KR101262126B1 - Small scale hybrid system for generating electricity - Google Patents

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Abstract

본 발명은 축전지를 사용하지 않음으로써 전체 발전 시스템 운영비용과 축전지 노후화로 인한 시스템의 성능저하를 감소시켜 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 구성된 소규모 하이브리드 발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 기술구성은, 화석 연료를 사용하여 전력을 생산하고, 주 전력공급원으로서 사용되는 디젤 발전기(20)와,
상기 디젤 발전기(20)의 보조하는 분산 전력 공급원으로서, 태양 에너지 및 풍력 에너지를 사용하여 전력을 생산하는 재생 발전부(30)와,
상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)에서 생산된 전력을 공급받아 사용하는 전력 부하(40)와,
상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)에서 생산된 전력이 상기 전력 부하(40)의 소비량보다 작은 경우에 이를 보상할 수 있도록 구성된 플라이 휠(50)과,
상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)에서 생산된 전력이 상기 전력 부하(40)의 소비량보다 큰 경우에 그 잉여 전력을 공급받아 바로 소모하도록 구성된 덤프 로드(60)와,
상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)에서 생산되는 전력량과 상기 전력 부하(40)의 변동량을 실시간으로 모니터링하여 상기 디젤 발전기(20)의 전력 생산 반응속도보다 빠른 주기의 변동에 발생한 때에는 상기 플라이 휠(50)을 작동시켜 필요 전력을 보상하도록 해주는 중앙 모니터링 및 제어부(10);를 포함하되,
상기 플라이 휠(50)은 베어링을 매개로 소형 발전기와 연결된 것으로서, 이 플라이 휠(50)의 관성에너지를 이용하여 작은 용량의 전력을 일시 생산할 수 있는 장치인 것을 특징으로 하고,
상기 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)에서 생산되는 전력량이 상기 전력 부하(40)의 소비 전력량보다 항상 일정량의 여유분을 가지도록 제어하고, 전력 공급시에는 이 여유분의 잉여 전력을 상기 덤프 로드(60)로 공급하여 소모하는 것을 특징으로 하며,
상기 덤프 로드(60)는 풍력 발전의 과풍속 제어용으로 사용하는 것을 특징으로 하되,
상기 재생 발전부(30)의 발전량 변동에 대비할 수 있도록 하면서, 실제로 전력부하(40)로 공급하는 때에는 과전력이 공급되지 않도록 여유분의 잉여 전력을 상기 덤프 로드(60)로 바이패스 시켜 곧바로 소모시킴으로써 별도의 축전 수단이 필요하지 않는 것을 특징으로 하고,
상기 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 디젤 발전기로부터 현재 발전량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 디젤발전 모듈(11), 상기 재생 발전부(30)에서 현재 발전량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 재생발전 모듈(12), 부하 변동에 따른 전력 부족분을 보상하기 위해 상기 플라이 휠(50)에 대한 제어신호를 출력하는 플라이 휠 제어모듈(13), 상기 덤프 로드(60)로부터 현재 덤프 로드에서 소모되고 있는 전력량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 덤프 제어모듈(15) 및 부하 미터(42)로부터 현재 부하의 전력 소비량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 부하 모니터링 모듈(15)로 구성되되, 상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)로부터 생산되는 전력량을 제어하는데 필요한 부하변동 DB(16)를 포함하는 것을 특징으로 한다.An object of the present invention is to provide a small-scale hybrid power generation system configured to improve the reliability of the system by reducing the performance degradation of the system due to the total power generation system operating cost and the age of the battery by not using the battery.
The technical configuration for achieving the above object, the diesel generator 20 used to produce electric power using fossil fuel, the main power supply source,
As a distributed distributed power supply source of the diesel generator 20, a renewable power generation unit 30 for producing electric power using solar energy and wind energy, and
A power load 40 for receiving and using the electric power produced by the diesel generator 20 and the regenerative power generation unit 30;
A flywheel 50 configured to compensate for the power generated by the diesel generator 20 and the regenerative power generation unit 30 when it is smaller than the consumption of the power load 40;
A dump rod 60 configured to immediately receive the surplus power when the power generated by the diesel generator 20 and the regenerative generator 30 is greater than the consumption of the power load 40;
When the amount of power produced by the diesel generator 20 and the regenerative power generation unit 30 and the amount of change of the power load 40 are monitored in real time, when the change occurs in a cycle faster than the power production reaction speed of the diesel generator 20. Central monitoring and control unit 10 to operate the flywheel 50 to compensate for the required power; including,
The flywheel 50 is connected to a small generator via a bearing, characterized in that the device capable of temporarily producing a small amount of power using the inertial energy of the flywheel 50,
The central monitoring and control unit 10 controls the amount of power produced by the diesel generator 20 and the regenerative generation unit 30 to always have a certain amount of margin than the amount of power consumed by the power load 40, and at the time of power supply It is characterized in that to consume the surplus power of this margin by supplying to the dump rod (60),
The dump rod 60 is characterized in that it is used for the control of the wind speed of wind power generation,
By being prepared for fluctuations in the amount of power generated by the regenerative generation unit 30, when surplus power is actually supplied to the power load 40, surplus surplus power is bypassed to the dump rod 60 so as not to be supplied to the dump load 60. Characterized in that no separate power storage means is required,
The central monitoring and control unit 10 is a diesel power generation module 11 for receiving a current generation amount from a diesel generator and outputting a necessary control signal, and a regeneration for receiving a current generation amount from the regenerative power generation unit 30 and outputting a necessary control signal. Power generation module 12, a flywheel control module 13 for outputting a control signal for the flywheel 50 to compensate for power shortages due to load fluctuations, is consumed in the current dump load from the dump rod 60 The dump control module 15 receives the amount of power present and outputs the necessary control signal, and the load monitoring module 15 receives the power consumption of the current load from the load meter 42 and outputs the necessary control signal, wherein the diesel It characterized in that it comprises a load fluctuation DB (16) necessary to control the amount of power generated from the generator 20 and the regenerative generation unit 30.

Description

소규모 하이브리드 발전 시스템{SMALL SCALE HYBRID SYSTEM FOR GENERATING ELECTRICITY}SMALL SCALE HYBRID SYSTEM FOR GENERATING ELECTRICITY

본 발명은 소규모 하이브리드 발전 시스템으로서, 보다 상세하게는 디젤 발전기와 재생에너지를 복합하여 도서 및 산간 오지에서 소규모로 사용하기에 적합한 발전 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a small scale hybrid power generation system, and more particularly, to a power generation system suitable for small scale use in islands and mountainous areas by combining a diesel generator and renewable energy.

현재 상용 전력의 공급이 원활하지 못한 도서 및 산간 오지에서 상시적인 전력을 얻기 위해서는 디젤 발전기에 의한 전력 생산이 주를 이루고 있다. 도 1에는 이러한 소규모 발전 시스템의 구성이 간략하게 도시되어 있다. At present, power generation by diesel generators is mainly used to obtain constant power in remote islands and mountainous regions where the supply of commercial power is not smooth. Figure 1 shows the configuration of such a small scale power generation system briefly.

중앙 제어부(100)는 디젤 발전기(200)에서 생산되는 전력을 각각의 가정에서 필요로 하는 전력 부하(400)에 공급한다. 필요에 따라 인버터 장치를 사용하여 송신 및 부하(400)에 적합한 전력 형태로 변환하여 공급하기도 한다. 각각의 부하(400)에는 미터기가 설치되어 해당 부하의 일정 시간대 별 전력 소비량을 중앙 제어부(100)로 전송하고, 중앙 제어부(100)는 전송된 전력 소비량을 기준으로 현재 디젤 발전기(200)의 전력 생산량을 제어한다. The central control unit 100 supplies the power produced by the diesel generator 200 to the power load 400 required in each home. If necessary, an inverter device may be used to convert and supply a power form suitable for transmission and load 400. Each load 400 is provided with a meter to transmit the power consumption for a predetermined time period of the load to the central control unit 100, the central control unit 100 based on the transmitted power consumption of the current power of the diesel generator 200 Control the yield.

디젤 발전기(200)의 전력 생산량이 부하(400)의 전력 소비량을 초과하는 경우에는 이를 축전지(300)에 별도로 저장한다. 중앙 제어부(100)는 디젤 발전된 교류 전력을 축전지에 저장될 수 있는 직류 전력으로 변환시켜주는 AC/DC 컨버터 기능을 내장하고 있는 충전기를 포함할 수 있다. 상기 축전지(300)의 충전량이 어느 레벨 이상으로 높아지면 디젤 발전기(200)의 발전을 감소시키거나 중지시킨 후에 축전지(300)의 전력을 상시 전력으로 부하(400)에 공급하고, 축전지(300)의 충전량이 어느 레벨 이하로 떨어지면 디젤 발전기(100)를 재가동한다.When the power production amount of the diesel generator 200 exceeds the power consumption of the load 400, it is stored separately in the storage battery 300. The central control unit 100 may include a charger having a built-in AC / DC converter function for converting the diesel-generated AC power into DC power that may be stored in the battery. When the amount of charge of the battery 300 is higher than a certain level, after reducing or stopping the generation of the diesel generator 200, the power of the battery 300 is constantly supplied to the load 400 as the electric power, and the battery 300 When the charging amount drops below a certain level, the diesel generator 100 is restarted.

이러한 디젤 발전기를 이용한 소규모 발전 시스템은 화석 연료를 주로 사용하므로 CO2와 같은 공해물질을 다량으로 배출하고 발전기에 의한 가동 소음이 상당히 크다. 더욱이, 고가의 화석 연료를 사용하므로 에너지 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 경유와 같은 화석 연료를 도시 및 산간 오지로 운반하는데에도 많은 수송비를 필요로 하며, 디젤 발전기를 유지 보수하는데 추가 비용이 소요되기도 한다.The small-scale power generation system using such a diesel generator mainly uses fossil fuels, so a large amount of pollutants such as CO 2 is emitted and operation noise by the generator is considerably high. Moreover, there is a problem in that energy costs are high because expensive fossil fuels are used. In addition, transporting fossil fuels such as diesel into urban and mountainous backcountry requires a lot of transportation costs and additional costs to maintain diesel generators.

더욱이, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 소규모 발전 시스템은 잉여 전력의 저장하는 매체로서 반드시 축전지(300)를 사용하여야 했다. 그러나, 이 축전지(300)는 자체 부피가 매우 크고 고가일 뿐만 아니라, 무엇보다도 3 ~ 5년 이내 수명이 다하므로 자주 교체해야 하는 단점이 있었다. 이러한 이유로 소규모 발전 시스템에서 배터리의 교체 비용이 전체 발전 시스템의 운영비용에서 매우 큰 비중을 차지하고 있었다. Furthermore, as shown in FIG. 1, the conventional small scale power generation system must use the storage battery 300 as a medium for storing surplus power. However, the battery 300 is not only very bulky and expensive itself, but most of all, it has a disadvantage in that it needs to be replaced frequently because it runs out within 3 to 5 years. For this reason, the cost of replacing batteries in small power generation systems was a big part of the operating costs of the entire power generation system.

최근에는 태양광 발전과 풍력 발전과 같은 신재생 에너지를 활용하여 전력 비용을 절감하려는 시도가 이루어지고 있다. 태양 에너지를 이용한 발전은 하루 중 낮에만 이용이 가능하고, 계절별로는 여름에 더 많은 전력을 생산할 수 있는데 반해 계절별 편차가 다소 큰 단점이 있다. 이에 반해, 풍력 에너지를 이용한 발전은 대체로 밤에 발전량이 많으며, 계절적으로는 겨울에 더 많은 전력을 생산할 수 있어 태양 에너지의 단점을 어느 정도 보완할 수 있다. Recently, attempts have been made to reduce power costs by utilizing renewable energy such as solar and wind power generation. Power generation using solar energy is available only during the day and day, and seasonally, more power can be produced in summer, whereas seasonal variation is rather large. On the other hand, wind energy generation generally generates a lot of electricity at night, and seasonally, more power can be produced in winter to compensate for the disadvantages of solar energy.

따라서, 상시 전력을 얻기 위하여 디젤 발전기를 주 전력 공급원으로 하고 이에 태양광 및 풍력 등의 신재생 에너지를 복합 형태로 운영하면 화석 연료를 사용하는 디젤 발전기의 사용을 획기적으로 줄일 수 있으므로, 디젤 발전기와 신재생 에너지인 태양광 및 풍력 발전을 연계하는 하이브리드 발전 방식이 많이 개발되고 있다. 그러나, 태양광 또는 풍력 에너지와 같은 신재생 에너지는 기후 변화에 따라 발전량의 변동이 심하기 때문에 주 전력 공급원으로서 사용하기에는 한계가 있었으므로, 통상의 하이브리드 발전 시스템에서는 신재생 에너지로 생산된 전력을 1차로 저장하기 위한 매체로서 축전지를 반드시 사용하도록 구성되어 있는 바, 이러한 사실은 후술하는 선행문헌에 잘 나타나 있다. Therefore, if the diesel generator is used as the main power source to operate the power source and the renewable energy such as solar and wind power are combined, the use of the diesel generator using fossil fuel can be drastically reduced. Many hybrid power generation methods are being developed that link solar and wind power generation with renewable energy. However, since renewable energy such as solar or wind energy has a severe change in the amount of generation due to climate change, there is a limit to use it as a main power source. Therefore, in a typical hybrid power generation system, power generated by renewable energy is primarily used. It is configured to necessarily use a storage battery as a medium for storage, and this fact is shown well in the following literature.

일본 공개특허 제2005 - 51955호(발명의 명칭: 태양광 발전 및 풍력 발전의 하이브리드 발전 시스템)에 개시된 발전 시스템은 상용 전원을 보조하는 전력 공급수단으로서 태양광 발전기와 풍력 발전기를 모두 채용하고, 태양광 발전보다 전력 공급이 다소 불안정한 풍력 발전기의 출력 라인 상에 승강압기를 별도를 설치하여 태양광 발전기의 출력 전압 레벨과 상시 동등하게 유지될 수 있도록 한 것이다. 그러나, 이 발전 시스템은 신재생 에너지를 이용한 발전기에서 생산된 잉여 전력을 저장하는 수단으로서 기존의 축전지 및 전기 이중층 커패시터(Capacitor)를 복합 사용하므로 상술한 축전지 사용에 따른 문제점을 여전히 가지고 있다.The power generation system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-51955 (name of the invention: a hybrid power generation system of photovoltaic power generation and wind power generation) employs both a solar generator and a wind generator as a power supply means to assist commercial power. A separate booster is installed on the output line of the wind generator, which is more unstable than the photovoltaic power generation, so that the output voltage level of the solar generator can be maintained at all times. However, the power generation system still has a problem due to the use of the above-described storage battery because the combined use of the existing storage battery and the electric double layer capacitor (Capacitor) as a means for storing the surplus power produced by the generator using renewable energy.

일본 공개특허 제2006 - 333564호(발명의 명칭: 복수개의 분산형 전원에 의한 부하추종운전 제어방법)에 개시된 발전 시스템은 디젤 발전기, 태양광 발전기, 풍력 발전기로 구성된 복수개의 분산형 전원을 사용해 전력을 공급하면서, 부하의 변동량 중 장주기 부하변동은 디젤 발전기로 추종하고 단주기 부하변동은 축전지로 추종하며 가파른 부하변동은 전기 커패시터가 보상하도록 구성되어 있다. 그러나, 이 발전 시스템 또한 부하변동 추종수단으로서 축전지와 전기 이중층 커패시터를 사용하므로, 상술한 축전지 사용에 따른 문제점을 여전히 가지고 있다.The power generation system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-333564 (name of the invention: a method for controlling load tracking operation by a plurality of distributed power sources) uses a plurality of distributed power sources consisting of a diesel generator, a solar generator, and a wind generator. The long-term load fluctuation is followed by the diesel generator, the short-term load fluctuation is followed by the battery, and the steep load fluctuation is configured to compensate the electric capacitor. However, this power generation system also uses the battery and the electric double layer capacitor as the load variation tracking means, and thus still has the problems caused by the use of the battery.

본 발명은 이러한 종래의 하이브리드 발전 시스템이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 축전지를 사용하지 않음으로써 전체 발전 시스템 운영비용과 축전지 노후화로 인한 시스템의 성능저하를 방지할 수 있도록 구성된 소규모 하이브리드 발전 시스템을 제공하는데 그 주된 목적이 있다. The present invention has been developed to solve the problems of the conventional hybrid power generation system, small-scale hybrid power generation system configured to prevent the performance degradation of the system due to the total power generation system operating costs and battery aging by not using a battery The main purpose is to provide.

또한, 축전지를 사용하지 않은 대신에 부하변동에 따라 발생하는 잉여 전력이나 전력 부족 현상을 효과적으로 대체할 수 있는 수단을 제공하여 시스템의 신뢰성을 향상시키는데 또 다른 목적이 있다.In addition, there is another object to improve the reliability of the system by providing a means that can effectively replace the surplus power or the power shortage caused by the load fluctuation instead of the battery.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소규모 하이브리드 발전 시스템은,
화석 연료를 사용하여 전력을 생산하고, 주 전력공급원으로서 사용되는 디젤 발전기와, 상기 디젤 발전기의 보조하는 분산 전력 공급원으로서, 태양 에너지 및 풍력 에너지를 사용하여 전력을 생산하는 재생 발전부와, 상기 디젤 발전기 및 재생 발전부에서 생산된 전력을 공급받아 사용하는 전력 부하와, 상기 디젤 발전기 및 재생 발전부에서 생산된 전력이 상기 전력 부하의 소비량보다 작은 경우에 이를 보상할 수 있도록 구성된 플라이 휠과, 상기 디젤 발전기 및 재생 발전부에서 생산된 전력이 상기 전력 부하의 소비량보다 큰 경우에 그 잉여 전력을 공급받아 바로 소모하도록 구성된 덤프 로드와, 상기 디젤 발전기 및 재생 발전부에서 생산되는 전력량과 상기 전력 부하의 변동량을 실시간으로 모니터링하여 상기 디젤 발전기의 전력 생산 반응속도보다 빠른 주기의 변동에 발생한 때에는 상기 플라이 휠을 작동시켜 필요 전력을 보상하도록 해주는 중앙 모니터링 및 제어부를 포함하되,
상기 플라이 휠은 베어링을 매개로 소형 발전기와 연결된 것으로서, 이 플라이 휠의 관성에너지를 이용하여 작은 용량의 전력을 일시 생산할 수 있는 장치인 것을 특징으로 하고,
상기 중앙 모니터링 및 제어부는 상기 디젤 발전기 및 재생 발전부에서 생산되는 전력량이 상기 전력 부하의 소비 전력량보다 항상 일정량의 여유분을 가지도록 제어하고, 전력 공급시에는 이 여유분의 잉여 전력을 상기 덤프 로드로 공급하여 소모하는 것을 특징으로 하며,
상기 덤프 로드는 풍력 발전의 과풍속 제어용으로 사용하는 것을 특징으로 하되,
상기 재생 발전부의 발전량 변동에 대비할 수 있도록 하면서, 실제로 전력부하로 공급하는 때에는 과전력이 공급되지 않도록 여유분의 잉여 전력을 상기 덤프 로드로 바이패스 시켜 곧바로 소모시킴으로써 별도의 축전 수단이 필요하지 않는 것을 특징으로 하고,
상기 중앙 모니터링 및 제어부는 디젤 발전기로부터 현재 발전량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 디젤발전 모듈, 상기 재생 발전부에서 현재 발전량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 재생발전 모듈, 부하 변동에 따른 전력 부족분을 보상하기 위해 상기 플라이 휠에 대한 제어신호를 출력하는 플라이 휠 제어모듈, 상기 덤프 로드로부터 현재 덤프 로드에서 소모되고 있는 전력량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 덤프 제어모듈 및 부하 미터로부터 현재 부하의 전력 소비량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 부하 모니터링 모듈로 구성되되, 상기 디젤 발전기 및 재생 발전부로부터 생산되는 전력량을 제어하는데 필요한 부하변동 DB를 포함하는 것을 특징으로 한다.Small scale hybrid power generation system of the present invention for achieving the above object,
A diesel generator for producing electric power using fossil fuels, a diesel generator used as a main electric power supply source, a renewable power generation unit for generating electric power using solar energy and wind energy as an auxiliary distributed electric power supply source of the diesel generator, and the diesel A power load that is supplied with the power generated by the generator and the regenerative power generation unit, and a flywheel configured to compensate when the power generated by the diesel generator and the regenerative power generation unit is less than the consumption of the power load; When the power generated by the diesel generator and the regenerative power generation unit is greater than the consumption of the power load, the dump load configured to receive and consume the surplus power immediately, and the amount of power produced by the diesel generator and the regenerative power generation unit and the power load Real-time monitoring of fluctuations in power generation reaction rate of the diesel generator In the event of a change in the period faster than the degree includes a central monitoring and control unit to operate the flywheel to compensate for the required power,
The flywheel is connected to a small generator via a bearing, characterized in that the device capable of temporarily producing a small amount of power using the inertial energy of the flywheel,
The central monitoring and control unit controls the amount of power produced by the diesel generator and the regenerative generation unit to always have a certain amount of margin than the amount of power consumed by the power load, and supplies surplus power of this margin to the dump load when power is supplied. Characterized by consuming,
The dump rod is characterized in that for use for the control of the wind speed of wind power generation,
It is possible to prepare for fluctuations in the amount of generation of the regenerative power generation unit, and when the power supply is actually supplied, by bypassing the surplus power to the dump load to consume excess power immediately so that no excess power is supplied, a separate power storage means is not required. With
The central monitoring and control unit is a diesel generation module that receives the current generation amount from the diesel generator and outputs the necessary control signal, a regenerative generation module that receives the current generation amount from the regenerative generation unit and outputs the necessary control signal, the power shortage according to the load change Fly wheel control module for outputting a control signal for the flywheel to compensate for, a dump control module for receiving the amount of power currently being consumed in the dump load from the dump load and outputs the necessary control signal from the load meter of the current load It is composed of a load monitoring module for receiving the power consumption and output the necessary control signal, characterized in that it comprises a load variation DB necessary for controlling the amount of power produced from the diesel generator and the regenerative generation unit.

또한, 상기 중앙 모니터링 및 제어부는 재생 발전부에서 생산되는 직류 전력을 전력 부하에 공급되는 교류 전력으로 변환시켜주는 인버터 기능을 포함할 수 있다.In addition, the central monitoring and control unit may include an inverter function for converting the DC power produced by the regenerative generation unit into AC power supplied to the power load.

또한, 상기 중앙 모니터링 및 제어부는 현재 풍속의 크기와 변화 기울기, 일사량의 크기와 변화 기울기 및 전력 부하의 크기 및 변동 기울기를 모니터링하고, 이를 기초로 하여 상기 여유분의 잉여 전력량을 산출하도록 구성될 수 있다. In addition, the central monitoring and control unit may be configured to monitor the magnitude and the change slope of the current wind speed, the magnitude and change slope of the solar radiation amount and the magnitude and the change slope of the power load, and calculate the surplus power amount of the margin based on this. .

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또한, 상기 중앙 모니터링 및 제어부는 하루 시간대별, 주간별 월별, 계절별 부하변동량을 기록한 부하변동 DB를 포함하고, 이 부하변동 DB를 기초로 하여 상기 여유분의 잉여 전력량을 산출하도록 구성될 수 있다.In addition, the central monitoring and control unit may include a load variance DB that records the daily load fluctuations by day, weekly, monthly, and seasonal, and may be configured to calculate the surplus power amount of the margin based on the load fluctuation DB.

또한, 덤프 로드는 열교환기와 연결되어 온수를 공급하도록 구성될 수 있다. In addition, the dump rod may be configured to be connected to the heat exchanger to supply hot water.

상기와 같이 구성된 본 발명의 소규모 하이브리드 발전 시스템은 상용 전력의 공급이 원활하지 못한 도서 및 산간 오지에서 사용하기에 적합한 최적의 하이브리드 발전 시스템을 제공해 준다.The small scale hybrid power generation system of the present invention configured as described above provides an optimal hybrid power generation system suitable for use in islands and mountainous regions where the supply of commercial power is not smooth.

본 발명에 따르면, 종래 발전 시스템의 운영비용 중 큰 비중을 차지하던 축전지를 사용하지 아니하므로, 가장 경제적인 하이브리드 발전 시스템을 구축할 수 있도록 해준다.According to the present invention, it is possible to build the most economical hybrid power generation system because it does not use a storage battery that occupies a large proportion of the operating costs of the conventional power generation system.

또한, 본 발명은 축전지를 사용하지 않는 대신 플라이 휠과 덤프 로드를 사용하여 부하 변동에 효과적으로 대처할 수 있도록 함으로써, 시스템의 신뢰성을 향상시켜 준다. In addition, the present invention improves the reliability of the system by effectively using a flywheel and a dump rod to cope with load fluctuations instead of using a storage battery.

또한, 신재생 에너지인 태양광 및 풍력 에너지를 주 전력 공급원인 디젤 발전기의 보조 수단으로서 사용하고 복수개의 분산 전원에서 생산되는 전력량을 최적화함으로써, 화석 연료의 사용량을 감소시켜 에너지 비용을 절감할 수 있도록 해준다. In addition, by using renewable energy solar and wind energy as an auxiliary means of the diesel generator as the main power source and optimizing the amount of power generated from a plurality of distributed power sources, the amount of fossil fuel used to reduce energy costs Do it.

도 1은 종래의 소규모 발전 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 소규모 하이브리드 발전 시스템을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 소규모 하이브리드 발전 시스템의 제어 라인을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전력 공급 방식을 나타낸 그래프.
도 5는 단주기 부하변동 및 장주기 부하변동을 나타낸 그래프. 1 illustrates a conventional small scale power generation system.
2 illustrates a small scale hybrid power generation system in accordance with the present invention.
3 illustrates a control line of a small scale hybrid power generation system according to the present invention.
4 is a graph showing a power supply system according to the present invention.
5 is a graph showing short cycle load variation and long cycle load variation.

이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 소규모 하이브리드 발전 시스템의 구성을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a configuration of a small scale hybrid power generation system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 소규모 하이브리드 발전 시스템의 구성을 나타낸 것이다. 2 shows a configuration of a small scale hybrid power generation system of the present invention.

본 발명의 발전 시스템은 크게 주 전력 공급원으로서의 디젤 발전기(20), 보조 전력 공급원으로서 기능하고 태양광 및 풍력 발전기 구성된 재생 발전부(30), 상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)로부터 전력을 공급받아 소비하는 전력 부하(40), 공급 전력의 변화를 조절하기 위해 설치된 플라이 휠(50) 및 덤프 로드(60), 시스템의 전체 발전량 및 부하 변동량을 실시간으로 모니터링하고, 이를 기초로 전력이 안정적으로 공급될 수 있도록 제어하는 중앙 모니터링 및 제어부(10)로 구성된다.The power generation system of the present invention is largely derived from a diesel generator 20 as a main electric power supply source, a regenerative power generation unit 30 functioning as an auxiliary electric power supply source and configured with a solar and wind power generator, the diesel generator 20 and a renewable power generation unit 30. Power load 40 consumed by power, flywheel 50 and dump rod 60 installed to adjust the change in power supply, the total power generation and load fluctuations of the system are monitored in real time, based on the power It consists of a central monitoring and control unit 10 for controlling so that it can be stably supplied.

상기 디젤 발전기(20)는 경유 등의 화석 연료를 연소시켜 전력을 생산하는 것으로서, 상용 전력의 대체용으로 가장 많이 사용되고 있다. 도서 및 산간 오지의 수 내지 수십 가구 정도의 마을에 전력을 공급하기 위하여 수백 ~ 수천 KW의 발전 용량을 가진 디젤 발전기(20)가 사용될 수 있다. 통상 디젤 발전기(20)는 교류(AC) 형태로 전력을 생산한다.The diesel generator 20 is to produce electric power by burning fossil fuels, such as diesel, is most often used as a substitute for commercial power. A diesel generator 20 with a generation capacity of hundreds to thousands of kilowatts can be used to power villages of several to tens of households in islands and mountainous backcountry. Typically, the diesel generator 20 produces power in the form of alternating current (AC).

상기 재생 발전부(30)는 대표적으로 태양 에너지와 풍력 에너지를 이용한 발전기가 사용된다. 태양 에너지는 주간 및 여름에 발전 용량이 크고, 풍력 에너지는 야간 및 겨울에 발전 용량이 크므로 상호 보완적으로 사용할 수 있다. 재생 발전부(30)는 이에 한정되지 아니하고, 지열, 조력, 생물유기체 등을 이용한 발전 형태도 포함할 수 있다. 태양 및 풍력 발전은 통상 직류(DC) 형태로 전력을 생산하므로 일반 가정에 공급하기 위해서는 교류 전력으로 변환할 필요가 있다.The renewable power generation unit 30 is typically used a generator using solar energy and wind energy. Solar energy has a large generating capacity during the day and summer, and wind energy has a large generating capacity at night and in the winter, and thus can be used complementarily. The renewable power generation unit 30 is not limited thereto, and may also include a power generation form using geothermal heat, tidal power, bioorganism, and the like. Solar and wind power generation usually produces power in the form of direct current (DC), so it is necessary to convert it to alternating current power to supply a general home.

상기 전력 부하(40)는 전력을 주로 소모하는 일반 가정집뿐만 아니라, 비닐 하우스, 농장, 공판장, 마을 공동 건물 등이 포함될 수 있다. 전력 부하(40)는 예를 들어 마을 단위로 기본 전력 소비량이 산출될 수 있으며, 이 기본 전력 소비량을 기준으로 발전 시스템의 규모를 결정한다. The power load 40 may include not only a general house that mainly consumes electric power, but also a plastic house, a farm, a market, a village community building, and the like. The power load 40 may calculate a basic power consumption in, for example, a village unit, and determine the size of the power generation system based on the basic power consumption.

상기 플라이 휠(50)은 베어링을 매개로 소형 발전기와 연결된 것으로서, 플라이 휠의 관성 에너지를 이용하여 작은 용량의 전력을 일시 생산할 수 있는 장치이다. 연결 매체인 베어링으로는 기계식 베어링, 전자석 베어링 또는 초전도 베어링이 사용되며, 본 발명에 따른 소용량 발전에는 비용이 저렴한 기계식 베어링을 이용한 플라이 휠을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명은 종래와 달리 부하변동의 추종수단으로서 축전지 또는 커패시터를 사용하지 않는 대신에 상기 플라이 휠(50)을 사용하기 때문에 이 플라이 휠의 제어방식이 중요한 바, 이에 대한 상세한 내용은 후술하기로 한다. The flywheel 50 is connected to a small generator through a bearing, and is a device capable of temporarily producing a small amount of power using the inertial energy of the flywheel. Mechanical bearings, electromagnet bearings or superconducting bearings are used as the bearing of the connecting medium, and it is preferable to use a flywheel using a mechanical bearing which is inexpensive for small capacity generation according to the present invention. In the present invention, since the flywheel 50 is used instead of a storage battery or a capacitor as a means of following the load variation, the control method of the flywheel is important. Details thereof will be described later. .

상기 덤프 로드(Dump load, 60)는 의미 그대로 잉여 전력을 소모하기 위한 부하로서 작용하는 것이다. 가장 간단하게는 전력 출력 라인을 그대로 접지시켜 바이패스 라인으로 구성하거나, 무의미한 전력 부하(네온사인 등)에 연결하여 소모되도록 구성할 수도 있다. 그러나, 잉여 전력을 효과적으로 재활용하기 위해서는 별도의 에너지 장치와 연계되도록 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 덤프 로드(60)에 열교환기와 연계하여 각 가정의 온수 공급수단으로 사용할 수도 있고, 소규모이기는 하나 물분해 장치 및 수소 저장탱크와 연계하여 연료 전지용으로 사용할 수도 있다. The dump load 60 literally serves as a load for consuming surplus power. In the simplest case, the power output line can be grounded as a bypass line, or connected to a meaningless power load (neon sign, etc.) to be consumed. However, in order to effectively recycle the surplus power, it is desirable to configure it to be associated with a separate energy device. For example, the dump rod 60 may be used as a hot water supply means in each home in conjunction with a heat exchanger, or may be used for a fuel cell in connection with a small water decomposition device and a hydrogen storage tank.

상기 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 본 발명의 소규모 하이브리드 발전 시스템 전체를 제어하는 중앙 컨트롤러로서, 상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)에서 생산되는 전력량과 상기 전력 부하(40)의 변동량을 실시간으로 모니터링하고, 이에 따라 현재 필요한 최적의 전력을 생산할 수 있도록 해준다.The central monitoring and control unit 10 is a central controller for controlling the small-scale hybrid power generation system of the present invention, the amount of power produced by the diesel generator 20 and the regenerative generation unit 30 and the amount of change of the power load 40 Monitoring in real time, thereby producing the optimal power required today.

중앙 모니터링 및 제어부(10)는 재생 발전부(30)에서 생산되는 직류(DC) 전력을 전력 부하(40)에 공급되는 교류(AC) 전력으로 변환시켜주는 인버터 기능을 포함할 수 있다. 물론, 인버터를 제어부와 별도로 설치하여 구성할 수도 있다.The central monitoring and control unit 10 may include an inverter function for converting direct current (DC) power produced by the regenerative generation unit 30 into alternating current (AC) power supplied to the power load 40. Of course, the inverter may be installed separately from the control unit.

중앙 모니터링 및 제어부(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 디젤 발전기 미터(22)로부터 현재 발전량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 디젤발전 모듈(11), 재생 발전 미터(32)로부터 현재 발전량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 재생발전 모듈(12), 부하 변동에 따른 전력 부족분을 보상하기 위해 상기 플라이 휠에 대한 제어신호를 출력하는 플라이 휠 제어모듈(13), 덤프 로드 미터(62)로부터 현재 덤프 로드에서 소모되고 있는 전력량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 덤프 제어모듈(15) 및 부하 미터(42)로부터 현재 부하의 전력 소비량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 부하 모니터링 모듈(15)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the central monitoring and control unit 10 receives the current generation amount from the diesel generator meter 22 and outputs the current generation amount from the diesel generation module 11 and the regenerative generation meter 32 which output necessary control signals. Regenerative generation module 12 for receiving and outputting the necessary control signal, flywheel control module 13 for outputting the control signal for the flywheel to compensate for the power shortage due to the load variation from the dump load meter 62 The load monitoring module 15 receiving the power consumption of the current load from the dump control module 15 and the load meter 42 and receiving the amount of power consumed in the current dump load and outputting the necessary control signal. It consists of.

또한, 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)로부터 생산되는 전력량을 제어하는데 필요한 부하변동 DB(16)를 추가로 포함할 수 있다. 이 부하변동 DB(16)를 이용한 제어 방식에 대한 상세한 내용은 후술하기로 한다.
In addition, the central monitoring and control unit 10 may further include a load variation DB 16 required to control the amount of power produced from the diesel generator 20 and the regenerative generation unit 30. Details of the control method using the load variation DB 16 will be described later.

본 발명의 가장 특징적인 기술구성은 축전지 또는 커패시터를 사용하지 않으면서 신뢰성이 있는 하이브리드 발전 시스템을 구현하는 것이다. The most characteristic technical configuration of the present invention is to implement a reliable hybrid power generation system without using a battery or a capacitor.

상술한 바와 같이, 하이브리드 발전 시스템에서는 축전지를 필수적으로 사용해야 하는 것으로 인식되어 있다. 이 축전지는 크게 전력을 저장하는 기능(전력 저장기능)과 전력 부하의 변동을 흡수하여 감소시키는 기능(변동 버퍼기능)을 한다.As described above, it is recognized that a hybrid battery is essential to use a storage battery. The battery has a large power storage function (power storage function) and a function of absorbing and reducing a change in power load (variable buffer function).

본 발명의 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 종래 축전지가 가지는 "전력 저장기능"을 대체하기 위하여 다음과 같은 전력 생산 방식을 사용한다. 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 주 전력 공급원인 디젤 발전기(20) 및 보조 전력 공급원인 재생 발전부(30)에서 생산되는 전체 전력량이 항상 전력 부하(40)에 의해서 요구되는 전력 소비량보다 일정량의 여유분을 가지도록 제어한다. 전력 소비가 적은 심야 시간대에는 전력 여유분을 작게 하고, 전력의 소비가 큰 피크 시간대에는 전력 여유분을 더 크게 할 수 있다.The central monitoring and control unit 10 of the present invention uses the following power generation method to replace the "power storage function" of the conventional storage battery. First, as shown in FIG. 4, the total amount of power produced by the diesel generator 20 as the main power supply and the regenerative power generation unit 30 as the auxiliary power supply is always a certain amount of the power consumption required by the power load 40. Control to have a margin. It is possible to reduce the power margin during the late night hours when the power consumption is low, and to increase the power margin during the peak hours when the power consumption is high.

이와 같이, 본 발명은 전력 생산량을 항상 전력 소비량보다 크게 함으로써 재생 발전부(30)의 발전량 변동에 대비할 수 있도록 하면서, 실제로 전력 부하(40)로 공급하는 때에는 과전력이 공급되지 않도록 상기 여유분의 잉여 전력을 상기 덤프 로드(60)로 바이패스시켜 곧바로 소모시킴으로써 별도의 축전 수단이 필요하지 않도록 해주는 것이다.As described above, the present invention makes it possible to prepare for fluctuations in the amount of generation of the regenerative generation unit 30 by always making the amount of power produced larger than the amount of power consumption, and the surplus of the excess so that the excess power is not supplied when actually supplying the power load 40. By bypassing the power to the dump rod 60 is consumed immediately to avoid the need for a separate power storage means.

이 때, 일정량의 여유분을 고려한 총 전력 생산량에서 주 전력 공급원인 디젤 발전기(20)의 부담 비율을 최소화함으로써 화석 연료의 사용량을 절감할 수 있다. 이 부담 비율은 현재 생산되고 있는 재생 발전부(20)의 발전량 변동 확률이 어느 정도인가에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 날씨가 매우 맑아서 태양광 발전의 가동이 안정적이라고 판단되면, 상기 여유분 중에서 재생 발전부(20)에서 담당하는 비율을 더 크게 할 수 있다.At this time, the amount of fossil fuel can be reduced by minimizing the burden ratio of the diesel generator 20 which is the main power supply in the total power production in consideration of a certain amount of margin. This burden ratio may vary depending on the extent to which the generation amount variation probability of the renewable power generation unit 20 is currently produced. For example, if it is determined that the operation of photovoltaic power generation is stable because the weather is very clear, the ratio in charge of the renewable power generation unit 20 can be increased.

이를 위해, 상기 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 현재 풍속의 크기와 변화 기울기, 일사량의 크기와 변화 기울기 및 전력 부하의 크기 및 변동 기울기를 모니터링하고, 이를 기초로 하여 상기 여유분의 잉여 전력량을 산출하도록 구성될 수 있다. To this end, the central monitoring and control unit 10 monitors the magnitude and the change slope of the current wind speed, the magnitude and change slope of the solar radiation, the magnitude and the change slope of the power load, and calculates the surplus power amount of the surplus based on this. Can be configured.

또한, 상기 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 하루 시간대별, 주간별, 월별, 계절별 부하변동량을 기록한 상기 부하변동 DB(16)를 포함하고, 이 부하변동 DB(16)를 기초로 하여 상기 여유분의 잉여 전력량을 산출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수년간의 데이터를 조사한 결과, 해당 도서 지역에는 11월에 평균적으로 바람이 강하게 불었다면 해당 월에는 풍력 발전의 부담 비율을 크게 하여 디젤 발전량을 감소시킬 수 있다. In addition, the central monitoring and control unit 10 includes the load variation DB 16 for recording the load variation by day, weekly, monthly, and season, and based on the load variation DB 16, It can be configured to calculate the amount of surplus power. For example, after years of data surveys, if the islands had strong winds on average in November, they could reduce the amount of diesel generated by increasing the burden of wind power in that month.

한편, 본 발명의 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 종래 축전지가 가지는 "변동 버퍼기능"을 대체하기 위하여 다음과 같은 전력 제어 방식을 사용한다. Meanwhile, the central monitoring and control unit 10 of the present invention uses the following power control scheme to replace the "variable buffer function" of the conventional storage battery.

발전 또는 부하의 변동주기는 도 5에 도시된 바와 같이 크게 2가지로 구분된다. 먼저, 단주기 변동은 도 5의 (a)에 도시된 것과 같이 상용 전력을 생산하는 디젤 발전기(20)의 전력생산 반응속도보다 빠른 변화주기를 의미하고, 장주기 변동은 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 상용 전력을 공급하는 디젤 발전기(20)의 전력생산 반응속도보다 느린 변화주기를 의미한다.The period of variation of power generation or load is largely divided into two as shown in FIG. First, the short cycle variation refers to a change cycle faster than the power generation reaction speed of the diesel generator 20 that produces commercial power, as shown in FIG. 5A, and the long cycle variation is illustrated in FIG. 5B. As shown, it means a change cycle slower than the power generation reaction rate of the diesel generator 20 supplying commercial power.

이 중에서 장주기 변동은 예를 들어 태양의 하루 주기 변화나 하루 중 시간대 별 부하 변화와 같은 경우에는 그 변화 속도가 느리기 때문에 디젤발전기(20)에 의한 발전량 조절만으로도 충분히 대응 가능하므로 큰 문제가 되지 않는다. 즉, 부하 모니터링 모듈(15)에서 장주기 변동을 감지하면, 이에 대응하여 디젤발전 모듈(11)에서 발전량 증감을 지시하는 제어신호를 출력함으로써 해결할 수 있다.Among these, the long period variation is not a big problem since the change rate is slow in the case of a change in the daily cycle of the sun or a change in the load of time during the day, so that only the amount of power generated by the diesel generator 20 can be sufficiently coped with. That is, when the long-term fluctuation is detected by the load monitoring module 15, the diesel power generation module 11 may solve the problem by outputting a control signal instructing to increase or decrease the amount of power generated.

그러나, 단주기 변동은 예를 들어 바람이 갑자기 정지하여 풍력 발전량이 단시간 내에 급격하게 감소하는 경우에는 디젤 발전기(20)의 제어만으로 대응할 수 없다. 본 발명에서는 이러한 단주기 변동에 효과적으로 대응하기 위하여 관성 에너지를 이용하여 항시 전력을 발전하고 있어 순간적인 전력 공급이 가능한 플라이 휠(50)을 설치함으로써 디젤 발전기(20)에 의해 안정적으로 전력을 공급할 수 있을 때까지 전력을 보상해준다. 또한, 플라이 휠 장치는 자체의 관성 에너지로 인하여 전력망의 변화를 어렵게 하여 상시 전력품질을 유지해야 하는 전력망 안정화 장치로서의 기능도 겸할 수 있는 장점을 가지고 있다.However, the short period fluctuation cannot be coped with, for example, only by the control of the diesel generator 20 when the wind is suddenly stopped and the amount of wind power generation decreases rapidly within a short time. In the present invention, in order to effectively cope with such short period fluctuations, power is always generated using inertial energy, so that the flywheel 50 capable of instantaneous power supply can be installed to stably supply power by the diesel generator 20. Compensate for power until In addition, the flywheel device has an advantage that it can also function as a power grid stabilization device to maintain the power quality at all times by making it difficult to change the power grid due to its inertial energy.

부하의 단주기 변동에 따라 순간적으로 발생하는 초과 잉여 전력은 상술한 덤프 로드(50)에 의해 곧바로 소모함으로써 해결할 수 있다. 이러한 차원에서 상기 덤프 로드(60)는 풍력 발전에 있어서 돌풍 등에 의해 발생하는 과풍속 제어용으로도 사용할 수 있다. The excess surplus power generated instantaneously due to the short period variation of the load can be solved by immediately consuming the dump load 50 described above. In this dimension, the dump rod 60 may also be used for overwind control caused by wind gusts or the like in wind power generation.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Although the present invention has been described in detail using the preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

10: 중앙 모니터링 및 제어부 20: 디젤 발전기
30: 재생 발전부 40: 전력 부하
50: 플라이 휠 60: 덤프 로드(Dump Load)10: central monitoring and control unit 20: diesel generator
30: renewable power generation unit 40: power load
50: flywheel 60: dump load

Claims (7)

화석 연료를 사용하여 전력을 생산하고, 주 전력공급원으로서 사용되는 디젤 발전기(20)와,
상기 디젤 발전기(20)의 보조하는 분산 전력 공급원으로서, 태양 에너지 및 풍력 에너지를 사용하여 전력을 생산하는 재생 발전부(30)와,
상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)에서 생산된 전력을 공급받아 사용하는 전력 부하(40)와,
상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)에서 생산된 전력이 상기 전력 부하(40)의 소비량보다 작은 경우에 이를 보상할 수 있도록 구성된 플라이 휠(50)과,
상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)에서 생산된 전력이 상기 전력 부하(40)의 소비량보다 큰 경우에 그 잉여 전력을 공급받아 바로 소모하도록 구성된 덤프 로드(60)와,
상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)에서 생산되는 전력량과 상기 전력 부하(40)의 변동량을 실시간으로 모니터링하여 상기 디젤 발전기(20)의 전력 생산 반응속도보다 빠른 주기의 변동에 발생한 때에는 상기 플라이 휠(50)을 작동시켜 필요 전력을 보상하도록 해주는 중앙 모니터링 및 제어부(10);를 포함하되,
상기 플라이 휠(50)은 베어링을 매개로 소형 발전기와 연결된 것으로서, 이 플라이 휠(50)의 관성에너지를 이용하여 작은 용량의 전력을 일시 생산할 수 있는 장치인 것을 특징으로 하고,
상기 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)에서 생산되는 전력량이 상기 전력 부하(40)의 소비 전력량보다 항상 일정량의 여유분을 가지도록 제어하고, 전력 공급시에는 이 여유분의 잉여 전력을 상기 덤프 로드(60)로 공급하여 소모하는 것을 특징으로 하며,
상기 덤프 로드(60)는 풍력 발전의 과풍속 제어용으로 사용하는 것을 특징으로 하되,
상기 재생 발전부(30)의 발전량 변동에 대비할 수 있도록 하면서, 실제로 전력부하(40)로 공급하는 때에는 과전력이 공급되지 않도록 여유분의 잉여 전력을 상기 덤프 로드(60)로 바이패스 시켜 곧바로 소모시킴으로써 별도의 축전 수단이 필요하지 않는 것을 특징으로 하고,
상기 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 디젤 발전기로부터 현재 발전량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 디젤발전 모듈(11), 상기 재생 발전부(30)에서 현재 발전량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 재생발전 모듈(12), 부하 변동에 따른 전력 부족분을 보상하기 위해 상기 플라이 휠(50)에 대한 제어신호를 출력하는 플라이 휠 제어모듈(13), 상기 덤프 로드(60)로부터 현재 덤프 로드에서 소모되고 있는 전력량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 덤프 제어모듈(15) 및 부하 미터(42)로부터 현재 부하의 전력 소비량을 전송받고 필요한 제어신호를 출력하는 부하 모니터링 모듈(15)로 구성되되, 상기 디젤 발전기(20) 및 재생 발전부(30)로부터 생산되는 전력량을 제어하는데 필요한 부하변동 DB(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소규모 하이브리드 발전 시스템.A diesel generator 20 for producing electric power using fossil fuels and used as a main power source;
As a distributed distributed power supply source of the diesel generator 20, a renewable power generation unit 30 for producing electric power using solar energy and wind energy, and
A power load 40 for receiving and using the electric power produced by the diesel generator 20 and the regenerative power generation unit 30;
A flywheel 50 configured to compensate for the power generated by the diesel generator 20 and the regenerative power generation unit 30 when it is smaller than the consumption of the power load 40;
A dump rod 60 configured to immediately receive the surplus power when the power generated by the diesel generator 20 and the regenerative generator 30 is greater than the consumption of the power load 40;
When the amount of power produced by the diesel generator 20 and the regenerative power generation unit 30 and the amount of change of the power load 40 are monitored in real time, when the change occurs in a cycle faster than the power production reaction speed of the diesel generator 20. Central monitoring and control unit 10 to operate the flywheel 50 to compensate for the required power; including,
The flywheel 50 is connected to a small generator via a bearing, characterized in that the device capable of temporarily producing a small amount of power using the inertial energy of the flywheel 50,
The central monitoring and control unit 10 controls the amount of power produced by the diesel generator 20 and the regenerative generation unit 30 to always have a certain amount of margin than the amount of power consumed by the power load 40, and at the time of power supply It is characterized in that to consume the surplus power of this margin by supplying to the dump rod (60),
The dump rod 60 is characterized in that it is used for the control of the wind speed of wind power generation,
By being prepared for fluctuations in the amount of power generated by the regenerative generation unit 30, when surplus power is actually supplied to the power load 40, surplus surplus power is bypassed to the dump rod 60 so as not to be supplied to the dump load 60. Characterized in that no separate power storage means is required,
The central monitoring and control unit 10 is a diesel power generation module 11 for receiving a current generation amount from a diesel generator and outputting a necessary control signal, and a regeneration for receiving a current generation amount from the regenerative power generation unit 30 and outputting a necessary control signal. Power generation module 12, a flywheel control module 13 for outputting a control signal for the flywheel 50 to compensate for power shortages due to load fluctuations, is consumed in the current dump load from the dump rod 60 The dump control module 15 receives the amount of power present and outputs the necessary control signal, and the load monitoring module 15 receives the power consumption of the current load from the load meter 42 and outputs the necessary control signal, wherein the diesel Small scale hybrid, characterized in that it comprises a load fluctuation DB (16) necessary to control the amount of power generated from the generator 20 and the regenerative generation unit 30 Power systems. 청구항 1에 있어서,
상기 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 재생 발전부에서 생산되는 직류(DC) 전력을 전력 부하(40)에 공급되는 교류(AC) 전력으로 변환시켜주는 인버터 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 소규모 하이브리드 발전 시스템.The method according to claim 1,
The central monitoring and control unit 10 is a small-scale hybrid power generation, characterized in that it includes an inverter function for converting the direct current (DC) power produced by the regenerative generation unit into alternating current (AC) power supplied to the power load 40 system. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 현재 풍속의 크기와 변화 기울기, 일사량의 크기와 변화 기울기 및 전력 부하의 크기 및 변동 기울기를 모니터링하고, 이를 기초로 하여 상기 여유분의 잉여 전력량을 산출하는 것을 특징으로 하는 소규모 하이브리드 발전 시스템. The method according to claim 1,
The central monitoring and control unit 10 monitors the magnitude and the change slope of the current wind speed, the magnitude and change slope of the solar radiation amount, and the magnitude and the change slope of the power load, and calculates the surplus power amount of the surplus based on this. Small hybrid power generation system. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
상기 중앙 모니터링 및 제어부(10)는 하루 시간대별, 주간별 월별, 계절별 부하변동량을 기록한 부하변동 DB(16)를 포함하고, 이 부하변동 DB(16)를 기초로 하여 상기 여유분의 잉여 전력량을 산출하는 것을 특징으로 하는 소규모 하이브리드 발전 시스템. The method according to claim 1 or 4,
The central monitoring and control unit 10 includes a load variation DB 16 which records daily time variation, monthly monthly and seasonal load variation, and calculates the surplus power amount of the surplus based on the load variation DB 16. Small-scale hybrid power generation system, characterized in that. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 덤프 로드(60)는 열교환기와 연결되어 온수를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 소규모 하이브리드 발전 시스템.
The method according to claim 1,
The dump rod (60) is a small scale hybrid power generation system, characterized in that configured to supply hot water connected to the heat exchanger.
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