KR101775269B1 - 분산전원 통합 거래 관리 시스템 및 발전량 할당 방법 - Google Patents

분산전원 통합 거래 관리 시스템 및 발전량 할당 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분산전원을 지역적 제한 없이 모두 모아서 관리할 수 있고, 하나의 발전원으로 거래 가능하도록 하는 분산전원 통합 거래 관리 시스템 및 이에 의한 분산전원별 발전량 할당 방법에 관한 것이다.
분산전원들을 통합 관리하여 하나의 전력원으로 이용하기 위하여, 하나 이상의 분산전원을 제어하고, 상기 하나 이상의 분산전원의 상태 정보를 수집하는 발전원관리기, 하나 이상의 상기 발전원관리기와 연결되고, 상기 연결된 하나 이상의 발전원관리기로부터 오는 상기 상태 정보를 취합하고, 상기 연결된 하나 이상의 발전원관리기로 상기 하나 이상의 분산전원을 제어하기 위한 제2 제어신호를 전달하는 지역관리기, 및 하나 이상의 상기 지역관리기와 연결되고, 상기 연결된 하나 이상의 지역관리기로부터 오는 상기 상태 정보를 바탕으로 총 전력 생산량을 예측하여 전력 거래를 수행하고, 상기 하나 이상의 분산전원을 제어하기 위한 제 1제어신호를 생성하여 상기 연결된 하나 이상의 지역관리기로 전달하는 통합관리기를 포함하는 분산전원 통합 거래 관리 시스템이 개시된다..
본 발명에 의하면, 분산전원을 하나로 통합하여 하나의 안정된 발전원으로 통합 구성하는 효과가 있고, 이러한 통합에 의하여 하나의 발전원으로 보고 전력거래가 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

분산전원 통합 거래 관리 시스템 및 발전량 할당 방법{MANAGEMENT AND EXCHANGE SYSTEM FOR DISTRIBUTED GENERATIONS AND POWER AMOUNT ALLOCATION METHOD THEREOF}
본 발명은 분산전원 통합 거래 관리 시스템 및 이에 의한 발전량 할당 방법에 관한 것으로, 분산전원을 지역적 제한 없이 모두 모아서 관리할 수 있고, 하나의 발전원으로 거래 가능하도록 하는 분산전원 통합 거래 관리 시스템 및 이에 의한 발전량 할당 방법에 관한 것이다.
에너지의 효율적 생산과 사용을 위하여 최근에 '분산전원' 개념이 도입되고 있다. 분산전원이란 대규모 집중형 전원과 달리 소규모로 전력소비 지역부근에 분산하여 배치가 가능한 발전설비를 말하는 것으로 신에너지 및 재생에너지를 이용한 발전설비 및 자가용전기설비에 해당하는 발전설비가 포함될 수 있다. 여기서 신에너지는 연료전지, 석탄액화가스화 및 중질잔사유 가스화, 수소에너지 등이 해당되고, 재생에너지는 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 폐기물, 지열 등이 해당된다.
그런데 재생에너지를 활용하는 태양광이나, 태양열, 풍력발전의 경우 그 발전량이 자연 현상에 의존적일 수밖에 없다. 즉, 생산할 수 있는 전력량이 일기상태에 민감하여 시간대에 따라, 구름량에 따라, 강수 및 강설에 따라, 풍속에 따라 달라질 수 밖에 없다. 이렇게 매 순간 발전량이 변경될 수 있는 분산전원들을 좀 더 효율적으로 사용하기 위해서는 관리 및 거래를 위한 시스템이 필수적으로 요구된다.
이를 위하여 대한민국공개공보 제 10-2011-0053841호(공개일: 2011년 5월 24일)는 분산전원에서 발전된 자원을 거래하는데 있어서 소비자의 전력 소비량과 분산전원의 발전량을 계산하고 KPX 구매가격정보를 이용하여 분산전원의 발전단가가 낮은 경우 분산전원을 사용하고 반대의 경우에는 계통으로부터 전력을 거래하는 방식을 제안하고 있다. 하지만 이 특허는 소비자와 분산전원을 모두 모니터링 하기 때문에 지역적으로 한정된 곳에서만 적용이 가능하고 전력거래의 판단 알고리즘이 단순히 전력가격의 비교에 의하기 때문에 진정한 의미의 분산전원 통합 관리 시스템을 제공한다고 볼 수 없다.
한국공개특허공보 제 10-2011-0053841호(공개일: 2011년 5월 24일)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 분산전원을 지역적 제한 없이 모두 모아서 관리할 수 있고, 통합된 분산전원을 하나의 발전원으로 하여 전력 거래 가능하도록 하는 분산전원 통합 거래 관리 시스템 및 전력량 할당 방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 분산전원들을 통합 관리하여 하나의 전력원으로 이용하기 위한 분산전원 통합 거래 관리 시스템은 하나 이상의 분산전원을 제어하고, 상기 하나 이상의 분산전원의 상태 정보를 수집하는 발전원관리기, 하나 이상의 상기 발전원관리기와 연결되고, 상기 연결된 하나 이상의 발전원관리기로부터 오는 상기 상태 정보를 취합하고, 상기 연결된 하나 이상의 발전원관리기로 상기 하나 이상의 분산전원을 제어하기 위한 제2 제어신호를 전달하는 지역관리기, 및 하나 이상의 상기 지역관리기와 연결되고, 상기 연결된 하나 이상의 지역관리기로부터 오는 상기 상태 정보를 바탕으로 총 전력 생산량을 예측하여 전력 거래를 수행하고, 상기 하나 이상의 분산전원을 제어하기 위한 제 1제어신호를 생성하여 상기 연결된 하나 이상의 지역관리기로 전달하는 통합관리기를 포함할 수 있다.
이에 더하여 상기 지역관리기는 상기 하나 이상의 분산전원 소재지의 지역정보를 상기 통합관리기로 전달하고, 상기 통합관리기는 상기 상태 정보 및 상기 지역정보를 바탕으로 총 전력 생산량을 예측하여 전력 거래를 수행할 수 있다.
여기서 상기 지역 정보는 상기 하나 이상의 분산전원이 소재하는 지역의 날씨를 포함하는 상기 하나 이상의 분산전원의 전력 생산량에 영향을 미칠 수 있는 것이고, 상기 분산전원의 상태 정보는 상기 분산전원의 출력 전력량을 포함할 수 있고, 상기 제1제어신호는 상기 하나 이상의 분산전원 각각이 생산하여야 하는 전력량을 포함하거나 상기 연결된 하나 이상의 지역관리기 별로 생산하여야 하는 총 전력량을 포함할 수 있다. 그리고 상기 제2제어신호는 상기 제1제어신호와 동일하거나 상기 제1 제어신호와 상기 상태 정보를 바탕으로 상기 지역관리기가 생성하는 것일 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 분산전원을 통합 관리하여 하나의 전력원으로 이용하기 위한 분산전원 통합 거래 관리 시스템의 통합관리기는 인터페이스부, 분산전원관리부, 데이터저장부, 및 스케줄링부를 포함하되, 상기 인터페이스부는 하나 이상의 지역관리기 및 전력거래를 위한 외부장치와의 데이터 통신을 지원하고, 상기 분산전원관리부는 상기 하나 이상의 지역관리기로부터 오는 하나 이상의 분산전원의 상태정보 및/또는 지역정보를 상기 데이터저장부에 저장하고, 상기 하나 이상의 지역관리기 각각에 연결된 상기 하나 이상의 분산전원이 생산하여야 하는 전력량을 결정하고, 상기 데이터저장부는 상기 분산전원관리부가 전달하는 상기 하나 이상의 분산전원의 상태정보 및/또는 지역정보들을 저장하고, 상기 스케줄링부는 상기 데이터저장부에 저장된 상기 하나 이상의 분산전원의 상태정보 및/또는 지역정보를 바탕으로 상기 하나 이상의 분산전원의 생산 가능한 전력량을 예측할 수 있다. 이에 더하여 상기 통합관리기는 전력거래부를 더 포함하고, 상기 전력거래부는 스케쥴링부에서 예측한 상기 분산전원의 생산 가능한 전력량을 바탕으로 거래시장에서 전력을 판매하고, 상기 분산전원관리부는 상기 전력거래부에 판매한 전력량을 바탕으로 상기 하나 이상의 지역관리기 각각에 연결된 상기 하나 이상의 분산전원이 생산하여야 하는 전력량을 결정할 수 있다.
여기서 상기 통합관리기는 결정된 상기 하나 이상의 분산전원이 생산하여야 하는 전력량을 상기 하나 이상의 지역관리기 별로 통합하여 상기 하나 이상의 지역관리기로 전달할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 분산전원을 통합 관리하여 하나의 전력원으로 이용하기 위한 분산전원 통합 거래 관리 시스템의 지역관리기는 인터페이스부, 데이터처리부, 및 분산전원관리부를 포함하되, 상기 인터페이스부는 통합관리기와 하나 이상의 발전원관리기와의 데이터 통신을 지원하고, 상기 데이터처리부는 상기 하나 이상의 발전원관리기가 수집하여 전달하는 상태정보를 처리하여 상기 통합관리기로 전달하고, 상기 분산전원관리부는 상기 통합관리기로부터 오는 제1제어신호를 바탕으로 상기 하나 이상의 발전원관리기에 연결된 하나 이상의 분산전원을 제어하기 위한 제2 제어신호를 생성할 수 있다. 이에 더하여 상기 지역관리기는 지역데이터수집부를 더 포함하고, 상기 지역데이터수집부는 상기 하나 이상의 분산전원이 소재하는 지역의 날씨를 포함하는 전력 생산에 영향을 미칠 수 있는 정보인 지역정보를 수집하고, 상기 데이터처리부는 상기 지역데이터수집부에서 수집한 지역정보를 처리하여 상기 통합관리기로 전달할 수 있으며, 상기 지역관리기는 데이터저장부를 더 포함하고, 상기 데이터저장부는 상기 데이터처리부에서 처리된 데이터를 저장할 수 있다.
여기서 상기 분산전원관리부는 상기 통합관리기로부터 오는 제1제어신호와 상기 하나 이상의 발전원관리기로부터 오는 상태정보를 바탕으로 상기 하나 이상의 발전원관리기에 연결된 하나 이상의 분산전원을 제어하기 위한 제2 제어신호를 생성하는할 수 있고, 상기 데이터처리부는 상기 상태정보와 지역정보를 실시간 운전과 분산전원 모니터링을 위해 필요한 실시간 정보와 비실시간 정보로 그룹화하고, 실시간 정보는 제 1 주기로 상기 통합관리기로 전달하고 비실시간 정보는 제 1 주기보다 느린 제 2 주기로 상기 통합관리기로 전달할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 분산전원을 통합 관리하여 하나의 전력원으로 이용하기 위한 분산전원 통합 거래 관리 시스템의 통합관리기의 발전량 할당 방법은 각 지역관리기가 관리하는 분산전원의 상태정보 및 지역정보를 수집하는 단계, 상기 상태정보 및 지역정보를 바탕으로 상기 각 지역관리기 별로 생산 가능한 전력량을 예측하는 단계, 및 예측된 상기 생산 가능한 전력량을 바탕으로 상기 각 지역관리기 별로 생산하여야 하는 전력량을 설정하는 단계를 포함할 수 있고, 이에 더하여 예측된 상기 생산 가능한 전력량을 바탕으로 전력거래를 수행하는 단계를 더 포함하고, 상기 각 지역관리기 별로 생산하여야 하는 전력량을 설정하는 단계는 상기 전력거래에서 판매된 전력량을 바탕으로 상기 각 지역관리기 별로 생산하여야 하는 전력량을 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력거래에서 판매된 전력량을 바탕으로 상기 각 지역관리기 별로 생산하여야 하는 전력량을 설정하는 단계는 상기 판매된 전력량을 예측된 상기 생산 가능한 전력량의 비로 나누어서 상기 각 지역관리기 별로 할당할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 분산전원을 통합 관리하여 하나의 전력원처럼 이용하기 위한 분산전원 통합 거래 관리 시스템의 지역관리기의 발전량 할당 방법은 상기 지역관리기가 관리하는 분산전원의 상태정보 및 지역정보를 수집하여 저장하고, 통합관리기로 전송하는 단계, 상기 통합관리기로부터 할당된 전력생산량을 수신하는 단계, 및 상기 상태정보 및 상기 할당된 전력생산량을 기반으로 상기 분산전원별 전력생산량을 할당하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 상기 상태정보는 상기 분산전원의 전력생산비용을 포함하고, 상기 상태정보 및 상기 할당된 전력생산량을 기반으로 상기 분산전원별 전력생산량을 할당하는 단계는 상기 전력생산비용이 가장 저렴한 분산전원부터 전력생산량을 할당할 수 있다.
이때 상기 지역관리기가 관리하는 분산전원에 의해 생산 가능한 총 전력량과 상기 할당된 전력량을 비교하여 상기 할당된 전력량을 생산할 수 없는 경우 상기 할당된 전력량에 상기 생산 가능한 총 전력량을 뺀 부족전력량 정보를 상기 통합관리기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 지역관리기가 관리하는 분산전원이 생산하는 전력량을 실시간으로 수집하고, 제 1 분산전원의 생산 전력량이 제 1분산전원에 할당된 전력량에 모자라는 경우, 모자라는 만큼을 다른 분산전원이 생산할 수 있도록 상기 분산전원 별 전력생산량을 재할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 분산전원을 하나로 통합하여 하나의 안정된 발전원으로 통합 구성하는 효과가 있고, 이러한 통합에 의하여 하나의 발전원으로 보고 전력거래가 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산전원 통합 거래 관리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지역관리기(210, 220, 230)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합관리기(100)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합관리기(100)에서 각 지역관리기 별로 발전량을 할당하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지역관리기(210, 220, 230)에서 각 분산전원(410 내지 450)을 통합 관리하는 방법을 도시한 흐름도이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 비록 특정 실시 예로 설명하더라도 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 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 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산전원 통합 거래 관리 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산전원 통합 거래 및 관리 시스템은 통합관리기(100), 지역관리기(210, 220, 230), 발전원관리기(310, 320, 330)를 포함할 수 있다.
발전원관리기(310, 320, 330)는 하나 이상의 분산전원(410 내지 450)을 관리하기 위하여 연결된 일종의 IED(Intelligent Electronic Device)로 각 분산전원(410 내지 450)으로부터 출력, 전압, 전류, 주파수, 온(on)/오프(off) 및/또는 고장의 상태정보 등의 실시간 데이터를 수집하여 지역관리기(210, 220, 230)로 전달하고, 지역관리기(210, 220, 230)로부터 전달 받은 전력 생성의 기준으로 삼아야 하는 출력, 전압, 전류, 주파수 기준값과 같은 제어 신호들을 자신과 연결된 분산전원(410 내지 450)으로 보내어 전력 생산을 포함하는 특정 동작을 수행하게 할 수 있다.
지역관리기(210, 220, 230)는 일정 지역에 있는 분산전원(410 내지 450)의 제어 및 관리를 담당하는 장치로서 일정 지역에 있는 발전원관리기(310, 320, 330)들과 연동하여 발전원관리기(310, 320, 330)와 연결된 분산전원(410 내지 450)의 전력 생산을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지역관리기(210, 220, 230)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 지역관리기(210, 220, 230)는 인터페이스부(241), 데이터처리부(242), 지역데이터수집부(243), 데이터저장부(244), 및 분산전원관리부(245)를 포함할 수 있다.
인터페이스부(241)는 하위의 발전원관리기(310, 320, 330) 및 상위의 통합관리기(100)와의 데이터 통신을 지원하는 기능을 수행할 수 있다. 이때 인터페이스부(241)는 인터넷을 이용한 통신을 지원할 수 있고, 물리적으로는 이더넷 같은 유선통신뿐만 아니라 LTE, WiMAX, WiFi와 같은 무선통신을 사용할 수 있다.
지역데이터수집부(243)는 지역 관련 정보를 수집할 수 있다. 지역관리기(210, 220, 230)가 관리하는 분산전원(410내지 450)이 소재하는 지역의 날씨나 풍속 등 전력 생산에 영향을 미칠 수 있는 정보인 지역정보를 수집할 수 있다. 이렇게 수집된 지역정보는 데이터처리부(242)에서 처리되어 상위의 통합관리기(100)로 전달되고 데이터 저장부(244)에 저장될 수 있다.
데이터처리부(242)는 발전원관리기(310, 320, 330)가 실시간으로 수집하여 전달하는 상태정보를 상위 통합관리기(100)로 전달할 수 있는데 이때 데이터저장부(2440)에 저장할 수도 있다. 뿐만 아니라 지역데이터수집부(243)에서 수집한 지역 날씨 및/또는 풍력을 포함하는 전력 생산에 영향을 미칠 수 있는 정보인 지역정보와 각 발전원관리기(310, 320, 330)로부터 오는 전력 생산량을 합한 총 전력 생산량 등을 포함하는 자체적으로 생산한 데이터 또한 상위 통합관리기(100)로 전달할 수 있다. 이때 데이터처리부(242)는 각 발전원관리기(310, 320, 330)로부터 실시간으로 수집한 분산전원 관련 데이터와 자체적으로 생산한 데이터를 실시간 그룹과 비실시간 그룹으로 그룹화 처리하여 상위의 통합관리기(100)로 전달할 수 있는데 이때 실시간 운전과 분산전원 모니터링을 위해 필요한 실시간 그룹 정보는 제 1 주기로 전송하고, 그 외의 비실시간 그룹 정보는 제 1 주기보다 느린 제 2 주기로 통합관리기(100)에 전달할 수 있다.
데이터저장부(244)는 데이터처리부(242)에서 처리된 데이터를 저장하여 가지고 있는 것으로 여기에 저장된 데이터는 데이터처리부(242)가 다시 읽어 들여 통합관리기(100)로 전달할 수도 있고, 분산전원관리부(245)에서 분산전원(410 내지 450) 제어를 위한 신호를 생성시에 사용될 수도 있다.
분산전원관리부(245)는 지역관리기(210, 220, 230)가 관리하는 분산전원(410내지 450)을 제어하기 위한 신호를 생성하는 장치이다. 지역관리기(210, 220, 230)는 상위의 통합관리기(100)로부터 분산전원(410 내지 450)의 전력 생산을 제어하기 위한 제 1 제어신호를 전달받을 수 있는데 이때의 제 1 제어신호는 분산전원(410내지 450) 각각이 생산하여야 할 전력량을 포함한 제어신호일 수도 있고, 지역관리기(210, 220, 230)가 관리하는 분산전원(410내지 450) 전체가 통합하여 생산하여야 하는 전력을 포함하는 지역관리기(210, 220, 230)에 대한 제어신호일 수 있다. 전자의 경우에 분산전원관리부(245)는 특별한 이상이 없는 한 전달받은 제어신호를 그대로 각 분산전원(410 내지 450)을 관리하는 발전원관리기(310, 320, 330)로 전달하여 각 분산전원(410 내지 450)이 요구되는 전력을 생산할 수 있도록 제어할 수 있고, 후자의 경우에 분산전원관리부(245)는 전달받은 제 1 제어신호와 데이터저장부(244)에 저장되어 있는 각 분산전원(410 내지 450)의 출력 정보를 포함하는 상태정보를 이용하여 지역관리기(210, 220, 230)가 관리하는 각 분산전원(410 내지 450)이 생산하여야 하는 전력량을 포함하는 각 분산전원(410 내지 450) 별 제 2 제어신호를 별도로 생성하여 각 분산전원(410 내지 450)을 관리하는 발전원관리기(310, 320, 330)로 전달하여 각 분산전원(410 내지 450)이 요구되는 전력을 생산할 수 있도록 제어할 수 있다. 이때 분산전원관리부(245)는 분산전원(410 내지 450)의 고장 상태, 지역의 날씨 상태 등도 같이 고려하여 각 분산전원(410 내지 450)이 생산하여야 하는 전력량을 설정할 수도 있다.
통합관리기(100)는 분산전원 통합 거래 관리 시스템을 전체적으로 관리하는 장치로서, 다수의 지역관리기(210, 220, 230)로부터 수집한 그룹화된 실시간 데이터를 저장하고, 이 데이터로부터 전체 전력 계통의 발전 상황을 판단하고 계통 운전 조건에 맞은 각 지역관리기(210, 220, 230)별 제어신호를 생성하여 각 지역관리기에 전달할 수 있다. 뿐만 아니라 판단된 전력 계통의 발전 상황을 기반으로 전력거래도 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합관리기(100)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합관리기(100)는 인터페이스부(110), 분산전원관리부(120), 데이터저장부(130), 및 스케쥴링부(140)를 포함할 수 있으며 추가적으로 전력거래부(150)를 더 포함할 수 있다.
인터페이스부(110)는 지역관리기(210, 220, 230) 및 전력거래를 위한 외부 장치(미도시)와의 데이터 통신을 지원하는 기능을 수행하는 장치로서 일반적으로 인터넷 통신을 지원할 수 있다. 물리적으로는 이더넷 같은 유선통신뿐만 아니라 LTE, WiMAX, WiFi와 같은 무선통신을 사용할 수 있다.
분산전원관리부(120)는 지역적으로 산재하여 있는 분산전원(410 내지 450)을 관리하는 기능을 수행하는 것으로 지역관리기(210, 220, 230)로부터 오는 정보들을 받아 데이터저장부(130)부에 저장하고, 스케쥴링부(140), 전력거래부(150)에서 오는 전력 생산 스케줄링 결과 및 전력 거래 결과 등을 바탕으로 각 분산전원(410 내지 450) 및/또는 각 지역관리기(210, 220, 230)가 생산하여야 하는 전력량 등을 결정하여 각 분산전원(410 내지 450) 및/또는 각 지역관리기(210, 220, 230)를 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
데이터저장부(130)는 통합관리기(100)에서 관리를 위하여 필요한 정보들이 저장되는 공간으로, 지역관리기(210, 220, 230)로부터 오는 분산전원(410 내지 450)의 상태정보 및/또는 지역정보를 포함하는 각종 실시간 및/또는 비실시간 데이터를 저장할 수 있고, 스케쥴링부(140)나 전력거래부(150)에서 생성한 정보들도 저장할 수 있다. 데이터저장부(130)에 저장된 기초 자료는 스케쥴링부(140)에서 미래의 전력 생산을 스케줄링할 때나 전력거래부(150)에서 전력 거래를 위하여 사용될 수 있다.
스케쥴링부(140)는 각 분산전원(410 내지 450)의 상태 정보 및 날씨 정보, 풍향 정보를 포함하는 지역정보 등 지역관리기(210, 220, 230)로부터 송신되어 데이터저장부(130)에 저장된 정보를 바탕으로 미래(다음 날)의 발전 가능량을 예측하는 기능을 수행할 수 있다. 이렇게 예측된 발전 가능량은 전력거래부(150)에서 전력 거래를 위한 기초 데이터로 사용될 수 있다. 일 예로서 스케쥴링부(140)는 지역관리기(210, 220, 230)로부터 오는 정보를 바탕으로 그리고, 각 지역관리기(210, 220, 230)가 그 동안 전력을 생산해 왔던 양태를 바탕으로 내일 제 1 지역관리기(가령 210)는 총 100kW의 전력을 생산할 수 있고, 제 2 지역관리기(가령 220)는 총 80kW의 전력을 생산할 수 있고, 제 3 지역관리기(가령 230)는 총 70kW의 전력을 생산 가능할 것으로 예측할 수 있다. 그에 따라 총 250kW의 전력을 전력 거래 시장에서 판매할 수 있을 것으로 예측할 수 있다.
전력거래부(150)는 스케쥴링부(140)에서 예측한 미래(내일)의 발전 가능량을 기초로 전력 거래를 할 수 있다. 즉 스케쥴링부(140)에서 예측한 만큼의 전력을 거래 시장에서 판매할 수 있다. 또한 전력거래부(150)는 판매된 거래실적과 실제로 발전한 총 량을 기초로 정산을 수행할 수 있다. 전력거래부(150)에서 판매된 전력량의 정보는 분산전원관리부(120)에서 실제로 그만큼의 발전이 이루어질 수 있도록 분산전원을 관리하는데 사용될 수 있다.
상기한 일 예를 적용하면, 분산전원관리부(120)는 상기 스케쥴링부(140)에서 예측한 대로의 전력을 생산할 수 있도록 하기 위하여 지역관리기에 전달하는 제어신호를 생성할 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 분산전원관리부(120)는 제1 지역관리기(210)에 100kW의 전력을 생산하라고 하는 제어 신호를 생성하여 전달할 수 있고, 제 2 지역관리기(220)에는 80kW를 제 3 지역관리기(230)에는 70kW의 전력을 생산하라고 하는 제어 신호를 생성하여 전달할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합관리기(100)에서 각 지역관리기 별로 발전량을 할당하는 방법을 도시한 흐름도이다.
상기한 설명을 바탕으로 통합관리기(100)에서 각 지역관리기(210, 220, 230) 별로 발전량을 할당하는 방법을 정리하면 통합관리기(100)는 먼저 각 지역관리기(210, 220, 230)로부터 각 지역관리기(210, 220, 230)가 관리하는 분산전원(410 내지 450)의 상태정보 및 분산전원 소재지의 날씨를 포함하는 발전량에 영향을 미칠 수 있는 정보인 지역정보를 수집(S410)한다. 상기 수집하는 상태 정보는 각 분산전원(410 내지 450)의 고장 상태, 발전량 등이 포함될 수 있다. 이렇게 수집된 상태정보를 바탕으로 통합관리기(100)는 각 지역관리기(210, 220, 230) 별로 생산 가능한 전력량을 예측(S420)한다. 좀 더 상세히 설명하면 분산전원이 태양열 발전이면 날씨가 좋은 날에는 발전량이 많을 수 있고, 날씨가 흐린 날에는 발전량이 적을 수 있다. 이처럼 분산전원의 종류와 분산전원의 과거 발전량, 및/또는 날씨 정보 등을 이용하여 분산전원이 생산할 수 있는 전력량을 예측할 수 있다. 뿐만 아니라 그 동안의 생산 이력을 저장해 놓음으로써 계절별로 분산전원이 생산할 수 있는 전력량을 예측할 수도 있다. 그리고 이 예측을 바탕으로 각 지역관리기(210, 220, 230)가 생산하여야 하는 전력량을 설정(S440)하고 각 지역관리기에 전달할 수 있다. 이에 더하여 통합관리기(100)는 상기 예측된 전력량을 바탕으로 전력을 거래(S430)하고 그 결과를 이용하여 각 지역관리기(210, 220, 230)가 생산하여야 하는 전력량을 설정(S440)할 수도 있다. 전력 거래 시 최대 판매할 수 있는 전력량은 상기 예측된 전력량이고 이보다 적게 판매할 수도 있다. 적게 판매한 경우에는 일 예로 제 1 지역관리기(210)에서는 100kW를, 제 2 지역관리기(220)에서는 80kW를 제 3 지역관리기(230)에서는 70kW를 생산하여 총 250kW를 생산할 수 있을 것으로 예측되었지만 실제로는 200kW를 판매하였다면 상기 200kW를 각 지역관리기 별로 각 생산 가능 전력량에 비례하게 배분하여 제 1 지역관리기(210)는 80kW를, 제 2 지역관리기(220)는 64kW를 제 3 지역관리기(230)에서는 56kW를 생산하도록 설정할 수 있다. 또 다르게는 생산비용에 따라 생산 비용이 높은 지역관리기(210, 220, 230)에서의 생산량은 줄이고 생산 비용이 낮은 지역관리기(210, 220, 230)에서의 생산량은 높일 수 있다. 일 예로서 제 1 지역관리기의 생산비용이 가장 낮고, 제 3 지역관리기의 생산비용이 가장 높은 경우, 제 1 지역 관리기가 100kW를 생산하고, 제 2 지역관리기가 80kW를, 그리고 제 3 지역관리기가 20kW를 생산하도록 설정할 수 있다. 이와 같은 방법으로 각 지역관리기가 생산하는 전력량을 조절함으로써 좀 더 효율적으로 분산전원을 운용하는 것이 가능하다.
한편, 특정 지역관리기로부터의 전력 생산량이 설정된 전력량보다 적은 경우에 통합관리기(100)는 모자란 만큼의 전력을 다른 지역관리기가 생산할 수 있도록 실시간으로 변경할 수 있다. 이는 각 지역관리기(210, 220, 230)가 상태 정보를 실시간으로 전달하고, 통합관리기(100)는 이를 바탕으로 각 지역관리기(210, 220, 230)의 생산 전력량 정보를 실시간으로 모니터링할 수 있고, 미리 예측하였던 각 지역관리기(210, 220, 230)의 생산 가능 전력량 정보를 바탕으로 다른 지역관리기(210, 220, 230)가 모자라는 양만큼 더 생산할 수 있도록 설정이 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지역관리기(210, 220, 230)에서 각 분산전원(410 내지 450)을 통합 관리하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지역관리기(210, 220, 230)는 자신이 관리하는 분산전원(410 내지 450)의 상태 정보 및 지역 정보를 수집하고 저장하고, 이를 통합관리기(100)에 전송(S510)할 수 있다. 통합관리기(100)는 상기한 바처럼 지역관리기(210, 220, 230)에서 수신한 정보들을 바탕으로 각 지역관리기(210, 220, 230)가 생산하여야 하는 전력을 할당할 수 있고, 지역관리기(210, 220, 230)는 통합관리기(100)가 전달하는 할당된 전력 생산량을 수신(S520)하고, 이 할당된 전력 생산량 정보와 자신이 관리하는 분산전원(410 내지 450)의 상태정보를 기반으로 분산전원(410 내지 450) 별 생산하여야 하는 전력량을 할당(S530)하고 이에 대한 제어 신호를 생성하여 발전원관리기(310, 320, 330)에 전송하여 줌으로써 통합관리기(100)가 요구하는 총 전력 생산량을 맞출 수 있다. 이때 지역관리기(210, 220, 230)는 분산전원(410 내지 450) 별 생산하여야 하는 전력량 할당 시에 각 분산전원(410 내지 450)의 전력 생산 비용 등을 고려하여 가장 저렴한 분산전원부터 전력량을 할당할 수 있다. 만약에 분산전원(410 내지 450)의 고장이나 날씨 등에 의하여 통합관리기(100)가 할당한 생산량을 맞출 수 없는 경우에는 현재 가능 생산량 또는 할당된 생산량과 가능 생산량의 차이 등의 정보를 통합관리기(100)에 전달하여 상기한 것처럼 통합관리기(100)가 모자라는 생산량만큼을 다른 지역관리기(210, 220, 230)에 할당할 수 있도록 할 수 있다.
지역관리기(210, 220, 230)는 분산전원(410 내지 450) 별 실시간 생산량 정보를 획득하여 각 분산전원(410 내지 450) 별 할당 정보와 비교하면서 실시간 제어(S540)를 수행할 수 있다. 이때 특정 분산전원이 자신에게 할당된 전력량을 생산할 수 없는 경우 지역관리기(210, 220, 230)는 다른 분산전원의 할당량을 늘리도록 제어함으로써 모자라는 전력 생산량을 확보할 수 있다. 동시에 지역관리기(210, 220, 230)는 자신이 관리하는 분산전원(410 내지 450)에 의한 전력 생산량 데이터 및/또는 총 전력 생산량 데이터를 확보하고 이를 통합관리기(100)에 전달(S550)할 수 있다.
본 발명에서 제시하는 분산전원 통합 거래 관리 시스템은 하나의 통합관리기(100)와 이와 연결되고 지역적으로 분산되어 있는 다수 개의 지역관리기(210, 220, 230), 및 각 지역관리기(210, 220, 230)와 연결되어 있는 발전원관리기(210, 320, 330)를 이용하여 지역적으로 분산되어 있는 분산전원(410 내지 450)을 하나의 통합된 가상의 발전시스템으로 운용할 수 있다. 즉 본 발명에서 제시하는 분산전원 통합 거래 관리 시스템은 지역적으로 널리 분산되어 있는 분산전원을 통합 관리하여 하나의 안정된 발전원으로 보이도록 구성하고 이를 활용하여 전력거래 가능하게 하는 플랫폼이 될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 통합관리기
110: 인터페이스부
120: 분산전원관리부
130: 데이터저장부
140: 스케쥴링부
150: 전력거래부
210, 220, 230: 지역관리기
241: 인터페이스부
242: 데이터처리부
243: 지역데이터수집부
244: 데이터저장부
245: 분산전원관리부
310, 320, 330: 발전원관리기
410, 420, 430, 440, 450: 분산전원

Claims (23)

  1. 분산전원들을 통합 관리하여 하나의 전력원으로 이용하기 위한 분산전원 통합 거래 관리 시스템에 있어서,
    하나 이상의 분산전원을 제어하고, 상기 하나 이상의 분산전원의 상태 정보를 수집하는 발전원관리기;
    하나 이상의 상기 발전원관리기와 연결되고, 상기 연결된 하나 이상의 발전원관리기로부터 오는 상기 하나 이상의 분산전원의 상태 정보 및 상기 하나 이상의 분산전원 소재지의 지역정보를 취합하고, 상기 연결된 하나 이상의 발전원관리기로 상기 하나 이상의 분산전원을 제어하기 위한 제2 제어신호를 전달하는 지역관리기; 및
    하나 이상의 상기 지역관리기와 연결되고, 상기 연결된 하나 이상의 지역관리기로부터 오는 상기 상태 정보를 바탕으로 총 전력 생산량을 예측하여 전력 거래를 수행하고, 상기 하나 이상의 분산전원을 제어하기 위한 제 1제어신호를 생성하여 상기 연결된 하나 이상의 지역관리기로 전달하는 통합관리기;를 포함하되,
    상기 지역관리기는,
    상기 상태정보와 상기 지역정보를 실시간 운전과 분산전원 모니터링을 위해 필요한 실시간 정보와 비실시간 정보로 그룹화하고,
    실시간 정보는 제1주기로 상기 통합관리기로 전달하고 비실시간 정보는 제1주기보다 느린 제2주기로 상기 통합관리기로 전달하는,
    분산전원 통합 거래 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 지역정보는,
    상기 하나 이상의 분산전원이 소재하는 지역의 날씨를 포함하는 상기 하나 이상의 분산전원의 전력 생산량에 영향을 미칠 수 있는 것인,
    분산전원 통합 거래 관리 시스템.
  4. 제 1항 또는 제3항에 있어서, 상기 분산전원의 상태 정보는,
    상기 분산전원의 출력 전력량을 포함하는,
    분산전원 통합 거래 관리 시스템.
  5. 제 1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제 1 제어신호는,
    상기 하나 이상의 분산전원 각각이 생산하여야 하는 전력량을 포함하는,
    분산전원 통합 거래 관리 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 2 제어신호는,
    상기 제 1 제어신호와 동일한,
    분산전원 통합 거래 관리 시스템.
  7. 제 1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제 1 제어신호는,
    상기 연결된 하나 이상의 지역관리기 별로 생산하여야 하는 총 전력량을 포함하는,
    분산전원 통합 거래 관리 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제 2 제어신호는,
    상기 제1 제어신호와 상기 상태 정보를 바탕으로 상기 지역관리기가 생성하는,
    분산전원 통합 거래 관리 시스템.
  9. 분산전원을 통합 관리하여 하나의 전력원으로 이용하기 위한 분산전원 통합 거래 관리 시스템의 통합관리기에 있어서,
    인터페이스부, 분산전원관리부, 데이터저장부, 및 스케줄링부를 포함하되,
    상기 인터페이스부는 하나 이상의 지역관리기 및 전력거래를 위한 외부장치와의 데이터 통신을 지원하고,
    상기 분산전원관리부는 상기 하나 이상의 지역관리기로부터 오는 하나 이상의 분산전원의 상태정보 및/또는 지역정보를 상기 데이터저장부에 저장하고, 상기 하나 이상의 지역관리기 각각에 연결된 상기 하나 이상의 분산전원이 생산하여야 하는 전력량을 결정하고,
    상기 데이터저장부는 상기 분산전원관리부가 전달하는 상기 하나 이상의 분산전원의 상태정보 및/또는 지역정보들을 저장하고,
    상기 스케줄링부는 상기 데이터저장부에 저장된 상기 하나 이상의 분산전원의 상태정보 및/또는 지역정보를 바탕으로 상기 하나 이상의 분산전원의 생산 가능한 전력량을 예측하고,
    상기 하나 이상의 지역관리기로부터 오는 하나 이상의 분산전원의 상태정보 및/또는 지역정보는 실시간 운전과 분산전원 모니터링을 위해 필요한 실시간 정보와 비실시간 정보로 그룹화되고, 상기 분산전원관리부는 실시간 정보는 제1주기로 전달받고 비실시간 정보는 제1주기보다 느린 제2주기로 전달받아 상기 데이터저장부에 저장하는,
    통합관리기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 통합관리기는,
    전력거래부를 더 포함하고,
    상기 전력거래부는 스케쥴링부에서 예측한 상기 하나 이상의 분산전원의 생산 가능한 전력량을 바탕으로 거래시장에서 전력을 판매하고,
    상기 분산전원관리부는 상기 전력거래부에 판매한 전력량을 바탕으로 상기 하나 이상의 지역관리기 각각에 연결된 상기 하나 이상의 분산전원이 생산하여야 하는 전력량을 결정하는,
    통합관리기.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 통합관리기는,
    결정된 상기 하나 이상의 분산전원이 생산하여야 하는 전력량을 상기 하나 이상의 지역관리기 별로 통합하여 상기 하나 이상의 지역관리기로 전달하는,
    통합관리기.
  12. 분산전원을 통합 관리하여 하나의 전력원으로 이용하기 위한 분산전원 통합 거래 관리 시스템의 지역관리기에 있어서,
    인터페이스부, 지역데이터수집부, 데이터처리부, 및 분산전원관리부를 포함하되,
    상기 인터페이스부는 통합관리기와 하나 이상의 발전원관리기와의 데이터 통신을 지원하고,
    상기 지역데이터수집부는 상기 하나 이상의 분산전원이 소재하는 지역의 날씨를 포함하는 전력 생산에 영향을 미칠 수 있는 정보인 지역정보를 수집하고,
    상기 데이터처리부는 상기 하나 이상의 발전원관리기가 수집하여 전달하는 상태정보 및/또는 상기 지역데이터수집부에서 수집한 지역정보를 처리하여 상기 통합관리기로 전달하되,
    상기 상태정보 및/또는 상기 지역정보를 실시간 운전과 분산전원 모니터링을 위해 필요한 실시간 정보와 비실시간 정보로 그룹화하고, 실시간 정보는 제1주기로 상기 통합관리기로 전달하고 비실시간 정보는 제1주기보다 느린 제2주기로 상기 통합관리기로 전달하며,
    상기 분산전원관리부는 상기 통합관리기로부터 오는 제1제어신호를 바탕으로 상기 하나 이상의 발전원관리기에 연결된 하나 이상의 분산전원을 제어하기 위한 제2 제어신호를 생성하는,
    지역관리기.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서, 상기 지역관리기는,
    데이터저장부를 더 포함하되,
    상기 데이터저장부는 상기 데이터처리부에서 처리된 데이터를 저장하는,
    지역관리기.
  15. 제12항에 있어서, 상기 분산전원관리부는,
    상기 통합관리기로부터 오는 제1제어신호와 상기 하나 이상의 발전원관리기로부터 오는 상태정보를 바탕으로 상기 하나 이상의 발전원관리기에 연결된 하나 이상의 분산전원을 제어하기 위한 제2 제어신호를 생성하는,
    지역관리기.
  16. 삭제
  17. 분산전원을 통합 관리하여 하나의 전력원으로 이용하기 위한 분산전원 통합 거래 관리 시스템의 통합관리기의 발전량 할당 방법에 있어서,
    각 지역관리기가 관리하는 하나 이상의 분산전원의 상태정보 및 지역정보를 수집하는 단계;
    상기 상태정보 및 지역정보를 바탕으로 상기 각 지역관리기 별로 생산 가능한 전력량을 예측하는 단계; 및
    예측된 상기 생산 가능한 전력량을 바탕으로 상기 각 지역관리기 별로 생산하여야 하는 전력량을 설정하는 단계;를 포함하되,
    상기 각 지역관리기가 관리하는 하나 이상의 분산전원의 상태정보 및 지역정보를 수집하는 단계는,
    상기 상태정보와 지역정보를 실시간 운전과 분산전원 모니터링을 위해 필요한 실시간 정보와 비실시간 정보로 그룹화하는 단계; 및
    상기 실시간 정보는 제1주기로 수집하고 상기 비실시간 정보는 상기 제1주기보다 느린 제2주기로 수집하는 단계;를 포함하는,
    통합관리기의 발전량 할당 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    예측된 상기 생산 가능한 전력량을 바탕으로 전력거래를 수행하는 단계;
    를 더 포함하고,
    상기 각 지역관리기 별로 생산하여야 하는 전력량을 설정하는 단계는 상기 전력거래에서 판매된 전력량을 바탕으로 상기 각 지역관리기 별로 생산하여야 하는 전력량을 설정하는 단계를 포함하는,
    통합관리기의 발전량 할당 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 전력거래에서 판매된 전력량을 바탕으로 상기 각 지역관리기 별로 생산하여야 하는 전력량을 설정하는 단계는 상기 판매된 전력량을 예측된 상기 생산 가능한 전력량의 비로 나누어서 상기 각 지역관리기 별로 할당하는,
    통합관리기의 발전량 할당 방법.
  20. 분산전원을 통합 관리하여 하나의 전력원으로 이용하기 위한 분산전원 통합 거래 관리 시스템의 지역관리기의 발전량 할당 방법에 있어서,
    상기 지역관리기가 관리하는 하나 이상의 분산전원의 상태정보 및 지역정보를 수집하여 저장하고, 통합관리기로 전송하는 단계;
    상기 통합관리기로부터 할당된 전력생산량을 수신하는 단계; 및
    상기 상태정보 및 상기 할당된 전력생산량을 기반으로 상기 하나 이상의 분산전원별 전력생산량을 할당하는 단계; 를 포함하되,
    상기 지역관리기가 관리하는 하나 이상의 분산전원의 상태정보 및 지역정보를 수집하여 저장하고, 통합관리기로 전송하는 단계는,
    상기 상태정보 및 지역정보를 실시간 운전과 분산전원 모니터링을 위해 필요한 실시간 정보와 비실시간 정보로 그룹화하는 단계; 및
    상기 실시간 정보는 제1주기로 통합관리기로 전송하고, 상기 비실시간 정보는 상기 제1주기보다 느린 제2주기로 통합관리기로 전송하는 단계;를 포함하는,
    지역관리기의 발전량 할당 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 상태정보는 상기 하나 이상의 분산전원의 전력생산비용을 포함하고,
    상기 상태정보 및 상기 할당된 전력생산량을 기반으로 상기 하나 이상의 분산전원별 전력생산량을 할당하는 단계는 상기 전력생산비용이 가장 저렴한 분산전원부터 전력생산량을 할당하는,
    지역관리기의 발전량 할당 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 지역관리기가 관리하는 하나 이상의 분산전원에 의해 생산 가능한 총 전력량과 상기 할당된 전력량을 비교하여 상기 할당된 전력량을 생산할 수 없는 경우 상기 할당된 전력량에 상기 생산 가능한 총 전력량을 뺀 부족전력량 정보를 상기 통합관리기로 전송하는 단계를 더 포함하는,
    지역관리기의 발전량 할당 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 지역관리기가 관리하는 하나 이상의 분산전원이 생산하는 전력량을 실시간으로 수집하고, 제 1 분산전원의 생산 전력량이 제 1 분산전원에 할당된 전력량에 모자라는 경우, 모자라는 만큼을 다른 분산전원이 생산할 수 있도록 상기 하나 이상의 분산전원별 전력생산량을 재할당하는 단계를 더 포함하는,
    지역관리기의 발전량 할당 방법.
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