meter)는 통신 기능을 추가한 전자식 계량기를 말하는 것으로서, 에너지 공급자와 소비자 사이의 양방향 통신이 가능하기 때문에 검침원이 직접 가정을 방문하지 않아도 원격 검침을 할 수 있고, 에너지 사용량을 실시간으로 정밀 측정할 수 있다.
하지만, 스마트 그리드와 스마트 미터 기술의 관점으로 볼 때 양방향 통신이 가능한 상태에서 공급자와 수요자간의 다양한 접속 방식이나 이용 방식 등은 향후에도 다양한 형태로 개발되고 보급화될 수 있을 것이다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 자가발전에너지와 부하에서 필요한 전력을 비교하여 자가발전에너지 또는 전력망 중에서 수급을 선택함으로써 효율적으로 전력을 소비하고 또한 남은 전력은 판매할 수 있는 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계를 제공하고자 한다.
또한, 전력거래 시스템과 연계하여 전력의 동적요금제에 기반하여 전력의 수급 및 전력의 저장 및 전력의 판매 등의 능동적 관리를 수행할 수 있는 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계를 제공하고자 한다.
또한, 차세대 전력망 시스템인 스마트 그리드 시스템과 연계하여 효율적인 전력 운용이 가능한 스마트용 전력량계를 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계는, 자가발전장치 및 에너지저장장치가 구비된 자가발전가능 시설물과 스마트 그리드인 지능형 전력망을 유무선통신망을 통해 서로 연계토록 하며, 상기 지능형 전력망을 통해 다양한 전력 정보를 수집하여 이를 자가발전가능 시설물에 적용하여 능동적으로 전력을 관리하도록 하고, 상기 자가발전가능 시설물에서 생산된 전력 또는 에너지저장장치에 저장된 전력과 상기 지능형 전력망으로부터 공급된 전력을 상기 다양한 전력 정보와 연동시켜 선택적으로 어느 한 전력을 사용토록 제어하며, 자가 생산 전력 또는 저장 전력을 상기 지능형 전력망을 통해 판매할 수 있도록 관리하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계는, 스마트 그리드와 자가발전장치 및 에너지저장장치가 구비된 건물을 연계하며, 상기 건물의 부하 소비전력량을 기준으로 전력공급 라인을 상기 스마트 그리드의 전력망, 상기 자가발전장치 또는 에너지저장장치 중 어느 하나를 선택하여 상기 건물의 부하에 공급되도록 제어하고, 상기 자가발전장치 또는 에너지저장장치로부터 발전 및 저장된 잉여전력은 전력거래시스템과 통신망을 통해 연결되어 전력판매가 가능하도록 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계는, 스마트 그리드와 자가발전장치 및 에너지저장장치가 구비된 건물을 연계하며, 상기 스마트 그리드로부터 전송되는 전력요금정보에 따라 전력공급 라인을 상기 스마트 그리드의 전력망, 상기 자가발전장치 또는 에너지저장장치 중 어느 하나를 선택하여 상기 건물의 부하에 공급되도록 제어하고, 상기 자가발전장치 또는 에너지저장장치로부터 발전 및 저장된 잉여전력은 전력거래시스템과 통신망을 통해 연결되어 전력판매가 가능하도록 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계는, 사용 전력을 측정하기 위한 전압전류 변환부로서, 자가발전장치나 전력망으로부터 수급되는 전력의 량을 측정하는 전원변환부와; 자가발전장치 또는 전력망으로부터 전력을 부하로 공급되도록 개폐하고,사익 자가발전장치로부터 발전된 전력을 전력거래시스템과 연동되어 전력거래가 가능하도록 개폐하는 전력개폐부와; 중앙처리장치의 동작 전원을 인가하기 위한 전원부와; 부하의 전력소비량과 상기 전력거래시스템을 통해서 판매한 전력판매량을 산출하는 전력측정부와; 상기 전력측정부의 입력신호를 받아 누적값의 연산 및 상기 전력거래시스템을 통해 판매된 전력판매량의 연산을 담당하고, 통신부를 통해 다양한 전력정보를 교환하며, 상기 자가발전장치로부터 부하로 전력을 공급하거나 상기 전력망으로부터 전력을 부하로 공급하거나 상기 전력거래시스템을 통해 전력 거래가 이루어지도록 상기 전력개폐부의 전력라인 개폐를 제어하는 중앙처리장치;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 전력요금정보는 동적요금제로서, TOU(Time Of Use) 요금제, CPP(Critical Peak Price)/TOU 요금제, PTR(Peak Time Rebate) 요금제 또는 RTP(Real Time Pricing)요금제 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 상기 다양한 전력정보는 실시간 동적으로 변하는 전력요금정보, 전력사용량 정보 또는 전력판매량 정보 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 최근에는 기존 전력 소비자인 가정 및 공장에서 태양광 등 신재생에너지 발전시설 및 발전된 에너지를 저장하는 시설을 갖추고 있는 경우가 늘고 있으며, 본 발명에 따른 스마트 전력량계는 발전시설 등을 갖추고 있는 장소에서 사용하는 전력을 전력 사용요금제와 연동하여 경제적인 전력의 사용이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 스마트 전력량계는 외부 전력망 이용시 원자력 에너지 등 발전단가가 낮고, 발전량이 충분한 시간대의 외부전력은 적극 사용하고, 발전량이 부족하고, 화력발전 등 발전단가가 높은 시간대의 전력은 자가발전전력 및 충전된 전력을 사용하거나 외부 전력망에 판매하는 역할을 수행한다.
따라서, 국내 전력공급망에 각 가정 및 산업단지의 자가발전시설을 효율적으로 통합시킴으로써 국내의 전력공급이 부족한 기간에 각 가정이나 산업시설에서 저장되어 있거나 발전되고 있는 전력을 활용하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계의 블록도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계를 통한 하나의 사용 예시를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계를 통한 다른 사용 예시를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계를 이용한 전력관리시스템을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계의 구조, 동작 및 작용효과에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계의 블록도를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계는 전력거래 시스템 연계형 스마트 전력량계로서, 자가발전에너지와 부하에서 필요한 전력을 비교하여 자가발전에너지 또는 전력망 중에서 공급 전원을 선택함으로써 효율적으로 전력을 소비하고 또한 남은 전력은 판매할 수 있도록 입출력 전원의 개폐를 제어하도록 구성된다.
본 발명의 전력관리용 스마트 전력량계는 자가발전에너지와 전력판매용 전력선이 스마트 전력량계와 모두 연계되고, 전력거래정보(전력소비판매량, 전력소비판매금액)를 스마트 전력량계에서 저장하고 관리하며, 전력거래를 수행하기 위한 전원개폐 동작을 스마트 전력량계의 제어를 통해 이루어진다는 데 그 기술적 특징이 있다.
본 발명의 전력관리용 스마트 전력량계는 스마트 미터(Smart Meter)라 불리울 수 있으며, 스마트 그리드 시스템과 연계되었을 때 그 활용 범위 및 가치가 더욱 넓어질 수 있을 것이고, 기존 전력량계에 포함하여 스마트 기능만을 추가시킬 수 있으며 기존 전력량계와 별도의 장치로서 제작이 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계(110)는 전력개폐부(114), 전원부(117), 전력측정부(118) 및 중앙처리장치(119)를 포함하여 이루어지며, 부가적으로 통신부(120), 메모리(121), 타이머(122), 표시부(123) 및 스위치(124)를 포함할 수 있다.
본 발명의 전력관리용 스마트 전력량계(110)는 자가발전장치가 구비된 개인용 건물 또는 공공 건물과 스마트 그리드 시스템을 연계시켜 전력공급자와 소비자간의 양방향 에너지 효율 시스템의 극대화를 도모한다.
자가발전장치와 에너지 저장장치가 구비된 건물과 스마트 그리드 시스템의 전력 관리서버를 본 발명의 스마트 전력량계(110)에 의해 연계시켜, 자가발전시설과 전력 관리서버간의 양방향 통신을 가능케 하고 자가발전시설은 스마트 전력량계(110)를 통해 각종의 전력정보를 수집하여 활용하고 자가발전된 전력과 공급 전력을 필요에 따라 선택적으로 사용하며, 자가발전된 전력과 에너지 저장장치에 저장된 전력을 전력거래소를 통해 판매하여 전력을 통한 잉여 수익을 창출할 수 있는 새로운 모델을 제안하다.
전력개폐부(114)는 개폐장치(115)와 전원변환부(116)로 구분될 수 있으며, 개폐장치(115)는 자가발전장치(111a) 또는 전력망(112)으로부터 전력을 공급받거나, 자가발전장치(111a)로부터 발전된 전력을 판매함에 있어서 사용자의 조작 또는 설정된 시나리오에 따라 동작하는 전력 개폐장치이다.
전원변환부(116)는 전력을 측정하기 위한 전압전류 변환부로서, 자가발전장치(111a)나 전력망(112)으로부터 수급되는 전력의 량을 측정하는 장치에 해당된다.
전원부(117)는 중앙처리장치(119)의 동작 전원을 인가하기 위한 전원부이다.
전력측정부(118)는 부하(125)의 전력소비량과 전력거래시스템(113)을 통해서 자가발전장치(111a)로부터 자가발전된 전력을 판매한 전력판매량을 산출하는 모듈이다.
중앙처리장치(119)는 전력관리용 스마트 전력량계(110)의 전반적인 제어를 담당하며, 전력측정부(118)의 입력신호를 받아 누적값의 연산 및 전력거래시스템(113)을 통해 판매된 전력판매량의 연산을 하고(ⓔ), 통신부(120)를 통해 전력거래시스템(113)과 연계되어 실시간 변화되는 기준 전기요금을 다운받아 누적값에 따른 전기 사용 요금을 연산하며, 외부장치인 메모리(121), 타이머(122), 표시부(123) 및 스위치(124)를 제어하는 제어부이다.
중앙처리장치(119)는 전기사용 누적값에 따른 사용 요금을 연산하여 전력개폐부(114)로 하여금 자가발전장치(111a)의 전력을 부하(125)로 공급하도록 전력개폐를 제어하거나(ⓓ), 전력망(112)을 통해 부하(125)로 전력을 공급하도록 전력개폐를 제어하거나(ⓓ), 잉여 전력을 판매하도록 전력거래시스템(113)의 전력을 공급하도록 전력개폐를 제어하게 된다(ⓓ).
통신부(120)는 상위로는 전력요금정보와 전력사용판매정보를 교환하고 하위로는 부하 또는 전력정보표시장치 통신하기 위하여 유선 및 무선 모뎀으로 구성된 통신부이다.
자가발전장치(111a)는 태양광 발전기, 풍력 발전기 등의 신재생 발전장치로서 전력망(112)을 통해 공급되는 전력과는 독립적으로 전력을 발생시키는 장치이다.
자가발전장치(111a)에는 자가발전된 전력을 저장하는 축전지를 포함하고 또는 전기자동차의 동력원으로 사용하고 남은 에너지를 저장하는 에너지저장장치(111b)를 더 포함할 수 있다.
자가발전장치(111a) 및 에너지저장장치(111b)로부터 공급되는 전력은 전력개폐부(114)로 공급된다(ⓐ).
전력망(112)은 대형 발전소부터 공장, 상가, 빌딩, 가정까지 연결된 송배전망을 의미하며, 전력망(112)으로부터 공급되는 전력은 전력개폐부(114)로 공급된다(ⓑ).
전력거래시스템(113)은 전력거래소와 연결된 상위 통신망이다.
이하, 본 발명의 전력관리용 스마트 전력량계(110)를 이용하여 전력관리의 동작을 바람직한 실시예를 도 2 및 도 3를 통해 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계를 통한 하나의 사용 예시를 나타낸 것이다.
도 2는 부하(125)에서 소비되는 전력을 기준으로 자가발전장치(111a) 및 저장된 에너지저장장치(111b)로부터 전력을 부하로 공급할 지, 전력망(112)을 통해 전력을 수급할 지에 대한 제어 동작 과정이다.
먼저, 중앙처리장치(119)는 전력측정부(118)를 통해 부하(125)에서 사용되는 전력량과 자가발전장치(111a)로부터 발전되는 전력량을 수신받아, 부하소비전력이 자가발전전력보다 작은 지 여부를 판단한다(S201).
자가발전장치(111a)로부터 발전된 전력량이 부하소비 전력량 보다 크다고 판단하면, 중앙처리장치(119)는 부하(125)로 공급되는 전력을 자가발전장치(111a)로부터 공급받도록 전력개폐부(114)의 개폐장치(115)를 동작시킨다(S202).
이때 자가발전된 전력이 부하(125)에서 소비되고도 남은 잉여 전력은 에너지저장장치(111b)에 충전되도록 제어된다(S203).
자가발전장치(111a)로부터 발전된 전력량이 부하소비 전력량 보다 작다고 판단되면, 그 후에는 부하소비전력이 자가발전된 전력과 에너지저장장치(111b)에 저장된 저장전력의 합 보다 작은 지 여부를 판단한다(S204).
부하소비전력이 자가발전된 전력과 저장 전력의 합 보다 작으면, 에너지저장장치(111b)와 자가발전장치(111a)로부터 전력을 수급하도록 전력개폐부(114)의 개폐장치(115)을 동작시킨다(S205).
한편, 자가발전의 전력은 모두 소비되고 모자란 소비전력은 에너지저장장치(111b)로부터 수급되므로 에너지저장장치에 축전된 전력은 방전된다(S206).
부하소비전력이 자가발전된 전력과 저장 전력의 합 보다 크면, 전력망(112)으로부터 전력을 수급하여 부하(125)에 공급하도록 전력개폐부(114)의 개폐장치(115)를 동작시킨다(S207).
전력망(112)으로부터 부하(125)에 전력을 공급하므로, 자가발전장치(111a)로부터 발전된 전력은 에너지저장장치(111b)에 충전하여 추후 전력 소비 및 전력 판매을 통한 전력 관리가 이루어지도록 한다(S208).
도 3은 본 발명에 따른 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계를 통한 다른 사용 예시를 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 예시는 동적 전기요금제와 관련된 전력관리용 스마트 전력량계(110)의 사용 예시이며, 이러한 동작 과정은 관리자의 조작이나 기설정된 프로그램에 따라 수행되는 것이 가능하다.
동적 전기요금제의 종류를 살펴보면, 하루를 최대부하 기간과 비최대부하 기간의 2개의 시간대로 구분하고 각 시간대의 공급비용을 반영하는 요금제인 TOU(Time Of Use) 요금제도, 최대부하 기간 중 가격이 가장 높은 임계 최대 부하 기간에만 추가적인 CPP요금을 TOU 요금제도에 더하며 나머지 최대부하 기간에는 TOU 요금제도와 같은 요금을 적용하는 제도인 CPP(Critical Peak Price)/TOU 요금제도, CPP/TOU 요금제도에서 소비자들이 너무 높은 요금에 직면하는 것을 막기 위해 최대부하 기간에도 기존의 요금제도와 동일한 요금을 적용 받도록 하고 최대부하 기간에 소비자의 최대 부하 감소량에 대해서는 리베이트 형식으로 인센티브를 제공하는 요금제도인 PTR(Peak Time Rebate) 요금제도, 연료비 및 송전손실, 발전설비, 송배전설비, 계통의 수요형태 등에 따라 가격이 매 시간 변동되며 소비자들은 하루 전, 또는 한시간 전에 시간별 요금정보를 통보받는 RTP(Real Time Pricing)요금제도가 있다.
본 발명의 전력관리용 스마트 전력량계(110)는 이러한 다양한 종류의 동적 전기요금제와 연동되어 효율적인 전력관리가 가능하게 된다.
가장 보편적이면서 단순한 형태로는 도 3과 같으며, 먼저 관리자가 전기요금이 저렴할 때와 고가일 때 전력 사용 형태를 능동적으로 관리할 수 있다.
현재 시간대의 전기요금이 설정치(설정치는 전기요금의 평균가격으로 정할 수 있으며 관리자의 설정 또는 프로그램의 설정값에 따라 유동적으로 가변될 수 있음) 이하인지를 판단한다(S301).
전기요금이 설정치 이하일 때 즉, 전기요금이 쌀 때는 전력망(112)으로부터 전력을 수급받아 부하(125)로 공급될 수 있도록 중앙처리장치(119)는 전력개폐부(114)의 개폐장치(115)를 제어한다(S303).
전기요금이 설정치 이상일 때 즉, 전기요금이 비쌀때는 자가발전장치(111a)로부터 전력을 수급받도록 중앙처리장치(119)는 전력개폐부(114)의 개폐장치(115)를 제어한다(S304).
이때, 자가발전장치(111a)로부터 수급되는 전력이 소비 전력에 비해 적을 때에는 에너지저장장치(111b)에 저장된 전력을 추가 공급받도록 제어할 수 있을 것이다.
반대로, 자가발전장치(111a)로부터 수급된 전력이 소비하고도 남는 잉여전력이 발생한 경우는 그 잉여전력은 에너지저장장치(111b)에 저장되고, 에너지저장장치(111b)에 저장된 전력은 전력거래시스템(113)을 통해 판매가 가능하다(S305). 판매시에는 역으로 전력 요금이 고가일 때 판매하는 것이 수익 창출면에서 더욱 효과적일 것이다.
이러한 간단한 전력 운영 방식 뿐만 아니라 위에서 언급한 동적 전기요금제인 TOU 요금제, CPP/TOU 요금제, PTR 요금제, RTP요금제와 연동되어 전력 관리가 이루어지도록 스마트 전력량계(110)를 조작하거나 프로그램화하여 운영될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 전력거래시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계를 이용한 전력관리시스템을 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이 각각의 개별 건물 또는 건물 단위들은 각각 스마트 그리드(400) 망과 스마트 전력량계(402a 내지 402f)를 통해 연계된다.
건물들은 공장(403a), 오피스건물(403b, 403c), 공동주택 또는 아파트 단지(403d 내지 403f) 등 그 제한이 없으며, 각각의 건물들(403a 내지 403f)은 각각 자가발전장치(404a 내지 404f)와 에너지저장장치(405a 내지 405f)를 구비하고 있으며, 각각의 건물들(403a 내지 403f)은 본 발명의 스마트 전력량계(402a 내지 402f)를 통해 스마트 그리드(400) 망과 연결된다.
스마트 전력량계(402a 내지 402f)를 통해 각각의 건물들(403a 내지 403f)과 스마트 그리드(400) 망이 연계되고, 스마트 전력량계(402a 내지 402f)와 스마트 그리드(400) 망은 양방향 통신을 하면서 특히 전력의 동적요금제를 기준으로 수요자 측면에서는 동적요금제를 기준으로 변동적으로 전력망의 전력을 사용할 지, 자가발전 전력을 사용할 지 또는 잉여전력을 판매할 지 여부를 제어하여 효율적인 전력 관리를 이루게 된다.
반대로, 스마트 그리드(400) 운영 서버는 동적요금제를 기반으로 전력의 수요와 공급을 예측하고, 전력이 부족할 때 각각의 건물들(403a 내지 403f)로부터 전력을 매입하여 별도의 에너지저장장치에 충전해둠으로써 전력공급의 차질 등을 사전에 예방할 수 있는 시스템을 구축하게 된다.
따라서, 본 발명의 스마트 전력량계는 전력 수요자 및 전력 공급자의 견지에서 볼 때 전력의 효율적인 관리를 이룰 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 전력관리용 스마트 전력량계 111 : 자가발전장치
112 : 전력망 113 : 전력거래시스템
114 : 전력개폐부 115 : 개폐장치
116 : 전원변환부 117 : 전원부
118 : 전력측정부 119 : 중앙처리장치
120 : 무선통신부 121 : 유선통신부
122 : 메모리 123 : 타이머
124 : 표시부 125 : 스위치
126 : 부하

Claims (6)

  1. 자가발전장치 및 에너지저장장치가 구비된 자가발전가능 시설물과 스마트 그리드인 지능형 전력망을 유무선통신망을 통해 서로 연계토록 하며,
    상기 지능형 전력망을 통해 다양한 전력 정보를 수집하여 이를 자가발전가능 시설물에 적용하여 능동적으로 전력을 관리하도록 하고,
    상기 자가발전가능 시설물에서 생산된 전력 또는 에너지저장장치에 저장된 전력과 상기 지능형 전력망으로부터 공급된 전력을 상기 다양한 전력 정보와 연동시켜 선택적으로 어느 한 전력을 사용토록 제어하며, 자가 생산 전력 또는 저장 전력을 상기 지능형 전력망을 통해 판매할 수 있도록 관리하는, 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계.
  2. 스마트 그리드와 자가발전장치 및 에너지저장장치가 구비된 건물을 연계하며, 상기 건물의 부하 소비전력량을 기준으로 전력공급 라인을 상기 스마트 그리드의 전력망, 상기 자가발전장치 또는 에너지저장장치 중 어느 하나를 선택하여 상기 건물의 부하에 공급되도록 제어하고,
    상기 자가발전장치 또는 에너지저장장치로부터 발전 및 저장된 잉여전력은 전력거래시스템과 통신망을 통해 연결되어 전력판매가 가능하도록 하는, 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계.
  3. 스마트 그리드와 자가발전장치 및 에너지저장장치가 구비된 건물을 연계하며, 상기 스마트 그리드로부터 전송되는 전력요금정보에 따라 전력공급 라인을 상기 스마트 그리드의 전력망, 상기 자가발전장치 또는 에너지저장장치 중 어느 하나를 선택하여 상기 건물의 부하에 공급되도록 제어하고,
    상기 자가발전장치 또는 에너지저장장치로부터 발전 및 저장된 잉여전력은 전력거래시스템과 통신망을 통해 연결되어 전력판매가 가능하도록 하는, 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계.
  4. 사용 전력을 측정하기 위한 전압전류 변환부로서, 자가발전장치나 전력망으로부터 수급되는 전력의 량을 측정하는 전원변환부와;
    상기 자가발전장치 또는 전력망으로부터 전력을 부하로 공급되도록 개폐하고, 상기 자가발전장치로부터 발전된 전력을 전력거래시스템과 연동되어 전력거래가 가능하도록 개폐하는 전력개폐부와;
    중앙처리장치의 동작 전원을 인가하기 위한 전원부와;
    부하의 전력소비량과 상기 전력거래시스템을 통해서 판매한 전력판매량을 산출하는 전력측정부와;
    상기 전력측정부의 입력신호를 받아 누적값의 연산 및 상기 전력거래시스템을 통해 판매된 전력판매량의 연산을 담당하고, 통신부를 통해 다양한 전력 정보를 교환하며, 상기 자가발전장치로부터 부하로 전력을 공급하거나 상기 전력망으로부터 전력을 부하로 공급하거나 상기 전력거래시스템을 통해 전력 거래가 이루어지도록 상기 전력개폐부의 전력라인 개폐를 제어하는 중앙처리장치;를 포함하는, 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전력요금정보는 동적요금제로서, TOU(Time Of Use) 요금제, CPP(Critical Peak Price)/TOU 요금제, PTR(Peak Time Rebate) 요금제 또는 RTP(Real Time Pricing) 요금제 중 어느 하나인, 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 다양한 전력정보는 실시간 동적으로 변하는 전력요금정보, 전력사용량 정보 또는 전력판매량 정보 중 어느 하나 이상인, 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계.

KR1020110145732A 2011-12-29 2011-12-29 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계 KR101214323B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110145732A KR101214323B1 (ko) 2011-12-29 2011-12-29 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110145732A KR101214323B1 (ko) 2011-12-29 2011-12-29 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101214323B1 true KR101214323B1 (ko) 2013-02-01

Family

ID=47898525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110145732A KR101214323B1 (ko) 2011-12-29 2011-12-29 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101214323B1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150124024A (ko) * 2014-04-25 2015-11-05 전자부품연구원 수요 반응 자원 체계에서 비상 발전기 운영 방법
CN106324422A (zh) * 2016-09-23 2017-01-11 国网四川省电力公司德阳供电公司 一种集温度感应和自补偿功能于一体的智能电能表
WO2018012771A1 (ko) * 2016-07-11 2018-01-18 정윤이 Ess를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템
KR20190130855A (ko) 2018-05-15 2019-11-25 서창전기통신 주식회사 계통전력망의 전력량계와 연동되는 pcs
KR20190130859A (ko) 2018-05-15 2019-11-25 서창전기통신 주식회사 Pms일체형 pcs가 구비되는 ess 및 운용방법
WO2020130366A1 (ko) * 2018-12-18 2020-06-25 효성중공업 주식회사 전력 그리드 제어 장치 및 시스템
KR102138656B1 (ko) * 2019-11-22 2020-07-28 주식회사 아이온커뮤니케이션즈 산업단지 마이크로그리드 내 중소 업체의 re100 참여를 위한 가상발전소 운영 시스템 및 방법
KR20210067102A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 디아이케이(주) 계통 보상 기능을 포함한 태양광 인버터와 pcs의 운영 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110057865A (ko) * 2009-11-25 2011-06-01 에스케이 텔레콤주식회사 가전기기별 사용 전력 과금 시스템 및 방법
KR20110094887A (ko) * 2010-02-18 2011-08-24 코스텔(주) 대기 전력 절감 장치 및 대기 전력 관리 장치
KR20110100598A (ko) * 2010-03-04 2011-09-14 재단법인 한국전기전자시험연구원 스마트 그리드 상의 가입자 인증기반의 전력거래장치
KR20110127033A (ko) * 2010-05-18 2011-11-24 주식회사 효성 실시간 전력정보를 이용한 전력계통의 운영방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110057865A (ko) * 2009-11-25 2011-06-01 에스케이 텔레콤주식회사 가전기기별 사용 전력 과금 시스템 및 방법
KR20110094887A (ko) * 2010-02-18 2011-08-24 코스텔(주) 대기 전력 절감 장치 및 대기 전력 관리 장치
KR20110100598A (ko) * 2010-03-04 2011-09-14 재단법인 한국전기전자시험연구원 스마트 그리드 상의 가입자 인증기반의 전력거래장치
KR20110127033A (ko) * 2010-05-18 2011-11-24 주식회사 효성 실시간 전력정보를 이용한 전력계통의 운영방법

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150124024A (ko) * 2014-04-25 2015-11-05 전자부품연구원 수요 반응 자원 체계에서 비상 발전기 운영 방법
KR101650513B1 (ko) 2014-04-25 2016-08-24 전자부품연구원 수요 반응 자원 체계에서 비상 발전기 운영 방법
WO2018012771A1 (ko) * 2016-07-11 2018-01-18 정윤이 Ess를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템
CN106324422A (zh) * 2016-09-23 2017-01-11 国网四川省电力公司德阳供电公司 一种集温度感应和自补偿功能于一体的智能电能表
KR20190130855A (ko) 2018-05-15 2019-11-25 서창전기통신 주식회사 계통전력망의 전력량계와 연동되는 pcs
KR20190130859A (ko) 2018-05-15 2019-11-25 서창전기통신 주식회사 Pms일체형 pcs가 구비되는 ess 및 운용방법
WO2020130366A1 (ko) * 2018-12-18 2020-06-25 효성중공업 주식회사 전력 그리드 제어 장치 및 시스템
US11906942B2 (en) 2018-12-18 2024-02-20 Hyosung Heavy Industries Corporation Power grid controller device and system
KR102138656B1 (ko) * 2019-11-22 2020-07-28 주식회사 아이온커뮤니케이션즈 산업단지 마이크로그리드 내 중소 업체의 re100 참여를 위한 가상발전소 운영 시스템 및 방법
WO2021100956A1 (ko) * 2019-11-22 2021-05-27 주식회사 아이온커뮤니케이션즈 산업단지 마이크로그리드 내 중소 업체의 re100 참여를 위한 가상발전소 운영 시스템 및 방법
KR20210067102A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 디아이케이(주) 계통 보상 기능을 포함한 태양광 인버터와 pcs의 운영 시스템
KR102279981B1 (ko) * 2019-11-29 2021-07-21 디아이케이(주) 계통 보상 기능을 포함한 태양광 인버터와 pcs의 운영 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101214323B1 (ko) 전력거래 시스템 연계형 전력관리용 스마트 전력량계
US11689018B2 (en) Electrical power control method and system
Zakariazadeh et al. Smart microgrid energy and reserve scheduling with demand response using stochastic optimization
Li et al. Aggregator service for PV and battery energy storage systems of residential building
Mishra et al. Greencharge: Managing renewableenergy in smart buildings
Alizadeh et al. Demand-side management in the smart grid: Information processing for the power switch
Dimeas et al. Smart houses in the smart grid: Developing an interactive network
AU2011256143A1 (en) Energy service delivery platform
Anand et al. A real time pricing strategy for remote micro-grid with economic emission dispatch and stochastic renewable energy sources
WO2015129734A1 (ja) エネルギー管理システム、エネルギー管理方法及びコンピュータプログラム
Rahmani et al. Multi-agent based operational cost and inconvenience optimization of PV-based microgrid
Asare-Bediako et al. Integrated agent-based home energy management system for smart grids applications
JP6240009B2 (ja) 電力管理システム、電力管理方法及びプログラム
Al-Ali et al. Smart home gateway for smart grid
Jadhav et al. Smart residential distribution energy management system with integration of demand response and Aggregator
KR101821807B1 (ko) 공동주택의 전력 수요반응 관리 서버 및 방법
Rastegar et al. Investigating the impacts of different price-based demand response programs on home load management
Obushevs et al. Demand side management platform for HAN flexibility estimation with agent control
Raut Real time monitoring of substation by using cloud computing
JP2020198696A (ja) 電力供給システム及び、電力管理方法
Demidov et al. System platform enabling peer-to-peer electricity market model for off-grid microgrids in rural africa
RECIOUI et al. A Smart Metering Simulation in LABVIEW
Kiaee et al. Home load and solar power management under real-time prices
Chang et al. Demand response and ancillary service management using fractional-order integral indicator and dynamic game model for an aggregator program in smart grids
KR20140077680A (ko) 댁내 전기요금 관리 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151110

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161108

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180927

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190925

Year of fee payment: 8