KR101496187B1 - 가상 발전소 서비스 장치 및 방법 - Google Patents

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(주)대연씨앤아이
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Abstract

발명의 실시예에 따른 가상 발전소 서비스 장치는 원격지에 위치하여 개별 발전량 중 잉여 발전분을 전력 사업자로 판매하는 복수 유닛에 대한 전력 생산량, 전력 소비량 및 축전량의 적어도 하나의 정보를 수신하여 확인하고, 상기 유닛들에 잉여 발전분의 판매를 요청하는 정보를 제공하며, 판매에 따른 판매 비용 정보를 수신하는 유닛 관리부; 상기 전력 사업자로부터 수신한 전력을 저장하고, 상기 저장된 전력을 상기 전력 사업자로 제공하는 축전부; 상기 축전부에 저장되어 있는 전력량을 확인하고, 상기 유닛이 판매한 판매 비용에 해당하는 전력을 기 설정된 구매 시점에 상기 전력 사업자로부터 구매하여 상기 축전부에 축전하도록 하며, 전력의 구매 및 판매량을 관리하는 축전 관리부; 및 상기 전력 사업자의 전력 생산량, 예비 전력량, 전력 비용 중 적어도 하나를 확인하며, 상기 축전부에 축전된 전력을 상기 전력 사업자로 판매하여 상기 유닛이 상기 전력 사업자로부터 전력을 공급받을 수 있도록 하는 전력 사업자 관리부;를 포함한다.

Description

가상 발전소 서비스 장치 및 방법{Apparatus for virtual power plant service and method therefor}
본 발명은 가상 발전소(VPP: Virtual Power Plant) 서비스 장치 및 방법에 대한 것으로, 보다 자세하게는 스마트 그리드를 이용하여 과다 생산되는 전력을 활용하는 가상 발전소 서비스 장치 및 방법에 관한 것이다.
기존에는 댁내의 에너지 절감을 위하여 소비 효율 등급이 높은 가전제품을 사용하거나, 소비자가 직접 전원을 차단하여 대기 전력을 차단하는 등의 수동적인 형태를 취하였다.
오늘날에는 스마트 가전을 이용함에 따라, 스마트 가전으로 실시간 가격 정보를 수신하여 가격이 높은 시간의 경우 스마트 가전을 절전 모드로 운전하고, 가격이 낮은 시간의 경우 정상적으로 운행할 수 있다.
스마트 그리드(Smart grid)는, '발전-송전·배전-판매'의 단계로 이루어지던 기존의 단방향 전력망에 정보기술을 접목하여 전력 공급자와 수요자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 '지능형 전력망'을 가리킨다. 발전소와 송전·배전 시설과 전력 수요자를 정보통신망으로 연결하고 양방향으로 공유하는 정보를 통하여 전력시스템 전체가 효율적으로 작동하는 것이 기본 개념이다.
이를 활용하여 전력 공급자는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하여 공급량을 탄력적으로 조절할 수 있고, 전력 수요자는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악함으로써 이에 맞게 요금이 비싼 시간대를 피하여 사용 시간과 사용량을 조절할 수 있으며, 태양광 발전이나 연료전지, 전기자동차의 전기에너지 등 가정에서 생산되는 전기를 판매할 수도 있게 된다.
또한 지능형 전력망인 스마트 그리드는 자동조정 시스템으로 운영되므로 고장 요인을 사전에 감지하여 정전을 최소화하고, 기존 전력시스템과는 달리 다양한 전력 공급자와 수요자가 직접 연결되는 분산형 전원체제로 전환되면서 풍량과 일조량 등에 따라 전력 생산이 불규칙한 한계를 지닌 신 재생 에너지 활용도가 증대된다. 이와 같은 신 재생 에너지 활용도가 높아지면 화력 발전소를 대체하여 온실가스와 오염물질을 줄일 수 있게 되어 환경문제를 해소하는 데도 도움이 될 것으로 예측되고 있다.
에너지 절감 기술은 댁내 에너지 사용량 감시 및 제어를 위한 가정용 에너지 관리 시스템에 대한 연구가 진행중이나, 주로 에너지 수급 관점의 에너지 관리 방법을 제시하고 있으며, 일반적인 에너지 절감 기술은 댁내 에너지를 취합하여 가상 발전소에 저장하고 이를 활용하여 에너지를 수급하고 거래하는 기능을 제공하지 못하고 있다.
본 발명은 유닛에서 과다생산되는 전력을 판매하고, 이후 전력의 비용이 높은 시점에 재구매하여 전력을 제공함으로써 전력을 효과적으로 운용할 수 있는 가상 발전소 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 신재생 에너지를 전력 계통에 공급하는 형태의 수요 반응에 대한 에너지 정보를 수집하는 것을 목적으로 한다.
발명의 실시예에 따른 가상 발전소 서비스 장치는 원격지에 분산 위치하며 개별적으로 전력을 발전하고 전력 사업자 장치로부터 전력을 구매하여 소비하는 독립적 유닛들과 정보만을 교환하는 것으로, 유닛들과의 직접적 전력 선로의 연결 없이도 각 유닛들의 잉여 발전 전력을 전력 사업자 장치에 판매하고 그 판매 비용보다 높은 금액만큼 각 유닛들이 전력 사업자 장치로부터 전력을 수신할 수 있도록 관리하는 가상 발전소 서비스 장치로서, 각 유닛의 개별 발전량 중 잉여 발전분을 각각 개별적으로 전력 사업자 장치로 판매하는 복수 유닛에 대한 전력 생산량, 전력 소비량 및 축전량의 적어도 하나의 정보를 수신하여 확인하고, 상기 유닛들에 잉여 발전분의 판매를 요청하는 정보를 제공하며, 판매에 따른 판매 비용 정보를 수신하는 유닛 관리부; 상기 전력 사업자 장치로부터 수신한 전력을 저장하고, 상기 저장된 전력을 상기 전력 사업자 장치로 제공하는 축전부; 상기 축전부에 저장되어 있는 전력량을 확인하고, 상기 원격지에 분산된 복수 유닛이 판매한 판매 비용에 해당하는 전력을 기 설정된 구매 시점에 상기 전력 사업자 장치로부터 구매하여 상기 축전부에 축전하도록 하며, 전력의 구매 및 판매량을 관리하는 축전 관리부; 및 상기 전력 사업자 장치의 전력 생산량, 예비 전력량, 전력 비용 중 적어도 하나를 확인하며, 상기 축전부에 축전된 전력을 상기 전력 사업자 장치로 판매하여 얻은 금액중 잉여 발전분을 판매한 각 유닛의 판매 정보를 기초로 산출한 금액에 대응되는 만큼 상기 각 유닛이 상기 전력 사업자 장치로부터 전력을 공급받을 수 있도록 대리 구매하는 전력 사업자 관리부;를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 축전부에 저장되어 있는 전력을 상기 전력 사업자 장치로 판매하는 시점을 복수의 기준으로 관리하는 판매 시점 관리부;를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서 유닛 관리부는 상기 유닛의 축전량이 미리 정해진 값을 초과하는 경우, 상기 유닛들에 잉여 발전분을 상기 전력 사업자 장치로 판매하도록 요청한다.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 유닛 관리부는 상기 유닛의 전력 소비량이 미리 정해진 값을 초과하는 경우, 상기 전력 사업자 장치로부터 전력을 구입하여 상기 유닛으로 공급될 수 있도록 한다.
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발명의 실시예에 따른 가상 발전소 서비스 방법은 원격지에 분산 위치하며 개별적으로 전력을 발전하고 전력 사업자 장치로부터 전력을 구매하여 소비하는 독립적 유닛들과 정보만을 교환하는 것으로, 유닛들과의 직접적 전력 선로의 연결 없이도 각 유닛들의 잉여 발전 전력을 전력 사업자 장치에 판매하고 그 판매 비용보다 높은 금액만큼 각 유닛들이 전력 사업자 장치로부터 전력을 수신할 수 있도록 관리하는 가상 발전소 서비스 장치의 가상 발전소 서비스 방법으로서, 가상 발전소 서비스 장치가 원격지에 분산된 개별 유닛이 해당 유닛에서 과다 생산된 전력을 전력 사업자 장치로 판매한 정보를 수신하는 단계; 상기 가상 발전소 서비스 장치가 전력 사업자 장치로부터 상기 유닛이 판매한 전력에 대한 대금에 해당하는 전력을 기 설정된 구매 시점에 상기 전력 사업자 장치로부터 구매하여 직접 관리하는 축전부에 저장하는 단계; 상기 가상 발전소 서비스 장치가 미리 정해진 기준을 만족하는 경우 상기 직접 관리하는 축전부에 저장된 전력을 전력 사업자 장치로 판매하는 단계; 및 상기 가상 발전소 서비스 장치가 상기 축전부에 저장된 전력을 판매한 금액 중 상기 잉여 발전 전력을 판매한 각 유닛의 판매 정보를 기초로 산출한 금액에 대응되는 만큼 상기 각 유닛이 상기 전력 사업자 장치로부터 전력을 공급받을 수 있도록 대리 구매하는 단계를 포함한다.
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본 발명은 유닛에서 과다생산되는 전력을 판매하고, 이후 전력의 비용이 높은 시점에 재구매하여 전력을 제공함으로써 전력을 효과적으로 운용할 수 있는 가상 발전소 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 신 재생 에너지를 전력 계통에 공급하는 형태의 수요 반응에 대한 에너지 정보를 수집할 수 있다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 가상 발전소 시스템의 구성도이다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 가상 발전소 서비스 장치의 구성도이다.
도 3은 발명의 실시예에 따른 가상 발전소 시스템의 시간별 전력 공급 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 시간별 전력 공급 및 수요를 나타내는 그래프이다.
도 5는 발명의 실시예에 따른 시간별 전력 공급 및 수요를 나타내는 그래프이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 가상 발전소 시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 발명의 실시예에 따른 가상 발전소 시스템은 가상 발전소 서비스 장치(100), 유닛(200) 및 전력 사업자(300)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 가상 발전소 시스템의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 가상 발전소 시스템이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 가상 발전소 시스템이 구현될 수도 있다.
유닛(200)은 일반 주거지 또는 비지니스 센터를 포함할 수 있으며, 전력을 생산, 소비 및 저장한다. 이에 따라 유닛(200)은 전력을 생산하는 전력 생산부(205), 생산된 전력을 저장하는 축전지(210)를 포함할 수 있다.
전력 생산부(205)는 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 태양전지로 구성될 수 있으나 풍력을 이용할 수도 있으며, 생산 방법에 대해 한정하지는 않는다.
전력 생산부(205)가 태양전지인 경우, 태양전지는 복수의 태양광 모듈 및 정션 박스(Junction Box)를 포함하는 태양광 패널, 직렬 연결된 복수의 태양광 패널로 구성되는 복수의 스트링을 전기적으로 연결 또는 단절하는 하나 이상의 스위치를 포함하는 스위칭부, 복수의 스트링과 연결되어 스위치의 개폐에 따라 변경되는 송전 경로로 스트링들이 발전하는 전기를 수집하여 인버터로 제공하는 접속반 및 접속반으로부터 전송되는 각 스트링의 전압 정보에 따라 접속반이 스위치를 개폐하도록 제어하는 모니터링부를 포함할 수 있다.
이때, 정션 박스는 태양광 패널에 구성되는 각 태양광 모듈별 전압 정보 및 바이패스 다이오드(By-pass Diode)의 바이패스 정보를 모니터링부로 전송한다.
각 태양광 모듈별 전압 정보 및 바이패스 정보를 수신한 모니터링부는 기 저장된 배치 태양광 패널별 태양광 모듈의 위치 정보를 기반으로 정션 박스가 전송하는 각 태양광 모듈별 전압의 변화 및 바이패스 정보를 기 설정된 기준과 비교하여 각 태양광 패널의 이상 유무를 판단하고, 이상 유무의 판단 결과에 따라 스위치의 개폐를 제어한다.
기 설정된 기준은 음영 상황이나 고장 상황이 발생한 태양광 패널이나 태양광 모듈을 포함하지 않은 정상 스트링의 출력 전압인 것이 바람직하다.
접속반이 모니터링부로 전송하는 전압 정보는 각 스트링별 전압 값이나 전압의 변화 값일 수 있다.
또한, 접속반은 각 스트링별 전류/전력 값, 전류/전력 변화 값이나 태양광 발전 효율에 대해 기 설정된 기준에 따른 각 스트링별 이상 정보를 모니터링부로 전송할 수도 있다.
정션 박스가 모니터링부로 전송하는 전압 정보는 각 태양광 모듈별 전압 값이나 전압의 변화 값일 수 있다.
더불어, 정션 박스는 각 태양광 모듈별 전류/진력 값 또는 전류/전력 변화 값이나 태양광 발전 효율에 대해 기 설정된 기준에 따른 각 스트링별 이상 정보를 모니터링부로 전송할 수도 있다.
축전지(210)는 전력 생산부(205)에서 생산된 전력에서 사용되는 전력을 제외한 전력을 저장하는 기능을 수행하며, 캐패시터를 포함할 수 있다. 축전지(210)는 일정 용량의 전하를 저장할 수 있으며, 유닛(200)의 종류에 따라 축전지(210)의 용량은 상이하게 설정될 수 있다.
축전지(210)는 전력 사업자(300)와 연결되어 축전지(210)에 저장된 전하를 송신할 수 있고, 반대로 전력 사업자(300)로부터 전력을 수신할 수도 있다.
가상 발전소 서비스 장치(100)는 유닛(200) 및 전력 사업자(300)와 연결되어 이들을 통합 관리하고, 전력 사업자(300)와 전력을 매매하며, 전력의 판매관리 및 수익분배를 담당한다.
또한, 가상 발전소 서비스 장치(100)는 유닛(100)에 대한 식별 정보를 저장하고 유닛(100)에서 생산되어 전력 사업자(300)로 판매된 전력 정보를 저장하며, 전력 사업자(300)로 하여금 유닛(200)에 전력을 공급하게 한다.
전력 사업자(300)는 전력을 생산 및 저장하고 이를 가상 발전소 서비스 장치(100) 및 유닛(200)에 공급하는 역할을 수행한다. 전력 사업자(300)는 가상 발전소 서비스 장치(100)와 연결되어 전력을 매매하며, 유닛(200)으로부터 전력을 공급받고, 공급받은 전력에 대응하는 금액을 가상 발전소 서비스 장치(100)에 지급한다.
또한, 전력 사업자(300)는 가상 발전소 서비스 장치(100)가 구입한 금액에 대응하여 유닛(200)에 전력을 공급한다.
가상 발전소 서비스 장치(100), 유닛(200) 및 전력 사업자(300) 사이의 전력의 이동 및 공급에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 가상 발전소 서비스 장치의 구성도이다. 가상 발전소 서비스 장치(100)는 유닛 관리부(110), 전력 사업자 관리부(120), 축전부(130), 축전 관리부(140) 및 판매 시점 관리부(150)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 가상 발전소 서비스 장치(100)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 2에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 가상 발전소 서비스 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 가상 발전소 서비스 장치(100)가 구현될 수도 있다.
유닛 관리부(110)는 유닛(200)의 전력 생산량, 사용량 및 축전량과 유닛(200)으로부터 전력 사업자(300)로 공급되는 전력량을 확인하는 기능을 수행한다.
유닛 관리부(110)는 축전지(210)의 축전량을 확인하여 축전량이 미리 설정된 범위를 초과하는 경우, 유닛(200)으로 하여금 과잉 생산된 전력을 전력 사업자(300)로 전달하게 할 수 있다.
또한, 유닛 관리부(110)는 유닛(200)의 세대별 축전지(210)의 축전량을 확인하여, 추후 전력을 재구매하여 공급함에 있어서, 이를 고려하여 전력을 차별 분배할 수 있다.
또한, 유닛 관리부(110)는 유닛(200)의 전력 소비량이 미리 정해진 값을 초과하는 경우, 전력 사업자(300)로부터 전력을 구입하여 이를 유닛(200)으로 공급하게 할 수 있다.
전력 사업자 관리부(120)는 전력 사업자(300)의 전력 생산량 및 예비 전력량을 확인하는 기능을 수행한다. 전력 사업자 관리부(120)는 전력 사업자(300)의 예비 전력량을 확인하여 예비 전력량이 미리 설정된 값 이하의 값인 경우 가상 발전소 서비스 장치(100)는 전력 사업자(300)에 전력을 판매하고 판매한 전력의 대금을 지급받는다.
또는 미리 정해진 전력 비용이 높은 시간에 가상 발전소 서비스 장치(100)는 전력 사업자(300)에 전력을 판매하고 판매한 전력의 대금을 지급받을 수도 있다. 이는 계절에 따라, 날씨에 따라, 이전의 데이터에 근거하여 다르게 설정될 수 있다.
축전부(130)는 전력 사업자(300)로부터 구입한 전력을 저장하는 기능을 수행한다. 축전부(130)에 저장된 전력은 전력 사업자(300)로부터 구입한 전력으로, 유닛(200)의 축전지(210)에 저장된 전력을 수신하여 저장한 것은 아니다.
축전부(130)는 가상 발전소 서비스 장치(100)에 포함되는 것으로 도시되었으나, 별도의 장치로 구성될 수도 있으며, 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
축전부(130)는 전력을 저장하여 전력 사업자(300)의 예비 전력량이 미리 설정된 값 이하의 값인 경우 저장된 전력을 전력 사업자(300)로 송신한다.
축전 관리부(140)는 축전부(130)에 저장되어 있는 전력량을 확인하고, 전력 사업자(300)로의 판매 전력량을 관리하는 기능을 수행한다. 전력 사업자 관리부(120)에서 확인된 전력 사업자(300)의 예비 전력량이 미리 설정된 값 이하의 값인 경우 축전부(130)에 저장되어 있는 전력의 전부를 전력 사업자(300)로 판매할 수 있다.
또한, 전력 사업자 관리부(120)에서 확인된 전력 사업자(300)의 예비 전력량이 미리 설정된 값 이하의 값인 경우, 축전부(130)에 저장되어 있는 전력의 일부를 전력 사업자(300)로 판매하고 남은 전력은 추후 판매할 수도 있다.
판매 시점 관리부(150)는 축전부(130)에 저장되어 있는 전력을 전력 사업자(300)로 판매하는 시점을 관리한다. 축전부(130)에 저장되어 있는 전력을 전력 사업자(300)로 판매하는 시점은 전력 사업자(300)의 최대 공급 전력량 및 전력 사용량의 차이인 예비 전력량이 미리 설정된 값 이하의 값을 갖는 경우로 설정될 수 있다. 또는 예비 전력량이 감소하는 시간에 따른 기울기를 판단하여 미리 설정된 값 이상의 값을 갖는 경우로 설정될 수도 있다.
도 3은 발명의 실시예에 따른 가상 발전소 시스템의 전력 공급 흐름을 나타내는 흐름도이다.
처음으로, 유닛(200)은 전력 생산부(205)에서 전력을 생산하고 사용 후 남은 전력을 축전지(210)에 저장하며 저장된 전력이 미리 정해진 값을 초과하는 경우 과다 생산되어 축전지(210)에 저장된 전력을 전력 사업자(300)로 판매한다(S100).
전력 사업자(300)로 전력을 판매하는 시점은 주로 유닛(200)의 전력 소비량이 많지 않은 오전, 밤 시간대일 수 있으나, 판매 시간대에 한정하지는 않는다.
예를 들어, 복수의 유닛(200) 각각의 축전지(210)에 저장된 전력이 미리 정해진 기준값을 초과하는 시점에, 각각의 축전지(210)에 저장된 전력, 예를 들어 100kw를 전력 사업자(300)로 판매한다.
판매하는 단계에 있어서, 유닛(200)의 축전지(210)에 저장된 전력은 가상 발전소 서비스 장치(100)의 축전부(130)에 전달되는 것이 아니고, 전력 사업자(300)로 전달된다.
다음으로, 전력 사업자(300)는 S100에서 유닛(200)의 축전지(210)로부터 수신한 전력인 100kw에 해당하는 금액, 예를 들어 100원을 유닛(200)이 아닌 가상 발전소 서비스 장치(100)에 지급한다(S200).
다음으로, 가상 발전소 서비스 장치(100)는 S200의 단계에서 획득한 판매 대금으로 전력 사업자(300)로부터 전력을 구입하여 축전부(130)에 충전한다(S300).
이때, S200 단계에서 획득한 금액으로 전력 사업자(300)로부터 전력을 구입하더라도, 구입되는 전력량은 S100의 단계에서 유닛(200)이 전력 사업자(300)에 판매한 전력량과 동일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 100원을 사용하여 80kw의 전력을 구입할 수 있다.
S200과 S300은 설정에 따라 인접한 시간대에 이루어질 수 있고, 이격된 시간대에 이루어질 수도 있다.
유닛(200)의 축전지(210)가 저장할 수 있는 전력은 가상 발전소 서비스 장치(100)의 축전부(130)가 저장할 수 있는 전력에 비해 저장 용량의 단위가 낮기 때문에 참여도가 낮고, 전력을 송수신하기 위해 유닛(200)과 가상 발전소 서비스 장치(100)를 일일이 연결하는 것은 비용 및 효율성 면에서 바람직하지 않기 때문에 가상 발전소 서비스 장치(100)에 축전부(130)를 설치하고 이를 전력 사업자(300)와 연결하는 것으로 효율적으로 전력을 저장하고 저장된 전력을 활용할 수 있는 효과가 있다.
다음으로, 전력의 비용이 높은 시점, 즉 소비 전력이 높은 시점에 가상 발전소 서비스 장치(100)는 축전부(130)에 저장된 전력을 전력 사업자(300)에 판매한다(S400).
판매 시점의 결정 기준은 전력 사업자(300)의 최대 공급 전력량 및 전력 사용량의 차이인 예비 전력량이 미리 설정된 값 이하의 값을 갖는 경우로 설정될 수 있다.
또는 예비 전력량이 감소하는 시간에 따른 기울기를 판단하여 미리 설정된 값 이상의 값을 갖는 경우로 설정될 수도 있다.
다음으로, 전력 사업자(300)는 S400 단계에서 구입한 전력에 상응하는 금액을 가상 발전소 서비스 장치(100)에 지급한다(S500).
예비 전력량이 적은 시점에 전력 사업자(300)로 전력을 판매하므로 S300의 단계에서 동일한 전력을 구매하는데 사용된 금액보다 높은 값으로 판매할 수 있다. 예를 들어, S300의 단계에서 가상 발전소 서비스 장치(100)가 구입하여 저장한 80kw의 전력을 구입 가격의 두 배인 160원을 전력 사업자(300)가 가상 발전소 서비스 장치(100)에 지급한다.
다음으로, 가상 발전소 서비스 장치(100)는 S500의 단계에서 전력 사업자(300)로부터 지급받은 전력 판매 대금의 일부를 사용하여 전력 사업자(300)로부터 전력을 구입한다(S600).
전력을 구입하는 시점은 예비 전력량이 낮은 시점, 즉 유닛(200)에 있어서도 전력이 필요한 시점이므로 S500의 단계에서 전력 사업자(300)로부터 지급받은 전력 판매 대금의 일부를 사용하여 전력 사업자(300)로부터 전력을 구입한다.
다음으로, 전력 사업자(300)는 S600의 단계에서 지급받은 대금에 대응하는 전력을 유닛(200)으로 공급한다(S700).
이러한 방법을 통해, 가상 발전소 서비스 장치(100)는 축전 용량이 낮은 유닛(200)이 예비 전력량이 높은 시점에 전력 사업자(300)에 판매한 전력 대금을 다시 전력으로 변환하여 저장한 후, 예비 전력이 낮은 시점에 높은 값으로 전력 사업자(300)에 전력을 재판매하고, 재판매한 금액의 일부를 사용하여 전력 사업자(300)가 유닛(200)에 전력을 공급하게 함으로써 차액을 통한 이득을 볼 수 있다.
또한, 유닛(200)은 축전지(210)의 축전 용량이 적기 때문에 과다 생산되어 버려졌던 전력을 전력 사업자(300)에 판매하고, 판매한 전력의 대금을 통해 전력이 필요한 시점에 재구입하여 사용함으로써 비용상의 이득을 볼 수 있다.
또한, 전력 사업자(300)는 전력 수요가 많아 예비 전력량이 적은 시점에 가상 발전소 서비스 장치(100)로부터 전력을 구입함으로써 예비 전력량을 확보하여 원활한 전력을 공급할 수 있는 이점이 있다.
도 4는 종래 기술에 따른 시간별 전력 공급 및 수요를 나타내는 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전력 사업자(300)의 최대 공급 전력은 일정하나, 시간의 경과에 따라 유닛(200)에 의한 소비 전력은 변화한다. 전력이 가장 많이 사용되는 피크 시간, 즉 소비 전력이 최대인 시점에는 예비 전력량(a)이 매우 낮기 때문에 전력을 원활히 공급함에 있어서 문제점이 존재한다.
도 5는 발명의 실시예에 따른 시간별 전력 공급 및 수요를 나타내는 그래프이다. 도 3 및 도 5를 참고하여 가상 발전소 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.
t1의 시점에서 소비 전력량이 높지 않은 시점이다. 이에 따라 유닛(200)의 전력 생산부(205)에서 생성된 전력이 전부 소비되지 않고 축전지(210)에 저장된다. 미리 정해진 기준을 초과하여 축전되는 전력은 t1의 시점에서 전력 사업자(300)로 판매된다.
전력 사업자(300)는 구입한 전력의 대금을 가상 발전소 서비스 장치(100)로 지급하고, t2의 시점에서 가상 발전소 서비스 장치(100)는 지급받은 금액만큼의 전력을 전력 사업자(300)로부터 재구매하여 축전지(130)에 저장한다.
예비 전력량이 미리 정해진 기준 이하가 되는 t3 또는 t4의 시점에 가상 발전소 서비스 장치(100)는 축전지(130)에 저장된 전력을 전력 사업자(300)에 판매한다.
판매하는 전력의 양은 축전지(130)에 저장된 전력의 전부 또는 일부일 수 있다. 즉, t3의 시점에 가상 발전소 서비스 장치(100)는 축전지(130)에 저장된 전력의 일부를 전력 사업자(300)에 판매하고, 남은 전력을 t4의 시점에 전력 사업자(300)에 판매할 수 있다. 또는 t3 또는 t4 중 하나의 시점에 축전지(130)에 저장된 전력을 전부 전력 사업자(300)에 판매할 수도 있다.
도 5에서 t3은 축전지(130)에 저장된 전력의 판매 시점이 예비 전력량이 감소하는 시간에 따른 기울기가 미리 설정된 값 이상의 값을 갖는 시점을 나타낸 것이고, t4는 소비 전력이 미리 설정된 값 이상의 값을 갖는 시점을 나타낸 것으로, t3, t4를 결정하는 기준은 계절에 따라, 날씨에 따라, 이전의 데이터에 근거하여 다르게 설정될 수 있다.
이와 같이, 가상 발전소 서비스 장치(100)의 축전지(130)에 저장된 전력이 전력 사업자(300)에 판매되면, 가상 발전소 서비스 장치(100)는 판매 대금의 일부로 전력 사업자(300)로부터 전력을 재구매한다. 전력을 재구매하는 시점은 이전 단계의 판매 시점 직후일 수 있다.
상기의 방법에 의해 예비 전력(b)을 안정적으로 확보할 수 있다.
전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 가상 발전소 서비스 장치
110: 유닛 관리부
120: 전력 사업자 관리부
130: 축전부
140: 축전 관리부
150: 판매 시점 관리부
200: 유닛
205: 전력 생산부
210: 축전지
300: 전력 사업자

Claims (9)

  1. 원격지에 분산 위치하며 개별적으로 전력을 발전하고 전력 사업자 장치로부터 전력을 구매하여 소비하는 독립적 유닛들과 정보만을 교환하는 것으로, 유닛들과의 직접적 전력 선로의 연결 없이도 각 유닛들의 잉여 발전 전력을 전력 사업자 장치에 판매하고 그 판매 비용보다 높은 금액만큼 각 유닛들이 전력 사업자 장치로부터 전력을 수신할 수 있도록 관리하는 가상 발전소 서비스 장치로서,
    각 유닛의 개별 발전량 중 잉여 발전분을 각각 개별적으로 전력 사업자 장치로 판매하는 복수 유닛에 대한 전력 생산량, 전력 소비량 및 축전량의 적어도 하나의 정보를 수신하여 확인하고, 상기 유닛들에 잉여 발전분의 판매를 요청하는 정보를 제공하며, 판매에 따른 판매 비용 정보를 수신하는 유닛 관리부;
    상기 전력 사업자 장치로부터 수신한 전력을 저장하고, 상기 저장된 전력을 상기 전력 사업자 장치로 제공하는 축전부;
    상기 축전부에 저장되어 있는 전력량을 확인하고, 상기 원격지에 분산된 복수 유닛이 판매한 판매 비용에 해당하는 전력을 기 설정된 구매 시점에 상기 전력 사업자 장치로부터 구매하여 상기 축전부에 축전하도록 하며, 전력의 구매 및 판매량을 관리하는 축전 관리부; 및
    상기 전력 사업자 장치의 전력 생산량, 예비 전력량, 전력 비용 중 적어도 하나를 확인하며, 상기 축전부에 축전된 전력을 상기 전력 사업자 장치로 판매하여 얻은 금액중 잉여 발전분을 판매한 각 유닛의 판매 정보를 기초로 산출한 금액에 대응되는 만큼 상기 각 유닛이 상기 전력 사업자 장치로부터 전력을 공급받을 수 있도록 대리 구매하는 전력 사업자 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 발전소 서비스 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 축전부에 저장되어 있는 전력을 상기 전력 사업자 장치로 판매하는 시점을 복수의 기준으로 관리하는 판매 시점 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 발전소 서비스 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유닛 관리부는 상기 유닛의 축전량이 미리 정해진 값을 초과하는 경우, 상기 유닛들에 잉여 발전분을 상기 전력 사업자 장치로 판매하도록 요청하는 것을 특징으로 하는 가상 발전소 서비스 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유닛 관리부는 상기 유닛의 전력 소비량이 미리 정해진 값을 초과하는 경우, 상기 전력 사업자 장치로부터 전력을 구입하여 상기 유닛으로 공급될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 가상 발전소 서비스 장치.
  5. 삭제
  6. 원격지에 분산 위치하며 개별적으로 전력을 발전하고 전력 사업자 장치로부터 전력을 구매하여 소비하는 독립적 유닛들과 정보만을 교환하는 것으로, 유닛들과의 직접적 전력 선로의 연결 없이도 각 유닛들의 잉여 발전 전력을 전력 사업자 장치에 판매하고 그 판매 비용보다 높은 금액만큼 각 유닛들이 전력 사업자 장치로부터 전력을 수신할 수 있도록 관리하는 가상 발전소 서비스 장치의 가상 발전소 서비스 방법으로서,
    가상 발전소 서비스 장치가 원격지에 분산된 개별 유닛이 해당 유닛에서 과다 생산된 전력을 전력 사업자 장치로 판매한 정보를 수신하는 단계;
    상기 가상 발전소 서비스 장치가 전력 사업자 장치로부터 상기 유닛이 판매한 전력에 대한 대금에 해당하는 전력을 기 설정된 구매 시점에 상기 전력 사업자 장치로부터 구매하여 직접 관리하는 축전부에 저장하는 단계;
    상기 가상 발전소 서비스 장치가 미리 정해진 기준을 만족하는 경우 상기 직접 관리하는 축전부에 저장된 전력을 전력 사업자 장치로 판매하는 단계; 및
    상기 가상 발전소 서비스 장치가 상기 축전부에 저장된 전력을 판매한 금액 중 상기 잉여 발전 전력을 판매한 각 유닛의 판매 정보를 기초로 산출한 금액에 대응되는 만큼 상기 각 유닛이 상기 전력 사업자 장치로부터 전력을 공급받을 수 있도록 대리 구매하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 발전소 서비스 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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