KR102193347B1 - 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복합 수소 스테이션에 관한 기술로, 보다 상세하게는 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 수소경제도시의 건전성과 지속가능성을 확보하기 위해 복합 수소스테이션을 중심으로 수요와 공급에 이르는 전 밸류 체인의 체계적 운영관리가 가능하다.
Description
본 발명은 복합 수소 스테이션에 관한 기술로, 보다 상세하게는 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
수소에너지는 수소분자(H2)가 산소분자(O2)와 반응해 물(H2O)이 될 때 방출되는 에너지로, 연료전지 발전시스템의 원리이기도 하다. 수소에너지는 수소를 직접 연소하거나 연료전지의 연료로 이용해 전기에너지로 쉽게 전환할 수 있으며 저장, 수송 매체로 활용도가 높다. 또한, 수소에너지는 수소를 저장(수소 생산)할 경우 높은 에너지 밀도를 보유하고, 가스 및 액체 형태로 수송이 가능하다. 수소에너지는 전력 대비 수송 손실 1/10 수준으로 매우 낮으며, 수소에너지는 사용 과정에서 물만이 배출되는 친환경적 에너지로, 에너지의 탄소 수가 적어지는 탈탄소화의 궁극적 에너지라 할 수 있다.
한편, 최근 들어 신문지상이나 방송매체에서 수소경제(hydrogen economy)란 용어가 자주 등장하고 있으며, 우리나라를 포함한 세계 각국 정부들이 앞 다퉈 수소경제를 미래 국가경제의 기반으로 삼고 있으며, 이를 위하여 수소 에너지에 대한 관리 기술이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2016-0044658호에 개시되어 있다.
본 발명은 전력 관리 시스템과 연계된 수요 반응 기반의 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템은 전력 관리 시스템과 연계하여 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하는 전력 연계 제어부, 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하고, 수소 공급을 제어하는 수소 공급 관리부; 및 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하고, 수소 수요를 제어하는 수소 수요 관리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 방법 및 이를 실행하는 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 방법 및 기록매체는 전력 관리 시스템으로부터 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하는 단계, 수소 저장량이 제1 저장 임계 값 미만인지 판단하는 단계, 수소 저장량이 제1 저장 임계 값을 미만인 경우 신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값을 초과하는지 판단하는 단계, 신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값을 초과하는 경우 수전해 수소의 생산을 가동하는 단계, 신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값 미만인지 판단하는 단계, 신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값 미만인 경우 수전해 수소의 생산을 중지하는 단계 및 수소 수요관리 프로그램에 따라 수소 수요 반응을 요청하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 수소경제도시의 건전성과 지속가능성을 확보하기 위해 복합 수소스테이션을 중심으로 수요와 공급에 이르는 전 밸류 체인의 체계적 운영관리가 가능하다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 수소 수요에 대한 과거, 현재 및 미래의 패턴의 거시적 관점과 함께 시간대 수소 부하를 모니터링하고 예측할 수 있는 미시적 관점이 연계되어 복합 수소 스테이션의 안정적 운영이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전력 그리드와 연동되어 에너지 분석이 제공되는 운영 방식이 가능하다.
도1 내지 도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템을 설명하기 위한 도면들.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 수소 스테이션에서 연료 전지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 방법을 설명하기 위한 도면들.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 수소 스테이션에서 연료 전지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 방법을 설명하기 위한 도면들.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템을 설명하는 도면들이다.
도 1을 참조하면, 따른 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 공급 관리 시스템(200), 수소 저장 및 운송 관리 시스템(300), 수소 수요 관리 시스템(400)과 연계하여 복합 수소 스테이션을 운영 관리한다.
수소 공급 관리 시스템(200)는 화석 연료, 재생 에너지, 해외 수입 등의 수소 공급원으로부터 부생수소, 추출수소, 수전해수소 및 수입수소 중 적어도 하나의 수소 공급을 관리한다.
수소 저장 및 운송 관리 시스템(300)는 액화 탱크 로리, 튜브 트레일러 등의 수소 저장 장치 및 파이프라인 등의 운송 장치를 관리한다.
수소 수요 관리 시스템(400)는 수송용 수요처, 가정 또는 건물용 수요처, 발전용 수요처 및 가스 터빈 수요처 등의 수소 수요처를 관리한다.
지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 복합 수소스테이션에서 발생되는 수소, 전력 및 열을 효율적으로 생산 및 저장하고 공급하기 위해 스마트 그리드 기반 실시간으로 전력 관리 시스템(미도시)와 연계하여 복합 수소스테이션을 최적 운영한다. 즉, 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소를 생산하는 과정 중 전력을 사용하게 되고 이 과정에서 전력 생산 변화에 대응하여 수요 반응 요청을 수신하여 실시간 수소 부하를 제어한다.
지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 공급 관리 시스템(200), 수소 저장 및 운송 관리 시스템(300), 수소 수요 관리 시스템(400)을 통하여 각 계측된 데이터는 자가 망 또는 클라우드 서비스 기반 실시간 수집되고, 필요한 계측, 해석, 진단, 예측 알고리즘에 연동된다.
지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수요 공급 정보, 수소 수요 정보와 향후 수소 공급량/소비량, 에너지 공급량/소비량을 종합적으로 연동하여 운용함으로써 수소 저장/소비, 전력 저장/소비의 효율성을 높일 수 있다.
지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 스테이션에 공급되는 수소 생산을 향상시켜 수요 안전성을 확보할 수 있고 수소 수요 정보를 기반으로 하여 수소 수요를 분산시킬 수 있는 운영 최적화, 수소 여유용량의 최적관리 등을 실현할 수 있다.
도 2를 참조하면, 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 실시간으로 전력 관리 시스템과 연계하여 전력 생산 변화에 대응하여 수요 반응 요청을 수신하여 실시간 수소 부하를 제어한다. 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 전력 연계 제어부(110), 수소 공급 관리부(120), 수소 저장 및 운송 관리부(130), 수소 수요 관리부(140) 및 이산화탄소 관리부(150)를 포함한다.
전력 연계 제어부(110)는 전력 관리 시스템과 연계하여 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하고, 수소 공급, 저장 및 운송, 수소 수요를 제어한다. 전력 연계 제어부(120)는 전력 망에 정보 통신 기술을 접목하여 수소와 전력 공급자, 수요자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하며, 수소 공급과 에너지효율을 최적화할 수 있다.
수소 공급 관리부(120)는 화석 연료, 재생 에너지, 해외 수입 등의 수소 공급원으로부터 부생수소, 추출수소, 수전해수소 및 수입수소 중 적어도 하나의 수소 공급을 관리한다. 수소 공급 관리부(120)는 전력 관리 시스템으로부터 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하고, 수소 공급을 제어한다. 수소 공급 관리부(120)는 기 저장된 수소 저장량에 기초하여 계획된 수소 공급을 계속할지 판단할 수 있다. 또한, 수소 공급 관리부(120)는 신재생 전력 에너지와 저장 에너지에 따라 수전해 수소의 공급을 제어할 수 있다. 수소 공급 관리부(120)는 전력 수요 반응 참여 요청에 따라 수소 공급이 부족할 경우 수소 수요 관리부(140)로 수소 수요 반응을 요청할 수 있다.
수소 저장 및 운송 관리부(130)는 생산된 수소의 저장과 수소 수요처로의 수소의 운송을 관리한다. 수소 저장 및 운송 관리부(130)는 수소 공급 차질을 막기 위해 최대 수요를 초과하여 수소를 보유하는 여유용량을 관리할 수 있다. 수소 저장 및 운송 관리부(130)는 수소 수요 망에서 어느 특정지점 또는 계통상의 지점에 수송되거나 요구되는 수소, 소비자의 수소 및 에너지 소비 패턴이 설계되어 운영될 수 있다.
수소 수요 관리부(140)는 전력 관리 시스템으로부터 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하고, 수소 수요를 제어한다. 수소 수요 관리부(140는 전력 수요 반응 참여 요청에 따라 수소 공급이 부족할 경우 수소 공급 관리부(120)로부터 수소 수요 반응을 요청 받고 수소 누적 절감 량이 수소 수요 반응의 절감 요구량에 충족할 때까지 미리 설정된 순위의 수소 수요처 공급을 제어한다. 예를 들면, 수소 수요 관리부(140)는 특정 가정 또는 특정 건물이 수소 수요 반응에 참여하는 경우 해당 가정 또는 건물에 수소 공급을 제어하고 수소 절감 량을 수신할 수 있다. 또한, 수소 수요 관리부(140)는 특정 산업시설이 수소 수요 반응에 참여하는 경우 해당 산업시설에 수소 공급을 제어하고 수소 절감 량을 수신할 수 있다. 또한, 수소 수요 관리부(140)는 특정 수송용 충전소가 수소 수요 반응에 참여하는 경우 해당 수송용 충전소에 수소 공급을 제어하고 수소 절감 량을 수신할 수 있다. 수소 수요 관리부(140)는 수소 수요 반응을 요청 받고 수소 첨두부하가 어떤 기간에서 소비가 가장 큰지 파악하고 수요관리의 수단으로 수소 첨두 부하를 다른 시간대로 유도할 수 있다. 수소 수요 관리부(140)는 수소 소요처가 평상시 소비하는 수소사용 패턴을 시간대별 부하로 분석할 수 있는 기능으로 사용자 기준 부하를 분석하고, 부하를 감소할 수 있는 부하를 발굴하여 수소 수요 단계에서 수요 관리를 최적화할 수 있다.
수소 수요 관리부(140)는 수소 수요처의 고객정보, 부하정보 및 요금 정보 중 적어도 하나를 통합으로 관리하고 이를 각 소비자에게 정보를 제공할 수 있다. 더욱 상세하게 수소 수요 관리부(140)는 첨단 계량 인프라로서 양방향 통신기반의 디지털 계량기와 수소, 열, 전기 사용정보를 전달하고 제어할 수 있는 인프라가 구축되어 실시간으로 수소가격과 사용정보를 소비자에게 전달하여 수소 구매를 돕고, 기존 전력 그리드에 전력수요가 높을 경우 적절하고 저장된 전기를 공급할 수 있으며 이를 통해 수소 공급과 생산단계를 수요예측과 부하관리 기반 최적화를 가능하게 한다.
이산화탄소 관리부(150)는 수소 생산으로 인하여 발생된 이산화탄소가 대기에 배출되기 전 모니터링하고 고농도의 이산화탄소를 모아서 압축 수송 및 저장을 제어하는 이산화탄소 제어장치(미도시)와 연계하여 예상되는 온실가스 배출량을 절감한다.
도 3을 참조하면, 수소 수요 관리부(140)는 수소 분배 관리부(142), 열 수요 관리부(144) 및 전기 수요 관리부(146)을 포함한다.
수소 분배 관리부(142)는 생산된 수소를 미리 설정된 수소 분배 프로그램에 의해 수요처에 분배하는 것을 관리한다. 여기서, 수소 분배 프로그램은 수소의 수요, 가격, 정부 정책 등 여러가지 변수에 의해 분배의 우선순위와 분배 량을 설정할 수 있다.
열 수요 관리부(144)는 연료 전지에 수소가 공급되어 전기를 생산할 때, 발생되는 열의 수요를 미리 설정된 열 분배 프로그램에 의해 관리한다. 여기서, 열 분배 프로그램은 열 수요, 가격, 정부 정책 등 여러가지 변수에 의해 분배의 우선순위와 분배 량을 설정할 수 있다.
전기 수요 관리부(146)는 연료 전지에 수소가 공급되어 생산된 전기를 미리 설정된 전기 분배 프로그램에 의해 관리한다. 여기서, 전기 분배 프로그램은 전기 수요, 가격, 정부 정책 등 여러가지 변수에 의해 분배의 우선순위와 분배 량을 설정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 수소 스테이션에서 연료 전지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 부생 수소 및 추출 수소는 탄화수소(메탄)로부터 개질 되어 생산될 수 있다.
이런 탄화수소 중 메탄은 탄화수소 가운데서 가장 가벼우며, 천연가스의 대부분을 이루는 성분일 뿐 아니라 쓰레기매립지, 생활하수 및 축산 폐기물 등 바이오매스 발효에 의해 생성되는 바이오가스의 약 60% 정도를 차지하는 성분이다. 이를 정제하게 되면 95% 이상의 메탄으로 구성된 바이오메탄을 얻을 수 있다. 이 메탄은 탄소 분자 1개와 수소 분자 2개가 결합된 형태를 가지며, 메탄을 개질할 경우 비교적 적은양의 이산화탄소 배출로도 수소 생산이 가능하다.
메탄을 개질하는 방식은 크게 수증기를 사용하는 방법, 산소를 이용하는 방법으로 크게 구분될 수 있다. 전자는 수증기개질이며 메탄을 비교적 고온(600~800℃)에서 수증기와 반응시킨다. 후자는 부분산화라고 하며 공기에서 산소를 분리 후 이를 약 400~500℃ 정도에서 메탄과 반응시킨다. 수증기개질 및 부분산화에 의해서 메탄은 수소와 일산화탄소의 혼합가스인 합성가스로 전환되며, 이 중 일산화탄소에 다시 수증기를 가해 일산화탄소를 다시 수소를 전환하는 수성전환반응이 진행돼 부가적인 수소와 약간의 이산화탄소가 생성된다. 최종적으로 생성된 가스는 분리 및 정제하여 고순도의 수소를 생산하게 된다. 생산된 수소는 수소 분배 프로그램에 의해 분배되어 판매될 수 있다.
연료전지는 연료 및 공기의 화학에너지를 전기 화 학적 반응에 의해 전기에너지 (직류 전류) 및 열을 생산하는 능력을 갖는 전지로 정의 되며 소용량에서는 종래의 전지와는 다르게 외부에서 연료와 공기를 공급하여 연속적으로 전기를 생산하며, 대용량에서는 기존의 발전기술 과는 달리 연소과정이나 구동장치가 없으므로 효율이 높을 뿐만 아니라 환경문제를 유발하지 않는 새로운 개념의 발전 기술이다. 연료전지에서 수소는 전기 화학적으로 산소와 반응하여 물을 생성하면서 전극에 전류를 발생시킨다. 직류 전류는 직류 전동기의 동력으로 사용되거나 인버터에 의해 교류 전류로 바꾸어 사용될 수 있다. 연료전지에서 발생된 전기는 전기 수요 관리부(146)에 의해 미리 설정된 전기 분배 프로그램에 의해 분배될 수 있다. 또한, 연료전지에서 직류 전력이 발생할 때, 열도 부수적으로 생산된다. 연료전지에서 발생된 열은 열 수요 관리부(144)에 의해 미리 설정된 열 분배 프로그램에 의해 분배될 수 있다.
도5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5를 참조하면, 단계 S505에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 전력 관리 시스템으로부터 전력 수요 반응 참여 요청을 수신한다.
단계 S510에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 저장량이 제1 저장 임계 값을 초과하는지 판단한다.
단계 S515에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 저장량이 제1 저장 임계 값을 초과하는 경우 계획된 수소 공급을 유지한다.
단계 S520에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 저장량이 제1 저장 임계 값을 미만인지 판단한다.
단계 S525에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 저장량이 제1 저장 임계 값을 미만인 경우 신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값을 초과하는지 판단한다.
단계 S530에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값을 초과하는 경우 수전해 수소의 생산을 가동한다. 이는 전력 공급 시스템으로부터 전력 수요 반응 요청에 의해 전력 공급을 받지 못한 경우 신재생 전력 에너지 또는 전력 저장 장치에 저장된 저장 에너지에 의해 수소의 생산이 가능한 경우이다.
단계 S535에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값 미만인지 판단한다.
단계 S540에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값 미만인 경우 수전해 수소의 생산을 중지한다.
단계 S545에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 수요관리 프로그램에 따라 수소 수요 반응을 요청한다.
도 6을 참조하면, 단계 S605에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 수요 반응 요청을 수신하고 N (N은 자연수) 순위 수소 수요처 공급을 차단한다.
단계 S610에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 N (N은 자연수) 순위 수소 수요처로부터 수소 절감 정보를 수신한다.
단계 S615에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 누적 절감 량이 수소 수요 반응의 절감 요구량을 초과하는지 판단한다. 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 누적 절감 량이 수소 수요 반응의 절감 요구량을 초과하지 않는 경우는 다음 순위의 수소 수요처의 공급을 차단한다.
단계 S620에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 누적 절감 량이 수소 수요 반응의 절감 요구량을 초과하는 경우 수소 수요처로부터 수소 공급량 및 절감 량을 수신한다
도 7을 참조하면, 단계 S705에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 수요 반응 요청을 수신한다.
단계 S710에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 특정 가정 또는 특정 건물이 수소 수요 반응에 참여하는지 판단한다.
단계 S715에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 특정 가정 또는 특정 건물이 수소 수요 반응에 참여하기로 판단한 결과, 해당 가정 또는 건물의 수소 공급을 일시 중단한다.
단계 S720에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 해당 가정 또는 건물의 수소 공급을 일시 중단하고 해당 가정 또는 건물 에너지 저장량이 제2 저장 임계 값 미만인지 판단한다.
단계 S725에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 해당 가정 또는 건물 에너지 저장량이 제2 저장 임계 값 미만인 경우 해당 가정 또는 건물에 수소를 공급하고 수소 절감 량을 수신한다.
도 8을 참조하면, 단계 S805에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 수요 반응 요청을 수신한다.
단계 S810에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 특정 산업시설이 수소 수요 반응에 참여하는지 판단한다.
단계 S815에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 특정 산업시설이 수소 수요 반응에 참여하기로 판단한 결과, 해당 산업시설의 수소 공급을 일시 중단한다.
단계 S820에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 해당 산업 시설의 수소 공급을 일시 중단하고 해당 산업 시설의 에너지 저장량이 제3 저장 임계 값 미만인지 판단한다.
단계 S825에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 해당 산업 시설의 에너지 저장량이 제3 저장 임계 값 미만인 경우 해당 산업 시설에 수소를 공급하고 수소 절감 량을 수신한다.
도 9를 참조하면, 단계 S905에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 수소 수요 반응 요청을 수신한다.
단계 S910에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 특정 수송용 충전소가 제4 저장 임계 값을 초과하는지 판단한다.
단계 S915에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 특정 수송용 충전소가 제4 저장 임계 값을 초과하는 경우 해당 수송용 충전소에 일시적으로 공급을 중단한다.
단계 S920에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 해당 수송용 충전소의 저장량이 제5 저장 임계 값 미만인지 판단한다.
단계 S925에서 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템(100)은 해당 수송용 충전소의 저장량이 제5 저장 임계 값 미만인 경우 해당 수송용 충전소에 수소를 공급한다.
본 발명의 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 수소 스테이션 운영 관리 시스템
200: 수소 공급 관리 시스템
300: 수소 저장 및 운송 관리 시스템
400: 수소 수요 관리 시스템
200: 수소 공급 관리 시스템
300: 수소 저장 및 운송 관리 시스템
400: 수소 수요 관리 시스템
Claims (10)
- 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템에 있어서,
전력 관리 시스템과 연계하여 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하고, 수소 공급, 저장 및 운송, 수소 수요를 제어하는 전력 연계 제어부;
상기 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하고, 화석 연료, 재생 에너지, 해외 수입 수소 공급원으로부터 부생 수소, 추출 수소, 수전해 수소 및 수입 수소 중 적어도 하나의 수소 공급을 제어하고, 기 저장된 수소 저장량에 기초하여 계획된 수소 공급을 계속할지 판단하거나, 신재생 전력 에너지와 저장 에너지에 따라 수전해 수소의 공급을 제어하고, 상기 전력 수요 반응 참여 요청에 따라 수소 공급이 제어되어 수소 공급이 부족할 경우, 수소 수요 관리부로 수소 수요 반응을 요청하는 수소 공급 관리부;
생산된 수소의 저장과 수소 수요 처로의 수소의 운송을 관리하고, 수소 공급 차질을 막기 위해 최대 수요를 초과하여 수소를 보유하는 여유용량을 관리하고, 수소 수요 망에서 어느 특정지점 또는 계통상의 지점에 수송되거나 요구되는 수소, 소비자의 수소 및 에너지 소비 패턴에 기초하여 운영되는 수소 저장 및 운송 관리부;
상기 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하고, 수소 수요를 제어하고, 상기 수소 수요 반응을 요청 받은 경우, 수소 누적 절감 량이 수소 수요 반응의 절감 요구량에 충족할 때까지 미리 설정된 순위의 수소 수요처 공급을 제어하고, 특정 가정, 특정 건물 또는 특정 산업시설이 수소 수요 반응에 참여하는 경우 해당 가정, 건물 또는 산업시설에 수소 공급을 제어하고, 수소 첨두부하가 어떤 기간에서 소비가 가장 큰지 파악하고 수요관리의 수단으로 수소 첨두부하를 다른 시간대로 유도하고, 상기 수소 수요처가 평상시 소비하는 수소사용 패턴을 시간대별 부하로 분석하여 사용자 기준 부하를 분석함으로써 상기 부하를 감소할 수 있는 부하를 발굴하는 수소 수요 관리부; 및
수소 생산으로 인하여 발생된 이산화탄소가 대기에 배출되기 전 모니터링하고 고농도의 이산화탄소를 모아서 압축 수송을 제어하는 이산화탄소 관리부; 를 포함하고,
상기 수소 수요 관리부는
수소 분배 관리부, 열 수요 관리부 및 전기 수요 관리부를 포함하고,
상기 수소 분배 관리부는 생산된 수소를 수소의 수요, 가격, 정부 정책 중 적어도 하나에 의해 분배의 우선순위와 분배량을 설정하는 수소 분배 프로그램에 의해 수요처에 분배하는 것을 관리하고,
상기 열 수요 관리부는 수소가 공급되어 전기를 생산할 때, 발생되는 열을 열의 수요, 가격, 정부 정책 중 적어도 하나에 의해 분배의 우선순위와 분배량을 설정하는 열 분배 프로그램에 의해 관리하고,
상기 전기 수요 관리부는 수소가 공급되어 생산된 전기를 전기의 수요, 가격, 정부 정책 중 적어도 하나에 의해 분배의 우선순위와 분배량을 설정하는 전기 분배 프로그램에 의해 관리하고,
상기 수소 수요처의 고객 정보, 부하 정보 및 요금 정보 중 적어도 하나를 통합으로 관리하여 수소, 열, 전기 사용 정보를 전달함으로써 실시간으로 수소 가격과 사용 정보를 소비자에게 전달하는
지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템에서 실행되는 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 방법에 있어서,
전력 관리 시스템으로부터 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하는 단계;
수소 저장량이 제1 저장 임계 값 미만인지 판단하는 단계;
수소 저장량이 제1 저장 임계 값을 미만인 경우 신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값을 초과하는지 판단하는 단계;
신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값을 초과하는 경우 수전해 수소의 생산을 가동하는 단계;
신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값 미만인지 판단하는 단계;
신재생 전력 에너지와 저장 에너지가 제1 전력 임계 값 미만인 경우 수전해 수소의 생산을 중지하는 단계; 및
수소 수요관리 프로그램에 따라 수소 수요 반응을 요청하는 단계를 포함하고,
상기 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 시스템은
전력 관리 시스템과 연계하여 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하고, 수소 공급, 저장 및 운송, 수소 수요를 제어하는 전력 연계 제어부;
상기 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하고, 화석 연료, 재생 에너지, 해외 수입 수소 공급원으로부터 부생수소, 추출수소, 수전해수소 및 수입수소 중 적어도 하나의 수소 공급을 제어하고, 기 저장된 수소 저장량에 기초하여 계획된 수소 공급을 계속할지 판단하거나, 신재생 전력 에너지와 저장 에너지에 따라 수전해 수소의 공급을 제어하고, 상기 전력 수요 반응 참여 요청에 따라 수소 공급이 제어되어 수소 공급이 부족할 경우, 수소 수요 관리부로 수소 수요 반응을 요청하는 수소 공급 관리부;
생산된 수소의 저장과 수소 수요 처로의 수소의 운송을 관리하고, 수소 공급 차질을 막기 위해 최대 수요를 초과하여 수소를 보유하는 여유용량을 관리하고, 수소 수요 망에서 어느 특정지점 또는 계통상의 지점에 수송되거나 요구되는 수소, 소비자의 수소 및 에너지 소비 패턴에 기초하여 운영되는 수소 저장 및 운송 관리부;
상기 전력 수요 반응 참여 요청을 수신하고, 수소 수요를 제어하고, 상기 수소 수요 반응을 요청 받은 경우, 수소 누적 절감 량이 수소 수요 반응의 절감 요구량에 충족할 때까지 미리 설정된 순위의 수소 수요처 공급을 제어하고, 특정 가정, 특정 건물 또는 특정 산업시설이 수소 수요 반응에 참여하는 경우 해당 가정, 건물 또는 산업시설에 수소 공급을 제어하고, 수소 첨두부하가 어떤 기간에서 소비가 가장 큰지 파악하고 수요관리의 수단으로 수소 첨두부하를 다른 시간대로 유도하고, 상기 수소 수요처가 평상시 소비하는 수소 사용 패턴을 시간대별 부하로 분석하여 사용자 기준 부하를 분석함으로써 상기 부하를 감소할 수 있는 부하를 발굴하는 수소 수요 관리부; 및
수소 생산으로 인하여 발생된 이산화탄소가 대기에 배출되기 전 모니터링하고 고농도의 이산화탄소를 모아서 압축 수송을 제어하는 이산화탄소 관리부;를 포함하고,
상기 수소 수요 관리부는
수소 분배 관리부, 열 수요 관리부 및 전기 수요 관리부를 포함하고,
상기 수소 분배 관리부는 생산된 수소를 수소의 수요, 가격, 정부 정책 중 적어도 하나에 의해 분배의 우선순위와 분배량을 설정하는 수소 분배 프로그램에 의해 수요처에 분배하는 것을 관리하고,
상기 열 수요 관리부는 수소가 공급되어 전기를 생산할 때, 발생되는 열을 열의 수요, 가격, 정부 정책 중 적어도 하나에 의해 분배의 우선순위와 분배량을 설정하는 열 분배 프로그램에 의해 관리하고,
상기 전기 수요 관리부는 수소가 공급되어 생산된 전기를 전기의 수요, 가격, 정부 정책 중 적어도 하나에 의해 분배의 우선순위와 분배량을 설정하는 전기 분배 프로그램에 의해 관리하고,
상기 수소 수요처의 고객정보, 부하정보 및 요금 정보 중 적어도 하나를 통합으로 관리하여 수소, 열, 전기 사용정보를 전달함으로써 실시간으로 수소가격과 사용정보를 소비자에게 전달하는
지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 방법.
- 제7 항에 있어서,
미리 설정된 우선 순위 수소 수요처로부터 수소 절감 정보를 수신하는 단계;
상기 수소 누적 절감 량이 수소 수요 반응의 절감 요구량을 초과하는지 판단하는 단계;
상기 수소 누적 절감 량이 수소 수요 반응의 절감 요구량을 초과하지 않는 경우는 다음 순위의 수소 수요처의 공급을 차단하는 단계; 및
상기 수소 누적 절감 량이 수소 수요 반응의 절감 요구량을 초과하는 경우 수소 수요처로부터 수소 공급량 및 절감 량을 수신하는 단계를 더 포함하는 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 방법.
- 제7항에 있어서,
특정 수송용 충전소가 제4 저장 임계 값을 초과하는지 판단하는 단계;
상기 특정 수송용 충전소가 제4 저장 임계 값을 초과하는 경우 해당 수송용 충전소에 일시적으로 공급을 중단하는 단계;
해당 수송용 충전소의 저장량이 제5 저장 임계 값 미만인지 판단하는 단계; 및
해당 수송용 충전소의 저장량이 제5 저장 임계 값 미만인 경우 해당 수송용 충전소에 수소를 공급하는 단계를 더 포함하는 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 방법.
- 제7 항 내지 제9 항 중 어느 하나의 지능형 복합 수소 스테이션 운영 관리 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체.
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