KR101519530B1 - 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치 - Google Patents

마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101519530B1
KR101519530B1 KR1020130111758A KR20130111758A KR101519530B1 KR 101519530 B1 KR101519530 B1 KR 101519530B1 KR 1020130111758 A KR1020130111758 A KR 1020130111758A KR 20130111758 A KR20130111758 A KR 20130111758A KR 101519530 B1 KR101519530 B1 KR 101519530B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
renewable energy
information
load
information signal
Prior art date
Application number
KR1020130111758A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150031926A (ko
Inventor
문준선
Original Assignee
주식회사 티에스이에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 티에스이에스 filed Critical 주식회사 티에스이에스
Priority to KR1020130111758A priority Critical patent/KR101519530B1/ko
Publication of KR20150031926A publication Critical patent/KR20150031926A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101519530B1 publication Critical patent/KR101519530B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/14—District level solutions, i.e. local energy networks

Abstract

본 발명에 따른 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치는 상용전원장치, 신재생 에너지 전력변환장치 및 신재생 에너지 저장장치로부터 전력을 인가받는 가정용 분전함 및 상기 가정용 분전함에서 인가받은 상기 상용전원장치에서 출력된 상용전원을 측정하여 제1 정보신호를 출력하고, 상기 신재생 에너지 전력변환장치에서 출력된 전력과 상기 신재생 에너지 저장장치에서 출력된 전력을 측정하여 제2 정보신호를 출력하는 전력관리장치를 포함한다.

Description

마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치{MICROGRID-BASED HOME ELECTRICITY MANAGEMENT APPARATUS}
본 발명은 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 신재생 에너지 전력변환장치 및 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)을 가정에서 관리할 수 있도록 하는 전력관리장치이다.
2000년대 초반부터 신재생에너지를 포함한 분산전원(Distributed Generation)의 확대보급을 위한 방안으로 분산전원과 부하로 구성되는 소규모 전력공급 시스템인 마이크로그리드를 도입하여 미국, 일본을 중심으로 마이크로그리드 시험장 건설 및 실험실 규모의 관련 기술개발이 활발하게 진행되고 있다. 분산전원이란 에너지 수요지 근방에 설치되는 비교적 작은 규모의 전원을 말한다. 마이크로그리드는 다수의 분산전원과 부하의 집합체로 구성된 소규모 전력 공급 시스템이다.
이러한 마이크로그리드 시스템은 공장이나 빌딩뿐만 아니라 가정에서도 적용될 수 있다. 가정에서 활용할 수 있는 신재생 에너지로는 태양광, 소형 풍력 등이 있다. 태양광을 이용하여 전력을 발생시키기 위해서는 신재생 에너지 전력변환장치가 필수적인데, 이러한 전력변환장치는 구성이 복잡하고 관리가 어려워서, 일반 사용자가 전력변환장치의 작동 여부를 제대로 파악하기 어렵다.
본 발명의 목적은 신재생 에너지 전력변환장치 및 가정에서 상용하는 전력을 함께 관리함으로써, 신재생 에너지의 효율성을 높이고 전기안전사고를 예방하는 것이다.
본 발명에 따른 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치는 가정에서 사용되고 있는 전력에 대한 정보뿐만 아니라, 신재생 에너지 전력변환장치의 작동 여부에 대한 정보를 일반 사용자에게 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치는 상용전원장치, 신재생 에너지 전력변환장치 및 신재생 에너지 저장장치로부터 전력을 인가받는 가정용 분전함 및 상기 가정용 분전함에서 인가받은 상기 상용전원장치에서 출력된 상용전원을 측정하여 제1 정보신호를 출력하고, 상기 신재생 에너지 전력변환장치에서 출력된 전력과 상기 신재생 에너지 저장장치에서 출력된 전력을 측정하여 제2 정보신호를 출력하는 전력관리장치를 포함한다.
본 발명에 의하면, 일반 사용자는 신재생 에너지와 가정내의 전력을 효율적으로 관리할 수 있고, 이에 따라, 일반 사용자는 가정내의 전력에 대하여 자가 진단이 가능하므로, 신재생 에너지 전력장치 및 상용전원에 대한 안전사고를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치에 대한 블럭도이다.
도 2는 도 1의 전력관리장치에 대한 상세 블럭도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치에 대한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치는 상용전원장치(1), 신재생 에너지 전력변환장치(10), 가정용 분전함(20), 신재생 에너지 저장장치(30), 전력관리장치(40) 및 디스플레이부(50)를 포함한다.
상용전원장치(1)는 전력회사의 발전기에서 생성된 전기를 변압기를 통해 가정에 공급하는 장치이다. 상용전원장치(1)에서 출력되는 전원을 상용전원(P1)이라 하고, 일반적으로 상용전원(P1)은 220V이다.
신재생 에너지 전력변환장치(10)는 전력용 반도체 장치를 이용하여, 태양광 발전 장치나 풍력 발전 장치(미도시)과 같은 재생에너지원에서 생성된 직류전압을 220V의 교류전압으로 변환시키는 장치이다.
가정용 분전함(20)은 상용전원(P1)이나 신재생 에너지 전력변환장치(10)로부터 입력받은 전력을 가정에 공급 및 차단하는 각종 제어기가 설치된 박스이다.
신재생 에너지 저장장치(30)는 다수의 커패시터를 포함하되, 전기 이중층 커패시터(Electric Double-Layer Capacitor, EDLC)를 병렬 연결하여 구성될 수 있다. 신재생 에너지 저장장치(30)는 전력예비율이 높은 밤에 가정용 분전함(20)을 통해 저장 에너지(PA)를 커패시터에 저장하고, 전력예비율인 낮은 낮에 가정용 분전함(20)을 통해 방출 에너지(PB)를 가정에 인가할 수 있다.
전력관리장치(40)는 가정용 분전함(20)에서 출력된 전력(P3)을 측정하여 제1 정보신호 내지 제3 정보신호(INF1~INF3)를 출력한다. 가정용 분전함(20)에서 출력된 전력(P3)은 상용전원장치(1)에서 출력된 상용전원(P1), 신재생 에너지 전력변환장치(10)에서 출력된 전력(P2) 또는 신재생 에너지 저장장치(3)에서 출력된 전력(PB)일 수 있다.
이와 같은 전력관리장치(40)는 상용전원(P1), 신재생 에너지 전력변환장치에서 출력된 전력(P2) 및 상기 신재생 에너지 저장장치에서 출력된 전력(P3)을 측정 및 분석하여 전기의 품질에 대한 정보를 포함하는 품질신호(QTY)를 출력하는 전력 계측/분석부(41), 품질신호(QTY)에 응답하여, 부하에 사용되는 전기안전상태에 대한 정보를 포함하는 제1 정보신호(INF1)를 출력하는 전기안전분석부(43), 품질신호(QTY)에 응답하여, 신재생 에너지 전력변환장치(10) 및 신재생 에너지 저장장치(30)의 전기안전상태에 대한 정보를 포함하는 제2 정보신호(INF2)를 출력하는 신재생 에너지 관리부(45) 및 부하와 연결된 선로의 임피던스를 측정하여 부하선로의 상태에 대한 정보를 포함하는 제3 정보신호(INF3)를 출력하는 부하선로분석부(47)를 포함한다.
전력 계측/분석부(41)는 가정용 분전함(20)에서 출력된 전력(P3)을 측정 및 분석하여 품질신호(QTY)를 출력한다. 전력 분석시 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)기법을 이용하여 전압, 전류의 총 고조파 왜율(Total Harmonic Distortion, THD)을 분석하여 전기 품질을 측정하며, 제3 고조파, 제5 고조파 등 고조파 성분을 분석하여 종합적인 전기의 품질에 대한 정보를 포함하는 품질신호(QTY)를 출력한다.
전기안전분석부(43)는 품질신호(QTY)에 응답하여, 부하에 사용되는 전기안전상태에 대한 정보를 포함하는 제1 정보신호(INF1)를 출력한다. 누적 데이터를 통하여 평상시와 다른 과전류 상태가 지속되면, 제1 정보신호(INF1)는 일반 사용자에게 전기 안전 진단을 요청하는 정보를 포함할 수 있다. 또한, 누설전류가 발생하면, 제1 정보신호(INF1)는 일반 사용자에게 전기 안전 진단을 요청하는 정보를 포함할 수 있다.
신재생 에너지 관리부(45)는 품질신호(QTY)에 응답하여, 신재생 에너지 전력변환장치(10) 및 신재생 에너지 저장장치(30)의 전기안전상태에 대한 정보를 포함하는 제2 정보신호(INF2)를 출력한다. 신재생 에너지 전력변환장치(10)에서 출력되는 전력(P2)이 평상시와 다르게 측정이 되면, 제2 정보신호(INF2)는 일반 사용자에게 신재생 에너지 전력변환장치(10)의 전기 안전 진단을 요청하는 정보를 포함할 수 있다. 또한, 신재생 에너지 저장장치(30)에서 출력된 전력(PB)이 평상시와 다르게 측정이 되면, 제2 정보신호(INF2)는 일반 사용자에게 신재생 에너지 저장장치(30)의 전기 안전 진단을 요청하는 정보를 포함할 수 있다.
부하선로분석부(47)는 부하와 연결된 선로의 임피던스를 측정하여 부하선로의 상태에 대한 정보를 포함하는 제3 정보신호(INF3)를 출력한다. 부하선로분석부(47)는 부하와 연결된 선로에 저전압(50V 이하), 저주파(10~20 Hz)를 중첩하여 선로에 흐르는 전압과 전류를 측정하여 부하와 연결된 선로의 임피던스를 측정한다. 부하와 연결된 선로의 임피던스가 평상시와 다르게 측정이 되면, 제3 정보신호(INF3)는 일반 사용자에게 부하와 연결된 선로의 점검을 요청하는 정보를 포함할 수 있다.
디스플레이부(50)는 제1 정보신호 내지 제3 정보신호(INF1~INF3)를 입력받아서, 액정화면으로 표시한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 그와 균등한 범위로 정해져야 한다.
1 : 상용전원 10 : 신재생 에너지 전력변환장치
20 : 가정용 분전함 30 : 신재생 에너지 저장장치
40 : 전력관리장치 41 : 전력 계측/분석부
43 : 전기안전분석부 45 : 신재생 에너지 관리부
47 : 부하선로분석부 50 : 디스플레이부

Claims (6)

  1. 상용전원장치, 신재생 에너지 전력변환장치 및 신재생 에너지 저장장치로부터 전력을 인가받는 가정용 분전함; 및
    상기 가정용 분전함에서 인가받은 상기 상용전원장치에서 출력된 상용전원을 측정하여 제1 정보신호를 출력하고, 상기 신재생 에너지 전력변환장치에서 출력된 전력과 상기 신재생 에너지 저장장치에서 출력된 전력을 측정하여 제2 정보신호를 출력하는 전력관리장치;를 포함하되,
    상기 전력관리장치는,
    상기 상용전원, 상기 신재생 에너지 전력변환장치에서 출력된 전력 및 상기 신재생 에너지 저장장치에서 출력된 전력을 측정 및 분석하여 전기의 품질에 대한 정보를 포함하는 품질신호를 출력하는 전력 계측/분석부;
    상기 품질신호에 응답하여, 부하에 사용되는 전기안전상태에 대한 정보를 포함하는 제1 정보신호를 출력하는 전기안전분석부;
    상기 품질신호에 응답하여, 상기 신재생 에너지 전력변환장치 및 상기 신재생 에너지 저장장치의 전기안전상태에 대한 정보를 포함하는 제2 정보신호를 출력하는 신재생 에너지 관리부; 및
    상기 부하와 연결된 선로의 임피던스를 측정하여 부하선로의 상태에 대한 정보를 포함하는 제3 정보신호를 출력하는 부하선로분석부;를 포함하고,
    상기 전기의 품질에 대한 정보는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 이용하여 총 고조파 왜율(Total Harmonic Distortion)을 분석하여 측정되며,
    상기 임피던스의 측정은 상기 부하와 연결된 선로에 저전압, 저주파를 중첩하여 선로에 흐르는 전압과 전류를 측정하여 이루어지고,
    상기 부하선로분석부에서 상기 부하와 연결된 선로의 임피던스가 평상시와 다르게 측정되면, 상기 제3 정보신호는 상기 부하와 연결된 선로의 점검을 요청하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 정보신호는 상기 상용전원이 상기 가정용 분전함에 인가될 때의 전기안전상태에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 정보신호는 상기 신재생 에너지 전력변환장치에서 출력된 전력 또는 상기 신재생 에너지 저장장치의 전력이 상기 가정용 분전함에 인가될 때의 전기안전상태에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 정보신호를 입력받아 일반 사용자에게 제공하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치.
KR1020130111758A 2013-09-17 2013-09-17 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치 KR101519530B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130111758A KR101519530B1 (ko) 2013-09-17 2013-09-17 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130111758A KR101519530B1 (ko) 2013-09-17 2013-09-17 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150031926A KR20150031926A (ko) 2015-03-25
KR101519530B1 true KR101519530B1 (ko) 2015-05-13

Family

ID=53025321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130111758A KR101519530B1 (ko) 2013-09-17 2013-09-17 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101519530B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210136467A (ko) 2020-05-07 2021-11-17 한전케이디엔주식회사 마이크로그리드 사업자를 위한 에너지 관리 시스템 및 그를 이용한 마이크로그리드 관리 서비스 제공 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101727390B1 (ko) 2015-07-28 2017-04-26 엘에스산전 주식회사 전력 측정 시스템 및 이를 이용한 부하 전력 모니터링 시스템 및 그 동작 방법
KR101717853B1 (ko) 2015-09-02 2017-03-27 엘에스산전 주식회사 전력 모니터링 시스템 및 그의 전력 모니터링 방법
KR101717854B1 (ko) 2015-09-03 2017-03-17 엘에스산전 주식회사 전력 모니터링 시스템 및 그의 전력 모니터링 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012196108A (ja) 2011-03-18 2012-10-11 Panasonic Corp 分散型電源装置
KR101220773B1 (ko) * 2011-06-14 2013-01-09 한국전기안전공사 스마트 그리드 환경에서 에너지 관리기능을 갖는 지능형 분전반

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012196108A (ja) 2011-03-18 2012-10-11 Panasonic Corp 分散型電源装置
KR101220773B1 (ko) * 2011-06-14 2013-01-09 한국전기안전공사 스마트 그리드 환경에서 에너지 관리기능을 갖는 지능형 분전반

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210136467A (ko) 2020-05-07 2021-11-17 한전케이디엔주식회사 마이크로그리드 사업자를 위한 에너지 관리 시스템 및 그를 이용한 마이크로그리드 관리 서비스 제공 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150031926A (ko) 2015-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kaygusuz et al. Renewable energy integration for smart sites
KR20170027829A (ko) 계층형 및 분산형 전력망 제어
CN101944746B (zh) 光伏并网发电系统的孤岛检测方法、装置及系统
US20130207466A1 (en) Home energy management apparatus and method for interworking with new renewable energy
US20120239959A1 (en) Power consumption measurement system, outlet device, control device, measuring device, and power consumption measuring method
KR101519530B1 (ko) 마이크로그리드 기반 가정용 전력관리장치
JP2012143140A (ja) 電力変換システムを制御するための方法及びシステム
Kumar et al. Analysis of isolated power systems for village electrification
KR20160001249A (ko) 태양광 발전과 에너지 저장 시스템을 이용한 홈 에너지 관리 시스템
KR20180032480A (ko) 전력보상장치 및 이의 제어 방법
US9112383B2 (en) System and method for Var injection at a distributed power generation source
CN104124704B (zh) 分布式电源与微网接入主电网的管理方法
CN104779634A (zh) 一种微电网储能调度方法
Salas et al. Overview of the legislation of DC injection in the network for low voltage small grid-connected PV systems in Spain and other countries
KR101682412B1 (ko) 에너지저장시스템 및 그의 운용 방법
US10527658B2 (en) Power monitoring system and method for monitoring power thereof
US20160336798A1 (en) A Network Distributed Dynamic Equalized Power Supply Method (as amended)
CN106405333B (zh) 一种分布式电网电能质量预测方法及装置
Bollen et al. CIGRE/CIRED C4. 24–power quality in the future grid–first introduction
TW201505316A (zh) 分散式負載電流感測系統
JP2017042037A (ja) 電力モニタリングシステム
CN104362670A (zh) 一种不可调度式太阳能发电与市电互补系统
KR101320868B1 (ko) 차수별 고조파 보상제어기를 이용한 계통연계형 에너지 저장 장치
KR101719953B1 (ko) 전력량 모니터링 장치
CN205355810U (zh) 含风光储充的智能微电网

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180504

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190507

Year of fee payment: 5