KR101974600B1 - 철도차량용 전력 관리 장치 및 방법 - Google Patents

철도차량용 전력 관리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리에 관한 것으로, 철도차량과 전력망을 연결하는 전력 관리 장치의 전력 관리 방법에 있어서, 기 설정 기간 동안 상기 전력망으로부터 상기 철도차량에 전송된 전력량을 시간대 별로 획득하는 단계; 및 상기 전송된 전력량을 기초로 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하거나 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

철도차량용 전력 관리 장치 및 방법 {METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING ENERGY MANAGEMENT FOR RAILWAY VEHICLE}
본 발명은 철도차량의 전력을 관리하기 위한 기술에 관한 것이다.
철도차량, 특히 전기 에너지를 이용하는 전동차의 운행에 있어서의 전력 효율을 향상시키기 위한 여러 가지 방안들, 예를 들어 철도 차량의 제동 시에 발생하는 회생 전력(regenerative energy)을 활용하는 방안이 논의되고 있다.
이에 의하면, 전동차 내에 마련된 별도의 에너지 저장 장치(Energy Storage System)에 회생 전력을 전기 에너지로 변환하여 저장할 수 있으며, 저장된 전력은 전동차 가속 시와 같은 큰 전력이 필요한 상황에서 가선(contact wire) 전압으로부터 공급받는 전력과 함께 사용될 수 있다. 혹은 가선 전압이 제공되지 않는 상황에서도 에너지 저장 장치에 저장된 전력을 사용할 수 있으며, 경우에 따라 가선 전압을 공급하는 전동차 외부의 전력 공급 시스템에 대해서도 에너지 저장 장치에 저장된 전력을 공급함으로써 전력 공급 시스템의 운용에 도움을 줄 수 있다.
이와 같이 회생 전력으로부터 재활용할 수 있는 전력은 도시철도 기준 전동차에 공급되는 전력의 약 30%에 달하기 때문에, 이러한 회생 전력의 활용은 전력 효율 향상에 큰 도움이 될 수 있다.
그런데, 종래에는 이러한 회생 전력을 전동차가 운행하고 있는 동안에만 활용할 수 있으며, 전력 사용 패턴이 기존 전동차 시스템과 큰 차이가 없기 때문에, 전력 관리 측면에서 비효율적이라는 한계가 있다.
일본공개특허 2016-124302호, 철도 급전 시스템 및 철도 급전 제어 방법, 2016.07.11 공개
본 발명의 실시예는, 철도차량의 소비 전력량에 따라 철도차량으로의 전력 충전 또는 철도차량으로부터의 전력 송전을 선택적으로 수행, 구체적으로 전력량이 높은 시간대에는 철도차량에 충전된 전력을 전력망으로 송전시켜 전력 관리 효율을 높일 수 있는 철도차량용 전력 관리 기술을 제안하고자 한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 철도차량과 전력망을 연결하는 전력 관리 장치의 전력 관리 방법에 있어서, 기 설정 기간 동안 상기 전력망으로부터 상기 철도차량에 전송된 전력량을 시간대 별로 획득하는 단계; 및 상기 전송된 전력량을 기초로 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하거나 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는 단계를 포함하는 철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 전송된 전력량이 제1 설정 데이터 이상인 시간대에는 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전송된 전력량이 제2 설정 데이터 이하인 시간대에는 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 획득하는 단계는, 상기 철도차량의 운행 정보의 운행 시간 별로 대기 차량에 대한 정보를 갖는 스케줄을 리스트-업(list-up) 하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 리스트-업 되는 스케줄을 근거로 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하거나 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 설정 데이터 이상인 시간대는, 상기 전력망의 전력량이 최대치인 시간대를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력 관리 방법은, 상기 전력망의 전력 단가가 제1 설정 값 이하인 시간대에는 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하고, 상기 전력망의 전력 단가가 제2 설정 값 이상인 시간대에는 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전할 수 있다.
또한, 상기 리스트-업 하는 단계는, 상기 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 다음 운행 시간의 운행 차량의 수를 추출하는 단계; 및 상기 다음 운행 시간의 운행 차량의 수가 상기 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에, 상기 다음 운행 시간의 대기 차량에 대한 정보를 상기 스케줄에 리스트-업 하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다음 운행 시간의 운행 차량의 수가 상기 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에, 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전할 수 있다.
또한, 상기 철도차량은, 가선(contact wire) 없이 운행하는 철도차량을 포함할 수 있다.
또한, 상기 철도차량은, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 철도차량은, 상기 철도차량의 제동시에 회생 전력을 상기 에너지 저장 시스템에 저장할 수 있다.
또한, 상기 철도차량은, 상기 에너지 저장 시스템에 저장된 전력을 견인 전력으로 이용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 전력망과 연결되는 전력선 통신부; 기 설정 기간 동안 상기 전력망으로부터 철도차량에 전송된 전력량을 시간대 별로 획득하는 스케줄 관리부; 및 상기 전송된 전력량을 기초로 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하거나 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하도록 상기 전력선 통신부를 관리하는 전력 관리부를 포함하는 철도차량용 전력 관리 장치를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 전력 관리부는, 상기 전송된 전력량이 제1 설정 데이터 이상인 시간대에는 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전할 수 있다.
또한, 상기 전송된 전력량이 제2 설정 데이터 이하인 시간대에는 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전할 수 있다.
또한, 상기 스케줄 관리부는, 철도차량의 운행 정보의 운행 시간 별로 대기 차량에 대한 정보를 갖는 스케줄을 리스트-업 할 수 있다.
또한, 상기 전력 관리부는, 상기 리스트-업 되는 스케줄을 근거로 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하거나 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전할 수 있다.
또한, 상기 제1 설정 데이터 이상인 시간대는, 상기 전력망의 전력량이 최대치인 시간대를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력 관리부는, 상기 전력망의 전력 단가가 제1 설정 값 이하인 시간대에는 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하고, 상기 전력망의 전력 단가가 제2 설정 값 이상인 시간대에는 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전할 수 있다.
또한, 상기 스케줄 관리부는, 상기 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 다음 운행 시간의 운행 차량의 수를 추출하고, 상기 다음 운행 시간의 운행 차량의 수가 상기 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에, 상기 다음 운행 시간의 대기 차량에 대한 정보를 상기 스케줄에 리스트-업 할 수 있다.
또한, 상기 전력 관리부는, 상기 다음 운행 시간의 운행 차량의 수가 상기 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에, 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전할 수 있다.
또한, 상기 철도차량은, 가선 없이 운행하는 철도차량을 포함할 수 있다.
또한, 상기 철도차량은, 에너지 저장 시스템을 포함할 수 있다.
또한, 상기 철도차량은, 상기 철도차량의 제동시에 회생 전력을 상기 에너지 저장 시스템에 저장할 수 있다.
또한, 상기 철도차량은, 상기 에너지 저장 시스템에 저장된 전력을 견인 전력으로 이용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 철도차량의 소비 전력량에 따라 전력 충전 또는 전력 송전을 선택적으로 수행하여 전력 관리 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 장치를 포함하는 전력 관리 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 장치의 블록도이다.
도 3은 도 1의 철도차량, 예를 들어 제1 철도차량(10/1)의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 장치의 전력 관리 방법을 예시적으로 설명하는 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
실시예의 설명에 앞서, 본 발명은 철도차량의 소비 전력량에 따라 철도차량으로의 전력 충전 또는 철도차량으로부터의 전력 송전을 선택적으로 수행, 구체적으로 전력량이 높은 시간대에는 철도차량에 충전된 전력을 전력망으로 송전하여 전력 관리 효율을 높이고자 하는 것으로, 이러한 기술 사상으로부터 본 발명의 목적으로 하는 바를 용이하게 달성할 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 전력 관리를 수행하기 위한 전력 관리 시스템의 구성도로서, 전력망(1), 철도차량 그룹(10/1~10/N) 및 전력 관리 장치(100)를 포함하며, 전력 관리 장치(100)는 철도차량 그룹(10/1~10/N)과 전력망(1)을 연결할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전력망(1)으로부터의 전력은 철도차량 그룹(10/1~10/N)에 공급될 수 있다. 이때의 전력은, 예를 들어 교류 전력 또는 직류 전력이며, 도시 생략된 레일(rail)을 따라 주행하는 철도차량 그룹(10/1~10/N)에 교류 전력 또는 직류 전력이 공급될 수 있다.
이 경우, 전력 관리 장치(100)는 전력망(1)과 철도차량 그룹(10/1~10/N) 사이에 연결되어 전력망(1)으로부터 철도차량 그룹(10/1~10/N)에 전송되는 전력량을 획득하고, 획득되는 전력량을 기초로 전력망(1)의 전력을 철도차량 그룹(10/1~10/N)에 충전하거나 철도차량 그룹(10/1~10/N)의 전력을 전력망(1)으로 송전하는 역할을 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 장치(100)의 구체적인 구성 블록도로서, 전력선 통신부(102), 스케줄 관리부(104) 및 전력 관리부(106)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 전력선 통신부(102)는 전력망(1)과 연결되어 철도차량 그룹(10/1~10/N)의 임의의 철도차량, 예를 들어 제1 철도차량(10/1)으로 공급되는 전력과 관련된 정보를 수집할 수 있다.
스케줄 관리부(104)는 전력선 통신부(102)를 통해 수집되는 전력과 관련된 정보로부터 시간대별 전력량을 획득할 수 있다. 이러한 시간대별 전력량은 일정 기간 동안 획득될 수 있다.
전력 관리부(106)는 전송된 전력량을 기초로 전력망(1)의 전력을 제1 철도차량(10/1)에 충전하거나, 제1 철도차량(10/1)에 충전된 전력을 전력망(1)으로 송전하도록 전력선 통신부(102)를 관리할 수 있다. 즉, 전력선 통신부(102)는 전력 관리부(106)의 제어 하에 전력망(1)과 철도차량 간의 전력 전송을 수행할 수 있다.
구체적으로, 전력 관리부(106)는 전력망(1)으로부터 전송된 전력량이 임계 데이터 이하인 시간대, 예를 들어 전력량이 30,000kW 이하인 오전 2시부터 5시 사이의 시간대에는 전력망(1)의 전력을 제1 철도차량(10/1)에 충전할 수 있다.
또한, 전력 관리부(106)는 전력망(1)으로부터 전송된 전력량이 임계 데이터 이상인 시간대, 예를 들어 전력량이 70,000kW 이상인 오전 8시부터 10시 사이의 시간대에는 제1 철도차량(10/1)에 충전된 전력을 전력망(1)으로 송전할 수 있다.
한편, 스케줄 관리부(104)는 제1 철도차량(10/1)의 운행 정보의 운행 시간별로 대기 차량에 대한 정보를 갖는 스케줄을 리스트-업 할 수 있으며, 전력 관리부(106)는 이러한 리스트-업 되는 스케줄을 근거로 전력망(1)의 전력을 제1 철도차량(10/1)에 충전하거나 제1 철도차량(10/1)의 전력을 전력망(1)으로 송전할 수 있다.
구체적으로, 스케줄 관리부(104)는 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 다음 운행 시간의 운행 차량의 수를 추출하고, 다음 운행 시간의 운행 차량의 수가 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에 다음 운행 시간의 대기 차량에 대한 정보를 스케줄에 리스트-업 할 수 있으며, 전력 관리부(106)는 이러한 다음 운행 시간의 운행 차량의 수가 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에 제1 철도차량(10/1)의 전력을 전력망(1)으로 송전할 수 있다.
이와 같은 전력 관리 장치(100)의 전력 관리 방법은 도 4의 흐름도에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 도 1의 철도차량, 예를 들어 제1 철도차량(10/1)의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 철도차량(10/1) 내에는 차단기(12), 스위치(14), 변압기(16), 정류기(18), 필터(20), 인버터(22), 전동기(24), 컨버터(26) 및 전력 저장부(28) 등이 구비될 수 있다.
가선(2)을 통해 공급되는 전력은 제1 철도차량(10/1)의 운행 중에 전달될 수 있다. 이러한 가선(2)으로부터의 전력은 직류 전력일 수도, 교류 전력일 수도 있으므로, 제1 철도차량(10/1)은 차단기(12)를 거쳐 전달된 상기 전력을 교류인 경우와 직류인 경우로 나누어 그 경로를 달리 설정할 수 있도록 하기 위한 스위치(14)를 구비할 수 있다. 여기서, 전력이 직류일 경우 스위치(14)는 상기 전력이 변압기(16)와 정류기(18)를 거치지 않고 필터(20)와 인버터(22)를 거쳐 전동기(24)에 공급되게 하거나 컨버터(26) 및 전력 저장부(28)에 공급되도록 할 수 있다.
이와 달리, 차단기(12)를 거쳐 전달된 전력이 교류일 경우, 이를 직류로 변환하기 위해 스위치(14)는 상기 전력이 변압기(16)와 정류기(18)를 거친 후 필터(20)와 인버터(22)를 거쳐 전동기(24)에 공급되게 하거나 컨버터(26) 및 전력 저장부(28)에 공급되도록 할 수 있다. 변압기(16)는 교류 전력의 전압의 크기를 변환하는 역할을 할 수 있으며, 정류기(18)는 변압기(16)에 의해 전압의 크기가 변한 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 여기서, 제1 철도차량(10/1)이 역사 내에 정차 중이어서 역사 내의 에너지 공급원을 이용할 수 있는 경우, 차단기(12)가 가선 전압 대신 역사 내의 에너지 공급원(도시 생략됨)에 연결되도록 할 수 있다.
이때, 전력 저장부(28)는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System)을 포함할 수 있으며, 제1 철도차량(10/1)의 제동 시에 회생 전력을 에너지 저장 시스템에 저장하거나 에너지 저장 시스템에 저장된 전력을 제1 철도차량(10/1)의 견인 전력으로 이용할 수 있다. 에너지 저장 시스템에 저장된 전력을 견인 전력으로 이용하는 경우에는, 제1 철도차량(10/1)은 가선(2) 없이 운행될 수 있다.
이하, 상술한 구성과 함께, 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 장치(100)의 전력 관리 방법을 첨부하는 도 4의 흐름도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 전력 관리 장치(100)는 전력망(1)으로부터 철도차량 그룹(10/1~10/N)에 전송된 전력량을 획득할 수 있다(S100). 예컨대, 전력 관리 장치(100)는 기 설정 기간 동안 전력망(1)으로부터 철도차량 그룹(10/1~10/N)에 전송된 전력량을 시간대 별로 획득할 수 있다.
또한, 전력 관리 장치(100)는 철도차량 그룹(10/1~10/N)의 운행 정보의 운행 시간 별로 대기 차량에 대한 정보를 갖는 스케줄을 리스트-업 할 수 있다(S102).
먼저, 단계(S100)의 전력량 획득 과정에서는, 전송된 전력량을 기초로 전력망(1)의 전력을 철도차량 그룹(10/1~10/N)에 충전하거나 철도차량 그룹(10/1~10/N)의 전력을 전력망으로 송전할 수 있다.
구체적으로, 전력망(1)으로부터 전송된 전력량이 제1 설정 데이터 이하인 시간대에는 전력망(1)의 전력을 철도차량 그룹(10/1~10/N)에 충전하는 충전 모드를 수행할 수 있다(S104, S106). 예를 들어, 전력망(1)으로부터 전송된 전력량이 30,000kW 이하인 오전 2시부터 5시 사이의 시간대에는 전력망(1)의 전력을 제1 철도차량(10/1)에 충전할 수 있다.
반면, 전력망(1)으로부터 전송된 전력량이 제2 설정 데이터 이상인 시간대에는 철도차량 그룹(10/1~10/N)의 전력을 전력망(1)으로 송전하는 송전 모드를 수행할 수 있다(S108, S110). 예를 들어, 전력망(1)으로부터 전송된 전력량이 70,000kW 이상인 오전 8시부터 10시 사이의 시간대에는 제1 철도차량(10/1)에 충전된 전력을 전력망(1)으로 송전할 수 있다. 이러한 제2 설정 데이터 이상인 시간대는, 전력망(1)의 전력량이 최대치인 시간대를 포함할 수 있다.
이를 통해, 전력량이 급증하는 시간대에 철도차량에 미리 비축해 둔 전력을 전력망으로 송전함으로써, 전력 관리 효율을 높이고 궁극적으로 전력 요금을 절감할 수 있다.
한편, 단계(S102)의 스케줄 리스트-업 과정에서는, 리스트-업 되는 스케줄을 근거로 전력망(1)의 전력을 철도차량 그룹(10/1~10/N)에 충전하거나 철도차량 그룹(10/1~10/N)의 전력을 전력망(1)으로 송전할 수 있다.
구체적으로, 스케줄 리스트-업 과정은, 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행시간의 다음 운행시간의 운행 차량의 수를 추출하고, 다음 운행시간의 운행 차량의 수가 대기 차량에 대한 정보를 갖는 현재 운행시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에 다음 운행시간의 대기 차량에 대한 정보를 스케줄에 리스트-업 할 수 있으며, 이러한 다음 운행시간의 운행 차량의 수가 대기 차량에 대한 정보를 갖는 현재 운행시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에 철도차량 그룹(10/1~10/N)의 전력을 전력망(1)으로 송전할 수 있다.
다른 의미로, 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 방법은, 현재 운행시간의 대기 차량이 다음 운행시간의 운행 차량보다 많을 경우에만 철도차량 그룹(10/1~10/N)의 전력을 전력망(1)으로 송전할 수 있으며, 이러한 기술적 사상은 다음 [표 1]과 같이 예시될 수 있다.
시간 운행 대수 대기 대수 송전 대수 충전 대수
01:00 0 88 31
02:00 0 88
03:00 0 88
04:00 0 88
05:00 25 63
06:00 44 44
07:00 60 28
08:00 63 25
09:00 57 31
10:00 36 52 52
11:00 33 55 3
12:00 32 56 55
13:00 32 56 47
14:00 32 56
15:00 33 55
16:00 41 74
17:00 52 36 11
18:00 55 33 3
19:00 50 38 5
20:00 39 49 11
21:00 33 55 6
22:00 30 58 3
23:00 24 64 58
24:00 12 76
[표 1]에서 알 수 있듯이, 10:00 운행시간의 대기 차량의 수는 52대(운행차량 36대)이며, 다음 운행시간인 11:00의 운행 차량의 수는 33대이므로, 해당 시간대인 10:00에는 철도차량 그룹(10/1~10/N)의 전력을 전력망(1)으로 송전할 수 있다.
반면, 09:00 운행시간의 대기 차량의 수는 31대(운행차량 57대)이고, 다음 운행시간인 10:00의 운행 차량의 수는 36대이므로, 09:00 운행시간의 대기 차량의 수가 다음 운행시간인 10:00의 운행 차량의 수보다 적기 때문에, 현재 운행시간인 09:00에는 철도차량 그룹(10/1~10/N)의 전력을 전력망(1)으로 송전하지 않는다.
즉, 운행 차량의 수가 많다는 의미는, 해당 시간의 전력 소비량이 높아진다는 것이므로, 전력 소비량이 급증하는 시간대에는 대기 차량에 충전되어 있는 전력을 전력망(1)으로 송전하여 전력 효율을 높일 수 있게 구현하였다.
한편, 운행 차량이 많은 시간대는 전력 소비량이 높은 시간대이고, 전력 소비량이 높은 시간대는 전력 단가도 높아질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는, 전력망(1)의 전력 단가가 제1 설정 값 이하인 시간대에는 전력망(1)의 전력을 철도차량 그룹(10/1~10/N)에 충전하는 과정을 수행하고, 전력망(1)의 전력 단가가 제2 설정 값 이상인 시간대에는 철도차량 그룹(10/1~10/N)의 전력을 전력망(1)으로 송전하는 과정을 수행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 철도차량의 소비 전력량에 따라 전력 충전 또는 전력 송전을 선택적으로 수행, 구체적으로 전력량이 높은 시간대에는 철도차량에 충전된 전력을 전력망으로 송전시켜 전력 관리 효율을 높일 수 있는 철도차량용 전력 관리 기술을 구현한 것이다.
1: 전력망
10/1~10/N: 철도차량 그룹
100: 전력 관리 장치
102: 전력선 통신부
104: 스케줄 관리부
106: 전력 관리부

Claims (26)

  1. 철도차량과 전력망을 연결하는 전력 관리 장치의 전력 관리 방법에 있어서,
    기 설정 기간 동안 상기 전력망으로부터 상기 철도차량에 전송된 전력량을 시간대 별로 획득하는 단계; 및
    상기 전송된 전력량을 기초로 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하거나 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는 단계
    를 포함하고,
    상기 획득하는 단계는,
    상기 철도차량의 운행 정보의 운행 시간 별로 대기 차량에 대한 정보를 갖는 스케줄을 리스트업(list-up) 하는 단계
    를 포함하며,
    상기 리스트-업 하는 단계는,
    상기 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 다음 운행 시간의 운행 차량의 수를 추출하는 단계; 및
    상기 다음 운행 시간의 운행 차량의 수가 상기 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에, 상기 다음 운행 시간의 대기 차량에 대한 정보를 상기 스케줄에 리스트-업 하는 단계를 포함하는
    철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송된 전력량이 제1 설정 데이터 이상인 시간대에는 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는 단계를 더 포함하는
    철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송된 전력량이 제2 설정 데이터 이하인 시간대에는 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하는 단계를 더 포함하는
    철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 리스트-업 되는 스케줄을 근거로 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하거나 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는 단계를 더 포함하는
    철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 설정 데이터 이상인 시간대는,
    상기 전력망의 전력량이 최대치인 시간대를 포함하는
    철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 관리 방법은,
    상기 전력망의 전력 단가가 제1 설정 값 이하인 시간대에는 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하고,
    상기 전력망의 전력 단가가 제2 설정 값 이상인 시간대에는 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는
    철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다음 운행 시간의 운행 차량의 수가 상기 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에, 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는
    철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 철도차량은, 가선(contact wire) 없이 운행하는 철도차량을 포함하는
    철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 철도차량은, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)을 포함하는
    철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 철도차량은, 상기 철도차량의 제동시에 회생 전력을 상기 에너지 저장 시스템에 저장하는
    철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 철도차량은, 상기 에너지 저장 시스템에 저장된 전력을 견인 전력으로 이용하는
    철도차량용 전력 관리 장치의 전력 관리 방법.
  14. 전력망과 연결되는 전력선 통신부;
    기 설정 기간 동안 상기 전력망으로부터 철도차량에 전송된 전력량을 시간대 별로 획득하는 스케줄 관리부; 및
    상기 전송된 전력량을 기초로 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하거나 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하도록 상기 전력선 통신부를 관리하는 전력 관리부를 포함하고,
    상기 스케줄 관리부는,
    철도차량의 운행 정보의 운행 시간 별로 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 다음 운행 시간의 운행 차량의 수를 추출하고,
    상기 다음 운행 시간의 운행 차량의 수가 상기 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에, 상기 다음 운행 시간의 대기 차량에 대한 정보를 스케줄에 리스트-업 하는
    철도차량용 전력 관리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    상기 전송된 전력량이 제1 설정 데이터 이상인 시간대에는 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는
    철도차량용 전력 관리 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    상기 전송된 전력량이 제2 설정 데이터 이하인 시간대에는 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하는
    철도차량용 전력 관리 장치.
  17. 삭제
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    상기 리스트-업 되는 스케줄을 근거로 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하거나 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는
    철도차량용 전력 관리 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 설정 데이터 이상인 시간대는,
    상기 전력망의 전력량이 최대치인 시간대를 포함하는
    철도차량용 전력 관리 장치.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    상기 전력망의 전력 단가가 제1 설정 값 이하인 시간대에는 상기 전력망의 전력을 상기 철도차량에 충전하고,
    상기 전력망의 전력 단가가 제2 설정 값 이상인 시간대에는 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는
    철도차량용 전력 관리 장치.
  21. 삭제
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    상기 다음 운행 시간의 운행 차량의 수가 상기 대기 차량에 대한 정보를 갖는 운행 시간의 운행 차량의 수보다 적을 경우에, 상기 철도차량의 전력을 상기 전력망으로 송전하는
    철도차량용 전력 관리 장치.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 철도차량은, 가선 없이 운행하는 철도차량을 포함하는
    철도차량용 전력 관리 장치.
  24. 제 14 항에 있어서,
    상기 철도차량은, 에너지 저장 시스템을 포함하는
    철도차량용 전력 관리 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 철도차량은, 상기 철도차량의 제동시에 회생 전력을 상기 에너지 저장 시스템에 저장하는
    철도차량용 전력 관리 장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 철도차량은, 상기 에너지 저장 시스템에 저장된 전력을 견인 전력으로 이용하는
    철도차량용 전력 관리 장치.
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