KR102201680B1 - 소규모 마이크로그리드 운영방법 - Google Patents

소규모 마이크로그리드 운영방법 Download PDF

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KR102201680B1
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Abstract

본 발명은 소규모 마이크로그리드 운영방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 구조를 단순화하고 전체 망을 하나의 망구조로 해석함으로써 전력관리시스템(PMS)을 사용하지 않고서도, 전체 에너지관리시스템(EMS)을 단독으로 구성하여 가격 등을 저렴하게 구성할 수 있는 것으로써, 복수의 고객사 마이크로그리드에서 소요되는 전력량을 계측하고 현재 저장된 전력량과 비교하는 단계; 상기 비교된 전력량에 따라 필요하거나 또는 남는 전력량을 도출하는 단계; 상기 복수의 고객사 마이크로그리드로부터 각각 도출된 전력량을 데이터 통신을 통하여 에너지관리시스템으로 전달하여 에너지 현황을 파악하는 단계; 상기 파악된 에너지 현황에 따라 상기 복수의 고객사 마이크로그리드로 전력 송신 또는 수신 여부를 결정하는 단계; 결정된 전력 송신 또는 수신 명령을 중앙 에너지저장시스템으로 전송하는 단계; 및 상기 중앙 에너지저장시스템(Main ESS)에서 받은 명령에 따라 복수의 고객사 마이크로그리드로 전력을 송신하거나 또는 복수의 고객사 마이크로그리드로부터 전력을 수신하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소규모 마이크로그리드 운영방법{METHOD FOR MANAGEMENT OF SMALL MICROGRID}
본 발명은 소규모 마이크로그리드 운영방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, PMS(Power Management System)를 이용하지 않는 EMS(Energy Management System)구조를 사용하여, 마이크로그리드를 저비용으로 운영하는 것을 특징으로 하는 소규모 마이크로그리드 운영방법에 관한 것이다.
마이크로그리드를 운영하고, 에너지관리시스템에 사용되는 운영방법들에 있어서, 종래는 EMS(Energy Management System, 에너지관리시스템)단 아래에 PMS(Power Management System, 전력관리시스템)가 사용되며 PMS가 사용될 경우, 비용 등의 문제가 있다.
종래의 기술은 PMS가 필요한 구조인데, 기존의 DC 마이크로그리드에서는 고객사의 PMS를 통해서 EMS로의 전력공급을 요청하고, EMS는 MG내에서 저장된 에너지를 파악하여, PCS(인버터)를 통해서 고객사로 전력을 공급한다. 이때 공급하는 전력량에 대한 요금 부과에 대한 Deal이 이루어진다.
대한민국 공개특허 제 10-2018-0075273호(발명의 명칭: 마이크로 그리드의 전력 공급 관리 방법 및 시스템)에서는, 마이크로 그리드의 전체 부하 평탄화를 수행하는 전력 관리 시스템; 프로슈머 수용가, 계통 전력 사업자, 제어 가능 발전 자원 사업자, 배터리 운영 사업자 및 수요자원 사업자로부터 입찰 단가를 제시받고, 거래가 자동으로 체결되는 전력거래시장; 수요 예측, 신 재생 발전 예측, 분산 발전 자원 정보를 바탕으로 마이크로그리드 내 분산 발전 자원의 가동 여부를 관제하는 운영 플랫폼;및 플랫폼과 데이터를 송수신하고, 양방향 전력을 실시간 측정하며, 프로슈머의 수익을 산정하는 기준 값을 제시하고, SLA 준수율을 측정하는 양방향 AMI; 및 프로슈머 및 각 발전 자원에 설치되는 시스템으로 플랫폼의 제어 신호에 실시간 응동(response)하는 기능을 수행하는 수용가 내 전력관리시스템(L-PMS)을 포함하는 전력 관리 시스템이 개시되어 있다.
이와 같은 종래의 마이크로그리드를 운영방법의 경우, 별도의 PMS를 사용하여야 하기 때문에, 이를 구현하기 위한 별도의 비용이 과다하게 소요될 뿐만 아니라, 각 수요단에 있는 에너지저장시스템의 상태 및 모드 전환 등을 구현하기가 매우 복잡하다는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제 10-2018-0075273호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 소규모 DC마이크로그리드에서는 구조를 단순화하고 전체 망을 하나의 망구조로 해석함으로써, 전력관리시스템을 사용하지 않고서도, 전체 에너지관리시스템을 단독으로 구성하여 가격 등을 저렴하게 구성할 수 있고, 이를 운영할 때 필요한 알고리즘을 간단하게 구현하고자 함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 소규모 마이크로그리드 운영방법은, 복수의 고객사 마이크로그리드에서 소요되는 전력량을 계측하고, 현재 저장된 전력량과 비교하는 단계; 상기 비교된 전력량에 따라, 필요하거나 또는 남는 전력량을 도출하는 단계; 상기 복수의 고객사 마이크로그리드로부터 각각 도출된 전력량을, 데이터 통신을 통하여 에너지관리시스템(EMS)으로 전달하여 에너지 현황을 파악하는 단계; 상기 파악된 에너지 현황에 따라, 상기 복수의 고객사 마이크로그리드로 전력 송신 또는 수신 여부를 결정하는 단계; 결정된 전력 송신 또는 수신 명령을, 중앙 에너지저장시스템으로 전송하는 단계; 및 상기 중앙 에너지저장시스템(Main ESS)에서 받은 명령에 따라, 복수의 고객사 마이크로그리드로 전력을 송신하거나 또는 복수의 고객사 마이크로그리드로부터 전력을 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 마이크로그리드는, 자체적으로 전력을 생산하는 태양광 발전 모듈 또는 열병합 발전 모듈 중 어느 하나를 포함하며, 자체적으로 생산된 전력을 저장하는 고객사 에너지저장시스템(Local ESS)을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 복수의 마이크로그리드에서 생산되는 전력과 예상되는 소비 전력을 비교하여, 생산되는 전력이 예상되는 소비 전력보다 많을 경우, 남는 전력을 상기 고객사 에너지저장시스템에 저장한 후, 저장된 전력 정보를 상기 중앙 에너지관리시스템으로 전송하고, 예상되는 소비 전력이 생산되는 전력보다 많을 경우, 상기 고객사 에너지관리시스템으로부터 명령을 전달받아 상기 중앙 에너지저장시스템으로부터 필요한 전력을 전달받도록 이루어지는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 에너지관리시스템으로부터의 명령에 따라, 상기 고객사 에너지저장시스템에 저장된 전력을 상기 중앙 에너지저장시스템으로 전송하여 저장하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수의 고객사 마이크로그리드는, 상기 중앙 에너지저장시스템 및 상기 고객사 에너지저장시스템과 연결된 직류 컨버터와 연결되어, 전력을 공급받는 인버터를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고객사 마이크로그리드는, 자체적으로 전력을 생산하는 태양광 발전 모듈 또는 열병합 발전 모듈 중, 어느 하나를 포함하여 상기 인버터에 연결되어, 전력을 공급받도록 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고객사 마이크로그리드는 별도의 외부 교류 그리드와 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 고객사 마이크로그리드에 포함된 상기 인버터에서의 전력 제어는, i)스케쥴 전력명령, ii)부하 비례 운영 및 iii)부하전력단의 피크 컷 운영 중, 어느 하나의 방법으로 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 고객사 마이크로그리드에 포함된 에너지저장시스템의 전력 제어는, i)과방전 방지 및 최대 충전 모드, ii)정상동작 모드 및 iii)과충전 방지 모드 중 어느 하나의 방법으로, 상기 에너지저장시스템에 연결된 컨버터의 전력을 제어하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 중앙단 에너지저장시스템의 전력 제어는, i)과방전 방지 및 최대 충전 모드, ii)정상동작 모드 및 iii)과충전 방지 모드 중 어느 하나의 방법으로 제어되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 소규모 산업단지 등에 DC 마이크로그리드가 구성이 되고 이를 운영하는데 이용될 수 있다는 것이다.
그리고 본 발명의 효과는, 소규모 산업단지 등에 마이크로그리드를 도입하려고 할 때, 구조를 단순화시켜 전체 망을 하나의 망구조로 해석해서 PMS가 없는, EMS단독으로 구성하여, 가격적인 부분과 사전 협의된 전력량을 공급하기 때문에 저비용으로 도입할 수 있다는 것이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소규모 마이크로그리드 운영 방법의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 수요단 에너지 공급 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로컬 제어 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중앙단 ESS 제어 구성도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 소규모 마이크로그리드 운영방법에 대해 설명하기로 한다.
여기서 마이크로그리드(Microgrid)는, 명확히 정의된 전기적 범위 안에서 상호 연결된 '수용가(需用家, Consumer)'와 '분산전원(DR: Distributed Resource)'의 그룹으로서, 이는 계통에 대하여 하나의 제어 가능한 개체이며, 계통으로부터 연결 및 독립이 가능할 수 있다. 또한, 전력 품질 및 공급의 안정성을 확보하기 위하여, 대부분의 마이크로그리드는 ESS(Energy Storage System, 에너지저장시스템)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 분산전원은, 대규모 집중형 전원과는 달리, 전력 수요자 인근 지역에 설치 가능한 소규모 발전 설비를 이용하여 수요자에게 필요한 전력을 전량 공급하거나, 이미 사용 중인 중앙 집중식 전력 공급 체계의 단점을 보완하기 위한 용도로 적용 가능한 발전 방식을 의미할 수 있다.
또한, 태양광발전은, 분산전원으로서, 분산전원의 종류에 대해 서술하자면, 신에너지 및 재생에너지가 있을 수 있으며 본 발명에서는 PV(Photovoltaic, 광발전)일 수 있다.
여기서 ESS는, 장치 혹은 물리적 매체를 이용하여 에너지를 나중에 사용하기 위해 저장하는 장치 또는 더 넓은 범위의 체계 전체를 의미할 수 있다. 또한, 전력 공급 과잉 시점에는 전력을 저장하고, 수요가 많아지는 시점에는 저장해 둔 전력을 로컬로 공급하는 역할을 수행함으로써, 마이크로그리드의 전력 품질 및 공급의 안정성에 기여할 수 있다.
또한 SOC는, 잔존용량(殘存容量, State Of Charge)으로, 축전지의 연료량을 표시할 수 있는 척도를 의미할 수 있다. 잔존용량을 직접적으로 측정할 수는 없으며, 대신 간접적으로 측정할 수 있는 화학측정법, 전압측정법, 전류적분법, 및 압력측정법이 있으며, 이는 종래기술을 사용한 것일 수 있다.
또한 PCS(Power Conditioning System)는, 전력 계통으로부터 전력을 배터리에 충전(직류 변환)하고, 배터리에 저장된 전력을 전력 계통 혹은 부하에 공급(교류변환)하는 양방향 전력 제어기능과 배터리가 요구하는 충방전 전류를 조절하는 기능, 그리고 BMS(Battery Management System), EMS(Energy Management System)와 통신을 통해서 배터리의 상태를 모니터링하고 상위 제어기의 명령을 원활하게 수행할 수 있다
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소규모 마이크로그리드 운영 방법 의 구성도이다.
본 발명인 소규모 마이크로그리드 운영방법은, 복수의 고객사 마이크로그리드에서 소요되는 전력량을 계측하고 현재 저장된 전력량과 비교하는 단계; 상기 비교된 전력량에 따라 필요하거나 또는 남는 전력량을 도출하는 단계; 상기 복수의 고객사 마이크로그리드로부터 각각 도출된 전력량을 데이터 통신을 통하여 에너지관리시스템으로 전달하여 에너지 현황을 파악하는 단계; 상기 파악된 에너지 현황에 따라 상기 복수의 고객사 마이크로그리드로 전력 송신 또는 수신 여부를 결정하는 단계; 결정된 전력 송신 또는 수신 명령을 중앙 에너지저장시스템으로 전송하는 단계; 및 상기 중앙 에너지저장시스템(Main ESS)에서 받은 명령에 따라 복수의 고객사 마이크로그리드로 전력을 송신하거나 또는 복수의 고객사 마이크로그리드로부터 전력을 수신하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 고객사 마이크로그리드 내에 태양광발전, ESS, 및 PCS를 포함하고, PMS는 포함하지 않으며, EMS는 중앙 TOC(Total Operation Center, 통합관제센터)내에 존재할 수 있다.
여기서 PMS는, 전원 관리 시스템(power management system)으로서, 전형적인 전원 관리 시스템은 온도 변화와 같은 외적 요인에 민감할수 있다. 또한 에너지 소비를 감시하고 규제하며 전력 사용을 예상하여 필요한 조정을 할 수 있다. 사용 전력 요금은 총 사용량과 해당 기간 동안 어느 순간의 최대 사용량을 정해놓는 프로그램을 마련할 수 있다.
여기서 EMS는, 에너지관리시스템(Energy Management System)으로서, 에너지효율 향상 목표를 설정하고, 이를 달성하기 위해 관리체제를 일정한 절차 및 기법에 따라, 체계적이고 지속적으로 추진하는 전사적 에너지관리 시스템을 의미할 수 있다. 공장 가정 등에서 에너지 사용을 최적화하도록 IT소프트웨어로 관리하고, 기업은 비용절감을, 국가는 에너지 소비와 온실가스 배출량 감축할 수 있다.
여기서 TOC는, 통합운영센터(Total Operation Center)로서, 마이크로그리드 내의 모든 정보가 모이는 플랫폼이며, 마이크로그리드의 각종 서비스를 관장하는 기능을 할 수 있다.
또한, 상기 복수의 마이크로그리드는, 자체적으로 전력을 생산하는 태양광 발전 모듈 또는 열병합 발전 모듈 중 어느 하나를 포함하며, 자체적으로 생산된 전력을 저장하는 고객사 에너지저장시스템(Local ESS)을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 복수의 마이크로그리드에서 생산되는 전력과 예상되는 소비 전력을 비교하여, 생산되는 전력이 예상되는 소비 전력보다 많을 경우, 남는 전력을 상기 고객사 에너지저장시스템에 저장한 후, 저장된 전력 정보를 상기 중앙 에너지관리시스템으로 전송하고, 예상되는 소비 전력이 생산되는 전력보다 많을 경우, 상기 에너지관리시스템으로부터 명령을 전달받아, 상기 중앙 에너지저장시스템으로부터 필요한 전력을 전달받도록 이루어지는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 에너지관리시스템으로부터의 명령에 따라, 상기 고객사 에너지저장시스템에 저장된 전력을 상기 중앙 에너지저장시스템으로 전송하여 저장하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수의 고객사 마이크로그리드는 중앙 에너지저장시스템 및 고객사 에너지저장시스템과 연결된 직류 컨버터와 연결되어, 전력을 공급받는 인버터를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고객사 마이크로그리드는, 자체적으로 전력을 생산하는 태양광 발전 모듈 또는 열병합 발전 모듈 중, 어느 하나를 포함하여 상기 인버터에 연결되어, 전력을 공급받도록 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고객사 마이크로그리드는 별도의 외부 교류 그리드와 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 고객사 마이크로그리드에 포함된 상기 인버터에서의 전력 제어는, i)스케쥴 전력명령, ii)부하 비례 운영 및 iii)부하전력단의 피크 컷 운영 중 어느 하나의 방법으로 제어되는 것이 바람직하다.
여기서 스케쥴 전력명령은, 아래의 공식에 의해 수행될 수 있다.
Figure 112018120304216-pat00001
인버터의 기준 전력은, 미리 설정해 놓은, 시간에 따른 인버터 전력일 수 있다.
또한 부하 비례 운영은, 아래의 공식에 의해 수행될 수 있다.
Figure 112018120304216-pat00002
인버터의 기준 전력은, 부하 전력과 일정한 값에 비례할 수 있다.
또한 부하 전력단의 피크 컷 운영은, 아래의 공식에 의해 수행될 수 있다.
Figure 112018120304216-pat00003
인버터의 기준 전력은, 부하 전력에서 임계 부하전력의 차와, 0인 값 중에 큰 값이 될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 고객사 마이크로그리드에 포함된 에너지저장시스템의 전력 제어는, i)과방전 방지 및 최대 충전 모드, ii)정상동작 모드 및 iii)과충전 방지 모드 중 어느 하나의 방법으로 상기 에너지저장시스템에 연결된 컨버터의 전력을 제어하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서 과방전 방지 및 최대 충전모드는, 아래의 공식에 의해 수행될 수 있다.
Figure 112018120304216-pat00004
배터리의 기준 전력은, 배터리 최대 전력 값의 음의 값과 같을 수 있다. 이에 따라 과방전을 방지하고, 최대 충전 모드로 돌입할 수 있다.
또한 정상동작 모드는, 아래의 공식에 의해 수행될 수 있다.
Figure 112018120304216-pat00005
배터리의 기준 전력은, 인버터의 기준 전력값에서 태양광발전 전력값을 제하고, 배터리에서 자체적으로 상쇄한 값을 더한 것일 수 있다.
또한 과충전 방지 모드는, 아래의 공식에 의해 수행될 수 있다.
Figure 112018120304216-pat00006
배터리의 기준 전력은, 정상동작 모드 시의 배터리 기준 전력값과 0인 값 중에서 큰 값일 수 있다. 이에 따라 과충전을 방지하고 배터리로의 유입 전력을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 중앙단 에너지저장시스템의 전력 제어는, i)과방전 방지 및 최대 충전 모드, ii)정상동작 모드 및 iii)과충전 방지 모드 중 어느 하나의 방법으로 제어되는 것이 바람직하다.
여기서 과방전 방지 및 최대 충전 모드는, 아래의 공식에 의해 수행될 수 있다.
Figure 112018120304216-pat00007
배터리의 기준 전력이 0보다 크고, 과방전 방지 및 최대 충전 모드인 경우, 배터리의 기준 전력 값을 0으로 하며, 배터리의 기준 전력이 0보다 작고, 과충전 방지 모드인 경우 역시, 배터리의 기준 전력 값을 0으로 하며, 중앙단의 분산전원 전력과 배터리의 기준 전력의 합보다 인버터의 기준 전력이 큰 경우, 인버터의 기준 전력은 중앙단의 분산전원 전력과 배터리의 기준 전력의 합과 동일하게 할 수 있다. 이 세가지 경우에는 고객사의 자체 전력 생산 발전을 멈출 수 있다.
또한, 정상동작 모드는 상기 고객사 마이크로그리드에 포함된 에너지저장시스템의 전력 제어의 정상동작 모드와 동일하며, 이에 따라 로컬 SOC상태에 따른 로컬 제어단을 운영할 수 있다.
또한, 과충전 방지 모드는, 아래의 공식에 의해 수행될 수 있다.
Figure 112018120304216-pat00008
i)과방전 방지 및 최대 충전 모드, 또는 ii)정상동작 모드의 경우, 배터리의 기준 전력이, 배터리 최대 전력 값의 음의 값과 동일 시, 이에 따라 과방전을 방지하고, 최대 충전 모드로 돌입, 또는 정상동작 모드로 돌입할 수 있다. 또한, iii)과충전 방지 모드의 경우, 배터리의 기준 전력이 음의 값이면, 배터리 기준 전력이 0인 값이 되어 과충전을 방지할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명에 따르면, 소규모 산업단지 등에 DC 마이크로그리드가 구성이 되고 이를 운영하는데 쉽게 적용될 수 있으며, 이에 따라 소규모 산업단지 등에 마이크로그리드를 도입하려고 할 때, 구조를 단순화시켜 전체 망을 하나의 망구조로 해석해서 PMS가 없는, EMS단독으로 구성하여, 가격적인 부분과 사전 협의된 전력량을 공급하기 때문에 저비용으로 도입할 수 있는 장점이 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 전력관리시스템(PMS: Power Management System)을 이용하지 않는 에너지관리시스템(EMS: Energy Management System)을 사용하여 마이크로그리드를 저비용으로 운영하는 마이크로그리드 운영방법에 있어서,
    복수의 고객사 마이크로그리드에서 소요되는 전력량을 계측하고, 현재 저장된 전력량과 비교하는 단계;
    상기 비교된 전력량에 따라, 필요하거나 또는 남는 전력량을 도출하는 단계;
    상기 복수의 고객사 마이크로그리드로부터 각각 도출된 전력량을, 데이터 통신을 통하여 상기 에너지관리시스템(EMS)으로 전달하여, 에너지 현황을 파악하는 단계;
    상기 파악된 에너지 현황에 따라, 상기 복수의 고객사 마이크로그리드로 전력 송신 또는 수신 여부를 결정하는 단계;
    결정된 전력 송신 또는 수신 명령을, 중앙 에너지저장시스템으로 전송하는 단계; 및
    상기 중앙 에너지저장시스템(Main ESS)에서 받은 명령에 따라, 복수의 고객사 마이크로그리드로 전력을 송신하거나 또는 복수의 고객사 마이크로그리드로부터 전력을 수신하는 단계;를 포함하고,
    상기 복수의 마이크로그리드는, 자체적으로 전력을 생산하는 태양광 발전 모듈 또는 열병합 발전 모듈 중 어느 하나를 포함하며, 자체적으로 생산된 전력을 저장하는 고객사 에너지저장시스템(Local ESS)을 포함하며,
    상기 복수의 고객사 마이크로그리드는, 상기 중앙 에너지저장시스템 및 상기 고객사 에너지저장시스템과 연결된 직류 컨버터와 연결되어, 전력을 공급받는 인버터를 포함하고,
    상기 고객사 마이크로그리드에 포함된 상기 인버터에서의 전력 제어는, i)스케쥴 전력명령, ii)부하 비례 운영 및 iii)부하전력단의 피크 컷 운영 중, 어느 하나의 방법으로 제어되며,
    상기 스케쥴 전력명령은,
    Figure 112020077425797-pat00013
    의 공식에 의해 수행되고,
    상기 부하 비례 운영은,
    Figure 112020077425797-pat00014
    의 공식에 의해 수행되며,
    상기 부하전력단의 피크 컷 운영은,
    Figure 112020077425797-pat00015
    의 공식에 의해 수행되며,
    상기 인버터의 기준 전력은 부하 전력과 임계 부하전력의 차와 0인 값 중에 큰 값인 것을 특징으로 하는 소규모 마이크로그리드 운영방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 마이크로그리드에서 생산되는 전력과 예상되는 소비 전력을 비교하여, 생산되는 전력이 예상되는 소비 전력보다 많을 경우, 남는 전력을 상기 고객사 에너지저장시스템에 저장한 후, 저장된 전력 정보를 중앙 에너지관리시스템으로 전송하고, 예상되는 소비 전력이 생산되는 전력보다 많을 경우, 고객사 에너지관리시스템으로부터 명령을 전달받아, 상기 중앙 에너지저장시스템으로부터 필요한 전력을 전달받도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 소규모 마이크로그리드 운영방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 중앙 에너지관리시스템으로부터의 명령에 따라, 상기 고객사 에너지저장시스템에 저장된 전력을 상기 중앙 에너지저장시스템으로 전송하여 저장하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 소규모 마이크로그리드 운영방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 고객사 마이크로그리드는, 자체적으로 전력을 생산하는 태양광 발전 모듈 또는 열병합 발전 모듈 중, 어느 하나를 포함하여 상기 인버터에 연결되어, 전력을 공급받도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 소규모 마이크로그리드 운영방법.
  7. 청구항 1 또는 6에 있어서,
    상기 고객사 마이크로그리드는, 별도의 외부 교류 그리드와 연결되는 것을 특징으로 하는 소규모 마이크로그리드 운영방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 고객사 마이크로그리드에 포함된 에너지저장시스템의 전력 제어는, i)과방전 방지 및 최대 충전 모드, ii)정상동작 모드 및 iii)과충전 방지 모드 중 어느 하나의 방법으로, 상기 에너지저장시스템에 연결된 컨버터의 전력을 제어하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 소규모 마이크로그리드 운영방법.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 중앙 에너지저장시스템의 전력 제어는, i)과방전 방지 및 최대 충전 모드, ii)정상동작 모드 및 iii)과충전 방지 모드 중 어느 하나의 방법으로 제어되는 것을 특징으로 하는 소규모 마이크로그리드 운영방법.
  11. 청구항 1의 소규모 마이크로그리드 운영방법에 따라 운영되는, 소규모 마이크로그리드 시스템.
  12. 청구항 11의 소규모 마이크로그리드 시스템을 구비하는, 소규모 산업단지의 DC 마이크로그리드 시스템.
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KR102641849B1 (ko) * 2021-12-15 2024-02-29 서창전기통신 주식회사 다회로 전력 변환 장치를 이용한 다중 마이크로 그리드 시스템

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KR20130094925A (ko) * 2012-02-17 2013-08-27 한국전자통신연구원 에너지관리시스템의 에너지 제어 방법
KR20180075273A (ko) 2016-12-26 2018-07-04 주식회사 컴퍼니위 마이크로 그리드의 전력 공급 관리 방법 및 시스템
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