KR102294289B1 - 가정용 ess 제어 장치 - Google Patents

가정용 ess 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102294289B1
KR102294289B1 KR1020210025010A KR20210025010A KR102294289B1 KR 102294289 B1 KR102294289 B1 KR 102294289B1 KR 1020210025010 A KR1020210025010 A KR 1020210025010A KR 20210025010 A KR20210025010 A KR 20210025010A KR 102294289 B1 KR102294289 B1 KR 102294289B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
load
storage unit
amount
power storage
Prior art date
Application number
KR1020210025010A
Other languages
English (en)
Inventor
허은
Original Assignee
이온어스(주)
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 이온어스(주) filed Critical 이온어스(주)
Priority to KR1020210025010A priority Critical patent/KR102294289B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102294289B1 publication Critical patent/KR102294289B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/003—Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H02J3/144—Demand-response operation of the power transmission or distribution network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
    • H02J2310/14—The load or loads being home appliances
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS 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
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS 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
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/242—Home appliances

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

일실시에에 따르면, 가정용 ESS를 제어하기 위한 장치에 있어서, 배터리의 직렬과 병렬 조합을 통하여 전력을 저장하는 전력저장부; 인버터와 컨버터의 조합으로 교류와 직류를 상호 변환하며, 벽면 콘센트에 연결되어 전력을 충전 또는 방전하는 행위를 수행하는 전력변환부; 부하설비와 연결되어 상기 부하설비로 전력을 공급하는 출력콘센트; 전력 사용 패턴에 대한 학습값을 기초로, 상기 전력저장부에 전력을 충전 또는 방전할 것인지 여부와, 충전 또는 방전해야 하는 전력 조절량을 결정하여, 상기 전력저장부에 저장된 전력량이 조절되도록 제어하는 제어부; 분전반에 설치되어 차단기와 연결된 전로의 부하량을 감시하고, 상기 부하량을 통해 확인된 부하 상태 및 전로 상태에 대한 정보를 상기 제어부로 전송하는 부하측정부; 및 상기 벽면 콘센트에 연결되어 상기 장치에 전기를 공급하고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 벽면 콘센트로 전기를 공급하는 플러그부를 포함하는, 가정용 ESS 제어 장치가 제공된다.

Description

가정용 ESS 제어 장치 {DEVICE FOR CONTROLLING ESS USED HOME}
아래 실시예들은 가정용으로 사용되는 ESS(Energy Storage System)를 제어하여 전력의 충전 및 방전을 관리하는 기술에 관한 것이다.
온실가스 배출과 미세먼지 발생의 대안으로 대부분의 에너지원이 전기로 통합되고 있는 상황에서 더 편리한 생활을 위해 가정의 옥내 가전의 순간 최대 사용 전력량이 증가하고 있다.
예를 들어, 생활가전 분야에서 세탁기와 건조기를 같이 사용할 때, 각각의 출력이 약 2,200W 상당으로 동시 동작 시 최대출력이 20A로 급증하게 되어 차단기가 떨어지는 사례가 빈번하게 발생하고 있다.
주방가전 분야에서는 전기레인지가 최대출력 16A~40A로 보급되고 있다.
옥내배선 규정으로 단상 벽면 콘센트의 전기배선은 최대 16A로 규정하고 있고, 차단기의 용량은 15A를 사용하고 있으며, 별도 차단 전용회로로 구성되는 것이 아니라 이미 조명 및 기타 부하와 함께 사용되고 있는 실정이다.
결과적으로, 집합주택의 경우 옥내배선의 재구축이 어렵고, 특히 10년 이상된 주택에서의 옥내배선 공사는 쉽지않아, 상술한 문제들을 해결하기 힘든 상황이다.
따라서, 가정내 효율적인 전력 이용과 옥내배선의 조기열화를 막아 안전한 전기 사용 환경을 조성할 수 있으며, 가정용 전력의 충전 및 방전을 관리하여 제어하는 전력 관리 방법에 대한 요구가 증대되고 있다.
한국등록특허 제10-1946059호(2019.05.02) 한국등록특허 제10-1445248호(2014.09.29) 한국공개특허 제10-2017-0038640호(2017.04.07) 한국공개특허 제10-2020-0063616호(2020.06.05)
일실시예에 따르면, 전력 사용 패턴에 대한 학습값을 기초로, 전력저장부에 전력을 충전 또는 방전할 것인지 여부와, 충전 또는 방전해야 하는 전력 조절량을 결정하여, 전력저장부에 저장된 전력량이 조절되도록 제어하는 가정용 ESS 제어 장치를 제공하기 위한 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예에 따르면, 가정용 ESS를 제어하기 위한 장치에 있어서, 배터리의 직렬과 병렬 조합을 통하여 전력을 저장하는 전력저장부; 인버터와 컨버터의 조합으로 교류와 직류를 상호 변환하며, 벽면 콘센트에 연결되어 전력을 충전 또는 방전하는 행위를 수행하는 전력변환부; 부하설비와 연결되어 상기 부하설비로 전력을 공급하는 출력콘센트; 전력 사용 패턴에 대한 학습값을 기초로, 상기 전력저장부에 전력을 충전 또는 방전할 것인지 여부와, 충전 또는 방전해야 하는 전력 조절량을 결정하여, 상기 전력저장부에 저장된 전력량이 조절되도록 제어하는 제어부; 분전반에 설치되어 차단기와 연결된 전로의 부하량을 감시하고, 상기 부하량을 통해 확인된 부하 상태 및 전로 상태에 대한 정보를 상기 제어부로 전송하는 부하측정부; 및 상기 벽면 콘센트에 연결되어 상기 장치에 전기를 공급하고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 벽면 콘센트로 전기를 공급하는 플러그부를 포함하는, 가정용 ESS 제어 장치가 제공된다.
상기 제어부는, 상기 부하측정부에서 측정된 상기 부하량이 미리 설정된 기준값 이하로 확인되면, 상기 전력저장부에 전력이 충전되도록 제어하고, 상기 부하량이 상기 기준값 이상으로 확인되면, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 방전되도록 제어하고, 상기 전력저장부가 방전인 상태에서, 상기 부하량과 미리 설정된 제1 목표값의 차이가 기준 범위 내에 있는 것으로 확인되면, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 더 이상 방전되지 않도록 제어하고, 상기 부하량이 확인되지 않는 경우, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 방전될 때 상기 출력콘센트를 통해서만 전력이 공급되고, 상기 플러그부를 통해 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 출력콘센트에 제1 가전 제품 및 제2 가전 제품이 연결되어 있는 경우, 가전 제품별 전력 사용 패턴에 대한 학습값을 기초로, 상기 제1 가전 제품의 동작에 따라 필요한 시간대별 전력 사용량을 예측하고, 상기 제2 가전 제품의 동작에 따라 필요한 시간대별 전력 사용량을 예측하고, 제1 시간대에 상기 제1 가전 제품에 필요한 전력 사용량과 상기 제2 가전 제품에 필요한 전력 사용량을 합산한 제1 예측 방전량이 미리 설정된 최대 부하량 이하로 확인되면, 상기 제1 시간대에 상기 출력콘센트에 연결된 가전 제품들에 대한 전력 공급이 가능한 것으로 판단하고, 제2 시간대에 상기 제1 가전 제품에 필요한 전력 사용량과 상기 제2 가전 제품에 필요한 전력 사용량을 합산한 제2 예측 방전량이 상기 최대 부하량 이상으로 확인되면, 상기 제2 시간대에 상기 출력콘센트에 연결된 가전 제품들에 대한 전력 공급이 불가능한 것으로 판단하여, 상기 제2 시간대에 대한 가전 제품 사용 주의 알림 메시지를 고객 단말로 전송할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 부하량이 상기 기준값 이상으로 확인되면, 상기 전력저장부의 충전 상태를 확인하여 상기 전력저장부에 저장된 전력의 충전량을 측정하고, 상기 전력저장부의 비상용 저장량을 통해 설정된 제1 설정값 보다 상기 충전량이 더 작은지 여부를 판단하고, 상기 충전량이 상기 제1 설정값 보다 큰 것으로 판단되면, 상기 전력저장부를 방전 모드로 설정하여, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 방전되어, 상기 부하설비로 전력이 공급되도록 제어하고 상기 충전량이 상기 제1 설정값 보다 작은 것으로 판단되면, 상기 전력저장부를 충전 모드로 설정하여, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 방전되지 않도록 제어하고, 상기 전력저장부가 방전 모드로 설정되어 있는 경우, 상기 출력콘센트에 연결된 기준치 이상의 부하설비들이 동시에 가동되어, 상기 전력저장부의 방전량이 미리 설정된 제2 목표값 보다 큰 것으로 확인되면, 상기 전력저장부의 충전 상태를 다시 확인하고, 상기 전력저장부가 충전 모드로 설정되어 있는 경우, 상기 전력저장부의 충전 모드가 미리 설정된 기준 기간 동안 유지되면, 상기 전력저장부의 충전 상태를 다시 확인할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 충전량이 상기 제1 설정값 보다 작은 것으로 판단되면, 상기 출력콘센트에 연결된 부하설비들 중 우선순위가 1순위로 등록되어 있는 제1 가전 제품이 연결되어 있는지 여부를 판단하고, 상기 제1 가전 제품이 연결되어 있지 않는 것으로 판단되면, 상기 전력저장부를 충전 모드로 설정하여, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 방전되지 않도록 제어하고, 상기 제1 가전 제품이 연결되어 있는 것으로 판단되면, 상기 전력저장부의 건강 상태를 통해 설정된 제2 설정값 보다 상기 충전량이 더 작은지 여부를 판단하고, 상기 충전량이 상기 제2 설정값 보다 큰 것으로 판단되면, 상기 전력저장부를 방전 모드로 설정하여, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 방전되어, 상기 제1 가전 제품으로 전력이 공급되도록 제어하고, 상기 제1 가전 제품이 구동 상태인 경우, 상기 제1 가전 제품의 구동이 완료되면, 상기 전력저장부를 충전 모드로 설정하여, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 더 이상 방전되지 않도록 제어하고, 상기 충전량이 상기 제2 설정값 보다 작은 것으로 판단되면, 상기 제1 가전 제품이 구동 상태이더라도, 상기 전력저장부를 충전 모드로 설정하여, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 더 이상 방전되지 않도록 제어할 수 있다.
일실시예에 따르면, 전력 사용 패턴에 대한 학습값을 기초로, 전력저장부에 전력을 충전 또는 방전할 것인지 여부와, 충전 또는 방전해야 하는 전력 조절량을 결정하여, 전력저장부에 저장된 전력량이 조절되도록 제어함으로써, 가정용 전력의 충전 및 방전을 관리하여, 가정내 효율적인 전력 이용과 옥내배선의 조기열화를 막아 안전한 전기 사용 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 가정용 ESS 제어 장치와 연결된 클라우드 상에서 가전 제품의 동작 상태와 가전 제품의 사용 패턴에 대한 학습을 통해, 가전 제품의 동작 가능 잔여 시간을 예측하여, 동작 가능 잔여 시간에 대한 예측 결과를 고객 단말로 전송함으로써, 사용자가 과도한 충방전을 수행하는 동작을 방지하고 가전 제품을 편리하게 사용할 수 있도록 가이드를 제공할 수 있는 효과가 있다.
한편, 실시예들에 따른 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일실시예에 따른 가정용 ESS를 제어하기 위한 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 전력의 충방전을 제어하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 일실시예에 따른 방전량 예측을 통해 전력 공급 가능 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 일실시예에 따른 전력저장부의 충전 모드 및 방전 모드를 설정하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 일실시예에 따른 가동 급속 충전기의 작동을 제어하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
실시예들은 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 텔레비전, 스마트 가전 기기, 지능형 자동차, 키오스크, 웨어러블 장치 등 다양한 형태의 제품으로 구현될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 가정용 ESS를 제어하기 위한 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 가정용 ESS 제어 장치는 전력을 저장할 수 있는 전력저장부(110), 콘센트에 연결되어 전력을 흡수 또는 방출할 수 있는 전력변환부(120), 부하설비와 연결할 수 있는 출력콘센트(130), 지능적으로 전력을 조절하는 제어부(140), 부하량을 측정할 수 있는 부하측정부(150) 및 가정용 ESS 제어 장치를 벽면 콘센트에 연결할 수 있는 플러그부(160)를 포함할 수 있다.
전력저장부(110)는 배터리의 직렬과 병렬로 연결된 구조로 구현될 수 있으며, 가정용 ESS(Energy Storage System)의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 전력저장부(110)는 배터리의 직렬과 병렬 조합을 통하여 전력을 저장할 수 있다.
전력변환부(120)는 인버터와 컨버터의 조합으로 구현될 수 있으며, 교류와 직류를 상호 변환하는 기능을 수행할 수 있으며, 벽면 콘센트 등과 같이 외부에 연결하는 플러그를 구비할 수 있다. 즉, 전력변환부(120)는 벽면 콘센트에 연결되어 전력을 충전 또는 방전하는 행위를 수행할 수 있다.
출력콘센트(130)는 부하설비들인 제1 가전 제품(210), 제2 가전 제품(220) 등과 연결되어, 부하설비들로 전력을 공급할 수 있으며, 벽면 콘센트가 모자란 경우, 순간 정전 시 등의 서지(Surge)에서 기기를 보호하기 위한 UPS(Uninterruptible Power Supply) 기능을 수행할 수 있으며, 전력 패스쓰루 및 추가 전력 공급을 위한 콘센트부의 역할을 수행할 수 있다.
제어부(140)는 BMS(Battery Management System) 기능을 수행할 수 있으며, 전력저장부(110)에 저장된 전력의 상태의 모니터링과 보호하는 역할을 수행할 수 있으며, 내부 연산을 통해 전력의 충전 또는 방전을 조절할 수 있다. 이때, 제어부(140)는 전력의 충전 또는 방전에 대한 조절량을 결정하기 위해, 외부 기기로부터 획득된 전력 사용 패턴의 학습값, 부하측정부(150)의 측정 정보 및 학습값, BMS 정보의 판단 결과를 종합하여, 충전 또는 방전에 대한 조절량을 결정할 수 있다. 이를 위해, 제어부(140)는 부하측정부(150)와 실시간 통신을 수행하고 고객 단말로 정보를 송출하기 위한 무선송수신 장치와 연결되어, 해당 장치를 통해 외부 기기와 통신을 수행할 수 있다.
즉, 제어부(140)는 전력 사용 패턴에 대한 학습값을 외부 서버로부터 획득하여, 획득된 학습값을 기초로, 전력저장부(110)에 전력을 충전 또는 방전할 것인지 여부를 결정하고, 충전 또는 방전해야 하는 전력 조절량을 결정할 수 있으며, 전력 조절량에 따라 전력저장부(110)에 전력이 충전 또는 방전되도록 처리하여, 전력저장부(110)에 저장된 전력량이 조절되도록 제어할 수 있다.
부하측정부(150)는 옥내분전반의 차단기 2차측에 설치될 수 있으며, 설치된 전로의 부하량을 감시하고, 제어부(140)로 부하 상태와 전로 상태에 대한 정보를 무선 또는 전력선 통신을 통해 전송할 수 있다.
즉, 부하측정부(150)는 분전반에 설치되어 차단기와 연결된 전로의 부하량을 감시하여 측정하고, 측정된 부하량을 통해 부하 상태 및 전로 상태를 확인하여, 확인된 부하 상태 및 전로 상태에 대한 정보를 제어부(140)로 전송할 수 있다.
플러그부(160)는 가정용 ESS 제어 장치를 벽면 콘센트에 연결하여 가정용 ESS 제어 장치에 전기를 공급할 수 있으며, 제어부(140)의 연산에 따라 반대로 벽면 콘센트로 전기를 공급하는 연결부의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 플러그부(160)는 도선을 따라 부하측정부(150)와 제어부(140) 간의 전력선 통신에 대한 연결 수단의 기능도 수행할 수 있다.
즉, 플러그부(160)는 벽면 콘센트에 연결되어 외부로부터 가정용 ESS 제어 장치에 전기를 공급하거나, 제어부(140)의 제어에 따라 벽면 콘센트를 통해 외부로 전기를 공급할 수 있다.
일실시예에 따르면, 가정용 ESS 제어 장치는 부하측정부(150)에서 측정된 부하량이 기준값 이하일 때 전력저장부(110)를 충전 모드로 설정하고, 부하측정부(150)에서 측정된 부하량이 기준값 이상일 때 전력 부하가 목표값에 수렴할 수 있도록 방전을 수행할 수 있다.
가정용 ESS 제어 장치에 부하측정부(150)가 없거나, 부하측정부(150)에서 실시간으로 부하량에 대한 측정값을 취득할 수 없는 경우, 전력 보조를 위한 방전 기능은 출력콘센트(130)를 이용한 전력 보조 기능만 제공될 수 있으며, 플러그부(160)를 통해 전력이 방전되지 않도록 처리할 수 있다. 이때, 전력 보조량, 즉, 방전량의 결정은 출력콘센트(130)에 연결된 부하설비들의 부하 총량의 이내에서 설정될 수 있으며, 부하설비들이 스마트 가전 제품인 경우, 고객 단말에서 API를 통해 스케줄 운전을 조절하여 부하추종에 따른 충방전이 수행될 수 있다. 또한, 가정용 ESS 제어 장치와 연결된 클라우드 상에서 가전 제품의 동작 상태와 가전 제품의 사용 패턴에 대한 학습을 통해, 가전 제품의 동작 가능 잔여 시간을 예측할 수 있으며, 예측 결과를 제어부(140)에 저장할 수 있으며, 고객 단말을 통해 고객에게 동작 가능 잔여 시간에 대한 예측 결과를 전송하여, 사용자가 과도한 충방전을 수행하는 동작을 방지하고 편리하게 사용할 수 있도록 가이드를 제공할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제어부(140)는 프로세서 및 메모리를 포함한다. 제어부(140)의 프로세서는 도 2 내지 도 5를 통하여 후술되는 적어도 하나의 방법을 수행할 수 있다. 제어부(140)의 메모리는 후술되는 방법들과 관련된 정보를 저장하거나 후술되는 방법들이 구현된 프로그램을 저장할 수 있다. 제어부(140)의 메모리는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다.
제어부(140)의 프로세서는 프로그램을 실행하고, 가정용 ESS 제어 장치를 제어할 수 있다. 제어부(140)의 프로세서에 의하여 실행되는 프로그램의 코드는 제어부(140)의 메모리에 저장될 수 있다.
제어부(140)는 입출력 장치(도면 미 표시)를 통하여 외부 장치(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터 또는 네트워크)와 연결되고, 외부 장치와 유무선 통신을 통해 데이터를 교환할 수 있다.
제어부(140)는 인공 신경망을 학습시키는데 사용될 수 있다. 제어부(140)의 메모리는 학습된 인공 신경망을 포함할 수 있다. 제어부(140)의 프로세서는 제어부(140)의 메모리에 저장된 인공 신경망 알고리즘을 실행할 수 있다. 인공 신경망을 학습시키는 제어부(140)와 학습된 인공 신경망을 이용하는 제어부(140)는 동일할 수도 있고 개별적일 수도 있다.
도 2는 일실시예에 따른 전력의 충방전을 제어하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, S201 단계에서, 부하측정부(150)는 전로의 부하량을 감시하여, 부하량을 측정할 수 있다.
부하측정부(150)에서 부하량을 측정하여 부하량 정보를 생성하면, 제어부(140)는 부하측정부(150)로부터 부하량 정보를 수신하여 획득할 수 있다.
S202 단계에서, 제어부(140)는 부하측정부(150)로부터 부하량 정보를 획득하였는지 여부를 판단할 수 있다.
S202 단계에서 부하량 정보가 획득되지 않은 것으로 확인되면, S208 단계에서, 제어부(140)는 부하량 정보가 획득되지 않아 부하량을 확인할 수 없으므로, 전력저장부(110)에 저장된 전력이 방전될 때 출력콘센트(130)를 통해서만 전력이 방전되어 공급되고, 플러그부(160)를 통해서는 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다.
S208 단계 이후, S201 단계로 되돌아가, 부하측정부(150)는 전로의 부하량을 감시하여, 부하량을 다시 측정할 수 있다.
한편, S202 단계에서 부하량 정보가 획득된 것으로 확인되면, S203 단계에서, 제어부(140)는 부하량 정보를 통해 측정된 부하량을 확인하여, 부하량이 미리 설정된 기준값 보다 작은지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 기준값은 실시예에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
S203 단계에서 부하량이 기준값 보다 작은 것으로 확인되면, S204 단계에서, 제어부(140)는 부하량이 기준값 이하로 확인되어, 전력저장부(110)에 전력이 충전되도록 제어할 수 있다.
S204 단계 이후, S201 단계로 되돌아가, 부하측정부(150)는 전로의 부하량을 감시하여, 부하량을 다시 측정할 수 있다.
S203 단계에서 부하량이 기준값 보다 큰 것으로 확인되면, S205 단계에서, 제어부(140)는 부하량이 기준값 이상으로 확인되어, 전력저장부(110)에 저장된 전력이 방전되도록 제어할 수 있다.
S206 단계에서, 제어부(140)는 전력저장부(110)가 방전인 상태에서, 부하량과 미리 설정된 제1 목표값의 차이가 기준 범위 내에 있는지 여부를 확인할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 부하량이 제1 목표값에 도달하였는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 제1 목표값은 실시예에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
S206 단계에서 부하량과 제1 목표값의 차이가 기준 범위를 벗어나는 것으로 확인되면, S205 단계로 되돌아가, 제어부(140)는 전력저장부(110)에 저장된 전력이 방전되는 상태가 유지되도록 제어할 수 있다.
S206 단계에서 부하량과 제1 목표값의 차이가 기준 범위 내에 있는 것으로 확인되면, S207 단계에서, 제어부(140)는 전력저장부(110)에 저장된 전력이 더 이상 방전되지 않도록 제어할 수 있다.
S207 단계 이후, S201 단계로 되돌아가, 부하측정부(150)는 전로의 부하량을 감시하여, 부하량을 다시 측정할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 방전량 예측을 통해 전력 공급 가능 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, S301 단계에서, 제어부(140)는 출력콘센트(130)에 부하설비가 연결되어 있는지 여부에 대한 정보를 출력콘센트(130)로부터 획득할 수 있다.
S302 단계에서, 제어부(140)는 출력콘센트(130)의 연결 정보를 이용하여, 출력콘센트(130)에 복수의 부하설비가 연결되어 있는지 여부를 확인할 수 있다.
S302 단계에서 출력콘센트(130)에 복수의 부하설비가 연결되어 있지 않은 것으로 확인되면, S301 단계로 되돌아가, 제어부(140)는 출력콘센트(130)의 연결 정보를 출력콘센트(130)로부터 다시 획득할 수 있다.
S302 단계에서 출력콘센트(130)에 복수의 부하설비가 연결되어 있는 것으로 확인되면, S303 단계에서, 제어부(140)는 부하설비들 각각의 시간대별 전력 사용량을 예측할 수 있다.
구체적으로, 출력콘센트(130)에 제1 가전 제품(210) 및 제2 가전 제품(220)이 연결되어 있는 경우, 제어부(140)는 외부 서버로부터 가전 제품별 전력 사용 패턴에 대한 학습값을 획득할 수 있으며, 제1 가전 제품(210)의 전력 사용 패턴에 대한 학습값을 기초로, 제1 가전 제품(210)의 동작에 따라 필요한 시간대별 전력 사용량을 예측하고, 마찬가지로, 제2 가전 제품(220)의 전력 사용 패턴에 대한 학습값을 기초로, 제2 가전 제품(220)의 동작에 따라 필요한 시간대별 전력 사용량을 예측할 수 있다.
예를 들어, 제1 가전 제품(210)의 전력 사용 패턴에 따라 제1 가전 제품(210)이 구동을 시작하고 나서부터 30분까지인 제1 시간대에는 20W의 전력 사용량이 필요한 것으로 예측하고, 30분 이후부터 1시간까지인 제2 시간대에는 15W의 전력 사용량이 필요한 것으로 예측할 수 있다.
마찬가지로, 제2 가전 제품(220)의 전력 사용 패턴에 따라 제2 가전 제품(220)이 구동을 시작하고 나서부터 30분까지인 제1 시간대에는 10W의 전력 사용량이 필요한 것으로 예측하고, 30분 이후부터 1시간까지인 제2 시간대에는 20W의 전력 사용량이 필요한 것으로 예측할 수 있다.
즉, 제어부(140)는 가전 제품을 구동하는데 있어 어느 시간대에 얼마만큼의 전력을 사용하는지에 대한 패턴을 분석하여, 시간대 별로 얼마만큼의 전력 사용량이 필요한지 예측할 수 있다.
S304 단계에서, 제어부(140)는 시간대 별로 예측된 전력 사용량을 합산하여, 시간대 별로 예측 방전량을 산출할 수 있다.
구체적으로, 제어부(140)는 제1 시간대에 제1 가전 제품(210)에 필요한 전력 사용량과 제1 시간대에 제2 가전 제품(220)에 필요한 전력 사용량을 확인하여, 제1 가전 제품(210)에 필요한 전력 사용량과 제2 가전 제품(220)에 필요한 전력 사용량을 합산한 값을 제1 시간대에 방전될 것으로 예측되는 제1 예측 방전량으로 산출할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 제2 시간대에 제1 가전 제품(210)에 필요한 전력 사용량과 제2 시간대에 제2 가전 제품(220)에 필요한 전력 사용량을 확인하여, 제1 가전 제품(210)에 필요한 전력 사용량과 제2 가전 제품(220)에 필요한 전력 사용량을 합산한 값을 제2 시간대에 방전될 것으로 예측되는 제2 예측 방전량으로 산출할 수 있다.
S305 단계에서, 제어부(140)는 예측 방전량이 미리 설정된 최대 부하량 보다 작은지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 최대 부하량은 실시예에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
S305 단계에서 예측 방전량이 최대 부하량 보다 작은 것으로 확인되면, S306 단계에서, 제어부(140)는 예측 방전량이 최대 부하량 이하로 확인되어, 부하설비들로 전력 공급이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
즉, 제어부(140)는 제1 예측 방전량이 최대 부하량 이하로 확인되면, 제1 시간대에 출력콘센트(130)에 연결된 가전 제품들에 대한 전력 공급이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
S305 단계에서 예측 방전량이 최대 부하량 보다 큰 것으로 확인되면, S307 단계에서, 제어부(140)는 예측 방전량이 최대 부하량 이상으로 확인되어, 부하설비들로 전력 공급이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.
즉, 제어부(140)는 제2 예측 방전량이 최대 부하량 이상으로 확인되면, 제2 시간대에 출력콘센트(130)에 연결된 가전 제품들에 대한 전력 공급이 불가능한 것으로 판단하여, 제2 시간대에 대한 가전 제품의 사용 주의 알림 메시지를 고객 단말로 전송할 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 전력저장부의 충전 모드 및 방전 모드를 설정하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, S401 단계에서, 제어부(140)는 부하측정부(150)에서 측정된 부하량이 기준값 이상으로 확인되면, 전력저장부(110)의 충전 상태(SOC : State of Charge)를 확인하여 전력저장부(110)에 저장된 전력의 충전량을 측정할 수 있다.
S402 단계에서, 제어부(140)는 제1 설정값 보다 전력저장부(110)의 충전량이 더 작은지 여부를 판단할 수 있다.
일실시예에 따른 제1 설정값은 전력저장부(110)의 비상용 저장량을 통해 설정될 수 있으며, 예를 들어, 정전으로 인한 비상 시 사용되기 위해 최소 저장되어야만 하는 비상용 저장량이 10Wh인 경우, 제1 설정값은 10Wh로 설정될 수 있다.
S402 단계에서 전력저장부(110)의 충전량이 제1 설정값 보다 작은 것으로 판단되면, S403 단계에서, 제어부(140)는 전력저장부(110)를 충전 모드로 설정할 수 있다.
S402 단계에서 전력저장부(110)의 충전량이 제1 설정값 보다 큰 것으로 판단되면, S404 단계에서, 제어부(140)는 전력저장부(110)를 방전 모드로 설정할 수 있다.
전력저장부(110)가 충전 모드로 설정되면, S405 단계에서, 제어부(140)는 전력저장부(110)에서 외부 콘센트로 전력이 공급되지 않도록 제어하여, 전력이 방전되지 않도록 제어할 수 있다.
전력저장부(110)가 방전 모드로 설정되면, S406 단계에서, 제어부(140)는 전력저장부(110)에 저장된 전력이 방전되어, 부하설비들로 전력이 공급되도록 제어할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제어부(140)는 전력저장부(110)가 충전 모드로 설정되어 있는 경우, 전력저장부(110)의 충전 모드가 미리 정해진 기준 기간 동안 유지되면, 전력저장부(110)의 충전 상태를 다시 확인할 수 있다.
구체적으로, S407 단계에서, 제어부(140)는 충전 모드가 미리 정해진 기준 기간 동안 유지되었는지 여부를 판단할 수 있다.
S407 단계에서 충전 모드가 기준 기간 동안 유지된 것으로 판단되면, S401 단계로 되돌아가, 제어부(140)는 전력저장부(110)의 충전 상태를 다시 확인할 수 있다.
S407 단계에서 충전 모드가 기준 기간 동안 유지되지 않은 것으로 판단되면, S403 단계로 되돌아가, 제어부(140)는 전력저장부(110)의 충전 모드가 계속 유지되도록 설정할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제어부(140)는 전력저장부(110)가 방전 모드로 설정되어 있는 경우, 출력콘센트(130)에 연결된 부하설비들 중 기준치 이상의 부하설비들이 동시에 가동되어, 전력저장부(110)의 방전량이 미리 설정된 제2 목표값에 도달하면, 전력저장부(110)의 충전 상태를 다시 확인할 수 있다. 여기서, 제2 목표값은 실시예에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
구체적으로, S408 단계에서, 제어부(140)는 출력콘센트(130)에 연결된 부하설비들 중 기준치 이상의 부하설비들이 동시에 가동됨에 따라 전력저장부(110)의 방전량이 증가하여, 전력저장부(110)의 방전량이 제2 목표값 보다 커졌는지 여부를 판단할 수 있다.
S408 단계에서 전력저장부(110)의 방전량이 제2 목표값 보다 큰 것으로 판단되면, 전력저장부(110)의 방전량이 제2 목표값에 도달한 것으로 판단하여, S401 단계로 되돌아가, 제어부(140)는 전력저장부(110)의 충전 상태를 다시 확인할 수 있다.
S408 단계에서 전력저장부(110)의 방전량이 제2 목표값 보다 작은 것으로 판단되면, 전력저장부(110)의 방전량이 제2 목표값에 아직 도달하지 않은 것으로 판단하여, S404 단계로 되돌아가, 제어부(140)는 전력저장부(110)의 방전 모드가 계속 유지되도록 설정할 수 있다.
이와 같이, 일실시예에 따르면, 복수의 부하설비들을 구동하기 위해서는 전력저장부(110)에 저장된 전력이 필요하기 때문에, 전력저장부(110)의 충전량이 제1 설정값 미만으로 떨어지면, 전력저장부(110)에서 부하설비들로 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 가동 급속 충전기의 작동을 제어하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, S501 단계에서, 제어부(140)는 전력저장부(110)의 충전 상태를 확인하여 전력저장부(110)의 충전량을 측정할 수 있다.
S502 단계에서, 제어부(140)는 제1 설정값 보다 전력저장부(110)의 충전량이 더 작은지 여부를 판단할 수 있다.
S502 단계에서 전력저장부(110)의 충전량이 제1 설정값 보다 작은 것으로 판단되면, S503 단계에서, 제어부(140)는 출력콘센트(130)에 연결된 부하설비들 중 우선순위가 1순위로 미리 등록되어 있는 제1 가전 제품(210)이 연결되어 있는지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 제1 가전 제품(210)이 1순위 부하설비로 미리 등록되어 있고, 제1 가전 제품(210)이 출력콘센트(130)에 연결되어 있는 경우, 제어부(140)는 제1 가전 제품(210)이 출력콘센트(130)에 연결되어 있는 것으로 판단할 수 있다.
S502 단계에서 전력저장부(110)의 충전량이 제1 설정값 보다 큰 것으로 판단되면, S504 단계에서, 제어부(140)는 전력저장부(110)를 방전 모드로 설정하여, 전력이 방전되도록 제어할 수 있다.
S504 단계 이후 S501 단계로 되돌아가, 제어부(140)는 전력저장부(110)의 충전 상태를 다시 확인할 수 있다.
한편, S503 단계에서 제1 가전 제품(210)이 연결되어 있는 것으로 판단되면, S505 단계에서, 제어부(140)는 제2 설정값 보다 전력저장부(110)의 충전량이 더 작은지 여부를 판단할 수 있다.
일실시예에 따른 제2 설정값은 전력저장부(110)의 건강 상태(SOH : State of Health)를 통해 설정되고, 제1 설정값 보다 낮은 값으로 설정될 수 있으며, 예를 들어, 제1 설정값이 10Wh이고, 전력저장부(110)의 수명에 영향을 주기 시작하는 값이 5Wh인 경우, 제2 설정값은 5Wh로 설정될 수 있다.
S503 단계에서 제1 가전 제품(210)이 연결되어 있지 않은 것으로 판단되면, S506 단계에서, 제어부(140)는 전력저장부(110)를 충전 모드로 설정하여, 전력이 방전되지 않고 충전되도록 제어할 수 있다.
S506 단계 이후 S501 단계로 되돌아가, 제어부(140)는 전력저장부(110)의 충전 상태를 다시 확인할 수 있다.
한편, S505 단계에서 전력저장부(110)의 충전량이 제2 설정값 보다 작은 것으로 판단되면, S506 단계에서, 제어부(140)는 제1 가전 제품(210)이 연결되어 있더라도, 전력저장부(110)를 충전 모드로 설정하여, 전력이 방전되지 않고 충전되도록 제어할 수 있다.
S505 단계에서 전력저장부(110)의 충전량이 제2 설정값 보다 큰 것으로 판단되면, S507 단계에서, 제어부(140)는 전력저장부(110)에 저장된 전력이 방전되도록 제어하여, 제1 가전 제품(210)으로 전력이 공급될 수 있다. 이때, 제어부(140)는 제1 가전 제품(210) 이외에 제2 가전 제품(220)도 출력콘센트(130)에 연결되어 있는 경우, 제1 가전 제품(210)으로만 전력이 공급되도록 제어하고, 제2 가전 제품(220)으로는 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다.
제1 가전 제품(210)으로의 전력 공급이 유지되고 있는 경우, S508 단계에서, 제어부(140)는 제1 가전 제품(210)의 구동이 완료되었는지 여부를 판단할 수 있다.
S508 단계에서 제1 가전 제품(210)의 구동이 완료된 것으로 판단되면, S506 단계에서, 제어부(140)는 제1 가전 제품(210)의 구동이 완료되었으므로, 전력저장부(110)를 충전 모드로 설정하여, 전력이 방전되지 않고 충전되도록 제어할 수 있다.
S508 단계에서 제1 가전 제품(210)의 구동이 완료되지 않은 것으로 판단되면, S505 단계로 되돌아가, 제어부(140)는 제2 설정값 보다 전력저장부(110)의 충전량이 더 작은지 여부를 다시 판단할 수 있다.
이와 같이, 일실시예에 따르면, 우선순위가 가장 높은 1순위로 등록되어 있는 제1 가전 제품(210)이 출력콘센트(130)에 연결되어 있는 경우에는 전력 공급을 갑작스럽게 중단할 수 없으므로, 전력저장부(110)의 수명에 영향을 주기 시작하는 값인 제2 설정값 미만으로 떨어지기 전까지 전력 공급을 유지할 수 있으며, 제1 가전 제품(210)의 구동이 완료되면, 전력 공급을 중단하여 전력저장부(110)의 충전량을 증가시키기 위해 전력저장부(110)를 충전 모드로 변경하여 설정할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (3)

  1. 가정용 ESS를 제어하기 위한 장치에 있어서,
    배터리의 직렬과 병렬 조합을 통하여 전력을 저장하는 전력저장부;
    인버터와 컨버터의 조합으로 교류와 직류를 상호 변환하며, 벽면 콘센트에 연결되어 전력을 충전 또는 방전하는 행위를 수행하는 전력변환부;
    부하설비와 연결되어 상기 부하설비로 전력을 공급하는 출력콘센트;
    전력 사용 패턴에 대한 학습값을 기초로, 상기 전력저장부에 전력을 충전 또는 방전할 것인지 여부와, 충전 또는 방전해야 하는 전력 조절량을 결정하여, 상기 전력저장부에 저장된 전력량이 조절되도록 제어하는 제어부;
    분전반에 설치되어 차단기와 연결된 전로의 부하량을 감시하고, 상기 부하량을 통해 확인된 부하 상태 및 전로 상태에 대한 정보를 상기 제어부로 전송하는 부하측정부; 및
    상기 벽면 콘센트에 연결되어 상기 장치에 전기를 공급하고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 벽면 콘센트로 전기를 공급하는 플러그부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 부하측정부에서 측정된 상기 부하량이 미리 설정된 기준값 이하로 확인되면, 상기 전력저장부에 전력이 충전되도록 제어하고,
    상기 부하량이 상기 기준값 이상으로 확인되면, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 방전되도록 제어하고,
    상기 전력저장부가 방전인 상태에서, 상기 부하량과 미리 설정된 제1 목표값의 차이가 기준 범위 내에 있는 것으로 확인되면, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 더 이상 방전되지 않도록 제어하고,
    상기 부하량이 확인되지 않는 경우, 상기 전력저장부에 저장된 전력이 방전될 때 상기 출력콘센트를 통해서만 전력이 공급되고, 상기 플러그부를 통해 전력이 공급되지 않도록 제어하는,
    가정용 ESS 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 출력콘센트에 제1 가전 제품 및 제2 가전 제품이 연결되어 있는 경우, 가전 제품별 전력 사용 패턴에 대한 학습값을 기초로, 상기 제1 가전 제품의 동작에 따라 필요한 시간대별 전력 사용량을 예측하고, 상기 제2 가전 제품의 동작에 따라 필요한 시간대별 전력 사용량을 예측하고,
    제1 시간대에 상기 제1 가전 제품에 필요한 전력 사용량과 상기 제2 가전 제품에 필요한 전력 사용량을 합산한 제1 예측 방전량이 미리 설정된 최대 부하량 이하로 확인되면, 상기 제1 시간대에 상기 출력콘센트에 연결된 가전 제품들에 대한 전력 공급이 가능한 것으로 판단하고,
    제2 시간대에 상기 제1 가전 제품에 필요한 전력 사용량과 상기 제2 가전 제품에 필요한 전력 사용량을 합산한 제2 예측 방전량이 상기 최대 부하량 이상으로 확인되면, 상기 제2 시간대에 상기 출력콘센트에 연결된 가전 제품들에 대한 전력 공급이 불가능한 것으로 판단하여, 상기 제2 시간대에 대한 가전 제품 사용 주의 알림 메시지를 고객 단말로 전송하는,
    가정용 ESS 제어 장치.
KR1020210025010A 2021-02-24 2021-02-24 가정용 ess 제어 장치 KR102294289B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210025010A KR102294289B1 (ko) 2021-02-24 2021-02-24 가정용 ess 제어 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210025010A KR102294289B1 (ko) 2021-02-24 2021-02-24 가정용 ess 제어 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102294289B1 true KR102294289B1 (ko) 2021-08-26

Family

ID=77465398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210025010A KR102294289B1 (ko) 2021-02-24 2021-02-24 가정용 ess 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102294289B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102427847B1 (ko) 2021-10-08 2022-08-01 이온어스(주) 화재 피해방지를 위한 ess배터리실 자동 제어 방법, 장치 및 시스템

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101445248B1 (ko) 2011-12-15 2014-09-29 주식회사 케이티 가정용 에너지 저장장치의 위탁 운영에 따른 수용가의 전력 요금 산정 방법
JP2014197955A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ 給電システム及び給電方法
KR20170038640A (ko) 2015-09-30 2017-04-07 주식회사 엠씨티 에너지저장장치 전력 연동제어시스템 및 제어방법
KR101946059B1 (ko) 2018-07-23 2019-05-02 자동차부품연구원 Ess 연계 충전제어 시스템 및 방법
KR20200063616A (ko) 2018-11-28 2020-06-05 중앙대학교 산학협력단 가정 내 수요 반응 알고리즘을 통한 pv, ess 시스템 제어 방식
KR20200089056A (ko) * 2019-01-16 2020-07-24 한국에너지기술연구원 에너지 비용 절감을 위한 에너지 저장 시스템, 전력 제어 장치 및 전력 제어 방법
KR102154614B1 (ko) * 2020-02-11 2020-09-10 (주)에너캠프 독 타입의 무정전 전원장치가 구비된 지능형 포터블 에너지저장시스템

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101445248B1 (ko) 2011-12-15 2014-09-29 주식회사 케이티 가정용 에너지 저장장치의 위탁 운영에 따른 수용가의 전력 요금 산정 방법
JP2014197955A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ 給電システム及び給電方法
KR20170038640A (ko) 2015-09-30 2017-04-07 주식회사 엠씨티 에너지저장장치 전력 연동제어시스템 및 제어방법
KR101946059B1 (ko) 2018-07-23 2019-05-02 자동차부품연구원 Ess 연계 충전제어 시스템 및 방법
KR20200063616A (ko) 2018-11-28 2020-06-05 중앙대학교 산학협력단 가정 내 수요 반응 알고리즘을 통한 pv, ess 시스템 제어 방식
KR20200089056A (ko) * 2019-01-16 2020-07-24 한국에너지기술연구원 에너지 비용 절감을 위한 에너지 저장 시스템, 전력 제어 장치 및 전력 제어 방법
KR102154614B1 (ko) * 2020-02-11 2020-09-10 (주)에너캠프 독 타입의 무정전 전원장치가 구비된 지능형 포터블 에너지저장시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102427847B1 (ko) 2021-10-08 2022-08-01 이온어스(주) 화재 피해방지를 위한 ess배터리실 자동 제어 방법, 장치 및 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9929591B2 (en) Smart home power system
WO2018133230A1 (zh) 微电网系统的控制方法及装置
US8990114B2 (en) Electric power interchange system
US20170070089A1 (en) Storage battery sharing system, information processing device, storage battery sharing method, and recording medium recording storage battery sharing program
WO2016002347A1 (ja) 電力制御システム、方法及び電力制御装置
US20130026986A1 (en) Transformer-level management of power consumption by one or more consumers
US20190064914A1 (en) Power storage adapter for efficient supply of power of multiple portable information handling systems
WO2016002346A1 (ja) 電力制御システム及び電力制御装置
JP6693545B2 (ja) 電力管理システム、蓄電池搭載機器、ｅｍｓコントローラ及び電力管理サーバ
JP2012249500A (ja) 電力系統管理システム及び電力系統の管理方法
US11626750B2 (en) Integrated uninterruptible power supplies for appliances
US10985567B1 (en) Methods and systems for providing electric energy production and storage
KR102294289B1 (ko) 가정용 ess 제어 장치
JP5752069B2 (ja) 電力制御システム
JP7423977B2 (ja) 電力管理システム、電力管理装置、電力管理方法及びプログラム
Mohammadi et al. On the behavior of responsive loads in the presence of DFACTS devices
JP6454929B2 (ja) 蓄電池制御システム、蓄電池制御方法、およびプログラム
US11870259B2 (en) Electrical load balancing device
JP2020052549A (ja) 受電点電力予測装置、受電点電力予測方法、およびプログラム
KR20200000982A (ko) 스마트 비상 발전기 시스템 및 제어 방법
JP7351169B2 (ja) ポジワット取引支援装置およびポジワット取引方法
ES2401825B1 (es) Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes
JP7191529B2 (ja) 無停電電源システム、無停電電源用劣化判断装置、無停電電源用劣化判断プログラムおよび無停電電源劣化判断方法
WO2019159904A1 (ja) 電力制御装置、電力制御システム及び電力制御方法
JP2019149922A (ja) 制御装置および制御方法

Legal Events

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