KR101996882B1 - 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트그리드 송배전망에서, 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법에 관한 것이다. 좀 더 자세하게로는 분산전원 및 에너지저장장치가 포함되어 구획된 전력망을 복수로 포함하는 스마트그리드 송배전망에서, 각각의 전력망에 포함된 제어모듈이 각각의 전력망 내에서의 소비전력, 발전전력 및 에너지저장장치 저장용량 등을 실시간으로 측정 및 계산하여 송배전망의 제어시스템에 전송하면, 송배전망의 제어시스템이 각각의 전력망들의 실시간 현황을 종합하여 잉여전력을 송배전망에 공급하거나 또는 그 반대로 송배전망으로부터 전력을 공급받아 에너지저장장치에 저장할 전력망들을 선정하고, 공급하거나 공급받을 전력의 크기를 정하여 각 전력망의 제어모듈을 통하여 각각 전력망에 포함된 분산전원과 에너지저장장치를 제어하는 방법에 관한 것이다. 즉 본 발명에서는 각각의 전력망에 대한 실시간데이터를 기반으로 전력망 단위로 자신들의 분산전원이나 에너지저장장치를 제어하고 송배전망에 전력을 공급하거나 받도록 함으로써 전력망 상호간에 전력거래를 하는 방법을 제공한다. 이를 위하여 본 발명은, 송배전망의 제어시스템이 전력망 전체의 잉여전력과 저장여유전력을 비교하여 그 결과에 따라 잉여전력을 가진 전력망 중심으로 전력공급을 하거나 저장여유전력을 중심으로 전력공급을 받는 방법중에서 선택하여 전력공급을 할 수 있게 한다.

Description

전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법 {Control Method for Energy Trading in Smart-grid}

본 발명은 스마트그리드 송배전망에서, 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법에 관한 것이다. 좀 더 자세하게로는 분산전원 및 에너지저장장치가 포함되어 구획된 전력망을 복수로 포함하는 스마트그리드 송배전망에서, 각각의 전력망에 포함된 제어모듈이 각각의 전력망 내에서의 소비전력, 발전전력 및 에너지저장장치 저장용량 등을 실시간으로 측정 및 계산하여 송배전망의 제어시스템에 전송하면, 송배전망의 제어시스템이 각각의 전력망들의 실시간 현황을 종합하여 잉여전력을 송배전망에 공급하거나 또는 그 반대로 송배전망으로부터 전력을 공급받아 에너지저장장치에 저장할 전력망들을 선정하고, 공급하거나 공급받을 전력의 크기를 정하여 각 전력망의 제어모듈을 통하여 각각 전력망에 포함된 분산전원과 에너지저장장치를 제어하는 방법에 관한 것이다. 즉 본 발명에서는 각각의 전력망에 대한 실시간데이터를 기반으로 전력망 단위로 자신들의 분산전원이나 에너지저장장치를 제어하고 송배전망에 전력을 공급하거나 받도록 함으로써 전력망 상호간에 전력거래를 하는 방법을 제공한다.

본 발명은 스마트그리드 또는 마이크로그리드를 포함하는 전력망에서, 신재생에너지 또는 기타의 방법으로 발전되는 각종 분산전원에서 발생되는 전력 중 해당 전력망 내에서 소비하고 남는 잉여전력을, 전력망 상호 간에 공유하고 거래할 수 있는 기반을 제공함으로써, 에너지 자원에 대한 활용을 극대화하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 전기, 가스 등의 에너지 유틸리티들은 특정지역에 대한 독점적 배급권한을 갖는 공급회사들에 의해 소비자들에게 실시간으로 분배되고 있다. 이러한 에너지들은 그 특성상 공급방법이 경직되어 있는데, 특히 전기의 경우 발전되는 순간 전력망에 연결된 설비에 의하여 실시간으로 소비되거나 에너지저장시설에 실시간으로 저장되지 않으면 소모되는 휘발성 에너지이기 때문에, 발전소 등의 전원에서 전력이 발전되는 즉시 최대한 효율적으로 활용될 수 있는 방법으로 공급되어야 한다.

최근에는 에너지의 효율적 생산과 사용을 위하여 분산전원 개념이 도입되고 있다. 분산전원이란 원자력발전소, 화력발전소 등 대규모 집중형 전원과는 달리, 전력소비지 부근에 분산하여 배치가 가능한 소규모 발전설비를 말하는 것인데, 신에너지 또는 재생에너지를 이용한 발전설비는 물론 디젤, 가스 등을 이용하는 전통적인 자가용 발전설비도 포함될 수 있다. 여기서 신에너지는 기존의 화석연료 에너지와는 다른 새로운 에너지 자원으로서, 연료전지와 수소 에너지 등이 있다. 그리고 재생에너지는 태양에서 나오는 빛이나 열, 바람, 물 등 자연 상태로 존재하는 자원을 변환하여 사용 가능한 에너지로 만든 것을 말하는데, 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 폐기물, 지열 등이 있다. 이와 같은 신재생에너지의 등장과 더불어 전력자원의 효율적 활용을 위한 분산전원의 설치 및 운용방법에 관한 기술개발이 활성화되고 있다. 분산전원의 도입으로 전력망 그리드의 체계에 많은 변화를 가져오고 있는데, 이는 전력소비자들이 전력소비 시 가격이나 기타 여건을 고려하여 분산전원과 송전전원 중에서 선택할 수 있는 선택권이 주어질 뿐만 아니라 인터넷 등 통신기술과 결합하여 분산전원을 사용함으로써 전력산업의 효율을 향상시킬 수 있게 되었다.

그러나 상술한 바와 같이 분산전원 중 많은 부분은 주로 풍력, 태양광, 조력, 파력 등의 자연 상태로 존재하거나 발생하는 자원을 이용한 재생에너지를 이용하고 있으며, 이들 재생에너지의 출력은 전적으로 자연현상에 의존하기 때문에 효율적인 활용에는 어려움이 많은 실정이다. 예를 들어, 풍력발전의 원천인 바람은 항상 일정하게 부는 것이 아니기 때문에, 풍력터빈에서 나오는 전력은 그 변동이 심하다. 그리고 태양광발전의 경우 시간대에 따라, 구름 량에 따라 또는 강수 및 강설에 따라 일조량이 변하기 때문에 출력전력 또한 불안정하게 변하는 특징이 있다. 이렇게 매 순간 발전량이 변경될 수 있는 분산전원들을 좀 더 효율적으로 사용하기 위해서는 관리 및 거래를 위한 제어시스템이 필수적으로 요구된다.

한편 분산전원과는 별개의 개념으로, 또는 분산전원의 효율성을 증진시키는 장치로서 에너지저장장치(ESS: Energy Storage System)에 대한 기술과 적용이 점차 확산되고 있다. 에너지저장장치는 발전기에서 생산된 전력 또는 전력계통에서 공급되는 전력을 충전하였다가 전력 피크 시간대와 같이 전력이 많이 필요할 때에 전력을 방전하여 사용할 수 있도록 한 것이다. 즉 저가격 전력시간대에는 전력을 에너지저장장치에 충전하였다가 고가격 전력시간대에는 에너지저장장치에 충전된 전력을 방전하여 사용하게 되면 경제적인 이득을 취할 수 있을 뿐만 아니라, 지역 전체 또는 국가 전체 입장에서는 최대부하에 대비한 발전전력을 낮출 수 있게 되므로 발전소건설 및 운용에 따른 비용절감과 환경오염을 예방할 수 있는 등 이점과 장점이 매우 크다. ESS를 사용하게 되면 전력 피크 시에도 용이하게 부하를 관리할 수 있을 뿐만 아니라 발전량이 수시로 변하는 재생에너지 분산전원과 결합시키는 경우 분산전원의 전력을 일정하게 공급하게 할 수 있는 등 분산전원을 효율적으로 활용할 수 있게 해준다. 대표적인 에너지 저장장치로는 배터리를 이용한 ESS를 들을 수 있다. 배터리기반 ESS에는 전기를 모아두는 배터리와, 배터리를 효율적으로 관리하기 위한 PCS(Power Conditioning System), EMS(Energy Management System), BMS(Battery Management System) 등의 관련 구성들이 포함된다.

산업발전에 따른 전력수요가 해마다 증가할 뿐만 아니라, 각각의 수용가에서 사용되는 전력량도 지속적으로 증가하는 추세여서 전력생산설비 즉 발전소의 건설에 많은 예산이 소요되고 있기 때문에 범 국가적인 에너지정책의 일환으로 신재생에너지 발전시설의 설치 장려와 함께 개별주택, 공동주택, 사무공간, 공장시설 등 다양한 수용가에게 분산전원과 ESS의 설치를 장려 및 지원하는 정책이 지속적으로 추진되고 있다. 그런데, 분산전원이나 ESS 구축에는 많은 비용이 소요될 뿐 아니라 필요한 구성들이 다양하고 복잡하기 때문에, 수용가 입장에서는 분산전원이나 ESS를 자체적으로 설치하고 관리하는 것이 큰 부담이 된다. 무엇보다도, 분산전원과 ESS는 그 설치주체 및 장소 등의 특성에 따라 전력 사용량 및 사용 패턴이 상이하므로, 구축 이후에 에너지 활용 및 절감효과가 극대화 될 수 있도록 관리해 주어야 하는 문제가 존재하고, 대규모 수용가나 소규모 발전사업자 입장에서는 분산전원과 ESS를 통해서 발생되는 전력이 최대한 활용될 수 있어야 하며, 지역이나 국가 입장에서도 전체적인 자원이 최대한 효율적으로 관리되어야 할 필요성이 있기 때문에 이에 대한 대비가 필요하다.

이러한 문제점을 극복하기 위한 종래기술로서 분산전원 등 소규모 전력생산자와 이를 소비하는 전력소비자 간에 전력망 내에서의 전력거래가 가능한 스마트그리드 및 마이크로그리드 기술이 개발되고 다양한 적용시도가 이루어지고 있다. 즉 소비자가 태양광발전설비 등 분산전원을 소유하고, 자신의 설비에 대한 전력소비에 분산전원을 활용하기도 하고, 남는 전력은 전력망을 통하여 다른 소비자에게 판매하기도 할 뿐만 아니라, 생산되는 전력에 대하여 자신들은 소비하지 않고 판매만을 목적으로 태양광발전이나 풍력발전 등 분산전원을 설치, 운용하는 소규모 발전사업자들도 생겨나고 있다. 그러나 전력망을 통하여 전력거래가 이루어진다 하더라도 전력망의 관리자가 원하는 시간대 및 방식으로만 판매가 가능하고, 생산자와 소비자간의 직거래가 현실적으로 불가능 할 뿐만 아니라, 직거래를 가능하게 한다 하더라도 같은 전력망 내에서 미리 정해진 패턴에 따른 정해진 시간대에만 거래가 가능하기 때문에 실시간 관점에서 볼 때 그때그때 낭비되는 자투리 전력이 많이 발생한다는 문제점 등이 있어 왔다. 또한 중간에 거래시스템을 두는 중앙집중형 거래이기 때문에 별도의 거래시스템을 구축하여 운영하여야 하고, 복잡한 거래과정 처리에 따른 보안이슈 및 자료량의 증가에 따라 많은 컴퓨팅자원이 필요하다는 문제점이 있어왔다. 특히 전력망 내부에서 각각의 객체 간 전력거래는 용이할 수도 있지만, 전력망 각각에서 전체적인 입장에서 볼 때는 발전용량, 소비전력 및 저장공간의 불균형으로 인하여 어느 전력망에서는 발전전력이 남아돌고, 어느 전력망에서는 에너지저장장치의 저장공간이 남아도는 등 불균형이 발생하고 있기 때문에, 전력망 간의 균형있는 발전, 소비 및 저장을 위한 기술개발이 시급한 실정이다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명에 의한 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법은, 송배전망 제어시스템이 각각의 전력망에 대한 실시간데이터를 기반으로, 자신의 발전전력(KW, MW)이 자신의 소비전력(KW, MW)과 자신의 에너지저장장치에 저장 중인 전력(KW, MW)을 합한 값보다도 큰 전력망 즉 잉여전력(KW, MW)을 갖고 있는 전력망과, 저장여유전력(KW, MW) 즉 에너지저장장치에 저장 가능한 여유 공간을 갖는 전력망을 찾은 후, 잉여전력을 가지는 전력망에서 송배전망에 잉여전력을 공급하는 동시에 저장여유전력을 가진 전력망에서는 송배전망을 통하여 실시간으로 전력을 공급받아 자신의 에너지저장장치에 저장하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

여기서 잉여전력의 실시간 공급이라 함은, 잉여전력을 갖고 있는 전력망에서 송배전망으로 잉여전력을 공급하는 동일시간 동안, 저장여유전력을 갖는 전력망이 송배전망으로 부터 잉여전력만큼의 전력을 공급받아 에너지저장장치에 저장하는 것으로서, 송배전망 입장에서는 공급받는 전력과 공급하는 전력을 상계 처리하는 것이며, 각각의 전력망 입장에서는 송배전망을 통하여 전력을 주고받는 것과 동일한 효과를 가지는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 송배전망 전체를 볼 때 잉여전력에 비하여 저장여유공간이 많은 경우에는 잉여전력을 가지는 전력망을 중심으로 저장여유전력을 가지는 전력망들을 찾아서 상호간의 공급체계가 이루어지도록 함으로써 잉여전력을 최대한 저장하도록 하고, 저장여유공간에 비하여 잉여전력이 많은 경우는, 저장여유전력을 가지는 전력망을 중심으로 잉여전력을 가지는 전력망들을 찾아서 상호간의 공급체계가 이루어지도록 함으로써 저장여유공간을 최대한 활용하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 송배전망을 통하여 잉여전력을 실시간으로 공급하고, 저장여유공간에 공급받는 전력을 저장함에 있어서, 하나의 전력망에서 잉여전력을 다 저장할 수 없는 경우 다수의 전력망에 대하여 잉여전력을 공급하여 저장할 수 있도록 하고, 그 반대로 하나의 전력망에 있는 에너지저장장치에 저장하는 전력이 하나의 전력망에서 공급되는 잉여전력만으로 충당이 안 될 경우에는 다수의 전력망으로 잉여전력을 공급할 수 있도록 하는, 다자간 전력거래 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 잉여전력을 가지는 전력망이 저장여유공간을 가지는 전력망에 대하여 송배전망을 통하여 잉여전력을 공급하여 저장함에 있어, 잉여전력을 가지는 전력망이 저장여유공간을 가지는 전력망에 대하여 공급전력에 대한 실시간 변동정보를 전송하도록 함으로써 공급전력량 만큼만 에너지저장장치에 저장이 되도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 잉여전력을 가지는 전력망을 중심으로 저장여유공간을 가지는 전력망을 선택하거나, 또는 저장여유공간을 가지는 전력망을 중심으로 잉여전력을 가지는 전력망을 선택함에 있어 저장비용 또는 공급비용이 낮은 순의 전력망, 거리가 짧은 순의 전력망 또는 이전에 자신에게 전력을 공급해줬거나 공급받았던 전력망 등 전략적 우선순위를 정하여 선택할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 한 전력망의 잉여전력을 다른 전력망의 에너지저장장치로 공급하여 저장함에 있어, 잉여전력의 변동 폭이 최소화될 수 있는 일정시간(제1시간)을 정하여 비교적 짧은 시간 동안만 잉여전력을 공급할 수 있도록 함으로써, 발전전력이나 소비전력의 변동 등 여건변화로 발생될 수 있는 잉여전력의 변동을 최소화하는 반면, 정해진 일정시간(제1시간)이 종료된 후 다시 시작하는 일정시간(제1시간)에서도, 직전 일정시간(제1시간)동안 수급관계로 서로 연계되었던 전력망들의 수급관계가 계속하여 이어질 수 있는 방법을 제시함으로써, 결과적으로는 잉여전력을 장시간동안 안정적으로 공급하여 저장하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다른 전력망의 에너지저장장치로 잉여전력을 공급하는 도중 잉여전력을 가지는 전력망에서 새로운 잉여전력이 추가로 더 발생하는 경우, 추가로 증가된 새로운 잉여전력을 공급할 수 있는 새로운 전력망을 찾아서 증가되는 잉여전력을 추가 공급하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다른 전력망으로부터 잉여전력을 공급받아 저장 중에 있는 전력망에서 저장공간에 추가적인 여유가 새로 발생하는 경우, 잉여전력을 가지는 또 다른 전력망으로부터의 잉여전력을 추가로 공급받아 추가로 저장하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다른 전력망의 에너지저장장치로 잉여전력을 공급하는 전력망에서 공급전력이 감소하는 경우에는 공급하는 전력망 및 공급받는 전력망에 대하여 전력공급 및 저장을 중지하도록 함으로써, 공급받는 전력이 부족하게 된 전력망에게 잉여전력을 제공할 새로운 전력망을 찾을 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제어시스템이 전력망과 ‘주고받는 내용을 해싱 한 해시값’을 주고받는 신호에 더 포함하도록 함으로써 전송데이터에 대한 위변조를 방지함은 물론 송신자의 개인키로 해시값을 암호화한 인증신호를 포함하도록 하고, 수신자는 송신자의 공개키로 인증신호를 복호화하도록 함으로써 주고받는 전력량에 대한 검증과 부인방지를 할 수 있는 수단을 제공하여 거래의 안정화를 도모하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예는, 하나 이상의 분산전원 및/또는 하나 이상의 에너지저장장치가 포함되어 구획된 전력망을 둘 이상 포함하는 스마트그리드 송배전망의 제어시스템이, 실시간 측정값 기반의 전력망간 전력거래를 위하여 각각의 전력망에 대한 제어모듈을 통하여 전력망을 제어하는 방법으로서, 각각의 제어모듈에서 자신의 전력망에 대한, 분산전원으로 공급 가능한 발전전력, 부하설비에서 소비중인 소비전력, 에너지저장장치에 저장중인 전력인 제1저장전력 및 에너지저장장치에 대하여 추가 저장이 가능한 전력인 제2저장전력을 현재시점에서 실시간으로 측정하여 상기 제어시스템에 전송하되, 상기 발전전력 중 다른 전력망에 대하여 공급중인 전력이 있는 경우에는 이를 상기 소비전력에 포함하는 제1단계; 상기 제어시스템이 각각의 전력망에 대하여, 상기 발전전력 중 다른 전력망에 공급해 줄 수 있는 잉여전력 또는 다른 전력망으로 부터 상기 잉여전력을 공급받아 에너지저장장치에 저장할 수 있는 저장여유전력을 각각 계산하되, - 상기 잉여전력의 크기는 상기 발전전력, 상기 소비전력 및 상기 제1저장전력의 크기에 따라 계산하며, - 상기 저장여유전력의 크기는 상기 발전전력, 상기 소비전력, 상기 제1저장전력, 상기 제2저장전력 및 다른 전력망으로부터 공급받는 상기 잉여전력의 크기에 따라 계산하는 제2단계; 상기 제어시스템이, 모든 전력망에 대한 잉여전력의 합계 및 저장여유전력의 합계를 계산한 후, 상기 저장여유전력의 합계가 상기 잉여전력의 합계보다 크면 제1모드로 판단하고, 아니면 제2모드로 판단하되, - 상기 제1모드이면, 상기 잉여전력이 가장 큰 전력망을 제1전력망으로 하고, 상기 저장여유전력을 가지는 모든 전력망을 제2전력망으로 하며, - 상기 제2모드이면, 상기 저장여유전력이 가장 큰 전력망을 상기 제1전력망으로 하고, 상기 잉여전력을 가지는 모든 전력망을 제2전력망으로 하는 제3단계; 상기 제어시스템이, 상기 제1전력망이 상기 잉여전력을 공급하거나, 공급받을 시간을 정하여 제1시간으로 하고, 상기 제1시간을 감안하여 상기 제2전력망 각각에 대한 저장한도 또는 공급가능한도를 정하는 제4단계; 상기 제어시스템이, 상기 제2전력망중 하나 이상을 제3전력망으로 선택한 후, 상기 저장한도 또는 공급가능한도를 감안하여 상기 제3전력망에 대한 각각의 공급한도를 정하는 제5단계; 상기 제어시스템이, 상기 제1전력망의 제어모듈에 대하여는 상기 잉여전력, 상기 각각의 공급한도의 합계, 상기 제1시간 및 상기 제1시간의 시작시각이 포함된 요청서를 요청신호에 담아 전송하며, 상기 제3전력망의 제어모듈 각각에 대하여는 상기 각각의 공급한도, 상기 제1시간 및 상기 시작시각이 포함된 요청서를 요청신호에 담아 전송하는 제6단계; 상기 제1전력망 및 상기 제3전력망의 제어모듈이, 상기 요청신호를 검증한 후, 상기 제어시스템에 대하여 상기 요청서에 포함된 내용을 확인신호에 담아 전송하는 제7단계; 상기 제어시스템이, 상기 확인신호를 검증한 후, 제1모드의 경우, 상기 시작시각부터 상기 제1시간 동안 상기 각각의 공급한도에 대한 실시간 변동정보를 생성하여 상기 제3전력망 각각에 전송하는 제8단계; 상기 제1전력망 및 상기 제3전력망의 제어모듈이 상기 시작시각부터 상기 제1시간 동안, - 제1모드인 경우에는, 상기 제1전력망은 상기 송배전망에 대하여 상기 잉여전력을 공급하고, 상기 제3전력망은 상기 실시간 변동정보에 따라 상기 송배전망으로부터 전력을 공급받아 에너지저장장치에 저장하며,- 제2모드인 경우에는, 상기 제1전력망은 상기 송배전망으로부터 상기 각각의 공급한도의 합계 크기의 전력을 공급받아 자신의 에너지저장장치에 저장하고, 상기 제3전력망은 상기 각각의 공급한도에 따라 상기 송배전망에 대하여 전력을 공급하면서 상기 발전전력을 상기 소비전력의 변동에 따라 조절하는 제9단계; 및 상기 제1시간이 종료되기 전 일정시점부터 상기 제1시간이 종료되기 전까지 상기 제1단계 내지 상기 제7단계를 다시 수행하고, 상기 제1시간이 종료될 때 제8단계 및 제9단계를 다시 수행하는 제10단계; 를 포함하되, - 상기 제10단계는, 상기 제1모드인 경우 상기 제1전력망이 상기 잉여전력을 공급할 수 있는 한 계속 반복되며, 상기 제2모드인 경우 상기 제1전력망이 상기 저장여유전력을 가지는 한 계속 반복되며, - 상기 제10단계에 의하여 반복되는 제6단계에서 상기 시작시각은, 직전에 반복된 제4단계에서 정한 상기 제1시간의 종료시각과 같으며, - 상기 제10단계에 의하여 반복되는 제2단계에서 상기 제1전력망 또는 상기 제3전력망의 잉여전력은, 직전에 반복된 제9단계에 의하여 공급하는 중에 있는 전력을 상기 소비전력에서 제외한 후 계산한 값으로 하며, - 상기 제10단계에 의하여 반복되는 제2단계에서 상기 제1전력망 또는 상기 제3전력망의 저장여유전력은, 직전에 반복된 제9단계에 의하여 공급받는 중에 있는 전력을 상기 저장여유전력에 더한 값으로 하는 것을 특징으로 하는, 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법으로 하는 것이 바람직하다.

또한 상술한 특징들에 더 하여, 상기 제2단계에서 상기 잉여전력 및 상기 저장여유전력의 계산은, - 에너지저장장치가 없고 분산전원이 있으며, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 전력망이거나, - 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제1저장전력 및 상기 제2저장전력이 없고, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 전력망이거나, 또는

- 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제2저장전력이 없고, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 크고, 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이보다 상기 제1저장전력이 작은 전력망의 경우에는 아래와 같은 크기의 잉여전력을 갖는 전력망으로 하며,

* 잉여전력 = (발전전력-소비전력) - 제1저장전력

- 분산전원이 없고 에너지저장장치가 있으며, 상기 제1저장전력 및/또는 상기 제2저장전력이 있는 전력망이거나, - 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제1저장전력 또는 상기 제2저장전력이 있고, 상기 발전전력이 상기 소비전력 이하인 전력망이거나, 또는 - 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제1저장전력이 있고, 상기 발전전력이 상기 소비전력 보다 크고, 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이가 상기 제1저장전력 이하인 전력망의 경우에는 아래와 같은 크기의 저장여유전력을 갖는 전력망으로 하며,

* 저장여유전력 = 제1저장전력 + 제2저장전력 - (발전전력-소비전력) - 다른 전력망에서 공급해주는 잉여전력

- 나머지 전력망에 대하여는 상기 잉여전력 및 상기 저장여유전력이 없는 전력망으로 하는 특징을 더 포함하는, 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법으로 하는 것도 바람직하다.

뿐만 아니라 상술한 특징들에 더하여 상기 각각의 제어시스템에는, 상기 제어시스템에는, 자신이 속한 전력망이 상기 제1전력망이 되었을 때 상기 제3전력망을 선택하기 위한 각각의 우선순위정보를 포함하고 있으며, 상기 제5단계에서 상기 제어시스템이 상기 제3전력망을 선택하는 경우, 상기 우선순위정보에 따라 우선순위가 높은 전력망부터 순차적으로 n개(n은 1 이상인 정수)를 선택하되, 상기 제1모드인 경우 각각의 저장한도를 합한 값이 상기 잉여전력보다 커질 때까지 선택하고, 상기 제2모드인 경우 각각의 공급가능한도를 합한 값이 상기 저장여유전력보다 커질 때까지 선택하며, 상기 제5단계에서, 상기 제어시스템이 정하는 상기 제3전력망 각각에 대한 상기 공급한도는 아래와 같으며,

- n-1번째까지의 제3전력망 공급한도 = 각각의 저장한도 또는 공급가능한도

- n번째 제3전력망 공급한도 = 잉여전력 또는 저장여유전력 - (n-1번째까지의 공급한도를 합한 값)

상기 실시간 변동정보는, 상기 제3전력망 각각에 대한 상기 공급한도의 실시간 변동 값으로서, 상기 잉여전력이 감소하는 경우에는 상기 n번째 제3전력망의 공급한도부터 내림차순으로 감소시키며, 상기 잉여전력이 증가하는 경우에는 오름차순으로 증가시키며, 상기 제10단계에 의하여 반복되는 상기 제5단계에서 상기 제어시스템이 상기 제3전력망을 선택하는 경우, 상기 우선순위정보에도 불구하고, 직전에 선택되었던 제3전력망을 더 우선으로 선택하는 특징을 더 포함하는, 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법으로 하는 것도 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 제2모드인 경우 상기 제어시스템은 상기 제3전력망 중 상기 발전전력 또는 상기 소비전력의 변동으로 인하여 상기 송배전망에 대한 전력공급이 상기 공급한도에 미치지 못하게 되는 제3전력망이 있는 경우, 당해 제3전력망의 제어모듈에 대하여 공급중지신호를 보내어 상기 제3전력망에서의 잉여전력 공급을 중지하도록 하고, 상기 제1전력망의 제어모듈에 대하여는 저장변경신호를 전송하여 상기 제1전력망에서의 전력저장 시 당해 공급한도만큼 축소하여 저장하도록 하는 것을 특징으로 하는, 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법으로 하는 것도 가능하다.

그리고 이에 더하여 상기 제어시스템은 자신의 개인키 및 상기 제어모듈 각각에 대한 공개키를 포함하고 있으며, 상기 제어모듈 각각은 자신의 개인키 및 상기 제어시스템의 공개키를 포함하고 있으며, 상기 요청신호에는 상기 요청서를 해싱한 제1해시값, 상기 요청서에 상기 제1해시값을 포함하여 해싱한 제2해시값 및 상기 제2해시값을 상기 제어시스템의 개인키로 암호화한 제1인증코드가 더 포함되어 있으며, 상기 요청신호에 대한 검증은, 상기 요청서에 상기 제1해시값을 포함하여 해싱한 값과 상기 제1인증코드를 상기 제어시스템의 공개키로 복호화 한 값이 서로 서로 일치하는 지를 비교하여 검증하며, 상기 확인신호에는 상기 제2해시값, 상기 요청서에 상기 제2해시값을 포함하여 해싱한 제3해시값 및 상기 제3해시값을 상기 제어모듈의 개인키로 암호화한 제2인증코드가 더 포함되며, 상기 확인신호에 대한 검증은, 상기 요청서에 상기 제2해시값을 포함하여 해싱한 값과 상기 제2인증코드를 상기 확인신호를 보낸 제어모듈의 공개키로 복호화 한 값이 서로 일치하는 지를 비교하여 검증하며, 상기 제10단계의 반복에 의하여 수행되는 제5단계에서, 상기 요청신호에 포함되는 상기 제1해시값은, 상기 제3해시값으로 하는 것을 특징으로 하는, 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법으로 하는 것도 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한, 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법은, 각각의 전력망에 대한 실시간데이터를 기반으로, 본 발명에 의하여 창안된 판단 알고리즘을 통하여 잉여전력을 갖고 있는 전력망과, 에너지저장장치에 저장 가능한 여유공간을 갖는 전력망을 찾아낼 뿐만 아니라 전력망들에 대한 잉여전력의 크기 및 저장여유전력의 크기를 계산해 낼 수 있고, 하나의 전력망에서 송배전망을 통하여 잉여전력을 실시간으로 공급할 전력망이나, 공급받을 전력망을 찾아 잉여전력을 상호간에 공급하고 공급받을 수 있다. 따라서 전력망 내에서 분산전원의 발전전력이 소비전력을 초과하는 경우 자신의 전력망 내 에너지저장장치에 저장하고 남는 잉여전력을 다른 전력망의 에너지저장장치로 보내어 저장할 수 있기 때문에 전력망 사이에 에너지저장장치의 여유분을 공유할 수 있는 효과가 있으며, 하나의 전력망 내에서 내부적인 거래시스템을 통하여 거래하고 남는 전력들에 대하여 다른 전력망과 전력망 단위로 거래가 가능하게 한다.

이에 따라, 소비량에 비하여 생산되는 전력은 많은 반면 에너지저장장치가 부족한 전력망에서, 소비량에 비하여 생산전력은 부족한 반면 에너지저장설비에 여유가 있는 전력망으로 전력을 이관할 수 있기 때문에 전력망 간의 소비 및 저장 불균형을 해소할 수 있는 효과가 있으며, 이를 통하여 분산전원의 발전전력에 대한 활용을 극대화 할 수 있다. 즉 전력망 상호간 잉여전력의 공유, 저장여유공간의 공유를 통하여 전체적인 전력망 입장에서 잉여전력을 최소화함과 동시에 비어있는 저장공간 또한 최소화할 수 있기 때문에 에너지 활용을 극대화 하고, 설비투자를 최소화 할 수 있는 효과가 있다. 그리고 분산전원을 건설함에 있어 분산전원의 공급을 위한 분산전원용 ESS용량을 다소 적게 하더라도, 다른 전력망에서 남아도는 ESS들을 최대한 사용할 수 있으므로, 분산전원을 저렴한 비용으로 건설할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 송배전망 전체를 볼 때 잉여전력에 비하여 비어있는 저장공간이 많은 경우에는, 잉여전력을 가지는 전력망을 중심으로 저장여유전력을 가지는 전력망을 찾아 잉여전력을 저장할 전력망을 선택하도록 하기 때문에, 잉여전력을 최대한 저장할 수 있는 효과가 있는데, 이는 잉여전력을 가지는 전력망이 중심이 되어 비어있는 저장공간을 가지는 전력망들을 찾아서 충분한 저장여유공간을 확보한 후 자신의 잉여전력을 실시간 변동정보에 따라서 최대한 저장하는 방법을 사용하기 때문이다. 반면에 저장여유공간에 비하여 잉여전력이 많은 경우에는, 에너지저장설비에 여유가 있는 전력망을 중심으로 잉여전력을 가지는 전력망을 찾아서 잉여전력을 공급해 줄 전력망을 선택하도록 하기 때문에, 저장여유공간을 최대한 활용할 수 있는 효과가 있는데, 이는 저장여유공간을 가지는 전력망이 중심이 되어 잉여전력을 가지는 전력망들을 찾아서 공급해줄 전력을 최대한 확보한 후 저장하는 방법을 사용하기 때문이다. 따라서 본 발명은 저장여유공간과 잉여전력을 비교하여 최적의 방법으로 수급 상대방을 연결하기 때문에 송배전망의 여건이 변하더라도 최대한 잉여전력을 저장할 수 있는 효과가 있다.

또한 잉여전력을 공급하거나 저장함에 있어 분산전원 발전현황 및 부하특성에 따라 정한, 비교적 짧은 시간에 해당하는 제1시간 동안만 잉여전력을 저장할 수 있도록 하였기 때문에 분산전원 발전현황 및 부하특성에 따라 시간을 효과적으로 나누어 저장할 수 있고, 실시간으로 잉여전력의 발생현황을 측정하여 수시로 변경하여 반영할 수 있으므로 발전전력의 변동 폭이 심한 태양광 등 신재생에너지 분산전원의 발전특성에 능동적으로 대응시킬 수 있는 효과가 있다. 여기서 제1시간은 발전출력과 소비전력의 변동이 없는 시간대에는 1시간이나 2시간 등 장시간으로 설정할 수도 있겠지만, 잉여전력 발생이 불안정한 시간대에는 수 분 단위 심지어는 수십 내지 수 초 단위로 설정하는 것도 가능하다. 그리고 전력망의 상황에 맞게 탄력적으로 변화하도록 설정하는 것도 가능하지만, 필요 최소한의 시간으로 고정하는 것도 가능하기 때문에 어떠한 상황에서도 남는 잉여전력을 최대한 저장할 수 있게 된다.

뿐만 아니라 제1시간이 끝나기 직전인 “제1시간이 종료되기 전 일정시점부터”제1전력망이 다시 제3전력망을 선정하여 잉여전력의 공급 또는 잉여전력을 공급받을 준비를 하고, 제1시간이 끝나는 시간에 맞추어 새로운 제3전력망에 대하여 잉여전력을 공급하거나 공급받도록 하고, 제1시간이 끝나자마자 새로운 제1시간이 시작되도록 하기 때문에 제1전력망은 끊김없이 잉여전력을 공급하거나 공급받을 수 있다. 뿐만 아니라 새로운 제3전력망을 선정할 때는 직전에 공급하던 제3전력망을 우선적으로 선정하기 때문에 제1전력망과 제3전력망의 수급관계가 계속 유지되어 끊임없이 전력을 공급하고 공급받을 수 있게 된다. 그러므로 잉여전력의 변동에 대비하여 제1시간을 짧게 설정한다 하더라도 제1전력망과 제3전력망의 연결 상태는 지속적으로 계속될 수 있는 효과가 있다.

그리고 전력망간에 잉여전력을 송배전망을 통하여 공급하거나 공급받아 저장함에 있어, 하나의 전력망에 잉여전력을 다 저장할 수 없는 경우 다수의 전력망에 대하여 잉여전력을 공급할 수 있도록 하였기 때문에 각 전력망에 에너지저장장치의 자투리 여유 공간이 발생하는 경우에도 최대한 저장을 가능하게 하는 효과가 있어서 각 전력망에 있는 에너지저장장치의 활용을 극대화할 수 있는 효과가 있으며, 그 반대의 경우로서 하나의 전력망에서 공급해주는 잉여전력이 저장여유전력에 비하여 작은 경우에는, 다수의 전력망으로부터 잉여전력을 공급받을 수 있도록 하였기 때문에 각 전력망에 잉여전력의 자투리가 발생하는 경우에도 최대한 저장을 가능하게 하는 효과가 있어서 각 전력망에 있는 잉여전력과 에너지저장장치의 활용을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

이와 더불어 전력망 상호간에 잉여전력을 주고받는 도중에도, 상기 제어시스템은 전력망들이 현재 주고받는 전력이 아닌, 새로 발생된 잉여전력 또는 저장여유전력을 계속하여 찾아서 계산해 내고, 이에 대하여 판단할 수 있기 때문에 하나의 전력망에서 잉여전력을 공급하는 도중에 잉여전력이 증가하는 경우 현재 공급하는 전력망이 아닌, 저장여유전력을 가진 다른 전력망에 대하여 추가적인 공급이 이루어지도록 할 수 있고, 현재 잉여전력을 공급받고 있는 전력망의 에너지저장장치에 저장여분이 새로 발생하는 경우 잉여전력을 가지는 새로운 전력망으로부터 추가적인 전력공급을 받을 수 있게 할 수 있다. 그리고. 현재 공급중인 전력망의 잉여전력 감소로 공급받는 전력망의 에너지저장장치에 대한 저장에 차질이 발생하는 경우 현재 공급중인 전력망과 공급받는 전력망에 취소신호를 보내도록 함으로써, 공급받는 전력망이 새로운 전력망으로부터 새로운 공급을 받을 수 있도록 하였기 때문에, 잉여전력 변동 및 저장여유공간 변동에 대하여 실시간으로 능동적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

또한 잉여전력을 가지는 전력망 입장에서는 자신의 잉여전력 크기가 변동함에 따라 잉여전력을 공급받을 수 있는 전력망(저장여유전력 가지는 전력망)을 실시간으로 추가해 가면서 잉여전력의 증가분을 공급할 수 있고, 잉여전력을 공급받는 전력망 입장에서는 공급받는 전력이 부족하게 되는 경우 공급받을 다른 전력망을 추가하거나, 현재의 전력망으로부터 공급받는 것을 취소하고 다른 전력망으로 변경할 수 있도록 함으로써, 분산전원의 생산전력을 최대화 하고, 에너지저장장치의 활용을 극대화하며, 이를 통하여 전력거래 물량을 최대화할 수 있으므로, 궁극적으로는 에너지 활용효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라 발전전력이나 소비전력에 대한 예측데이터에 기반하여 공유 또는 거래하는 것이 아니라 실시간 측정데이터에 근거하여 공유하거나 거래하는 것이기 때문에, 예측한 잉여전력이나 저장용량에서 여유전력 추가발생이나 공간부족상황 발생 등을 예기치 못한 상황변화를 고려하지 않아도 될 뿐만 아니라, 잉여전력을 가진 전력망중심의 운용 시에는 발생되는 잉여전력을 남김없이 최대한 저장할 수 있고, 저장여유공간을 가진 전력망중심의 운용 시에는 남아있는 저장여유공간을 최대한 활용하여 남아있는 저장여유공간 만큼의 잉여전력을 저장할 수 있는 효과가 있다.

또한 제어시스템에는, 각각의 전력망 중 하나가 제1전력망이 되었을 때 제1전력망 입장에서 유리한 제3전력망을 선택하기 위한 각각의 우선순위정보를 포함하고 있으며, 제1전력망을 위한 제3전력망을 선택하는 경우, 우선순위정보에 따라 우선순위가 높은 전력망부터 순차적으로 선택하도록 하기 때문에 저장비용 또는 공급비용인 낮은 순이나 거리가 짧은 순 또는 전력망 상호간의 전략적 제휴에 따라 우선순위를 정할 수 있다. 예를 들어 이전에 자신에게 잉여전력을 공급해 줬던 적이 있는 전력망이나 자신이 잉여전력을 공급했던 전력망을 우선적으로 제3전력망으로 선택하는 방법 등도 사용할 수 있다.

그리고 각 전력망간에 분산전원과 에너지저장장치를 공유하는 구조이기 때문에 분산전원 과잉인 전력망에서 에너지저장장치의 추가설치 없이도 타 전력망의 에너지저장장치를 활용할 수 있고, 분산전원이 없거나 부족한 전력망에서도 자신의 에너지저장장치에 전력을 효율적으로 저장할 수 있는 효과가 있다.

또한 제어시스템과 각 전력망별 제어모듈에 요청서 등이 분산되어 저장되고, 저장되는 데이터는 서로 링크되어 있어 분산형 장부 기반의 전력거래 시스템으로 운영될 수 있는 장점이 있다. 그리고 제어시스템과 각 전력망들 상호간에 주고받는 신호 즉 요청신호, 확인신호 등에는 그 내용을 해싱한 해시값을 포함할 뿐만 아니라, 해시값은 이전 해시값까지도 포함하여 해싱한 것이기 때문에 주고받는 신호들 서로는 해시값을 통하여 서로 연결되어 있어 사후 위조나 변경이 불가능하고, 하나의 신호 값을 위변조하기 위해서는 제어시스템과 각 전력망들이 서로 주고받은 모든 신호를 고쳐야 하기 때문에 위변조가 원천적으로 불가능하고 보안성이 뛰어나며, 이로 인하여, 전력망간 전력거래에 있어 거래당사자간의 거래안정성을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 해시값으로 서로 연결된 신호 중 제어시스템이 전송하는 요청신호에는 제1전력망의 개인키로 해시값을 암호화한 제1인증코드를 포함하도록 하여 각 전력망에서 제어시스템의 공개키로 복호화하여 검증하도록 하고, 확인신호에는 각 전력망의 개인키로 해시값을 암호화한 제2인증코드를 포함하도록 하여 제어시스템에서 해당 전력망의 공개키로 복호화하여 검증하도록 함으로써, 주고받는 전력량에 대한 검증과 부인방지를 할 수 있는 수단을 제공하여 전력망간 전력거래의 안정화를 도모할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명에 의하면 제어시스템과 각 전력망들의 제어모듈이 상호간에 주고받는 신호들 즉 하나의 거래를 위한 다수의 트랜젝션들은 서로 해시값을 통하여 서로 연결되어 있고, 송신자의 개인키로 해시값을 암호화한 인증코드를, 수신자가 송신자의 공개키로 복호화하여 검증하도록 함으로써 상호간에 주고받는 신호들에 대한 위변조를 원천적으로 차단할 수 있고, 주고받는 정보에 대한 신뢰성을 담보할 수 있기 때문에 전력망간 전력거래의 안정화 및 신뢰성을 크게 제고하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 전력망을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에서, 송배전망의 제어시스템과 각 전력망의 제어모듈 상호간의 연결관계를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에서, 송배전망의 제어시스템이 잉여전력을 가진 전력망과 저장여유전력을 가진 전력망을 판단하는 방법 및 절차흐름을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에서, 잉여전력을 가진 전력망과 저장여유전력을 가진 전력망의 판단과 잉여전력 및 저장여유전력의 크기에 대한 계산식을 설명하기 위한 계산표를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에서, 제어시스템이 송배전망에 대한 모드판단을 하는 절차흐름을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에서, 제1모드일 때 제어시스템이 제1전력망 및 제3전력망을 선택하여 제1전력망이 잉여전력을 공급하고, 제3전력망은 공급되는 잉여전력을 저장하는 절차흐름을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에서, 제2모드일 때 제어시스템이 제1전력망 및 제3전력망을 선택하여 제3전력망이 잉여전력을 공급하고, 제1전력망은 공급되는 잉여전력을 저장하는 절차흐름을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에서, 송배전망의 제어시스템과 각 전력망의 제어모듈이 주고받는 신호에 대한 구조를 포함하는 절차흐름을 도시한 것이다.

이하에서 상술한 목적과 특징이 분명해지도록 본 발명을 상세하게 설명할 것이며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련한 공지기술 중 이미 그 기술 분야에 익히 알려져 있는 것으로서, 그 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 실시 예들에 대한 설명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시 예들을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

실시 예들은 여러 가지 형태로 변경을 가할 수 있고 다양한 부가적 실시 예들을 가질 수 있는데, 여기에서는 특정한 실시 예들이 도면에 표시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 실시 예들을 특정한 형태에 한정하려는 것이 아니며, 실시 예들의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경이나 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

다양한 실시 예들에 대한 설명 가운데 “제1”“제2”“첫째”또는“둘째”등의 표현들이 실시 예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법이 적용되는 전력망을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에서, 송배전망의 제어시스템과 각 전력망의 제어모듈 상호간의 연결관계를 도시한 것이다. 도 1에서 보는 바와 같이 본 발명은 전력을 소비하는 수용가들의 부하설비(110)와 더불어 하나 이상의 분산전원(120)을 포함하고 있거나, 하나 이상의 에너지저장장치(130)를 포함하고 있거나 또는 하나 이상의 분산전원(120)과 하나 이상의 에너지저장장치(130) 모두가 포함되도록 구획된 전력망(100)을 포함하는 스마트그리드 송배전망에 적용되는 것이 바람직하다. 각각의 전력망(100)에는 각각의 제어모듈(101)을 포함하도록 하고, 도 2에서 보는 바와 같이 각각의 제어모듈(101)은 유선통신망 또는 무선통신망을 통하여 송배전망의 제어시스템(300)과 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 각각의 전력망(100)에 포함된 각각의 제어모듈(101)은 자신의 전력망의 부하설비들에서 소비되는 소비전력(KW, MW), 자신의 전력망 내 포함된 분산전원의 발전전력(KW, MW) 및 자신의 전력망 내 포함된 에너지저장장치의 저장가능전력(KW, MW) 등에 대하여 현재시점에서 측정한 실시간 측정값을 수집하며, 상기 송배전망의 제어시스템(300)에 보내며, 상기 제어시스템(300)은 상기 각각의 제어모듈(101)이 보내오는 측정값에 따라 각각의 제어모듈(101)을 제어하여 해당 전력망(100)에 포함된 에너지저장장치(130) 및 분산전원(120)을 제어하도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 각각의 전력망(100)은 스마트계량기 등으로 수용가나 전력설비의 전력생산 및 사용현황을 원격으로 측정하여 상기 제어모듈(101) 등에 전송할 수 있는 스마트그리드 또는 마이크로그리드 전력망이 바람직하며, 또한 각각의 전력망(100)은 송배전망(200)을 통하여 전력을 공급받거나 공급하는 구조로 서로 연결되도록 하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 상기 각각의 전력망(100) 중에는 상기 부하설비(110)와 상기 분산전원(120)을 포함할 수도 있고, 상기 부하설비(110)와 상기 에너지저장장치(130)만을 포함할 수도 있으며, 또는 상기 부하설비(110)와 상기 분산전원(120) 및 상기 에너지저장장치(130) 모두를 포함할 수도 있다. 부하설비 없이 분산전원(120)이나 에너지저장장치(130)만 가지는 전력망을 포함하는 것도 물론 가능하다. 상기 부하설비(110)와 상기 분산전원(120)만 포함하는 전력망(100)의 경우에는 상기 분산전원(120)에서 발전되는 발전전력이 전력망(100) 내부의 부하설비(110)에서 전부 소비될 수도 있지만, 시간대에 따라서 또는 일시적인 여건에 따라서 전부 소비되지 못하는 경우도 있을 수 있다. 경우에 따라서는 상기 분산전원(120)에서 발전되는 발전전력이 해당 전력망(100)의 최대 소비전력보다도 큰 경우도 있을 수 있다. 따라서 상기 분산전원(120)에서 발전되는 발전전력에서 잉여전력이 발생하는 경우가 다양하게 있을 수 있다.

반면 전력망(100) 내에 상기 부하설비(110) 외에 상기 에너지저장장치(130)만 포함되어 있는 경우에는, 상용전력의 비용이 저렴한 시간대에 상용전력으로 충전하였다가 피크시간 대에 방전하도록 하는 피크관리용 또는 차익거래용으로 사용될 수 있을 것이다. 그러나 전력망 내부에 분산전원(120)이 없기 때문에 저렴한 비용으로 공급될 수 있는 신재생에너지 발전전원을 사용할 수는 없고 상용전원의 저가격 시간대를 사용하여 충전해야만 할 것인데, 상용전원의 저가격 시간대에 충전을 다 하지 못하는 경우 또는 전력망 상황이나 여건에 따라 충전을 다하지 못하여 에너지저장장치(130)의 저장 공간에 여유가 발생하는 수도 있고, 이로 인하여 에너지저장장치(130)를 최대한 활용하지 못하는 결과가 발생하기도 한다.

또한 전력망(100) 내에 상기 부하설비(110)와 더불어 상기 분산전원(120)과 상기 에너지저장장치(130) 모두를 포함하는 경우에는, 상기 분산전원(120)에서 발전되는 발전전력은 상기 부하설비(110)에서 전부 사용될 수도 있고, 상기 부하설비(110)에서 전부 다 사용되지 못하고 여유전력이 발생되는 경우도 있을 수 있는데, 여유전력이 발생하는 경우에는 상기 에너지저장장치(130)에 저장할 수도 있을 것이다. 그러나 상기 분산전원(120)의 발전 및 소비시간대에 따라서 또는 해당 전력망의 부하여건이나 특성에 따라서, 또는 심지어 분산전원 설비용량이 과다하여, 상기 분산전원(120)에서 발전되는 발전전력이 자신의 전력망(100) 내부에서 전부 소비되지 못하고 잉여전력이 발생하는 상황이 있을 수 있다. 즉, 상기 분산전원(120)에서 발전되는 발전전력이 자신의 전력망(100) 내 부하설비(110)에 사용되고, 남는 여유전력에 대하여 자신의 에너지저장장치(130)에 저장함에도 불구하고, 자신의 에너지저장장치(130)의 설비용량이나 기타 여러 가지 문제로 인하여 여유전력을 모두 저장하지 못하여 잉여전력이 발생하는 경우도 있을 수 있다. 뿐만 아니라 그 반대의 경우로서 상기 분산전원(120)의 발전전력은 부하설비(110)의 소비전력에 훨씬 못 미쳐서 상기 에너지저장장치(130)에 대한 에너지저장에 상기 발전전력이 사용되지 못하고, 상기 에너지저장장치(130)에 대한 전력저장은 상용전원만 이용하게 되는 경우도 있을 수 있다. 본 발명은 이렇게 전력망 각각에서 분산전원의 발전전력에 비하여 에너지저장장치 저장 공간의 수급 불균형이 일어날 때 전력망 상호간의 거래를 통하여 전력설비의 수급균형을 맞출 수 있도록 하는 방법을 제시한다.

한편 도 3은 본 발명에 의한 송배전망의 제어시스템(300)이 본 발명에 의한 방법에 따라, 각각의 전력망에 대하여 잉여전력을 가지는 전력망인지, 저장여유전력을 가지는 전력망인지를 판단하고 해당 전력망이 가지는 잉여전력의 크기(KW, MW) 및 저장여유전력의 크기(KW, MW)를 계산하는 절차를 도시한 흐름도이다. 이하에서는 도 3을 이용하여 각각의 전력망(100)에서 잉여전력 및 저장여유전력을 계산하는 절차에 대하여 설명한다. 도 3에서 보는 바와 같이 각각의 전력망(100)의 제어모듈(101)은 자신이 포함된 전력망의 분산전원(120)으로 공급 가능한 전력인 발전전력(KW, MW), 자신의 전력망에서 전력을 공급받는 모든 부하설비에서 소비중인 전력인 소비전력(KW, MW), 자신의 에너지저장장치(130)에 저장중인 전력인 제1저장전력(KW, MW) 및 자신의 에너지저장장치(130)에 대하여 추가 저장이 가능한 전력인 제2저장전력(KW, MW)을 현재시점에서 실시간으로 측정 및 계산하여 상기 제어시스템(300)에 전송하도록 하는 것이 바람직한데, 상기 발전전력(KW, MW) 중에 다른 전력망에 대하여 공급중인 전력(KW, MW)이 있는 경우에는 이를 상기 소비전력(KW, MW)에 포함하여 계산하도록 하는 것이 바람직하다(s111 ~ s120, 제1단계).

상기 발전전력의 경우, 자신이 속한 전력망(100) 내에 있는 모든 분산전원(120) 각각으로부터 발전 가능한, 현재시점에서의 생산전력(KW, MW)을 측정, 수집한 후 전력망 내 전체 합계를 계산하여 이를 발전전력(KW, MW)으로 하는 것이 바람직하다(s111). 상기 발전전력은 자신의 분산전원(120) 각각에서 현재 발전중인 전력에 대하여만 하는 것도 바람직하지만, 현재시점에서 발전중은 아니지만 추가로 즉시 발전하여 공급 가능한 발전전력의 합계까지도 합하여 계산하는 것도 바람직하다. 상기 발전전력을 측정함에 있어서는, 상기 분산전원(120)의 각각에 포함된 제어장치 등에서 자신의 발전전력(발전중인 전력 + 추가발전 가능전력)을 측정 및 계산하여 상기 제어모듈(101)에 전송하도록 하고 상기 제어모듈(101)에서는 이에 대한 합계만 계산하도록 하는 것도 가능하며, 상기 분산전원(120) 각각에서 전송하는 각종 측정값을 기초로 상기 제어모듈(101)에서 계산하도록 하는 것도 가능하다.

상기 소비전력의 경우 각각의 제어모듈(101)이 자신의 전력망(100)에 포함된 모든 수용가의 부하설비(110)에서 현재시점에 소비중인 평균전력(KW, MW)을 원격으로 측정하여 그 합계를 계산하도록 하는 것이 바람직한데(s120), 각각의 수용가에 설치되는 스마트계량기 등 원격측정이 가능한 계측기를 이용하여 측정 및 전송하는 데이터를 상기 제어모듈(101)이 수집하여 계산하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상술한 바와 같이 해당 전력망(100)에서 상기 송배전망(200)을 통하여 다른 전력망(100)으로 자신의 잉여전력을 공급하는 중인 경우, 즉 잉여전력을 가지는 전력망의 경우에는, 다른 전력망(100)에 공급하는 잉여전력도 상기 소비전력에 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 상기 소비전력에, 다른 전력망(100)에 공급하는 잉여전력을 포함하는 이유는, 현재 시점에서 다른 전력망에 대하여 새로이 공급 가능한 잉여전력을 계산하기 위함인데, 나중에 후술하겠지만, 자신의 발전전력 중에서, 자신의 전력망에서 소비되고 있는 전력 및 자신의 에너지저장장치(130)에 공급 중인 전력은 물론 다른 전력망에 대하여 이미 공급중인 전력까지 모두 공제한 나머지 전력이 순수한 잉여전력이 되기 때문이다.

그리고 상기 각각의 제어모듈(101)은 자신이 속한 전력망(100)내에 있는 자신의 에너지저장장치(130)들에 저장중인 전력(KW, MW)을 파악하여 이를 제1저장전력으로 하는 것이 바람직하다. 상기 제1저장전력은 해당 전력망 내에서 현재 저장중인 에너지저장장치들에 대한 현재시점의 저장전력(MW, KW)인데, 상기 에너지저장장치가 배터리인 경우 PCS의 충전전력(MW, KW)이 될 것이며, 공기압축 에너지저장장치(CAES)인 경우에는 공기압축기를 가동하는 현재시점 가동전력(MW, KW)이 될 것이다. 상기 제1저장전력에 대한 전력공급원으로는, 자신의 분산전원에서 생산하고 있는 상기 발전전력이 포함될 수도 있고, 다른 전력망에서 보내주는 잉여전력일 수도 있으며, 송배전망을 통해 통상적으로 공급되는 상용전원을 이용하여 충전중인 전력일 수도 있다. 본 발명에서 이와 같이 충전중인 전력인 제1저장전력을 파악하는 이유는, 각각의 전력망에서 충전중인 전력 즉 상기 제1저장전력의 유무에 따라서도 상기 잉여전력을 가진 전력망인지 상기 저장여유전력을 가진 전력망인지를 파악할 수 있을 뿐만 아니라 상기 제1저장전력의 크기에 따라서 상기 잉여전력이나 상기 저장여유전력의 크기가 달라지기 때문이다. 본 발명에서는 상기 송배전망의 상기 제어시스템(300)이 상기 제1저장전력을 포함하는 여러 가지 측정결과를 이용하여 상기 잉여전력을 가지는 전력망인지 상기 저장여유전력을 가지는 전력망인지를 판단하는 기준을 제시할 뿐만 아니라 그 크기를 측정할 수 있는 일정한 계산식을 제시하고 있는데, 이에 관하여 상세한 내용은 후술하기로 한다. 또한 본 발명에서 상기 제어시스템(300)은 상기 제1저장전력 중 일부크기를 저장여유전력으로 판단하게 되는데, 상기 제1저장전력 즉 충전 중인 전력 중 일부 또는 전부가 상용전원의 전력으로 충전중일 경우, 해당 충전전력은 다른 전력망의 잉여전력을 공급받아 저장 가능한 공간으로 될 수 있다. 본 발명에서는 이렇게 이미 충전중인 전력인 상기 제1저장전력이 있다 하더라도 그 중 상용전원으로 충전중인 부분을 가려내어 이를 저장여유전력으로 판단하고 이에 대하여 상용전원을 사용하는 대신 상기 잉여전력으로 공급할 수 있는 방법을 제시하기 때문에, 상용전원의 사용한 에너지저장을 최소화 시키고 가능한 한 최대한의 잉여전력을 사용하여 저장할 수 있게 된다. 이에 관한 상세한 계산식에 대하여는 후술하기로 한다.

한편, 상기 각각의 제어모듈(101)은 또한 자신이 속한 전력망(100)내에 있는 자신의 에너지저장장치(130)들에 추가로 저장이 가능한 전력이 얼마나 되는지를 파악하고 계산하여 이를 제2저장전력(KW, MW)으로 하여 상기 제어시스템(300)에 전송하게 되는데, 상기 제2저장전력은 전력망 내에서, 충전이 가능한 에너지저장장치들을 충전하기 위한 전력크기의 합계이다. 따라서 이는 곧 충전이 가능한 에너지저장장치들의 PCS 크기에 대한 합계가 될 것이며, 이미 충전이 완료되어 방전대기 중이거나 방전 중인 것들 또는 현재 충전 중인 전력인 상기 제1저장전력을 제외한 것이 되어야 할 것이다. 상기 제2저장전력은 저장 가능한 총 전력량(KWH, MWH)을 의미하는 것이 아니며 일시에 충전 가능한 최대전력(KW, MW)이다. 그리고 상기 제2저장전력의 크기(KW, MW)는 상기 제1저장전력 중 일부의 크기(KW, MW)와 함께 해당 전력망에 대한 저장여유전력의 크기(KW, MW)가 될 것이다. 상기 제1저장전력 및 상기 제2저장전력의 파악을 위해서 상기 제어모듈(101)은 상기 에너지저장장치(130)들 각각으로부터 충, 방전 정보를 상시적으로 수집하면서, 현재시점에서 각각의 에너지저장장치(130)들에 대한 충전중인 전력(KW, MW) 및 충전가능 전력(KW, MW)을 계산하고 자신의 전력망(100) 내 모든 에너지저장장치(130) 들에 대한 충전중인 전력(KW, MW)의 합계를 상기 제1저장전력(KW, MW)으로 하고 충전가능전력의 합계(KW, MW)를 제2저장전력(KW, MW)으로 하는 것이 바람직하다. 한편 상기 에너지저장장치(130) 중에는 제1저장전력 및 제2저장전력에 해당되는 전력이 존재한다 하더라도 상기 에너지저장장치(130)의 소유주체가 정한 충, 방전 스케줄에 따라, 현재시점에서 상기 잉여전력을 통한 충전이 불필요하여 의도적으로 제외하는 경우가 있을 수 있는데, 상기 제1저장전력 및 상기 제2저장전력의 파악 시 이러한 경우도 감안하여 자동으로 파악되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1단계(s111 ~ s120)에서 각각의 전력망에 대한 상기 제어모듈(101)들이 상기 발전전력, 상기 소비전력, 상기 제1저장전력 및 상기 제2저장전력을 측정 및 계산한 후에 상기 제어시스템(300)에 전송하게 되면, 제2단계(s120 ~ s191)에서 상기 제어시스템(300)은 각각의 전력망에 상기 분산전원 및/또는 에너지저장장치의 존재여부와 상기 제어모듈(101)이 측정 및 계산하여 보내준 데이터를 이용하여 각각의 전력망에 대하여 상기 잉여전력을 가지는 전력망인지, 상기 저장여유전력을 가지는 전력망인지 또는 상기 잉여전력이나 상기 저장여유전력 모두를 가지지 않는 전력망인지를 항상 반복하여 실시간으로 판단하게 되며, 각각의 전력망(100)에 대하여 상기 잉여전력과 상기 저장여유전력의 크기도 실시간으로 계속하여 계산하게 된다. 상기 잉여전력을 가지는 전력망과 상기 저장여유전력을 가지는 전력망에 대하여 판단하는 본 발명에 의한 기준은 상기 도 3 및 도 4에 제시되어 있다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 이용하여 상기 제어시스템(300)이 각각의 전력망을 판단하고, 상기 잉여전력과 상기 저장여유전력의 크기를 계산하는 방법에 대하여 설명한다,

먼저, 상기 에너지저장장치(130) 없이 상기 분산전원(120)이 존재하는 전력망(s150)의 경우에 대하여 살펴보면, 현재시점에서의 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 적으면, 상기 분산전원(120)에서 생산되는 상기 발전전력은 상기 전력망(100)내의 부하설비에 의하여 모두 소비되고 있는 상태이고, 부족한 부분은 상기 송배전망을 통하여 공급되는 상용전력으로 충당되고 있다는 결과이므로, 상기 잉여전력은 당연히 발생되지 않고 있으며, 상기 에너지저장장치(120)가 없으므로 상기 저장여유전력 또한 당연히 존재하지 않게 된다. 따라서 상기 에너지저장장치(130) 없이 상기 분산전원(120)이 존재하는 전력망에서 상기 발전전력이 상기 소비전력 이하인 상태는 잉여전력도 존재하지 않고 저장여유전력도 가지지 않는 전력망으로 판단하는 것이 바람직하다.

그러나 상기 에너지저장장치(130) 없이 상기 분산전원(120)이 존재하는 전력망의 경우(s150)로서 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 경우에는(s151), 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이만큼은 상기 전력망 내부의 부하설비에서 소비되지 못하고 전력이 남는 상태가 되므로 상기 잉여전력을 가지지는 전력망(s180)이 되며, 이 경우 잉여전력의 크기(KW, MW)는 상기 발전전력(KW, MW)과 상기 소비전력(KW, MW)과의 차이값(KW, MW)이 되는데. 이 잉여전력 만큼 다른 전력망에 대하여 공급할 수 있는 상태가 된다. 즉 이경우의 잉여전력 계산식은 아래와 같이 된다.

잉여전력 = 발전전력 - 소비전력

그 다음으로 전력망(100)내에 상기 분산전원(120)과 상기 에너지저장장치(130)가 모두 존재하는 경우를 생각해 볼 수 있다(s160). 상기 분산전원(120)과 상기 에너지저장장치(130)가 모두 존재하는 전력망에서 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 상태에서, 상기 제1저장전력도 상기 제2저장전력도 없는 상태가 있을 수 있다(s161). 이런 경우는, 상기 전력망(100)내에 상기 에너지저장장치(130)는 모두 완전 충전된 상태이거나 완충상태는 아니라 할지라도 상기 에너지저장장치(130)의 관리주체에 의하여 현재시점에서 충전이 불필요한 상태로 되어 있으며, 충전중인 에너지저장장치(130) 또한 하나도 없는 상태라 할 것이다. 따라서 이 경우에도 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이만큼은 상기 전력망 내부의 부하설비에서 소비되지 못하고 남는 상태 즉 잉여전력을 가지지는 전력망(s180)이 되며, 이 때 잉여전력의 크기를 계산하면(s181) 위의 경우와 동일하게 아래와 같은 계산식을 갖게 된다.

잉여전력 = 발전전력 - 소비전력

한편, 상기 분산전원(120)과 상기 에너지저장장치(130)가 모두 존재하는 전력망이고, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 상태에서, 상기 제2저장전력은 없고 상기 제1저장전력만 존재하는 경우가 있을 수 있는데, 이 경우 만일 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이가 상기 제1저장전력과 같거나 미만인 경우에는 발전전력이 모두 상기 소비전력과 상기 제1저장전력에 사용되고 있다는 의미이므로 잉여전력이 발생될 수 없는 상황이 될 것이다. 그러나 상기 발전전력과 상기 소비전력과의 차이값이 충전중인 전력 즉 상기 제1저장전력보다 크면 그 큰 만큼이 잉여전력이 될 것이다. 즉 상기 발전전력을 상기 소비전력에 공급하고, 상기 제1저장전력에 사용하고도 남는다는 의미이다. 따라서 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 상태에서 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이가 상기 제1저장전력보다 큰 상태이면(s162), 상기 전력망(100)내에 충전 중인 에너지저장장치(130)가 존재한다고 판단하는 것이 바람직하다. 이 경우의 상기 잉여전력의 크기 계산은(s181) 아래와 같이 된다.

잉여전력 = (발전전력 - 소비전력) - 제1저장전력

위 경우와 관련하여, 상기 분산전원(120)과 상기 에너지저장장치(130)가 모두 존재하며, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 상태에서, 상기 제2저장전력과 상기 잉여전력이 동시에 존재할 수 있는가에 관하여 살펴보면, 만일, 잉여전력이 있는 상태에서 제2저장전력인 저장 가능한 에너지저장장치가 연결된다면, 상기 발전전력과 상기 소비전력과의 차이는 곧바로 상기 제2저장전력을 저장할 수 있는 공간에 저장되기 시작할 것이며, 이는 곧 상기 제1저장전력의 증가로 나타나야 할 것이다. 즉 발전전력이 소비전력보다 큰 상태에서 상기 제2저장전력이 발생한다면, 곧 바로 발전전력과 소비전력의 차이에 해당하는 전력으로 상기 제2저장전력을 발생시킨 에너지저장장치를 충전하기 시작할 것이며, 이는 상기 제1저장전력이 될 것이다. 그리고 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이에 해당하는 전력으로 상기 제2저장전력을 발생시킨 에너지저장장치를 모두 충전할 수 없다면, 나머지는 상기 제2저장전력으로 존재하겠지만, 이 경우에는 발전전력과 소비전력의 차이가 모두 에너지저장장치 충전에 사용되고 있는 상태이므로 발전전력이 소비전력보다 큰 상태에서 벗어나게 되어 잉여전력이 없는 상태로 된다. 따라서 본 발명에 의한 잉여전력 및 저장여유전력의 판단 및 계산에 있어서는, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 상태에서 상기 제2저장전력이 있다면 잉여전력은 존재할 수 없다고 판단하여야 한다.

이상에서 살펴본 잉여전력 발생 상황들을 종합하여 볼 때, 본 발명에서 잉여전력이 발생되는 위한 전력망의 조건은 ①분산전원이 있어야 하며, ②발전전력이 소비전력보다 커야 하며, ③제2저장전력이 없어야 하며, ④제1저장전력이 있는 경우, 제1저장전력의 크기는 발전전력과 소비전력의 차이보다 작아야 한다. 이러한 조건을 만족시키는 경우는,

- 에너지저장장치가 없고 분산전원이 있으며, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 전력망이거나,

- 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제1저장전력 및 상기 제2저장전력이 없고, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 전력망이거나,

- 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제2저장전력이 없고, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 크고, 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이보다 상기 제1저장전력이 작은 전력망의 경우인데,

이 세 가지 경우에만 잉여전력을 가지는 전력망으로 판단하는 것이 바람직하며, 다른 경우에는 잉여전력이 발생될 수 없다. 그리고 위 세 경우에 공통적으로 적용될 수 있는 잉여전력의 크기 계산식은 아래와 같이 하는 것이 바람직하다. 아래 식에서 상기 제1저장전력은 위 경우 중 세 번째 경우에만 적용이 가능할 것이며, 나머지의 경우에는 0을 대입하여 계산하면 될 것이다.

잉여전력 = (발전전력 - 소비전력) - 제1저장전력

다음으로 저장여유전력을 가지는 전력망을 살펴본다. 저장여유전력을 가지는 가장 대표적인 경우는 전력망 내에 분산전원(120) 없이 에너지저장장치(130)를 가지는 경우이다(s170). 이 경우 분산전원(120)이 없기 때문에 당연히 상기 잉여전력이 발생하는 경우는 없고 상기 저장여유전력을 가지는 경우만 존재한다. 그러나 분산전원(120) 없이 에너지저장장치(130)를 가지고 있다 하더라도 몇 가지 경우에는 상기 저장여유전력을 가지지 않는 것으로 판단하는 것이 바람직하다. 그 중 하나의 경우는 상기 제1저장전력 및 상기 제2저장전력이 둘 다 측정되지 않는 경우이다. 상기 제1저장전력이 없다는 것은 충전중인 에너지저장장치가 없다는 것이며, 상기 제2저장전력이 측정되지 않는 다는 것은 상기 에너지저장장치(130)가 완전충전이 되어 있거나 충전이 불가능하거나 기타 여러 사유로 현재 시점에서 볼 때 더 이상의 전력을 저장할 수 없는 상태라는 것이므로 이런 전력망의 경우에는 저장여유전력이 없는 것으로 판단되어야 한다. 그리고 또 하나의 경우는 상기 제1저장전력이 있지만, 상기 제2저장전력이 없는데, 다른 전력망에서 잉여전력을 공급받는 경우로서, 공급받는 전력이 상기 제1저장전력의 크기보다 같거나 큰 경우이다. 본 발명에서 상기 저장여유전력은 다른 전력망으로부터 잉여전력을 공급받아 저장할 공간의 크기인데, 이 경우는 에너지저장장치(130)를 충전중이면서, 저장할 빈 공간(제2저장전력)은 없으며, 충전중인 전력은 이미 다른 전력망으로부터 잉여전력을 공급받아 충전중인 것이므로 새롭게 잉여전력을 공급받을 여력 즉 상기 저장여유전력이 존재하지 않는 것으로 보는 것이 바람직하다.

그러나 상기 분산전원(120) 없이 상기 에너지저장장치(130)를 가지는 전력망에서, 상기 제1저장전력만 존재하는 경우 중(s171), 다른 전력망에서 잉여전력을 공급받지 않고 있거나, 다른 전력망에서 잉여전력을 공급받는 중이라 할지라도 공급받는 크기가 상기 제1저장전력보다 작은 경우에는 상기 저장여유전력을 가지는 전력망으로 판단하는 것이 바람직하다(s190). 상기 분산전원(120) 없이 상기 에너지저장장치(130)를 가지는 전력망에서 상기 제1저장전력만 존재하는데, 다른 전력망에서 잉여전력을 공급받지 않고 있다는 것은 상기 제1저장전력 전체는 상용전력을 이용하여 에너지저장장치에 충전하는 중이라는 의미이고, 이러한 부분은 상용전력 대신 상기 잉여전력으로 대체해서 공급할 필요성이 있기 때문이다. 따라서 다른 전력망에서 잉여전력을 공급받지 않고 있는 경우는 상기 제1저장전력 전체에 해당하는 크기를 상기 저장여유전력으로 계산하는 것이 바람직하다. 그리고 다른 전력망에서 잉여전력을 공급받는 중이라 할지라도, 공급받는 크기가 상기 제1저장전력보다 작은 경우라는 것은 상기 제1저장전력 중 일부는 잉여전력을 공급받아 저장하는 중이고, 나머지는 상용전력으로 저장하고 있다는 의미인데, 상용전력으로 저장하고 있는 부분에 대하여도 상기 잉여전력으로 대체가능하도록 그 부분을 상기 저장여유전력으로 하는 것이 바람직하다. 즉 제1저장전력 중 상용전력을 이용하여 충전중인 부분에 해당하는 크기는 모두 잉여전력으로 대체 공급할 수 있도록 하기 위하여 그 부분은 상기 저장여유전력으로 계산하는 것이 바람직하다. 따라서 분산전원만 가지는 전력망에서, 상기 제1저장전력만 존재하는 경우에 대한 저장여유전력 계산식은 아래와 같이 하는 것이 바람직하다.

저장여유전력 = 제1저장전력 - 다른 전력망에서 공급받는 중인 잉여전력

한편 상기 분산전원(120) 없이 상기 에너지저장장치(130)를 가지는 전력망에서, 상기 제2저장전력만 가지는 전력망의 경우에는(s171) 특별히 고려해야 할 요소가 없으므로, 상기 제2저장전력에 해당하는 크기의 저장여유전력을 가지는 것으로 판단하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 분산전원(120) 없이 상기 에너지저장장치(130)를 가지는 전력망에서, 상기 제1저장전력과 상기 제2저장전력이 동시에 존재하는 경우는, 위에서 살펴본 “분산전원 없이 에너지저장장치를 가지는 전력망에서, 제1저장전력만 가지는 경우”와 “분산전원 없이 에너지저장장치를 가지는 전력망에서, 제2저장전력만 가지는 경우”를 결합시킨 것이므로, 이 경우의 저장여유전력 계산식은 아래와 같이 하는 것이 바람직하다.

저장여유전력 = 제1저장전력 + 제2저장전력 - 다른 전력망에서 공급받는 중인 잉여전력

다음으로는, 상기 분산전원(120)과 상기 에너지저장장치(130)가 모두 존재하는 전력망에서(s160), 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 상태인데도, 상기 저장여유전력이 발생되는 경우를 살펴본다. 상기 분산전원(120)과 상기 에너지저장장치(130)가 모두 존재하는 전력망에서, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 상태에서는, 상기 제1저장전력이 측정되는 경우에만 상기 저장여유전력이 존재하는 것으로 판단하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 발전전력과 상기 소비전력과의 차이 값만큼 남는 전력이 발생하는 상태에서 상기 잉여전력이 있는 것도 아니라면, 상기 발전전력과 상기 소비전력과의 차이 값은 전력망 밖으로 나가는 것이 아니므로 전력망 내 에너지저장장치(130)에 대한 충전에 사용되고 있어야 하기 때문이다. 그러나 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 상태이고, 상기 제1저장전력이 있는 경우라 해서 모두 상기 저장여유전력을 가지는 상태는 아닌데, 위에서 살펴본 경우인 “발전전력이 소비전력보다 큰 상태에서 잉여전력이 발생되는 경우”즉 “발전전력과 소비전력의 차이보다 제1저장전력이 작은 전력망”은 제외하여야 한다. 따라서 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 상태에서 상기 저장여유전력이 발생되는 경우는, 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이가 상기 제1저장전력이하인 경우라 할 것이다.

이러한 경우는, 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이에 해당하는 전력으로는 상기 에너지저장장치(130)에 대한 충전전력에도 다 충당하지 못하는 상태이며, 결국 이 상태는 상기 제1저장전력 중 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이에 해당하는 전력만큼을 넘어서는 부분은 상용전력이나 다른 전력망으로부터 잉여전력을 공급받아 충전중이라는 것인데, 그 중 다른 전력망으로부터 잉여전력을 공급받아 충전 중인 부분은 이미 잉여전력으로 채워지는 상태이므로 고려할 필요는 없으나, 상용전원으로 공급되는 부분에 대하여는 다른 전력망의 잉여전력으로 채울 수 있도록 저장여유전력으로 계산되어야 할 것이다. 따라서 상기 제1저장전력만 존재하면서 상기 제1저장전력이 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이 값보다 크면, 나머지 부분은 상용전력과 다른 전력망에서 공급해주는 잉여전력으로 채워지는 것이므로, 상용전력으로 충전되는 부분만 떼어내서 상기 저장여유전력으로 계산해야 할 것이다. 그러므로 이 경우 상기 저장여유전력은 상기 제1저장전력 중 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이만큼은 당해 분산전원(120)에서 공급되는 부분이므로 상기 저장여유전력이 아니며, 또한 다른 전력망에서 공급해 주는 부분도 잉여전력으로 공급하는 것이므로 상기 저장여유전력에서 제외하여야 한다. 따라서 이 경우 즉 “분산전원과 에너지저장장치가 모두 존재하는 전력망에서, 발전전력이 소비전력보다 크고, 발전전력과 소비전력의 차이보다 제1저장전력이 작은 전력망”중 제1저장전력만 존재하는 전력망에서의 저장여유전력은 다음과 같은 식에 의하여 계산되는 것이 바람직하다.

저장여유전력 = 제1저장전력 - (발전전력-소비전력) - 다른 전력망에서 공급해주는 잉여전력

그리고 위의 경우에 상기 제2저장전력도 동시에 존재한다면, 즉 “분산전원과 에너지저장장치가 모두 존재하는 전력망에서, 발전전력이 소비전력보다 크고, 발전전력과 소비전력의 차이보다 제1저장전력이 작은 전력망”중 제1저장전력과 제2저장전력이 동시에 존재하는 전력망에 대하여는, 현재 충전중이 아닌 공간 즉 상기 제2저장전력에 해당하는 부분까지 포함하여 상기 저장여유전력으로 계산되어야 할 것인데, 그 계산식은 다음과 같이 하는 것이 바람직하다.

저장여유전력 = 제1저장전력 + 제2저장전력 (발전전력-소비전력) - 다른 전력망에서 공급해주는 잉여전력

한편 상기 분산전원(120)과 상기 에너지저장장치(130)가 모두 존재하는 전력망에서, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 크고, 상기 제1저장전력과 상기 제2저장전력이 동시에 존재하면서 상기 제1저장전력이 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이값과 같으면, 상기 제1저장전력은 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이값으로 전체가 충당되고 남거나 부족한 전력이 없으므로 상기 제2저장전력에 해당하는 부분만 저장여유전력으로 하는 것이 바람직하다.

그리고 또 다른 경우로서, 상기 분산전원(120)과 상기 에너지저장장치(130)가 모두 존재하며, 상기 발전전력이 상기 소비전력이하인 상태를 생각해 볼 수 있는데, 이와 같은 경우는 상기 발전전력은 모두 전력망(100)내 부하설비(110)에서 소비되는 것이므로 잉여전력은 발생할 수 없을 것이다. 이 상태에서 상기 제1저장전력은 없고 상기 제2저장전력만 있는 경우라면 상기 저장여유전력은 상기 제2저장전력과 같은 크기로 될 것이다. 그리고 상기 제2저장전력은 없고 상기 제1저장전력만 있는 경우는, 전력망 내 분산전원의 발전전력은 남는 부분이 없으므로 상기 제1저장전력은 상용전원이나 다른 전력망에서 공급해주는 전력으로 충전중이며, 그 중 상용전원으로 충전중인 부분만 저장여유전력으로 계산하는 것이 바람직하다. 따라서 이 경우 저장여유전력은 아래 식과 같이 하는 것이 바람직하다.

저장여유전력 = 제1저장전력 - 다른 전력망에서 공급해주는 잉여전력

그러나 상기 제1저장전력과 상기 제2저장전력까지 같이 측정되는 경우는 위의 식과 같이 계산된 저장여유전력에 상기 제2저장전력을 더해주는 것이 바람직하므로 아래 식과 같이 하는 것이 바람직하다.

저장여유전력 = 제1저장전력 + 제2저장전력- 다른 전력망에서 공급해주는 잉여전력

이상에서 살펴본 저장여유전력 발생 상황들을 종합하여 볼 때 본 발명에서 저장여유전력이 발생되기 위한 전력망의 조건은 ①에너지저장장치가 있어야 하며, ②제1저장전력 또는 제2저장전력 중 적어도 하나는 존재하여야 하며, ③발전전력이 소비전력 이하이거나, 발전전력이 소비전력보다 큰 경우에는 제1저장전력이 있고 제1저장전력의 크기가 발전전력과 소비전력의 차이보다 커야 한다. 이러한 조건을 만족시키는 경우는,

- 분산전원이 없고 에너지저장장치가 있으며, 상기 제1저장전력 및/또는 상기 제2저장전력이 있는 전력망이거나,

- 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제1저장전력 및/또는 상기 제2저장전력이 있고, 상기 발전전력이 상기 소비전력 이하인 전력망이거나,

- 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제1저장전력이 있고, 상기 발전전력이 상기 소비전력 보다 크고, 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이가 상기 제1저장전력 이하인 전력망의 경우인데,

이 세 가지 경우에만 저장여유전력을 가지는 전력망으로 판단하는 것이 바람직하며, 다른 경우에는 저장여유전력이 발생될 수 없다. 그리고 위 세 경우에 공통적으로 적용될 수 있는 저장여유전력의 크기 계산식은 아래와 같이 하는 것이 바람직하다. 아래 식에서 상기 제1저장전력, 제2저장전력 및 다른 전력망에서 공급해주는 잉여전력은 각각 존재하는 경우에만 적용이 가능할 것이며, 존재하지 않는 경우에는 0을 대입하여 계산하면 될 것이다.

* 저장여유전력 = 제1저장전력 + 제2저장전력 - (발전전력-소비전력) - 다른 전력망에서 공급해주는 잉여전력

그리고 위에서 살펴본 6가지 경우, 즉 잉여전력을 가지는 전력망의 3가지 유형 및 저장여유전력을 가지는 전력망의 3가지 유형 외 나머지 전력망에 대하여는 상기 잉여전력 및 상기 저장여유전력이 없는 전력망으로 판단하는 것이 바람직하다. 예를 들어 상기 에너지저장장치(130)는 없고 상기 분산전원(120)을 가지는 전력망에서 발전전력이 소비전력 이하인 경우, 또는 상기 분산전원(120)과 상기 에너지저장장치(130)를 가지지만, 제1저장전력과 제2저장전력도 없고 상기 발전전력이 상기 소비전력 이하인 경우 등이 여기에 해당된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에서는 상기 잉여전력을 가지는 전력망과 상기 저장여유전력을 가지는 전력망을 실시간으로 판단하고 그 크기를 정확하게 계산할 수 있는 판단 및 계산 알고리즘을 제시하고 있기 때문에 실시간데이터에 기반하여 상기 분산전원(120)과 상기 에너지저장장치(130)를 제어하여 전력망간의 전력거래를 가능하게 할 수 있으며, 상기 에너지저장장치(130)에 저장중인 전력 중 상용전원으로 저장중인 부분까지도 가려내어 이를 상기 잉여전력으로 대체하여 저장할 수 있도록 해주는 등 송배전망 내에서 저장여유공간과 잉여전력을 최대한 찾아내어 서로 공유할 수 있게 해준다.

한편 본 발명에서는 상술한 바와 같이 송배전망에 연결된 전력망 전체를 볼 때 잉여전력이 많은 경우와 저장여유공간(저장여유전력)이 많은 경우를 비교해서 그 비교결과에 따라 각각 다른 방법을 적용하여 전력망간 전력공급을 하도록 하고 있다. 즉 상기 제어시스템(300)은, 상기 송배전망(200) 전체에서 저장여유전력 합계의 크기가 잉여전력의 합계 크기보다 더 큰 경우에는 잉여전력을 가지는 전력망을 중심으로 저장여유전력을 가지는 전력망을 선택하도록 하고, 그 반대로 잉여전력 합계 크기가 저장여유전력의 합계 크기이상인 경우에는 저장여유전력을 가지는 전력망을 중심으로 잉여전력을 가지는 전력망을 선택하도록 하고 있다. 이를 위하여 상기 제어시스템(300)은, 상기 저장여유전력의 합계가 상기 잉여전력의 합계보다 더 큰 경우에는 제1모드로 하고, 상기 잉여전력의 합계가 저장여유전력의 합계 이상인 경우에는 제2모드로 판단하도록 하는 것이 바람직하다. 도 5는 상기 송배전망(200)에 대하여, 상기 제어시스템(300)이 제1모드인지 제2모드인지를 판단하는 과정을 도시한 것이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 상기 송배전망(200)에 대한 모드판단 과정에 대하여 살펴본다.

앞에서 도 3을 참조하여 살펴본 바와 같이, 각 전력망(100)의 제어모듈(101)에서는 자신의 전력망에서 측정되고 계산된 데이터를 상기 제어시스템(300)에 전송하며(s111 ~ s120, 제1단계), 상기 제어시스템(300)은, 제어모듈(101)에서 보내온 데이터를 기반으로 각각의 전력망에 대하여 현재시점에서 잉여전력을 가지는 전력망인지, 저장여유전력을 가지는 전력망인지를 판단하고, 잉여전력과 저장여유전력의 크기계산을 실시간으로 계산하고 있다(s150 ~ s191, 제2단계). 도 5는 그 이후에 대한 절차인 본 발명의 제3단계를 도시한 것이다(연결점 A 참조). 제3단계에서 상기 제어시스템(300)은, 먼저 모든 전력망에 대한 잉여전력의 합계를 계산하고(s202), 이와 더불어 모든 전력망에 대한 상기 저장여유전력의 합계를 계산한 후(s203), 상기 저장여유전력의 합계의 크기와 상기 잉여전력의 합계의 크기를 비교하는 것이 바람직하다(s204). 그리고 상기 s204에서 비교결과 상기 저장여유전력의 합계가 상기 잉여전력의 합계보다 크면 상기 제1모드로 판단하고(s205), 상기 저장여유전력의 합계가 상기 잉여전력의 합계 이하이면 상기 제2모드로 판단하도록 하는 것이 바람직하다(s206). 그 후 상기 제1모드이면, 상기 잉여전력이 가장 큰 전력망을 제1전력망으로 하고, 상기 저장여유전력을 가지는 모든 전력망을 제2전력망으로 하며(s207), 상기 제2모드이면, 상기 저장여유전력이 가장 큰 전력망을 상기 제1전력망으로 하고, 상기 잉여전력을 가지는 모든 전력망을 제2전력망으로 하는 것이 바람직하다(s207). 그리고 이렇게 상기 제어시스템(300)에서 모드판단과 제1전력망 및 제2전력망에 대한 판단이 끝나면, 그 판단결과에 따라 이행되는 절차가 달리 적용된다(연결점 B 및 연결점 C 참조).

도 6은 상기 제3단계에서 상기 제어시스템(300)이 상기 송배전망(200)을 상기 제1모드로 판단하는 경우, 상기 잉여전력을 가지는 전력망(제1전력망)을 중심으로 상기 저장여유전력을 가지는 전력망(제2전력망) 중 하나 이상을 선택하여 제3전력망으로 한 후 상기 제1전력망이 상기 제3전력망에 대하여 잉여전력을 공급하는 절차를 도시한 흐름도이다. 즉, 도 5를 참조하여 이미 설명한바 있는 모드판단 절차 이후에 이루어지는 절차흐름 중 상기 제1모드로 판단되는 경우에 대한 것이다(연결점 B 참조).

상기 제어시스템(300)이, 상기 잉여전력을 가지는 전력망(제1전력망)을 먼저 정해 놓고 상기 저장여유전력을 가지는 전력망(제2전력망) 중 상기 제1전력망에 알맞은 전력망을 하나이상 정해서 이들을 제3전력망으로 하고, 상기 제1전력망이 상기 제3전력망들에 대하여 상기 잉여전력을 공급하도록 하는 방법은 송배전망에 연결된 모든 전력망들에 대한 저장여유전력의 합계가 잉여전력의 합계보다 많은 경우인 상기 제1모드, 즉 발전전력 중 남는 잉여전력에 비하여, 비어있거나 저장 가능한 저장여유공간이 더 많은 경우에 유리한 방법이다. 이 상태에서는, 잉여전력을 가진 망 입장에서 가장 조건이 좋은(예를 들면 저장비용이 저렴한) 저장장치를 가진 전력망에 우선순위를 두어 선택할 수 있으며, 상기 송배전망(200) 전체 입장에서 볼 때 모든 잉여전력을 저장하고도 남을 만큼 저장공간이 많기 때문에 모든 잉여전력을 최대한 끌어내어 하나도 남김없이 저장할 수 있는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명에서는 이러한 상태 즉 상기 제1모드로 판단되면, 상기 잉여전력을 가지는 전력망인 제1전력망에 맞추어 상기 제3전력망을 선택하도록 하되 충분한 저장여유 공간을 갖도록 선택함으로써 발생되는 모든 잉여전력을 저장여유공간에 남김없이 저장하는 방법을 사용한다. 즉 잉여전력을 가지는 전력망에 맞추어 저장여유전력을 가지는 전력망을 선택할 때, 잉여전력의 변동으로 다소 증가될 때의 변동 분 까지도 감안하여 충분히 저장할 수 있는 넉넉한 저장공간을 선택할 수 있도록 하는데, 이렇게 하는 경우 실시간 변동정보를 통하여 발생되는 잉여전력 모두를 제3전력망에 저장할 수 있으며, 이로 인하여 잉여전력의 자투리가 남지 않고 모든 잉여전력에 대하여 저장이 가능해 지는 것이다.

그리고 상기 잉여전력을 가지는 전력망 중 잉여전력이 가장 큰 전력망을 제1전력망으로 정하는 이유는, 잉여전력을 가진 전력망 모두에 대하여 한꺼번에 상기 제3전력망을 배정하게 되면 제3전력망들이 중복적으로 배정될 수 있으므로, 순차적으로 지정하는 것이 바람직하기 때문이다. 그러나 잉여전력과 저장여유전력이 수시로 변하고, 심지어는 잉여전력을 가지는 전력망에서 저장여유전력을 가지는 전력망으로 변하기 때문에 전력망에 대하여 일정한 순서를 미리 정해놓을 수도 없으므로 현재시점에서 잉여전력이 가장 큰 전력망을 제1전력망으로 정하게 되면, 자연스럽게 첫 번째 순서가 정해지고, 그 다음에는 남아있는 전력망 중에서 잉여전력이 가장 큰 전력망을 제1전력망으로 정하게 되므로 자연스러운 순서가 정해지고, 순차적으로 지정될 수 있을 것이다. 물론 그 순서를 랜덤하게 정하는 것도 가능하지만, 잉여전력이 가장 많은 전력망에 대하여 가장 유리한 제3전력망을 먼저 배정해 주게 되면, 잉여전력 많은 순으로 가장 유리한 제3전력망을 먼저 배정받게 되므로 송배전망 전체의 입장에서는 경제적 효과가 높아진다. 즉 크기가 큰 잉여전력을 공급할 때 저장비용이 낮은 제3전력망을 우선적으로 먼저 배정받을 수 있기 때문이다.

상기 모드판단 결과 상기 제1모드로 판단되고, 이에 따라 상기 제1전력망 및 제2전력망을 선택한 상기 제어시스템(300)은, 상기 제1전력망(100a)이 상기 잉여전력을 공급할 시간을 정하여 제1시간으로 하고(s210), 상기 제1시간을 감안하여 상기 제2전력망 각각에 대한 저장한도를 정하는(s220) 제4단계를 수행하는 것이 바람직하다. 상기 제1시간은 다른 전력망(100)에 대하여 상기 잉여전력을 계속하여 공급할 예정시간을 말한다. 따라서 상기 제1전력망(100a)은 상기 제1시간이 정해지고 이에 따라 공급이 시작되면, 상기 제1시간동안 상기 잉여전력의 크기만큼 가급적 변동 없이 공급하는 것이 바람직하다. 그러므로 상기 제1시간은 상기 제1전력망에 포함된 분산전원(120)의 발전전력 및 소비전력의 변동추이 등을 감안하여 설정되도록 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 해당 제1전력망(100a)에 있는 상기 분산전원(120)의 발전스케줄과 날씨 등 발전여건 및 그 변화추이와 함께 상기 부하설비(110)에 대한 시간대별 소비전력 및 예상 변화추이 등을 감안하여 상기 제1시간을 시간대별로 적정한 시간으로 탄력적으로 적용하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 상기 제어시스템(300)은 상기 제1시간을 적정하게 정할 수 있는 판단자료로서 각 전력망에 관한 데이터를 가지고 있는 것이 바람직하다. 그러므로 상기 제1시간은 상기 제1전력망(100a) 별로, 그리고 시간대나 발전여건 등에 따라서 달라질 수 있는 시간으로서, 부하변동이 심한 시간대 이거나 상기 분산전원(120)의 발전전력 변화가 심하거나, 심할 것으로 예상되는 시간대 등의 경우에는 현 상태가 유지될 수 있는 최소한의 시간으로 나누어 정하는 것이 바람직하며, 발전전력이 안정적이고, 부하변동이 심하지 않은 시간대에는 상기 제1시간을 충분한 시간으로 하는 것도 가능하다. 본 발명에서는 이렇게 상기 제1시간을 잉여전력의 변동 폭이 없거나 작은 범위 내에서 정하여 잉여전력을 공급하도록 함으로써, 적어도 상기 제1시간이 유지되는 동안에는 안정적인 잉여전력의 공급과 저장이 이루어 질 수 있게 된다.

그러나 상술한 것처럼 상기 제1시간을 잉여전력의 변동추이를 감안하여 탄력적으로 정하게 하는 것도 바람직하지만, 상기 제1시간을 최소한의 짧은 시간으로 고정하여 운영하는 것도 바람직하다. 상기 제1시간은 짧으면 짧을수록 잉여전력의 변동 폭이 작으므로 상기 제3전력망 입장에서는 상기 제1시간동안 변동 폭이 작은 전력을 공급받아 안정적으로 저장할 수 있다. 반면에 상기 제1시간이 짧다는 것은 공급받는 전력망과 공급하는 전력망의 관계가 빠른 주기로 변동될 가능성이 있다는 결과여서 잉여전력의 수급관계를 불안정하게 만들게 된다. 그러나 본 발명에서는 상기 제1시간이 종료되기 전에 상기 잉여전력을 공급받을 제3전력망을 다시 선택하도록 하되, 직전에 선택되었던 제3전력망이 우선적으로 선택되도록 하였기 때문에 상기 제1시간이 종료되고 새로운 제1시간이 시작되더라도 특별한 변동이 없는 한 직전에 공급하던 전력망에 대하여 지속적으로 잉여전력을 공급할 수 있으므로, 상기 제1시간을 짧게 설정해도 안정적인 수급관계를 유지할 수 있게 된다. 따라서 상기 제1시간은 최소한의 짧은 시간으로 고정하여 운영하더라도 전력망간 전력거래를 안정적으로 운영할 수 있게 된다.

상기 제1모드에서의 상기 제어시스템(300)은, 상기 제1전력망(100a)이 잉여전력을 공급할 제1시간을 정한 후에(s210) 상기 제2전력망 각각에 대하여 상기 제1시간동안 계속하여 저장할 수 있는 전력을 계산하여 이를 저장한도로 정하는 것이 바람직하다(s220). 본 발명에서 상기 저장한도는, 자신의 전력망에 있는 에너지저장장치들 각각에 남아있는 저장가능용량(KWh)을 감안하여 상기 제1시간동안 계속하여 전력공급이 가능한 전력(KW)을 의미하는데, 예를 들어 자신의 전력망에 있는 하나의 에너지저장장치에 남아있는 저장용량이 600KWh이고, 최대 충전용량(KW) 즉 PCS의 크기가 400KW이며, 상기 제1시간이 3시간인 경우, 상기 저장한도는 200KW가 되어야 3시간동안 계속하여 저장이 가능할 것이다. 그러나 상기 에너지저장장치에 남아있는 저장용량이 2MWh인 경우에는 상기 저장한도는 최대 충전용량(KW)과 동일한 400KW가 될 것이다.

상기 제1모드에서의 상기 제어시스템(300)은, 상기 제1시간과 상기 제2전력망의 저장한도를 정하는 제4단계(s210 ~ s220)를 수행한 후, 상기 제2전력망 중 하나 이상을 제3전력망으로 선택한 후, 상기 저장한도를 감안하여 상기 제3전력망에 대한 각각의 공급한도를 정하는 제5단계를 수행하는 것이 바람직하다(s230 ~ s240). 즉 도 6에서 보는 바와 같이 상기 제어시스템(300)은 먼저 상기 제2전력망 중 상기 제1전력망(100a)에 가장 적합한, 즉 가장 우선순위가 높은 제2전력망을 제3전력망으로 선택하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 선택된 상기 제3전력망의 상기 저장한도를 상기 잉여전력의 크기와 비교하게 되는데(s232), 비교결과 상기 저장한도가 상기 잉여전력의 크기보다 작은 경우 s230을 다시 반복하여 남아있는 제3전력망 중 우선순위가 가장 높은 상기 제2전력망을 상기 제3전력망으로 또 추가하게 되며(s230), 추가된 제3전력망의 저장한도를 이전의 저장한도와 합한 후(s231) 그 합한 크기를 상기 잉여전력의 크기와 다시 비교하는 등 상기 s230 내지 s232를 계속하여 반복하되 각각의 저장한도를 합한 값이 상기 잉여전력보다 커질 때까지(s232) 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 상기 잉여전력이 900KW이고, 우선순위 높은 순으로 4개의 전력망들 각각의 저장한도가 300KW, 400KW, 400 및 200KW일 때, 세 번째 전력망까지 선택되었을 때 상기 저장한도의 합계가 1,100KW가 되어 상기 잉여전력(900KW)를 넘어가게 되므로 세 개의 전력망만 상기 제3전력망이 되며, 네 번째 전력망은 상기 제3전력망으로 선택되지 않게 된다. 그러나 만일 각각의 저장한도를 합한 값이 상기 잉여전력과 같거나 잉여전력에 비하여 근소하게 큰 경우에는 그 다음 전력망까지도 제3전력망으로 하여 잉여전력의 변화(증가)에 대비하도록 하는 것도 가능하다.

여기서 상기 제3전력망을 선택하는 우선순위는, 상기 제1전력망 각각의 입장에서 저장비용이 가장 낮은 전력망부터 순차적으로 선택하거나, 물리적인 거리가 가까워서 전력의 공급비용이 저렴한 순으로 선택하도록 하도록 하는 것도 가능하다. 그러나 거리 또는 비용이 아니더라도 전력망간 전략적 제휴 등에 의하여 상호간에 우선적으로 선택하도록 하는 것도 가능하다. 또한, 상기 제10단계에 의하여 반복되는 제5단계에서는, 상기 우선순위정보에도 불구하고, 직전에 선택되었던 제3전력망을 더 우선으로 선택하도록 하는 것도 바람직한데, 이는 앞서 설명한 바와 같이 상기 제1시간의 길이여부에 관계없이 상기 제1전력망과 상기 제3전력망간의 수급관계를 안정적으로 유지하기 위함이다. 한편 국가 전체적인 입장에서는 분산전원의 발전전력을 최대한 활용하고 가급적 송배전망을 통하여 공급되는 상용전력을 줄이는 것이 경제적이므로, 이러한 상황을 반영한다면 상기 제1저장전력을 가진 전력망 중 상용전력으로 에너지저장장치를 충전중인 전력망, 그 중에서도 상기 제1저장전력 중 상용전력의 크기가 큰 전력망에 우선을 두어 선택하게 하는 것도 바람직하다. 이를 위하여 상기 제2전력망 중 상기 제1저장전력을 가지는 제2전력망에 대하여 아래 식과 같이 상용전원 충전전력을 계산하여 계산된 값이 큰 순서대로 우선적으로 상기 제3전력망을 선택하도록 하는 것도 바람직하다.

상용전원 충전전력 = 제1저장전력 - (발전전력-소비전력) - 다른 전력망에서 공급해주는 잉여전력

따라서 상기 제어시스템(300)에는 각각의 전력망(100)이 상기 제1전력망(100a)이 되었을 때 상기 제3전력망을 선택하기 위한 각각의 우선순위정보를 포함하고 있도록 하는 것이 바람직한데, 상기 우선순위정보는 위에서 설명한 여러 가지 방법 중에 선택이 가능할 것이다.

그리고 상기 제1모드에서의 상기 제어시스템(300)은, 상기 s230 내지 상기 s232에서 상기 제3전력망을 선택한 후, 선택된 제3전력망들 각각에 대한 상기 잉여전력의 공급한도를 정하는 것이 바람직한데(s240), 상기 제3전력망 각각에 대한 상기 공급한도는 아래와 같이 정하는 것이 바람직하다.

- n-1번째까지의 제3전력망 공급한도 = 각각의 저장한도

- n번째 제3전력망 공급한도 = 잉여전력 - (n-1번째까지의 공급한도를 합한 값)

따라서 3개 전력망이 제3전력망으로 선택된 위의 사례에서 첫 번째 및 두 번째 제3전력망 각각의 공급한도는 각각의 저장한도인 300KW 및 400KW가 되며, 마지막 제3전력망인 세 번째 제3전력망의 경우, 900KW - (300KW + 400KW) = 200KW 가 되므로, 200KW가 공급한도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1모드에서의 상기 제5단계 수행 후 상기 제어시스템(300)은, 상기 제1전력망(100a)의 제어모듈(101)에 대하여 상기 전력망이 가지는 상기 잉여전력의 크기, 상기 제3전력망(100b) 각각에 대한 공급한도를 합한 크기, 상기 제1시간 및 상기 제1시간의 시작시각이 포함된 요청서를 요청신호에 담아 전송하도록 하고, 상기 제3전력망(100b)의 제어모듈(101) 각각에 대하여는 상기 제3전력망(100b) 각각에 대한 공급한도, 상기 제1시간 및 상기 시작시각이 포함된 요청서를 요청신호에 담아 전송하는 제6단계(s250)를 수행하도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 제1시간의 시작시각을 보내는 이유는, 상기 제1전력망(100a)이 상기 송배전망(200)에 대하여 잉여전력을 공급하는 순간 이와 동시에 상기 제3전력망(100b)은 송배전망으로부터 전력을 공급받아 자신의 에너지저장장치(130)에 저장하도록 하기 위함이며, 상기 제1전력망(100a)과 상기 제3전력망(100b)은 상기 시작시각으로부터 동시에 상기 제1시간동안 송배전망을 통하여 전력을 공급하고, 공급받게 된다. 그리고 상기 요청서에는 인증코드를 포함하여 전송하도록 함으로써 상기 요청서가 권한있는 제어시스템(300)에서 전송된 것인지를 상기 제1전력망(100a) 및 제3전력망(100b)들이 검증할 수 있도록 해주는 것이 바람직하다. 상기 인증코드 및 이에 대한 검증에 관한 상세한 내용은 도 8을 참조하는 설명에서 후술하기로 한다.

상기 제1모드에서의 상기 제어시스템(300)이 상기 제5단계를 수행한 후에는 상기 제1전력망(100a) 및 상기 제3전력망(100b)의 제어모듈(101) 각각은, 상기 요청신호를 검증한 후, 상기 제어시스템에 대하여 상기 요청서에 포함된 내용을 확인신호에 담아 전송하는 제7단계(s251)를 수행하는 것이 바람직하다. 상기 제1전력망(100a) 및 상기 제3전력망(100b)의 제어모듈(101)이 상기 제어시스템(300)에 보내는 확인신호에 상기 요청서에 포함된 내용을 포함하여 전송토록 하는 것은 제1전력망(100a)과 상기 제3전력망들(100b) 상호간에 동일한 내용을 주고받도록 하는 확인서 역할을 하게 하는 것으로서 일종의 전자계약서가 될 것이다. 그리고 상기 제1전력망(100a) 및 상기 제3전력망들(100b)이 보내는 상기 확인신호에는 상기 제어시스템(300)이 보낸 상기 요청서처럼 인증코드를 더 포함하여 전송하도록 하는 것이 바람직한데, 이때의 인증코드는 상기 제1전력망(100a) 및 제3전력망(100b)들이 보내는 내용에 대한 인증으로서 상기 인증코드 및 이에 대한 검증에 관한 상세한 내용 또한 도 8을 참조하는 설명에서 후술하기로 한다.

상기 제1모드에서의 상기 제1전력망(100a) 및 상기 제3전력망(100b)의 제어모듈(101) 각각이 상기 제7단계(s251)를 수행한 후 상기 제어시스템(300)은, 상기 확인신호를 검증한 후(s260), 상기 시작시각부터 상기 제1시간 동안 상기 각각의 제3전력망(100b)의 공급한도에 대한 실시간 변동정보를 생성하여 상기 제3전력망 각각에 전송하는(s280) 제8단계를 수행하도록 하는 것이 바람직하며, 이와 동시에 상기 제1전력망(100a)의 제어모듈(101)은 상기 시작시각부터 상기 제1시간 동안, 상기 제1전력망이 상기 송배전망에 대하여 상기 잉여전력을 공급하도록 하고(s281), 상기 제3전력망(100b)의 제어모듈(101)은 상기 제3전력망이 상기 송배전망으로부터 전력을 공급받아 에너지저장장치에 저장하도록 하되(s282), 상기 제어시스템(300)이 전송하는 상기 실시간 변동정보에 따라 저장하도록 하는 제9단계를 수행하도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 실시간 변동정보는, 상기 제3전력망(100b) 각각에 대한 상기 공급한도의 실시간 변동 값으로서, 상기 제1전력망(100a)에서 상기 잉여전력이 감소하는 경우에는 상기 n번째 제3전력망의 공급한도부터 내림차순으로 감소시키며, 상기 잉여전력이 증가하는 경우에는 그 반대인 오름차순으로 증가시키도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 아래 표의 사례에서 보는 바와 같이 잉여전력의 점차 감소 될 때 세 번째 제3전력망에 대한 공급전력 부터 점차 감소된 후 세 번째 제3전력망이 0이 된 후부터는 두 번째 제3전력망에 대한 공급전력이 감소되며, 잉여전력이 증가되는 경우에는 그 반대의 순서로 증가하도록 하는 것이다.

잉여전력 (KW)	공급한도(KW)
	첫번째 제3전력망	두번째 제3전력망	세번째 제3전력망
900	300	400	200
880	300	400	180
800	300	400	100
690	300	390	0
670	300	370	0
690	300	390	0
750	300	400	50
850	300	400	150
900	300	400	200

한편, 상기 제1모드에서 상기 제어시스템(300), 상기 제1전력망(100a) 및 상기 제3전력망(100b)들이 상기 제8단계 및 상기 제9단계를 수행하는 중 상기 제1시간이 종료되기 전 일정시점이 된 경우에는(s290) 상기 일정시점부터 상기 제1시간이 종료되기 전(s350)까지 상기 제1단계 내지 상기 제7단계를 다시 수행하고(s340), 상기 제1시간이 종료될 때(s350) 상기 제8단계 및 상기 제9단계를 다시 수행하는(s360) 제10단계를 수행하되, 상기 제10단계는, 상기 제1전력망(100a)이 상기 잉여전력을 공급할 수 있는 한 계속하여 반복되도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 일정시점은 상기 제1시간이 종료되기 직전으로서 상기 제1단계 내지 상기 제8단계를 수행할 수 있는 시간이면 족하므로, 수초(sec) 이내가 될 수도 있고 상기 제어시스템의 처리속도나 데이터전송망의 전송속도가 빠르다면 수백 내지 수십 미리초(ms) 심지어는 수 ms 이내가 될 수도 있을 것이다. 이 과정은 상기 제1시간이 종료되기 직전에, 상기 제1전력망(100a)이 아직도 잉여전력을 공급할 수 있다면, 그 잉여전력을 공급할 제3전력망을 미리 선정하여 대기시켰다가, 상기 제1시간이 끝나자마자 계속 이어서 공급하기 위함인데, 상기 제1전력망(100a) 입장에서는 다음에 잉여전력을 공급받을 제3전력망이 이미 정해져서 기다리고 있는 상태가 되기 때문에 상기 제1시간이 종료되더라도 송배전망(200)에 대한 공급을 끊었다 다시 재개할 필요가 없게 된다. 따라서 잉여전력을 안정적으로 끊임없이 공급할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라 상기 제1시간의 종료직전 새롭게 선택하는 제3전력망은, 직전에 선택했던 제3전력망(100b)들에 우선순위를 두어서 선택할 수 있도록 하였기 때문에, 잉여전력에 대한 큰 폭의 변동이 없다면, 이 때 선택되는 제3전력망들은 직전에 선택했었던 제3전력망(100b)들과 동일한 전력망이 될 것이다. 따라서 상기 제1전력망(100a)과 상기 제3전력망(100b)들 간의 전력을 주고받는 연결 관계는 지속적으로 유지되어 수급관계가 안정될 수 있을 것이다. 본 발명에서는 이와 같은 구성을 가짐으로서 실시간 측정값을 기반으로 분산전원 및 에너지저장장치를 제어하더라도 모든 잉여전력 전부를 끊김 없이 거래하여 저장할 수 있다. 그리고 발전전력이나 소비전력의 변동이 심하여 잉여전력의 변동 또한 심한 경우에는 상기 제1시간을 짧게 하여 거래할 수 있는 반면, 상기 제1시간이 짧더라도 직전의 연결 관계를 우선으로 제3전력망과 연결되기 때문에 상기 제1전력망(100a)과 상기 제3전력망(100b)들의 잉여전력 수급관계를 지속적이고 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서 상기 제1시간은, 상기 제10단계를 1회 반복할 수 있는 시간보다만 길으면 가능하며, 이러한 길이로 하는 경우 전력망의 상태변화가 매우 심하더라도 적용이 가능하다. 상기 제1시간의 길이를 전력망의 상황에 따라서 탄력적으로 변동되도록 하지 않고, 상기 제10단계를 1회 반복할 수 있는 시간으로 설정해서 고정해놓고 시스템을 운영하는 것도 가능하다.

이렇게 상기 제1전력망(100a)과 상기 제3전력망(100b)들의 전력공급 관련 연결 관계를 지속적이고 안정적으로 유지하기 위하여 본 발명에서 상기 제1모드에서 상기 제10단계는, “상기 제10단계의 반복에 의하여 수행되는 상기 제6단계에서 상기 시작시각”은, “직전에 반복 수행된 제4단계에서 정해진 상기 제1시간”의 종료시각으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제1시간이 종료되는 시점에 상기 제10단계에 의하여 반복되는 새로운 제1시간이 즉시 시작되도록 하는 것이다. 그리고 상기 제10단계의 반복에 의하여 수행되는 상기 제2단계에서, 상기 제1전력망(100a)의 잉여전력은, 직전에 반복 수행된 제9단계에 의하여 공급하는 중에 있는 잉여전력을 상기 소비전력에서 제외한 후 계산한 값으로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 제1시간이 경과중인 동안 상기 제1전력망(100a)에 남아있는 잉여전력은 원래의 잉여전력에서 상기 제3전력망(100b)들에 대하여 공급되는 잉여전력을 제외한 값으로 계산 될 것이며, 상기 제1시간의 시작시각에 비하여 상기 일정시점이 지난 상태에서의 잉여전력이 변동이 없다면 상기 일정시점이 지난 현재시점의 잉여전력은 0으로 계산될 것이기 때문이다. 그러나 상기 제10단계에 의하여 반복되는 제1시간이 다시 시작되는 시점에서는 상기 제3전력망(100b)들에 대하여 공급하던 잉여전력을 다시 공급할 수 있으므로, 현재시점에서 계산되는 실제 잉여전력에, 현재 공급 중에 있는 잉여전력을 합한 값을, 다음에 반복되는 제1시간에서의 잉여전력으로 하기 위한 것이다.

이와 마찬가지로 상기 제1모드에서 상기 제10단계의 반복에 의하여 수행되는 상기 제2단계에서, 상기 제3전력망의 저장여유전력은, 직전에 반복 수행된 제9단계에 의하여 공급받는 중에 있는 전력을 상기 저장여유전력에 더한 값으로 하는 것이 바람직하다. 이는 상기 제1시간이 경과 중인 동안 상기 제3전력망(100b)에 남아있는 저장여유전력은 원래의 저장여유전력에서 상기 제1전력망(100a)에서 공급해주는 잉여전력을 제외한 값으로 계산될 것이며, 상기 제1시간의 시작시각에 비하여 상기 일정시점이 지난 상태에서의 공급전력이 변동이 없다면 상기 일정시점이 지난 현재시점의 저장여유전력은 0으로 계산되거나, 또는 상기 공급한도가 상기 저장여유전력에 비하여 작은 경우에는 상기 제1시간의 시작시각에 남아있던 저장여유전력과 같은 값으로 계산될 것이기 때문이다. 그러나 상기 제9단계에 의하여 반복되는 제1시간이 다시 시작되는 시점에서는 상기 제1전력망(100a)으로 부터 공급받던 잉여전력 만큼의 저장여유전력이 다시 생기는 것이므로, 현재시점에서의 실제 저장여유전력에 현재 공급받고 있는 중에 있는 잉여전력을 합한 값을, 다음에 반복되는 제1시간에서의 저장여유전력으로 하는 것이다.

한편 본 발명에서는 상기 제1모드에서 상기 제1전력망(100a)이, 상기 제3전력망들(100b)에 대한 잉여전력을 공급하는 도중에 잉여전력이 추가로 발생하는 경우, 추가적으로 발생되는 잉여전력을 공급하기 위한 새로운 제3전력망을 찾아서 공급할 수 있기 때문에, 여건변화에 따라 추가로 발생되는 잉여전력이라 할지라도 여러 전력망(100)에 있는 에너지저장장치의 빈 공간을 더 찾아 저장할 수 있다. 즉 잉여전력이 변동되더라도 이에 신속하게 대응하여 변동분에 대하여도 즉시 에너지저장장치에 저장할 수 있는 장점이 있다.

그리고 도 7는 상기 제3단계에서 상기 제어시스템(300)이 상기 송배전망(200)을 상기 제2모드로 판단하는 경우, 상기 저장여유전력을 가지는 전력망(제1전력망)을 중심으로 상기 잉여전력을 가지는 전력망(제2전력망) 중 하나 이상을 선택하여 제3전력망으로 한 후 상기 제1전력망이 상기 제3전력망에 대하여 잉여전력을 공급하는 절차를 도시한 흐름도이다. 즉, 도 5를 참조하여 이미 설명한바 있는 모드판단 절차 이후에 이루어지는 절차흐름 중 상기 제2모드로 판단되는 경우에 대한 것이다(연결점 C 참조).

이와 같이 상기 제어시스템(300)이, 상기 저장여유전력을 가지는 전력망(제1전력망)을 먼저 정해 놓고 상기 잉여전력을 가지는 전력망(제2전력망) 중 상기 제1전력망에 알맞은 전력망을 하나이상 정해서 이들을 제3전력망으로 하고, 상기 제1전력망이 상기 제3전력망들로부터 상기 잉여전력을 공급받도록 하는 방법은 송배전망에 연결된 모든 전력망들에 대한 잉여전력의 합계가 저장여유전력의 합계보다 많은 경우, 즉 비어있거나 저장 가능한 저장여유공간에 비하여 발전전력 중 남는 잉여전력이 더 많은 경우 즉 제2모드에 유리한 방법이다. 이 상태에서는, 저장여유전력을 가진 망 입장에서 가장 조건이 좋은(예를 들면 공급비용이 저렴한) 전력망에 우선순위를 두어 선택할 수 있으며, 상기 송배전망(200) 전체 입장에서 볼 때 모든 저장장치에 저장하고도 남을 만큼 잉여전력이 많기 때문에 모든 저장가능공간을 최대한 끌어내어 하나도 남김없이 저장할 수 있는 방법을 사용하여야 바람직하다. 따라서 본 발명에서는 이러한 상태로 판단되면, 상기 저장여유전력을 가지는 전력망인 상기 제1전력망에 맞추어 상기 제3전력망을 선택하도록 하되 충분한 잉여전력이 공급되도록 선택함으로써, 발생되는 모든 저장여유공간에 비어있는 부분이 없이 잉여전력을 공급할 수 있는 방법을 사용한다. 즉, 송배전망에 연결된 전력망들 전체를 놓고 볼 때 저장공간보다 잉여전력이 많으므로 잉여전력을 가지는 전력망을 선택할 때, 저장공간을 모두 채우는 크기 이상으로 공급한도를 정할 수 있고, 잉여전력을 공급하는 전력망에서는 잉여전력의 변동까지도 감안하여 안정적으로 공급할 수 있는 크기를 공급가능한도로 할 수 있으며, 이렇게 하는 경우 잉여전력이 다소 변동되더라도 처음부터 잉여전력보다 낮게 책정한 공급한도는 변경되지 않으므로 저장 공간에 실시간 저장되는 크기는 변동없이 저장되며, 이에 따라 저장여유공간에 공급되는 전력의 자투리가 남지 않고 모든 저장여유공간에 실시간으로 저장할 수 있는 최대전력으로 저장하는 것이 가능해진다. 저장여유전력을 가지는 전력망 중 저장여유전력이 가장 큰 전력망을 제1전력망으로 정하는 이유에 관하여는 상기 제1모드에서 잉여전력이 가장 큰 전력망을 선정하는 이유에서 설명되었으므로 생략하기로 한다.

상기 모드판단 결과 상기 제2모드로 판단되고, 이에 따라 상기 제1전력망 및 제2전력망을 선택한 상기 제어시스템(300)은, 상기 제1전력망(100a)이 상기 잉여전력을 공급받을 시간을 정하여 제1시간으로 하고(s410), 상기 제1시간을 감안하여 상기 제2전력망 각각에 대한 공급가능한도를 정하는(s420) 제4단계를 수행하는 것이 바람직하다. 상기 제1시간에 관하여는 상기 제1모드에 대한 설명에서 설명한 바와 같으므로 생략하기로 한다. 상기 제2모드에서 상기 제어시스템(300)은, 상기 제1전력망(100a)이 잉여전력을 공급받을 제1시간을 정한 후에(s410) 상기 제2전력망 각각에 대하여 상기 제1시간동안 계속하여 공급할 수 있는 전력을 계산하여 이를 공급가능한도로 정하는 것이 바람직하다(s420). 즉 본 발명에서 상기 공급가능한도는, 해당 제2전력망에 있는 분산전원(120)에서 생산되는 발전전력 중 상기 제2단계에 의하여 계산된 잉여전력으로 하는 것도 가능하며, 상기 잉여전력의 한도 내에서 상기 분산전원(120)의 발전스케줄과 날씨 등 발전여건 및 그 변화추이와 함께 상기 부하설비(110)에 대한 시간대별 소비전력 및 예상 변화추이, 에너지저장장치에 남아있는 저장가능용량(KWH) 등을 감안하여 안정적인 범위 내에서 공급 가능한 전력을 정하는 것도 가능하다. 예를 들면, 전체적으로 부하변동이나 발전전력의 변화가 심하지 않은 시간대일 경우 잉여전력보다 다소 낮은 수준의 전력을 공급가능전력으로 설정하여 약간의 여유만 두도록 하고, 부하변동이 심한 시간대 이거나 발전전력 변화가 심하거나, 심할 것으로 예상되는 시간대의 경우에는 잉여전력의 변동 하한선으로 예측되는 수준보다 훨씬 낮은 전력을 공급가능전력으로 설정하여 충분한 여유를 두도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제2모드에서 상기 제1시간과 상기 제2전력망 각각의 공급가능한도를 정하는 제4단계(s410 ~ s420)를 수행한 상기 제어시스템(300)은, 그 다음에 상기 제2전력망중 하나 이상을 제3전력망으로 선택한 후, 상기 각각의 공급가능한도를 감안하여 상기 제3전력망에 대한 각각의 공급한도를 정하는 제5단계를 수행하는 것이 바람직하다(s430 ~ s440). 즉 도 7에서 보는 바와 같이 상기 제어시스템(300)은 먼저 상기 제2전력망 중 상기 제1전력망(100a)에 가장 적합한, 즉 가장 우선순위가 높은 제2전력망을 제3전력망으로 선택하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 선택된 제3전력망의 공급가능한도를 상기 저장여유전력의 크기와 비교하게 되는데(s232), 비교결과 공급가능한도가 상기 저장여유전력의 크기보다 작은 경우 s430을 반복하여 남아있는 제3전력망 중 우선순위가 가장 높은 제2전력망을 제3전력망으로 추가하게 되며(s430), 추가된 제3전력망의 공급가능한도를 이전의 공급가능한도와 합한 후(s231) 그 합한 크기를 상기 저장여유전력의 크기와 다시 비교하는 등 상기 s430 내지 s432를 계속하여 반복하되 각각의 공급가능한도를 합한 값이 상기 저장여유전력보다 커질 때까지(s432) 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 저장여유전력이 900KW이고, 우선순위 높은 순으로 4개의 전력망들 각각의 공급가능한도가 300KW, 400KW, 400KW 및 200KW일 때, 세 번째 전력망까지 선택되었을 때 상기 공급가능한도의 합계가 1,100KW가 되어 저장여유전력(900KW)를 넘어가게 되므로 세 개의 전력망만 제3전력망이 되며, 네 번째 전력망은 제3전력망으로 선택되지 않게 된다.

여기서 상기 제3전력망을 선택하는 우선순위는, 상기 제1전력망 각각의 입장에서 저장비용이 가장 낮은 전력망부터 순차적으로 선택하거나, 물리적인 거리가 가까워서 전력의 공급비용이 저렴한 순으로 선택하도록 하도록 하는 것도 가능하다. 그러나 거리 또는 비용이 아니더라도 전력망간 전략적 제휴 등에 의하여 상호간에 우선적으로 선택하도록 하는 것도 가능하다. 또한, 상기 제10단계에 의하여 반복되는 제5단계에서는, 상기 우선순위정보에도 불구하고, 직전에 선택되었던 제3전력망을 더 우선으로 선택하도록 하는 것도 바람직한데, 이는 앞서 설명한 바와 같이 상기 제1시간의 길이여부에 관계없이 상기 제1전력망과 상기 제3전력망간의 수급관계를 안정적으로 유지하기 위함이다. 따라서 상기 제어시스템(300)에는 각각의 전력망(100)이 상기 제1전력망(100a)이 되었을 때 상기 제3전력망을 선택하기 위한 각각의 우선순위정보를 포함하고 있도록 하는 것이 바람직한데, 상기 우선순위정보는 위에서 설명한 여러 가지 방법 중에 선택이 가능할 것이다.

상기 s430 내지 상기 s432에서 상기 제3전력망을 선택한 상기 제어시스템(300)은 선택된 제3전력망들 각각에서 상기 잉여전력을 공급하는 공급한도를 정하게 되는데(s240), 상기 제3전력망 각각에 대한 상기 공급한도는 아래와 같이 정하는 것이 바람직하다.

- n-1번째까지의 제3전력망 공급한도 = 각각의 공급가능한도

- n번째 제3전력망 공급한도 = 저장여유전력 - (n-1번째까지의 공급한도를 합한 값)

따라서 3개 전력망이 제3전력망으로 선택된 위의 사례에서 첫 번째 및 두 번째 제3전력망 각각의 공급한도는 각각의 공급가능한도인 300KW 및 400KW가 되며, 마지막 제3전력망인 세 번째 제3전력망의 경우, 900KW - (300KW + 400KW) = 200KW 가 되므로, 200KW가 공급한도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제5단계 수행 후 상기 제어시스템(300)은, 상기 제1전력망(100a)의 제어모듈(101)에 대하여 상기 전력망이 가지는 상기 잉여전력의 크기, 상기 제3전력망(100b) 각각에 대한 공급한도를 합한 크기, 상기 제1시간 및 상기 제1시간의 시작시각이 포함된 요청서를 요청신호에 담아 전송하도록 하고, 상기 제3전력망(100b)의 제어모듈 각각에 대하여는 상기 제3전력망(100b) 각각에 대한 공급한도, 상기 제1시간 및 상기 시작시각이 포함된 요청서를 요청신호에 담아 전송하는 제6단계(s450)를 수행하도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 제1시간의 시작시각을 보내는 이유는, 상기 제3전력망(100b)들이 상기 송배전망(200)에 대하여 잉여전력을 공급하는 순간 이와 동시에 상기 제1전력망(100a)은 송배전망으로부터 전력을 공급받아 자신의 에너지저장장치(130)에 저장하여야 하기 때문이며, 상기 제1전력망(100a)과 상기 제3전력망(100b)은 상기 시작시각으로부터 상기 제1시간동안 송배전망을 통하여 전력을 공급받고, 공급하게 된다. 그리고 상기 요청서에는 인증코드를 포함하여 전송하도록 함으로써 상기 요청서가 권한있는 제어시스템(300)에서 전송된 것인지를 상기 제1전력망(100a) 및 제3전력망(100b)들이 검증할 수 있도록 해주는 것이 바람직하다. 상기 인증코드 및 이에 대한 검증에 관한 상세한 내용은 도 8을 참조하는 설명에서 후술하기로 한다.

상기 제2모드에서의 상기 제어시스템(300)이 상기 제5단계를 수행한 후에는 상기 제1전력망(100a) 및 상기 제3전력망(100b)의 제어모듈(101) 각각은, 상기 요청신호를 검증한 후, 상기 제어시스템에 대하여 상기 요청서에 포함된 내용을 확인신호에 담아 전송하는 제7단계(s251)를 수행하는 것이 바람직하다. 상기 제2모드에서의 상기 제7단계는 상기 제1모드에서와 동일하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

상기 제2모드에서의 상기 제1전력망(100a) 및 상기 제3전력망(100b)의 제어모듈(101) 각각이 상기 제7단계(s251)를 수행한 후 상기 제어시스템(300)은, 상기 확인신호를 검증하는(s260) 제8단계를 수행하도록 하는 것이 바람직하며, 상기 제1전력망(100a)의 제어모듈(101)은 상기 시작시각부터 상기 제1시간 동안, 상기 제1전력망(100a)이 상기 송배전망으로부터 상기 각각의 공급한도의 합계 크기의 전력을 공급받아 자신의 에너지저장장치에 저장하도록 하고, 상기 제3전력망(100b)의 제어모듈(101)은 상기 시작시각부터 상기 제1시간 동안, 상기 제3전력망(100b)이 각각의 공급한도에 따라 상기 송배전망에 대하여 전력을 공급하도록 하면서, 상기 발전전력을 상기 소비전력의 변동에 따라 조절하는 제9단계를 수행하도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 분산전원(120)의 발전전력을 상기 소비전력의 변동에 따라 조절하는 것은 상기 소비전력에 따라 상기 잉여전력이 변동할 수밖에 없는데, 이에 따라 상기 공급한도를 변경하는 것은 바람직하지 않기 때문에 발전전력을 조절하여 상기 공급한도를 유지시키도록 하는 것이다. 따라서 상기 제3전력망(100b)는 상기 제4단계(s420)에서 상기 공급가능한도를 정할 때 상술한 바와 같이 상기 잉여전력의 한도 내에서 안정적으로 공급할 수 있는 범위로 정하는 것이 가장 바람직하다.

한편, 상기 제2모드에서 상기 제어시스템(300), 상기 제1전력망(100a) 및 상기 제3전력망(100b)들이 상기 제8단계 및 상기 제9단계를 수행하는 중 상기 제1시간이 종료되기 전 일정시점이 된 경우에는(s290) 상기 일정시점부터 상기 제1시간이 종료되기 전(s350)까지 상기 제1단계 내지 상기 제7단계를 다시 수행하고(s340), 상기 제1시간이 종료될 때(s350) 상기 제8단계 및 상기 제9단계를 다시 수행하는(s360) 제10단계를 수행하되, 상기 제10단계는, 상기 제1전력망(100a)이 상기 저장여유전력을 가지는 한 계속하여 반복되도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 일정시점은 상기 제1시간이 종료되기 직전으로서 상기 제1단계 내지 상기 제8단계를 수행할 수 있는 시간이면 족하므로, 수초(sec) 이내가 될 수도 있고 상기 제어시스템의 처리속도나 데이터전송망의 전송속도가 빠르다면 수백 내지 수십 미리초(ms) 심지어는 수 ms 이내가 될 수도 있을 것이다. 이 과정은 상기 제1시간이 종료되기 직전에, 상기 제1전력망(100a)이 아직도 저장여유전력을 가지고 있다면, 잉여전력을 공급받을 제3전력망을 미리 선정하여 대기시켰다가, 상기 제1시간이 끝나자마자 계속 이어서 공급받기 위함인데, 상기 제1전력망(100a) 입장에서는 다음에 잉여전력을 공급해줄 제3전력망이 이미 정해져서 기다리고 있는 상태가 되기 때문에 상기 제1시간이 종료되더라도 송배전망(200)으로부터의 공급받는 것을 끊었다 다시 재개할 필요가 없게 된다. 따라서 저장여유공간에 전력을 안정적으로 끊임없이 공급받을 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라 상기 제1시간의 종료직전 새롭게 선택하는 제3전력망은, 직전에 선택했던 제3전력망(100b)들에 우선순위를 두어서 할 수 있도록 하였기 때문에, 저장여유전력에 대한 큰 폭의 변동이 없다면, 이 때 선택되는 제3전력망들은 직전에 선택했었던 제3전력망(100b)들과 동일한 전력망이 될 것이다. 따라서 상기 제1전력망(100a)과 상기 제3전력망(100b)들 간의 전력을 주고받는 연결 관계는 지속적으로 유지되어 수급관계가 안정될 수 있을 것이다. 본 발명에서는 이와 같은 구성을 가짐으로서 실시간 측정값을 기반으로 분산전원 및 에너지저장장치를 제어하여 모든 저장여유공간 전부를 끊김 없이 전력공급을 받아 저장할 수 있다. 그리고 발전전력이나 소비전력의 변동이 심하여 잉여전력의 변동 또한 심한 경우에는 상기 제1시간을 짧게 하여 거래할 수 있는 반면, 상기 제1시간이 짧더라도 직전의 연결 관계를 우선으로 제3전력망과 연결되기 때문에 상기 제1전력망(100a)과 상기 제3전력망(100b)들의 잉여전력 수급관계를 지속적이고 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서 상기 제1시간은, 상기 제10단계를 1회 반복할 수 있는 시간보다만 길으면 가능하며, 이러한 길이로 하는 경우 전력망의 상태변화가 매우 심하더라도 적용이 가능하다. 따라서 상기 제1시간의 길이를 전력망의 상황에 따라서 변동되도록 하지 않고, 상기 제10단계를 1회 반복할 수 있는 시간으로 설정해서 고정해놓고 시스템을 운영하는 것도 가능하다.

이렇게 상기 제1전력망(100a)과 상기 제3전력망(100b)들의 전력공급 관련 연결 관계를 지속적이고 안정적으로 유지하기 위하여 본 발명에서 상기 제1모드에서 상기 제10단계는, “상기 제10단계의 반복에 의하여 수행되는 상기 제6단계에서 상기 시작시각”은, “직전에 반복 수행된 제4단계에서 정해진 상기 제1시간”의 종료시각으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제1시간이 종료되는 시점에 상기 제10단계에 의하여 반복되는 새로운 제1시간이 즉시 시작되도록 하는 것이다.

그리고 상기 제10단계의 반복에 의하여 수행되는 상기 제2단계에서, 상기 제3전력망(100b) 각각의 잉여전력은, 직전에 반복 수행된 제9단계에 의하여 공급하는 중에 있는 각각의 잉여전력을 자신의 전력망 소비전력에서 제외한 후 그 소비전력에 근거하여 잉여전력을 계산한 값으로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 제1시간이 경과중인 동안 상기 제3전력망(100b) 각각에 에 남아있는 잉여전력은 원래의 잉여전력에서 상기 제1전력망(100a)에 대하여 공급되는 잉여전력을 제외한 값으로 계산 될 것이며, 상기 제1시간의 시작시각에 비하여 상기 일정시점이 지난 상태에서의 잉여전력이 변동이 없다면 상기 일정시점이 지난 현재시점의 잉여전력은 0으로 계산될 것이기 때문이다. 그러나 상기 제10단계에 의하여 반복되는 제1시간이 다시 시작되는 시점에서는 상기 제1전력망(100a)에 대하여 공급하던 잉여전력을 다시 공급할 수 있으므로, 현재시점에서 계산되는 실제 잉여전력에, 현재 공급 중에 있는 잉여전력을 합한 값을, 다음에 반복되는 제1시간에서의 잉여전력으로 하기 위한 것이다.

이와 마찬가지로 상기 제1모드에서 상기 제10단계의 반복에 의하여 수행되는 상기 제2단계에서, 상기 제1전력망의 저장여유전력은, 직전에 반복 수행된 제9단계에 의하여 공급받는 중에 있는 전력을 상기 저장여유전력에 더한 값으로 하는 것이 바람직하다. 이는 상기 제1시간이 경과 중인 동안 상기 제1전력망(100a)에 남아있는 저장여유전력은 원래의 저장여유전력에서 상기 제3전력망(100b)들이 공급해주는 잉여전력을 제외한 값으로 계산될 것이며, 상기 제1시간의 시작시각에 비하여 상기 일정시점이 지난 상태에서의 공급전력이 변동이 없다면 상기 일정시점이 지난 현재시점의 저장여유전력은 0으로 계산되거나, 또는 상기 공급한도가 상기 저장여유전력에 비하여 작은 경우에는 상기 제1시간의 시작시각에 남아있던 저장여유전력과 같은 값으로 계산될 것이기 때문이다. 그러나 상기 제9단계에 의하여 반복되는 제1시간이 다시 시작되는 시점에서는 상기 제3전력망(100b)들로 부터 공급받던 잉여전력 만큼의 저장여유전력이 다시 생기는 것이므로, 현재시점에서의 실제 저장여유전력에 현재 공급받고 있는 중에 있는 잉여전력을 합한 값을, 다음에 반복되는 제1시간에서의 저장여유전력으로 하는 것이다.

그리고 본 발명에서는 상기 제2모드에서 상기 제3전력망(100b)에서 상기 발전전력 또는 상기 소비전력의 변동 등 여건변화로 인한 잉여전력의 감소로, 상기 제1시간이 안 지난 상태에서 상기 제1전력망(100a)에 대한 공급전력이 감소하여 상기 공급한도에 미치지 못하게 되는 경우, 상기 제1전력망(100a)에 대하여 취소신호를 전송하고 상기 송배전망(200)에 대한 전력공급을 중단하도록 하고 있으며, 상기 제1전력망(100a)이 상기 취소신호를 전송받는 경우에는, 상기 송배전망으로부터 공급받아 상기 에너지저장장치(130)에 저장하는 전력의 크기를, 상기 취소신호의 대상이 되는 제3전력망(100b)의 공급한도만큼 축소하여 저장하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 또한 본 발명에서는 상기 제1전력망(100a)이, 상기 제3전력망들(100b)로부터 잉여전력을 공급하는 도중에 저장여유공간이 추가로 발생하는 경우, 추가적으로 발생되는 저장여유공간에 잉여전력을 공급할 새로운 제3전력망을 찾아서 저장할 수 있기 때문에, 상기 취소신호로 인한 저장여유공간 증가 또는 상기 발전전력이나 상기 소비전력의 변동 등 여건변화에 따라 추가로 발생되는 저장여유공간에 대하여 다른 전력망(100)으로부터 잉여전력을 공급받아 저장할 수 있다. 즉 상기 제1전력망(100a)에서 상기 저장여유전력이 변동되면, 이에 신속하게 대응하여 변동분에 대하여도 즉시 다른 제3전력망들을 찾아서 잉여전력을 공급받아 에너지저장장치에 저장하게 할 수 있다.

한편 본 발명에서는 상기 제어시템(300)이 제1전력망(100a) 및 제3전력망(100b)들과 주고받는 거래내용에 대한 위변조 방지와 거래 당사자 간 거래내용에 대한 부인방지 등을 위하여 본 발명만의 특징적인 보안알고리즘을 적용하고 있다. 이를 위하여 주고받는 일련의 신호들, 즉 제어시스템이 전송하는 요청신호와 제1전력망 및 제3전력망들이 보내는 확인신호는 해시값을 통하여 서로 연결되도록 하고, 각각의 신호에는 그 내용을 해싱한 해시값을 포함할 뿐만 아니라, 해시값은 이전 해시값까지도 포함하여 해싱하는 구조이기 때문에 주고받는 신호들 서로는 해시값을 통하여 서로 연결되며, 변경이 불가능한 구조로 하고 있다. 즉 하나의 신호 값을 위변조하기 위해서는 주고받은 모든 신호를 고쳐야 하는데, 모든 트랜잭션들은 자신의 받은 이전 트랜잭션과 연결되고, 각각의 신호기록들은 각각의 전력망들에 분산되어 저장되기 때문에 위변조가 원천적으로 차단되므로 보안성이 뛰어나며, 이로 인하여, 잉여전력에 대하여 별도의 중개시스템 없이 전력망간 직거래를 하더라도, 거래당사자간의 거래안정성을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 요청신호에는 상기 제어시스템(300)의 개인키(PKI기반의 개인키)로 해시값을 암호화한 제1인증코드를 포함하도록 한 후, 상기 제1전력망(100a) 및 제3전력망(100b)에서 확인 시에는 상기 제어시스템(300)의 공개키(PKI기반의 공개키)로 상기 제1인증코드를 복호화하여 검증하도록 하였고, 상기 확인신호에는 상기 제1전력망(100a) 또는 상기 제3전력망(100b)의 개인키로 해시값을 암호화한 제2인증코드를 포함하도록 한 후, 상기 제어시스템(300)에서 확인 시에는 상기 제1전력망(100a) 또는 상기 제3전력망(100b)의 공개키로 상기 제2인증코드를 복호화하여 검증하도록 함으로써, 주고받는 전력량에 대한 검증과 부인방지를 할 수 있는 수단을 제공하며, 이를 통하여 전력망간 전력거래의 안정화를 도모할 수 있다. 이를 위하여 상기 제어시스템(300)은 자신의 개인키 및 상기 제어모듈(101) 각각에 대한 공개키를 포함하고 있으며, 상기 제어모듈(101) 각각은 자신의 개인키 및 상기 제어시스템(300)의 공개키를 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 도 8은 본 발명에서, 상기 제어시스템(300)이 상기 제1전력망(100a) 또는 상기 제3전력망(100b)과 주고받는 신호에 대한 구조를 포함하는 절차흐름을 도시한 것인데, 도 8에서 보는 바와 같이 상기 제어시스템(300)이 상기 요청신호를 생성할 때에는(s219), 자신의 식별코드와 상기 잉여전력의 크기 및 제1시간을 포함하는 상기 요청서를 일방향 해싱함수로 해싱한 제1해시값을 생성한 후 상기 제안요청서에 상기 제1해시값을 더 포함하여 같은 해싱함수로 해싱한 제2해시값을 생성한다. 그리고 상기 제2해시값을 상기 제1전력망의 개인키로 암호화한 제1인증코드를 생성하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제1전력망(100a)이 상기 제3전력망(100b)에 전송하는 상기 요청신호에는 상기 요청서, 상기 제1해시값, 제2해시값 및 상기 제1인증코드가 포함되도록 하는 것이 바람직하다(s220).

상기 제어시스템(300)으로부터 상기 요청신호를 전송받은 상기 제1전력망(100a) 또는 상기 제3전력망(100b)은 상기 제어시스템(300)이 사용한 해시함수와 동일한 해시함수를 이용하여 상기 요청신호에 포함된 상기 요청서에 상기 제1해시값을 포함하여 해싱한 후 그 결과값을, 상기 제1인증코드를 상기 제1전력망(100a)의 공개키로 복호화한 결과 값과 비교하여 서로 일치하는 경우 상기 요청신호가 상기 제어시스템(300)으로부터 온 것임을 확인할 수 있게 된다(s221).

그리고 상기 제1전력망(100a) 또는 상기 제3전력망(100b)이 상기 제어시스템(300)에 대하여 보내는 상기 확인신호에는 상기 제2해시값과 함께 ‘상기 요청서와 상기 제2해시값’을 해싱한 제3해시값을 더 포함하며, 이와 함께 상기 제3해시값을 상기 제1전력망 또는 제3전력망(100b)의 개인키로 암호화한 제2인증코드를 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다(s279, s280). 상기 확인신호를 전송받은 제어시스템(300)은, ‘상기 요청서와 상기 제2해시값을 해싱한’값이 상기 제2인증코드를 상기 제1전력망 또는 상기 제3전력망(100b)의 공개키로 복호화 한 값과 서로 일치하는 지를 확인하여 상기 확인신호를 검증하도록 하는 것이 바람직하다(s281). 이와 같이 일련의 신호들은 서로 해시값을 통하여 링크되어 있기 때문에 일련의 신호들 중 하나의 신호라도 위조 또는 변조하게 되면 연결된 해시값이 서로 일치하지 않게 되므로 위조나 변조가 어려울 뿐만 아니라, 하나의 단위거래마다 각자의 개인키로 암호화한 인증코드가 들어 있어서 거래내용에 대한 부인방지효과가 있다. 뿐만 아니라 상기 제10단계의 반복에 의하여 수행되는 상기 제5단계에서, 상기 요청신호에 포함되는 상기 제1해시값은, 상기 제3해시값으로 함으로써, 상기 제10단계의 반복에 의하여 계속하여 수행되는 트랜잭션들이 이전 트랜잭션의 해시값에 의하여 계속적으로 링크된다. 즉 제1시간동안 이루어지는 각각의 단위거래 들은 앞뒤의 단위거래들과 해시값을 통하여 서로 연결되는 구조이기 때문에 보안성을 한 층 더 강화시킬 수 있게 된다.

상술한 여러 가지 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 전력망
101 제어모듈
110 부하설비
120 분산전원
130 에너지저장장치
200 송배전망
300 제어시스템

Claims (4)

1. 하나 이상의 분산전원 및/또는 하나 이상의 에너지저장장치가 포함되어 구획된 전력망을 둘 이상 포함하는 스마트그리드 송배전망의 제어시스템이, 현재시점에서 측정한 실시간 측정값 기반의 전력망간 전력거래를 위하여 각각의 전력망에 대한 제어모듈을 통하여 전력망을 제어하되, 송배전망 전체를 볼 때 공급 가능한 전력에 비하여 저장 가능한 전력이 큰 경우에는 공급 가능한 전력을 가지는 전력망을 중심으로 제어하고, 저장 가능한 전력에 비하여 공급 가능한 전력이 큰 경우에는 저장 가능한 전력을 가지는 전력망을 중심으로 제어하는 방법으로서
   각각의 제어모듈에서 자신의 전력망에 대한, 분산전원으로 공급 가능한 발전전력, 부하설비에서 소비중인 소비전력, 에너지저장장치에 저장중인 전력인 제1저장전력 및 에너지저장장치에 대하여 추가 저장이 가능한 전력인 제2저장전력을 현재시점에서 실시간으로 측정하여 상기 제어시스템에 전송하되, 상기 발전전력 중 다른 전력망에 대하여 공급중인 전력이 있는 경우에는 이를 상기 소비전력에 포함하는 제1단계;
   상기 제어시스템이 각각의 전력망에 대하여, 상기 발전전력 중 다른 전력망에 공급해 줄 수 있는 잉여전력 또는 다른 전력망으로 부터 상기 잉여전력을 공급받아 에너지저장장치에 저장할 수 있는 저장여유전력을 각각 계산하되,
   - 상기 잉여전력의 크기는 상기 발전전력, 상기 소비전력 및 상기 제1저장전력의 크기에 따라 계산하며,
   - 상기 저장여유전력의 크기는 상기 발전전력, 상기 소비전력, 상기 제1저장전력, 상기 제2저장전력 및 다른 전력망으로부터 공급받는 상기 잉여전력의 크기에 따라 계산하는 제2단계;
   상기 제어시스템이, 모든 전력망에 대한 잉여전력의 합계 및 저장여유전력의 합계를 계산한 후, 상기 저장여유전력의 합계가 상기 잉여전력의 합계보다 크면 제1모드로 판단하고, 아니면 제2모드로 판단하되,
   - 상기 제1모드이면, 상기 잉여전력이 가장 큰 전력망을 제1전력망으로 하고, 상기 저장여유전력을 가지는 모든 전력망을 제2전력망으로 하며,
   - 상기 제2모드이면, 상기 저장여유전력이 가장 큰 전력망을 상기 제1전력망으로 하고, 상기 잉여전력을 가지는 모든 전력망을 제2전력망으로 하는 제3단계;
   상기 제어시스템이, 상기 제1전력망이 상기 잉여전력을 반복하여 계속 공급하거나 공급받을 반복시간을 정하여 제1시간으로 하고, 상기 제1시간을 감안하여 상기 제2전력망 각각에 대한 저장한도 또는 공급가능한도를 정하는 제4단계;
   상기 제어시스템이, 상기 제2전력망중 하나 이상을 제3전력망으로 선택한 후, 상기 저장한도 또는 공급가능한도를 감안하여 상기 제3전력망에 대한 각각의 공급한도를 정하는 제5단계;
   상기 제어시스템이, 상기 제1전력망의 제어모듈에 대하여는 상기 잉여전력, 상기 각각의 공급한도의 합계, 상기 제1시간 및 상기 제1시간의 시작시각이 포함된 요청서를 요청신호에 담아 전송하며, 상기 제3전력망의 제어모듈 각각에 대하여는 상기 각각의 공급한도, 상기 제1시간 및 상기 시작시각이 포함된 요청서를 요청신호에 담아 전송하는 제6단계;
   상기 제1전력망 및 상기 제3전력망의 제어모듈이, 상기 요청신호를 검증한 후, 상기 제어시스템에 대하여 상기 요청서를 확인신호에 담아 전송하는 제7단계;
   상기 제어시스템이, 상기 확인신호를 검증한 후, 제1모드의 경우, 상기 시작시각부터 상기 제1시간 동안 상기 각각의 공급한도에 대한 실시간 변동정보를 생성하여 상기 제3전력망 각각에 전송하는 제8단계;
   상기 제1전력망 및 상기 제3전력망의 제어모듈이 상기 시작시각부터 상기 제1시간 동안,
   - 제1모드인 경우에는, 상기 제1전력망은 상기 송배전망에 대하여 상기 잉여전력을 공급하고, 상기 제3전력망은 상기 실시간 변동정보에 따라 상기 송배전망으로부터 전력을 공급받아 에너지저장장치에 저장하며,
   - 제2모드인 경우에는, 상기 제1전력망은 상기 송배전망으로부터 상기 각각의 공급한도의 합계 크기의 전력을 공급받아 자신의 에너지저장장치에 저장하고, 상기 제3전력망은 상기 각각의 공급한도에 따라 상기 송배전망에 대하여 전력을 공급하면서 상기 발전전력을 상기 소비전력의 변동에 따라 조절하는 제9단계; 및
   상기 제8단계 및 상기 제9단계가 수행되는 동안, 상기 제1시간이 종료되기 전 일정시점부터 상기 제1시간이 종료되기 전까지 상기 제1단계 내지 상기 제7단계를 다시 수행하고, 상기 제1시간이 종료되어 상기 제1시간이 새로 시작될 때 상기 제8단계 및 상기 제9단계를 다시 수행하는 제10단계; 를 포함하되,
   - 상기 제10단계는, 상기 제1모드인 경우 상기 제1전력망이 상기 잉여전력을 공급할 수 있는 한 계속 반복되며, 상기 제2모드인 경우 상기 제1전력망이 상기 저장여유전력을 가지는 한 계속 반복되며,
   - 상기 제10단계에 의하여 반복되는 제6단계에서 상기 시작시각은, 직전에 반복된 제4단계에서 정한 상기 제1시간의 종료시각과 같으며,
   - 상기 제10단계에 의하여 반복되는 제2단계에서 상기 제1전력망 또는 상기 제3전력망의 잉여전력은, 직전에 반복된 제9단계에 의하여 공급하는 중에 있는 전력을 상기 소비전력에서 제외한 후 계산한 값으로 하며,
   - 상기 제10단계에 의하여 반복되는 제2단계에서 상기 제1전력망 또는 상기 제3전력망의 저장여유전력은, 직전에 반복된 제9단계에 의하여 공급받는 중에 있는 전력을 상기 저장여유전력에 더한 값으로 하며,
   상기 제1시간의 길이는 상기 제10단계를 1회 반복할 수 있는 시간이상이며,
   상기 제2단계에서 상기 잉여전력 및 상기 저장여유전력의 계산은,
   - 에너지저장장치가 없고 분산전원이 있으며, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 전력망이거나,
   - 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제1저장전력 및 상기 제2저장전력이 없고, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 큰 전력망이거나, 또는
   - 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제2저장전력이 없고, 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 크고, 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이보다 상기 제1저장전력이 작은 전력망의 경우에는 아래와 같은 크기의 잉여전력을 갖는 전력망으로 하며,
   * 잉여전력 = (발전전력-소비전력) - 제1저장전력
   - 분산전원이 없고 에너지저장장치가 있으며, 상기 제1저장전력 및/또는 상기 제2저장전력이 있는 전력망이거나,
   - 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제1저장전력 또는 상기 제2저장전력이 있고, 상기 발전전력이 상기 소비전력 이하인 전력망이거나, 또는
   - 분산전원과 에너지저장장치가 있고, 상기 제1저장전력이 있고, 상기 발전전력이 상기 소비전력 보다 크고, 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이가 상기 제1저장전력 이하인 전력망의 경우에는 아래와 같은 크기의 저장여유전력을 갖는 전력망으로 하며,
   * 저장여유전력 = 제1저장전력 + 제2저장전력 - (발전전력-소비전력) - 다른 전력망에서 공급해주는 잉여전력
   - 나머지 전력망에 대하여는 상기 잉여전력 및 상기 저장여유전력이 없는 전력망으로 하며,
   상기 제어시스템에는, 상기 제3전력망을 선택하기 위한 우선순위정보를 포함하고 있으며,
   상기 제5단계에서 상기 제어시스템이 상기 제3전력망을 선택하는 경우, 상기 우선순위정보에 따라 우선순위가 높은 전력망부터 순차적으로 n개(n은 1 이상인 정수)를 선택하되, 상기 제1모드인 경우 각각의 저장한도를 합한 값이 상기 잉여전력보다 커질 때까지 선택하고, 상기 제2모드인 경우 각각의 공급가능한도를 합한 값이 상기 저장여유전력보다 커질 때까지 선택하며,
   상기 제5단계에서, 상기 제어시스템이 정하는 상기 제3전력망 각각에 대한 상기 공급한도는 아래와 같으며,
   - n-1번째까지의 제3전력망 공급한도 = 각각의 저장한도 또는 공급가능한도
   - n번째 제3전력망 공급한도 = 잉여전력 또는 저장여유전력 - (n-1번째까지의 공급한도를 합한 값)
   상기 실시간 변동정보는, 상기 제3전력망 각각에 대한 상기 공급한도의 실시간 변동 값으로서, 상기 잉여전력이 감소하는 경우에는 상기 n번째 제3전력망의 공급한도부터 내림차순으로 감소시키며, 상기 잉여전력이 증가하는 경우에는 오름차순으로 증가시키며,
   상기 제10단계에 의하여 반복되는 상기 제5단계에서 상기 제어시스템이 상기 제3전력망을 선택하는 경우, 상기 우선순위정보에도 불구하고, 직전에 선택되었던 제3전력망을 더 우선으로 선택하는 것을 특징으로 하는, 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어시스템은 자신의 개인키 및 상기 제어모듈 각각에 대한 공개키를 포함하고 있으며, 상기 제어모듈 각각은 자신의 개인키 및 상기 제어시스템의 공개키를 포함하고 있으며,
   상기 요청신호에는 상기 요청서를 해싱한 제1해시값, 상기 요청서에 상기 제1해시값을 포함하여 해싱한 제2해시값 및 상기 제2해시값을 상기 제어시스템의 개인키로 암호화한 제1인증코드가 더 포함되어 있으며,
   상기 요청신호에 대한 검증은, 상기 요청서에 상기 제1해시값을 포함하여 해싱한 값과 상기 제1인증코드를 상기 제어시스템의 공개키로 복호화 한 값이 서로 서로 일치하는 지를 비교하여 검증하며,
   상기 확인신호에는 상기 제2해시값, 상기 요청서에 상기 제2해시값을 포함하여 해싱한 제3해시값 및 상기 제3해시값을 상기 제어모듈의 개인키로 암호화한 제2인증코드가 더 포함되며,
   상기 확인신호에 대한 검증은, 상기 요청서에 상기 제2해시값을 포함하여 해싱한 값과 상기 제2인증코드를 상기 확인신호를 보낸 제어모듈의 공개키로 복호화 한 값이 서로 일치하는 지를 비교하여 검증하며,
   상기 제10단계의 반복에 의하여 수행되는 제5단계에서, 상기 요청신호에 포함되는 상기 제1해시값은, 상기 제3해시값으로 하는 것을 특징으로 하는, 전력망간 전력거래를 위한 송배전망 제어시스템의 제어방법

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