KR102194123B1 - Energy storage system - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 피크 관리, 전력 차익 거래 및 수요 반응 기능을 유기적으로 수행하는 전력 저장 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치는 수용가에 공급되는 계통 전력 중 일부 전력을 충전하거나, 충전된 전력을 수용가에 공급하는 전력 변환부와, 설정된 충방전 스케쥴에 따라 상기 전력 변환부의 충방전 동작을 제어하고, 수요 반응 감축 지시가 접수되면 설정된 수요 반응 스케쥴에 따라 상기 전력 변환부의 충방전 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. The present invention relates to a power storage device that organically performs peak management, power arbitrage trading, and demand response functions, and the power storage device according to an embodiment of the present invention charges some power of the system power supplied to customers or , A power conversion unit that supplies the charged power to the customer, and controls the charging/discharging operation of the power conversion unit according to a set charging/discharging schedule, and charging/discharging the power conversion unit according to a set demand response schedule when a demand response reduction instruction is received. It may include a control unit that controls the operation.
Description
본 발명은 전력 저장 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a power storage device.
최근 들어, 에너지 신사업 활성화 정책 아래 스마트그리드 보급사업 등을 통해 산업용 수용가에 전력 저장 장치가 많이 보급되었다. In recent years, power storage devices have been widely distributed to industrial customers through smart grid distribution projects under the policy of promoting new energy business.
이러한 전력 저장 장치는 수용가의 전력 사용 요금을 절감하거나, 신재생 에너지원과 같은 분산자원과 연계하여 이들의 사용 효율을 증가시킬 수 있다. Such a power storage device can reduce a consumer's electricity usage fee or increase their efficiency in connection with a distributed resource such as a renewable energy source.
또, 수요반응(Demand Response;DR) 시장에 전력 저장 장치를 통한 시장 참여가 가능해짐에 따라 이를 통한 전력 저장 장치 설치 효과를 증가시킬 수 있다. 설치된 전력 저장 장치는 최대 경제적 운전효과를 위해 피크 관리, 전력차익거래, 수요 반응 대응 등의 개별 기능들을 우선 순위에 따라 적절하게 운전해야 한다. In addition, as it becomes possible to participate in the demand response (DR) market through the power storage device, the effect of installing the power storage device can be increased. The installed power storage device must properly operate individual functions such as peak management, power arbitrage trading, and demand response response according to priority for maximum economic operation effect.
하지만, 종래의 전력 저장 장치는 대다수 전력차익거래만 또는 피크 관리와 전력차익거래만 수행하고, 수요 반응 참여로 인한 피크 감축까지는 고려하지 않고 있다.
However, most conventional power storage devices perform only power arbitrage transactions or only peak management and power arbitrage transactions, and do not consider peak reduction due to participation in demand response.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 피크 관리, 전력 차익 거래 및 수요 반응 기능을 유기적으로 수행하는 전력 저장 장치가 제공된다.
According to an embodiment of the present invention, there is provided a power storage device that organically performs peak management, power arbitrage trading, and demand response functions.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치는 수용가에 공급되는 계통 전력 중 일부 전력을 충전하거나, 충전된 전력을 수용가에 공급하는 전력 변환부와, 설정된 충방전 스케쥴에 따라 상기 전력 변환부의 충방전 동작을 제어하고, 수요 반응 감축 지시가 접수되면 설정된 수요 반응 스케쥴에 따라 상기 전력 변환부의 충방전 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
In order to solve the above-described problems of the present invention, the power storage device according to an embodiment of the present invention includes a power conversion unit that charges some of the system power supplied to the customer or supplies the charged power to the customer, and a set And a controller configured to control the charging/discharging operation of the power conversion unit according to a charging/discharging schedule, and controlling the charging/discharging operation of the power conversion unit according to a set demand response schedule when a demand response reduction instruction is received.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력 피크 관리와 차익 거래를 유기적으로 대응하여 경제적 효과를 최대화할 수 있으며, 제어 한계 용량 이상의 전력 피크 발생시 최대한 전력 피크값을 억제시켜 경제적 손실을 최소화할 수 있으며, 수요 반응 시장에 참여 및 대응하여 경제적 효과를 증가시킬 수 있고, 모니터링 그래픽 유저 인터페이스를 이용하여 정보 전달 및 전력 저장 장치의 제어 능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
According to an embodiment of the present invention, it is possible to maximize economic effect by organically responding to power peak management and arbitrage trading, and minimize economic loss by suppressing the power peak value as much as possible when a power peak exceeding the control limit capacity occurs, It is possible to increase economic effects by participating in and responding to the demand response market, and there is an effect of improving the ability to transmit information and control the power storage device by using a monitoring graphic user interface.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 개략적인 구성도이고, 도 1b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 제어부의 개략적인 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 제어부의 ESS 충방전 스케쥴을 나타내는 동작 흐름도이다.
도 4 및 도 5 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 인터페이스부가 표시하는 화면을 나타내는 도면이다.1A is a schematic configuration diagram of a power storage device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic configuration diagram of a power storage device according to another embodiment of the present invention.
2 is a schematic flowchart of an operation of a control unit of a power storage device according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an ESS charge/discharge schedule of a control unit of a power storage device according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams each showing a screen displayed by an interface unit of a power storage device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 개략적인 구성도이고, 도 1b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 개략적인 구성도이다.1A is a schematic configuration diagram of a power storage device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic configuration diagram of a power storage device according to another embodiment of the present invention.
먼저, 도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치(100)는 전력 변환부(110) 및 제어부(130)를 포함할 수 있으며, 인터페이스부(140)를 더 포함할 수 있고, 또한 배터리(120)를 더 포함할 수 있다. First, referring to FIG. 1A, the
전력 변환부(110)는 수용가에 공급되는 계통 전력 중 잉여 전력을 변환하여 배터리(120)에 충전시키거나, 사용자의 필요에 따라 배터리(120)에 충전되어있던 전력을 변환하여 수용가에 공급할 수도 있다.The
제어부(130)는 충방전 스케쥴에 따라 전력 변환부(110)의 충방전 동작을 제어하고, 수요 반응 감축 지시가 발령되면 수요 반응 대응 스케쥴에 따라 전력 변환부(110)의 충방전 동작을 제어할 수 있다. 상기 수요 반응 감축 지시는 전력 거래소로부터 발령되어 수요 관리 사업자에 전달되면 각 수용가의 전력 저장 장치에 발령될 수 있다.The
인터페이스부(140)는 전력 변환부(110)의 제어 화면, 제어를 위한 모니터링 화면, 제어에 의한 결과 등을 화면으로 표시할 수 있다.
The
도 1b를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전력 저장 장치(200)는 태양광 발전 또는 풍력 발전 등의 신재생에너지와 같은 분산 전원(250)이 전력 변환부(210)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 전력 변환부(210)는 수용가의 필요 전력에 따라 분산 전원(250)으로부터의 전력을 변환하여 수용가에 공급하거나, 배터리(220)에 충전시킬 수 있고, 계통 전력을 제공하는 사업자에 판매할 수도 있다.Referring to FIG. 1B, in the
제어부(230) 및 인터페이스부(240)의 기능은 도 1a에서와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
The functions of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 제어부의 개략적인 동작 흐름도이다.2 is a schematic flowchart of an operation of a control unit of a power storage device according to an embodiment of the present invention.
도 1a와 함께 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치(100)의 제어부(130)는 하루 중 특정 시간의 전력량을 계산하여(S11), 익일의 부하를 예측하고(S12), 이에 따라 익일의 전력 저장 장치(ESS)의 충방전 스케쥴을 수립하여 이에 따라 전력 변환부(110)의 충방전 동작을 제어할 수 있다(S13).Referring to FIG. 2 along with FIG. 1A, the
한편, 제어부(130)는 수용가에 필요한 전력이 실시간으로 순간 전력 피크가 발생되면(S14), 전력 변환부(110)가 배터리에 충전된 전력을 수용가에 공급하도록 제어할 수 있다(S15).On the other hand, when the power required for the customer has an instantaneous power peak in real time (S14), the
만일, 수용가에 필요한 전력이 실시간으로 순간 전력 피크가 발생되지 않고, 수요 반응 감축 지시를 발령받으면(S16), 제어부(130)는 사전에 설정된 수요 반응 대응 충방전 스케쥴에 따라 전력 변환부(110)의 충방전 동작을 제어할 수 있다(S17).If the power required for the customer does not generate an instantaneous power peak in real time and a demand response reduction instruction is issued (S16), the
더하여, 수용가에 필요한 전력이 실시간으로 순간 전력 피크가 발생되지 않고, 수요 반응 감축 지시를 발령받지 않으면 제어부(130)는 익일의 전력 저장 장치의 충방전 스케쥴을 수립하여 이에 따라 전력 변환부(110)의 충방전 동작을 제어할 수 있다(S18).
In addition, if the power required for the customer does not generate an instantaneous power peak in real time and a demand response reduction instruction is not issued, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 제어부의 ESS 충방전 스케쥴을 나타내는 동작 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an ESS charge/discharge schedule of a control unit of a power storage device according to an embodiment of the present invention.
도 1a와 함께, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치(100)의 제어부(130)는 수립된 전력 저장 장치(ESS) 충방전 스케쥴에 따라 전력 변환부(110)의 충방전 동작을 제어할 수 있는데, ESS 충방전 스케쥴을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.In conjunction with FIG. 1A and referring to FIG. 3, the
먼저, 제어부(130)는 예측된 익일 부하량의 기준 전력 피크의 발생이 예상되고(S21), 예측된 기준 전력 피크가 전력 저장 장치(ESS)의 허용 전력량 내여서 대응이 가능하면(S22), 전력 피크 대응 후 남은 잉여 전력량으로 차익거래를 수행할 수 있다(S23).First, if the occurrence of the reference power peak of the predicted next-day load amount is expected (S21), and the predicted reference power peak is within the allowable power amount of the power storage device (ESS), the
만일, 예측된 익일 부하량의 기준 전력 피크의 발생을 예측하고(S21), 예측된 기준 전력 피크가 전력 저장 장치(ESS)의 허용 전력량을 벗어나면, 제어부(130)는 제어 가능한 신규 기준 전력 피크를 상향 설정하고(S24), 상향 설정된 신규 기준 전력 피크에 준하여 전력 피크 대응 후 남은 잉여 전력량으로 차익거래를 수행할 수 있다(S25).If the occurrence of the predicted reference power peak of the next day's load is predicted (S21), and the predicted reference power peak exceeds the allowable power amount of the power storage device (ESS), the
마지막으로, 예측된 익일 부하량의 기준 전력 피크의 발생이 예상되지않으면, 제어부(130)는 차익 거래만 고려하여 전력 변환부(110)의 충방전 동작을 제어할 수 있다.
Finally, if the occurrence of the reference power peak of the predicted next day's load is not expected, the
한편, 도 4 및 도 5 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 인터페이스부가 표시하는 화면을 나타내는 도면이다.Meanwhile, each of FIGS. 4 and 5 is a diagram illustrating a screen displayed by an interface unit of a power storage device according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 1a와 함께 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치(100)의 인터페이스부(140)는 전력 저장 장치의 구성을 나타내는 제1 화면(141), 상기 전력 변환부의 운전 모드를 나타내는 제2 화면(142), 경제적 효과를 나타내는 제3 화면(143)을 표시할 수 있고, 부가적인 요소를 모니터링하는 제4 화면(144)를 표시할 수 있다.First, referring to FIG. 4 along with FIG. 1A, the
제1 화면(141)은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치(100)의 구성, 예를 들면, 배터리, 전력 변환부, 수용가 및 계통 전력 등의 구성을 나타낼 수 있으며, 각 구성의 전기적 특성 즉, 배터리 용량, 전력 변환부의 충방전 출력값, 수용가의 부하 사용량 및 계통 전력의 한전 사용량을 나타낼 수 있다.The
제2 화면(142)은 제어부(130)가 제어하는 전력 변환부(110)의 현재 운전 모드를 나타낼 수 있으며, 예를 들어, 1번 운전 모드는 피크 대응 모드, 2번 운전 모드는 차익 거래 모드, 3번 운전 모드는 수요 반응 모드로 구성될 수 있다.The
제3 화면(143)은 제어부(130)의 전력 변환부(110) 제어에 의한 경제적 효과를 나타낼 수 있으며, 예를 들어, 총 절감 금액과, 피크 대응 모드에 의한 절감 효과 금액, 차익 거래 모드에 의한 절감 효과 금액 및 수요 반응 모드에 의한 절감 효과 금액을 표시할 수 있다.The
제4 화면(144)은 부가적 요소를 모니터링할 수 있으며, 예를 들어, 전력 거래소의 예비율, 온도, 습도, 구름량 등의 일기 정보 및 전기를 소비하지 않은 평상시 사용 전력량을 예측한 값(Customer Baseline Load; CBL)을 표시할 수 있다.
The
한편, 제어부(130)가 전력 변환부(110)를 수요 반응 모드로 제어하는 경우, 인터페이스부(140)는 도 5와 같은 화면을 표시할 수 있다.Meanwhile, when the
도 1a와 함께, 도 5를 참조하면, 제어부(130)의 수요 반응 모드 제어에 따라 대응 시간과, 대응 시간에 따른 전기를 소비하지 않은 평상시 사용 전력량을 예측한 값(Customer Baseline Load; CBL), 현재 부하 사용량 및 전력 저장 장치의 충방전량을 표시할 수 있다.Referring to FIG. 5 in conjunction with FIG. 1A, a response time according to a demand response mode control of the
예를 들어, 대응 시간은 급전 수행전과 급전 시간 1, 급전 시간 2 및 급전 시간 3 등으로 세분화할 수 있으며, 각 급전 시간마다의 CBL과 부하 사용량 및 방전량 또는 필요시 충전량 등이 표시될 수 있다.
For example, the response time can be subdivided into power supply execution and power supply time 1, power supply time 2, and
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전력 피크 관리와 차익 거래를 유기적으로 대응하여 경제적 효과를 최대화할 수 있으며, 제어 한계 용량 이상의 전력 피크 발생시 최대한 전력 피크값을 억제시켜 경제적 손실을 최소화할 수 있으며, 수요 반응 시장에 참여 및 대응하여 경제적 효과를 증가시킬 수 있고, 모니터링 그래픽 유저 인터페이스를 이용하여 정보 전달 및 전력 저장 장치의 제어 능력을 향상시킬 수 있다.
As described above, according to the present invention, it is possible to maximize the economic effect by organically responding to power peak management and arbitrage trading, and minimize economic loss by suppressing the power peak value as much as possible when a power peak exceeding the control limit capacity occurs. In addition, by participating in and responding to the demand response market, economic effects can be increased, and information delivery and control capabilities of the power storage device can be improved using a monitoring graphic user interface.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is limited by the claims to be described later, and the configuration of the present invention is varied within the scope not departing from the technical spirit of the present invention. It can be easily understood by those of ordinary skill in the art that the present invention can be changed and modified.
100,200: 전력 저장 장치
110,210: 전력 변환부
120,220: 배터리
130,230: 제어부
140,240: 인터페이스부
250: 분산 자원100,200: power storage device
110,210: power conversion unit
120,220: battery
130,230: control unit
140,240: interface unit
250: distributed resource
Claims (11)
설정된 충방전 스케쥴에 따라 상기 전력 변환부의 충방전 동작을 제어하고, 수요 반응 감축 지시가 접수되면 설정된 수요 반응 스케쥴에 따라 상기 전력 변환부의 충방전 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는
예측된 익일 수용가의 부하량의 기준 전력 피크의 발생이 예측되지 않으면 계통 전력과 충전 전력 간의 차익 거래를 고려하여 상기 전력 변환부의 충방전 동작을 제어하고,
예측된 익일 수용가의 부하량의 기준 전력 피크의 발생이 예측되고, 예측된 기준 전력 피크값이 상기 전력 변환부의 허용 전력량 내이면, 전력 피크 대응 후의 잉여 전력량으로 차익거래하고, 상기 허용 전력량을 초과하면 신규 기준 전력 피크값을 상향 설정하고, 상향 설정된 신규 기준 전력 피크에 준하여 전력 피크 대응 후의 잉여 전력량으로 차익 거래하는 전력 저장 장치.
A power conversion unit that charges some of the system power supplied to the customer or supplies the charged power to the customer;
And a control unit for controlling the charging/discharging operation of the power conversion unit according to a set charging/discharging schedule, and controlling the charging/discharging operation of the power conversion unit according to a set demand response schedule when a demand response reduction instruction is received,
The control unit
If the occurrence of the reference power peak of the predicted next-day customer's load is not predicted, the charging/discharging operation of the power conversion unit is controlled in consideration of the arbitrage transaction between the system power and the charging power,
If the occurrence of the reference power peak of the predicted next-day customer's load is predicted, and the predicted reference power peak value is within the allowable power amount of the power conversion unit, arbitrage with the surplus power amount after responding to the power peak, and exceeding the allowable power amount, a new A power storage device that sets a reference power peak value upward and trades profitably with the amount of surplus power after responding to the power peak according to the new reference power peak set upward.
상기 전력 변환부의 전력 상태를 표시하는 인터페이스부를 더 포함하는 전력 저장 장치.
The method of claim 1,
Power storage device further comprising an interface unit for displaying the power state of the power conversion unit.
상기 인터페이스부는 전력 저장 장치의 구성을 나타내는 제1 화면, 상기 전력 변환부의 운전 모드를 나타내는 제2 화면, 경제적 효과를 나타내는 제3 화면을 표시하는 전력 저장 장치.
The method of claim 4,
The interface unit displays a first screen indicating the configuration of the power storage device, a second screen indicating an operation mode of the power conversion unit, and a third screen indicating an economic effect.
상기 인터페이스부는 부가적인 요소를 모니터링하는 제4 화면을 표시하는 전력 저장 장치.
The method of claim 5,
The interface unit displays a fourth screen for monitoring additional elements.
상기 인터페이스부의 제1 화면은 배터리 용량, 상기 전력 변환부의 충방전 출력값, 상기 수용가의 부하 사용량 및 상기 계통 전력의 사용량을 나타내는 전력 저장 장치.
The method of claim 5,
The first screen of the interface unit displays a battery capacity, a charge/discharge output value of the power conversion unit, a load usage amount of the customer, and a power storage device used in the system power.
상기 인터페이스부의 제2 화면은 피크 대응, 차익 거래 및 수요 반응을 나타내는 전력 저장 장치.
The method of claim 5,
The second screen of the interface unit is a power storage device indicating peak response, arbitrage transaction, and demand response.
상기 인터페이스부의 제3 화면은 피크 절감, 차익 거래 및 수요 반응 효과를 나타내는 전력 저장 장치.
The method of claim 5,
The third screen of the interface unit is a power storage device showing peak reduction, arbitrage trading, and demand response effects.
상기 인터페이스부의 제4 화면은 전력 거래소 예비율, 일기 정보 및 전기를 소비하지 않은 평상시 사용 전력량을 예측한 값(Customer Baseline Load; CBL)을 나타내는 전력 저장 장치.
The method of claim 5,
The fourth screen of the interface unit displays a power exchange reserve rate, weather information, and a predicted value (Customer Baseline Load; CBL) of the amount of power used normally without electricity consumption.
상기 인터페이스부는 상기 전력 변환부의 운전 모드 중 수요 반응 대응이 선택되면, 급전 시간, 상기 급전 시간에 따른 전기를 소비하지 않은 평상시 사용 전력량을 예측한 값(Customer Baseline Load; CBL) 및 현재 부하 사용량과, 상기 급전 시간에 따른 상기 전력 변환부의 충방전량을 나타내는 제5 화면을 표시하는 전력 저장 장치.
The method of claim 5,
When the demand response response is selected among the operation modes of the power conversion unit, the interface unit predicts a power supply time, an amount of power used normally that does not consume electricity according to the power supply time (Customer Baseline Load; CBL), and a current load usage, A power storage device that displays a fifth screen indicating a charge/discharge amount of the power converter according to the power supply time.
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