KR101917077B1 - 전력 소비 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력 소비 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 전력 소비 주체의 전력 사용 형태에 따라 최소의 전력 비용이 발생하도록 최적의 충전 및 방전 제어를 수행하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 전력 소비 제어 방법은, 전력의 충전과 방전이 이루어지는 전력 저장부의 충전 시의 전력 비용인 충전 비용과 방전 시의 전력 비용인 방전 비용을 계산하고; 전력 저장부의 충전 비용과 방전 비용을 비교하며; 방전 비용이 충전 비용보다 작으면 전력 방전과 전력 재판매 중 어느 하나를 수행하는 방전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어하고; 충전 비용이 방전 비용보다 작거나 같으면 신재생 전력과 그리드 전력 중에서 적어도 하나의 전력으로 전력 저장부가 충전되도록 하는 충전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어한다.

Description

전력 소비 제어 장치 및 방법{POWER CONSUMPTION CONTROL APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 전력 제어 장치 및 방법 관한 것으로, 전력 저장부를 구비하는 전력 소비 주체의 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
전력 저장부를 구비하는 전력 소비 주체에서, 이 전력 저장부를 잉여 전력의 저장 수단으로만 사용하고 있다. 또한 전력 저장부를 충전하거나 전력 저장부에 저장되어 있는 전력을 방전함에 있어서, 충전 비용 또는 방전 비용을 고려하지 않고 충전과 방전을 수행함으로써 불필요한 비용의 낭비가 초래되기도 한다.
본 발명에 따른 전력 소비 제어 장치 및 방법은, 전력 소비 주체의 전력 사용 형태에 따라 전력 비용이 감소하도록 최적의 충전 및 방전 제어를 수행하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 전력 소비 제어 방법은, 전력의 충전과 방전이 이루어지는 전력 저장부의 충전 시의 전력 비용인 충전 비용과 방전 시의 전력 비용인 방전 비용을 계산하고; 전력 저장부의 충전 비용과 방전 비용을 비교하며; 방전 비용이 충전 비용보다 작으면 전력 방전과 전력 재판매 중 어느 하나를 수행하는 방전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어하고; 충전 비용이 방전 비용보다 작거나 같으면 신재생 전력과 그리드 전력 중에서 적어도 하나의 전력으로 전력 저장부가 충전되도록 하는 충전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어한다.
또한, 상술한 전력 소비 제어 방법은, 전력의 목표 판매량을 계산하는 과정을 더 포함하고; 목표 판매량만큼 전력을 판매하지 못하였을 때 전력의 재판매를 수행한다.
또한, 상술한 전력 소비 제어 방법은, 목표 충전량을 계산하는 과정을 더 포함하고; 목표 충전량이 0보다 클 때 전력 저장부의 충전이 필요한 것으로 판단하여 전력 저장부를 충전한다.
또한, 상술한 전력 소비 제어 방법은, 신재생 에너지원의 예상 전력 발전량을 계산하는 과정을 더 포함하고; 목표 충전량이 0보다 크고 목표 충전량이 예상 전력 발전량보다 클 때, 신재생 전력 및 그리드 전력으로 전력 저장부를 충전한다.
또한, 상술한 전력 소비 제어 방법은, 목표 충전량이 0보다 크되 목표 충전량이 예상 전력 발전량보다 작거나 같을 때, 신재생 전력으로 전력 저장부를 충전한다.
본 발명에 따른 또 다른 전력 소비 제어 방법은, 전력의 충전과 방전이 이루어지는 전력 저장부의 충전 시의 전력 비용인 충전 비용과 방전 시의 전력 비용인 방전 비용을 계산하고; 전력 저장부의 충전 비용과 방전 비용을 비교하며; 방전 비용이 충전 비용보다 작으면 방전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어하고; 충전 비용이 방전 비용보다 작거나 같으면 충전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어한다.
또한, 상술한 전력 소비 제어 방법은, 방전 비용이 충전 비용보다 작으면 전력 방전과 전력 재판매 중 어느 하나를 수행하는 방전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어하고; 충전 비용이 방전 비용보다 작거나 같으면 신재생 전력과 그리드 전력 중에서 적어도 하나의 전력으로 전력 저장부가 충전되도록 하는 충전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어한다.
본 발명에 따른 전력 소비 제어 장치는, 전력의 충전과 방전이 이루어지는 전력 저장부와; 전력 저장부의 충전과 방전을 수행하는 전력 변환부와; 목표 판매량과 목표 충전량을 계산하며, 전력 저장부의 충전 시의 전력 비용과 방전 시의 전력 비용을 계산하고, 전력 저장부의 충전 비용과 방전 비용을 비교하며, 방전 비용이 충전 비용보다 작으면 전력 방전과 전력 재판매 중 하나를 수행하는 방전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어하고, 충전 비용이 방전 비용보다 작거나 같으면 신재생 전력과 그리드 전력 중에서 적어도 하나의 전력으로 전력 저장부가 충전되도록 하는 충전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어하여, 전력 비용이 절감되도록 하는 제어부를 포함한다.
또한, 상술한 전력 소비 제어 장치에서, 제어부는, 전력 변환부와 전력 저장부, 부하, 신재생 전력을 생산하는 신재생 에너지원, 그리드 전력을 생산하는 전력 공급 회사와 통신하여 정보를 제공하고 수집하는 통신부와; 수집한 정보를 저장하는 저장부와; 수집한 정보를 연산하는 연산부와; 연산부의 연산에 기초하여 전력 소비 제어를 위한 제어 명령을 생성하는 명령 생성부를 포함한다.
또한, 상술한 전력 소비 제어 장치는, 전력 소비 주체에 마련되어 전력 소비 주체에서의 전력의 수급과 소비를 제어하는 것이다.
본 발명에 따른 또 다른 전력 소비 제어 장치는, 전력의 충전과 방전이 이루어지는 전력 저장부와; 전력 저장부의 충전과 방전을 수행하는 전력 변환부와; 전력 저장부의 충전 시의 전력 비용과 방전 시의 전력 비용을 계산하고, 전력 저장부의 충전 비용과 방전 비용을 비교하며, 방전 비용이 충전 비용보다 작으면 방전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어하고, 충전 비용이 방전 비용보다 작거나 같으면 충전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어하여 전력 비용이 절감되도록 하는 제어부를 포함한다.
또한, 상술한 전력 소비 제어 장치에서, 제어부는, 전력 변환부와 전력 저장부, 부하, 신재생 전력을 생산하는 신재생 에너지원, 그리드 전력을 생산하는 전력 공급 회사와 통신하여 정보를 제공하고 수집하는 통신부와; 수집한 정보를 저장하는 저장부와; 수집한 정보를 연산하는 연산부와; 연산부의 연산에 기초하여 전력 소비 제어를 위한 제어 명령을 생성하는 명령 생성부를 포함한다.
또한, 상술한 전력 소비 제어 장치는, 전력 소비 주체에 마련되어 전력 소비 주체에서의 전력의 수급과 소비를 제어하는 것이다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 전력 소비 제어 장치 및 방법은, 전력 소비 주체 전력 사용 형태에 따라 최소의 전력 비용이 발생하도록 최적의 충전 및 방전 제어를 수행함으로써, 전력 사용 주체의 이익을 추구하고 전력 공급 주체의 관점에서 최대 전력 소비(peak demand)를 낮출 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 소비 제어 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 나타낸 제어부의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 소비 제어 방법의 제 1 실시 예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 소비 제어 방법의 제 2 실시 예를 나타낸 도면.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 소비 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 소비 제어 장치(102)는 제어부(104)와 전력 변환부(106), 전력 저장부(108)를 포함한다. 전력 소비 제어 장치(102)는 가정 또는 사업장 등과 같이 전력을 소비하고 그 비용을 지불하는 전력 소비 주체에 마련되어 전력 소비 주체에서 효율적인 전력 소비가 이루어지도록 전력의 수급과 소비를 제어하는 장치이다.
전력 소비 제어 장치(102)의 제어부(104)는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 소비 제어 장치(102)의 동작 전반을 제어하여 효율적인 전력 사용이 이루어지도록 한다. 이를 위해 제어부(104)는 전력 변환부(106) 및 전력 저장부(108), 부하(114)는 물론 외부의 신재생 에너지원(110)과 전력 공급 회사(Power Utility Company)(112)(즉, 전력 공급 주체), 외부 네트워크(116)와 전기적으로 통신하여 필요한 정보를 주고받는다. 제어부(104)는 외부 네트워크(116)를 통해 기상 정보를 제공받아 신재생 에너지원(110)에서의 신재생 전력 발전량 등을 예측하는데 이용한다. 예를 들면, 태양광 발전을 위해 제어부(104)가 수집하는 정보는, 일사량과 구름의 분포, 구름의 이동 방향, 기온, 보정 계수 등을 포함한다. 또 제어부(104)는 전력 공급 회사(112)와 통신하여 전력 수급 상황과 전력의 가격 등의 정보를 제공받는다. 또 제어부(104)는 부하(114)에서의 전력 사용 패턴 등을 분석하고 부하(114)와 통신하여 부하 전력 사용량 등을 예측한다. 또 제어부(104)는 전력 저장부(108)의 충전 상태 정보를 전력 저장부(108)와의 통신을 통해 확보한다. 제어부(104)는 도 1에 나타낸 것처럼 전력 소비 제어 장치(102) 내에 마련될 수도 있고, 외부에 서버 형태로 마련되어 네트워크를 통해 전력 소비 제어 장치(102)에 연결될 수도 있다.
전력 소비 제어 장치(102)의 전력 변환부(106)는 전력 저장부(108)의 충전과 방전, 전력의 변환을 수행한다. 즉, 전력 변환부(106)는, 신재생 에너지원(110)으로부터 공급되는 신재생 전력 또는 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력을 전력 저장부(108)에 전달하여 저장되도록 하거나, 공급받은 전력을 부하(114)에 제공하여 부하(114)가 필요한 전력을 소비할 수 있도록 한다. 또한, 전력 변환부(106)는 전력의 흐름(방향)을 전환하고 또 전력의 전기적 특성(주파수 및 위상 등)을 변환한다. 예를 들면 직류 전력을 단상 교류 전력 또는 다상 교류 전력으로 변환한다.
전력 소비 제어 장치(102)의 전력 저장부(108)는 외부로부터 공급되는 전력으로 충전되어 전력을 저장하고, 저장되어 있는 전력을 방전하여 소비되도록 한다. 예를 들면, 신재생 에너지원(110)으로부터 공급되는 신재생 전력 또는 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력을 공급받아 저장하고(충전), 저장되어 있는 전력을 부하(114) 또는 전력 판매 회사(112)에 제공한다(방전). 전력 저장부(108)에서 전력 판매 회사(112)로의 전력의 공급은 전력의 재판매(구입한 전력을 되파는 것)를 의미한다.
신재생 에너지원(110)은 신 에너지와 재생 에너지를 일컫는다. 이 중에서 신 에너지는 연료 전지(fuel cell), 석탄/액화 가스화, 수소 에너지(hydrogen energy)를 포함한다. 연료 전지는, 연료인 수소를 공기 중의 산소와 화학 반응시켜 수소의 산화(酸化)에 의해 발생하는 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시킨다. 석탄 액화/가스화는 석탄을 액화 또는 가스화하여 에너지를 얻는 기술로서, 석탄의 액화는 고체 연료인 석탄을 휘발유 및 디젤유 등의 액체 연료로 전환시키는 기술이다. 석탄을 고온 고압의 상태에서 용매를 사용하여 전환시키는 직접 액화 방식과, 석탄 가스화 후 촉매 상에서 액체 연료로 전환시키는 간접 액화 기술이 있다. 석탄의 가스화는 석탄, 중질잔사유 등의 저급 원료를 고온·고압의 가스화기에서 수증기와 함께 한정된 산소로 불완전 연소 및 가스화시켜서 일산화 탄소와 수소가 주성분인 합성 가스를 만들어 정제 공정을 거친 후 가스 터빈 및 증기 터빈등을 구동하여 발전하는 기술이다. 수소 에너지 기술은, 물, 유기물, 화석 연료 등의 화합물 형태로 존재하는 수소를 분리 생산하여 에너지원으로 이용하는 기술이다.
재생 에너지는 태양열(solar thermal) 발전과 태양광 발전(solar photovoltaic) 발전, 바이오매스(biomass) 에너지, 풍력 발전(wind power generation), 소수력(small hydropower) 발전, 지열 에너지(geothermal energy), 해양 에너지(ocean energy), 폐기물 에너지(waste to energy)를 포함한다.
태양열 발전은, 태양열을 모아 고온의 공기, 수증기를 만들어 터빈을 돌려 발전하는 시스템이다. 빛을 열로 변환하는 집열기에서는 급수되는 물을 가열해 증기화하고, 축열조를 거쳐 터빈으로 보낸다. 터빈 이후의 발전 원리는 종래의 화력 발전 원리와 같다.
태양광 발전(solar photovoltaic)은 태양 에너지에 의한 발전 기술의 하나로서, 태양의 빛 에너지를 태양 전지라는 광전 변환기를 써서 직접 전기 에너지로 변환시켜 에너지를 얻는다. 태양광 발전은 부분적으로 빛을 이용하는 것이어서 흐린 날에도 이용이 가능하다.
바이오매스는, 나무나 곡물, 식물, 농작물 찌꺼기, 축산분뇨, 음식 쓰레기 등을 이용하여 에너지를 생산하는 방식으로서, 예를 들면 가축들의 매설물이나 쓰레기장의 쓰레기가 썩으면서 발생하는 메탄이나 기타 가스를 태워서 발전이나 난방에 사용하는 방법이다.
풍력 발전기는, 바람의 에너지를 전기 에너지로 바꿔주는 장치로서, 풍력 발전기의 날개를 회전시켜 이때 생긴 날개의 회전력으로 전기를 생산한다.
소수력 발전은, 하천 내에서 위치 에너지에 의해 작은 규모의 물로부터 운동 에너지를 만들고 이를 전기 에너지(대체로 20MW 이하)로 바꾸어 전기를 얻는 발전 형태이다. 소수력 발전이 일반적인 수력 발전과 다른 점은, 일반적인 수력 발정은 큰 다목적 댐의 수두 차에 의해서 에너지를 얻지만, 소수력 발전은 물의 흐름에 의한 위치 에너지를 이용한다는 점이다.
지열은 지하의 물체가 갖는 열을 말하며, 지열 에너지는 지하의 지열 에너지에 물을 주입하여 증기를 생산하고 이것으로 증기 터빈을 돌려서 발전에 이용하는 형태이다. 보통 화산이 없는 지대에서는 약 3000미터 깊이의 지하에서 섭씨 100도 정도의 지열을 얻을 수 있으며, 지역에 따라 이보다 온도가 높을 수도 있다.
해양 에너지는, 파랑, 조석, 조류, 해류, 해수의 온도 차에 의한 에너지이다. 파력 발전, 조력 발전, 조류 발전, 해양 온도 차 발전 등이 이용되고 있다.
폐기물 에너지는, 사업장이나 가정에서 발생되는 가연성 폐기물 중 에너지 함량이 높은 폐기물을 열분해하여 고체 연료, 액체 연료, 가스 연료, 폐열 등을 생산하고, 이를 산업 활동에 필요한 에너지로 이용될 수 있도록 재생하는 기술이다.
전력 공급 회사(112)는, 여러 발전 시설에서 생성된 전력을 공급받아 판매하는 기업을 의미한다. 전력 공급 회사(112)는 소비 전력이 적은 시간의 전력 가격을 소비 전력이 많은 시간의 전력 가격에 비해 싸게 책정하고, 소비 전력이 적은 계절의 전력 가격을 소비 전력이 많은 계절의 전력 가격에 비해 싸게 책정하여 공급한다. 이처럼 전력 소비자의 전력 소비 형태와 연계하여 전력 가격을 탄력적으로 책정하여 공급함으로써, 전력의 공급과 소비의 균형을 도모할 수 있다. 또한, 전력 공급 회사(112)는 발전량, 계절별 및 시간별 과거의 전력 사용 정보, 기상 정보에 기초하여 전력 소비량을 예측한 후 전력 가격을 설정한다. 이때 전력 가격에 대응하는 가격 레벨을 설정하는 것도 가능하다. 또한 전력 공급 회사(112)는 각 전력 소비 주체에서 소비되는 전력 소비량을 가격 레벨별로 수집하여 저장함으로써, 전력 공급 회사에서 월 단위로 각 전력 소비 주체의 가격 레벨별 전력 소비량에 따른 전기 요금을 산출하고, 산출된 전기 요금을 월별로 청구할 수 있도록 한다. 또한 전력 공급 회사(112)는 주기적으로 산출된 전기 요금과 미리 설정된 월 허용 전기 요금을 비교하여 전력 공급 제한을 결정하고, 산출된 전기 요금이 월 허용 전기 요금을 초과하면 월 허용 전기 요금 초과 정보를 해당 전력 소비 주체에 마련되는 전력 소비 제어 장치(102)로 전송함으로써 전력 소비 제어 장치(102)를 통해 월 허용 전기 요금 초과 이벤트가 발생되도록 한다. 또한 전력 공급 회사(112)는 전력 소비 주체별 임계 전력량을 기억하고, 전력 소비 주체별 소비 전력량과 임계 전력량을 비교하여 전력 공급 제한을 결정한다. 또한 이와 같이, 전력 공급 회사(112)는 임계 전력량 또는 월 허용 전기 요금을 기초로 전력 소비 주체의 전력 수요를 관리한다. 여기서 전력 소비 주체별 전력 공급을 제한하기 위한 임계 전력량은 전력 공급 회사에서 임의로 설정되거나 전력 소비 주체별 전력 공급 회사와의 약정에 의해 설정된다. 그리고 각 전력 소비 주체의 월 허용 전기 요금은 수용가별 전력 공급 회사와의 약정에 의해 설정되어 있다. 또한 전력 공급 회사(112)는 전력 소비 주체별 임계 전력량 초과 이벤트 발생 내역 및 월 허용 전기 요금 초과 이벤트 발생에 따른 전력 소비 현황 등에 대한 정보를 저장하고 관리한다. 또한 전력 공급 회사(112)는 복수의 전력 소비 주체에 각각 마련되는 제어부(104)와 네트워크를 통해 연결되어 전력 수요 관리를 위한 정보를 송수신한다. 이 네트워크는 유선 네트워크뿐만 아니라, 무선 네트워크, 유무선 복합 네트워크 등으로 이루어진다.
도 1에서, 전력 변환부(106)를 중심으로 이루어지는 전력의 전달 방향을 살펴보면, 신재생 에너지원(110)에서 전력 변환부(106)로 단반향의 전력 공급이 이루어지고, 전력 변환부(106)에서 부하(114)로 역시 단방향의 전력 공급이 이루어진다. 이와 달리, 전력 변환부(106)와 전력 저장부(108) 사이에는 양방향으로 전력 공급이 이루어진다. 전력 변환부(106)와 전력 저장부(108) 사이의 양방향 전력 공급은 전력 저장부(108)의 충전과 방전에 의한 것이다. 또한 전력 변환부(106)와 전력 공급 회사(112) 사이에도 양방향의 전력 공급이 이루어진다. 전력 변환부(106)와 전력 공급 회사(112) 사이의 양방향의 전력 공급은 전력 공급 회사(112)로부터 전력을 구매하여 공급받는 경우와 전력 저장부(108)에 저장되어 있는 전력을 전력 공급 회사(112)에 재판매하는 경우이다.
도 2는 도 1에 나타낸 제어부의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제어부(104)는 통신부(202)와 저장부(204), 연산부(206), 명령 생성부(208)를 포함한다. 통신부(202)는, 다른 장치들 즉 전력 변환부(106) 및 전력 저장부(108), 부하(114)는 물론 외부의 신재생 에너지원(110)과 전력 공급 회사(112), 외부 네트워크(116)와 전기적으로 통신하여 정보를 제공하고 수집한다. 이와 같이 통신을 통해 수집된 데이터는 저장부(204)에 저장된 후 연산부(206)를 통해 필요한 연산이 수행되어 명령 생성부(208)에 제공되고, 명령 생성부(208)는 최적의 전력 소비 제어를 위한 제어 명령을 생성하여 통신부(202)를 통해 외부의 다른 장치들 즉 전력 변환부(106) 및 전력 저장부(108), 부하(114)는 물론 외부의 신재생 에너지원(110)과 전력 공급 회사(112), 외부 네트워크(116)에 전달되도록 한다.
<제어 방법의 제 1 실시 예>
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 소비 제어 방법의 제 1 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 전력 소비 제어 방법은 도 1 및 도 2에 나타낸 전력 소비 제어 장치의 구성을 기반으로 수행될 수 있다. 도 3에 나타낸 전력 소비 제어 방법은 도 1 및 도 2에 나타낸 전력 소비 제어 장치의 구성을 기반으로 수행될 수 있다. 도 3에 나타낸 전력 소비 제어 방법의 제 1 실시 예는, 전력 저장부(106)를 충전하기 위한 전력의 선택과 충전된 전력의 재판매를 통해 효율적인 전력 관리를 수행하기 위한 전력 소비 제어 방법을 나타낸 것이다. 이를 위해 제어부(104)는, 신재생 에너지원(110)의 예상 전력 발전량(ePV)과, 전력 공급 회사(112)로부터 제공되는 전력량 및 가격, 부하(114)에서 요구되는 예상 전력 사용량(eLoad)을 모두 고려하여 전력 소비 제어를 수행한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제어부(104)는 신재생 에너지원(110)의 단위 시간 당 예상 전력 발전량(ePVt)을 계산하고, 또 부하(114)에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량(eLoadt)을 계산한다(302).
일례로 태양광 발전의 경우, 다음의 식 1을 이용하여 신재생 에너지원(110)의 단위 시간 당 예상 전력 발전량(ePVt)을 계산한다.
(식 1)
Figure 112011098423798-pat00001
식 1에서, Rt는 일사량이고, PVtemp는 태양광 발전 설비의 집광 패널의 온도이며, Coefft는 보정 계수이다. 식 1에서 알 수 있듯이, 태양광 발전 설비의 발전량은 일사량에 비례하고 집광 패널의 온도에 반비례한다.
또한 제어부(104)는 다음의 식 2를 이용하여 부하(114)에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량(eLoadt)을 계산한다.
(식 2)
Figure 112011098423798-pat00002
식 2에서, Pwn은 다수의 부하 가운데 어느 하나의 전력 소비량이고, Ptn은 다수의 부하 가운데 어느 하나의 시간 t에서의 가동 확률이다.
제어부(104)는, 목표 판매량과 목표 충전량을 계산한다(304). 목표 판매량은 전력 사용 주체가 전력 공급 회사(112)에 일정량의 전력을 판매하기로 계약이 체결된 경우 전력 사용 주체는 계약된 전력량만큼 전력 공급 회사(112)에 전력을 판매할 의무가 있는데(통상적으로 잉여 전력을 판매함), 계약된 전력 판매량을 만족하기 위해 필요한 목표 판매량을 계산함으로써 전력 저장부(108)의 충전 또는 방전(판매) 여부를 결정하는 근거로 활용한다. 목표 판매량 Pwt를 계산하기 위해 앞서 계산한 단위 시간 당 전력 발전량(PVt)과 단위 시간 당 예상 전력 사용량(eLoadt)이 이용된다. 목표 판매량 Pwt는 아래의 식 3과 같이 표현된다.
(식 3)
Figure 112011098423798-pat00003
식 3에서, SCOt는 배터리의 잔량이고, ePVt는 단위 시간 당 예상 전력 발전량이며, eLoadt는 부하(114)에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량이고, margin은 1보다 작거나 같은 값으로서 계산된 목표 판매량이 실제 판매 가능한 전력량보다 작도록 함으로써 목표 판매량에 약간의 여유를 두기 위한 것이다.
또한, 목표 충전량은 전력 저장부(108)를 완전히 충전하는데 필요한 전력량이다. 전력 저장부(108)에 충전의 여지가 남아있다고 해서 무조건 충전을 실시하지는 않고, 신재생 에너지원(110)으로부터 공급되는 신재생 전력의 양(발전량)을 고려하여 충전 여부를 결정한다. 만약 신재생 에너지원(112)으로부터 공급되는 신재생 전력이 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력에 비해 상대적으로 더 저렴하다면, 전력 소비 제어 장치(102)에서는 가능하면 신재생 에너지원(112)으로부터 공급되는 신재생 전력으로 전력 저장부(108)를 충전하는 것이 바람직하다. 그러나 부하(114)의 예상 전력 사용량이 커서 전력 저장부(108)의 충전이 요구되지만 신재생 에너지원(112)으로부터의 전력 공급이 전력 저장부(108)를 충전하기에 부족하다면, 상대적으로 더 높은 비용을 감수하더라도 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력을 이용하여 전력 저장부(108)를 충전하는 것이 바람직하다. 이 판단을 위해 목표 충전량의 계산이 필요하다. 목표 충전량 Charget를 계산하기 위해서도 앞서 계산한 단위 시간 당 전력 발전량(PVt)과 단위 시간 당 예상 전력 사용량(eLoadt)이 이용된다. 목표 충전량 Charget는 아래의 식 4와 같이 표현된다.
(식 4)
Figure 112011098423798-pat00004
식 4에서, eLoadt는 부하(114)에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량이고, ePVt는 단위 시간 당 예상 전력 발전량이며, α는 충전 손실을 고려한 상수이다. 예를 들면, 충전 손실이 10%일 때 α=1.1로 설정함으로써 손실률 10%를 보전한다. 위의 식 4는 단위 시간 당 예상 전력 사용량 eLoadt가 단위 시간 당 예상 전력 발전량 ePVt보다 클 때 적용된다.
제어부(104)는, 충전과 방전 중에서 비용 측면에서 어느 것이 더 유리한지를 판단하기 위한 근거로서 충전 비용과 방전 비용을 계산한다(306). 충전 비용은 전력 저장부(108)를 충전하기 위해 필요한 전력의 비용으로서, 전력 공급 회사(112)를 통해 공급되는 그리드 전력의 가격에 따라 충전 비용이 달라질 수 있다. 방전 비용은 방전되는 전력의 금액과 전력 판매액을 포함한다. 이 가운데 전력 재판매액은 전력 저장부(108)에 저장되어 있는 전력을 전력 공급 회사(112)에 재판매할 때 예상되는 판매액을 의미한다. 통상적으로 전력 공급 회사(112)로부터 전력을 매입하는 비용과 전력 공급 회사(112)에 전력을 재판매하는 금액이 다르고, 때에 따라서는 전력 공급 회사(112)로부터 전력을 매입하는 비용보다 전력 공급 회사(112)에 전력을 재판매하는 금액이 더 높은 경우도 있으므로, 전력 저장부(108)에 잉여 전력이 존재하면 이를 재판매하였다가 향후 상대적으로 더 저렴한 비용으로 전력을 구매하여 충전하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 충전 모드와 방전 모드를 결정하기 위해 필요한 정보들이 수집되면, 제어부(104)는 수집된 정보들에 근거하여 충전 비용과 방전 비용을 비교하여 그 비교 결과에 따라 충전 모드와 방전 모드 중 어느 하나의 동작 모드를 선택한다(308). 만약 방전 비용이 충전 비용보다 저렴하면(308의 ‘예’) 방전 모드가 비용 절감에 더 유리하므로 제어부(104)는 방전 모드를 수행하고(310), 반대로 충전 비용이 방전 비용보다 저렴하거나 서로 같으면(308의 ‘아니오’) 충전 모드가 비용 절감에 더 유리하므로 제어부(104)는 충전 모드를 수행한다(312).
방전 모드에서는, 전력 공급 회사(112)로 전력을 재판매하거나, 부하(114)로 방전하여 부하(114)에서의 전력 사용이 이루어질 수 있도록 한다. 충전 모드에서는 전력 저장부(108)를 대상으로 충전을 실시하되, 목표 충전량과 신재생 에너지원(110)의 전력 생산 상황, 부하(114)의 전력 소비 상황 등을 고려하여 신재생 에너지원(110)으로부터 공급되는 신재생 전력과 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력 가운데 어느 전력을 이용하여 전력 저장부(108)를 충전한다.
<제어 방법의 제 1 실시 예>
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 소비 제어 방법의 제 2 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 전력 소비 제어 방법은 도 1 및 도 2에 나타낸 전력 소비 제어 장치(102)의 구성을 기반으로 수행될 수 있다. 도 4에 나타낸 전력 소비 제어 방법의 제 2 실시 예는, 전력의 재판매와 배터리 충전 전력의 선택을 통해 더욱 효율적인 전력 소비가 이루어지도록 하는 제어 방법을 나타낸 것이다. 이를 위해 제어부(104)는, 신재생 에너지원(110)의 예상 전력 발전량(ePV)과, 전력 공급 회사(112)로부터 제공되는 전력량 및 가격, 부하(114)에서 요구되는 예상 전력 사용량(eLoad)을 모두 고려하여 전력 소비 제어를 수행한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 제어부(104)는 신재생 에너지원(110)의 단위 시간 당 예상 전력 발전량(ePVt)을 계산하고, 또 부하(114)에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량(eLoadt)을 계산한다(402).
이를 위해 제어부(104)는, 일례로 태양광 발전의 경우, 다음의 식 5를 이용하여 신재생 에너지원(110)의 단위 시간 당 예상 전력 발전량(ePVt)을 계산한다.
(식 5)
Figure 112011098423798-pat00005
식 5에서, Rt는 일사량이고, PVtemp는 태양광 발전 설비의 집광 패널의 온도이며, Coefft는 보정 계수이다. 식 5에서 알 수 있듯이, 태양광 발전 설비의 발전량은 일사량에 비례하고 집광 패널의 온도에 반비례한다.
또한 제어부(104)는 다음의 식 6을 이용하여 부하(114)에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량(eLoadt)을 계산한다.
(식 6)
Figure 112011098423798-pat00006
식 6에서, Pwn은 다수의 부하 가운데 어느 하나의 전력 소비량이고, Ptn은 다수의 부하 가운데 어느 하나의 시간 t에서의 가동 확률이다.
제어부(104)는, 목표 판매량과 목표 충전량을 계산한다(404). 목표 판매량은 전력 사용 주체가 전력 공급 회사(112)에 일정량의 전력을 판매하기로 계약이 체결된 경우 전력 사용 주체는 계약된 전력량만큼 전력 공급 회사(112)에 전력을 판매할 의무가 있는데(통상적으로 잉여 전력을 판매함), 계약된 전력 판매량을 만족하기 위해 필요한 목표 판매량을 계산함으로써 전력 저장부(108)의 충전 또는 방전(판매) 여부를 결정하는 근거로 활용한다. 목표 판매량 Pwt는 아래의 식 7과 같이 표현된다.
(식 7)
Figure 112011098423798-pat00007
식 7에서, SCOt는 배터리의 잔량이고, ePVt는 단위 시간 당 예상 전력 발전량이며, eLoadt는 부하(114)에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량이고, margin은 1보다 작거나 같은 값으로서 계산된 목표 판매량이 실제 판매 가능한 전력량보다 작도록 함으로써 약간의 여유를 두기 위한 것이다.
또한, 목표 충전량은 전력 저장부(108)를 완전히 충전하는데 필요한 전력량이다. 전력 저장부(108)에 충전의 여지가 남아있다고 해서 무조건 충전을 실시하지는 않고, 신재생 에너지원(110)으로부터 공급되는 신재생 전력의 양(발전량)을 고려하여 충전 여부를 결정한다. 만약 신재생 에너지원(112)으로부터 공급되는 신재생 전력이 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력에 비해 상대적으로 더 저렴하다면, 전력 소비 제어 장치(102)에서는 가능하면 신재생 에너지원(112)으로부터 공급되는 신재생 전력으로 전력 저장부(108)를 충전하는 것이 바람직하다. 그러나 부하(114)의 예상 전력 사용량이 커서 전력 저장부(108)의 충전이 요구되지만 신재생 에너지원(112)으로부터의 전력 공급이 전력 저장부(108)를 충전하기에 부족하다면, 상대적으로 더 높은 비용을 감수하더라도 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력을 이용하여 전력 저장부(108)를 충전하는 것이 바람직하다. 이 판단을 위해 목표 충전량의 계산이 필요하다. 목표 충전량 Charget는 아래의 식 8과 같이 표현된다.
(식 8)
Figure 112011098423798-pat00008
식 8에서, eLoadt는 부하(114)에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량이고, ePVt는 단위 시간 당 예상 전력 발전량이며, α는 충전 손실을 고려한 상수이다. 예를 들면, 충전 손실이 10%일 때 α=1.1로 설정함으로써 손실률 10%를 보전한다. 위의 식 8은 단위 시간 당 예상 전력 사용량 eLoadt가 단위 시간 당 예상 전력 발전량 ePVt보다 클 때 적용된다.
제어부(104)는, 충전과 방전 중에서 비용 측면에서 어느 것이 더 유리한지를 판단하기 위한 근거로서 충전 비용과 방전 비용을 계산한다(406). 충전 비용은 전력 저장부(108)를 충전하기 위해 필요한 전력의 비용으로서, 전력 공급 회사(112)를 통해 공급되는 그리드 전력의 가격에 따라 충전 비용이 달라질 수 있다. 방전 비용은 방전되는 전력의 금액과 전력 판매액을 포함한다. 이 가운데 전력 재판매액은 전력 저장부(108)에 저장되어 있는 전력을 전력 공급 회사(112)에 재판매할 때 예상되는 판매액을 의미한다. 통상적으로 전력 공급 회사(112)로부터 전력을 매입하는 비용과 전력 공급 회사(112)에 전력을 재판매하는 금액이 다르고, 때에 따라서는 전력 공급 회사(112)로부터 전력을 매입하는 비용보다 전력 공급 회사(112)에 전력을 재판매하는 금액이 더 높은 경우도 있으므로, 전력 저장부(108)에 잉여 전력이 존재하면 이를 재판매하였다가 향후 상대적으로 더 저렴한 비용으로 전력을 구매하여 충전하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 충전 모드와 방전 모드를 결정하기 위해 필요한 정보들이 수집되면, 제어부(104)는 수집된 정보들에 근거하여 충전 비용과 방전 비용을 비교하여 그 비교 결과에 따라 충전 모드와 방전 모드 중 어느 하나의 동작 모드를 선택한다(408). 만약 방전 비용이 충전 비용보다 저렴하면(408의 ‘예’) 방전 모드가 비용 절감에 더 유리하므로 제어부(104)는 방전 모드를 수행하고, 반대로 충전 비용이 방전 비용보다 저렴하거나 서로 같으면(408의 ‘아니오’) 충전 모드가 비용 절감에 더 유리하므로 제어부(104)는 충전 모드를 수행한다.
방전 모드일 때, 전력 공급 회사(112)의 전력 판매 승인 여부를 먼저 확인한다(410). 즉, 전력 공급 회사(112)와 전력 재판매 계약이 체결되어 있고 또 전력을 재판매해도 좋은 시점이라면(410의 ‘예’) 전력 판매가 승인된 것으로 인정하여 전력 공급 회사(112)로 전력을 재판매한다(412). 이와 달리 전력 재판매 계약이 체결되지 않았거나 또는 계약이 체결되었다 하더라도 재판매 불가 시점이라면(410의 ‘아니오’) 부하(114)로 방전하여 부하(114)에서의 전력 사용이 이루어질 수 있도록 한다(414). 여기서 전력을 판매해도 좋은 시점인지를 판단하는 조건에는, 전력 공급 회사(112)와의 전력 판매 계약을 맺은 전력 판매량만큼 전력 판매가 이루어지지 않아 목표 판매량((Pwt)이 0보다 큰 경우도 포함될 수 있다. 즉, 목표 판매량만큼 전력을 판매하지 못하였을 때 이 목표 판매량을 충족하기 위해 전력의 재판매를 시도할 수 있다.
충전 모드에서는 전력 저장부(108)를 대상으로 충전을 실시하되, 신재생 에너지원(110)의 전력 생산 상황, 부하(114)의 전력 소비 상황 등을 고려하여 신재생 에너지원(110)으로부터 공급되는 신재생 전력과 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력 가운데 어느 전력을 이용하여 전력 저장부(108)를 충전할 것인지를 결정한다.
충전 모드일 때, 먼저 전력 저장부(108)의 충전이 필요한지를 판단한다(416). 제어부(104)는, 전력 저장부(108)의 목표 충전량이 0보다 크면 전력 저장부(108)의 충전이 필요한 것으로 판단한다. 전력 저장부(108)의 충전이 필요한 경우(416의 ‘예’), 신재생 에너지원(110)으로부터 공급되는 신재생 전력과 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력 가운데 어느 전력으로 전력 저장부(108)를 충전할 것인지를 결정하기 위해 목표 충전량과 신재생 발전량을 비교한다(418). 여기서 신재생 발전량은 신재생 에너지원(110)에서 발전을 통해 생산할 수 있는 전력량을 의미한다. 목표 충전량이 신재생 발전량보다 크면(418의 ‘예’) 신재생 에너지원(110)으로부터의 신재생 전력만으로는 전력 저장부(108)에서 필요로 하는 목표 충전량을 온전히 충전할 수 없으므로, 제어부(104)는 신재생 전력뿐만 아니라 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력 모두를 충전용 전력으로 선택하고, 선택한 충전 전력으로 전력 저장부(108)를 목표 충전량까지 충전한다(420). 이 경우 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력으로 전력 저장부(108)를 충전하게 되어 전력 비용이 증가하지만 부하(114) 측에서 발생할 수도 있는 최대 전력 사용에 대비할 수 있어 안정된 전력 공급이 이루어질 수 있다. 이와 달리, 만약 목표 충전량과 신재생 발전량의 비교(418)에서 목표 충전량이 신재생 발전량보다 작거나 같으면(418의 ‘아니오’) 신재생 에너지원(110)으로부터의 신재생 전력만으로도 전력 저장부(108)에서 필요로 하는 목표 충전량을 온전히 충전할 수 있으므로, 제어부(104)는 신재생 에너지원(110)으로부터 공급되는 신재생 전력만을 충전용 전력으로 선택하고, 선택한 충전용 전력으로 전력 저장부(108)를 목표 충전량까지 충전한다(422). 이 경우 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력에 비해 비용이 상대적으로 훨씬 저렴하거나 비용이 전혀 발생하지 않을 수도 있는 신재생 에너지원(110)으로부터의 신재생 전력으로 전력 저장부(108)를 충전하게 되어 전력 비용을 크게 줄일 수 있다.
다시 충전이 필요한지를 판단하는 과정(416)으로 돌아가서, 제어부(104)는, 전력 저장부(108)의 목표 충전량이 0보다 작거나 같으면 전력 저장부(108)의 충전이 필요치 않은 것으로 판단한다.
102 : 전력 소비 제어 장치
104 : 제어부
106 : 전력 변환부
108 : 전력 저장부
110 : 신재생 에너지원
112 : 전력 공급 회사
114 : 부하
116 : 외부 네트워크

Claims (15)

  1. 전력의 충전과 방전이 이루어지는 전력 저장부의 충전 시의 전력 비용인 충전 비용과 방전 시의 전력 비용인 방전 비용을 계산하고;
    상기 전력 저장부의 상기 충전 비용과 상기 방전 비용을 비교하며;
    상기 방전 비용이 상기 충전 비용보다 작으면 전력 방전과 전력 재판매 중 어느 하나를 수행하는 방전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어하고;
    상기 충전 비용이 상기 방전 비용보다 작거나 같으면 신재생 전력과 그리드 전력 중에서 적어도 하나의 전력으로 상기 전력 저장부가 충전되도록 하는 충전 모드를 수행하도록 상기 전력 변환부를 제어하되, 상기 제어부는,
    전력의 목표 판매량을 계산하고;
    상기 목표 판매량만큼 전력을 판매하지 못하였을 때 상기 전력의 재판매를 수행하되, 상기 목표 판매량 Pwt가 다음의 수식으로 표현되는 전력 소비 제어 방법.
    Figure 112018074375166-pat00015

    위 식에서, SCOt는 배터리의 잔량이고, ePVt는 단위 시간 당 예상 전력 발전량이며, eLoadt는 부하에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량이고, margin은 1보다 작거나 같은 값으로서 계산된 목표 판매량이 실제 판매 가능한 전력량보다 작도록 함으로써 목표 판매량에 여유를 두기 위한 것이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    목표 충전량을 계산하는 과정을 더 포함하고;
    상기 목표 충전량이 0보다 클 때 상기 전력 저장부의 충전이 필요한 것으로 판단하여 상기 전력 저장부를 충전하는 전력 소비 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 목표 충전량(Charget)이 다음의 수식으로 표현되는 전력 소비 제어 방법.
    Figure 112019500164314-pat00010

    위의 식에서, eLoadt는 부하(114)에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량이고, ePVt는 단위 시간 당 예상 전력 발전량이며, α는 충전 손실을 고려한 상수이다. 예를 들면, 충전 손실이 10%일 때 α=1.1로 설정함으로써 손실률 10%를 보전한다. 위의 식은 단위 시간 당 예상 전력 사용량 eLoadt가 단위 시간 당 예상 전력 발전량 ePVt보다 클 때 적용된다.
  6. 제 4 항에 있어서,
    신재생 에너지원의 단위 시간 당 예상 전력 발전량을 계산하는 과정을 더 포함하고;
    상기 목표 충전량이 0보다 크고, 상기 목표 충전량이 상기 예상 전력 발전량보다 클 때, 신재생 전력 및 그리드 전력으로 상기 전력 저장부를 충전하는 전력 소비 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 목표 충전량이 0보다 크되 상기 목표 충전량이 상기 예상 전력 발전량보다 작거나 같을 때, 상기 신재생 전력으로 상기 전력 저장부를 충전하는 전력 소비 제어 방법.
  8. 전력의 충전과 방전이 이루어지는 전력 저장부의 충전 시의 전력 비용인 충전 비용과 방전 시의 전력 비용인 방전 비용을 계산하고;
    상기 전력 저장부의 상기 충전 비용과 상기 방전 비용을 비교하며;
    상기 방전 비용이 상기 충전 비용보다 작으면 방전 모드를 수행하도록 전력 변환부를 제어하고;
    상기 충전 비용이 상기 방전 비용보다 작거나 같으면 충전 모드를 수행하도록 상기 전력 변환부를 제어하되,
    전력의 목표 판매량을 계산하는 과정을 더 포함하고;
    상기 목표 판매량만큼 전력을 판매하지 못하였을 때 상기 전력의 재판매를 수행하되, 상기 목표 판매량 Pwt가 다음의 수식으로 표현되는 전력 소비 제어 방법.
    Figure 112018074375166-pat00016

    위 식에서, SCOt는 배터리의 잔량이고, ePVt는 단위 시간 당 예상 전력 발전량이며, eLoadt는 부하에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량이고, margin은 1보다 작거나 같은 값으로서 계산된 목표 판매량이 실제 판매 가능한 전력량보다 작도록 함으로써 목표 판매량에 여유를 두기 위한 것이다.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 방전 비용이 상기 충전 비용보다 작으면 전력 방전과 전력 재판매 중 어느 하나를 수행하는 방전 모드를 수행하도록 상기 전력 변환부를 제어하고;
    상기 충전 비용이 상기 방전 비용보다 작거나 같으면 신재생 전력과 그리드 전력 중에서 적어도 하나의 전력으로 상기 전력 저장부가 충전되도록 하는 충전 모드를 수행하도록 상기 전력 변환부를 제어하는 전력 소비 제어 방법.
  10. 전력의 충전과 방전이 이루어지는 전력 저장부와;
    상기 전력 저장부의 충전과 방전을 수행하는 전력 변환부와;
    목표 판매량과 목표 충전량을 계산하며, 상기 전력 저장부의 충전 시의 전력 비용과 방전 시의 전력 비용을 계산하고, 상기 전력 저장부의 충전 비용과 방전 비용을 비교하며, 상기 방전 비용이 상기 충전 비용보다 작으면 전력 방전과 전력 재판매 중 하나를 수행하는 방전 모드를 수행하도록 상기 전력 변환부를 제어하고, 상기 충전 비용이 상기 방전 비용보다 작거나 같으면 신재생 전력과 그리드 전력 중에서 적어도 하나의 전력으로 상기 전력 저장부가 충전되도록 하는 충전 모드를 수행하도록 상기 전력 변환부를 제어하여, 전력 비용이 절감되도록 하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는,
    전력의 목표 판매량을 계산하고;
    상기 목표 판매량만큼 전력을 판매하지 못하였을 때 상기 전력의 재판매를 수행하되, 상기 목표 판매량 Pwt가 다음의 수식으로 표현되는 전력 소비 제어 장치.
    Figure 112018074375166-pat00017

    위 식에서, SCOt는 배터리의 잔량이고, ePVt는 단위 시간 당 예상 전력 발전량이며, eLoadt는 부하에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량이고, margin은 1보다 작거나 같은 값으로서 계산된 목표 판매량이 실제 판매 가능한 전력량보다 작도록 함으로써 목표 판매량에 여유를 두기 위한 것이다.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전력 변환부와 상기 전력 저장부, 부하, 상기 신재생 전력을 생산하는 신재생 에너지원, 상기 그리드 전력을 생산하는 전력 공급 회사와 통신하여 정보를 제공하고 수집하는 통신부와;
    상기 수집한 정보를 저장하는 저장부와;
    상기 수집한 정보를 연산하는 연산부와;
    상기 연산부의 연산에 기초하여 전력 소비 제어를 위한 제어 명령을 생성하는 명령 생성부(208)를 포함하는 전력 소비 제어 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 전력 소비 제어 장치는, 전력 소비 주체에 마련되어 상기 전력 소비 주체에서의 전력의 수급과 소비를 제어하는 것인 전력 소비 제어 장치.
  13. 전력의 충전과 방전이 이루어지는 전력 저장부와;
    상기 전력 저장부의 충전과 방전을 수행하는 전력 변환부와;
    상기 전력 저장부의 충전 시의 전력 비용과 방전 시의 전력 비용을 계산하고, 상기 전력 저장부의 충전 비용과 방전 비용을 비교하며, 상기 방전 비용이 상기 충전 비용보다 작으면 방전 모드를 수행하도록 상기 전력 변환부를 제어하고, 상기 충전 비용이 상기 방전 비용보다 작거나 같으면 충전 모드를 수행하도록 상기 전력 변환부를 제어하여 전력 비용이 절감되도록 하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는,
    전력의 목표 판매량을 계산하고;
    상기 목표 판매량만큼 전력을 판매하지 못하였을 때 상기 전력의 재판매를 수행하되, 상기 목표 판매량 Pwt가 다음의 수식으로 표현되는 전력 소비 제어 장치.
    Figure 112018074375166-pat00018

    위 식에서, SCOt는 배터리의 잔량이고, ePVt는 단위 시간 당 예상 전력 발전량이며, eLoadt는 부하에서 요구되는 단위 시간 당 예상 전력 사용량이고, margin은 1보다 작거나 같은 값으로서 계산된 목표 판매량이 실제 판매 가능한 전력량보다 작도록 함으로써 목표 판매량에 여유를 두기 위한 것이다.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전력 변환부와 상기 전력 저장부, 부하, 신재생 전력을 생산하는 신재생 에너지원, 그리드 전력을 생산하는 전력 공급 회사와 통신하여 정보를 제공하고 수집하는 통신부와;
    상기 수집한 정보를 저장하는 저장부와;
    상기 수집한 정보를 연산하는 연산부와;
    상기 연산부의 연산에 기초하여 전력 소비 제어를 위한 제어 명령을 생성하는 명령 생성부를 포함하는 전력 소비 제어 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 전력 소비 제어 장치는, 전력 소비 주체에 마련되어 상기 전력 소비 주체에서의 전력의 수급과 소비를 제어하는 것인 전력 소비 제어 장치.
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