KR101785344B1 - 전력 공급 제어방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부하 실측값과 발전량 실측값을 토대로 ESS(Energy Storage System)의 충방전을 효율적으로 조절할 수 있는 전력 공급 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 전력 공급 제어시스템은 발전량값을 실측하는 발전량값 실측부, 발전량값을 예측하는 발전량값 예측부, 부하값을 실측하는 부하값 실측부, 부하값을 예측하는 부하값 예측부, 및 발전량값 실측부와 발전량값 예측부의 차이값 및 부하값 실측부와 부하값 예측부의 차이값 중 적어도 어느 하나를 토대로 피크컷값, 로드레벨링값, 예측 발전량값, 및 예측 부하값 중 적어도 어느 하나를 보정하는 보정값 계산부, 및 보정값 계산부에서 산출된 보정값을 적용하여 ESS 충방전 출력을 제어하는 ESS 충방전 출력제어부로 이루어진다.

Description

전력 공급 제어방법 및 시스템{Method and System for power supplying}
본 발명은 전력 공급 제어방법 및 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, 에너지저장장치(Energy Storage System; ESS)를 이용하는 전력 공급 제어방법 및 시스템에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 부하 예측값과 발전량 예측값을 토대로 산출한 피크컷(peak cut)값과 로드레벨링(load leveling)값을 실측값을 바탕으로 보정하여 ESS(Energy Storage System)의 충방전을 효율적으로 조절할 수 있는 전력 공급 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.
스마트 그리드(smart grid)는 기존의 전력망에 정보 기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 차세대 지능형 전력망이다. 이러한 스마트 그리드에서는 태양광, 풍력 등의 신재생에너지를 이용한 발전장치와 함께 에너지저장장치(Energy Storage System; ESS)를 설치하여, 전력 소비자단(예를 들어, 주택, 빌딩, 공장)에서의 전력 저장 및 소비가 가능한 구조로 진화해 가고 있다.
이에 따라, ESS 를 통해 전력을 효율적으로 사용하기 위한 방안들이 연구 개발되고 있으며, 그 일례로, 대한민국 특허공보 제10-2012-0135394호에서는 에너지 관리 시스템으로부터 수신된 배터리 충전 또는 방전 제어 신호에 따른 배터리, 신 재생에너지 및 계통 각각의 전력 관계에 기초하여 에너지 저장 장치의 운전 모드를 결정하고, 결정된 운전 모드를 에너지 관리 시스템으로 전송하는 방법으로서, 배터리의 충방전 제어 신호에 따라 배터리를 충전 또는 방전시키고, 이에 따라 전력 접점단(DC-link)에서 배터리, 신 재생에너지, 및 계통 각각의 전력 관계가 '0'이 되도록 제어함으로써, 에너지 저장 장치의 운전 모드를 자동적으로 결정하는 방법을 제시하였다.
그러나 이 경우에서도 전일에 계산된 부하예측값과 신재생 발전량 예측값을 토대로 산출된 스케줄 대로 ESS 자동 충방전 운전을 실시하도록 되어 있어, 실시간 현장 상황과는 무관하게 기설정된 피크컷(peak cut)값과 로드레벨링(load leveling)값이 적용되도록 운영되고 있다. 이로 인해 부하 사용에 대한 피크(peak)값을 제대로 낮추지 못하는 한편, ESS(Energy Storage System) 활용률을 최대화 하지 못하는 단점이 있다.
대한민국 특허공보 제10-2012-0135394호(2012.11.27)
본 발명의 목적은, 현재의 부하 실측값과 발전량 실측값을 토대로 현장 상황에 맞게 피크컷(peak cut)값과 로드레벨링(load leveling)값을 조정함으로써, 부하 사용의 피크(Peak)값을 효과적으로 낮추고 ESS(Energy Storage System)의 활용률을 최대화할 수 있는 전력 공급 제어방법 및 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 현재의 부하 실측값과 발전량 실측값을 토대로 기산출된 부하 예측값과 발전량 예측값을 보정함으로써, 부하 예측값 및 발전량 예측값을 바탕으로 설정하는 피크컷(peak cut)값과 로드레벨링(load leveling)값의 정확도를 향상시킬 수 있는 전력 공급 제어방법 및 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 전력 공급 제어 방법은 발전량값 및 부하값을 실측하는 발전량값 및 부하값 실측 단계, 발전량값 및 부하값 실측 단계에서 실측한 발전량값 및 부하값과 미리 예측한 예측 발전량값 및 예측 부하값을 비교하는 실측값 및 예측값 비교 단계, 및 실측값 및 예측값 비교 단계에서 비교한 결과를 토대로 피크컷(peak cut)값, 로드레벨링(load leveling)값, 예측 발전량값, 및 예측 부하값 중 적어도 어느 하나를 보정하는 보정값 계산 단계, 및 보정값 계산 단계에서 산출된 보정값을 적용하여 ESS 충방전 출력을 제어하는 ESS 충방전 출력제어 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 보정값 계산 단계는 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 작은지 확인하는 배터리 방전 실측값 비교 단계, 배터리 방전 예상 잔여량이 피크컷다운(peak cut down) 시 추가 방전량 보다 큰지 확인하는 예상 공급 잔여량 판단 단계, 및 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 작고, 배터리 방전 예상 잔여량이 피크컷다운(peak cut down) 시 추가 방전량 보다 큰 경우 피크컷(peak cut)값을 소정값만큼 하향 조정하는 피크컷(peak cut) 하향 조정 단계로 이루어질 수 있다.
또한, 보정값 계산 단계는 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 큰지 확인하는 배터리 방전 실측값 비교 단계, 배터리 공급 부족 예상량이 피크컷업(peak cut up) 시 방전 감소량 보다 큰지 확인하는 예상 공급 부족량 판단 단계, 및 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 크고, 배터리 공급 부족 예상량이 피크컷업(peak cut up) 시 방전 감소량 보다 큰 경우 피크컷(peak cut)값을 소정값만큼 상향 조정하는 피크컷(peak cut) 상향 조정 단계로 이루어질 수 있다.
여기서, 보정값 계산 단계는 배터리 충전 실측값이 배터리 충전 예측값 보다 큰지 확인하는 배터리 충전 실측값 비교 단계, 배터리 과충전 예상량이 로드레벨링다운(load leveling down) 시 충전 감소량 보다 큰지 확인하는 예상 과충전량 판단 단계, 및 배터리 충전 실측값이 배터리 충전 예측값 보다 크고, 배터리 과충전 예상량이 로드레벨링다운(load leveling down) 시 충전 감소량 보다 큰 경우 로드레벨링(load leveling)값을 소정값만큼 하향 조정하는 로드레벨링(load leveling) 하향 조정 단계로 이루어질 수 있다.
또한, 보정값 계산 단계는 배터리 충전 실측값이 배터리 충전 예측값 보다 작은지 확인하는 배터리 충전 실측값 비교 단계, 배터리 부족 충전 예상량이 로드레벨링업(load leveling up) 시 추가 충전량 보다 큰지 확인하는 예상 충전 부족량 판단 단계, 및 배터리 충전 실측값이 배터리 충전 예측값 보다 작고, 배터리 부족 충전 예상량이 로드레벨링업(load leveling up) 시 추가 충전량 보다 큰 경우 로드레벨링(load leveling)값을 소정값만큼 상향 조정하는 로드레벨링(load leveling) 상향 조정 단계로 이루어질 수 있다.
여기서, 보정값 계산 단계는 예측 부하값 누적에러가 상한 기준값을 초과했는지 확인하는 예측 부하값 상한 초과 확인 단계 및 예측 부하값 누적에러가 상한 기준값을 초과할 경우 예측 부하값을 소정값만큼 하향 조정하는 예측 부하값 하향 조정 단계로 이루어질 수 있다.
또한, 보정값 계산 단계는 예측 부하값 누적에러가 하한 기준값에 미달되는지 확인하는 예측 부하값 하한 미달 확인 단계 및 예측 부하값 누적에러가 하한 기준값에 미달될 경우 예측 부하값을 소정값만큼 상향 조정하는 예측 부하값 상향 조정 단계로 이루어질 수 있다.
여기서, 보정값 계산 단계는 예측 발전량값 누적에러가 상한 기준값을 초과했는지 확인하는 예측 발전량값 상한 초과 확인 단계 및 예측 발전량값 누적에러가 상한 기준값을 초과할 경우 예측 발전량값을 소정값만큼 하향 조정하는 예측 발전량값 하향 조정 단계로 이루어질 수 있다.
또한, 보정값 계산 단계는 예측 발전량값 누적에러가 하한 기준값에 미달되는지 확인하는 예측 발전량값 하한 미달 확인 단계 및 예측 발전량값 누적에러가 하한 기준값에 미달될 경우 예측 발전량값을 소정값만큼 상향 조정하는 예측 발전량값 상향 조정 단계로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 제어시스템은 발전량값을 실측하는 발전량값 실측부, 발전량값을 예측하는 발전량값 예측부, 부하값을 실측하는 부하값 실측부, 부하값을 예측하는 부하값 예측부, 및 발전량값 실측부와 발전량값 예측부의 출력차이 및 부하값 실측부와 부하값 예측부의 출력차이 중 적어도 어느 하나를 토대로 피크컷(peak cut)값, 로드레벨링(load leveling)값, 예측 발전량값, 및 예측 부하값 중 적어도 어느 하나를 보정하는 보정값 계산부, 및 보정값 계산부에서 산출된 보정값을 적용하여 ESS 충방전 출력을 제어하는 ESS 충방전 출력제어부로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 전력 공급 제어방법 및 시스템은, 현재의 부하 실측값과 발전량 실측값을 토대로 현장 상황에 맞게 피크컷(peak cut)값과 로드레벨링(load leveling)값을 조정함으로써, 부하 사용의 피크(Peak)값을 효과적으로 낮추고 ESS(Energy Storage System)의 활용률을 최대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 현재의 부하 실측값과 발전량 실측값을 토대로 기산출된 부하 예측값과 발전량 예측값을 보정함으로써, 부하 예측값 및 발전량 예측값의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 제어시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 ESS 운영 전 기설정된 부하 예측값, 피크컷(peak cut)값, 및 로드레벨링(load leveling)값을 나타내는 그래프이다.
도 3은 ESS 운영 후 부하 실측값이 부하 예측값 보다 큰 경우를 나타내는 그래프이다.
도 4는 ESS 운영 후 부하 실측값이 부하 예측값 보다 작은 경우를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 도 5의 보정값 계산 단계에서 보정을 통해 피크컷다운(peak cut down)을 수행하는 방법을 설명하는 그래프이다.
도 7은 도 5의 보정값 계산 단계에서 보정을 통해 피크컷다운(peak cut down)을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 8은 도 5의 보정값 계산 단계에서 보정을 통해 피크컷업(peak cut up)을 수행하는 방법을 설명하는 그래프이다.
도 9는 도 5의 보정값 계산 단계에서 보정을 통해 피크컷업(peak cut up)을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10은 도 5의 보정값 계산 단계에서 보정을 통해 로드레벨링다운(load leveling down)을 수행하는 방법을 설명하는 그래프이다.
도 11은 도 5의 보정값 계산 단계에서 보정을 통해 로드레벨링다운(load leveling down)을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 12는 도 5의 보정값 계산 단계에서 보정을 통해 로드레벨링업(load leveling up)을 수행하는 방법을 설명하는 그래프이다.
도 13은 도 5의 보정값 계산 단계에서 보정을 통해 로드레벨링업(load leveling up)을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 14는 도 5의 보정값 계산 단계에서 보정을 통해 예측 부하값을 조정하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 15는 도 5의 보정값 계산 단계에서 보정을 통해 예측 발전량값을 조정하는 방법을 설명하는 순서도이다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전력 공급 제어방법 및 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 제어시스템을 나타낸 구성도이며, 도 2 내지 도 4는 도 1을 상세히 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 제어시스템을 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 제어시스템은 발전량값을 실측하는 발전량값 실측부(110), 발전량값을 예측하는 발전량값 예측부(120), 부하값을 실측하는 부하값 실측부(170), 부하값을 예측하는 부하값 예측부(160), 및 발전량값 실측부(110)와 발전량값 예측부(120)의 차이값 및 부하값 실측부(170)와 부하값 예측부(160)의 차이값 중 적어도 어느 하나를 토대로 피크컷(peak cut)값, 로드레벨링(load leveling)값, 예측 발전량값, 및 예측 부하값 중 적어도 어느 하나를 보정하는 보정값 계산부(150) 및 보정값 계산부(150)에서 산출된 보정값을 적용하여 ESS 충방전 출력을 제어하는 ESS 충방전 출력제어부(180)로 이루어진다.
여기서, 보정값 계산부(150)는 피크컷(peak cut)값을 상하로 제어하여 ESS(Energy Storage System)의 방전이 최대한 이루어져 부하 사용의 피크(Peak)값을 최대한 낮출 수 있도록 한다.
또한, 로드레벨링(load leveling)값을 제어하여 ESS(Energy Storage System)의 충방전이 최대한 이루어지도록 하여 그 활용률을 최대화 한다.
한편, 보정값 계산부(150)는 예측 발전량값과 예측 부하값을 실시간으로 보정하여 실제 발전량과 실제 부하량에 가깝도록 제어함으로써, ESS(Energy Storage System)의 충방전과 계통 전력을 효율적으로 제어할 수 있도록 한다.
도 2는 ESS 운영 전 기설정된 부하 예측값, 피크컷(peak cut)값, 및 로드레벨링(load leveling)값을 나타내는 그래프이다. 여기서, 부하 예측값(210)은 통계 분석에 의해 부하를 예측한값으로 전력 공급 제어시스템을 제어하기 위해 하루 전에 산출되어 입력될 수 있다.
피크컷(peak cut)값(220)은 실제 부하가 피크컷(peak cut)값(220)을 넘을 경우 ESS(Energy Storage System)의 방전으로 부하에 전력을 공급하는 기준값을 나타낸다.
한편, 로드레벨링(load leveling)값(230)은 실제 부하가 로드레벨링(load leveling)값(230) 이하일 경우 ESS(Energy Storage System)의 충전을 위해 계통전원을 일정하게 유지하는값이며, 이때, ESS(Energy Storage System)은 부하에 공급하고 남은 전력만큼 충전할 수 있다.
또한, 로드레벨링(load leveling)값(230)과 피크컷(peak cut)값(220) 사이에 실제 부하가 있을 경우 ESS(Energy Storage System)은 충전 내지 방전을 수행하지 않으며, 계통 전력이 부하에 공급된다.
다음, 도 3 내지 도 4에서는 피크컷(peak cut)값(220)이 효율적으로 설정되지 않을 경우 발생하는 상황을 설명한다.
도 3은 ESS 운영 후 부하 실측값이 부하 예측값 보다 큰 경우를 나타내는 그래프이다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 실제 부하값(310)이 부하 예측값(210)보다 클 경우 ESS(Energy Storage System)의 방전이 예측보다 많이 수행되어 조기 방전이 초래된다.
이때, ESS(Energy Storage System)의 방전이 모두 이루어질 경우 ESS(Energy Storage System)에 의한 피크컷(peak cut)이 제대로 수행될 수 없게 된다.
따라서, 실제 부하값(310)의 추이에 따라 피크컷(peak cut)값(220)을 적절히 상향 제어할 필요가 있다.
한편, 도 4는 ESS 운영 후 부하 실측값이 부하 예측값 보다 작은 경우를 나타내는 그래프이다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 실제 부하값(310)이 부하 예측값(210)보다 작을 경우 ESS(Energy Storage System)의 방전이 모두 이루어 지지 않아 잉여 전력이 발생하게 되며 ESS(Energy Storage System)의 활용도가 낮아지게 된다.
따라서, 이러한 경우 실제 부하값(310)의 추이에 따라 피크컷(peak cut)값(220)을 적절히 하향 제어할 필요가 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 제어 방법을 나타낸 순서도이며, 도 6 내지 도 15는 도 5를 상세히 설명하기 위한 그래프 및 순서도이다.
이하, 도 5 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 제어 방법을 설명한다.
먼저, 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 제어 방법은 발전량값 및 부하값을 실측하는 발전량값 및 부하값 실측 단계(S100), 발전량값 및 부하값 실측 단계(S100)에서 실측한 발전량값 및 부하값과 미리 예측한 예측 발전량값 및 예측 부하값을 비교하는 실측값 및 예측값 비교 단계(S200), 및 실측값 및 예측값 비교 단계(S200)에서 비교한 결과를 토대로 피크컷(peak cut)값, 로드레벨링(load leveling)값, 예측 발전량값, 및 예측 부하값 중 적어도 어느 하나를 보정하는 보정값 계산 단계(S300), 및 보정값 계산 단계(S300)에서 산출된 보정값을 적용하여 ESS 충방전 출력을 제어하는 ESS 충방전 출력제어 단계(S400)로 이루어진다.
여기서 보정값 계산 단계(S300)는 피크컷(peak cut)값을 상하로 제어하여 ESS(Energy Storage System)의 방전이 최대한 이루어져 부하 사용의 피크(Peak)값을 최대한 낮출 수 있도록 한다.
또한, 로드레벨링(load leveling)을 제어하여 ESS(Energy Storage System)의 충방전이 최대한 이루어지도록 하여 그 활용률을 최대화 한다.
한편, 보정값 계산 단계(S300)는 예측 발전량값과 예측 부하값을 실시간으로 보정하여 실제 발전량과 실제 부하에 가깝도록 함으로써, ESS(Energy Storage System)의 충방전과 계통 전력을 효율적으로 제어할 수 있도록 한다.
도 6은 도 5의 보정값 계산 단계(S300)에서 보정을 통해 피크컷다운(peak cut down)을 수행하는 방법을 설명하는 그래프이다. 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 현재시간(610)에 실제 부하값(310)이 부하 예측값(210)보다 낮아 ESS(Energy Storage System)이 일부 방전만 수행될 것을 예상할 수 있다. 따라서, 일정시간 동안 실제 부하값(310)을 누적한 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값보다 낮을 경우에 피크컷(peak cut)값을 소정값만큼 하향 조정하여 ESS(Energy Storage System)의 방전량을 늘릴 수 있다.
여기서, 조정되는 소정값은 전력 공급 시스템의 설치 현장 및 상황에 따라 적절히 설정될 수 있으며, 이는 본 발명에 대한 이하의 설명에서도 동일하다.
배터리 방전 예상 잔여량은 ESS(Energy Storage System)의 방전 후 남아 있을 예상 잔여량을 나타내며, 현재시간(610)까지 일정시간 실제 부하값(310)을 누적한 결과를 토대로 예측할 수 있으며, 피크컷다운(peak cut down)시 추가 방전량(630)은 피크컷(peak cut)값(220)을 피크컷다운(peak cut down)값(620)으로 낮출 때 추가로 방전할 수 있는 방전량으로 나타낼 수 있다.
도 7은 도 5의 보정값 계산 단계(S300)에서 보정을 통해 피크컷다운(peak cut down)을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 보정값 계산 단계(S300)는 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 작은지 확인하는 배터리 방전 실측값 비교 단계(S311), 배터리 방전 예상 잔여량이 피크컷다운(peak cut down) 시 추가 방전량 보다 큰지 확인하는 예상 공급 잔여량 판단 단계(S312), 및 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 작고, 배터리 방전 예상 잔여량이 피크컷다운(peak cut down) 시 추가 방전량 보다 큰 경우 피크컷(peak cut)값을 소정값만큼 하향 조정하는 피크컷(peak cut) 하향 조정 단계(S313)로 이루어진다.
따라서, 피크컷(peak cut) 하향 조정 단계(S313)에서 피크컷(peak cut)값을 하향 조정함으로써, ESS(Energy Storage System)의 방전량을 늘려 ESS(Energy Storage System)의 활용률을 높일 수 있다.
도 8은 도 5의 보정값 계산 단계(S300)에서 보정을 통해 피크컷업(peak cut up)을 수행하는 방법을 설명하는 그래프이다. 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 현재시간(710)에 실제 부하값(310)이 부하 예측값(210)보다 높아 ESS(Energy Storage System)이 조기 방전될 경우 피크컷(peak cut)이 제대로 이루어지지 못할 우려가 있다. 따라서, 일정시간 동안 실제 부하값(310)을 누적한 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 높을 경우에 피크컷(peak cut)값을 소정값만큼 상향 조정하여 ESS(Energy Storage System)의 방전량을 줄일 수 있다.
이때, 배터리 공급 부족 예상량은 ESS(Energy Storage System)의 방전 후 공급 부족으로 예상되는 부족량을 나타내며, 현재시간(710)까지 일정시간 실제 부하값(310)을 누적한 결과를 토대로 예측할 수 있으며, 피크컷업(peak cut up)시 방전 감소량(730)은 피크컷(peak cut)값(220)을 피크컷업(peak cut up)값(720)으로 높일 때 감소되는 방전 감소량으로 나타낼 수 있다.
도 9는 도 5의 보정값 계산 단계(S300)에서 보정을 통해 피크컷업(peak cut up)을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 보정값 계산 단계(S300)는 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 큰지 확인하는 배터리 방전 실측값 비교 단계(S321), 배터리 공급 부족 예상량이 피크컷업(peak cut up) 시 방전 감소량 보다 큰지 확인하는 예상 공급 부족량 판단 단계(S322), 및 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 크고, 배터리 공급 부족 예상량이 피크컷업(peak cut up) 시 방전 감소량 보다 큰 경우 피크컷(peak cut)값을 소정값만큼 상향 조정하는 피크컷(peak cut) 상향 조정 단계(S323)로 이루어진다.
따라서, 피크컷(peak cut) 상향 조정 단계(S323)에서 피크컷(peak cut)값을 상향 조정함으로써, ESS(Energy Storage System)의 방전량을 줄여 ESS(Energy Storage System)의 조기 방전을 방지하고 ESS(Energy Storage System)에 의한 피크컷(peak cut)이 제대로 수행될 수 있게 된다.
도 10은 도 5의 보정값 계산 단계(S300)에서 보정을 통해 로드레벨링다운(load leveling down)을 수행하는 방법을 설명하는 그래프이다. 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 현재시간(101)에 실제 부하값(310)이 부하 예측값(210)보다 낮아 로드레벨링(load leveling)값(230)과 실제 부하값(310) 차이만큼 ESS(Energy Storage System)을 충전하는 전력이 많아져 ESS(Energy Storage System)이 과충전이 될 우려가 있다. 따라서, 일정시간 동안 실제 부하값(310)을 누적한 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 높을 경우에 로드레벨링(load leveling)값을 소정값만큼 상향 조정하여 ESS(Energy Storage System)의 충전량을 낮출 수 있다.
이때, 배터리 과충전 예상량은 ESS(Energy Storage System)의 과잉 충전으로 예상되는 과잉량을 나타내고, 현재시간(101)까지 일정시간 실제 부하값(310)을 누적한 결과를 토대로 예측할 수 있으며, 로드레벨링다운(load leveling down)시 충전 감소량(102)은 로드레벨링(load leveling)값(230)을 로드레벨링다운(load leveling down)값(103)으로 낮출 때 감소되는 충전 감소량으로 나타낼 수 있다.
도 11은 도 5의 보정값 계산 단계(S300)에서 보정을 통해 로드레벨링다운(load leveling down)을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 11에서 알 수 있는 바와 같이, 보정값 계산 단계(S300)는 배터리 충전 실측값이 배터리 충전 예측값 보다 큰지 확인하는 배터리 충전 실측값 비교 단계(S331), 배터리 과충전 예상량이 로드레벨링다운(load leveling down) 시 충전 감소량 보다 큰지 확인하는 예상 과충전량 판단 단계(S332), 및 배터리 충전 실측값이 배터리 충전 예측값 보다 크고, 배터리 과충전 예상량이 로드레벨링다운(load leveling down) 시 충전 감소량 보다 큰 경우 로드레벨링(load leveling)값을 소정값만큼 하향 조정하는 로드레벨링(load leveling) 하향 조정 단계(S333)로 이루어진다.
따라서, 로드레벨링(load leveling) 하향 조정 단계(S333)에서 로드레벨링(load leveling)을 하향 조정함으로써, ESS(Energy Storage System)의 충전량을 줄여 ESS(Energy Storage System)의 과충전을 예방하고 효율적으로 전력 공급 제어시스템을 운영할 수 있는 효과가 있다.
도 12는 도 5의 보정값 계산 단계(S300)에서 보정을 통해 로드레벨링업(load leveling up)을 수행하는 방법을 설명하는 그래프이다. 도 12에서 볼 수 있는 바와 같이, 111에 실제 부하값(310)이 부하 예측값(210)보다 높아 로드레벨링(load leveling)값(230)과 실제 부하값(310) 차이만큼 ESS(Energy Storage System)을 충전하는 전력이 적어져 ESS(Energy Storage System)이 충전 부족이 될 우려가 있다. 따라서, 일정시간 동안 실제 부하값(310)을 누적한 배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 낮을 경우에 로드레벨링(load leveling)을 상향 조정하여 ESS(Energy Storage System)의 충전량을 높일 수 있다.
이때, 배터리 충전 부족 예상량은 ESS(Energy Storage System)의 예상되는 충전 부족량을 나타내고, 현재시간(121)까지 일정시간 실제 부하값(310)을 누적한 결과를 토대로 예측할 수 있으며, 로드레벨링업(load leveling up)시 충전 증가량(123)은 로드레벨링(load leveling)값(230)을 로드레벨링업(load leveling up)값(122)으로 높일 때 증가되는 충전 증가량으로 나타낼 수 있다.
도 13은 도 5의 보정값 계산 단계(S300)에서 보정을 통해 로드레벨링업(load leveling up)을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 13에서 알 수 있는 바와 같이, 보정값 계산 단계(S300)는 배터리 충전 실측값이 배터리 충전 예측값 보다 작은지 확인하는 배터리 충전 실측값 비교 단계(S341), 배터리 부족 충전 예상량이 로드레벨링업(load leveling up) 시 추가 충전량 보다 큰지 확인하는 예상 충전 부족량 판단 단계(S342), 및 배터리 충전 실측값이 배터리 충전 예측값 보다 작고, 배터리 부족 충전 예상량이 로드레벨링업(load leveling up) 시 추가 충전량 보다 큰 경우 로드레벨링(load leveling)값을 소정값만큼 상향 조정하는 로드레벨링(load leveling) 상향 조정 단계(S343)로 이루어진다.
따라서, 로드레벨링(load leveling) 상향 조정 단계(S343)에서 로드레벨링(load leveling)을 상향 조정함으로써, ESS(Energy Storage System)의 충전량을 높여 ESS(Energy Storage System)의 충전 부족을 방지하여 ESS(Energy Storage System)의 활용률을 높일 수 있다.
도 14는 도 5의 보정값 계산 단계(S300)에서 보정을 통해 예측 부하값을 조정하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 14에서 볼 수 있는 바와 같이, 보정값 계산 단계(S300)는 예측 부하값의 누적에러가 상한 기준값을 초과했는지 확인하는 예측 부하값 상한 초과 확인 단계(S351) 및 예측 부하값 누적에러가 상한 기준값을 초과할 경우 예측 부하값을 소정값만큼 하향 조정하는 예측 부하값 하향 조정 단계(S354)로 이루어진다.
또한, 보정값 계산 단계(S300)는 예측 부하값 누적에러가 하한 기준값에 미달되는지 확인하는 예측 부하값 하한 미달 확인 단계(S352) 및 예측 부하값 누적에러가 하한 기준값에 미달될 경우 예측 부하값을 소정값만큼 상향 조정하는 예측 부하값 상향 조정 단계(S353)로 이루어진다.
여기서, 예측 부하값의 누적 에러는 일정한 시간 동안 예측 부하값과 실제 부하값의 차이를 누적하여 평균한값을 적용할 수 있다.
예측 부하값의 누적에러가 상한 기준값을 초과하면 부하를 과잉 예측한 것이므로 예측 부하값을 낮출 필요가 있다. 또한, 예측 부하값의 누적에러가 하한 기준값에 미달되면 부하를 과소 예측한 것이므로 예측 부하값을 높일 필요가 있다.
이와 같이 예측 부하값의 누적 에러를 토대로 예측 부하값을 조정하여 적절한 피크컷(peak cut) 및 로드레벨링(load leveling)이 수행되게 함으로써, ESS(Energy Storage System)과 전력 공급 제어시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 효과가 있다.
도 15는 도 5의 보정값 계산 단계(S300)에서 보정을 통해 예측 발전량값을 조정하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 15에서 알 수 있는 바와 같이, 보정값 계산 단계(S300)는 예측 발전량값 누적에러가 상한 기준값을 초과했는지 확인하는 예측 발전량값 상한 초과 확인 단계(S361) 및 예측 발전량값 누적에러가 상한 기준값을 초과할 경우 예측 발전량값을 소정값만큼 하향 조정하는 예측 발전량값 하향 조정 단계(S364)로 이루어진다.
또한, 보정값 계산 단계(S300)는 예측 발전량값 누적에러가 하한 기준값에 미달되는지 확인하는 예측 발전량값 하한 미달 확인 단계(S362) 및 예측 발전량값 누적에러가 하한 기준값에 미달될 경우 예측 발전량값을 소정값만큼 상향 조정하는 예측 발전량값 상향 조정 단계(S363)로 이루어진다.
여기서, 태양광, 풍력 등 신재생에너지에 의해 발전하는 발전량에 대한 예측 발전량값의 누적 에러는 일정한 시간 동안 예측 발전량값과 실제 발전량값의 차이를 누적하여 평균한값을 적용할 수 있다.
예측 발전량값의 누적에러가 상한 기준값을 초과하면 발전량을 과잉 예측한 것이므로 예측 발전량값을 낮출 필요가 있다. 또한, 예측 발전량값의 누적에러가 하한 기준값에 미달되면 발전량을 부족하게 예측한 것이므로 예측 발전량값을 높일 필요가 있다.
이와 같이 예측 발전량값의 누적 에러를 토대로 예측 발전량값을 조정하여 적절한 피크컷(peak cut) 및 로드레벨링(load leveling)이 수행되게 함으로써, ESS(Energy Storage System)과 전력 공급 제어시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 전력 공급 제어방법 및 시스템은 현재의 부하 실측값과 발전량 실측값을 토대로 현장 상황에 맞게 피크컷(peak cut)값을 조정함으로써, 부하 사용의 피크(Peak)값을 효과적으로 낮출 수 있으며, 또한 현장 상황에 맞게 로드레벨링(load leveling)값을 조정함으로써, ESS(Energy Storage System)의 활용률을 최대화할 수 있다.
상술한 것은 하나 이상의 실시예의 실례를 포함한다. 물론, 상술한 실시예들을 설명할 목적으로 컴포넌트들 또는 방법들의 가능한 모든 조합을 기술할 수 있는 것이 아니라, 당업자들은 다양한 실시예의 많은 추가 조합 및 치환이 가능함을 인식할 수 있다. 따라서 설명한 실시예들은 첨부된 청구범위의 진의 및 범위 내에 있는 모든 대안, 변형 및 개조를 포함하는 것이다.

Claims (10)

  1. 발전량값 및 부하값을 실측하는 발전량값 및 부하값 실측 단계;
    상기 발전량값 및 부하값 실측 단계에서 실측한 상기 발전량값 및 상기 부하값과 미리 예측한 예측 발전량값 및 예측 부하값을 비교하는 실측값 및 예측값 비교 단계;
    상기 실측값 및 예측값 비교 단계에서 비교한 결과를 토대로 피크컷(peak cut)값, 로드레벨링(load leveling)값, 상기 예측 발전량값, 및 상기 예측 부하값 중 적어도 어느 하나를 보정하는 보정값 계산 단계; 및
    상기 보정값 계산 단계에서 산출된 보정값을 적용하여 ESS 충방전 출력을 제어하는 ESS 충방전 출력제어 단계를 포함하고,
    상기 보정값 계산 단계는,
    배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 작은지 확인하는 배터리 방전 실측값 비교 단계;
    배터리 방전 예상 잔여량이 피크컷다운(peak cut down) 시 추가 방전량 보다 큰지 확인하는 예상 공급 잔여량 판단 단계; 및
    상기 배터리 방전 실측값이 상기 배터리 방전 예측값 보다 작고, 상기 배터리 방전 예상 잔여량이 상기 피크컷다운(peak cut down) 시 추가 방전량 보다 큰 경우 피크컷(peak cut)값을 소정값만큼 하향 조정하는 피크컷(peak cut) 하향 조정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    보정값 계산 단계는,
    배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 큰지 확인하는 배터리 방전 실측값 비교 단계;
    배터리 공급 부족 예상량이 피크컷업(peak cut up) 시 방전 감소량 보다 큰지 확인하는 예상 공급 부족량 판단 단계; 및
    상기 배터리 방전 실측값이 상기 배터리 방전 예측값 보다 크고, 상기 배터리 공급 부족 예상량이 상기 피크컷업(peak cut up) 시 방전 감소량 보다 큰 경우 피크컷(peak cut)값을 소정값만큼 상향 조정하는 피크컷(peak cut) 상향 조정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    보정값 계산 단계는,
    배터리 충전 실측값이 배터리 충전 예측값 보다 큰지 확인하는 배터리 충전 실측값 비교 단계;
    배터리 과충전 예상량이 로드레벨링다운(load leveling down) 시 충전 감소량 보다 큰지 확인하는 예상 과충전량 판단 단계; 및
    상기 배터리 충전 실측값이 상기 배터리 충전 예측값 보다 크고, 상기 배터리 과충전 예상량이 상기 로드레벨링다운(load leveling down) 시 충전 감소량 보다 큰 경우 로드레벨링(load leveling)값을 소정값만큼 하향 조정하는 로드레벨링(load leveling) 하향 조정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    보정값 계산 단계는,
    배터리 충전 실측값이 배터리 충전 예측값 보다 작은지 확인하는 배터리 충전 실측값 비교 단계;
    배터리 부족 충전 예상량이 로드레벨링업(load leveling up) 시 추가 충전량 보다 큰지 확인하는 예상 충전 부족량 판단 단계; 및
    상기 배터리 충전 실측값이 상기 배터리 충전 예측값 보다 작고, 상기 배터리 부족 충전 예상량이 상기 로드레벨링업(load leveling up) 시 추가 충전량 보다 큰 경우 로드레벨링(load leveling)값을 소정값만큼 상향 조정하는 로드레벨링(load leveling) 상향 조정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    보정값 계산 단계는,
    예측 부하값 누적에러가 상한 기준값을 초과했는지 확인하는 예측 부하값 상한 초과 확인 단계; 및
    상기 예측 부하값 누적에러가 상기 상한 기준값을 초과할 경우 상기 예측 부하값을 소정값만큼 하향 조정하는 예측 부하값 하향 조정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    보정값 계산 단계는,
    예측 부하값 누적에러가 하한 기준값에 미달되는지 확인하는 예측 부하값 하한 미달 확인 단계; 및
    상기 예측 부하값 누적에러가 하한 기준값에 미달될 경우 상기 예측 부하값을 소정값만큼 상향 조정하는 예측 부하값 상향 조정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    보정값 계산 단계는,
    예측 발전량값 누적에러가 상한 기준값을 초과했는지 확인하는 예측 발전량값 상한 초과 확인 단계; 및
    상기 예측 발전량값 누적에러가 상기 상한 기준값을 초과할 경우 상기 예측 발전량값을 소정값만큼 하향 조정하는 예측 발전량값 하향 조정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    보정값 계산 단계는,
    예측 발전량값 누적에러가 하한 기준값에 미달되는지 확인하는 예측 발전량값 하한 미달 확인 단계; 및
    상기 예측 발전량값 누적에러가 하한 기준값에 미달될 경우 상기 예측 발전량값을 소정값만큼 상향 조정하는 예측 발전량값 상향 조정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 방법.
  10. 현재 발전량값을 실측하는 발전량값 실측부;
    발전량값을 예측하는 발전량값 예측부;
    현재 부하값을 실측하는 부하값 실측부;
    부하값을 예측하는 부하값 예측부; 및
    상기 발전량값 실측부와 상기 발전량값 예측부의 차이값 및 상기 부하값 실측부와 상기 부하값 예측부의 차이값 중 적어도 어느 하나를 토대로 피크컷(peak cut)값, 로드레벨링(load leveling)값, 예측 발전량값, 및 예측 부하값 중 적어도 어느 하나를 보정하는 보정값 계산부; 및
    상기 보정값 계산부에서 산출된 보정값을 적용하여 ESS 충방전 출력을 제어하는 ESS 충방전 출력제어부를 포함하고,
    상기 보정값 계산부는,
    배터리 방전 실측값이 배터리 방전 예측값 보다 작은지 확인하고,
    배터리 방전 예상 잔여량이 피크컷다운(peak cut down) 시 추가 방전량 보다 큰지 확인하고,
    상기 배터리 방전 실측값이 상기 배터리 방전 예측값 보다 작고, 상기 배터리 방전 예상 잔여량이 상기 피크컷다운(peak cut down) 시 추가 방전량 보다 큰 경우 피크컷(peak cut)값을 소정값만큼 하향 조정하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어시스템.
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