KR102153722B1 - PV Power Generation Management Apparatus and Method - Google Patents

PV Power Generation Management Apparatus and Method Download PDF

Info

Publication number
KR102153722B1
KR102153722B1 KR1020200015673A KR20200015673A KR102153722B1 KR 102153722 B1 KR102153722 B1 KR 102153722B1 KR 1020200015673 A KR1020200015673 A KR 1020200015673A KR 20200015673 A KR20200015673 A KR 20200015673A KR 102153722 B1 KR102153722 B1 KR 102153722B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
amount
ess
generation
power generation
Prior art date
Application number
KR1020200015673A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
장권영
정욱
이웅
고성현
이청원
Original Assignee
주식회사 시너지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 시너지 filed Critical 주식회사 시너지
Priority to KR1020200015673A priority Critical patent/KR102153722B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102153722B1 publication Critical patent/KR102153722B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/004Generation forecast, e.g. methods or systems for forecasting future energy generation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/008Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks involving trading of energy or energy transmission rights
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S50/00Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
    • Y04S50/10Energy trading, including energy flowing from end-user application to grid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

The present invention may provide a PV power generation management device. The PV power generation management device comprises: a PV generation unit producing electric energy from the light of the sun; a PVMS controlling and managing the electric energy produced from the PV generation unit; an inverter unit converting direct current power of the PV generation unit into alternating current power by control of the PVMS and outputting the alternating current power; a PCS receiving the alternating current power through a primary side of the inverter unit by control of the PVMS; an ESS receiving and storing the direct current power outputted from the PCS; a transformer unit converting the direct current power into the alternating current power and receiving the alternating current power through the primary side and a secondary side of the inverter unit; and a KEPCO system purchasing the alternating current power through the transformer unit. In addition, PV power generation management method comprises the steps of: identifying generation information of the PV power generation unit and storage information of the ESS; determining whether it is time for charging now; selling charging power of the ESS to the KEPCO system if it is it not the time for charging now; selling part of power generated by the PV power generation unit and charging the part of the power to the ESS if an amount of PV generation generated by the PV generation unit is greater than a predicted amount of generation reflecting the weather; and charging all the generation power generated by the PV generation unit to the ESS if the amount of PV generation is smaller than the predicted amount of generation.

Description

PV 발전 전력 관리 장치 및 방법{PV Power Generation Management Apparatus and Method}PV Power Generation Management Apparatus and Method {PV Power Generation Management Apparatus and Method}

본 발명은 PV 발전 전력 관리 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for managing PV power generation power.

ESS(Energy Storage System)는 태양광으로 대표되는 신재생 에너지 발전 시스템과 전력 저장 시스템을 연계한 것으로, 충전 및 방전이 가능한 배터리에 신재생 에너지 또는 전력 계통의 잉여 전력을 저장하고 필요 시 부하에 전력을 공급하는 시스템이다. ESS (Energy Storage System) is a connection between a renewable energy generation system represented by solar power and a power storage system, storing renewable energy or surplus power from the power system in a battery capable of charging and discharging, and supplying power to the load when necessary. It is a supply system.

만약 ESS가 없다면 바람이나 태양광에 의존하는 불안정한 전력 공급으로 인해 전력 계통에 갑작스런 단전 등 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 환경에서 스토리지가 매우 중요한 분야로 대두되고 있다.If there is no ESS, serious problems such as sudden power failure may occur in the power system due to unstable power supply that relies on wind or sunlight. Therefore, storage is emerging as a very important field in this environment.

PV/ESS 설치 시, 최대 용량을 맞춰서 설계하게 되면 필요 이상으로 용량을 선정하여 비용이 초과되기 때문에 PV/ESS 사업자는 연평균 발전량을 예상하며 가장 빈번한 발전량을 기준으로 ESS 용량을 선정하게 된다. 그렇기 때문에 발전량이 평균보다 높은 날에 발전하는 대로 ESS에 충전하고, ESS에 충전이 완료된 이후에는 PV(photovoltaic)를 통해 생산된 전력이 가중치 없는 가격으로 판매한다. When PV/ESS is installed and designed according to the maximum capacity, the cost is exceeded by selecting the capacity more than necessary, so the PV/ESS operator predicts the annual average generation amount and selects the ESS capacity based on the most frequent generation amount. Therefore, the ESS is charged as it is generated on the day when the amount of power generation is higher than the average, and after the ESS is fully charged, the electricity produced through PV (photovoltaic) is sold at a price without weight.

이렇게 되면, 용량 효율을 고려하지 못하고 에너지를 운영하였기 때문에 저장된 에너지도 적을 뿐만 아니라 배터리의 수명에 악영향을 주게 된다.In this case, since the energy was operated without considering the capacity efficiency, not only the stored energy is small, but also the life of the battery is adversely affected.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보다 효율적인 PV 발전 전력 관리 장치 및 방법을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a more efficient PV power generation power management apparatus and method.

본 발명의 해결 수단은 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하는 PV 발전부; 상기 PV 발전부로부터 생산된 전기 에너지를 제어 및 관리하는 PVMS; 상기 PVMS의 제어에 의해 PV 발전부의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 인버터부; 상기 PVMS의 제어에 의해 상기 인버터부의 1차측을 거쳐서 직류 전원으로 공급받는 PCS;상기 PCS에서 출력되는 직류 전원을 전달받아 저장하는 ESS;상기 인터버부의 1차측과 2차측을 거쳐서 직류 전원에서 교류 전원으로 변환되어 전달받는 변압부; 상기 변압부를 거친 교류 전원을 매입하는 한전 계통을 포함하는 PV 발전 전력 관리 장치가 제공될 수 있다.The solution means of the present invention is a PV power generation unit for generating electrical energy from sunlight; PVMS for controlling and managing electric energy produced from the PV power generation unit; An inverter unit for converting and outputting the DC power of the PV power generation unit into AC power under the control of the PVMS; PCS that is supplied as DC power through the primary side of the inverter unit under the control of the PVMS; ESS that receives and stores DC power output from the PCS; AC power from DC power through the primary and secondary sides of the inverter unit A transforming unit that is converted into and received; A PV power generation power management apparatus including a KEPCO system for purchasing AC power through the transformer unit may be provided.

또한, 본 발명은 PV 발전부의 발전 정보, ESS의 저장 정보를 파악하는 단계; 현재 충전 시간인지 아닌지를 판단하는 단계; 현재 충전 시간이 아니면 한전 계통에 상기 ESS의 충전 전력을 판매하는 단계; 상기 PV 발전부에서 발전되는 PV 발전량이 날씨를 반영한 예측 발전량보다 크면, 상기 PV 발전부에서 발전된 전력중 일부를 상기 한전 계통에 판매함과 더불어 상기 ESS에 충전하는 단계; PV 발전량이 예측 발전량보다 작으면, 상기 ESS에 상기 PV 발전부에서 생산된 발전 전력을 모두 충전하는 단계를 포함하는 PV 발전 전력 관리 방법이 제공될 수 있다.In addition, the present invention comprises the steps of identifying generation information of the PV power generation unit and storage information of the ESS; Determining whether or not the current charging time; Selling the charging power of the ESS to a KEPCO system if it is not the current charging time; When the PV generation amount generated by the PV power generation unit is greater than the predicted generation amount reflecting the weather, some of the power generated by the PV power generation unit is sold to the KEPCO system and charged to the ESS; When the PV generation amount is less than the predicted generation amount, a PV generation power management method comprising the step of charging all of the generation power produced by the PV generation unit in the ESS may be provided.

본 발명은 PV 발전부로부터 발전된 발전 전력을 관리하는 장치 및 방법으로서, 시간당 총 발전량을 예측하여 PV 발전량과 ESS 충전량을 최대한 효율적으로 설정할 수 있다. The present invention is an apparatus and method for managing generated power generated from a PV power generation unit, and the PV generation amount and the ESS charge amount can be set as efficiently as possible by predicting the total amount of generation per hour.

다시 말해서, ESS는 최대한 충전이 가능하면, 무조건 최대한 충전하고, ESS 최대 저장후 남은 발전량을 한전 계통에 판매하여 이익을 실현할 수 있다. In other words, if the ESS can be recharged as much as possible, it can be recharged as much as possible, and the remaining power generation after the maximum storage of ESS can be sold to the KEPCO system to realize profit.

본 발명은 ESS에 균등하게 충전시, 발전량이 균등 충전량을 초과하기 전까지 모든 발전량을 ESS에 충전할 수 있다. In the present invention, when the ESS is evenly charged, all power generation can be charged to the ESS until the power generation amount exceeds the equal charge amount.

본 발명은 PV 발전부의 실제 발전량과 예측 발전량을 비교하여 한전 계통에 매전 및 ESS 에 충전할 수 있다. The present invention compares the actual power generation amount of the PV power generation unit and the predicted power generation amount to be charged to the KEPCO system and charged to the ESS.

본 발명은 과거, 현재 및 내일의 날씨 정보와 과거의 발전량을 포함하는 제1 예측치, 실시간 구름량을 파악하기 위한 위성 사진 데이터, 현재 날씨 정보 및 과거의 발전량을 포함하는 제2 예측치, 동 지역내의 발전소의 발전량을 제1 예측치 및/또는 제2 예측치에 포함하여 산출한 값을 포함하는 제3 예측치 중 적어도 하나 이상을 반영하여 발전량을 예측할 수 있다. The present invention provides a first forecast value including weather information of the past, present and tomorrow and the amount of power generation in the past, satellite image data for grasping the amount of clouds in real time, a second forecast value including current weather information and power generation amount in the past, The power generation amount may be predicted by reflecting at least one of the third predicted values including a value calculated by including the power generation amount of the power plant in the first predicted value and/or the second predicted value.

삭제delete

삭제delete

도 1은 본 발명에 따른 PV 발전 전력 관리 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 관리 방법을 나타낸 순서도이다.
1 is a configuration diagram of a PV power generation power management apparatus according to the present invention.
2 is a flow chart showing the management method of the present invention.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시 도면에 의거 상세하게 설명한다. Hereinafter, specific details for carrying out the present invention will be described in detail based on the accompanying exemplary drawings.

도 1은 본 발명에 따른 PV 발전 전력 관리 장치의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of a PV power generation power management apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하는 PV 발전부(110), 상기 PV 발전부(110)로부터 생산된 전기 에너지를 제어 및 관리하는 PVMS(photovoltaic management system)(120), 상기 PVMS(120)의 제어에 의해 PV 발전부(110)의 직류 전원(DC)을 교류 전원(AC)으로 변환하여 출력하는 인버터부(130), 상기 PVMS(120)의 제어에 의해 상기 인버터부(130)의 1차 인버터부를 거쳐서 직류 전원을 공급받는 PCS(Power Control System)(140), 상기 PCS(140)에서 출력되는 직류 전원을 전달받아 저장하는 ESS(150), 상기 인버터부(130)의 1차 인터버부 및 2차 인버터부를 거쳐서 직류 전원에서 교류 전원으로 전달받는 변압부(160), 변압부(160)를 거친 교류 전원을 매입하는 한전 계통(170)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a PV power generation unit 110 for producing electric energy from sunlight, a photovoltaic management system (PVMS) 120 for controlling and managing electric energy produced from the PV power generation unit 110, and the PVMS The inverter unit 130 converts and outputs the DC power (DC) of the PV power generation unit 110 into AC power (AC) under the control of 120, and the inverter unit 130 under the control of the PVMS 120. A PCS (Power Control System) 140 receiving DC power through the primary inverter unit of ), ESS 150 receiving and storing DC power output from the PCS 140, 1 of the inverter unit 130 It may include a transformer unit 160 that is transmitted from DC power to AC power through a primary inverter unit and a secondary inverter unit, and a KEPCO system 170 that buys AC power through the transformer unit 160.

PVMS(120)는 PV 발전부(110)의 발전 정보, 상기 ESS(150)의 저장 정보를 전달받아 상기 인버터부(130)와 PCS(140)를 제어하여 상기 ESS(150)의 충전량을 제어함과 더불어, 상기 한전 계통(170)으로 판매되는 전력량을 제어할 수 있다. The PVMS 120 receives power generation information of the PV power generation unit 110 and the storage information of the ESS 150 and controls the inverter unit 130 and the PCS 140 to control the charging amount of the ESS 150. In addition, it is possible to control the amount of power sold to the KEPCO system 170.

인버터부(130)는 1차 인버터부와 2차 인버터부로 이루어질 수 있고, 1차 인버터부는, 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환시키지 않고, 2차 인버터부는 직류 전원에서 교류 전원으로 변환시킬 수 있다. The inverter unit 130 may include a primary inverter unit and a secondary inverter unit, and the primary inverter unit may not convert the supplied DC power into AC power, and the secondary inverter unit may convert DC power to AC power. .

PV 발전부(110)는 다수의 태양 전지로 이루어진 상태에서 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환함으로써 직류 전력을 생성할 수 있다.The PV power generation unit 110 may generate DC power by converting solar energy into electrical energy in a state consisting of a plurality of solar cells.

PVMS(120)는 상기 PV 발전부(110)의 발전 정보(발전량 등)를 획득하여 상기 ESS(150)의 충전 시간을 동기화시킴과 더불어, 상기 한전 계통(170)에 판매할 전류량을 산출한다.The PVMS 120 acquires power generation information (power generation, etc.) of the PV power generation unit 110, synchronizes the charging time of the ESS 150, and calculates the amount of current to be sold to the KEPCO system 170.

ESS(150)의 저장 정보는 충/방전시 전력의 크기에 따라 용량 효율이 변하는 배터리의 종류 및 충전 시간에 관한 정보이다. 보다 구체적으로 상기 ESS(150)의 저장 정보는 부하 용량을 나타낸 것으로서, 어느 정도의 전류를 저장하느냐 또는 현재의 충전량에 대한 정보이다.The storage information of the ESS 150 is information on the type and charging time of the battery whose capacity efficiency changes according to the amount of power during charging/discharging. More specifically, the storage information of the ESS 150 indicates the load capacity, and is information on how much current is stored or the current amount of charge.

본 발명에서는 PV/ESS 사업자가 전력을 생산, 판매하는 상황에서 고려해야 하는 발전 정보, 저장 정보를 반영하여 ESS(150)의 충전 및 한전 계통(170)에 판매할 수 있도록 예측된 발전 정보를 추종하는 최적의 PVMS(120)를 제안할 수 있다.In the present invention, the PV/ESS provider reflects the power generation information and storage information to be considered in the situation of producing and selling power, and following the predicted power generation information to be charged for the ESS 150 and sold to the KEPCO system 170. It is possible to propose an optimal PVMS (120).

[PV 발전부와 ESS 설치 용량 산정][PV power generation and ESS installation capacity calculation]

PV 발전부(110)와 ESS(150)를 연계 설치하는 경우, 수익이 증진되는 효과를 내기 위해서 PV 발전부(110)와 대비하여 적정 용량의 ESS(150)를 산정하여 설치하는 것이 중요할 수 있다. In the case of connecting and installing the PV power generation unit 110 and the ESS 150, it may be important to calculate and install the ESS 150 of an appropriate capacity compared to the PV power generation unit 110 in order to increase profits. have.

본 발명의 실시 예에 있어서, PV 발전부(110)는 100kW의 발전 용량을 가지는 것으로 가정할 수 있다. In an embodiment of the present invention, it may be assumed that the PV power generation unit 110 has a power generation capacity of 100 kW.

PV 발전부(110)와 ESS(150)의 설치시, 최대 용량을 맞춰서 설계하면 필요 이상으로 용량을 선정하게 되어서 비용이 초과되기 때문에, 연평균 발전량을 예상하여 가장 빈번한 발전량을 기준으로 ESS 용량을 선정할 수 있다. When the PV power generation unit 110 and ESS 150 are installed, designing according to the maximum capacity will select the capacity more than necessary and the cost will be exceeded, so the annual average generation amount is estimated and the ESS capacity is selected based on the most frequent generation amount. can do.

본 발명의 실시 예에 있어서, ESS(150)의 저장 용량은 300kW로 가정할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the storage capacity of the ESS 150 may be assumed to be 300kW.

본 발명의 발전 전력 관리 방법은 다음과 같이 이루어질 수 있다. The generation power management method of the present invention can be made as follows.

도 2를 참조하면, 본 발명의 발전 전력 관리 방법은 PVMS(120)에 의해 발전 전력을 관리할 수 있다. Referring to FIG. 2, the generated power management method of the present invention may manage generated power by PVMS 120.

즉, 본 발명의 관리 방법은 우선 PV 발전부(110)의 발전 정보, ESS(150)의 저장 정보를 파악하는 단계(S1)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 PV 발전부(110)는 설치된 지역, 온도, 기후에 따라 발전하는 실제 발전량과 기준 발전량간에 차이가 발생할 수 있다. 즉, 매일 매일 상기 PV 발전부(110)에서 발전되는 발전량 패턴이 다르므로 발전 정보 및 저장 정보를 PVMS(120)에 실시간으로 전달하고, PVMS(120)는 전달된 정보를 파악하게 된다.That is, the management method of the present invention may first include the step (S1) of determining power generation information of the PV power generation unit 110 and storage information of the ESS 150. Here, the PV power generation unit 110 may generate a difference between the actual power generation amount and the reference power generation amount generated according to the installed region, temperature, and climate. That is, since the power generation amount pattern generated by the PV power generation unit 110 is different every day, power generation information and storage information are transmitted to the PVMS 120 in real time, and the PVMS 120 recognizes the transmitted information.

이어서, 본 발명의 관리 방법은 현재 충전 시간인지 아닌지를 판단하는 단계(S2)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 충전 시간은 전술한 바와 같이, 예를 들어 오전 10시~16시 사이에 PV 발전부(110)로부터 발전된 발전 정보를 근거로 산출하고, 방전 시간 즉 한전 계통(170)으로 ESS(150)에 저장된 전력을 판매하는 시간은 16시~익일 오전 10시에 이루어질 수 있다.Subsequently, the management method of the present invention may include a step (S2) of determining whether the current charging time is or not. Here, the charging time is calculated based on the generation information generated from the PV power generation unit 110 between 10 am and 16:00, for example, as described above, and the discharge time, that is, the ESS 150 The time to sell the power stored in) can be made from 16:00 to 10:00 a.m. the next day.

이어서, 현재 충전 시간이 아니면, 한전 계통(170)에 ESS(150)의 충전 전력을 판매하는 단계(S3)를 포함할 수 있다. 즉, PV 발전부(110)가 발전하지 않는 시간대에 ESS(150)에 저장된 전력을 한전 계통(170)으로 판매하여 필요한 부하들에게 전력을 공급하고, PV/ESS 사업자는 한전 계통(170)에 판매한 전력을 통해 수익을 창출할 수 있다.Subsequently, if it is not the current charging time, a step (S3) of selling the charging power of the ESS 150 to the KEPCO system 170 may be included. That is, the power stored in the ESS 150 is sold to the KEPCO system 170 at the time when the PV power generation unit 110 does not generate electricity, and supplies power to the necessary loads, and the PV/ESS business operator is provided to the KEPCO system 170. You can generate revenue through the electricity sold.

이어서, 본 발명의 관리 방법은 현재 충전 시간이면, PV 발전부(110)의 발전 정보, ESS(150)의 충전 정보를 분석 및 최적화 연산을 실시하는 단계(S4)를 포함할 수 있다.Subsequently, the management method of the present invention may include a step S4 of analyzing and optimizing the power generation information of the PV power generation unit 110 and the charging information of the ESS 150 if the current charging time is the current charging time.

PV 발전부(110)의 발전 정보, ESS(150)의 충전 정보를 분석 및 최적화 연산을 실시하는 단계(S4)는 PVMS(120)의 연산부(122)를 통해 수행될 수 있다. The step of analyzing and optimizing the power generation information of the PV power generation unit 110 and the charging information of the ESS 150 (S4) may be performed through the calculation unit 122 of the PVMS 120.

여기서, PVMS(120)를 통해 PV 발전부(110)에서 발전된 발전 전력 중 일부는 한전 계통(170)에 판매함과 더불어 ESS(150)에 충전될 수 있다.Here, some of the power generated by the PV power generation unit 110 through the PVMS 120 may be sold to the KEPCO system 170 and charged to the ESS 150.

판매되는 전력량은 PV 발전부(110)로부터 발전된 실제 발전량과 ESS(150)에 충전되는 충전 전력량의 차로 산출될 수 있다. The amount of power sold may be calculated as a difference between the actual amount of power generated by the PV power generation unit 110 and the amount of power charged in the ESS 150.

PV 발전량은 날씨, 온도 등에 따라 발전량이 달라질 수 있으므로, 이러한 발전량을 예측하고, 이러한 예측 발전량과 실제 발전량을 비교하여 전력 판매 및 충전 계획을 수립하여 운영하는 것이 중요하다. Since the amount of PV power generation can vary depending on the weather, temperature, etc., it is important to predict such power generation and to establish and operate a power sales and charging plan by comparing the predicted power generation and actual power generation.

여기서, 도 2에서는 편의상 한전 계통(170)에만 판매하는 것처럼 도시되어 있지만, PV 발전량이 예측 발전량보다 크면, PV 발전부(110)에서 발전된 전력중 일부를 상기 한전 계통(170)에 판매함과 더불어 ESS(150)에 충전하는 단계(S5)를 포함할 수 있다. Here, in Figure 2, for convenience, it is shown as if it is sold only to the KEPCO system 170, but if the PV generation amount is greater than the predicted generation amount, some of the power generated by the PV power generation unit 110 is sold to the KEPCO system 170, and It may include a step (S5) of charging the ESS (150).

그리고, PV 발전량이 예측 발전량보다 작으면, 상기 ESS(150)에 상기 PV 발전부(110)에서 생산된 발전 전력을 모두 충전하는 단계(S6)를 포함할 수 있다.And, if the PV generation amount is less than the predicted generation amount, the step of charging all of the generated power generated by the PV power generation unit 110 in the ESS 150 (S6) may be included.

상기 PV 발전부(110)는 온도와 날씨에 따라 예측 발전량보다 실제 발전량이 많을 수 있다. 이때, PV 발전부(110)의 발전 정보를 전달받은 PVMS(120)는, 10시~16시까지의 발전 정보를 보면서 ESS(150)의 충전을 상기 PV 발전부(110)의 발전량에 따라 급속하게 진행하지 않고 일정 시간대 별로 천천히 충전되도록 충전량을 조절함으로써, ESS(150)의 가용 용량을 증대시킬뿐만 아니라 수명을 한층 더 향상시킬 수 있다.The PV power generation unit 110 may have an actual power generation amount greater than a predicted power generation amount depending on temperature and weather. At this time, the PVMS 120 receiving the power generation information of the PV power generation unit 110, while viewing the power generation information from 10:00 to 16:00, rapidly charge the ESS 150 according to the power generation amount of the PV power generation unit 110. By adjusting the amount of charge so that it is slowly charged for each period of time without proceeding, not only the usable capacity of the ESS 150 can be increased, but the lifespan can be further improved.

여기서, PV 발전부(110)의 발전량 예측 방법은 PVMS(120)의 판단부(124)를 통해 예측할 수 있다. 이러한 발전량 예측 방법은 인공 지능을 활용한 딥러닝 알고리즘으로서 재귀 신경망(Recurrent Neural Network;RNN)과 장단기 메모리(Long-Short-Term Memory; LSTM)을 이용하여 연산한 시계열적 예측 방법일 수 있다. Here, the method of predicting the amount of power generated by the PV power generation unit 110 may be predicted through the determination unit 124 of the PVMS 120. Such a power generation prediction method is a deep learning algorithm using artificial intelligence, and may be a time-series prediction method computed using a recurrent neural network (RNN) and a long-short-term memory (LSTM).

발전량 예측 방법은 다음의 3가지 예측치(제 1,2,3 예측치)를 적어도 하나 이상 반영하고, 이러한 반영을 통해 각 예측 방법의 정확도 점수를 관리 및 적용하여 예측 정확도를 높일 수 있다. The generation amount prediction method reflects at least one or more of the following three prediction values (first, second, and third prediction values), and through such reflection, the accuracy score of each prediction method is managed and applied, thereby increasing the prediction accuracy.

발전량 예측 방법으로서, 제1 예측치는 인자로서 과거, 현재 및 날씨 예보에 의한 내일의 날씨, 과거 발전량중 적어도 하나 이상을 반영할 수 있다. As a method of predicting the amount of power generation, the first predicted value may reflect at least one of the past, present, and tomorrow's weather and past power generation amount based on the weather forecast as a factor.

제1 예측치는 히스토리컬 수치 데이터(historical numeric data)로서 과거 및 현재의 온도, 습도, 일사량, 풍향, 풍량, 강우량을 포함하는 것일 수 있다.The first predicted value is historical numeric data and may include past and present temperature, humidity, solar radiation, wind direction, air volume, and rainfall.

과거의 수치 데이터는 과거의 기간중 특정 기간을 설정하여 반영할 수 있다. Numerical data in the past can be reflected by setting a specific period of the past period.

제1 예측치는 날씨 예보를 통해 내일의 온도, 습도, 일사량, 풍향, 풍량, 강우량을 포함할 수 있다. The first predicted value may include tomorrow's temperature, humidity, solar radiation, wind direction, air volume, and rainfall through weather forecasting.

제1 예측치는 과거, 현재 및 내일의 날씨 인자에 대한 데이터(수치 데이터)와 설정된 특정 기간의 과거 발전량을 입력하고, RNN과 LSTM 기법을 이용하여 발전량을 예측할 수 있다. The first prediction value may input data (numeric data) on weather factors of the past, present, and tomorrow and the amount of generation in the past for a specific period, and the amount of generation may be predicted using RNN and LSTM techniques.

제1 예측치는 1시간, 반나절, 하루 단위중 적어도 하나로 산출할 수 있다. The first predicted value may be calculated in at least one of an hour, a half day, and a day.

제2 예측치는 실시간 위성 사진을 통한 발전소 상공에 생성되는 구름 량의 변화(이미지)를 반영하는 것일 수 있다. The second prediction value may reflect a change (image) in the amount of clouds generated over the power plant through real-time satellite photographs.

제2 예측치는 위성 사진 데이터, 현재 일기 데이터(풍향, 풍량, 온도, 습도), 과거의 발전량을 입력하여 회전 신경망(CNN: Convolutional Neural Network)과 재귀 신경망(RNN; Recurrent Neural Network) 기법을 이용하여 미래의 발전량을 예측하는 것이다. The second prediction value is obtained by inputting satellite image data, current weather data (wind direction, air volume, temperature, humidity), and past power generation, and using a convolutional neural network (CNN) and a recurrent neural network (RNN) technique. It is to predict future generation.

실시간 위성 사진은 예를 들어 천리안 실시간 위성 사진 데이터를 활용하고, 1시간 또는 반나절 동안 산출할 수 있다. Real-time satellite photos can be calculated for an hour or half a day, using, for example, Cheonlian real-time satellite image data.

다시 말해서, 제2 예측치는 발전소 상부의 구름량을 예측하여 발전량 예측을 보완해주는 것이다. In other words, the second predicted value supplements the power generation forecast by predicting the amount of clouds above the power plant.

제3 예측치는 동 지역내의 다른 발전소 예측 발전량을 반영할 수 있고, 1시간 또는 반나절 동안 산출할 수 있다. The third forecast can reflect the estimated generation of other power plants in the region, and can be calculated for an hour or a half.

제3 예측치는 주변의 다른 발전소의 발전량을 제1 및/또는 제2 예측치에 반영하고, RNN과 LSTM 기법을 이용하여 예측 발전량을 산출하는 것이고, 이럼으로써, 해당 발전소 내부의 이슈 등을 반영하여 발전량 예측에 반영할 수 있다. The third predicted value reflects the power generation amount of other power plants in the vicinity to the first and/or second forecast values, and calculates the predicted power generation amount using RNN and LSTM techniques, thereby reflecting the internal issues of the relevant power plant. It can be reflected in the prediction.

해당 발전소의 내부 이슈는, 예를 들어 인터버의 고장인 경우가 될 수 있다. 이런 경우, 다른 주변 발전소의 예측 발전량을 파악하고, 해당 발전소의 예측 발전량과 비교하여 평균치 이상의 차이가 나는 경우, 해당 발전소의 기기 고장 등을 파악하고 이를 제3 의 예측 방법 인자로서 반영하여 발전량을 예측할 수 있으며, 이럼으로써 보다 정확한 발전량을 예측할 수 있다. An internal issue of the plant could be, for example, an inverter failure. In this case, if there is a difference of more than the average value compared to the predicted power generation amount of other nearby power plants, and compared with the estimated power generation amount of the corresponding power plant, identify the device failure of the power plant and reflect this as a third predictive method factor to predict the power generation amount. You can, and by doing this, you can predict more accurate power generation.

ESS(150)에 충전되는 양의 설정시 다음과 같은 가중치를 적어도 하나 이상 반영할 수 있다.When setting the amount to be charged in the ESS 150, at least one or more of the following weights may be reflected.

제1 가중치는 날씨 정보, 제2 가중치는 온도 정보, 제3 가중치는 대기질 정보를 반영할 수 있다. The first weight may reflect weather information, the second weight may reflect temperature information, and the third weight may reflect air quality information.

날씨 정보, 온도 정보, 대기질 정보는 기상청 또는 다른 일기 예보 발표 기관(kweather 또는 openweathermap 사이트)으로부터 제공되는 일기 예보 분석 내용을 반영할 수 있다. Weather information, temperature information, and air quality information may reflect the analysis of weather forecasts provided by the Meteorological Agency or other weather forecast publishing organizations (kweather or openweathermap sites).

날씨 정보는 전류에 영향을 줄 수 있기 때문에, 상기 제1 가중치는 날씨 정보로서, 과거 및 현재의 습도, 일사량, 풍향, 풍량, 강우량과, 날씨 예보를 통한 내일의 습도, 일사량, 풍향, 풍량, 강우량을 반영할 수 있다. Since weather information can affect the current, the first weight is weather information, and the first weight is weather information, such as past and present humidity, solar radiation, wind direction, air volume, rainfall, and tomorrow's humidity, solar radiation, wind direction, wind volume, Can reflect rainfall.

제2 가중치는 온도 정보를 반영하는 것으로서, PV 발전부(110)의 태양광 패널은 온도가 너무 높거나 낮으면 전압에 영향을 주어서 발전이 잘 되지 않을 수 있기 때문에, 온도를 반영할 수 있다. The second weight reflects temperature information. If the temperature of the solar panel of the PV power generation unit 110 is too high or too low, the voltage may be affected and power generation may not be performed well, and thus the temperature may be reflected.

제2 가중치로서 반영하는 온도 정보는 과거, 현재 및 날씨 예보상의 내일의 온도를 반영할 수 있다. The temperature information reflected as the second weight may reflect the temperature of the past, present, and tomorrow in the weather forecast.

제3 가중치는 대기질을 반영하는 것으로서, 미세 먼지 상태가 좋음, 보통, 나쁨, 매우 나쁨에 따라 발전량이 달라질 수 있다. 따라서, 대기질 상태를 제3 가중치로서 반영할 수 있다. The third weight reflects air quality, and the amount of power generation may vary depending on the fine dust condition is good, normal, bad, or very bad. Therefore, the air quality state can be reflected as the third weight.

PVMS(120)는 상기 PV 발전부(110)의 실제 발전량이 예측 발전량보다 높을 경우에, 상기 ESS(150)로의 충전을 제어함과 함께 한전 계통(170)으로 판매되는 전력을 판매 시간과 전력량을 임의로 조절하여 16시 이후에 전력을 판매함으로써 판매 수익을 올릴 수 있다.When the actual power generation amount of the PV power generation unit 110 is higher than the predicted power generation amount, the PVMS 120 controls the charging to the ESS 150 and saves the power sold to the KEPCO system 170 as a sales time and an amount of power. By arbitrarily adjusting and selling electricity after 16:00, you can increase sales profit.

한편, 상기 PV 발전부(110)는 온도와 날씨뿐만 아니라 설치된 지역의 위치, 계절, 기후의 변화에 따라 실제 발전량과 예측 발전량간에 차이가 발생할 수 있다. 즉, 상기 PV 발전부(110)의 실제 발전량 패턴이 매일 매일 다르기 때문에, 본 발명은 PVMS(120)를 통해 발전 정보를 분석하고, 상기 ESS(150)의 충전량과 한전 계통(170)의 판매량을 임의로 조절하여 배터리의 수명을 향상시킴과 함께 전력 판매에 따른 수익을 효과적으로 창출할 수 있다.Meanwhile, the PV power generation unit 110 may generate a difference between the actual power generation amount and the predicted power generation amount according to changes in the location, season, and climate of the installed area, as well as temperature and weather. That is, since the actual power generation pattern of the PV power generation unit 110 is different every day, the present invention analyzes power generation information through the PVMS 120, and calculates the charge amount of the ESS 150 and the sales amount of the KEPCO system 170. It can be adjusted arbitrarily to improve the life of the battery and effectively generate profits from power sales.

본 발명은 PV 발전부(110)의 발전량이 예측치보다 많은 경우, ESS(150)에 충전을 100% 할당하지 않고 한전 계통(170)을 통해 판매할 수 있다.In the present invention, when the amount of power generation of the PV power generation unit 110 is greater than the predicted value, 100% charge is not allocated to the ESS 150 and can be sold through the KEPCO system 170.

PV 발전부(110)에서 발전된 전력을 ESS(150)에 충전시키는 양은 PCS(120)에 의한 전력 제어에 의해 PV 발전량에 대한 소정의 비율(%)로 할당하거나, 또는 PV 발전량에 관계없이 일정한 용량으로 할당하여 충전량을 설정할 수 있다. The amount of power generated by the PV power generation unit 110 to be charged to the ESS 150 is allocated in a predetermined ratio (%) to the amount of PV power generation by power control by the PCS 120, or a constant capacity regardless of the amount of PV power generation. You can set the amount of charge by assigning it with.

이때, PV 발전부(110)에서의 발전량은 날씨를 반영하여 예측할 수 있다. At this time, the amount of power generation in the PV power generation unit 110 may be predicted by reflecting the weather.

즉, 해당 날의 날씨가 맑음, 흐림, 비 또는 눈 등 각각의 기상 상태를 설정하여 30분 간격 또는 1시간 간격으로 예측할 수 있다. That is, the weather of the day can be predicted at intervals of 30 minutes or 1 hour by setting each weather condition such as sunny, cloudy, rain, or snow.

예측된 PV 발전량을 매전 및 ESS(150)에 충전하는 양 결정에 반영할 수 있다. The predicted PV generation amount can be reflected in the determination of the amount of electricity sold and the amount to be charged in the ESS 150.

예를 들어, 실제 PV 발전량이 예측된 PV 발전량보다 미비한 경우에는 전량 ESS(150)에 충전하고, 실제 PV 발전량이 예측된 PV 발전량보다 많은 경우에는 일부를 매도하고, 일부는 ESS(150)에 충전할 수 있다. For example, if the actual PV power generation is less than the predicted PV power generation, the entire amount is charged to the ESS 150, and if the actual PV power generation amount is greater than the predicted PV power generation amount, some of them are sold, and a part is charged to the ESS 150. can do.

또한, ESS(150)의 충전시에는 다음 수학식 1에 따른 PV 총 수익을 예측하고, 충전량 및 충전 시간을 고려할 수 있다. In addition, when the ESS 150 is charged, the total PV revenue according to Equation 1 below may be predicted, and the charging amount and the charging time may be considered.

Figure 112020013774693-pat00001
Figure 112020013774693-pat00001

여기서, Pr은 총 수익, Ppv는 PV 매전량, PB는 ESS 방전량, SMP는 계통 한계가격(System Marginal Price), REC는 신재생에너지 공급 인증서(Renewable Energy Certificate)이다. Here, Pr is total revenue, Ppv is PV sales, PB is ESS discharge, SMP is System Marginal Price, and REC is Renewable Energy Certificate.

SMP란 계통 한계 가격(System Marginal Price)으로 한국 전력 공사에서 태양광 발전소로부터 매입하는 전기 단가이다. 즉, 태양광 발전소에서 발전된 전기의 양에 따라 한국 전력 공사에 순수하게 매전 하는 금액이 SMP라 할 수 있다. SMP is the system marginal price, which is the unit price of electricity purchased from solar power plants by Korea Electric Power Corporation. In other words, the amount purely sold to Korea Electric Power Corporation according to the amount of electricity generated by the solar power plant can be said to be SMP.

REC란 신재생에너지 공급 인증서(Renewable Energy Certificate)로써 태양광 발전소에서 생산한 전기의 양에 따라 에너지 관리 공단에서 인증서를 발급 해주고, 그 인증서를 신재생 공급의무 발전사(18개 회사)에 인증서만 매매하는 것이다.REC is a Renewable Energy Certificate, which is issued by the Energy Management Corporation according to the amount of electricity produced by the solar power plant, and the certificate is sold only to power generation companies (18 companies) that are obligated to supply renewable energy. Is to do.

상기 수학식 1은 다음과 같이 간단히 표현할 수 있다. Equation 1 can be simply expressed as follows.

총 수익 = PV 매전 수익 + ESS 매전 수익Total profit = PV sales profit + ESS sales profit

여기서, PV 매전 수익 = PV 매전량 ×(SMP + REC×1.0)Here, PV sales profit = PV sales amount × (SMP + REC × 1.0)

ESS 매전 수익 = ESS 방전량(피크 시간 6시간을 제외하고 나머지 시간에 방전한 양)×(SMP + REC×5.0)Profit from ESS sales = ESS discharge amount (discharged in the rest of the time excluding 6 hours of peak time) × (SMP + REC × 5.0)

ESS 방전량 = ESS 충전량×전력 변환 효율(충,방전시 약 80%)ESS discharge amount = ESS charge amount × power conversion efficiency (approximately 80% during charging and discharging)

총 발전량 = PV 매전량 + ESS 충전량 Total power generation = PV power supply + ESS charge

본 발명에 따른 PV 발전 전력 관리 방법은 다음과 같이 정리할 수 있다. PV generation power management method according to the present invention can be summarized as follows.

[PV 발전량과 ESS 저장 및 방출 최적 스케줄][PV generation and ESS storage and discharge optimal schedule]

[PVMS를 통한 발전량 예측][Prediction of power generation through PVMS]

과거, 현재 및 내일의 날씨 정보와 과거의 발전량을 포함하는 제1 예측치, 실시간 구름량을 파악하기 위한 위성 사진 데이터, 현재 날씨 정보 및 과거의 발전량을 포함하는 제2 예측치, 동 지역내의 발전소의 발전량을 제1 예측치 및/또는 제2 예측치에 포함하여 산출한 값을 포함하는 제3 예측치 중 적어도 하나 이상을 반영하여 발전량을 예측할 수 있다. The first forecast including weather information of the past, present and tomorrow and the amount of power generation in the past, satellite photo data to determine the amount of clouds in real time, the current weather information and the second forecast including the amount of power generation in the past, the amount of power generation of power plants in the region The amount of power generation may be predicted by reflecting at least one or more of third predicted values including values calculated by including in the first predicted value and/or the second predicted value.

[PV 발전량 및 ESS 저장량 산정][Calculation of PV power generation and ESS storage]

① PV 발전부에서 10시 ~ 16시까지 충전되고, 이후 ESS(150)를 통해 방전되는 전기에만 인센티브(REC 가중치)를 제공할 수 있다. ① Incentives (REC weights) can be provided only for electricity that is charged from 10 o'clock to 16 o'clock in the PV power generation unit and then discharged through the ESS 150.

낮 시간대에 최대 발전으로 생기는 전력망 접속 용량 부족을 완화시키고, 봄, 가을, 겨울철의 야간에 생기는 높은 전력 수요에 대응하는 효과를 발휘할 수 있다. It can alleviate the shortage of power grid access capacity caused by maximum power generation during the daytime and respond to the high power demand that occurs at night in spring, autumn and winter.

② 날씨가 하루 종일 맑을 것으로 예측되는 경우(PV 발전량 최대)② When the weather is predicted to be sunny all day (maximum PV power generation)

일간 PV 발전량이 ESS(150) 최대 저장량(300kW) 이상이 될 것이므로, 10시 ~ 16시 사이에 ESS(150)를 최대 용량으로 충전하고, 균등하게 최대한 천천히 충전할 수 있다. ESS(150)를 천천히 방전 및 충전시 SOH(State Of Health) 최장 기간 유지할 수 있다. Since the daily PV generation amount will be more than the ESS 150's maximum storage capacity (300kW), the ESS 150 can be charged to the maximum capacity between 10 o'clock and 16:00, and evenly charged as slowly as possible. When the ESS 150 is slowly discharged and charged, the state of health (SOH) can be maintained for the longest period.

ESS(150)의 충전시 균등하게 천천히 충전하는 것은, 예를 들어 ESS(150)의 총 충전 용량이 300kW인 경우, 단위 충전량을 30kW로 하여 10 시간 동안 균등하게 충전할 수 있다. 한편, 단위 충전량을 달리하여 50kW로 6시간 균등하게 충전할 수도 있으나, 이런 경우에는 단위 충전량이 커짐에 따라 설비 용량이 비례하여 커질 수 있으므로, 비용이 증가할 수 있는 있다. When the ESS 150 is charged evenly and slowly, for example, when the total charging capacity of the ESS 150 is 300kW, the unit charging amount is 30kW, and it can be evenly charged for 10 hours. On the other hand, it is possible to equally charge for 6 hours at 50kW by varying the unit charge amount, but in this case, the facility capacity may increase proportionally as the unit charge amount increases, and thus the cost may increase.

따라서, ESS(150)의 충전시 단위 충전량을 낮추어서 균등하게 여러 시간에 걸쳐서 천천히 충전하는 것이 바람직할 수 있다. Therefore, when charging the ESS 150, it may be desirable to lower the unit charge amount to evenly charge it slowly over several hours.

ESS 충전량을 제외한 PV 발전량은 가중치 없는 가격으로 판매할 수 있다. PV generation, excluding ESS charging, can be sold at a price without weight.

③ 날씨가 하루 종일 흐릴 것이라고 예측한 경우(PV 발전량이 최저)③ When the weather is predicted to be cloudy throughout the day (PV generation is the lowest)

일간 PV 발전량이 ESS 최대 저장량에 못 미칠 수 있다. 따라서, 10시 ~ 16시 사이의 발전량 전부를 ESS(150)에 충전할 수 있다. Daily PV generation may not reach the maximum ESS storage. Therefore, it is possible to charge all of the power generation amount between 10 o'clock and 16 o'clock in the ESS 150.

④ 오전에는 흐리고 오후에는 맑을 것이라고 예측하는 경우④ If you predict that it will be cloudy in the morning and sunny in the afternoon

오전 발전량과 오후 발전량을 합한 예측 값이 ESS 최대 충전량(300kW) 이상일 경우에는 ESS(150)를 최대 용량(300kW)으로 균등하게 충전하고, ESS 충전량을 제외한 나머지 발전량은 가중치 없는 가격으로 판매할 수 있다. If the predicted value of the sum of the morning power generation and the afternoon power generation is more than the ESS maximum charging amount (300kW), the ESS 150 is equally charged to the maximum capacity (300kW), and the remaining generation excluding the ESS charging amount can be sold at a price without weight. .

오전 발전량과 오후 발전량을 합한 예측 값이 ESS 최대 충전량(300kW)에 미치지 못하는 경우에는, 오전, 오후 발전량 모두를 ESS(150)에 충전시킬 수 있다. If the predicted value of the sum of the morning power generation and the afternoon power generation does not reach the ESS maximum charging amount (300kW), both morning and afternoon power generation may be charged to the ESS 150.

⑤ 오전에는 맑고 오후에는 흐릴 것으로 예측되는 경우⑤ When it is predicted to be sunny in the morning and cloudy in the afternoon

오전 발전량과 오후 발전량을 합한 예측 값이 ESS 최대 충전량(300kW) 이상일 경우에는 ESS(150)를 최대 용량(300kW)으로 균등하게 충전하고, ESS(150) 충전량을 제외한 나머지 발전량은 가중치 없는 가격으로 판매할 수 있다. If the predicted value of the sum of the morning power generation and the afternoon power generation is more than the ESS maximum charging amount (300kW), the ESS (150) is charged equally with the maximum capacity (300kW), and the remaining generation excluding the ESS (150) charging amount is sold at a price without weight. can do.

오전 발전량과 오후 발전량을 합한 예측 값이 ESS 최대 충전량(300kW)에 미치지 못하는 경우에는, 오전, 오후 발전량 모두를 ESS(150)에 충전시킬 수 있다. If the predicted value of the sum of the morning power generation and the afternoon power generation does not reach the ESS maximum charging amount (300kW), both morning and afternoon power generation may be charged to the ESS 150.

⑥ 오전 발전량과 오후 발전량을 합한 예측 값이 ESS 최대 충전량(300kW)에 미치지 못하는 경우에는 오전, 오후 발전량 모두를 ESS(150)에 충전시킬 수 있다. ⑥ If the predicted value of the sum of the morning power generation and the afternoon power generation does not reach the ESS maximum charging amount (300kW), both morning and afternoon power generation can be charged to the ESS 150.

[예측 발전량과 실제 PV 발전량에 따른 충전 계획][Charging plan according to predicted generation amount and actual PV generation amount]

예를 들어, 13시 ~ 14시의 예측 발전량이 80kWh로 산정되었고, 실제 PV 발전량 및 ESS(150) 저장량 산정 방법에 따라 13시 ~ 14시의 ESS 충전량이 50kWh, 한전 계통 판매량이 30kWh로 결정되었다고 가정하면 다음과 같이 계획 및 실행할 수 있다. For example, the estimated power generation amount from 13:00 to 14:00 was calculated as 80 kWh, and according to the actual PV generation amount and ESS (150) storage calculation method, the ESS charge amount from 13:00 to 14:00 was determined as 50 kWh and the KEPCO grid sales volume was determined as 30 kWh. Assuming you can plan and execute something like this:

① PV 발전량이 예측 발전량보다 큰 경우 ① When PV generation amount is larger than predicted generation amount

예측 발전량이 ESS 최대 충전량에 못 미치면, 예측 발전량을 초과한 추가 PV 발전량은 ESS가 최대 충전될때까지 사용하고, ESS의 최대 충전을 마친 후에도 추가 PV 발전량이 있으면 한전 계통에 판매할 수 있다.If the predicted power generation does not reach the ESS maximum charging amount, the additional PV generation amount exceeding the predicted power generation amount is used until the ESS is fully charged, and even after the ESS is fully charged, the additional PV generation amount can be sold to the KEPCO system.

또한, 예측 발전량이 ESS 최대 충전량 이상이면, 추가 PV 발전량 모두를 한전 계통에 판매할 수 있다. In addition, if the predicted generation amount is more than the ESS maximum charging amount, all of the additional PV generation amount can be sold to the KEPCO system.

이러한 상황에 대하여 예를 들어 설명하면 다음과 같다. An example of this situation is as follows.

13시 ~ 14시에서 실제 PV 발전량이 90kWh이고, 예측 발전량이 80kWh인 경우, ESS 충전량은 50kWh로 유지하고, 예측한 발전량을 초과한 추가 PV 발전량인 10kWh를 한전 계통에 판매에 추가함으로써, 총 40kWh를 한전 계통에 판매할 수 있다. If the actual PV power generation amount is 90 kWh and the predicted power generation amount is 80 kWh from 13:00 to 14:00, the ESS charge amount is maintained at 50 kWh, and an additional PV generation amount exceeding the predicted power generation amount, 10 kWh is added to the KEPCO system to sell, a total of 40 kWh. Can be sold to the KEPCO system.

② PV 발전량이 예측 발전량보다 작은 경우 ② When PV generation amount is less than predicted generation amount

예측 발전량이 ESS 최대 충전량 이상이면, 한전 계통 판매 계획량을 줄이고, ESS를 완전히 충전하는데 사용할 수 있다.If the predicted generation amount is more than the ESS maximum charging amount, it can be used to reduce the sales plan of KEPCO system and fully charge the ESS.

또한, 예측 발전량이 ESS 최대 충전량에 못 미치면, PV 발전량 전부를 ESS(150)에 충전시킬 수 있다. In addition, if the predicted generation amount is less than the ESS maximum charging amount, the entire PV generation amount may be charged to the ESS 150.

이러한 상황에 대하여 예를 들어 설명하면 다음과 같다. An example of this situation is as follows.

13시 ~ 14시에서 실제 PV 발전량이 60kWh이고, 예측 발전량은 80kWh인 경우, 계획했던 한전 판매량인 30kWh에서 20kWh를 뺀 10kWh만 한전 계통에 판매하고, ESS 충전량은 50kWh를 유지한다. From 13:00 to 14:00, if the actual PV power generation amount is 60 kWh and the estimated power generation amount is 80 kWh, only 10 kWh is sold to the KEPCO system by subtracting 20 kWh from the planned KEPCO sales volume of 30 kWh, and the ESS charge is maintained at 50 kWh.

한편, 13시 ~ 14시에서 실제 PV 발전량이 40kWh이고, 예측 발전량이 80kWh인 경우, 계획했던 한전 계통 판매량인 30kWh를 판매하지 않고 실제 PV 발전량인 40kWh 전부를 ESS(150)에 충전한다. On the other hand, if the actual PV power generation amount is 40 kWh and the predicted power generation amount is 80 kWh from 13:00 to 14:00, the ESS 150 is charged with all 40 kWh of actual PV power generation without selling 30 kWh, the planned KEPCO grid sales volume.

③ PV 발전량이 예측 발전량과 동일한 경우③ When PV generation amount is the same as predicted generation amount

계획했던 ESS 충전량 50kWh, 한전 계통 판매량 30kWh대로 진행할 수 있다. The planned ESS charging amount of 50 kWh and KEPCO system sales amount of 30 kWh can be carried out.

110 : PV 발전부 120 : PVMS
122 : 연산부 124 : 판단부
130 : 인버터부 140 : PCS
150 : ESS 160 : 변압부
170 : 한전 계통
110: PV power generation unit 120: PVMS
122: operation unit 124: determination unit
130: inverter unit 140: PCS
150: ESS 160: transformer
170: KEPCO system

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete PV 발전부의 발전 정보와 ESS의 저장 정보를 파악하는 단계;
현재 충전 시간인지 아닌지를 판단하는 단계;
현재 충전 시간이 아니면 한전 계통에 상기 ESS의 충전 전력을 판매하는 단계;
상기 PV 발전부에서 발전되는 PV 발전량이 예측 발전량보다 크면, 상기 PV 발전부에서 발전된 전력중 일부를 상기 한전 계통에 판매함과 더불어 상기 ESS에 충전하는 단계;
PV 발전량이 예측 발전량보다 작으면, 상기 ESS에 상기 PV 발전부에서 생산된 발전 전력을 모두 충전하는 단계;
를 포함하고,
상기 PV 발전량이 예측 발전량 보다 큰 경우,
예측 발전량이 ESS 최대 충전량에 못미치면, 예측 발전량을 초과하는 추가 PV 발전량은 ESS 최대 충전시까지 사용하고, ESS의 최대 충전을 마친후 남은 추가 PV 발전량은 한전 계통에 판매하며,
예측 발전량이 ESS 최대 충전량 이상이면, 추가 PV 발전량 모두를 한전 계통에 판매하고,
상기 ESS의 저장 정보는 현재의 충전 정보이며, 상기 저장 정보와 PV 발전부의 발전 정보와 예측 발전량은 PV 발전부로부터 생산된 전기 에너지를 제어 및 관리하는 PVMS에서 파악하며,
상기 PVMS에서 발전량 예측시,
과거, 현재 및 내일의 날씨 정보와 과거의 발전량을 포함하는 제1 예측치, 실시간 구름량을 파악하기 위한 위성 사진 데이터 및 과거의 발전량을 포함하는 제2 예측치, 동 지역내의 발전소의 발전량을 제1 예측치 및/또는 제2 예측치에 포함하여 산출한 값을 포함하는 제3 예측치중 적어도 하나 이상을 반영하는 것을 특징으로 하는 PV 발전 전력 관리 방법.
Determining the power generation information of the PV power generation unit and the storage information of the ESS;
Determining whether or not the current charging time;
Selling the charging power of the ESS to a KEPCO system if it is not the current charging time;
If the PV generation amount generated by the PV power generation unit is greater than the predicted generation amount, selling some of the power generated by the PV power generation unit to the KEPCO system and charging the ESS;
If the PV generation amount is less than the predicted generation amount, charging all of the generated power generated by the PV power generation unit in the ESS;
Including,
When the PV generation amount is greater than the predicted generation amount,
If the predicted generation amount is less than the ESS maximum charging amount, the additional PV generation amount exceeding the predicted generation amount is used until the ESS maximum charging, and the additional PV generation amount remaining after the ESS is fully charged is sold to the KEPCO system.
If the predicted generation amount is more than the ESS maximum charging amount, all of the additional PV generation is sold to the KEPCO system,
The storage information of the ESS is current charging information, and the storage information and the generation information and predicted generation amount of the PV power generation unit are identified by the PVMS that controls and manages the electric energy produced by the PV power generation unit,
When predicting the amount of power generation in the PVMS,
The first forecast including weather information of the past, present, and tomorrow and the amount of power generation in the past, satellite image data to determine the amount of clouds in real time, and the second forecast value including the amount of power generation in the past, the first forecast value of the power generation amount of power plants in the region And/or reflecting at least one of a third predicted value including a value calculated by including in the second predicted value.
제6 항에 있어서,
상기 제3 예측치는,
해당 발전소 내부의 이슈를 반영하여 발전량 예측에 반영하고,
상기 해당 발전소의 내부의 이슈로서 발전소 이상이 발생하면, 다른 주변 발전소의 예측 발전량을 파악하고, 상기 해당 발전소의 예측 발전량과 비교하여 평균치 이상의 차이가 나는 경우, 상기 해당 발전소의 내부 이상을 파악하여 반영하는 것을 특징으로 하는 PV 발전 전력 관리 방법.
The method of claim 6,
The third predicted value,
Reflects the issues inside the power plant and reflects it in the power generation forecast
If a power plant abnormality occurs as an internal issue of the relevant power plant, determine the predicted power generation amount of other nearby power plants, and if there is a difference of more than the average value compared to the predicted power generation amount of the corresponding power plant, identify and reflect the internal abnormality of the power plant PV generation power management method, characterized in that.
제6 항에 있어서,
상기 PV 발전량이 예측 발전량보다 작은 경우,
예측 발전량이 ESS 최대 충전량 이상이면, 한전 계통 판매 계획량을 줄이고, ESS를 완전히 충전하는데 사용하고,
예측 발전량이 ESS 최대 충전량에 못 미치면, PV 발전량 전부를 ESS에 충전시키는 것을 특징으로 하는 PV 발전 전력 관리 방법.
The method of claim 6,
When the PV generation amount is less than the predicted generation amount,
If the predicted generation amount is more than the ESS maximum charging amount, it is used to reduce the KEPCO system sales plan and fully charge the ESS,
PV generation power management method, characterized in that when the predicted generation amount does not reach the maximum charge amount of ESS, the entire PV generation amount is charged to the ESS.
제6 항에 있어서,
상기 ESS의 충전시, 상기 ESS의 가용 용량 증대 및 수명 연장을 위해 상기 상기 PV 발전부의 발전량에 따라 급속하게 진행하지 않고 일정 시간대 별로 충전되도록 충전량을 조절하는 것을 특징으로 하는 PV 발전 전력 관리 방법.
The method of claim 6,
When charging the ESS, PV power generation power management method, characterized in that the charging amount is adjusted to be charged at a predetermined time period without rapidly proceeding according to the power generation amount of the PV power generation unit in order to increase the usable capacity of the ESS and extend the lifespan.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020200015673A 2020-02-10 2020-02-10 PV Power Generation Management Apparatus and Method KR102153722B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200015673A KR102153722B1 (en) 2020-02-10 2020-02-10 PV Power Generation Management Apparatus and Method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200015673A KR102153722B1 (en) 2020-02-10 2020-02-10 PV Power Generation Management Apparatus and Method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102153722B1 true KR102153722B1 (en) 2020-09-09

Family

ID=72434552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200015673A KR102153722B1 (en) 2020-02-10 2020-02-10 PV Power Generation Management Apparatus and Method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102153722B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220102817A (en) 2021-01-14 2022-07-21 아주대학교산학협력단 Apparatus and method for operating energy storage system
KR20230034559A (en) * 2021-09-03 2023-03-10 경북대학교 산학협력단 Prediction system for solor power generation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110089648A (en) * 2010-02-01 2011-08-09 엘지전자 주식회사 Photovoltaic power system and method for controlling the same
KR20140087965A (en) * 2012-12-31 2014-07-09 주식회사 포스코아이씨티 System for predicting energy producing quantity
KR101871237B1 (en) * 2018-02-26 2018-06-27 주식회사 케이디티 charging and discharging balance control apparatus of solar connected type ESS
KR101875808B1 (en) * 2018-01-17 2018-07-06 배윤호 System of energy storage system including photovoltaics apparatus, and operating method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110089648A (en) * 2010-02-01 2011-08-09 엘지전자 주식회사 Photovoltaic power system and method for controlling the same
KR20140087965A (en) * 2012-12-31 2014-07-09 주식회사 포스코아이씨티 System for predicting energy producing quantity
KR101875808B1 (en) * 2018-01-17 2018-07-06 배윤호 System of energy storage system including photovoltaics apparatus, and operating method thereof
KR101871237B1 (en) * 2018-02-26 2018-06-27 주식회사 케이디티 charging and discharging balance control apparatus of solar connected type ESS

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220102817A (en) 2021-01-14 2022-07-21 아주대학교산학협력단 Apparatus and method for operating energy storage system
KR20230034559A (en) * 2021-09-03 2023-03-10 경북대학교 산학협력단 Prediction system for solor power generation
KR102584854B1 (en) 2021-09-03 2023-10-13 경북대학교 산학협력단 Prediction system for solor power generation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Moradi et al. Optimization and energy management of a standalone hybrid microgrid in the presence of battery storage system
Khatib et al. A review on sizing methodologies of photovoltaic array and storage battery in a standalone photovoltaic system
Chen et al. Smart energy management system for optimal microgrid economic operation
Acevedo-Arenas et al. MPC for optimal dispatch of an AC-linked hybrid PV/wind/biomass/H2 system incorporating demand response
Nayak et al. Economical management of microgrid for optimal participation in electricity market
Dufo-López et al. Daily operation optimisation of hybrid stand-alone system by model predictive control considering ageing model
WO2016088761A1 (en) Electric power control system, electric power control method, and program
Zhang et al. MPC based control strategy for battery energy storage station in a grid with high photovoltaic power penetration
Wang et al. Operation of residential hybrid renewable energy systems: Integrating forecasting, optimization and demand response
Nayak et al. Technoeconomic analysis of a grid-connected PV and battery energy storagesystem considering time of use pricing
KR20190105173A (en) Virtual power plant using energy storage system
Zhang et al. Grid-connected photovoltaic battery systems: A comprehensive review and perspectives
Alramlawi et al. Optimal operation of pv-diesel microgrid with multiple diesel generators under grid blackouts
KR20200119367A (en) Demand power prediction device for energy storage system and method for predicting demand power using the same
KR102153722B1 (en) PV Power Generation Management Apparatus and Method
Ahmadiahangar et al. Analytical approach for maximizing self-consumption of nearly zero energy buildings-case study: Baltic region
KR102240556B1 (en) Methods and apparatuses for operating power generator combined with heterogeneous renewable energy
Ma et al. Strategy comparison and techno-economic evaluation of a grid-connected photovoltaic-battery system
KR20180083487A (en) Microgrid control system and method of operating for diesel generator for microgrid
KR102396712B1 (en) Energy management system and method for minimizing the power purchase cost of microgrid using the same
Kebir et al. Technical losses computation for short-term predictive management enhancement of grid-connected distributed generations
KR102471609B1 (en) Photovoltaics generation forecasting system
JP5912055B2 (en) Control apparatus and control method
KR101775269B1 (en) Management and exchange system for distributed generations and power amount allocation method thereof
Hidayat et al. Feasibility analysis of a renewable autonomous power supply system at a Coastal Area in Indonesia

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant