KR101277904B1 - System and method for managementing electric power - Google Patents
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Abstract
전력을 안정적으로 출력할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 전력 관리 시스템은, 적어도 하나의 풍력 발전기 각각으로부터 전력 발전량을 수집하여 상기 적어도 하나의 풍력 발전기의 전력 발전총량을 계산하고, 상기 계산한 전력 발전총량 및 측정시간을 포함하는 풍력 데이터를 생성하여 관리하는 풍력 데이터 관리부; 상기 측정시간이 과거의 일정시간 구간 내에 있는 풍력 데이터에 대한 이동 평균값을 계산하여 상기 적어도 하나의 풍력 발전기의 전력 발전총량으로 예측하고, 상기 예측한 전력 발전총량을 상기 적어도 하나의 풍력 발전기의 목표 발전량으로 설정하는 목표 발전량 설정부; 및 상기 목표 발전량과 전력 발전총량의 차이값을 BESS(Battery Energy Storage System)에 충전시키는 충전 모드 및 상기 차이값을 BESS로부터 방전시키는 방전 모드 중 하나를 선택하여 상기 적어도 하나의 풍력 발전기에 의하여 발전된 전력이 전력계통에 고르게 출력되도록 상기 BESS를 제어하는 충/방전 제어부를 포함한다.The power management system according to an aspect of the present invention capable of stably outputting power collects the amount of power generation from each of at least one wind generator, calculates the total amount of power generation of the at least one wind generator, and calculates the calculated power. A wind data management unit for generating and managing wind data including a total power generation amount and a measurement time; The moving time value for the wind data whose measurement time is within a predetermined time interval is calculated and predicted as the total power generation amount of the at least one wind generator, and the predicted total power generation amount is the target generation amount of the at least one wind generator. A target generation amount setting unit set to be; And a charging mode for charging a difference value between the target generation amount and the total power generation amount to a battery energy storage system (BESS) and a discharge mode for discharging the difference value from the BESS to generate power generated by the at least one wind generator. It includes a charge / discharge control unit for controlling the BESS to be evenly output to the power system.
Description
본 발명은 전력 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 풍력 발전기와 연계된 전력 관리 시스템 및 그 관리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power management system, and more particularly, to a power management system associated with a wind generator and a management method thereof.
최근 화석 에너지가 고갈됨에 따라 대체 에너지원에 대한 필요성이 대두되고 있다. 대체 에너지원 중 풍력에 의하여 에너지를 생산하는 풍력발전은 설비투자 비용을 반영한 발전단가가 매우 저렴하여 화력발전을 대체할 수 있는 가장 경쟁력 있는 대안으로 떠오르고 있다. 하지만 풍력발전은 에너지원인 바람이 기상 조건에 따라 속도와 방향이 매 순간마다 불규칙하게 변동되기 때문에 전력이 불균일하게 출력될 수 있고, 이로 인해 수요자에게 공급되는 전력 품질이 저하될 수 있다.As fossil energy is depleted, there is a need for alternative energy sources. Wind power generation, which generates energy by wind power among alternative energy sources, is emerging as the most competitive alternative to thermal power generation because of the low cost of power generation that reflects facility investment costs. However, the wind power can fluctuate irregularly in speed and direction every time the wind, which is the source of energy, fluctuates in speed and direction, so that the power may be output irregularly, which may degrade the power quality supplied to the user.
일본 공개특허 제2005-83308호 및 한국 공개특허 제2010-0009626호(이하, 선행기술들)는 블레이드의 피치 각도를 제어하여 풍력 발전량을 제어하는 풍력 발전기를 제공하고 있다. 다만, 선행기술들은 현재 시점에서 전력이 최대발전으로 출력되도록 제어하고 있을 뿐, 여전히 기상 조건에 따라 불균일하게 출력되는 전력을 안정적으로 제어하는 방법은 제시하고 있지 않는다. 또한, 선행기술들은 풍력 발전기 각각에 대하여 풍력 발전량을 제어하기 때문에 풍력 발전기 개수가 많을수록 시스템 부하가 커지는 문제점이 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 2005-83308 and Korean Patent Laid-Open No. 2010-0009626 (hereinafter referred to as prior arts) provide a wind generator that controls the wind power generation amount by controlling the pitch angle of a blade. However, the prior art only controls the power to be output at the maximum power generation at the present time, and still does not suggest a method for stably controlling the power that is unevenly output depending on weather conditions. In addition, since the prior art controls the amount of wind power generated for each wind generator, the larger the number of wind generators, the greater the system load.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 에너지 저장장치에 전력을 충전 또는 방전시켜 기상변화에도 전력을 안정적으로 출력할 수 있는 전력 관리 시스템 및 관리 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.Disclosure of Invention The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a power management system and a management method capable of stably outputting power even in a weather change by charging or discharging power in an energy storage device.
또한, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 적어도 하나의 풍력 발전기에서 발전된 전력을 통합 관리하여 시스템 부하를 최소화할 수 있는 전력 관리 시스템 및 관리 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention is to solve the above problems, to provide a power management system and a management method that can minimize the system load by integrated management of the power generated in at least one wind generator to another technical problem.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전력 관리 시스템은, 적어도 하나의 풍력 발전기 각각으로부터 전력 발전량을 수집하여 상기 적어도 하나의 풍력 발전기의 전력 발전총량을 포함하는 풍력 데이터를 생성하여 관리하는 풍력 데이터 관리부; 상기 풍력 데이터 중 과거의 일정시간 내에 있는 풍력 데이터에 대한 이동 평균값을 계산하여 상기 적어도 하나의 풍력 발전기의 전력 발전총량으로 예측하고, 상기 예측한 전력 발전총량을 상기 적어도 하나의 풍력 발전기의 목표 발전량으로 설정하는 목표 발전량 설정부; 및 상기 목표 발전량과 전력 발전총량의 차이값을 BESS(Battery Energy Storage System)에 충전시키는 충전 모드 및 상기 차이값을 BESS로부터 방전시키는 방전 모드 중 하나를 선택하도록 상기 BESS를 제어하는 충/방전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Power management system according to an aspect of the present invention for achieving the above object, by collecting the power generation amount from each of the at least one wind generator to generate and manage the wind data including the total amount of power generation of the at least one wind generator Wind data management unit; The moving average value of the wind data within a predetermined time period among the wind data is calculated and predicted as the total power generation amount of the at least one wind generator, and the predicted total power generation amount as the target generation amount of the at least one wind generator. A target generation amount setting unit for setting; And a charge / discharge control unit controlling the BESS to select one of a charging mode for charging a difference value between the target generation amount and the total power generation amount in a battery energy storage system (BESS) and a discharge mode for discharging the difference value from the BESS. It is characterized by including.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 전력 관리 방법은, 적어도 하나의 풍력 발전기의 전력 발전총량이 포함된 풍력 데이터를 생성하는 단계; 상기 풍력 데이터에 대한 평활 가중치를 해당 전력 발전량에 부여하여 평활 데이터를 생성하며, 상기 평활 데이터를 기초로 상기 적어도 하나의 풍력 발전기의 목표 발전량을 설정하는 단계; 및 상기 목표 발전량과 전력 발전총량을 비교하여 그 차이값을 BESS에 충전시키는 충전 모드 및 상기 차이값을 상기 BESS로부터 방전하는 방전 모드 중 하나를 선택하여 상기 BESS를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power management method comprising: generating wind data including a total amount of power generation of at least one wind generator; Generating smoothing data by applying a smoothing weight to the wind power to a corresponding power generation amount, and setting a target power generation amount of the at least one wind generator based on the smoothing data; And comparing the target generation amount with the total amount of power generation and selecting one of a charging mode for charging the difference value to the BESS and a discharge mode for discharging the difference value from the BESS to control the BESS. do.
본 발명에 따르면, 잉여 전력을 에너지 저장장치에 충전하거나 부족한 전력을 에너지 저장장치로부터 방전함으로써 기상 조건 변동에도 전력을 고르게 출력할 수 있기 때문에 높은 품질의 전력을 공급할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, since the power can be evenly output even when the weather conditions are changed by charging surplus power in the energy storage device or discharging insufficient power from the energy storage device, high quality power can be supplied.
또한, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 풍력 발전기에서 불규칙하게 발전되는 전력을 통합하여 안정화시키기 때문에 시스템 부하를 줄일 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect that the system load can be reduced because it integrates and stabilizes irregularly generated power in at least one wind generator.
도 1은 풍력발전 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 전력 관리 시스템을 설명하는 구성도이다.
도 3은 도 2의 초기 상태 준비부를 설명하는 구성도이다.
도 4는 도 2의 BESS 제어부를 설명하는 구성도이다.
도 5은 전력 발전총량을 기초로 산출된 목표 발전량을 설명하는 그래프와 도표이다.
도 6은 도 2의 전력 관리 시스템에 의하여 전력을 관리하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 도 6에서 수행되는 시스템 준비방법을 설명하는 흐름도이다.1 is a view for explaining a wind power generation system.
2 is a configuration diagram illustrating the power management system of FIG.
3 is a configuration diagram illustrating an initial state preparation unit of FIG. 2.
4 is a configuration diagram illustrating the BESS control unit of FIG. 2.
5 is a graph and a chart for explaining a target generation amount calculated based on the total amount of power generation.
6 is a flowchart illustrating a method of managing power by the power management system of FIG. 2.
7 is a flowchart illustrating a system preparation method performed in FIG. 6.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The description of the disclosed technique is merely an example for structural or functional explanation and the scope of the disclosed technology should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments may be variously modified and may have various forms, and thus the scope of the disclosed technology should be understood to include equivalents capable of realizing the technical idea. Also, the purpose or effect of the disclosed technology should not be construed as being limited thereby, as it does not mean that a particular embodiment must include all such effects or merely include such effects.
도 1은 풍력발전 시스템(100)을 설명하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a wind
도 1을 참조하면, 풍력발전 시스템(100)은 적어도 하나의 풍력 발전기(110), BESS(120), 및 전력 관리 시스템(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the wind
적어도 하나의 풍력 발전기(110)는 풍력 터빈을 이용하여 풍력을 전력으로 변환한다. 풍력 터빈은 복수의 블레이드들, 변속장치 및 발전기로 구성될 수 있다. 복수의 블레이드들은 풍력에 의해 회전될 수 있다. 이때 회전력은 변속장치에 전달되어 발전기를 구동시킬 수 있다. 상기 발전기는 모터의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산할 수 있다.At least one
적어도 하나의 풍력 발전기(110)는 생산된 전력을 파워 라인(140)을 통하여 전력계통에 공급한다. 여기에서, 상기 전력계통은 발전소, 변전소, 송전선을 포함할 수 있고, 전력거래소와 같은 전력을 구매하는 구성도 포함할 수 있다.At least one
BESS(Battery Energy Storage System)(120)는 적어도 하나의 풍력 발전기(110)로부터 전력을 입력받아 에너지 저장장치에 저장하고, 에너지 저장장치로부터 외부로 전력을 공급한다. 본 발명에서, BESS(120)는 적어도 하나의 풍력 발전기(110)와 상기 전력계통 사이에 병렬 연결되어, 적어도 하나의 풍력 발전기(110)로부터 전력을 충전받아 상기 에너지 저장장치에 저장할 수 있고, 상기 에너지 저장장치에 저장된 전력을 방전하여 상기 전력계통에 공급할 수 있다. The battery energy storage system (BESS) 120 receives power from at least one
전력 관리 시스템(130)은 BESS(120)의 충방전 동작을 제어하여 적어도 하나의 풍력 발전기(110)에 의해 생산된 전력이 안정적으로 전력계통에 공급될 수 있도록 한다. 일 실시예에서, 전력 관리 시스템(130)은 적어도 하나의 풍력 발전기(110)에 의해 생산된 전력이 목표값보다 큰 경우 적어도 하나의 풍력 발전기(110)에 의해 생산된 전력의 일부를 BESS(120)에 충전시켜 파워 라인(140)을 통해 공급되는 전력을 감소시킴으로써 전력계통에 안정적으로 전력이 공급되도록 할 수 있다. 또한, 전력 관리 시스템130)은 적어도 하나의 풍력 발전기(110)에 의해 생산된 전력이 목표값보다 작은 경우 BESS(130)에 저장되어 있는 전력의 적어도 일부를 방전하여 파워 라인(140)을 통해 공급되는 전력을 증가시킴으로써 전력계통에 안정적으로 전력이 공급되도록 할 수 있다.The
상술한 실시예에서는 전력 관리 시스템(130)이 적어도 하나의 풍력 발전기(110)와 물리적으로 분리된 별개의 시스템으로 구현되는 것을 설명하였지만, 다른 실시예에서는 적어도 하나의 풍력 발전기(110) 내부에 포함될 수 있다.In the above-described embodiment has been described that the
도 2는 도 1의 전력 관리 시스템을 설명하는 구성도이다. 도 3은 도 2의 초기 상태 준비부를 설명하는 구성도이고, 도 4는 도 2의 BESS 제어부를 설명하는 구성도이다.2 is a configuration diagram illustrating the power management system of FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an initial state preparation unit of FIG. 2, and FIG. 4 is a configuration diagram illustrating the BESS control unit of FIG. 2.
도 2를 참조하면, 전력 관리 시스템(130)은 풍력 데이터 관리부(220), 목표 발전량 설정부(230), 및 BESS 제어부(240)를 포함하고, 초기 상태 준비부(210), 이상 감지부(250), 및 연계상태 차단부(260) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.2, the
초기 상태 준비부(210)는 BESS(120)를 제어하기 전에 전력 관리 시스템(100)의 준비상태를 점검한다. 초기 상태 준비부(210)는 준비상태 점검에서 초기 운전 조건이 만족되었는지 확인하고, 초기 운전 조건이 만족되면 전력 관리 시스템(130)이 BESS(120)에 대한 제어를 개시할 수 있도록 한다.The initial
도 3을 참조하면, 초기 상태 준비부(210)는 초기값 설정부(310) 및 초기 상태 확인부(320)를 포함한다. 그리고 초기 상태 확인부(320)는 연계상태 확인부(321), 풍력 데이터 확인부(322) 및 충전량 확인부(323)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the initial
초기값 설정부(310)는 제어 주기, 시간 구간, BESS(120)의 최소 충전량 및 최대 충전량 중 적어도 하나를 설정한다. 상기 제어 주기는 BESS(120)를 제어하는 시간 간격에 해당하고, 상기 시간 구간은 목표 발전량 계산에 기초가 되는 풍력 데이터를 결정하기 위한 시간 정보에 해당할 수 있다. BESS(120)의 최소 충전량 및 최대 충전량은 전력 관리 시스템(100)의 안정적인 작동을 위하여 BESS(120)에 요구되는 최소 또는 최대 전력 충전량에 해당한다.The initial
초기 상태 확인부(320)는 초기 운전 조건을 확인하여 전력 관리 시스템(100)의 운전 가능여부를 결정한다.The initial
연계상태 확인부(321)는 적어도 하나의 풍력 발전기(110) 또는 BESS(120)의 구동상태 및 연계상태를 확인한다. 연계상태 확인부(321)는 적어도 하나의 풍력 발전기(110) 또는 BESS(120)가 전력 관리 시스템(130)과 전기적으로 연계되어 있는지를 확인할 수 있다. 이때, 연계상태 확인부(321)는 적어도 하나의 풍력 발전기(110) 또는 BESS(120)와 동일한 주파수를 설정하여 전기적 통신을 시도할 수 있다.The linkage
풍력 데이터 확인부(322)는 BESS(120)를 제어하기 위하여 요구되는 풍력 데이터가 풍력 데이터 관리부(220)에 저장되어 있는지 확인한다. 예를 들어, 풍력 데이터 확인부(322)는 풍력 데이터 관리부(220)에 저장된 풍력 데이터의 개수가 관리자에 의하여 미리 정해진 최소 데이터 개수를 초과하는지를 확인할 수 있다.The wind
충전량 확인부(323)는 BESS(120)의 충전량을 확인한다. 충전량 확인부(323)는 BESS(120)의 충전량이 초기값 설정부(310)에서 설정된 최소 충전량과 최대 충전량 사이에 있는지를 확인할 수 있다.The charging
초기 상태 준비부(210)는 BESS(120) 제어에 필요한 초기값을 설정하고 연계상태 확인부(321), 풍력 데이터 확인부(322), 및 충전량 확인부(323)로부터 초기 운전 조건이 만족되었음이 확인되면, 전력 관리 시스템(100)이 BESS(120)에 대한 제어를 개시할 수 있도록 한다.The initial
다시 도 2를 참조하면, 풍력 데이터 관리부(220)는 적어도 하나의 풍력 발전기(110) 각각으로부터 측정된 전력 발전량을 수집하여 측정시간을 기준으로 적어도 하나의 풍력 발전기(110)의 전력 발전총량을 계산한다. 여기에서, 전력 발전총량은 적어도 하나의 풍력 발전기(110) 각각에서 측정된 전력 발전량의 총합에 해당한다. 풍력 데이터 관리부(220)는 계산한 전력 발전총량 및 측정시간을 포함하는 풍력 데이터를 생성하여 저장한다.Referring back to FIG. 2, the wind
목표 발전량 설정부(230)는 과거에 수집된 풍력 데이터를 기초로 목표 발전량을 결정한다. 목표 발전량은 특정시간에 요구되는 발전량에 해당하며, 발전량 예측 알고리즘을 이용하여 결정될 수 있다.The target generation
상기 발전량 예측 알고리즘은 전력 발전총량의 측정시간 역순으로 감소하는 평활 가중치를 각 전력 발전총량에 부여하여 평활 데이터를 생성하고, 평활 데이터를 기초로 이동 평균값을 계산하여 적어도 하나의 풍력 발전기(110)의 전력 발전총량을 예측할 수 있다. 이때, 평활 가중치는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 수를 가진다.The generation amount prediction algorithm generates smoothing data by applying a smoothing weight to the total amount of power generation, which decreases in the reverse order of the measurement time of the total amount of power generation, and calculates a moving average value based on the smoothing data of the at least one
일 실시예에서, 평활 가중치는 지수함수적으로 감소할 수 있다. 예를 들어, 발전량 예측 알고리즘은 아래와 같이 표현될 수 있다.In one embodiment, the smoothing weight may decrease exponentially. For example, the generation amount prediction algorithm may be expressed as follows.
여기에서 a는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 상수, WTPt는 시간 t에서의 목표 발전량, WTt-1는 시간 t-1에서의 전력 발전총량, WTPt-1는 시간 t-1에서의 목표 발전량을 나타낼 수 있다. t=0인 경우 WTPt-1 = WT0 으로 초기 설정한다.Where a is a constant greater than 0 and less than or equal to 1, WTP t is the target generation at time t, WT t-1 is the total power generation at time t-1, and WTP t-1 is at time t-1 It can indicate the target generation amount. If t = 0, initial setting to WTP t-1 = WT 0 .
수학식 1은 아래와 같이 풀이될 수 있다.Equation 1 can be solved as follows.
여기에서 ac-1 X (1-a)는 시간 t-c에 측정된 전력 발전총량에 부여할 평활 가중치에 해당한다. a는 0과 1 사이의 수를 가지므로, c가 커질수록 평활 가중치는 감소하게 된다. 따라서, 목표 발전량(WTPt)은 전력 발전총량(WTt-c)에 역순으로 감소하는 평활 가중치를 곱한 값을 더하여 구할 수 있으며, 이 값은 전력 발전량의 이동 평균값에 해당한다.Here, a c-1 X (1-a) corresponds to a smoothing weight to be applied to the total amount of power generation measured at time tc. Since a has a number between 0 and 1, the smoothing weight decreases as c increases. Therefore, the target power generation amount WTP t can be obtained by adding the value of the total power generation amount WT tc multiplied by the smoothing weight which decreases in the reverse order, and this value corresponds to the moving average value of the power generation amount.
일 실시예에서, 발전량 예측 알고리즘은 연속하는 풍력 데이터 중 전력 발전량의 측정시간이 일정 시간 간격을 가지는 풍력 데이터를 기초로 목표 발전량을 계산할 수 있다. 이때, 발전량 예측 알고리즘은 아래와 같이 표현될 수 있다.In one embodiment, the generation amount prediction algorithm may calculate the target generation amount based on the wind data in which the measurement time of the power generation amount in the continuous wind data has a predetermined time interval. At this time, the generation amount prediction algorithm may be expressed as follows.
여기에서 a는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 상수, b는 1보다 큰 상수, WTPt는 시간 t에서의 목표 발전량, WTt-1 는 시간 t-1에서의 전력 발전총량, WTPt-b 는 시간 t-b에서의 목표 발전량을 나타낼 수 있다. t=0인 경우 WTPt-1 = WT0 으로 초기 설정한다.다시 도 2를 참조하면, BESS 제어부(240)는 일정조건에 따라 BESS(120)의 동작을 제어한다.Where a is a constant greater than 0 and less than or equal to 1, b is a constant greater than 1, WTP t is the target generation at time t, WT t-1 is the total power generation at time t-1, and WTP tb is the time It can represent the target generation in tb. If t = 0, WTP t-1 = WT 0 is initially set. Referring back to FIG. 2, the
도 4를 참조하면, BESS 제어부(240)는 충/방전 제어부(410), 상한/하한 제한부(420) 및 파워정격 제한부(430)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the
충/방전 제어부(410)는 BESS(120)의 충/방전 동작을 제어한다. 충/방전 제어부(410)는 목표 발전량 설정부(230)에 의하여 결정된 목표 발전량과 전력 발전총량을 비교하여 충전 모드 및 방전 모드 중 하나를 선택한다.The charge /
목표 발전량이 전력 발전총량보다 큰 경우 충/방전 제어부(410)는 방전 모드를 선택하고, BESS(120)에 저장되어 있던 전력의 일부를 방전하도록 BESS(120)를 제어한다. 이때, 방전 전력량은 목표 발전량과 전력 발전총량의 차이값에 상응할 수 있다.When the target power generation amount is larger than the total power generation amount, the charge /
목표 발전량이 전력 발전량보다 작은 경우 충/방전 제어부(410)는 충전 모드를 선택하고, 적어도 하나의 풍력 발전기(110)가 발전한 전력의 일부를 파워 라인(140)을 통하여 충전하도록 제어한다. 이때, 충전 전력량은 목표 발전량과 전력 발전총량의 차이값에 상응할 수 있다.When the target power generation amount is smaller than the power generation amount, the charge /
일 실시예에서, 충/방전 제어부(410)는 목표 발전량이 전력 발전총량보다 크거나 작은 경우 BESS(120)의 충/방전 동작을 제어할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 충/방전 제어부(410)는 목표 발전량과 전력 발전총량의 차이값이 미리 정해진 컨트롤 데드 밴드(Control Dead Band)를 벗어나는 경우 BESS(120)의 충/방전 동작을 제어할 수 있다. 여기에서, 컨트롤 데드 밴드는 목표 발전량과 전력 발전총량이 차이가 있음에도 불구하고 BESS(120)를 제어하지 않는 값의 범위를 나타낼 수 있다. 전력 관리 시스템(130)은 컨트롤 데드 밴드를 미리 설정하여 BESS(120)를 제어하는 동작 횟수를 줄일 수 있다.In one embodiment, the charge /
상한/하한 제한부(420)는 BESS(120)의 충전량을 제한한다. 상한/하한 제한부(420)는 BESS(120)의 충전량과 미리 정해진 충전량 상한을 비교하여 상한 모드를 선택할 수 있고, BESS(120)의 충전량과 미리 정해진 충전량 하한을 비교하여 하한 모드를 선택할 수 있다. 충전량은 에너지 저장장치의 총 용량을 기준으로 저장된 전력량에 대한 백분율로 나타낼 수 있으며, 예컨대 충전량 상한은 77%로 충전량 하한은 23%로 설정될 수 있다.The
BESS(120)의 충전량이 미리 정해진 충전량 상한을 초과하는 경우 상한/하한 제한부(420)는 상한 모드를 선택하고, BESS(120)의 충전량이 미리 정해진 충전량 상한을 초과하지 않도록 제한한다. 상한/하한 제한부(420)는 BESS(120)로부터 전력을 방전시키기 위해서 목표 발전량 설정부(230)에 의하여 설정된 목표 발전량을 갱신할 수 있다. 이때, 목표 발전량은 상한제약 알고리즘을 이용하여 갱신될 수 있다.When the charge amount of the
상기 상한제약 알고리즘은 BESS(120)로부터 전력을 방전시켜 BESS(120)의 충전량을 감소시키기 위해서 목표 발전량 설정부(230)에 의하여 설정된 목표 발전량을 증가시킬 수 있다.The upper limit constraint algorithm may increase the target generation amount set by the target generation
일 실시예에서, 상한제약 알고리즘은 전력 발전총량의 표준편차를 이용하여 목표 발전량을 증가시킬 수 있다. 이때, 상한제약 알고리즘은 목표 발전량을 아래의 수식을 이용하여 구할 수 있다.In one embodiment, the upper limit constraint algorithm may increase the target amount of generation using the standard deviation of the total amount of power generation. In this case, the upper limit constraint algorithm may obtain a target power generation amount using the following equation.
여기에서 a는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 상수, b는 양의 정수, WTPt는 시간 t에서의 목표 발전량, WTt-1는 시간 t-1에서의 전력 발전총량, WTPt-1는 시간 t-1에서의 목표 발전량, stdev는 전력 발전량의 표준편차를 나타낼 수 있다. t=0인 경우 WTPt-1 = WT0 으로 초기 설정한다.Where a is a constant greater than 0 and less than or equal to 1, b is a positive integer, WTP t is the target generation at time t, WT t-1 is the total power generation at time t-1, and WTP t-1 is The target generation at time t-1, stdev, can represent the standard deviation of power generation. If t = 0, initial setting to WTP t-1 = WT 0 .
일 실시예에서, b는 BESS(120)의 충전량에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, BESS(120)의 충전량이 78%인 경우 목표 발전량 설정부(230)는 b를 1로 설정하는 반면, BESS(120)의 충전량이 80%인 경우 b를 3으로 설정하여 목표 발전량을 보다 큰 값으로 갱신할 수 있다.In one embodiment, b may be determined according to the amount of charge of the
상한/하한 제한부(420)는 갱신된 목표 발전량이 전력 발전총량보다 커지면 충/방전 제어부(410)에 의하여 BESS(120)가 전력을 방전하도록 할 수 있다.The upper limit /
BESS(120)의 충전량이 미리 정해진 충전량 하한에 미달하는 경우 상한/하한 제한부(420)는 하한 모드를 선택하고, BESS(120)의 충전량이 미리 정해진 충전량 하한에 미달하지 않도록 제한한다. 상한/하한 제한부(420)는 BESS(120)에 전력을 충전시키기 위해서 목표 발전량 설정부(230)에 의하여 설정된 목표 발전량을 갱신할 수 있다. 이때, 목표 발전량은 하한제약 알고리즘을 이용하여 갱신될 수 있다.When the charge amount of the
상기 하한제약 알고리즘은 BESS(120)에 전력을 충전시켜 BESS(120)의 충전량을 증가시키기 위해서 목표 발전량 설정부(230)에 의하여 설정된 목표 발전량을 감소시킬 수 있다.The lower limit algorithm may decrease the target generation amount set by the target generation
일 실시예에서, 하한제약 알고리즘은 전력 발전량의 표준편차를 이용하여 목표 발전량을 증가시킬 수 있다. 이때, 하한제약 알고리즘은 목표 발전량을 아래의 수식을 이용하여 구할 수 있다.In one embodiment, the lower limit algorithm may increase the target generation amount using the standard deviation of the generation amount. In this case, the lower limit constraint algorithm may obtain a target power generation amount using the following equation.
여기에서 a는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 상수, b는 양의 정수, WTPt는 시간 t에서의 목표 발전량, WTt-1는 시간 t-1에서의 전력 발전총량, WTPt-1는 시간 t-1에서의 목표 발전량, stdev는 전력 발전량의 표준편차를 나타낼 수 있다. t=0인 경우 WTPt-1 = WT0 으로 초기 설정한다.Where a is a constant greater than 0 and less than or equal to 1, b is a positive integer, WTP t is the target generation at time t, WT t-1 is the total power generation at time t-1, and WTP t-1 is The target generation at time t-1, stdev, can represent the standard deviation of power generation. If t = 0, initial setting to WTP t-1 = WT 0 .
일 실시예에서, b는 BESS(120)의 충전량에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, BESS(120)의 충전량이 22%인 경우 목표 발전량 설정부(230)는 b를 1로 설정하는 반면, BESS(120)의 충전량이 20%인 경우 b를 3으로 설정하여 목표 발전량을 보다 작은 값으로 갱신할 수 있다.In one embodiment, b may be determined according to the amount of charge of the
상한/하한 제한부(420)는 갱신된 목표 발전량이 전력 발전총량보다 작아지면 충/방전 제어부(410)에 의하여 BESS(120)가 전력을 충전하도록 할 수 있다.The upper limit /
파워정격 제한부(430)는 BESS(120)의 충전 전력량 또는 방전 전력량을 제한한다. BESS(120)의 충전 전력량 또는 방전 전력량이 BESS(120)의 정격을 초과하는 경우 파워정격 제한부(430)는 파워정격 모드를 선택하고, BESS(120)의 정격을 초과하지 않도록 제한한다. 파워정격 제한부(430)는 BESS(120)의 충전 전력량 또는 방전 전력량을 감소시키기 위해서 목표 발전량 설정부(230)에 의하여 설정된 목표 발전량을 갱신할 수 있다. 이때, 목표 발전량은 파워정격 제약 알고리즘을 이용하여 갱신될 수 있다.The power
상기 파워정격 제약 알고리즘은 BESS(120)의 충전 전력량 또는 방전 전력량을 감소시켜 BESS(120)의 정격에 맞도록 목표 발전량을 갱신할 수 있다.The power rating constraint algorithm may update the target power generation amount to match the rating of the
일 실시예에서, 파워정격 제약 알고리즘은 미리 정해진 제1 시간 구간 내에 측정된 전력 발전총량을 기초로 목표 발전량을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 파워정격 제약 알고리즘은 최근 1분 이내에 측정된 전력 발전총량을 기초로 목표 발전량을 갱신할 수 있다.In one embodiment, the power rating constraint algorithm may update the target generation amount based on the total amount of power generation measured within the first predetermined time interval. For example, the power rating constraint algorithm may update the target generation amount based on the total generation amount measured within the last minute.
파워정격 제한부(430)는 갱신된 목표 발전량과 전력 발전총량을 비교하여 충전 전력량 또는 방전 전력량을 갱신할 수 있다. 파워정격 제한부(430)는, 갱신된 충전 전력량 또는 방전 전력량이 BESS(120)의 정격을 초과하면, 미리 정해진 제2 시간 구간 내에 측정된 전력 발전총량을 기초로 목표 발전량을 재갱신할 수 있다. 이때, 제2 시간 구간은 제1 시간 구간보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 파워정격 제약 알고리즘은 최근 30초 이내에 측정된 전력 발전총량을 기초로 목표 발전량을 갱신할 수 있다.The power
파워정격 제한부(430)는, 갱신된 충전 전력량 또는 방전 전력량이 BESS(120)의 정격을 초과하지 않으면, 충/방전 제어부(410)에 의하여 BESS(120)가 충전 전력량 또는 방전 전력량만큼의 전력을 충전 또는 방전하도록 할 수 있다.If the updated charging power amount or the discharge power amount does not exceed the rating of the
다시 도 2를 참조하면, 이상 감지부(250)는 적어도 하나의 풍력 발전기(110)를 모니터링하여 에러 상태를 감지한다. 예를 들어, 적어도 하나의 풍력 발전기(110) 중 하나가 오작동을 하거나 정지하는 경우 이상 감지부(250)는 하나의 풍력 발전기(111)의 에러 상태를 감지하고 연계상태 차단부(260)에 에러 신호를 송신할 수 있다. 그리고, 이상 감지부(250)는 하나의 풍력 발전기(111)의 에러 상태에 관한 알림 메시지를 미리 저장되어 있는 관리자의 단말장치(미도시)로 송신하여 관리자의 빠른 대처를 도모할 수 있다.Referring back to FIG. 2, the
연계상태 차단부(260)는 이상 감지부(250)로부터 에러 신호를 수신하면 BESS(120)와의 연계를 차단한다. 이에 따라 BESS(120)는 적어도 하나의 풍력 발전기(110)와 재연계될 때까지 충/방전 동작을 수행하지 않고 적어도 하나의 풍력 발전기(110)의 사고로부터 안정성을 확보할 수 있다. 연계상태 차단부(260)는 보호계전장치, 차단기 등으로 구현될 수 있다.The link
도 5은 전력 발전총량을 기초로 산출된 목표 발전량을 설명하는 그래프와 도표이다.5 is a graph and a chart for explaining a target generation amount calculated based on the total amount of power generation.
도 5를 참조하면, 풍력 데이터는 1/20초 마다 측정된 전력 발전총량 및 측정시간을 포함할 수 있다. 그리고 초기 목표 발전량은 초기 전력 발전총량과 동일하게 설정할 수 있다.Referring to FIG. 5, the wind data may include a total amount of power generation and a measurement time measured every 1/20 second. And the initial target power generation amount can be set equal to the initial power generation total amount.
목표 발전량은 수학식 1을 이용하여 계산될 수 있다.The target power generation amount may be calculated using Equation 1.
수학식 1에서 a는 0.995로 설정하여 목표 발전량을 계산하면 도 5a와 같은 값을 얻을 수 있다. 도 5a를 그래프로 나타내면 전력 발전총량(510)은 불규칙하게 그려지고 목표 발전량(520)은 완만한 곡선으로 그려질 수 있다.In Equation 1, when a is set to 0.995 and a target power generation amount is calculated, a value as shown in FIG. 5A may be obtained. Referring to FIG. 5A, the total amount of
전력 관리 시스템(130)은 전력 발전총량(510)과 목표 발전량(520) 간에 발생한 갭(530)만큼의 전력을 BESS(120)에 충전 또는 방전하도록 BESS(120)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전력 발전총량(510)이 목표 발전량(520)보다 크면 전력 관리 시스템(130)은 갭(531)만큼의 전력을 BESS(120)에 충전하도록 BESS(120)를 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 전력 발전총량(510)이 목표 발전량(520)보다 작으면 전력 관리 시스템(130)은 갭(532)만큼의 전력을 BESS(120)에 방전하도록 BESS(120)를 제어할 수 있다.The
결과적으로 적어도 하나의 풍력 발전기(110)는 전력 관리 시스템(130)에 의하여 목표 발전량(520)과 같은 일정한 전력을 전력계통에 공급할 수 있다.As a result, the at least one
도 6은 도 2의 전력 관리 시스템에 의하여 전력을 관리하는 방법을 설명하는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of managing power by the power management system of FIG. 2.
도 6을 참조하면, 전력 관리 시스템(130)은 준비상태를 확인한다(S601). 전력 관리 시스템(130)은 초기값을 설정할 수 있고, 초기 운전 조건을 확인할 수 있다. 시스템 준비방법에 대한 구체적인 설명은 도 7에서 후술하도록 한다.Referring to FIG. 6, the
준비상태가 확인되면, 전력 관리 시스템(130)은 적어도 하나의 풍력 발전기(110)의 전력 발전총량을 기초로 목표 발전량을 설정한다(S602). 전력 관리 시스템(130)은 적어도 하나의 풍력 발전기(110) 각각으로부터 전력 발전량을 수집하여 적어도 하나의 풍력 발전기(110)의 전력 발전총량을 산출한다. 전력 관리 시스템(130)은 과거의 전력 발전총량을 기초로 향후의 전력 발전총량을 예측하고, 예측한 전력 발전총량을 적어도 하나의 풍력 발전기(110)의 목표 발전량으로 설정한다.When the ready state is confirmed, the
일 실시예에서, 전력 관리 시스템(130)은 측정시간의 역순으로 감소하는 평활 가중치를 각 전력 발전총량에 부여하여 평활 데이터를 생성하고, 각 평활 데이터를 더하여 목표 발전량을 구할 수 있다. 이때, 평활 가중치가 측정시간의 역순으로 감소하기 때문에 목표 발전량은 최근 풍력 데이터에 보다 높은 신뢰도를 부여하여 계산된 이동 평균값에 해당한다.In an embodiment, the
전력 관리 시스템(130)은 목표 발전량과 전력 발전총량을 비교하여 차이값이 컨트롤 데드 밴드(Control Dead Band, cdb)에 포함하는지 확인한다(S603). 발전량의 차이값이 컨트롤 데드 밴드에 포함되는 경우 전력 관리 시스템(130)은 BESS(120)의 충/방전 동작을 제어하지 않고, 적어도 하나의 풍력 발전기(110)가 발전한 전력을 전부 전력계통에 공급할 수 있다.The
전력 관리 시스템(130)은, 발전량의 차이값이 컨트롤 데드 밴드에 포함되지 않고 목표 발전량이 전력 발전총량보다 큰 경우, BESS(120)의 충전량을 확인한다(S603 및 S604). 전력 관리 시스템(130)은 목표 발전량이 전력 발전총량보다 크면 목표 발전량에 상응하는 전력을 전력계통에 공급하기 위해서 BESS(120)로부터 부족한 전력을 공급받을 것을 결정할 수 있다. 이때, 전력 관리 시스템(130)은 BESS(120)에 저장되어 있는 전력을 방전하도록 BESS(120)를 제어할 수 있다.The
그러나, BESS(120)에 저장된 전력이 충전량 하한에 미달하게 되면 전력 관리 시스템(130)은 시스템의 안정적 운영을 위하여 하한제약 모드를 선택하여 BESS(120)에 전력을 충전하도록 BESS(120)를 제어한다(S605 및 S606). 전력 관리 시스템(130)은 BESS(120)에 전력을 충전하여 충전량을 증가시키기 위해서 하한제약 알고리즘을 수행한다. 하한제약 알고리즘은 전력 발전량의 표준편차를 이용하여 목표 발전량을 감소시킬 수 있다. 이때, 감소된 목표 발전량이 전력 발전총량보다 작아지면 전력 관리 시스템(130)은 목표 발전량만큼의 전력을 전력계통에 출력하기 위해서 발전량 차이만큼의 전력을 충전하도록 BESS(120)를 제어할 수 있다. 이에 따라, BESS(120)의 충전량은 증가하게 된다.However, when the power stored in the
일 실시예에서, 전력 관리 시스템(130)은 BESS(120)의 충전량이 초기값 설정부(310)에 의하여 미리 설정된 최대 충전량이 될 때까지 하한제약 알고리즘을 반복 수행하여 목표 발전량을 감소시킬 수 있고, 갱신된 목표 발전량을 출력하기 위해서 BESS(120)가 잉여 전력을 충전하도록 제어할 수 있다.In one embodiment, the
전력 관리 시스템(130)은, BESS(120)에 저장된 전력이 충전량 하한 이상이면, 방전 전력량이 BESS(120)의 정격을 초과하는지 확인한다(S607). 방전 전력량이 BESS(120)의 정격을 초과하는 경우, 전력 관리 시스템(130)은 방전 전력량을 BESS(120)의 정격에 맞추기 위해서 파워제약 모드를 선택하여 목표 발전량을 갱신한다(S608). 여기에서, 방전 전력량은 목표 발전량과 전력 발전총량 차이만큼의 전력에 상응한다. 전력 관리 시스템(130)은 방전 전력량이 BESS(120)의 정격 이내가 되도록 목표 발전량을 갱신한다. 이때, 목표 발전량은 파워정격 제약 알고리즘을 이용하여 갱신될 수 있다. If the power stored in the
상기 파워정격 제약 알고리즘은 미리 정해진 제1 시간 구간에 측정한 전력 발전총량을 기초로 목표 발전량을 갱신할 수 있다. 그리고 전력 관리 시스템(130)은 갱신된 목표 발전량과 전력 발전총량을 기초로 방전 전력량을 갱신하고, 갱신된 방전 전력량이 BESS(120)의 정격 이내인지 재확인할 수 있다.The power rating constraint algorithm may update the target generation amount based on the total amount of power generation measured in the first predetermined time interval. The
갱신된 방전 전력량이 BESS(120)의 정격보다 크다면, 전력 관리 시스템(130)은 미리 정해진 제2 시간 구간에 측정한 전력 발전총량을 기초로 목표 발전량을 재갱신할 수 있다. 이때, 제2 시간 구간은 제1 시간 구간보다 짧을 수 있다. 전력 관리 시스템(130)은 방전 전력량이 BESS(120)의 정격 이내가 될 때까지 시간 구간을 줄여가면서 목표 발전량을 갱신할 수 있다.If the updated discharge power amount is larger than the rating of the
전력 관리 시스템(130)은, 방전 전력량이 BESS(120)의 정격을 초과하지 않는 경우, 방전 전력량만큼의 전력을 방전하도록 BESS(120)를 제어한다(S609).When the amount of discharge power does not exceed the rating of the
전력 관리 시스템(130)은, 목표 발전량과 전력 발전총량의 차이값이 컨트롤 데드 밴드에 포함되지 않고 목표 발전량이 전력 발전총량보다 작은 경우, BESS(120)의 충전량을 확인한다(S603 및 S604).The
BESS(120)에 저장된 전력이 충전량 상한을 초과하게 되면 전력 관리 시스템(130)은 시스템의 안정적 운영을 위하여 상한제약 모드를 선택하여 BESS(120)로부터 전력을 방전하도록 BESS(120)를 제어한다(S610 및 S606). 전력 관리 시스템(130)은 BESS(120)의 충전량을 감소시키기 위해서 상한제약 알고리즘을 이용하여 목표 발전량을 갱신할 수 있다. 상기 상한제약 알고리즘은 전력 발전량의 표준편차를 이용하여 목표 발전량을 증가시킬 수 있다. 이때, 증가된 목표 발전량이 전력 발전총량보다 커지면 전력 관리 시스템(130)은 목표 발전량만큼의 전력을 전력계통에 출력하기 위해서 발전량 차이만큼의 전력을 방전하도록 BESS(120)를 제어할 수 있다. 이에 따라, BESS(120)의 충전량은 감소하게 된다.When the power stored in the
일 실시예에서, 전력 관리 시스템(130)은 BESS(120)의 충전량이 미리 설정된 최소 충전량이 될 때까지 상한제약 알고리즘을 반복 수행하여 목표 발전량을 증가시킬 수 있다.In one embodiment, the
전력 관리 시스템(130)은, BESS(120)에 저장된 전력이 충전량 상한 미만이면, 충전 전력량이 BESS(120)의 정격을 초과하는지 확인한다(S611). 충전 전력량이 BESS(120)의 정격을 초과하는 경우, 전력 관리 시스템(130)은 충전 전력량을 BESS(120)의 정격에 맞추기 위해서 파워제약 모드를 선택하여 목표 발전량을 갱신한다(S608). 여기에서, 충전 전력량은 목표 발전량과 전력 발전총량 차이만큼의 전력에 상응한다. 전력 관리 시스템(130)은 충전 전력량이 BESS(120)의 정격 이내가 되도록 파워정격 제약 알고리즘을 이용하여 목표 발전량을 갱신할 수 있다. 여기에서, 파워정격 제약 알고리즘은 상술한 S608과 동일하게 수행된다.If the power stored in the
전력 관리 시스템(130)은, 충전 전력량이 BESS(120)의 정격을 초과하지 않는 경우, 충전 전력량만큼의 전력을 방전하도록 BESS(120)를 제어한다(S612). 전력 관리 시스템(130)은 S601 내지 S614를 제어 주기마다 반복하여 실행한다.When the amount of charging power does not exceed the rating of the
한편, 도 6에서는 도시되어 있지 않지만, 전력 관리 시스템(130)은 새로운 풍력 발전기를 추가적으로 연계하는 과정을 더 포함할 수 있다. 먼저, 새로운 풍력 발전기가 추가적으로 연계되면, 전력 관리 시스템(130)은 새로운 풍력 발전기의 전력 발전량을 수집할 수 있다. 전력 관리 시스템(130)은 새로운 풍력 발전기의 전력 발전량이 일정개수만큼 수집되면, 적어도 하나의 풍력 발전기(110)의 전력 발전총량에 새로운 풍력 발전기의 전력 발전량을 가산하여 전력 발전총량을 산출할 수 있다. 여기에서, 일정개수는 관리자에 의하여 미리 설정될 수 있으며, 목표 발전량을 설정하기 위한 최소 데이터 개수에 해당한다. 전력 관리 시스템(130)은 산출된 전력 발전총량을 기초로 풍력 데이터를 갱신할 수 있다.Meanwhile, although not shown in FIG. 6, the
또한, 전력 관리 시스템(130)은 적어도 하나의 풍력 발전기(110)를 모니터링하고, 모니터링 결과 하나 이상의 풍력 발전기에 이상이 발생한 경우 해당 풍력 발전기와의 연계를 차단하는 과정을 더 포함할 수 있다. 먼저, 하나 이상의 풍력 발전기에 이상이 발생하면, 전력 관리 시스템(130)은 BESS(120)와 하나 이상의 풍력 발전기 간의 연계를 차단하도록 BESS(120)를 제어할 수 있다. 그리고, 전력 관리 시스템(130)은 적어도 하나의 풍력 발전기(110)의 전력 발전총량에서 상기 하나 이상의 풍력 발전기의 전력 발전량을 감산하여 전력 발전총량을 산출할 수 있다. 전력 관리 시스템(130)은 산출된 전력 발전총량을 기초로 풍력 데이터를 갱신할 수 있다.In addition, the
도 7은 시스템 준비방법을 설명하는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a system preparation method.
도 7을 참조하면, 먼저 전력 관리 시스템(130)은 적어도 하나의 풍력 발전기(110) 또는 BESS(120)의 구동상태 및 연계상태를 확인한다(S701). 예컨대, 전력 관리 시스템(130)은 적어도 하나의 풍력 발전기(110) 각각에 전력 발전량 정보를 요청하거나 BESS(120)에 에너지 저장장치의 충전량 정보를 요청할 수 있고, 이에 대한 응답여부에 따라 구동상태 및 연계상태를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, first, the
적어도 하나의 풍력 발전기(110) 또는 BESS(120)의 구동상태 및 연계상태가 확인되면, 전력 관리 시스템(130)은 시간 구간, 제어주기, 에너지 저장장치의 최소 충전량 및 최대 충전량 중 적어도 하나를 초기값으로 설정한다(S702).When the driving state and the connected state of the at least one
전력 관리 시스템(130)은 풍력 데이터가 일정 개수를 초과하는지 확인한다(S703). 전력 관리 시스템(130)은 목표 발전량을 설정하기 위하여 필요한 최소한의 데이터 개수를 미리 설정할 수 있다.The
풍력 데이터가 일정 개수를 초과하면, 전력 관리 시스템(130)은 BESS(120)의 충전량이 초기 설정한 최소 충전량과 최대 충전량 사이에 포함되어 있는지 확인한다(S704). BESS(120)의 충전량이 최소 충전량에 미달하면, 전력 관리 시스템(130)은 적어도 하나의 풍력 발전기(110)에 의하여 생산된 전력을 에너지 저장장치에 충전하도록 BESS(120)를 제어한다(S705 및 S706). BESS(120)의 충전량이 최대 충전량을 초과하면, 전력 관리 시스템(130)은 BESS(120)로부터 전력을 방전하도록 BESS(120)를 제어한다(S705 및 S707).If the wind data exceeds a certain number, the
BESS(120)의 충전량이 최소 충전량과 최대 충전량 사이에 포함되면, 전력 관리 시스템(130)은 시스템 준비를 종료하고 BESS(120)에 대한 제어를 개시한다.If the charge amount of the
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 출원의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims It can be understood that
Claims (19)
상기 풍력 데이터 중 과거의 일정시간 내에 있는 풍력 데이터에 대한 이동 평균값을 계산하여 상기 적어도 하나의 풍력 발전기의 전력 발전총량으로 예측하고, 상기 예측한 전력 발전총량을 상기 적어도 하나의 풍력 발전기의 목표 발전량으로 설정하는 목표 발전량 설정부; 및
상기 목표 발전량과 전력 발전총량의 차이값을 BESS(Battery Energy Storage System)에 충전시키는 충전 모드 및 상기 차이값을 BESS로부터 방전시키는 방전 모드 중 하나를 선택하도록 상기 BESS를 제어하는 충/방전 제어부를 포함하고,
상기 목표 발전량 설정부는 상기 풍력 데이터의 시간별 역순으로 감소하는 평활 가중치를 해당 전력 발전총량에 부여하여 생성된 평활 데이터를 기초로 상기 이동 평균값을 계산하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.A wind data management unit which collects power generation from each of at least one wind generator and generates and manages wind data including a total power generation of the at least one wind generator;
The moving average value of the wind data within a predetermined time period among the wind data is calculated and predicted as the total power generation amount of the at least one wind generator, and the predicted total power generation amount as the target generation amount of the at least one wind generator. A target generation amount setting unit for setting; And
And a charge / discharge control unit controlling the BESS to select one of a charging mode for charging a difference value between the target generation amount and the total power generation amount to a battery energy storage system (BESS) and a discharge mode for discharging the difference value from the BESS. and,
The target power generation amount setting unit calculates the moving average value based on the smoothing data generated by applying a smoothing weight to the corresponding power generation total amount which decreases in the reverse order of time of the wind data.
를 이용하여 결정되고, 여기에서 a는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 상수, b는 1보다 크거나 같은 상수, WTPt는 시간 t에서의 목표 발전량, WTt-1 는 시간 t-1에서의 전력 발전총량, WTPt-b는 시간 t-b에서의 목표 발전량을 나타내는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The method of claim 1, wherein the target amount of power generation
Where a is a constant greater than 0 and less than or equal to 1, b is a constant greater than or equal to 1, WTP t is the target power generation at time t, and WT t-1 at time t-1 The total power generation amount, WTP tb is a power management system, characterized in that it represents the target generation amount at time tb.
상기 설정된 목표 발전량이 상기 전력 발전총량보다 큰 경우 상기 차이값을 BESS로부터 방전하도록 상기 방전 모드를 선택하거나,
상기 설정된 목표 발전량이 상기 전력 발전총량보다 작은 경우 상기 차이값을 BESS에 충전하도록 상기 충전 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The method of claim 1, wherein the charge / discharge control unit
Selecting the discharge mode to discharge the difference value from the BESS when the set target generation amount is greater than the total power generation amount;
And selecting the charging mode to charge the difference value to the BESS when the set target generation amount is smaller than the total power generation amount.
상기 설정된 목표 발전량과 상기 전력 발전총량의 차이값이 미리 정해진 컨트롤 데드 밴드(Control Dead Band)를 벗어나면 충전하거나 방전하도록 상기 BESS를 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The method of claim 1, wherein the charge / discharge control unit
And controlling the BESS to charge or discharge when the difference between the set target generation amount and the total amount of power generation is out of a predetermined control dead band.
상기 BESS의 충전량이 미리 정해진 충전량 상한을 초과하지 않도록 제한하는 상한제약 모드 및 상기 BESS의 충전량이 미리 정해진 충전량 하한에 미달하지 않도록 제한하는 하한제약 모드 중 적어도 하나를 선택하여 상기 BESS의 충전량이 일정 범위 내에 유지되도록 상기 BESS를 제어하는 상한/하한 제한부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The method of claim 1,
The amount of filling of the BESS is selected by selecting at least one of an upper limit constraint mode for limiting the filling amount of the BESS so as not to exceed a predetermined filling amount upper limit and a lower limit constraint mode for limiting the filling amount of the BESS not to fall below a predetermined filling amount lower limit. And an upper limit / lower limit limiter for controlling the BESS to be maintained within the system.
상기 BESS의 충전량이 상기 충전량 상한을 초과하는 경우 상기 상한제약 모드를 선택하여 상기 목표 발전량을 증가시키고, 상기 증가한 목표 발전량과 상기 전력 발전총량의 차이값을 상기 BESS로부터 방전하도록 하여 상기 BESS의 충전량을 감소시키거나, 상기 BESS의 충전량이 상기 충전량 하한에 미달하는 경우 상기 하한제약 모드를 선택하여 상기 설정된 목표 발전량을 감소시키고, 상기 감소한 목표 발전량과 상기 전력 발전총량의 차이값을 상기 BESS에 충전하도록 하여 상기 BESS의 충전량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The method of claim 6, wherein the upper limit / lower limit is
When the charging amount of the BESS exceeds the upper limit of the charging amount, the upper limit constraint mode is selected to increase the target generation amount, and the difference between the increased target generation amount and the total power generation amount is discharged from the BESS to reduce the charging amount of the BESS. Reduce or, if the charge amount of the BESS is less than the lower limit of the charge amount, select the lower limit mode to reduce the set target power generation amount, and charge the BESS with the difference between the reduced target power generation amount and the total power generation amount. The power management system, characterized in that for increasing the charge amount of the BESS.
상기 상한 제약 모드는 상기 목표 발전량을
를 이용하여 증가시키고, 여기에서 a는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 상수, WTPt는 시간 t에서의 목표 발전량, WTt-1 는 시간 t-1에서의 전력 발전총량, WTPt-1는 시간 t-1에서의 목표 발전량, b는 0보다 큰 정수, stdev는 상기 풍력 데이터 관리부에 저장된 전력 발전총량의 표준편차를 나타내는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The method of claim 7, wherein
The upper limit constraint mode sets the target power generation amount.
, Where a is a constant greater than 0 and less than or equal to 1, WTP t is the target generation at time t, WT t-1 is the total power generation at time t-1, and WTP t-1 is A target power generation amount at time t-1, b is an integer greater than 0, and stdev represents a standard deviation of the total amount of power generation stored in the wind data management unit.
상기 하한 제약 모드는 상기 목표 발전량을
를 이용하여 감소시키고, 여기에서 a는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 상수, WTPt는 시간 t에서의 목표 발전량, WTt-1 는 시간 t-1에서의 전력 발전총량, WTPt-1는 시간 t-1에서의 목표 발전량, b는 0보다 큰 정수, stdev는 상기 풍력 데이터 관리부에 저장된 전력 발전량의 표준편차를 나타내는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The method of claim 7, wherein
The lower limit constraint mode sets the target power generation amount.
Is reduced to a, where a is a constant greater than 0 and less than or equal to 1, WTP t is the target generation at time t, WT t-1 is the total power generation at time t-1, and WTP t-1 is A target power generation amount at time t-1, b is an integer greater than 0, and stdev represents a standard deviation of power generation amount stored in the wind data management unit.
상기 차이값이 상기 BESS의 정격을 초과하면 파워정격 제약 모드를 선택하여 상기 충/방전 제어부에 의하여 상기 BESS에 충전 또는 방전되는 전력량을 제한하는 파워정격 제한부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The method of claim 1,
The power management system further comprises a power rating limiting unit for limiting the amount of power charged or discharged to the BESS by the charge / discharge control unit by selecting a power rating constraint mode when the difference value exceeds the rating of the BESS. .
미리 정해진 제1 시간 구간 내에 측정된 전력 발전총량을 기초로 목표 발전량을 갱신하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The power rating constraint mode of claim 10, wherein:
The power management system, characterized in that for updating the target amount of generation based on the total amount of power generation measured in the first predetermined time interval.
상기 BESS의 제어 주기, 상기 BESS의 최소 충전량 및 최대 충전량 중 적어도 하나를 설정하는 초기값 설정부; 및
상기 적어도 하나의 풍력 발전기와의 연계상태, 상기 BESS와의 연계상태, 상기 풍력 데이터의 개수 및 상기 BESS의 충전량을 점검하여 초기 준비 상태를 확인하는 초기 상태 확인부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The method of claim 1,
An initial value setting unit configured to set at least one of a control cycle of the BESS, a minimum charge amount and a maximum charge amount of the BESS; And
The power management system further comprises an initial state checking unit for checking an initial state of the connection by checking the connection state with the at least one wind generator, the connection state with the BESS, the number of wind data and the charge amount of the BESS. .
상기 충/방전 제어부의 제어하에 상기 전력을 충전 저장하고, 저장된 상기 전력을 방전하는 상기 BESS를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The method of claim 1,
And the BESS for charging and storing the power under the control of the charge / discharge control unit and discharging the stored power.
상기 적어도 하나의 풍력 발전기 중 하나 이상의 에러 상태를 감지하고, 상기 에러 상태가 발생하면 에러 신호 또는 에러 상태 메시지를 생성하고, 에러 상태 메시지를 미리 설정된 관리자의 단말장치에 리포팅하는 이상 감지부; 및
상기 이상 감지부로부터 상기 에러 신호를 수신하면 상기 BESS와 상기 하나 이상의 풍력 발전기 간의 연계를 차단하도록 상기 BESS를 제어하는 연계상태 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 시스템.The method of claim 1,
An abnormality detection unit for detecting at least one error state of the at least one wind generator, generating an error signal or an error state message when the error state occurs, and reporting the error state message to a terminal device of a preset manager; And
And a linkage state blocking unit for controlling the BESS to block the linkage between the BESS and the at least one wind generator when receiving the error signal from the abnormality detecting unit.
상기 풍력 데이터에 대한 평활 가중치를 해당 전력 발전량에 부여하여 평활 데이터를 생성하며, 상기 평활 데이터를 기초로 상기 적어도 하나의 풍력 발전기의 목표 발전량을 설정하는 단계; 및
상기 목표 발전량과 전력 발전총량을 비교하여 그 차이값을 BESS에 충전시키는 충전 모드 및 상기 차이값을 상기 BESS로부터 방전하는 방전 모드 중 하나를 선택하여 상기 BESS를 제어하는 단계를 포함하는 전력 관리 방법.Generating wind data including a total power generation amount of the at least one wind generator;
Generating smoothing data by applying a smoothing weight to the wind power to a corresponding power generation amount, and setting a target power generation amount of the at least one wind generator based on the smoothing data; And
Comparing the target generation amount with the total amount of power generation and selecting one of a charging mode for charging the difference value to the BESS and a discharge mode for discharging the difference value from the BESS to control the BESS.
상기 적어도 하나의 풍력 발전기의 이상 상태를 감지하여 상기 이상 상태가 감지된 풍력 발전기를 제외하고, 상기 풍력 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.The method of claim 15, wherein generating the wind power data
And detecting the abnormal state of the at least one wind generator to generate the wind data except for the wind generator in which the abnormal state is detected.
신규 풍력 발전기가 추가적으로 연계되면, 상기 신규 풍력 발전기의 전력 발전량을 가산하여 상기 풍력 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.The method of claim 15, wherein generating the wind power data
When the new wind generator is further linked, the power management method characterized in that for generating the wind data by adding the power generation amount of the new wind generator.
상기 충전 모드가 선택되면, 상기 BESS의 충전량을 확인하여 상기 BESS의 충전량이 미리 정해진 충전량 상한을 초과하는 경우 상기 BESS에 전력을 충전하는 것을 제한하고 상기 BESS로부터 전력을 방전시키는 하한제약 모드를 선택하여 상기 BESS의 충전량을 감소시키거나, 상기 방전 모드가 선택되면, 상기 BESS의 충전량을 확인하여 상기 BESS의 충전량이 미리 정해진 충전량 하한에 미달하는 경우 상기 BESS로부터 전력을 방전하는 것을 제한하고 상기 BESS에 전력을 충전시키는 상한제약 모드를 선택하여 상기 BESS의 충전량을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.16. The method of claim 15,
When the charging mode is selected, the charging amount of the BESS is checked to limit the charging of power to the BESS when the charging amount of the BESS exceeds a predetermined charging limit, and selects a lower limit mode that discharges power from the BESS. If the amount of charge of the BESS is reduced or the discharge mode is selected, the amount of charge of the BESS is checked to limit the discharge of power from the BESS when the amount of charge of the BESS is less than a predetermined charge limit, and the power is supplied to the BESS. Selecting an upper limit constraint mode to charge the power management method further comprising the step of increasing the amount of charge of the BESS.
상기 목표 발전량에 상기 풍력 발전기로부터 수신한 전력 발전총량의 표준편차를 이용하여 상기 목표 발전량을 감소시키거나 증가시키는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.19. The method of claim 18 wherein the increasing step
And reducing or increasing the target amount of generation using the standard deviation of the total amount of power generation received from the wind generator to the target amount of generation.
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