KR102310876B1 - Energy conversion contol device between electric power system and district heating system using reserve information of electric power system - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치는 전력계통으로부터 전력계통 정보를 수신하는 전력계통 정보 수신부, 그리고 상기 전력계통 정보를 기초로 상기 전력계통과 집단에너지계통 사이의 에너지 교환을 제어하는 에너지변환 제어부를 포함한다. 이를 통해서, 본 발명은 전력계통의 제약조건 및 변동성 전원으로 인한 전력계통의 주파수 변화를 최소화하고, 전력계통의 전력수급 불균형 문제를 해소하며, 전력계통의 예비력을 확보하는 효과를 제공한다.An apparatus for controlling energy conversion between a power system and a group energy system according to the present invention includes a power system information receiving unit for receiving power system information from a power system, and energy exchange between the power system and the collective energy system based on the power system information It includes an energy conversion control unit to control. Through this, the present invention provides the effect of minimizing the frequency change of the power system due to the constraints of the power system and the variable power supply, solving the problem of imbalance in power supply and demand of the power system, and securing the reserve power of the power system.
Description
본 발명은 전력계통의 예비력량 정보를 이용한 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for controlling energy conversion of an electric power system and a collective energy system using reserve energy information of the electric power system.
전력시스템은 전력을 안정적으로 공급할 수 있도록 계통주파수를 일정하게 유지시키고 전력수급 불균형을 최소화여야 한다. 그리고, 전력시스템은 전력계통에 필요한 예비력을 적절하게 확보하여야 하며, 과도 안정도 및 전압 안정도 등과 같은 전력계통의 제약조건을 고려해서 전력계통을 상시, 지속적으로 안정되게 운영할 필요가 있다. 이러한 전력계통에 연계된 발전기들은 발전기의 증감발 속도, 최소 기동시간 및 정지시간 등의 제약조건을 가지고 있다.The power system must keep the grid frequency constant and minimize the imbalance between power supply and demand so that power can be supplied stably. In addition, the power system must properly secure the necessary reserve power for the power system, and it is necessary to constantly and continuously operate the power system in consideration of the constraints of the power system such as transient stability and voltage stability. Generators connected to such a power system have constraints such as the generator's increase/deceleration speed, minimum start time and stop time.
기존의 전력계통은 발전기의 제약조건을 충족시키기 위해서 발전 비용 순으로 발전기들에 출력을 배분하지 못하는 어려움이 있다. 또한, 기존의 전력계통은 전력계통의 제약조건을 충족시켜 전력계통을 안정적으로 운영하거나 계통에 필요한 예비력을 확보하기 위해서, 발전 단가가 낮은 발전기들의 출력을 줄이면서 발전 단가가 높은 발전기들을 구동해야만 하는 어려움이 있다.The existing power system has a difficulty in distributing the output to the generators in the order of generation cost in order to satisfy the constraints of the generator. In addition, in the existing power system, in order to stably operate the power system by satisfying the constraints of the power system or to secure the necessary reserve power for the system, it is necessary to reduce the output of generators with low generation cost while driving generators with high generation cost. There are difficulties.
그리고, 최근에는 화석 연료 고갈과 에너지난으로 신재생 에너지원의 비중이 전세계적으로 꾸준히 증가하고 있다. 하지만, 신재생 에너지원과 같은 변동성 전원은 기후 및 날씨 등에 따라 발전기의 출력이 결정되는 에너지원들로 이뤄져 있어 발전원들의 출력 제어가 어려우며, 순간적으로 발생하는 출력 변동성으로 인해 전력수급의 불균형을 초래한다. And, in recent years, the proportion of new and renewable energy sources has been steadily increasing worldwide due to the depletion of fossil fuels and energy shortages. However, variable power sources such as renewable energy sources are composed of energy sources whose output is determined according to climate and weather, making it difficult to control the output of power sources, resulting in an imbalance in power supply and demand due to instantaneous output fluctuations. do.
또한, 변동성 전원의 발전 특성은 기존의 발전기와 달라 계통의 관성 에너지와 응동 자원 감소를 야기한다. 이러한 변동성 전원은 전력계통에 동기화되어 있지 않아 기존의 발전원을 대체하여 계통에 투입될 시에 계통의 관성을 저하시키기 때문에, 계통에 전력수급 불균형에 따른 주파수 변화가 더욱 크게 나타난다. In addition, the power generation characteristics of the variable power supply are different from those of the conventional generator, which causes a reduction in the inertial energy and response resources of the system. Since this variable power source is not synchronized with the power system and lowers the inertia of the system when it replaces the existing power source and is put into the system, the frequency change due to the power supply and demand imbalance in the system is larger.
이러한 전력계통의 특성상 변동성 전원의 출력 변동성에 의한 문제는 더욱 크게 나타날 것이므로, 미래 전력계통의 전력수급 안정성을 위한 대책이 시급한 실정이다.Due to the characteristics of the power system, the problems caused by the output variability of the variable power supply will appear larger, and therefore, measures for the stability of power supply and demand in the future power system are urgently needed.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in this background section are prepared to enhance understanding of the background of the invention, and may include matters that are not already known to those of ordinary skill in the art to which this technology belongs.
본 발명은 전력계통의 제약조건 및 변동성 전원으로 인한 전력계통의 주파수 변화를 최소화하고, 전력계통의 전력수급 불균형 문제를 해소하며, 전력계통에 필요한 예비력을 확보할 수 있는 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치 및 에너지 변환 제어 방법을 제안하고자 한다.The present invention minimizes the frequency change of the power system due to the constraints of the power system and the variable power source, solves the problem of imbalance in power supply and demand in the power system, and can secure the reserve power required for the power system and the collective energy system An energy conversion control device and an energy conversion control method are proposed.
본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치는 전력계통으로부터 전력계통 정보를 수신하는 전력계통 정보 수신부, 그리고 상기 전력계통 정보를 기초로 상기 전력계통의 전력을 소모하도록 상기 전력계통과 집단에너지계통 사이의 에너지 교환을 제어하는 에너지변환 제어부를 포함한다.An apparatus for controlling energy conversion of a power system and a group energy system according to an embodiment of the present invention includes a power system information receiver for receiving power system information from a power system, and to consume power of the power system based on the power system information and an energy conversion control unit for controlling the exchange of energy between the power system and the collective energy system.
상기 에너지변환 제어부는, 발전기의 램프레이트(Ramp Rate) 특성을 기초로 상기 전력계통과 상기 집단에너지계통 사이의 에너지 교환량을 제어하거나, 상기 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단의 전력소모량을 제어하는 발전효율 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit controls the amount of energy exchange between the power system and the collective energy system based on the ramp rate characteristics of the generator, or controls the power consumption of the power consuming means disposed in the collective energy system It may include a power generation efficiency control unit.
상기 발전효율 제어부는, 상기 집단에너지계통에 배치된 열병합발전기 또는 상기 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단의 열생산량을 조정하거나, 상기 전력 소모 수단에서 생성된 열을 상기 열병합발전기에 제공하여 상기 열병합발전기의 발전효율을 향상시키도록 제어할 수 있다.The power generation efficiency control unit adjusts the heat production amount of the cogeneration generator disposed in the collective energy system or the power consuming means disposed in the collective energy system, or by providing the heat generated by the power consuming means to the cogeneration generator. It can be controlled to improve the power generation efficiency of the generator.
상기 발전효율 제어부는, 상기 전력계통에 연계된 발전기가 상기 전력계통에서 생산된 전력을 이용해 열을 생산하거나, 상기 전력계통에 연계된 전력 소모 수단이 열을 생산해 발전기에 공급하도록 제어할 수 있다.The power generation efficiency control unit may control the generator linked to the power system to produce heat using the power produced in the power system, or the power consuming means linked to the power system to produce heat and supply it to the generator.
상기 에너지변환 제어부는, 상기 전력계통의 계통주파수 또는 주파수 변화율을 주파수 설정값과 비교하는 주파수 비교부, 그리고 상기 비교 결과를 기초로, 상기 전력계통으로부터 상기 집단에너지계통에 공급되는 전력소비량을 결정하는 전력소비량 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit, a frequency comparison unit for comparing the system frequency or frequency change rate of the power system with a frequency set value, and based on the comparison result, determining the amount of power consumed from the power system to the collective energy system It may include a power consumption control unit.
상기 에너지변환 제어부는, 상기 전력계통의 계통주파수 또는 주파수 변화율을 주파수 설정값과 비교하는 주파수 비교부, 그리고 상기 비교 결과를 기초로, 상기 집단에너지계통으로부터 상기 전력계통에 공급되는 전력공급량을 결정하는 전력공급량 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit, a frequency comparison unit for comparing the system frequency or frequency change rate of the power system with a frequency set value, and based on the comparison result, determining the amount of power supplied from the collective energy system to the power system It may include a power supply control unit.
상기 에너지변환 제어부는, 전력계통의 주파수 변화율이 설정값보다 커져 계통주파수가 급증하는 경우, 상기 집단에너지계통에서의 전력소비량을 증가시키고, 발전기 탈락 또는 대규모 부하 급증으로 인해 상기 계통주파수가 급감하는 경우, 상기 집단에너지계통에서의 전력소비량을 감소시키거나 상기 집단에너지계통에서 상기 전력계통으로의 전력공급량을 증가시키도록 제어하는 할 수 있다.The energy conversion control unit, when the frequency change rate of the power system is greater than the set value and the grid frequency rapidly increases, increases the power consumption in the collective energy system, and the grid frequency is sharply reduced due to generator dropout or large-scale load surge , It can be controlled to reduce the power consumption in the collective energy system or to increase the power supply from the collective energy system to the power system.
상기 전력계통의 전력수급 정보를 분석하여 상기 전력계통의 전력수급 불균형을 예측하는 전력수급 예측부를 더 포함할 수 있다.The power supply and demand prediction unit may further include a power supply and demand prediction unit for predicting the power supply and demand imbalance of the power system by analyzing the power supply and demand information of the power system.
상기 전력계통의 전력수급 불균형은, 상기 전력계통에 연계된 발전기의 탈락, 상기 전력계통의 전력수요 급변, 또는 상기 전력계통에 연계된 변동성 전원의 출력 변동 급변 중 적어도 하나에 의해서 전력계통의 전력 공급과 전력 수요 사이의 편차가 전력수급 설정값을 초과할 수 있다.The power supply and demand imbalance of the power system is the power supply of the power system by at least one of dropout of a generator linked to the power system, a sudden change in the power demand of the power system, or a sudden change in the output fluctuation of the variable power connected to the power system The deviation between and power demand may exceed the power supply and demand setpoint.
상기 에너지변환 제어부는, 상기 전력계통의 전력 공급이 전력 수요보다 큰 경우, 상기 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단을 통해서 상기 전력계통에서 초과 생산되거나 초과 생산될 것으로 예상되는 전력을 열에너지로 변환하도록 제어하는 전력수급 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit, when the power supply of the power system is greater than the power demand, to convert the power that is over-produced or expected to be over-produced in the power system through the power consuming means disposed in the collective energy system to thermal energy It may include a power supply and demand control unit to control.
상기 에너지변환 제어부는, 상기 전력계통에서의 전력 공급이 전력 수요보다 작거나 전력계통에서의 전력 수요 상승률이 설정값 보다 큰 경우, 상기 집단에너지계통에 배치된 발전기에 의해 생산된 전력을 상기 전력계통에 공급하도록 제어하거나 전력 소모 수단의 전력 소모량을 감소시키도록 제어하하는 전력수급 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit, when the power supply in the power system is less than the power demand or the power demand increase rate in the power system is greater than the set value, the power produced by the generator disposed in the collective energy system is the power system It may include a power supply and demand control unit that controls to supply to the power supply or controls to reduce the power consumption of the power consuming means.
상기 집단에너지계통의 열수급 정보, 축열조의 가용용량, 열수요 예측정보, 열생산 정보 또는 열소비 정보 중 적어도 하나를 포함하는 집단에너지계통 정보를 수집하는 집단에너지계통 정보 수신부를 더 포함할 수 있다.It may further include a collective energy system information receiver for collecting collective energy system information including at least one of heat supply and demand information of the collective energy system, usable capacity of the heat storage tank, heat demand prediction information, heat production information, and heat consumption information.
상기 에너지변환 제어부는, 상기 집단에너지계통 정보 및 상기 전력계통 정보를 복합적으로 고려해서 상기 집단에너지계통에서의 열생산량 또는 상기 집단에너지계통에서의 열저장량을 제어하는 열변환 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit may include a heat conversion control unit for controlling the amount of heat production in the collective energy system or the amount of heat storage in the collective energy system by considering the collective energy system information and the power system information in a complex manner.
상기 에너지변환 제어부는, 전력계통의 경제성 및 집단에너지계통의 경제성을 종합적으로 고려해서, 상기 전력계통에서 상기 집단에너지계통으로 공급되는 전력소비량 또는 상기 집단에너지계통에서 상기 전력계통으로 공급되는 전력공급량을 제어하는 경제성 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit, in consideration of the economic feasibility of the power system and the economic feasibility of the collective energy system, the power consumption supplied from the power system to the collective energy system or the amount of power supplied from the collective energy system to the power system It may include an economics control unit to control.
본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치는 전력계통 정보를 수신하는 전력계통 정보 수신부, 그리고 전력계통에 연계된 변동성 전원의 출력 변동에 의한 상기 전력계통 정보의 변화를 분석하고, 분석된 결과를 기초로 상기 전력계통과 집단에너지계통 사이의 전력소비량 또는 전력공급량을 제어하는 에너지변환 제어부를 포함한다.An apparatus for controlling energy conversion of a power system and a group energy system according to an embodiment of the present invention includes a power system information receiving unit for receiving power system information, and a change in the power system information due to an output change of a variable power connected to the power system and an energy conversion control unit for controlling the amount of power consumption or power supply between the power system and the collective energy system based on the analyzed result.
상기 전력계통 정보의 변화는, 순부하량 정보, 응동량 정보, 또는 신재생 출력 정보 중 적어도 하나의 변화를 포함할 수 있다.The change in the power system information may include a change in at least one of net load information, response amount information, and new renewable output information.
상기 순부하량 정보는, 상기 전력계통의 총부하량에서 상기 전력계통에 연계된 변동성 전원의 출력량을 차감한 전력계통의 순부하량을 포함할 수 있다.The net load information may include a net load amount of the power system obtained by subtracting the output amount of the variable power connected to the power system from the total load amount of the power system.
상기 에너지변환 제어부는, 상기 변동성 전원의 출력 변동에 따른 순부하량을 순부하량 설정값과 비교하여 상기 집단에너지계통이 소모하는 전력소비량을 제어하되, 상기 순부하량이 순부하량 설정값 미만인 경우에, 상기 전력소비량을 증가시키도록 제어하는 순부하량 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit controls the amount of power consumed by the collective energy system by comparing a net load according to an output change of the variable power source with a net load set value, and the net load is less than a net load set value. It may include a net load control unit that controls to increase the power consumption.
상기 응동량 정보는, 상기 전력계통에 연계된 변동성 전원의 출력 변동에 대응하기 위해서 전력계통에 연계된 발전기들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동량 또는 변동성 전원의 출력 변동에 대응하여 발전기들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동 속도를 포함할 수 있다.The response amount information is, in response to the response amount or the output fluctuation of the variable power that the generators linked to the power system can additionally generate in order to respond to the output fluctuations of the variable power connected to the power system, the generators can additionally generate power. It may include a response speed.
상기 에너지변환 제어부는, 상기 변동성 전원의 출력 변동에 따른 응동량 또는 상기 응동 속도를 이용해서 상기 전력계통과 집단에너지계통 사이의 전력소비량 또는 전력공급량을 제어하되, 상기 변동성 전원의 출력 변동에 대응하기 위해 전력계통에 추가적으로 필요한 발전량보다 상기 응동량이 작거나 상기 응동 속도가 느려 상기 변동성 전원의 출력 변동에 대응하기 어려운 경우, 상기 집단에너지계통에서 생산된 전력을 상기 전력계통으로 공급하거나 전력 소모 수단의 전력소비량을 감소시키도록 제어하는 응동량 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit controls the amount of power consumption or power supply between the power system and the collective energy system by using the response amount or the response speed according to the output fluctuation of the variable power supply, but to respond to the output fluctuation of the variable power supply When the response amount is smaller than the amount of power additionally required for the power system or it is difficult to respond to the output fluctuation of the variable power supply because the response speed is slow, the power produced by the collective energy system is supplied to the power system or the power consumption means It may include a response amount control unit for controlling to reduce the power consumption.
상기 에너지변환 제어부는, 상기 전력계통에 연계된 신재생 에너지원의 출력 변동에 의한 상기 전력계통의 주파수 변동을 방지하도록 상기 신재생 에너지원의 출력 변동을 기초로 상기 전력소비량 또는 상기 전력공급량을 제어하는 신재생 출력변동 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit controls the power consumption or the power supply amount based on the output change of the renewable energy source to prevent the frequency fluctuation of the electric power system due to the output change of the renewable energy source linked to the electric power system It may include a new renewable output change control unit.
본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치는 전력계통의 예비력량 정보를 수신하는 전력계통 정보 수신부, 그리고 상기 전력계통의 예비력량 정보를 기초로 상기 전력계통과 집단에너지계통 사이의 전력소비량 또는 전력공급량을 제어하는 에너지변환 제어부를 포함한다.An apparatus for controlling energy conversion of a power system and a group energy system according to an embodiment of the present invention includes a power system information receiving unit for receiving reserve power information of the power system, and the power system and group based on the reserve power information of the power system It includes an energy conversion control unit for controlling the amount of power consumption or power supply between the energy systems.
상기 에너지변환 제어부는, 상기 전력계통의 예비력량을 예비력 설정값과 비교하는 예비력 비교부, 그리고 상기 비교 결과를 기초로, 상기 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단의 출력을 조정하여 상기 전력계통의 예비력량을 확보하도록 제어하는 예비력 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit, a reserve power comparison unit for comparing the amount of reserve power of the electric power system with a reserve power set value, and based on the comparison result, by adjusting the output of the power consumption means disposed in the collective energy system of the electric power system It may include a reserve force control unit that controls to secure the reserve force.
상기 예비력 제어부는, 상기 전력계통의 예비력량이 예비력 설정값보다 작으면, 상기 집단에너지계통에 배치된 열병합발전기의 출력을 조정하도록 제어할 수 있다.The reserve power control unit, when the amount of reserve power of the power system is less than the reserve power set value, may control to adjust the output of the cogeneration generator disposed in the collective energy system.
상기 예비력 제어부는, 상기 전력계통의 예비력량이 예비력 설정값보다 작으면, 상기 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단의 전력소모량을 증가시키도록 제어할 수 있다.The reserve power control unit, when the amount of reserve power of the power system is less than the reserve power set value, may control to increase the power consumption of the power consuming means disposed in the collective energy system.
상기 예비력량 정보는, 주파수 추종 예비력, 주파수 조정 예비력, 순동예비력, 또는 운전 상태의 예비력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The reserve force information may include at least one of a frequency tracking reserve force, a frequency adjustment reserve force, a net dynamic reserve force, and a reserve force of a driving state.
본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치는 전력계통에 연계된 기저발전기의 출력 정보를 수신하는 전력계통 정보 수신부, 그리고 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단이 상기 기저발전기에서 생산된 전력의 일부를 소모하도록 제어하되, 상기 전력계통의 계통주파수를 기초로 상기 전력 소모 수단의 전력소모량을 제어하는 에너지 변환 제어부를 포함한다.An apparatus for controlling energy conversion between a power system and a collective energy system according to an embodiment of the present invention includes a power system information receiving unit for receiving output information of a base generator linked to a power system, and a power consuming means disposed in the collective energy system. It controls to consume a part of the power generated by the base generator, and includes an energy conversion control unit for controlling the power consumption of the power consuming means based on the grid frequency of the power system.
상기 기저발전기는, 전력계통의 주파수 변화에 따른 발전기의 출력 변화를 나타내는 속도 조정율이 없거나, 상기 속도 조정율이 설정값 미만인 발전기를 포함할 수 있다.The base generator may include a generator in which there is no speed adjustment ratio indicating a change in the output of the generator according to a change in the frequency of the power system, or the speed adjustment ratio is less than a set value.
상기 기저발전기는, 전력계통에서 주파수 추종운전을 하지 못하거나 주파수 응동 속도가 설정값 미만인 발전기를 포함할 수 있다.The base generator may include a generator whose frequency following operation cannot be performed in the power system or whose frequency response speed is less than a set value.
상기 에너지 변환 제어부는, 상기 기저발전기에서 출력된 전력의 일부를 상기 전력 소모 수단에 할당하는 기저발전기 출력 할당부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit may include a base generator output allocator for allocating a part of the power output from the base generator to the power consuming means.
상기 에너지 변환 제어부는, 상기 전력계통의 계통주파수를 주파수 설정값과 비교하는 주파수 비교부, 그리고 상기 기저발전기에서 생산된 전력의 일부가 상기 계통주파수의 변화에 응동하도록, 상기 주파수 비교 결과를 기초로 상기 전력 소모 수단의 상기 전력소모량을 제어하는 기저발전기 주파수응동 제어부를 포함할 수 있다.The energy conversion control unit, a frequency comparison unit for comparing the grid frequency of the power system with a frequency set value, and a portion of the power generated by the base generator to respond to the change in the grid frequency, based on the frequency comparison result It may include a base generator frequency response control unit for controlling the power consumption of the power consumption means.
본 발명의 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 방법은 전력계통 정보 또는 전력계통 분석 정보를 수신하는 단계, 상기 전력계통 정보 또는 상기 전력계통 분석 정보를 바탕으로 상기 전력계통과 집단에너지계통 사이의 에너지 교환량을 결정하는 단계, 그리고 상기 에너지 교환량을 기초로 상기 집단에너지계통에서 상기 전력계통으로 공급되는 전력공급량을 제어하거나, 상기 전력계통에서 상기 집단에너지계통으로 공급되는 전력소비량을 제어하는 단계를 포함한다.The method for controlling energy conversion between a power system and a group energy system of the present invention comprises the steps of receiving power system information or power system analysis information, between the power system and the collective energy system based on the power system information or the power system analysis information. Determining the amount of energy exchange, and controlling the amount of power supplied from the group energy system to the power system based on the amount of energy exchange, or controlling the amount of power consumption supplied from the power system to the group energy system includes
상기 전력계통 정보 또는 상기 전력계통 분석 정보는, 전력계통에 연계된 발전기의 램프레이트(Ramp Rate) 특성 정보, 상기 전력계통의 주파수 정보, 상기 전력계통의 전력수급 정보, 변동성 전원에 의한 순부하량 정보, 상기 변동성 전원에 의한 응동량 정보, 상기 전력계통에 연계된 신재생 에너지원의 출력 변동 정보, 상기 전력계통의 예비력량 정보, 또는 상기 전력계통에 연계된 기저발전기의 출력 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The power system information or the power system analysis information includes, ramp rate characteristic information of a generator linked to the power system, frequency information of the power system, power supply and demand information of the power system, net load information by variable power source , At least one of response amount information by the variable power source, output change information of a renewable energy source linked to the power system, reserve power information of the power system, or output information of a base generator linked to the power system can do.
상기 전력공급량 또는 전력소비량을 제어하는 단계는, 발전기의 램프레이트 특성 정보를 기초로 집단에너지계통에 배치된 열 생산 수단의 열생산량을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.The controlling of the power supply amount or power consumption may include adjusting the heat production amount of the heat production means disposed in the collective energy system based on the lamp rate characteristic information of the generator.
상기 전력공급량 또는 전력소비량을 제어하는 단계는, 상기 전력계통의 계통주파수 또는 주파수 변화율을 주파수 설정값과 비교하는 단계, 상기 계통주파수 또는 주파수 변화율이 주파수 설정값 보다 큰 경우, 상기 집단에너지계통에서 소비하는 상기 전력소비량을 결정하는 단계, 그리고 상기 전력소비량을 이용하여 상기 집단에너지계통의 열생산량을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The controlling of the amount of power supply or power consumption includes comparing the grid frequency or frequency change rate of the power system with a frequency set value, and when the grid frequency or frequency change rate is greater than the frequency set value, consumption in the collective energy system It may include the steps of determining the power consumption, and controlling the heat production of the collective energy system by using the power consumption.
상기 전력공급량 또는 전력소비량을 제어하는 단계는, 상기 전력계통의 계통주파수 또는 주파수 변화율을 주파수 설정값과 비교하는 단계, 상기 집단에너지계통에 배치된 열병합발전기의 발전량 또는 상기 열병합발전기의 열생산량을 결정하는 단계, 그리고 상기 계통주파수가 주파수 설정값 보다 작거나 주파수 변화율이 상기 주파수 설정값 보다 큰 경우, 상기 열병합발전기의 발전량의 일부 또는 전부를 상기 전력계통에 공급하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The step of controlling the amount of power supply or power consumption includes comparing the grid frequency or frequency change rate of the power system with a frequency set value, determining the amount of power generation of the cogeneration generator or the heat production amount of the cogeneration generator disposed in the collective energy system and when the grid frequency is less than the frequency set value or the frequency change rate is greater than the frequency set value, controlling part or all of the power generation amount of the cogeneration generator to be supplied to the power system.
상기 전력공급량 또는 전력소비량을 제어하는 단계는, 상기 전력계통의 전력수급 정보를 바탕으로 상기 전력계통의 전력수급 불균형을 예측하는 단계, 그리고 상기 전력수급 불균형으로 인해 전력계통의 전력 공급이 전력 수요보다 큰 경우, 상기 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단을 통해서 상기 전력계통에 초과 생산되거나 초과 생산될 것으로 예상되는 전력을 열에너지로 변환하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The controlling of the power supply amount or power consumption may include estimating the power supply/demand imbalance of the power system based on the power supply/demand information of the power system, and the power supply of the power system is higher than the power demand due to the power supply/demand imbalance. In a large case, it may include controlling to convert the excess or expected to be produced in the electric power system to thermal energy through the power consuming means disposed in the collective energy system.
상기 전력공급량 또는 전력소비량을 제어하는 단계는, 상기 전력계통의 전력수급 정보를 바탕으로 상기 전력계통의 전력수급 불균형을 예측하는 단계, 그리고 상기 전력수급 불균형으로 인해 전력계통의 전력 공급이 전력 수요보다 작은 경우, 상기 집단에너지계통에 배치된 발전기에 의해 생산된 전력을 상기 전력계통에 공급하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The controlling of the power supply amount or power consumption may include estimating the power supply/demand imbalance of the power system based on the power supply/demand information of the power system, and the power supply of the power system is higher than the power demand due to the power supply/demand imbalance. If it is small, it may include the step of controlling to supply the power produced by the generator disposed in the collective energy system to the power system.
상기 전력계통의 총부하량에서 상기 전력계통에 연계된 변동성 전원의 출력량을 차감한 전력계통의 순부하량을 순부하량 설정값과 비교하는 단계, 그리고 상기 순부하량이 순부하량 설정값 미만인 경우에, 상기 집단에너지계통에서의 전력소비량을 증가시키도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.comparing the net load amount of the power system by subtracting the output amount of the variable power connected to the power system from the total load amount of the power system with a net load set value, and when the net load is less than the net load set value, the group It may further include the step of controlling to increase the amount of power consumption in the energy system.
상기 전력계통에 연계된 변동성 전원의 출력 변동에 대응하기 위해서 전력계통에 연계된 발전기들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동량 또는 발전기들의 응동 속도를 계산하는 단계, 그리고 상기 응동량이 상기 변동성 전원의 출력 변동에 대응하기 위해서 전력계통에 필요한 추가 발전량보다 작거나 상기 응동 속도가 느려 상기 변동성 전원의 출력 변동에 대응하기 어려운 경우, 상기 집단에너지계통에서 상기 전력계통으로 전력을 공급하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.Calculating a response amount or response speed of generators that can additionally generate power by generators connected to the power system in order to respond to a change in the output of the variable power source connected to the power system, and the response amount is the output change of the variable power supply When it is difficult to respond to the output fluctuation of the variable power supply because it is less than the amount of additional power required for the power system in order to respond to the can
집단에너지계통 정보를 수신하고, 상기 집단에너지계통 정보를 분석하는 단계, 그리고 상기 전력계통 정보 및 상기 집단에너지계통 정보를 이용해서 상기 집단에너지계통에서의 열생산량 또는 열변환량을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.Receiving collective energy system information, analyzing the collective energy system information, and controlling the amount of heat production or heat conversion in the collective energy system using the power system information and the collective energy system information may include
상기 전력계통에 연계된 신재생 에너지원의 출력 변동 정보를 취득하는 단계, 그리고 상기 전력계통에 연계된 신재생 에너지원의 출력 변동에 따라 상기 집단에너지계통의 열변환량을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Acquiring output variation information of a renewable energy source linked to the power system, and adjusting the heat conversion amount of the collective energy system according to the output variation of the renewable energy source linked to the power system can do.
상기 전력계통의 예비력량 정보를 분석하는 단계, 그리고 상기 전력계통의 예비력량을 예비력 설정값과 비교하고, 상기 집단에너지계통에 배치된 열병합발전기의 출력을 증가시켜 전력계통에 공급하거나, 상기 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단의 출력을 조정하여 상기 전력계통의 예비력량을 확보하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.analyzing the reserve power amount information of the power system, and comparing the reserve power amount of the power system with a reserve power set value, and increasing the output of the cogeneration generator disposed in the collective energy system to supply it to the electric power system, or the collective energy The method may further include controlling the output of the power consuming means disposed in the system to secure the reserve power of the power system.
상기 전력계통에 연계된 기저발전기의 출력 정보를 취득하는 단계, 그리고 상기 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단이 상기 기저발전기의 출력 중 일부를 소모하도록 제어하되, 전력계통의 계통주파수의 변화에 응동하여 상기 전력계통의 전력을 소모하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.Acquiring the output information of the base generator linked to the power system, and controlling the power consuming means disposed in the collective energy system to consume some of the output of the base generator, in response to a change in the system frequency of the power system It may further include the step of controlling to consume the power of the power system.
상기 전력계통의 경제성 및 상기 집단에너지계통의 경제성을 종합적으로 고려해서 상기 전력공급량 또는 상기 전력소비량을 조정하는 단계를 더 포함하며, 상기 전력계통의 경제성 또는 상기 집단에너지계통의 경제성은 발전기별 발전 단가를 고려해서 산정될 수 있다.Further comprising the step of adjusting the power supply amount or the power consumption by comprehensively considering the economic feasibility of the power system and the economic feasibility of the collective energy system, the economic feasibility of the electric power system or the economic feasibility of the collective energy system is the power generation unit price for each generator can be calculated taking into account
본 발명에 따르면, 전력계통 정보와 집단에너지계통 정보를 분석하고, 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단을 통해 전력계통에서 생산된 전력의 소비량을 조절하여 전력계통의 계통주파수를 소정 범위 이내로 유지시킴으로써, 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.According to the present invention, by analyzing the power system information and the collective energy system information, and controlling the consumption amount of power produced in the power system through the power consumption means arranged in the collective energy system, the system frequency of the power system is maintained within a predetermined range. , it provides an environment in which the frequency of the power system can be stably maintained.
또한, 본 발명은 발전기의 램프레이트(Ramp Rate) 특성 정보를 기초로 전력계통에서 초과 생산되는 전력 또는 전력계통에서 초과 생산될 것으로 예상되는 잉여전력을 이용해 발전기가 열을 생산해 전력 생산에 사용하도록 제어하거나, 열 생산 수단의 열생산량을 조정하도록 제어함으로써, 발전기들의 발전효율 및 램프레이트 특성을 향상시키고, 변동성 전원의 출력 변동으로 인한 전력계통의 계통주파수 급변을 방지할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention controls the generator to generate heat and use it for power generation using excess power generated in the power system or excess power expected to be overproduced in the power system based on the ramp rate characteristic information of the generator. Alternatively, by controlling to adjust the heat production amount of the heat production means, the power generation efficiency and ramp rate characteristics of the generators are improved, and an environment capable of preventing a sudden change in the system frequency of the power system due to the output fluctuation of the variable power supply is provided.
또한, 본 발명은 발전기들의 발전효율 및 램프레이트 특성을 향상시킴으로써, 변동성 전원의 출력이 급감하거나 전력부하가 급증하는 경우에도 발전기들이 전력부하의 수요곡선을 따라 전력을 생산할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention provides an environment in which generators can produce power according to the demand curve of the power load even when the output of the variable power supply is sharply decreased or the power load is rapidly increased by improving the power generation efficiency and ramp rate characteristics of the generators.
또한, 본 발명은 전력계통의 계통주파수를 주파수 설정값과 비교하고, 비교결과를 기초로 전력계통에서 집단에너지계통으로 공급되는 전력소비량을 제어하거나 집단에너지계통에서 전력계통으로 공급되는 전력공급량을 제어함으로써, 전력계통의 전력수급을 유지하고 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention compares the grid frequency of the power system with a frequency set value, and controls the amount of power supplied from the power system to the collective energy system based on the comparison result, or controls the amount of power supplied from the collective energy system to the power system By doing so, it provides an environment capable of maintaining the power supply and demand of the power system and stably maintaining the frequency of the power system.
또한, 본 발명은 전력계통의 전력수급 정보를 분석하여 전력계통의 전력수급 불균형을 예측하고, 예측 결과를 기초로 전력계통의 전력 공급과 전력 수요를 비교하거나 전력계통에서의 전력 수요 상승률을 설정값과 비교하여 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력소비량 및 전력공급량을 제어함으로써, 전력계통의 전력수급 불균형 문제를 해소하고, 이를 통해 전력계통의 안정성 악화를 방지할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention predicts the imbalance of power supply and demand of the power system by analyzing the power supply and demand information of the power system, and compares the power supply and power demand of the power system based on the prediction result or sets the rate of increase in power demand in the power system By controlling the amount of power consumption and power supply between the power system and the collective energy system compared to those of the power system, the problem of imbalance in power supply and demand in the power system is solved, and through this, an environment that can prevent deterioration of the stability of the power system is provided.
또한, 본 발명은 전력계통의 정보 및 전력계통 분석 정보와 집단에너지계통 정보 및 집단에너지계통 분석 정보를 복합적으로 고려해서 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력소비량 및 전력공급량을 제어함으로써, 전력계통의 주파수 변화를 최소화시키고 전력수급 불균형 문제를 해소할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention controls the power consumption and power supply between the power system and the group energy system by considering the information of the power system and the power system analysis information and the collective energy system information and the collective energy system analysis information in a complex, so that the frequency of the power system It provides an environment in which changes can be minimized and the problem of power supply and demand imbalance can be resolved.
또한, 본 발명은 전력계통의 경제성 및 집단에너지계통의 경제성을 종합적으로 고려해서 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력소비량 및 전력공급량을 조정함으로써, 국가 전체적인 에너지 비용을 절감시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention provides an environment in which the overall energy cost of the country can be reduced by adjusting the power consumption and power supply between the power system and the collective energy system by comprehensively considering the economic feasibility of the power system and the collective energy system.
또한, 본 발명은 전력계통에 연계된 변동성 전원의 출력 변화에 의한 전력계통의 순부하량 정보를 기초로 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력소비량 및 전력공급량을 제어함으로써, 변동성 전원의 영향으로 인한 전력수급 불균형 문제를 해소하고, 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention controls the power consumption and power supply between the power system and the collective energy system based on the net load information of the power system due to the change in the output of the variable power connected to the power system. It solves the imbalance problem and provides an environment where the frequency of the power system can be stably maintained.
또한, 본 발명은 전력계통에 연계된 변동성 전원의 출력 변동에 대응하기 위해서 전력계통의 응동량 정보를 기초로 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력소비량 및 전력공급량을 제어함으로써, 변동성 전원 영향으로 인한 전력계통의 전력수급 불균형 문제를 해소하고, 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention controls the power consumption and power supply between the power system and the collective energy system based on the response amount information of the power system in order to cope with the output fluctuations of the variable power source linked to the power system. It solves the problem of imbalance of power supply and demand in the system and provides an environment in which the frequency of the power system can be stably maintained.
또한, 본 발명은 전력계통에 연계된 신재생 에너지원의 출력 변동을 기초로 집단에너지계통에서의 전력소비량 또는 전력계통으로의 전력공급량을 제어함으로써, 신재생 에너지원의 순간적인 출력 변동에 의한 전력계통의 주파수 변화를 최소화하고, 전력계통의 주파수 변동을 방지하여 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention by controlling the amount of power consumption in the collective energy system or the amount of power supplied to the power system based on the output fluctuation of the renewable energy source linked to the power system, the power by the instantaneous output change of the renewable energy source It provides an environment in which the frequency change of the power system can be minimized and the frequency of the power system can be stably maintained by preventing the frequency change of the power system.
또한, 본 발명은 신재생 에너지원의 출력 변동을 기초로 집단에너지계통에서의 전력소비량을 제어함으로써, 결과적으로 신재생 에너지원의 출력이 평탄화되어 전력계통에 제공되는 것과 같은 효과를 제공할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention controls the power consumption in the collective energy system based on the output fluctuation of the renewable energy source, as a result, the output of the renewable energy source is flattened to provide the same effect as provided to the power system. provide an environment
또한, 본 발명은 전력계통의 예비력량 정보를 기초로 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단의 출력을 조정하거나 집단에너지계통에서 생산된 전력을 전력계통에 공급함으로써, 전력계통의 예비력량을 확보하고, 전력계통의 전력수급을 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention secures the reserve power of the power system by adjusting the output of the power consuming means disposed in the collective energy system or supplying the power produced in the collective energy system to the power system based on the reserve power information of the power system, and , it provides an environment that can stably maintain the power supply and demand of the power system.
또한, 본 발명은 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단이 기저발전기에서 생산된 전력의 일부를 소모할 때, 전력계통 정보를 기초로 전력 소모 수단의 전력소비량을 제어함으로써, 전력계통에서 주파수 추종운전을 하지 못하거나 주파수 응동 속도가 낮은 발전기의 출력 제어를 가능하게 하여 전력계통의 주파수 불안정성을 해소시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention provides a frequency tracking operation in the power system by controlling the power consumption of the power consuming means based on the power system information when the power consuming means disposed in the collective energy system consumes a part of the power generated by the base generator. It provides an environment that can solve the frequency instability of the power system by enabling the output control of a generator that cannot operate or has a low frequency response speed.
또한, 본 발명은 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단의 전력소비량을 조절하여 전력계통의 부하를 증가시키거나 감소시키는 형태로 전력계통에 기여하므로, 전력계통의 전력수급을 조절하며, 배터리나 양수발전기와 달리 전력계통에 필요한 예비력을 지속적으로 제공할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention contributes to the power system in the form of increasing or decreasing the load of the power system by controlling the power consumption of the power consuming means disposed in the collective energy system, so it controls the power supply and demand of the power system, and Unlike a generator, it provides an environment that can continuously provide the necessary reserve power to the power system.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 시스템을 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따라 에너지 변환 제어 장치가 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력공급량과 전력소비량을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따라 발전기의 램프레이트 특성 정보를 기초로 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환 및 집단에너지계통에서의 전력소모량을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따라 전력계통의 계통주파수를 이용해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따라 전력계통의 전력수급 정보를 이용해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 제5실시예에 따라 전력계통과 집단에너지계통의 경제성을 분석해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 제6실시예에 따라 전력계통의 순부하량 정보를 이용해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 13은 전력계통에서 일반적인 일일 전력수요곡선을 도시한 그래프이다.
도 14는 변동성 전원의 출력 증가로 인한 순부하량의 변화를 도시한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 제7실시예에 따라 전력계통의 응동량 정보를 이용해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 16는 본 발명의 제8실시예에 따라 전력계통의 예비력량 정보를 이용해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 제9실시예에 따라 기저발전기에서 생산된 전력의 일부가 계통주파수의 변화에 응동하도록 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 18은 발전 비용순으로 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 결정하는 예를 도시한 그래프이다.
도 19는 발전기의 제약조건을 반영해 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 결정하는 예를 도시한 그래프이다.
도 20은 최소 예비력 확보를 위해 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 결정하는 예를 도시한 그래프이다.
도 21은 전력계통의 제약조건을 반영해 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 결정하는 예를 도시한 그래프이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따라 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어한 경우에 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 도시한 그래프이다.1 is a diagram schematically illustrating an energy conversion control system of a power system and a collective energy system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating the configuration of a power system and a collective energy system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for controlling energy conversion of a power system and a collective energy system according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for controlling energy conversion of a power system and a collective energy system according to another embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for controlling energy conversion of a power system and a collective energy system according to another embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for controlling energy conversion of a power system and a collective energy system according to another embodiment of the present invention.
7 is a flowchart schematically illustrating a process in which the energy conversion control device controls the power supply amount and the power consumption amount between the power system and the collective energy system according to the first embodiment of the present invention.
8 is a flowchart schematically illustrating a process of converting energy between a power system and a collective energy system and controlling power consumption in the collective energy system on the basis of ramp rate characteristic information of a generator according to a second embodiment of the present invention.
9 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between a power system and a group energy system using a system frequency of the power system according to a third embodiment of the present invention.
10 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between a power system and a group energy system using power supply and demand information of the power system according to a fourth embodiment of the present invention.
11 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between the power system and the collective energy system by analyzing the economic feasibility of the electric power system and the collective energy system according to the fifth embodiment of the present invention.
12 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between a power system and a collective energy system using net load information of the power system according to a sixth embodiment of the present invention.
13 is a graph showing a typical daily power demand curve in the power system.
14 is a graph illustrating a change in a net load amount due to an increase in output of a variable power supply.
15 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between a power system and a collective energy system using response amount information of the power system according to a seventh embodiment of the present invention.
16 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between a power system and a group energy system using reserve power information of the power system according to an eighth embodiment of the present invention.
17 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling the energy conversion between the power system and the collective energy system so that a part of the electric power generated by the base generator responds to the change in the system frequency according to the ninth embodiment of the present invention.
18 is a graph illustrating an example of determining the priority and output distribution of generators in the order of generation cost.
19 is a graph illustrating an example of determining the priority and output distribution of generators by reflecting the constraints of the generators.
20 is a graph showing an example of determining the priority and output distribution of generators to secure the minimum reserve power.
21 is a graph illustrating an example of determining the priority and output distribution of generators by reflecting the constraints of the power system.
22 is a graph illustrating the priority and output distribution of generators when the energy conversion between the power system and the collective energy system is controlled according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, terms such as “…unit”, “…group”, and “module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. have.
여기서, 전력계통은 발전소에서 생산한 전기를 전기사용자에게 공급하기 위하여 물리적으로 상호 연결된 전기설비, 즉, 발전설비, 송변전설비, 배전설비, 기타 부대설비 등을 포함한다.Here, the power system includes physically interconnected electrical facilities, ie, power generation facilities, transmission and distribution facilities, distribution facilities, and other auxiliary facilities, in order to supply electricity produced by the power plant to electricity users.
그리고, 집단에너지계통은 열병합발전소, 열전용보일러, 열저장 및 자원회수시설 등의 에너지 생산시설에서 생산되는 복수의 에너지(예를 들어, 열과 전기)를 주거ㅇ상업 또는 산업단지내의 다수의 사용자에게 공급해주는 계통을 포함한다. 예를 들어, 집단에너지계통은 열계통, 열병합계통, 열생산계통, 열저장계통, 열교환계통, 열공급계통, 지역난방계통, 또는 지역냉방계통 중 적어도 하나를 포함한다. In addition, the collective energy system provides a plurality of energy (for example, heat and electricity) produced in energy production facilities such as combined heat and power plants, heat-only boilers, heat storage and resource recovery facilities to multiple users in residential/commercial or industrial complexes. including the supply system. For example, the collective energy system includes at least one of a heat system, a cogeneration system, a heat production system, a heat storage system, a heat exchange system, a heat supply system, a district heating system, or a district cooling system.
이때, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치는 전력계통과 집단에너지계통의 각 계통에 배치되거나, 전력계통과 집단에너지계통 사이에 배치되어 양 계통 간의 에너지 변환을 제어할 수 있으나, 본 발명의 권리범위가 이러한 배치 구조에 의해 한정되는 것은 아니다.At this time, the energy conversion control device of the present invention is disposed in each system of the power system and the collective energy system, or is disposed between the electric power system and the collective energy system to control the energy conversion between both systems, but the scope of the present invention is limited It is not limited by this arrangement structure.
이제 도 1 내지 도 22를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치 및 에너지 변환 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Now, an apparatus for controlling energy conversion of a power system and a collective energy system and a method for controlling energy conversion according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 22 .
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 시스템을 간략히 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 구성을 간략히 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 이때, 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.1 is a diagram schematically illustrating an energy conversion control system of a power system and a collective energy system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram briefly illustrating the configuration of a power system and a collective energy system according to an embodiment of the present invention 3 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for controlling energy conversion of a power system and a collective energy system according to an embodiment of the present invention. At this time, the
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보 또는 집단에너지계통 정보를 기초로 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 에너지 교환량을 결정하고, 양 계통 사이의 에너지 교환량을 제어한다. 1 to 3, the energy
여기서, 에너지 교환량은 전력계통(10)에서 집단에너지계통(20)으로 공급되는 전력소비량 및, 집단에너지계통(20)에서 전력계통(10)으로 공급되는 전력공급량을 포함한다. 그리고, 전력소비량은 집단에너지계통(20)에 공급되어 소비되는 전력계통(10)의 생산 전력량을 포함하며, 전력공급량은 전력계통(10)에 공급되는 집단에너지계통(20)의 생산 전력량을 포함한다.Here, the amount of energy exchange includes the amount of power consumed from the
그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보 수신부(102), 집단에너지계통 정보 수신부(104), 그리고 에너지 변환 제어부(106)를 포함한다.And, the energy
전력계통 정보 수신부(102)는 전력계통(10)으로부터 전력계통 정보 또는 전력계통 분석 정보를 수신하거나, 전력계통 정보를 분석해 전력계통 분석 정보를 생성한다. 이때, 전력계통(10)은 기저발전기(12), 주파수 응동 발전기(14), 변동성 전원(16), 및 부하(18)을 포함할 수 있다. 기저발전기(12)는 전력계통(10)에서 주파수 추종운전을 하지 못하거나 또는 주파수 응동 속도가 설정값 미만인 발전기 등을 포함한다. 그리고, 주파수 응동 발전기(14)는 전력계통(10)에서 주파수 추종운전을 하며 주파수 응동 속도가 설정값 이상인 발전기를 포함한다. 또한, 변동성 전원(16)은 외부요인에 의해서 발전가능 여부가 결정되거나 전력 생산량이 증감 변동되는 전원을 포함한다.The power system
그리고, 전력계통 정보 및 전력계통 분석 정보는 전력계통(10)에 연계된 발전기들(12,14)의 램프레이트(Ramp Rate) 특성 정보, 전력계통(10)의 주파수 정보, 전력계통(10)의 전력수급 정보를 포함한다. 또한, 전력계통 정보 및 전력계통 분석 정보는 변동성 전원(16)에 의한 순부하량 정보, 변동성 전원(16)에 의한 응동량 정보, 전력계통(10)에 연계된 신재생 출력 변동 정보, 전력계통(10)의 예비력량 정보, 및 전력계통(10)에 연계된 기저발전기(12)의 출력 정보 등을 포함한다. 여기서, 램프레이트 특성 정보는 1분당 발전기출력의 변동이며, 발전기의 증발속도, 발전기의 감발속도, 또는 발전기의 속도 조정율을 포함한다.And, the power system information and the power system analysis information are the ramp rate characteristic information of the
예를 들어, 전력계통 정보 수신부(102)는 전력계통(10)으로부터 전력계통(10)의 주파수 정보 또는 전력계통(10)의 전력수급 정보를 수신하고, 수신된 정보를 분석하여 에너지 변환 제어부(106)에 제공한다.For example, the power system
집단에너지계통 정보 수신부(104)는 집단에너지계통 정보를 수집하거나 집단에너지계통 정보를 분석해 집단에너지계통 분석 정보를 생성한다. 여기서, 집단에너지계통 정보 및 집단에너지계통 분석 정보는 집단에너지계통(20)에 배치된 열병합발전기(28)의 램프레이트(Ramp Rate) 특성 정보, 집단에너지계통(20)의 열수급 정보, 축열조의 가용용량, 열수요 예측정보, 현재의 열생산 정보, 현재의 열소비 정보, 및 집단에너지계통(20)의 전력 수급 정보를 포함한다. The collective energy system
이때, 집단에너지계통(20)은 열 생산 수단(22), 열 저장 수단(24), 열교환 수단(26), 및 열병합발전기(28)을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 집단에너지계통(20)의 전력 소모 수단은 열 생산 수단(22), 열 저장 수단(24), 및 열교환 수단(26)을 포함한다. 예를 들어, 열 생산 수단(22)은 보일러 또는 전열기 등을 포함하고, 열 저장 수단(24)는 축열조 등을 포함하며, 열교환 수단(26)은 히트펌프 등을 포함할 수 있으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 집단에너지계통(20)의 전력 생산 수단은 열병합발전기(28)를 포함할 수 있다.At this time, the
그리고, 열수급 정보는 열 생산 수단(22)의 열생산 정보, 열 저장 수단(24)의 열저장 정보, 열교환 수단(26)의 열교환 정보, 및 열병합발전기(28)의 전기 생산 및 열생산 정보 등을 포함한다. 또한, 열수급 정보는 열 생산 수단(22), 열 저장 수단(24), 열교환 수단(26), 및 열병합발전기(28) 등에서 생산되거나 저장된 열에너지를 주거ㅇ상업 또는 산업단지내의 다수의 사용자에게 공급하는 열수송 정보 등을 포함할 수 있다.In addition, the heat supply and demand information includes heat production information of the heat production means 22 , heat storage information of the heat storage means 24 , heat exchange information of the heat exchange means 26 , and electricity production and heat production information of the
에너지 변환 제어부(106)는 전력계통(10)의 초과 생산되는 전력 또는 전력계통(10)에서 초과 생산될 것으로 예상되는 잉여전력을 소모하도록 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 간의 에너지 변환 및 에너지 교환을 제어한다. 에너지 변환 제어부(106)는 전력계통 정보 및 집단에너지계통 정보를 기초로 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 간의 에너지 교환량을 제어하거나, 전력계통 정보 및 집단에너지계통 정보를 기초로 집단에너지계통(20)에서의 에너지 변환량을 제어한다. The energy
여기서, 집단에너지계통(20)에서의 에너지 변환량은 전력계통(10)의 초과 생산되는 전력 또는 전력계통(10)에서 초과 생산될 것으로 예상되는 잉여전력을 공급받아 집단에너지계통(20)의 전력 소모 수단이 소비하는 전력소모량을 포함한다. 그리고, 잉여전력은 전력계통(10)에서 생성된 총발전량이 전력계통(10)의 총부하량을 초과할 것으로 예상되는 경우에 상기 총발전량에서 상기 총부하량을 차감한 전력량을 포함한다. 또한, 잉여전력은 변동성전원의 출력변동이나 전력계통(10)의 제약조건 등으로 인해 전력계통(10)을 불안정하게 하는 전력을 포함한다.Here, the amount of energy conversion in the
에너지 변환 제어부(106)는 전력계통(10)에 연계된 발전기들의 램프레이트 특성 정보 또는 집단에너지계통(20)에 연계된 열병합발전기(28)의 램프레이트 특성 정보를 기초로 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 에너지 교환량을 제어한다. The energy
그리고, 에너지 변환 제어부(106)는 발전기들의 램프레이트 특성 정보를 기초로 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단의 전력소모량을 제어함으로써, 발전기들의 램프레이트를 향상시키거나, 상기 전력계통의 계통주파수를 소정 범위 이내로 유지시킬 수 있다.In addition, the energy
예를 들어, 에너지 변환 제어부(106)는 열병합발전기(28)의 램프레이트 특성 정보를 기초로 집단에너지계통(20)의 열 생산 수단(22)의 전력소모량을 제어함으로써, 열병합발전기(28)의 램프레이트 특성을 향상시킬 수 있다. For example, the energy
또한, 에너지 변환 제어부(106)는 열 생산 수단(22)에서 생산된 열을 열병합발전기(28)에 공급하도록 제어하여 열병합발전기(28)의 램프레이트를 향상시킬 수 있다. 그리고, 에너지 변환 제어부(106)는 전력계통(10)에서 초과 생산되는 전력 또는 전력계통(10)에서 초과 생산될 것으로 예상되는 잉여전력을 이용해 열병합발전기(28)의 열 생산량을 조절함으로써, 열병합발전기(28)의 램프레이트 특성을 향상시킬 수도 있다.In addition, the energy
그리고, 에너지 변환 제어부(106)는 전력계통(10)의 주파수 정보를 이용해서 상기 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 에너지 교환량 또는 상기 집단에너지계통(20)에서의 에너지 변환량을 제어한다. 여기서, 주파수 정보는 실시간 계통주파수, 계통주파수 예측값, 주파수 변화율, 또는 주파수 민감도 등을 포함한다. 주파수 변화율이나 주파수 민감도는 시간의 변화에 따른 계통주파수의 변화율 또는 변화 정도를 포함한다. 그리고, 주파수 변화율은 양의 값(+)을 갖거나, 음의 값(-)을 가질 수 있다. 예를 들어, 주파수 변화율이 양수 인 경우는 계통주파수가 급증하는 경우를 포함한다. 그리고, 주파수 변화율이 음수인 경우에는 계통주파수가 급감하는 경우를 포함한다.In addition, the energy
그리고, 에너지 변환 제어부(106)는 전력계통(10)의 계통주파수를 주파수 설정값과 비교한다. 에너지 변환 제어부(106)는 전력계통(10)의 전력수급을 안정적으로 유지시키거나 전력계통(10)의 계통주파수를 소정범위 이내로 유지시키도록 전력계통(10)에서 집단에너지계통(20)으로 공급되는 전력소비량을 제어하고, 집단에너지계통(20)에서 전력계통(10)으로 공급되는 전력공급량을 제어한다.Then, the energy
또한, 에너지 변환 제어부(106)는 상기 전력계통(10)의 전력수급 정보를 이용해서 상기 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 에너지 교환량 또는 상기 집단에너지계통(20)에서의 에너지 변환량을 제어한다.In addition, the energy
그리고, 에너지 변환 제어부(106)는 전력계통(10)의 전력수급 정보를 분석하여 전력계통(10)의 전력수급 불균형을 예측한다. 여기서, 전력계통(10)의 전력수급 불균형은 전력계통(10)에 연계된 발전기의 탈락, 전력계통(10)의 전력수요 급변, 또는 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(16)의 출력 변동 급변 등에 의해서 전력계통(10)의 전력 공급과 전력 수요 사이의 편차가 전력수급 설정값을 초과하는 경우를 포함한다. Then, the energy
그리고, 에너지 변환 제어부(106)는 집단에너지계통(20)의 열수급 정보, 전력계통(10)의 주파수 정보 또는 전력수급 정보를 복합적으로 고려해서 집단에너지계통(20)에서의 열생산량 또는 집단에너지계통(20)에서의 열저장량을 제어한다.And, the energy
또한, 에너지 변환 제어부(106)는 전력계통(10)의 경제성 및 집단에너지계통(20)의 경제성을 종합적으로 고려해서, 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 전력소비량 및 전력공급량을 제어한다. In addition, the energy
그리고, 에너지 변환 제어부(106)는 본 발명의 한 실시예에 따라 발전효율 제어부(108), 주파수 비교부(110), 전력소비량 제어부(112), 전력공급량 제어부(114), 전력수급 예측부(116), 전력수급 제어부(118), 열변환 제어부(120), 및 경제성 제어부(122)를 포함한다.And, the energy
발전효율 제어부(108)는 발전기의 발전효율 및 발전기의 램프레이트(Ramp Rate) 특성을 향상시키도록 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 에너지 교환량을 제어하거나, 집단에너지계통(20)에 연계된 발전기의 램프레이트 특성 정보를 기초로 집단에너지계통(20)에서의 전력소모량을 제어한다. The generation
발전효율 제어부(108)는 전력계통(10)에 연계된 발전기의 램프레이트 특성 정보 또는 집단에너지계통(20)에 연계된 발전기의 램프레이트 특성 정보을 기초로 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 에너지 교환량을 제어하거나, 집단에너지계통(20)에 연계된 발전기의 램프레이트 특성 정보를 기초로 집단에너지계통(20)에서의 전력소모량을 제어할 수 있다.The power generation
예를 들어, 발전효율 제어부(108)는 전력계통(10)에 연계된 발전기의 램프레이트를 램프레이트 설정값과 비교한다. 그리고, 발전효율 제어부(108)는 상기 발전기의 램프레이트가 상기 램프레이트 설정값보다 작은 경우, 발전기가 직접 추가적으로 열을 생산하고, 이때 생산된 열을 전력 생산에 사용하도록 제어한다. 또한, 발전효율 제어부(108)는 집단에너지계통(20)의 열 생산 수단(22)의 열생산량을 조정하도록 제어함으로써, 상기 발전기의 발전효율을 향상시키고, 상기 발전기의 램프레이트를 증가시키도록 제어할 수 있다. For example, the power generation
예를 들어, 발전효율 제어부(108)는 스팀발전기가 열을 추가적으로 생산하도록 제어한다. 또한, 발전효율 제어부(108)는 전력계통(10)이나 집단에너지계통(20)에 연계된 전력 소모 수단에서 생산된 열을 발전소의 예열라인이나 급수라인에 공급해서 스팀의 온도를 높이도록 제어함으로써, 해당 스팀발전기의 발전효율 및 램프레이트를 향상시킬 수 있다.For example, the power generation
또한, 발전효율 제어부(108)는 열병합발전기(28)의 램프레이트 특성 정보를 기초로 집단에너지계통(20)에 배치된 열병합발전기(28)의 발전량 또는 열병합발전기(28)의 열생산량을 제어한다. 그리고, 발전효율 제어부(108)는 열병합발전기(28)의 램프레이트 특성 정보를 기초로 열 생산 수단(22)의 전력소모량을 조정하거나, 램프레이트 특성 정보를 기초로 열병합발전기(28)의 열생산량 또는 발전량을 조정하도록 제어함으로써, 열병합발전기(28)의 발전효율 및 램프레이트를 향상시킬 수도 있다.In addition, the power generation
예를 들어, 발전효율 제어부(108)는 열병합발전기(28)의 램프레이트를 램프레이트 설정값과 비교하고, 열병합발전기(28)의 램프레이트가 램프레이트 설정값보다 작은 경우, 열병합발전기(28)가 열을 추가적으로 생산해서 전력 생산에 사용하도록 제어한다. 또한, 발전효율 제어부(108)는 집단에너지계통(20)에 배치된 열 생산 수단(22)에서 생산된 열을 열병합발전기(28)에 제공하도록 제어함으로써, 열병합발전기(28)의 발전효율 및 램프레이트를 향상시킬 수 있다.For example, the power generation
이와 같이, 본 발명은 전력계통의 초과 생산되는 전력 또는 잉여전력을 이용해 발전기들의 발전효율 및 램프레이트를 향상시키도록 제어함으로써, 변동성 전원의 출력 변동으로 인한 전력계통의 계통주파수 급변을 방지할 수 있는 환경을 제공한다. As such, the present invention controls to improve the generation efficiency and ramp rate of generators using excess or surplus power of the power system, thereby preventing a sudden change in the system frequency of the power system due to the output fluctuation of the variable power supply. provide an environment
또한, 본 발명은 발전기들의 발전효율 및 램프레이트를 향상시킴으로써, 변동성 전원의 출력이 급감하거나 전력부하가 급증하는 경우에도 발전기들이 전력부하의 수요곡선을 따라 전력을 생산해 전력계통에 공급할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention improves the power generation efficiency and ramp rate of generators, so that even when the output of the variable power supply is sharply reduced or the power load is rapidly increased, the generators produce power according to the demand curve of the power load and supply it to the power system. to provide.
주파수 비교부(110)는 전력계통(10)의 계통주파수 또는 주파수 변화율을 주파수 설정값과 비교하고, 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 에너지 교환량 및 에너지 변환량을 결정한다.The
전력소비량 제어부(112)는 주파수 비교부(110)에서의 비교 결과를 기초로, 전력계통(10)의 전력수급을 안정적으로 유지시키고 전력계통(10)의 주파수를 소정범위 이내로 유지시키도록 전력계통(10)으로부터 집단에너지계통(20)에 공급되는 전력소비량을 결정한다.The power
전력소비량 제어부(112)는 주파수 변화율이 설정값보다 커져 계통주파수가 급증하는 경우, 집단에너지계통(20)에서의 전력소비량을 증가시키도록 제어한다. 또한, 발전기 탈락 또는 대규모 부하 급증으로 인해 상기 계통주파수가 급감하는 비상시의 경우, 전력소비량 제어부(112)는 집단에너지계통(20)에서의 전력소비량을 감소시키도록 제어할 수 있다.The power
전력공급량 제어부(114)는 주파수 비교부(110)에서의 비교 결과를 기초로, 전력계통(10)의 전력수급을 안정적으로 유지시키고 전력계통(10)의 주파수를 소정범위 이내로 유지시키도록 집단에너지계통(20)에서 전력계통(10)으로 공급되는 전력공급량을 결정한다.The power
전력공급량 제어부(114)는 주파수 변화율이 설정값보다 커져 계통주파수가 급증하는 경우, 집단에너지계통(20)에서 전력계통(10)으로의 전력공급량을 감소시키도록 제어한다. 또한, 발전기 탈락 또는 대규모 부하 급증으로 인해 상기 계통주파수가 급감하는 비상시의 경우, 전력공급량 제어부(114)는 집단에너지계통(20)에서 전력계통(10)으로의 전력공급량을 증가시키도록 제어할 수 있다.The power
예를 들어, 전력계통의 주파수 변화율은 음의 값을 갖을 수 있다. 그리고, 음의 값을 갖는 주파수 변화율이 설정값보다 작아져서 계통주파수가 급감하는 경우, 전력공급량 제어부(114)는 집단에너지계통(20)의 열병합발전기에서 생산된 발전량의 일부 또는 전부를 전력계통(10)으로 공급하도록 제어할 수 있다.For example, the frequency change rate of the power system may have a negative value. And, when the frequency change rate having a negative value becomes smaller than the set value and the system frequency decreases sharply, the power
전력수급 예측부(116)는 전력계통 정보로부터 전력계통(10)의 전력수급 정보를 분석하고, 전력계통(10)의 전력수급 불균형을 예측한다. 전력수급 예측부(116)는 발전기의 탈락, 전력수요 급변, 또는 변동성 전원의 출력 변동 급변 등으로 인한 전력계통(10)의 전력 공급과 전력 수요 사이의 편차가 전력수급 설정값을 초과하는 경우하거나 계통주파수 급변하는 상황 등을 미리 예측할 수 있다.The power supply and
전력수급 제어부(118)는 전력계통(10)의 전력수급 불균형으로 인해 전력계통(10)의 전력 공급이 전력 수요보다 큰 경우, 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단을 통해서 전력계통(10)에서 초과 생산된 잉여전력을 열에너지로 변환하도록 제어한다.When the power supply of the
또한, 전력계통(10)의 전력수급 불균형으로 인해 전력계통(10)에서의 전력 공급이 전력 수요보다 작거나 전력계통(10)에서의 전력 수요 상승률이 설정값 보다 큰 경우, 전력수급 제어부(118)는 집단에너지계통(20)에 배치된 열병합발전기(28)에 의해 생산된 전력을 전력계통(10)에 공급하도록 제어할 수 있다. 여기서, 전력 수요 상승률은 전력계통(10)의 부하(15) 또는 전력 수요가 증가하는 변화율을 포함한다.In addition, when the power supply in the
그리고, 열변환 제어부(120)는 집단에너지계통(20)의 열수급 정보, 전력계통 정보 및 전력계통 분석 정보를 복합적으로 고려해서 집단에너지계통(20)의 열 생산 수단(22)에 의한 열생산량을 제어하거나, 열 저장 수단(24)에 의한 열저장량을 제어한다.In addition, the heat
경제성 제어부(122)는 전력계통(10)의 경제성 및 집단에너지계통(20)의 경제성을 종합적으로 고려해서 전력계통(10)으로부터 집단에너지계통(20)에 공급되는 전력소비량을 결정하거나, 집단에너지계통(20)으로부터 전력계통(10)에 공급되는 전력공급량을 결정한다. 예를 들어, 경제성 제어부(122)는 전력계통(10)의 경제성 및 집단에너지계통(20)의 경제성을 비교 및 분석하고, 이를 통해서 국가 전체적으로 에너지 비용이 절감되는 방향으로 전력소비량 또는 전력공급량을 결정할 수 있다.The economical
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록 도이다. 이때, 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.4 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for controlling energy conversion of a power system and a collective energy system according to another embodiment of the present invention. At this time, the
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보로부터 변동성 전원(16)의 출력 변화를 분석하고, 분석된 결과를 기초로 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 전력소비량 또는 전력공급량을 제어한다. 여기서, 변동성 전원(16)은 기상조건과 같은 외부요인에 의해서 발전가능 여부가 결정되거나 전력 생산량이 증감 변동되는 전원을 포함한다. Referring to FIG. 4 , the energy
다시 말해서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(16)의 출력 변동에 의한 전력계통 정보의 변화를 분석하고, 분석된 결과를 기초로 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 전력소비량 또는 전력공급량을 제어한다. 여기서, 상기 전력계통 정보의 변화는 순부하량 정보, 응동량 정보, 또는 신재생 출력 정보 중 적어도 하나의 변화를 포함한다. In other words, the energy
에너지 변환 제어부(106)는 전력계통 정보로부터 전력계통(10)의 순부하량 정보, 응동량 정보, 및 신재생 에너지원의 출력 정보 등의 변화를 분석한다. 또한, 에너지 변환 제어부(106)는 순부하량 정보, 상기 응동량 정보, 또는 상기 신재생 에너지원의 출력 정보 중 적어도 하나를 설정값과 비교해서 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 전력소비량 및 전력공급량을 제어한다.The energy
에너지 변환 제어부(106)는 본 발명의 다른 실시예에 따라 순부하량 비교부(124), 순부하량 제어부(126), 응동량 비교부(128), 응동량 제어부(130), 및 신재생 출력 변동 제어부(132)를 더 포함할 수 있다.The energy
순부하량 비교부(124)는 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(16)의 출력 변화에 따른 전력계통(10)의 순부하량을 계산하고, 순부하량의 변화를 예측한다. 순부하량 비교부(124)는 계산된 순부하량 또는 예측된 순부하량을 순부하량 설정값과 비교한다. 여기서, 순부하량 정보는 전력계통(10)의 총부하량에서 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(예를 들어, 신재생 에너지원)의 출력량을 차감한 값을 포함한다.The net
그리고, 순부하량 제어부(126)는 순부하량 비교부(124)의 비교 결과를 기초로 집단에너지계통(20)이 전력계통(10)으로부터 전력을 공급받아 소모하는 전력소비량을 제어한다. Then, the net load
예를 들어, 순부하량 제어부(126)는 순부하량이 순부하량 설정값 미만인 경우에, 집단에너지계통(20)에서 소비하는 전력소비량을 증가시키도록 제어할 수 있다. 또한, 순부하량 제어부(126)는 순부하량이 순부하량 설정값을 초과하는 경우에, 집단에너지계통(20)에서 생산된 전력을 전력계통(10)에 공급하도록 제어할 수도 있다.For example, when the net load amount is less than the net load amount set value, the net load
응동량 비교부(128)는 전력계통 정보를 이용해 전력계통(10)의 응동량을 계산하고, 응동량의 변화를 예측한다. 여기서, 응동량 정보는 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(예를 들어, 신재생 에너지원)의 출력 변동에 대응하기 위해서 전력계통에 연계된 발전기들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동량 값 또는 상기 변동성 전원의 출력 변동에 대응하여 발전기가 추가적으로 발전할 수 있는 응동 속도를 포함한다.The response
그리고, 응동량 비교부(128)는 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(16)의 출력 변화에 따른 전력계통(10)의 응동량을 계산하고, 응동량의 변화를 예측한다. 또한, 응동량 비교부(128)는 상기 변동성 전원(16)의 출력 변동에 대응하기 위해 전력계통(10)에서 추가적으로 필요한 발전량을 산출한다. And, the response
그리고, 응동량 비교부(128)는 계산된 응동량 또는 예측된 응동량을 변동성 전원(16)의 출력 변동에 대응하기 위해 전력계통(10)에 추가적으로 필요한 발전량과 비교한다. 또한, 응동량 비교부(128)는 전력계통 정보로부터 변동성 전원(16)의 출력 변동에 대응하여 발전기들이 추가적으로 발전할 수 있는 응동 속도를 분석하고, 분석된 응동 속도를 설정값과 비교할 수 있다.And, the response
응동량 제어부(130)는 응동량 비교부(128)의 비교 결과를 기초로 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 전력소비량 또는 전력공급량을 제어한다. 예를 들어, 신재생 에너지원의 출력 변동에 대응하기 위해 전력계통(10)에 추가적으로 필요한 발전량보다 상기 응동량이 작은 경우, 응동량 제어부(130)는 집단에너지계통(20)에서 생산된 전력을 전력계통(10)에 공급하도록 제어한다. The response
또한, 응동량 제어부(130)는 상기 응동량과 상기 필요한 발전량의 차이가 큰 경우, 집단에너지계통(20)에서 전력계통(10)으로의 전력공급량을 증가시키도록 제어할 수 있다. 그리고, 발전기들의 응동 속도가 느려 변동성 전원(16)의 출력 변동에 대응하기 어려운 경우, 응동량 제어부(130)는 집단에너지계통(20)에서 생산된 전력을 전력계통(10)으로 공급하도록 제어할 수 있다. 이때, 응동량 제어부(130)는 전력 소모 수단의 전력소비량을 감소시키도록 제어할 수도 있다.In addition, when the difference between the response amount and the required generation amount is large, the response
신재생 출력 변동 제어부(132)는 전력계통(10)에 연계된 신재생 에너지원의 출력량 및 신재생 에너지원의 출력 변화를 분석한다. 여기서, 신재생 에너지원은 풍력 발전기, 태양광 발전기, 지열발전기, 연료전지, 바이오 에너지, 그리고 해양에너지 등을 포함한다.The renewable output
그리고, 신재생 출력 변동 제어부(132)는 전력계통(10)에 연계된 신재생 에너지원의 출력 변동에 의한 전력계통(10)의 주파수 변동을 방지하거나 전력계통(10)에서의 전력수급 불균형을 방지하도록 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 전력 소비량 또는 전력공급량을 제어한다. And, the new renewable output
예를 들어, 신재생 출력 변동 제어부(132)는 신재생 에너지원의 출력 변동을 기초로 집단에너지계통(20)에서의 전력소비량 또는 열변환량을 제어한다. 또한, 신재생 출력 변동 제어부(132)는 신재생 에너지원의 출력 변동을 기초로 집단에너지계통(20)의 열병합발전기(28)에서 생산된 전력을 전력계통(10)에 공급하도록 제어할 수 있다. For example, the renewable output
따라서, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에 연계된 신재생 에너지원의 출력 변동을 기초로 집단에너지계통에서(20)의 전력소비량 또는 전력계통(10)으로의 전력소비량을 제어함으로써, 신재생 에너지원의 순간적인 출력 변동에 의한 전력계통(10)의 주파수 변화를 최소화할 수 있다.Therefore, the energy
또한, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 신재생 에너지원의 출력 변동을 기초로 집단에너지계통(20)에서의 전력소비량을 제어함으로써, 결과적으로 신재생 에너지원의 출력이 평탄화되어 전력계통(10)에 제공되는 것과 같은 효과를 제공한다.In addition, the energy
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 이때, 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.5 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for controlling energy conversion of a power system and a collective energy system according to another embodiment of the present invention. At this time, the
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보로부터 전력계통(10)의 예비력량 정보 및 예비력량의 변화를 분석한다. 그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 예비력량 정보 및 예비력량의 변화를 기초로 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 전력소비량 또는 전력공급량을 제어한다. 여기서, 예비력량 정보는 주파수 추종 예비력, 주파수 조정 예비력, 순동예비력, 또는 운전 상태의 예비력 등을 포함한다. Referring to FIG. 5 , the
주파수 추종 예비력 또는 주파수 조정 예비력은 전력계통(10)에 배치된 발전기들이 설정 시간(예를 들어, 1초) 동안 발전량을 증감발할 수 있는 예비력을 포함한다. 또한, 주파수 추종 예비력은 전력계통에 연계된 발전기의 자동발전제어 또는 주파수추종운전에 따라 순시에 자동으로 응동할 수 있는 예비력을 포함한다. 그리고, 주파수 조정 예비력은 미소수요변화 대응 및 계통 주파수 조정을 위한 예비력 등을 포함한다.The frequency tracking reserve power or frequency adjustment reserve power includes a reserve that the generators disposed in the
그리고, 순동예비력은 순간적인 부하변동이나 발전기 탈락 등의 사고 등에 의한 급격한 주파수 저하에 대비하여 순시(예를 들어, 10초)에 응동하고 출력을 증가시켜 자동발전이 가능한 예비력으로, 자동발전제어(AGC) 또는 조속기의 주파수조정(Governor Free) 운전에 따라 자동으로 응동할 수 있는 발전기의 출력 여유분을 포함한다.And, the net dynamic reserve power responds instantaneously (for example, 10 seconds) to an instantaneous (for example, 10 seconds) and increases the output in preparation for a sudden decrease in frequency due to an accident such as a momentary load change or an accident such as a generator dropout. AGC) or the generator's output surplus that can automatically respond according to the governor's frequency adjustment (Governor Free) operation.
그리고, 운전 상태의 예비력은 전력계통(10)에서 출력을 내고 있는 모든 발전기가 낼 수 있는 예비력을 포함한다.And, the reserve power of the operating state includes the reserve power that can be produced by all generators outputting an output in the power system (10).
그리고, 에너지 변환 제어부(106)는 전력계통(10)의 예비력량을 예비력 설정값과 비교하고, 비교 결과를 기초로 상기 전력계통(10)의 전력수급을 안정적으로 유지시키거나 상기 전력계통(10)의 주파수를 소정범위 이내로 유지시키도록 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 전력소비량 및 전력공급량을 제어한다. And, the energy
예를 들어, 에너지 변환 제어부(106)는 전력계통(10)의 예비력량이 예비력 설정값보다 작으면, 집단에너지계통(20)에 배치된 열병합발전기(28)의 출력을 증가시키거나, 상기 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단의 전력소모량을 증가시키도록 제어한다.For example, the energy
에너지 변환 제어부(106)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 예비력 분석부(134), 예비력 비교부(126), 및 예비력 제어부(138)를 더 포함할 수 있다.The energy
예비력 분석부(134)는 전력계통 정보로부터 전력계통(10)의 예비력량 정보 및 예비력량의 변화를 분석한다. 예비력 분석부(134)는 과거 데이터 및 현재의 변동성 전원의 출력 변화를 기초로 전력계통(10)의 예비력량 변화를 예측할 수 있다.The reserve
그리고, 예비력 비교부(126)는 전력계통(10)의 예비력량을 예비력 설정값과 비교한다.And, the reserve
예비력 제어부(138)는 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단의 출력을 조정하여 전력계통(10)의 예비력량을 확보하도록 제어한다. The reserve
예를 들어, 예비력 제어부(138)는 전력계통(10)의 예비력량이 예비력 설정값보다 작으면, 집단에너지계통(20)에 배치된 열병합발전기(28)를 출력을 증가시키도록 제어한다. 또한, 예비력 제어부(138)는 전력계통(10)의 예비력량이 예비력 설정값보다 작으면, 집단에너지계통(20)에 배치된 열 생산 수단(22)의 전력소모량 및 열생산량을 증가시키도록 제어할 수 있다.For example, when the reserve power of the
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 이때, 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.6 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for controlling energy conversion of a power system and a collective energy system according to another embodiment of the present invention. At this time, the
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에 연계된 기저발전기(12)의 출력 정보를 분석하고, 기저발전기(12)에서 생산된 전력의 일부를 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단에 할당한다. 그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 기저발전기(12)에서 생산된 전력의 일부가 전력계통(10)의 계통주파수의 변화에 응동하도록 전력 소모 수단의 전력 소모를 제어한다. Referring to FIG. 6 , the energy
여기서, 기저발전기는 전력계통의 주파수 변화에 따른 발전기의 출력 변화를 나타내는 속도 조정율(DROOP)이 없거나 상기 속도 조정율이 설정값 미만인 발전기를 포함한다. 또한, 기저발전기는 전력계통에서 주파수 추종운전을 하지 못하는 발전기(예를 들어, 원자력발전기) 또는 주파수 응동 속도가 설정값 미만인 발전기(예를 들어, 석탄발전기) 등을 포함한다. Here, the base generator includes a generator having no speed adjustment ratio (DROOP) indicating a change in the output of the generator according to a change in the frequency of the power system or the speed adjustment ratio is less than a set value. In addition, the base generator includes a generator (eg, a nuclear power generator) or a generator having a frequency response speed less than a set value (eg, a coal generator) that cannot perform frequency tracking operation in the power system.
그리고, 에너지 변환 제어부(106)는 전력계통(10)의 계통주파수를 주파수 설정값과 비교하고, 비교 결과를 기초로 기저발전기(12)에서 생산된 전력의 일부가 상기 계통주파수의 변화에 응동하도록 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 전력소비량 및 전력공급량을 제어한다. Then, the energy
에너지 변환 제어부(106)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 전력계통정보 분석부(140), 기저발전기 출력 할당부(142), 및 기저발전기 주파수응동 제어부(144)를 더 포함할 수 있다.The energy
전력계통정보 분석부(140)는 전력계통 정보 수신부(102)로부터 전력계통 정보를 전달받아 전력계통 정보를 분석한다. 전력계통정보 분석부(140)는 기저발전기(12)에서 생산된 전력의 일부가 전력계통(10)의 계통주파수 변화에 응동하도록 전력계통(10)의 주파수 정보 및 전력계통의 전력수급 정보 등을 분석한다.The power system
기저발전기 출력 할당부(142)는 전력계통(10)에 연계된 기저발전기(12)의 출력 정보를 수신하고, 기저발전기(12)에서 생산된 전력의 일부를 집단에너지계통(20)의 전력 소모 수단에 할당한다.The base
기저발전기 주파수응동 제어부(144)는 기저발전기(12)에서 생산된 전력의 일부가 상기 계통주파수의 변화에 응동하도록, 주파수 비교 결과를 기초로 전력 소모 수단의 전력소모량을 제어한다. The base generator frequency
예를 들어, 기저발전기 주파수응동 제어부(144)는 전력계통(10)의 계통주파수가 주파수 설정값보다 크면, 열 생산 수단(22)에 할당된 전력의 사용을 증가시키도록, 열 생산 수단(22)의 열생산량을 증가시킨다. 그리고, 기저발전기 주파수응동 제어부(144)는 전력계통(10)의 계통주파수가 주파수 설정값보다 작으면, 열 생산 수단(22)에 할당된 전력의 사용을 감소시키도록, 열 생산 수단(22)의 열생산량을 감소시킬 수 있다. For example, when the system frequency of the
이를 통해서, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통에서 주파수 추종운전을 하지 못하는 발전기들이나 주파수 응동 속도가 낮은 발전기들의 출력 제어가 가능하게 함으로써, 기존의 기저발전기 또는 변동성 전원에 의한 전력계통의 주파수 불안정성을 해소시킬 수 있는 환경을 제공한다.Through this, the energy
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따라 에너지 변환 제어 장치가 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력공급량과 전력소비량을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이때, 이하의 흐름도는 도 1 내지 도 6의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.7 is a flowchart schematically illustrating a process in which the energy conversion control device controls the power supply amount and power consumption amount between the power system and the collective energy system according to the first embodiment of the present invention. At this time, the following flowchart will be described using the same reference numerals in connection with the configurations of FIGS. 1 to 6 .
도 7을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 에너지 관리 시스템(Energy Management System, EMS)로부터 전력계통 정보를 수신하고, 수신된 전력계통 정보를 분석한다(S102, S104). Referring to FIG. 7 , the
이때, 전력계통 정보 및 전력계통 분석 정보는 전력계통에 연계된 발전기의 램프레이트(Ramp Rate) 특성 정보, 전력계통의 주파수 정보, 전력계통의 전력수급 정보, 변동성 전원(16)에 의한 순부하량 정보, 변동성 전원(16)에 의한 응동량 정보, 전력계통에 연계된 신재생 출력 변동 정보, 전력계통의 예비력량 정보, 또는 전력계통에 연계된 기저발전기의 출력 정보 등을 포함한다.At this time, the power system information and power system analysis information include ramp rate characteristic information of the generator linked to the power system, frequency information of the power system, power supply and demand information of the power system, and net load information by the
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 집단에너지계통(20)의 에너지 관리 시스템(Energy Management System, EMS)로부터 집단에너지계통 정보를 수신하고, 수신된 집단에너지계통 정보를 분석한다(S106, S108). And, the energy
이때, 집단에너지계통 정보 및 집단에너지계통 분석 정보는 집단에너지계통(20)에 연계된 발전기의 램프레이트(Ramp Rate) 특성 정보, 집단에너지계통(20)의 열수급 정보, 축열조의 가용용량, 열수요 예측정보, 현재의 열생산 정보, 현재의 열소비 정보, 및 집단에너지계통(20)의 전력 수급 정보를 포함한다.At this time, the collective energy system information and the collective energy system analysis information include ramp rate characteristic information of the generator linked to the
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보 및 집단에너지계통 정보를 기초로 전력계통 정보 및 집단에너지계통 정보를 복합적으로 고려해서 전력계통(10)과 집단에너지계통(20)의 에너지 변환량을 결정한다(S110). 여기서, 에너지 교환량은 전력계통(10)에서 집단에너지계통(20)으로 공급되는 전력소비량 및, 집단에너지계통(20)에서 전력계통(10)으로 공급되는 전력공급량을 포함한다.In addition, the energy
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 결정된 에너지 변환량을 기초로 전력계통(10)과 집단에너지계통(20)의 전력공급량 및 전력소비량을 제어한다(S112). 이때, 전력공급량은 집단에너지계통(20)에서 생산된 전력을 전력계통(10)으로 공급하는 전력량을 포함한다. 그리고, 전력소비량은 전력계통(10)에서 생산된 전력을 집단에너지계통(20)에 공급하고, 집단에너지계통(20)에서 소비되는 전력량을 포함한다. Then, the energy
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따라 발전기의 램프레이트 특성 정보를 기초로 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환 및 집단에너지계통에서의 전력소모량을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이때, 이하의 흐름도는 도 1 내지 도 6의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.8 is a flowchart schematically illustrating a process of converting energy between a power system and a collective energy system and controlling power consumption in the collective energy system based on ramp rate characteristic information of a generator according to a second embodiment of the present invention. At this time, the following flowchart will be described using the same reference numerals in connection with the configurations of FIGS. 1 to 6 .
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 발전기의 램프레이트(Ramp Rate) 특성 정보를 수신하고, 수신된 램프레이트 특성 정보를 분석한다(S202, S204). 여기서, 발전기의 램프레이트 특성 정보는 전력계통(10)에 연계된 발전기들(12,14)의 램프레이트 특성 정보 및 집단에너지계통(20)에 배치된 열병합발전기(28)의 램프레이트 특성 정보를 포함한다. 그리고, 램프레이트 특성 정보는 1분당 발전기출력의 변동이며, 발전기의 증발속도, 발전기의 감발속도, 또는 발전기의 속도 조정율을 포함한다.Referring to FIG. 8 , the
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 발전기의 램프레이트를 램프레이트 설정값과 비교한다(S206). 전력계통(10)에 연계된 발전기의 램프레이트를 램프레이트 설정값과 비교하거나, 열병합발전기(28)의 램프레이트를 램프레이트 설정값과 비교할 수 있다.Then, the energy
에너지 변환 제어 장치(100)는 상기 비교 결과를 기초로, 열 생산 수단(22)의 전력소모량 및 열생산량을 조정하도록 제어한다(S208). 예를 들어, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에 연계된 발전기의 램프레이트가 낮거나 열병합발전기(28)의 램프레이트가 낮은 경우, 열 생산 수단(22)의 열생산량을 감소시킴으로써, 전력계통(10)의 전체 부하를 줄이는 효과를 제공하고, 결과적으로 전력계통(10)에 연계된 발전기의 램프레이트 또는 열병합발전기(28)의 램프레이트가 증가되는 것과 같은 효과를 제공한다.The energy
또한, 에너지 변환 제어 장치(100)는 열병합발전기(28)의 램프레이트가 램프레이트 낮은 경우, 열 생산 수단(22)에서 생산된 열을 열병합발전기(28)에 제공하도록 제어함으로써, 열병합발전기(28)의 발전효율을 향상시키고 열병합발전기(28)의 램프레이트를 증가시킬 수 있다.In addition, when the ramp rate of the
또한, 에너지 변환 제어 장치(100)는 상기 비교 결과를 기초로, 발전기의 열생산량을 조정할 수 있다(S210). 예를 들어, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에 연계된 발전기의 램프레이트가 낮은 경우, 발전기가 직접 열을 추가적으로 생산하고 생산된 열을 전력 생산에 사용하도록 제어함으로써, 전력계통(10)에 연계된 발전기의 발전효율을 향상시키고 상기 발전기의 램프레이트 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, the energy
또한, 에너지 변환 제어 장치(100)는 열병합발전기(28)의 램프레이트가 작은 경우, 열병합발전기(28)가 열을 추가적으로 생산하고, 추가적으로 생산된 열을 전력 생산에 사용하도록 제어함으로써, 열병합발전기(28)의 발전효율 및 램프레이트 특성을 향상시킬 수 있다(S212).In addition, when the ramp rate of the
이때, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보 및 집단에너지계통 정보를 복합적으로 고려해서 전력계통(10)과 집단에너지계통(20)의 전력공급량 및 전력소비량을 제어함과 동시에, 발전기들의 램프레이트 정보를 기초로 열 생산 수단(22)나 열병합발전기(28)의 열생산량을 조절할 수도 있다.At this time, the energy
이와 같이, 본 발명은 발전기의 램프레이트 특성 정보를 기초로 전력계통에서 초과 생산되는 전력 또는 전력계통에서 초과 생산될 것으로 예상되는 잉여전력을 이용해 발전기가 열을 생산해 전력 생산에 사용하도록 제어하거나, 또는 열 생산 수단의 열생산량을 조정하도록 제어함으로써, 발전기들의 발전효율 및 램프레이트 특성을 향상시키고, 변동성 전원의 출력 변동으로 인한 전력계통의 계통주파수 급변을 방지할 수 있는 환경을 제공한다. As described above, the present invention controls the generator to generate heat and use it for power production using the power generated in excess in the power system or the surplus power expected to be produced in excess in the power system based on the ramp rate characteristic information of the generator, or By controlling the heat production amount of the heat production means to be adjusted, the power generation efficiency and ramp rate characteristics of the generators are improved, and an environment capable of preventing a sudden change in the system frequency of the power system due to the output fluctuation of the variable power supply is provided.
또한, 본 발명은 발전기들의 발전효율 및 램프레이트 특성을 향상시킴으로써, 변동성 전원의 출력이 급감하거나 전력부하가 급증하는 경우에도 발전기들이 전력부하의 수요곡선(예를 들어, 덕커브)을 따라 전력을 생산할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention improves the power generation efficiency and ramp rate characteristics of the generators, so that even when the output of the variable power supply is sharply reduced or the power load is rapidly increased, the generators generate power along the demand curve (eg, duck curve) of the power load. It provides an environment for production.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따라 전력계통의 계통주파수를 이용해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이때, 이하의 흐름도는 도 1 내지 도 6의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.9 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between a power system and a group energy system using a system frequency of the power system according to a third embodiment of the present invention. At this time, the following flowchart will be described using the same reference numerals in connection with the configurations of FIGS. 1 to 6 .
도 9를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보를 수신하고, 수신된 전력계통 정보를 분석한다(S302, S304). 이때, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통의 주파수 정보를 분석하고, 변동성 전원의 출력 변화로 인한 계통주파수 변화를 예측할 수 있다. 여기서, 주파수 정보는 실시간 계통주파수, 계통주파수 예측값, 주파수 변화율, 주파수 민감도 등을 포함한다. 그리고, 주파수 변화율은 양의 값(+)을 갖거나, 음의 값(-)을 가질 수 있다. 예를 들어, 주파수 변화율이 양수 인 경우는 계통주파수가 급증하는 경우를 포함한다. 그리고, 주파수 변화율이 음수인 경우에는 계통주파수가 급감하는 경우를 포함한다.Referring to FIG. 9 , the
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 계통주파수를 모니터링하고, 전력계통(10)의 계통주파수를 주파수 설정값과 비교한다(S306). 물론, 에너지 변환 제어 장치(100)는 계통주파수 예측값, 주파수 변화율 또는 주파수 민감도를 주파수 설정값과 비교하고, 이때의 비교결과를 기초로 전력계통(10)과 집단에너지계통(20)간의 전력소비량 및 전력공급량을 제어할 수 있다.Then, the energy
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 계통주파수가 제1 주파수 설정값보다 큰 경우, 전력계통(10)의 계통주파수를 소정범위 이내로 유지될 수 있도록 전력계통(10)에서 생산된 전력을 집단에너지계통(20)에 공급하기로 결정한다(S308, S310).And, when the system frequency of the
또한, 에너지 변환 제어 장치(100)는 계통주파수와 제1 주파수 설정값의 차이를 기초로 전력소비량을 산정하고, 산정된 전력소비량을 전력계통(10)에서 집단에너지계통(20)으로 공급하도록 제어한다(S312). 이때, 에너지 변환 제어 장치(100)는 계통주파수와 제1 주파수 설정값의 차이를 이용해 집단에너지계통(20)에서의 전력소비량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 계통주파수와 제1 주파수 설정값의 차이가 증가하는 경우, 집단에너지계통(20)에서의 전력소비량이 증가되도록 제어할 수도 있다.In addition, the energy
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 계통주파수를 상기 제1 주파수 설정값 보다 작은 제2 주파수 설정값과 비교한다. 그리고, 계통주파수가 제2 주파수 설정값 보다 작은 경우, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 계통주파수가 소정범위 이내로 안정화 되도록 집단에너지계통(20)에서 생산된 전력을 전력계통(10)에 공급하기로 결정한다(S314, S316). And, the energy
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 계통주파수와 제2 주파수 설정값의 차이를 기초로 전력공급량을 산정하고, 해당 전력공급량을 집단에너지계통(20)에서 전력계통(10)으로 공급하도록 제어한다(S318).Then, the energy
즉, 본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치 및 에너지 변환 제어 방법은 전력계통(10)의 주파수 정보를 기초로 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단의 동작을 제어한다. 또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치 및 에너지 변환 제어 방법은 집단에너지계통(20)의 전력 소모 수단으로 전력계통(10)에서 생산된 전력의 소비량을 조절하여 전력계통(10)의 계통주파수를 소정 범위 이내로 유지시킴으로써, 전력계통(10)의 주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.That is, the energy conversion control apparatus and energy conversion control method of the power system and the collective energy system according to an embodiment of the present invention is a power consuming means arranged in the
또한, 에너지 변환 제어 장치(100)는 주파수 변화율이 설정값보다 커져 계통주파수가 급증하는 경우, 집단에너지계통(20)에서의 전력소비량을 증가시키도록 제어할 수 있다. 그리고, 발전기 탈락 또는 대규모 부하 급증으로 인해 상기 계통주파수가 급감하는 비상시의 경우, 에너지 변환 제어 장치(100)는 집단에너지계통(20)에서의 전력소비량을 감소시키도록 제어할 수도 있다. 여기서, 주파수 변화율은 양의 값(+)을 갖거나, 음의 값(-)을 가질 수 있다. 예를 들어, 주파수 변화율이 양수 인 경우는 계통주파수가 급증하는 경우를 포함한다. 그리고, 주파수 변화율이 음수인 경우에는 계통주파수가 급감하는 경우를 포함한다.In addition, the energy
마찬가지로, 에너지 변환 제어 장치(100)는 주파수 변화율이 설정값보다 커져 전력계통(10)의 계통주파수가 급증하는 경우, 집단에너지계통(20)에서 전력계통(10)으로의 전력공급량을 감소시키도록 제어할 수 있다. 또한, 발전기 탈락 또는 대규모 부하 급증으로 인해 상기 계통주파수가 급감하는 비상시의 경우, 에너지 변환 제어 장치(100)는 집단에너지계통(20)에서 전력계통(10)으로의 전력공급량을 증가시키도록 제어할 수도 있다.Similarly, the energy
다시 말해서, 전력계통(10)에서 발전량이 증가해 계통주파수가 증가하는 경우에는 집단에너지계통(20)의 전력 소비를 증가시켜 전력계통(10)의 계통주파수를 낮출 수 있다. 또한, 전력계통(10)의 발전량이 감소해 계통주파수가 감소하는 경우에는 집단에너지계통(20)의 전력 소비를 감소시키거나, 집단에너지계통(20)에서 생산된 전력을 전력계통(10)에 제공하여 전력계통(10)의 계통주파수를 높일 수 있는 환경을 제공한다.In other words, when the grid frequency increases due to an increase in the amount of power generation in the
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따라 전력계통의 전력수급 정보를 이용해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이때, 이하의 흐름도는 도 1 내지 도 6의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.10 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between a power system and a collective energy system using power supply and demand information of the power system according to a fourth embodiment of the present invention. At this time, the following flowchart will be described using the same reference numerals in connection with the configurations of FIGS. 1 to 6 .
도 10을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보를 수신하고, 수신된 전력계통 정보를 분석한다(S402,S404). Referring to FIG. 10 , the
이때, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 전력수급 정보를 분석하고, 이를 기초로 전력계통(10)의 전력수급 불균형을 예측할 수 있다(S406). 여기서, 전력계통(10)의 전력수급 불균형은 전력계통(10)에 연계된 발전기의 탈락, 전력계통(10)의 전력수요 급변, 또는 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(16)의 출력 변동 급변 등에 의해서 전력계통(10)의 전력 공급과 전력 수요 사이의 편차가 전력수급 설정값을 초과하는 경우를 포함한다. At this time, the energy
그리고, 전력계통(10)의 전력수급 불균형으로 인해 전력계통(10)의 전력 공급이 전력 수요보다 큰 경우, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에서 초과 생산되거나 초과 생산될 것으로 예상되는 잉여전력을 집단에너지계통(20)에 공급하도록 제어한다(S408, S410).And, when the power supply of the
예를 들어, 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단은 전력계통(10)의 전력수급을 안정적으로 유지시킬 수 있도록 전력계통(10)에서 초과 생산되는 전력 또는 전력계통(10)에서 초과 생산될 것으로 예상되는 잉여전력을 공급받아 열에너지로 변환한다(S412). For example, the power consuming means disposed in the
또한, 전력계통(10)의 전력수급 불균형으로 전력계통(10)에서의 전력 공급이 전력 수요보다 작은 경우, 에너지 변환 제어 장치(100)는 집단에너지계통(20)에서 생산된 전력을 전력계통(10)으로 공급하도록 제어한다(S414).In addition, when the power supply in the
예를 들어, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 전력수급을 안정적으로 유지시킬 수 있도록 집단에너지계통(20)의 열병합발전기(28)에서 전력을 추가적으로 더 생산하고, 생성된 전력을 전력계통(10)에 공급한다(S416).For example, the energy
도 11은 본 발명의 제5실시예에 따라 전력계통과 집단에너지계통의 경제성을 분석해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이때, 이하의 흐름도는 도 1 내지 도 6의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.11 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between the power system and the collective energy system by analyzing the economic feasibility of the electric power system and the collective energy system according to the fifth embodiment of the present invention. At this time, the following flowchart will be described using the same reference numerals in connection with the configurations of FIGS. 1 to 6 .
도 11을 참조하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보를 수신하고, 수신된 전력계통 정보를 이용해 전력계통의 경제성을 분석한다(S502, S504).Referring to FIG. 11 , the
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 집단에너지계통 정보를 수신하고, 집단에너지계통 정보를 이용해 집단에너지계통(20)의 경제성을 분석한다(S506, S508). 이때, 전력계통의 경제성 및 집단에너지계통의 경제성은 각 계통에 배치된 발전기별 발전 단가 및 열변환 단가 등을 고려해서 산정된다.Then, the energy
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통의 경제성과 집단에너지계통의 경제성을 비교하고, 비교 결과를 기초로 전력계통(10)으로부터 집단에너지계통(20)에 공급되는 전력소비량 및 집단에너지계통(20)으로부터 전력계통(10)에 공급되는 전력공급량을 제어한다(S510, S512).And, the energy
예를 들어, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10) 및 집단에너지계통(20)의 안정성을 제약조건으로 하며, 전력계통(10) 및 집단에너지계통(20)의 안정성이 만족되는 경우에 전력계통(10)의 경제성과 집단에너지계통(20)의 경제성을 고려하여 양 계통 간의 에너지 변환을 제어할 수 있다. For example, in the energy
이때, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 국가 전체적으로 에너지 비용이 절감되는 방향으로 전력소비량 또는 전력공급량을 제어한다. 예를 들어, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 발전단가가 집단에너지계통(20)의 발전단가 보다 높아 전력계통(10)의 경제성이 집단에너지계통(20)의 경제성 보다 작은 경우, 집단에너지계통(20)에서의 전력생산량을 증가시키고, 집단에너지계통(20)에서 생산된 전력을 전력계통(10)에 공급하도록 제어할 수 있다. At this time, the energy
또한, 전력계통(10)의 발전단가가 집단에너지계통(20)의 발전단가 보다 낮아서 전력계통(10)의 경제성이 집단에너지계통(20)의 경제성 보다 큰 경우에는 전력계통(10)에서의 전력생산량을 증가시키도록 제어할 수 있다. 물론, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에서의 전력생산량 증가로 인해서 전력계통(10)의 안정성이 요구되는 경우, 전력계통(10)에서 생산된 전력을 집단에너지계통(20)으로 공급하도록 제어할 수도 있다.In addition, when the unit cost of power generation of the
도 12는 본 발명의 제6실시예에 따라 전력계통의 순부하량 정보를 이용해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이때, 이하의 흐름도는 도 1 내지 도 6의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.12 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between a power system and a collective energy system using net load information of the power system according to a sixth embodiment of the present invention. At this time, the following flowchart will be described using the same reference numerals in connection with the configurations of FIGS. 1 to 6 .
도 12를 참조하면, 본 발명의 제6실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보를 수신하고, 변동성 전원(16)으로 인한 전력계통(10)의 출력 변동을 모니터링한다(S602, S604). 여기서, 변동성 전원(16)은 기상조건과 같은 외부요인에 의해서 발전가능 여부가 결정되거나 전력 생산량이 증감 변동되는 전원을 포함한다.Referring to FIG. 12 , an
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 순부하량을 계산하고, 순부하량의 변화를 예측한다(S606). 여기서, 순부하량 정보는 전력계통(10)의 총부하량에서 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(예를 들어, 신재생 에너지원)의 출력량을 차감한 값을 포함한다. Then, the energy
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 순부하량을 순부하량 설정값과 비교하여 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 간의 전력소비량 및 전력공급량을 제어한다(S608).Then, the energy
예를 들어, 순부하량이 순부하량 설정값보다 작은 경우에는 전력계통(10)에서 초과 생산되는 전력 또는 전력계통(10)에서 초과 생산될 것으로 예상되는 잉여전력을 집단에너지계통(20)에 공급하도록 제어한다. 그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 전력수급 불균형을 해소하거나 전력계통(10)의 계통주파수가 안정화되도록 집단에너지계통(20)에서 소비되는 전력소비량을 제어한다(S610, S612).For example, when the net load is smaller than the set value of the net load, the power generated in excess by the
또한, 순부하량이 순부하량 설정값보다 큰 경우에는 집단에너지계통(20)에서 생산된 전력을 전력계통(10)으로 공급하도록 제어한다. 그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 전력수급 불균형을 해소하거나 전력계통(10)의 계통주파수가 안정화되도록 전력계통(10)으로 공급되는 전력공급량을 제어한다(S614, S616).In addition, when the net load is greater than the set value of the net load, the power generated in the
도 13은 전력계통에서 일반적인 일일 전력수요곡선을 도시한 그래프이고, 도 14는 변동성 전원의 출력 증가로 인한 순부하량의 변화를 도시한 그래프이다.13 is a graph showing a typical daily power demand curve in the power system, and FIG. 14 is a graph showing a change in net load due to an increase in output of a variable power supply.
도 13 및 도 14을 참조하면, 변동성 전원(16)의 출력 변동성 증가시에 순부하량은 덕커브 형태로 형성된다. 특히, 전력계통(10)에 연계되는 변동성 전원(예를 들어, 신재생 에너지원)의 비중이 증가될 경우, 일출 후 전력부하가 급감하고, 일몰 후 전력부하가 급증하는 현상으로 인해서, 전력수요곡선이 기존의 전력수요곡선과는 다른 패턴으로 변화될 것으로 예상된다. 또한, 덕커브 현상이 심화되는 경우에는 전력수요예측 오차가 증가되고, 제약비용이 증가되는 어려움이 예상된다.13 and 14 , when the output variability of the
예를 들어, 신재생 에너지원인 풍력 발전기는 풍속에 의해서 출력이 크게 좌우되며, 태양광 발전기는 태양광 모듈의 일사량에 의해서 출력이 좌우된다. 그리고, 풍력 및 태양광 같은 신재생 에너지원은 낮 시간대에 출력이 증가되며, 이로 인해서 전력계통(10)의 총부하량에서 신재생 에너지원의 출력량을 차감한 전력계통(10)의 순부하량이 크게 감소된다. For example, a wind power generator, which is a renewable energy source, has an output greatly influenced by wind speed, and an output of a solar power generator is influenced by the amount of insolation of a solar module. In addition, the output of renewable energy sources such as wind power and solar power is increased during the daytime, so that the net load of the
특히, 신재생 에너지원의 출력 변동성이 큰 계절의 낮 시간대에 신재생 에너지원이 전력계통(10)에 연계되어 있는 경우, 전력계통(10)의 전력수급 불균형을 야기하고, 전력계통(10)의 주파수가 불안정해지는 문제가 발생된다.In particular, when the renewable energy source is connected to the
따라서, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 순부하량을 설정값과 비교하여 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 간의 전력소비량 및 전력공급량을 제어함으로써, 변동성 전원(16)의 영향으로 인한 전력수급 불균형 문제를 해소하고, 전력계통(10)의 계통주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.Therefore, the energy
도 15는 본 발명의 제7실시예에 따라 전력계통의 응동량 정보를 이용해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이때, 이하의 흐름도는 도 1 내지 도 6의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.15 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between a power system and a group energy system using response amount information of the power system according to a seventh embodiment of the present invention. At this time, the following flowchart will be described using the same reference numerals in connection with the configurations of FIGS. 1 to 6 .
도 15를 참조하면, 본 발명의 제7실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보를 수신하고, 변동성 전원(16)으로 인한 전력계통(10)의 출력 변동을 모니터링한다(S702, S704).Referring to FIG. 15 , an
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(16)의 출력 변화에 따라 전력계통(10)의 발전기들이 발전해야 하는 전력계통(10)의 응동량 또는 응동 속도를 계산한다(S706). And, the energy
여기서, 응동량은 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(예를 들어, 신재생 에너지원)의 출력 변동에 대응하기 위해서 전력계통(10)에 연계된 발전기들이 추가적으로 발전할 수 있는 발전량을 포함한다. 그리고, 응동 속도는 전력계통(10)에 연계된 변동성 전원(16)의 출력 변동에 대응하여 전력계통(10)에 연계된 발전기들이 추가적으로 발전할 수 있는 발전 속도를 포함한다.이때, 이러한 응동량 및 응동 속도는 발전기의 램프레이트(Ramp Rate) 특성 정보를 포함할 수 있다.Here, the response amount includes the amount of power that the generators linked to the
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 변동성 전원(16)의 출력 변동에 대응하기 위해 전력계통(10)에서 추가적으로 필요한 발전량을 산출하고, 상기 응동량과 전력계통(10)에 필요한 발전량을 비교한다(S708). Then, the energy
예를 들어, 전력계통(10)에 필요한 발전량보다 상기 응동량이 작은 경우에는 집단에너지계통(20)의 열병합발전기(28)에서 생산된 전력을 전력계통(10)에 공급하도록 제어한다(S710, S712). 이때, 에너지 변환 제어 장치(100)는 상기 응동 속도를 설정값과 비교하고, 발전기들의 응동 속도가 느려 변동성 전원(16)의 출력 변동에 대응하기 어려운 경우, 집단에너지계통(20)에서 생산된 전력을 전력계통(10)에 공급하도록 제어할 수도 있다. 또한, 에너지 변환 제어 장치(100)는 집단에너지계통(20)에 배치된 열병합발전기(28)의 응동량 정보를 기초로 열 생산 수단(22)이나 열병합발전기(28)의 열생산량을 제어하거나, 열병합발전기(28)의 발전량을 제어할 수도 있다.For example, when the response amount is smaller than the amount of power generation required for the
예를 들어, 풍력 및 태양광 같은 신재생 에너지원은 아침 시간대에는 출력이 크게 증가되고, 이로 인해서 전력계통(10)의 발전기들이 발전해야 하는 응동량이 급감한다. 반대로, 저녁 시간대에는 신재생 에너지원의 출력이 크게 감소되며, 이로 인해서 전력계통(10)의 발전기들이 발전해야 하는 응동량이 급증한다. For example, the output of renewable energy sources such as wind power and solar power is greatly increased in the morning, and therefore, the amount of response that the generators of the
하지만, 전력계통(10)에 연계된 발전기들은 상기와 같은 변동성 전원(16)의 급격한 출력 변화에 따라 전력 생산을 증가시키거나 전력 생산을 감소시키지 못하는 어려움이 있다. 그로 인해서, 신재생 에너지원과 같은 변동성 전원(16)의 출력 변화는 전력계통(10)의 전력수급 불균형을 야기하고, 전력계통(10)의 계통주파수가 불안정해지는 문제를 야기한다.However, generators linked to the
하지만, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 변동성 전원(16)의 출력 변동에 대응하기 위해 전력계통(10)에 추가적으로 필요한 발전량보다 응동량이 작은 경우, 집단에너지계통(20)에서 전력계통(10)으로 전력을 공급하도록 제어함으로써, 전력계통(10)의 전력수급 불균형 문제를 해소하고, 전력계통(10)의 계통주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.However, when the energy
도 16은 본 발명의 제8실시예에 따라 전력계통의 예비력량 정보를 이용해 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이때, 이하의 흐름도는 도 1 내지 도 6의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.16 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between a power system and a collective energy system using reserve power information of the power system according to an eighth embodiment of the present invention. At this time, the following flowchart will be described using the same reference numerals in connection with the configurations of FIGS. 1 to 6 .
도 16을 참조하면, 본 발명의 제8실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보를 수신하고, 수신된 전력계통 정보를 분석한다(S802, S804). Referring to FIG. 16 , the
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통 정보로부터 전력계통(10)의 예비력량 정보 및 예비력량의 변화를 모니터링한다(S806). 여기서, 예비력량은 주파수 추종 예비력, 주파수 조정 예비력, 순동예비력, 또는 운전 상태의 예비력 등을 포함한다.Then, the energy
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 예비력량을 예비력 설정값과 비교하고, 비교 결과를 기초로 상기 전력계통(10)의 전력수급을 안정적으로 유지시키거나 상기 전력계통(10)의 주파수를 소정범위 이내로 유지시키도록 전력계통(10)과 집단에너지계통(20) 사이의 에너지 변환량을 제어한다(S808).And, the energy
예를 들어, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 예비력량이 예비력 설정값보다 작으면, 집단에너지계통(20)에 배치된 열병합발전기(28)를 출력을 증가시키도록 제어한다(S810). 그리고, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)으로 공급되는 전력공급량을 증가시키고, 이로 인해서 전력계통(10)의 예비력량을 확보할 수 있는 환경을 제공한다.For example, the energy
또한, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 예비력량이 예비력 설정값보다 작으면, 상기 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단의 전력소모량을 증가시키도록 제어한다(S812). In addition, the energy
예를 들어, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단의 전력소모량을 증가시킴으로써, 전력계통(10)의 계통주파수에 응동하는 발전기들의 발전량 증가를 야기하고, 이로 인해 전력계통(10)의 예비력량을 증가시키는 효과를 제공한다.For example, the energy
또한, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에 예비력이 부족할 것으로 예상되면, 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단의 전력소모량을 증가시킨다. 그리고 나서, 전력계통(10)의 예비력을 증가시킬 필요가 있는 경우에는 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단의 전력 소모량을 감소시키거나, 전력 소모 동작을 중단시킨다. 또한, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에서 집단에너지계통(20)으로의 전력 공급을 감소시킬 수 있다.In addition, when the energy
이를 통해서, 본 발명은 상기 전력 소모 수단의 전력 소모량을 감소시킨 만큼 전력계통(10)의 예비력을 확보하거나, 전력계통(10)에서 집단에너지계통(20)으로의 전력 공급을 감소시킨 만큼 전력계통(10)의 예비력을 확보할 수 있는 효과를 제공한다. Through this, the present invention secures the reserve power of the
도 17은 본 발명의 제9실시예에 따라 기저발전기에서 생산된 전력의 일부가 계통주파수의 변화에 응동하도록 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이때, 이하의 흐름도는 도 1 내지 도 6의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.17 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling energy conversion between a power system and a group energy system so that a part of the electric power generated by the base generator responds to a change in the system frequency according to the ninth embodiment of the present invention. At this time, the following flowchart will be described using the same reference numerals in connection with the configurations of FIGS. 1 to 6 .
도 17을 참조하면, 본 발명의 제9실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에 연계된 기저발전기(12)의 출력 정보를 분석하고, 기저발전기(12)에서 생산된 전력의 일부를 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단에 할당한다(S902, S904). Referring to FIG. 17 , the
여기서, 기저발전기(12)는 전력계통에서 주파수 추종운전을 하지 못하는 발전기 또는 주파수 응동 속도가 설정값 미만인 발전기 등을 포함한다. 이때, 주파수 추종운전을 하지 못하는 발전기는 원자력 발전기를 포함할 수 있으나, 본 발명의 보호 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 주파수 응동 속도가 설정값 미만인 발전기는 석탄발전기를 포함할 수 있으나, 본 발명의 보호 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the
그리고, 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)의 계통주파수 변화를 분석하고, 계통주파수를 주파수 설정값과 비교하여 기저발전기(12)에서 생산된 전력의 일부가 전력계통(10)의 상기 계통주파수 변화에 응동하도록 제어한다(S906, S908). Then, the energy
예를 들어, 전력계통(10)의 계통주파수가 주파수 설정값보다 큰 경우, 에너지 변환 제어 장치(100)는 집단에너지계통(20)의 전력 소모 수단에 할당된 전력의 사용을 증가시키도록 제어한다(S910). 이를 통해서, 본 발명은 기저발전기(12)에서 생산된 전력의 일부가 전력계통(10)의 계통주파수의 변화에 응동하여 주파수 추종운전을 하는 것과 같은 효과를 제공한다(S912).For example, when the grid frequency of the
하지만, 전력계통(10)의 계통주파수가 주파수 설정값보다 작은 경우에는 집단에너지계통(20)의 전력 소모 수단에 할당된 전력의 사용을 감소시키도록 제어한다(S914). 이를 통해서, 에너지 변환 제어 장치(100)는 기저발전기(12)에서 생산된 전력의 일부가 전력계통(10)의 계통주파수의 변화에 응동하여 주파수 추종운전을 하도록 제어할 수 있다(S916).However, when the grid frequency of the
예를 들어, 국내의 전력계통은 타국가와의 계통 연계가 어려워 전기적인 섬의 특성을 가지고 있으며, 주파수 추종 운전을 하지 않는 원자력 발전기의 비중이 높아서 주파수 안정도 유지 측면에서 불리한 여건에 있다. 하지만, 본 발명은 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단이 전력계통(10)의 계통주파수 변화에 응동하여 원자력 발전기에서 생산된 전력의 일부를 소모함으로써, 원자력 발전기가 주파수 추종운전을 하는 것과 같은 효과를 제공한다.For example, the domestic power system has the characteristic of an electric island because it is difficult to connect the grid with other countries, and the proportion of nuclear power generators that do not operate frequency tracking is high, which is unfavorable in terms of maintaining frequency stability. However, in the present invention, the power consuming means disposed in the
다시 말해서, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단이 기저발전기(12)에서 생산된 전력의 일부를 소모할 때, 전력계통(10)의 주파수 정보를 기초로 집단에너지계통(20)에 배치된 전력 소모 수단의 전력소비량을 제어함으로써, 전력계통(10)에서 주파수 추종운전을 하지 못하거나 주파수 응동 속도가 낮은 발전기의 출력 제어를 가능하게 하여 전력계통(10)의 주파수 불안정성을 해소시킬 수 있는 환경을 제공한다.In other words, when the energy
즉, 본 발명의 에너지 변환 제어 장치(100)는 전력계통(10)에서 주파수 추종운전을 하지 못하는 원자력발전기나 주파수 응동 속도가 낮은 석탄발전기로 인해서 전력계통(10)의 주파수가 불안정해지는 문제를 해소시킬 수 있는 환경을 제공한다.That is, the energy
도 18은 발전 비용순으로 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 결정하는 예를 도시한 그래프이다. 18 is a graph illustrating an example of determining the priority and output distribution of generators in the order of generation cost.
전력계통에 연계된 발전기들의 발전 단가는 발전기(a)가 가장 낮고, 발전기(h)로 갈수록 발전 단가가 높다. 기존에는 발전 비용이 제일 낮은 발전기순(a<b<c<d<e<f<g<h)으로 발전기들의 우선순위를 정하고, 각 시간대별로 수요곡선(x)을 충족시킬 수 있도록 발전기들에 출력을 배분한다. The generator (a) has the lowest power generation cost of generators connected to the power system, and the power generation cost increases as it goes to the generator (h). Conventionally, generators are prioritized in the order of generation with the lowest generation cost (a<b<c<d<e<f<g<h), and distribute the output.
도 18을 참조하면, 발전 비용순으로 발전기들의 우선순위를 정하여 전력계통을 운영하는 경우에는 발전비용이 낮은 발전기들(a,b,c,d)을 하루 종일 최대 출력으로 운영하고, 각 시간대별로 수요곡선(x)과 맞닿는 부분의 발전기들(e,f,g,h)만 수요곡선(x)을 따라 발전기 출력을 증감발하도록 제어할 수 있다. 즉, 도 18은 전력계통(10)을 가장 저렴하게 운영할 있는 이상적인 발전 계획이다.Referring to FIG. 18 , in the case of operating the power system by prioritizing generators in the order of generation cost, generators a, b, c, d with low power generation cost are operated at maximum output throughout the day, and each time zone Only the generators (e, f, g, h) in the portion in contact with the demand curve (x) can be controlled to increase/decrease the generator output along the demand curve (x). That is, FIG. 18 is an ideal power generation plan for operating the
하지만, 발전기(e)는 도 18에서와 같은 새벽 시간대의 수요곡선(x)를 따라 발전량을 증감발하지 못하는 어려움이 있다. 예를 들어, 이때의 발전기(e)는 석탄 발전기일 수 있다.However, the generator (e) has a difficulty in not increasing or decreasing the amount of power generation along the demand curve (x) of the dawn time as in FIG. 18 . For example, the generator (e) at this time may be a coal generator.
도 19은 발전기의 제약조건을 반영해 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 결정하는 예를 도시한 그래프이다. 19 is a graph illustrating an example of determining the priority and output distribution of generators by reflecting the constraints of the generators.
도 19을 참조하면, 발전기(f)는 발전기(e)가 맞추지 못하는 수요곡선(x)를 따라 발전량을 증감할 수 있다. 이때의 발전기(f)는 가스 발전기일 수 있다.Referring to FIG. 19 , the generator (f) may increase or decrease the amount of power generation along a demand curve (x) that the generator (e) cannot meet. The generator f at this time may be a gas generator.
즉, 기존의 전력계통은 새벽 시간대에 발전기(f)를 켜고, 발전기(e)를 꺼야 하는 제약조건이 존재한다. 또한, 발전기(e)는 발전기의 출력을 신속하게 온오프시킬 수 없는 제약이 있는 경우, 최소 발전량을 적정하게 유지하도록 제어해야 하는 어려움이 있다. That is, in the existing power system, there is a constraint that the generator (f) must be turned on and the generator (e) must be turned off at dawn. In addition, when there is a constraint that the generator (e) cannot quickly turn on/off the output of the generator, there is a difficulty in controlling to properly maintain the minimum amount of power generation.
그러므로, 기존의 전력계통은 도 19에서와 같이 발전기의 제약조건을 반영해 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 조정해야만 한다.Therefore, the existing power system must adjust the priority and output distribution of the generators by reflecting the constraints of the generator as shown in FIG. 19 .
도 20는 최소 예비력 확보를 위해 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 결정하는 예를 도시한 그래프이다.20 is a graph showing an example of determining the priority and output distribution of the generators to secure the minimum reserve power.
도 20를 참조하면, 기존의 전력계통은 최소 예비력 확보를 위해서 발전 단가가 발전기(h) 보다 비싼 발전기(i)를 가동해야 한다. 또한, 기존에는 전력계통의 예비력 확보를 위해서 발전기들(d,e,f,g)의 발전량을 일정하게 감발(d1,e1,f1,g1)하고, 감발된 발전량만큼 발전기들(f,g,h,i)의 발전량을 증발(f2,g2,h2,i2)시켜 운영해야 하는 어려움이 있다.Referring to Figure 20, the existing power system must operate the generator (i), which is more expensive than the generator (h), in order to secure the minimum reserve power. In addition, in the prior art, in order to secure the reserve power of the power system, the generation amount of the generators (d, e, f, g) is constantly decoupled (d1, e1, f1, g1), and the generators (f, g, There is a difficulty in operating by evaporating (f2,g2,h2,i2) the amount of power generated by h,i).
도 21은 전력계통의 제약조건을 반영해 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 결정하는 예를 도시한 그래프이다.21 is a graph illustrating an example of determining the priority and output distribution of generators by reflecting the constraints of the power system.
도 21을 참조하면, 기존의 전력계통은 선로 과부하, 과도 안정도, 또는 전압 안정도 등과 같은 전력계통의 제약조건을 고려해서 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 수정해야 한다.Referring to FIG. 21 , in the conventional power system, the priority and output distribution of generators should be modified in consideration of constraints of the power system such as line overload, transient stability, or voltage stability.
따라서, 기존에는 상기와 같은 제약조건을 해소하고 전력계통을 안정적으로 운영하기 위해서 발전 단가가 가장 비싼 발전기(k)를 가동한다. 그리고, 기존의 전력계통은 발전기들(d,e,f,g,h)의 발전량을 일정하게 감발(d1,e1,f1,g1,h1)하고, 감발된 발전량만큼 발전기들(f,g,h,i,k)의 발전량을 증발(f2,g2,h2,i2,k2)시켜 운영해야 한다. 즉, 기존의 전력계통은 전력계통의 안정성 확보를 위해서 전력계통의 제약조건을 고려해서 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 수정하여 운영하는 어려움이 있다.Therefore, in the prior art, in order to solve the above constraints and stably operate the power system, the generator (k), which has the most expensive power generation unit price, is operated. And, in the existing power system, the generation amount of the generators (d, e, f, g, h) is constantly decoupled (d1, e1, f1, g1, h1), and the generators (f, g, h,i,k) must be evaporated (f2,g2,h2,i2,k2) to operate. That is, the existing power system has difficulties in operating by modifying the priority and output distribution of generators in consideration of the constraints of the power system in order to secure the stability of the power system.
이와 같이, 도 18 내지 도 21을 비교 검토한 결과, 기존의 전력계통은 발전기의 제약조건 및 전력계통의 제약조건을 충족시키고, 전력계통의 최소 예비력 확보를 위해서, 발전 단가가 높은 발전기들로 우선순위를 수정하여 운영해야 하므로, 국가 전체적으로 에너지 비용이 증가하는 어려움이 있다. As a result of comparing and examining FIGS. 18 to 21, the existing power system satisfies the constraint of the generator and the constraint of the power system, and in order to secure the minimum reserve power of the power system, preferentially select generators with high power generation unit cost Since the ranking must be modified and operated, there is a difficulty in increasing energy costs as a whole in the country.
도 22는 본 발명의 실시예에 따라 전력계통과 집단에너지계통 간의 에너지 변환을 제어한 경우에 발전기들의 우선순위 및 출력배분을 도시한 그래프이다.22 is a graph illustrating the priority and output distribution of generators when the energy conversion between the power system and the collective energy system is controlled according to an embodiment of the present invention.
도 22를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 변환 제어 장치 및 에너지 변환 제어 방법은 집단에너지계통(20)의 전력 소모 수단을 통해서 전력계통(10)의 잉여 전력을 일정하게 소모하도록 제어함으로써, 기존의 수요곡선(x)을 본 발명의 수요곡선(y)와 같이 증가시키는 효과를 제공한다. Referring to FIG. 22 , the energy conversion control apparatus and energy conversion control method according to the embodiment of the present invention control the surplus power of the
예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 변환 제어 장치 및 에너지 변환 제어 방법은 집단에너지계통(20)의 열 생산 수단(22)이 전력계통(10)의 전력을 일정하게 소모하도록 제어하거나, 열병합발전기(28)에서 생산된 전력으로 전력계통(10)에 부족한 전력을 공급하도록 제어함으로써, 전력계통(10)의 전력수급 불균형을 해소하고, 전력계통(10)의 계통주파수를 안정적으로 유지할 수 있는 환경을 제공할 수 있다.For example, the energy conversion control apparatus and the energy conversion control method according to an embodiment of the present invention control the heat production means 22 of the
다시 말해서, 본 발명은 발전 단가가 낮은 발전기순으로 출력을 배분하도록 하면서도 발전기의 제약조건 및 전력계통의 제약조건을 충족시키고, 전력계통의 최소 예비력을 확보할 수 있는 환경을 제공한다. 그리고, 이를 통해서 본 발명은 국가 전체적으로 에너지 비용을 최소화하여 전력계통 및 집단에너지계통의 경제성을 확보할 수 있는 환경을 제공한다.In other words, the present invention provides an environment capable of distributing the output in the order of generators having the lowest unit cost of generation, while satisfying the constraints of the generator and the constraints of the power system, and securing the minimum reserve power of the power system. And, through this, the present invention provides an environment in which the economy of the power system and the collective energy system can be secured by minimizing the energy cost as a whole in the country.
또한, 전기자동차와 같은 충전부하의 확대로 인해서 전력계통의 전력수요가 증가하여 전력수요의 불확실성이 증가될 수 있다. 하지만, 본 발명은 발전기들의 램프레이트를 향상시키고, 집단에너지계통의 전력 소모 수단 및 열병합발전기를 통해서 전력계통의 부하를 조정하거나 전력계통에 필요한 예비력을 확보함으로써, 전기자동차 확대로 인한 전력수요의 불확실성을 해소하고, 전력계통의 안정성 악화를 방지할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, due to the expansion of a charging load such as an electric vehicle, the power demand of the power system may increase, thereby increasing the uncertainty of the power demand. However, the present invention improves the ramp rate of generators, adjusts the load of the power system through the power consumption means of the collective energy system and the cogeneration generator, or secures the reserve power necessary for the power system, thereby increasing the uncertainty of power demand due to the expansion of electric vehicles It provides an environment that can solve the problem and prevent deterioration of the stability of the power system.
이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치 및 에너지 변환 제어 방법은 전력계통 정보와 집단에너지계통 정보를 분석하고, 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단을 통해 전력계통에서 생산된 전력의 소비량을 조절하여 전력계통의 계통주파수를 소정 범위 이내로 유지시킴으로써, 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.In this way, the energy conversion control apparatus and energy conversion control method of the power system and the collective energy system according to an embodiment of the present invention analyze the power system information and the collective energy system information, and the power consumption means arranged in the collective energy system It provides an environment in which the frequency of the power system can be stably maintained by controlling the consumption of power produced by the power system and maintaining the system frequency of the power system within a predetermined range.
또한, 본 발명은 발전기의 램프레이트(Ramp Rate) 특성 정보를 기초로 전력계통에서 초과 생산되는 전력 또는 전력계통에서 초과 생산될 것으로 예상되는 잉여전력을 이용해 발전기가 열을 생산해 전력 생산에 사용하도록 제어하거나, 또는 열 생산 수단의 열생산량을 조정하도록 제어함으로써, 발전기들의 발전효율 및 램프레이트 특성을 향상시키고, 변동성 전원의 출력 변동으로 인한 전력계통의 계통주파수 급변을 방지할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention controls the generator to generate heat and use it for power generation using excess power generated in the power system or excess power expected to be overproduced in the power system based on the ramp rate characteristic information of the generator. Or, by controlling to adjust the heat production amount of the heat production means, to improve the generation efficiency and ramp rate characteristics of the generators, and provides an environment that can prevent a sudden change in the system frequency of the power system due to the output fluctuation of the variable power supply.
또한, 본 발명은 발전기들의 발전효율 및 램프레이트 특성을 향상시킴으로써, 변동성 전원의 출력이 급감하거나 전력부하가 급증하는 경우에도 발전기들이 전력부하의 수요곡선을 따라 전력을 생산할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention provides an environment in which generators can produce power according to the demand curve of the power load even when the output of the variable power supply is sharply decreased or the power load is rapidly increased by improving the power generation efficiency and ramp rate characteristics of the generators.
또한, 본 발명은 전력계통의 계통주파수를 주파수 설정값과 비교하고, 비교결과를 기초로 전력계통에서 집단에너지계통으로 공급 되는 전력소비량을 제어하거나 집단에너지계통에서 전력계통으로 공급되는 전력공급량을 제어함으로써, 전력계통의 전력수급을 유지하고 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention compares the grid frequency of the power system with the frequency set value, and controls the amount of power supplied from the power system to the collective energy system based on the comparison result, or controls the amount of power supplied from the collective energy system to the power system By doing so, it provides an environment capable of maintaining the power supply and demand of the power system and stably maintaining the frequency of the power system.
또한, 본 발명은 전력계통의 전력수급 정보를 분석하여 전력계통의 전력수급 불균형을 예측하고, 예측 결과를 기초로 전력계통의 전력 공급과 전력 수요를 비교하거나 전력계통에서의 전력 수요 상승률을 설정값과 비교하여 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력소비량 및 전력공급량을 제어함으로써, 전력계통의 전력수급 불균형 문제를 해소하고, 이를 통해 전력계통의 안정성 악화를 방지할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention predicts the imbalance of power supply and demand of the power system by analyzing the power supply and demand information of the power system, and compares the power supply and power demand of the power system based on the prediction result or sets the rate of increase in power demand in the power system By controlling the amount of power consumption and power supply between the power system and the collective energy system compared to those of the power system, the problem of imbalance in power supply and demand in the power system is solved, and through this, an environment that can prevent deterioration of the stability of the power system is provided.
또한, 본 발명은 전력계통의 정보 및 전력계통 분석 정보와 집단에너지계통 정보 및 집단에너지계통 분석 정보를 복합적으로 고려해서 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력소비량 및 전력공급량을 제어함으로써, 전력계통의 주파수 변화를 최소화시키고 전력수급 불균형 문제를 해소할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention controls the power consumption and power supply between the power system and the group energy system by considering the information of the power system and the power system analysis information and the collective energy system information and the collective energy system analysis information in a complex, so that the frequency of the power system It provides an environment in which changes can be minimized and the problem of power supply and demand imbalance can be resolved.
또한, 본 발명은 전력계통의 경제성 및 집단에너지계통의 경제성을 종합적으로 고려해서 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력소비량 및 전력공급량을 조정함으로써, 국가 전체적인 에너지 비용을 절감시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention provides an environment in which the overall energy cost of the country can be reduced by adjusting the power consumption and power supply between the power system and the collective energy system by comprehensively considering the economic feasibility of the power system and the collective energy system.
또한, 본 발명은 전력계통에 연계된 변동성 전원의 출력 변화에 의한 전력계통의 순부하량 정보를 기초로 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력소비량 및 전력공급량을 제어함으로써, 변동성 전원의 영향으로 인한 전력수급 불균형 문제를 해소하고, 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention controls the power consumption and power supply between the power system and the collective energy system based on the net load information of the power system due to the change in the output of the variable power connected to the power system. It solves the imbalance problem and provides an environment where the frequency of the power system can be stably maintained.
또한, 본 발명은 전력계통에 연계된 변동성 전원의 출력 변동에 대응하기 위해서 전력계통의 응동량 정보를 기초로 전력계통과 집단에너지계통 간의 전력소비량 및 전력공급량을 제어함으로써, 변동성 전원 영향으로 인한 전력계통의 전력수급 불균형 문제를 해소하고, 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention controls the power consumption and power supply between the power system and the collective energy system based on the response amount information of the power system in order to cope with the output fluctuations of the variable power source linked to the power system. It solves the problem of imbalance of power supply and demand in the system and provides an environment in which the frequency of the power system can be stably maintained.
또한, 본 발명은 전력계통에 연계된 신재생 에너지원의 출력 변동을 기초로 집단에너지계통에서의 전력소비량 또는 전력계통으로의 전력공급량을 제어함으로써, 신재생 에너지원의 순간적인 출력 변동에 의한 전력계통의 주파수 변화를 최소화하고, 전력계통의 주파수 변동을 방지하여 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention by controlling the amount of power consumption in the collective energy system or the amount of power supplied to the power system based on the output fluctuation of the renewable energy source linked to the power system, the power by the instantaneous output change of the renewable energy source It provides an environment in which the frequency change of the power system can be minimized and the frequency of the power system can be stably maintained by preventing the frequency change of the power system.
또한, 본 발명은 신재생 에너지원의 출력 변동을 기초로 집단에너지계통에서의 전력소비량을 제어함으로써, 결과적으로 신재생 에너지원의 출력이 평탄화되어 전력계통에 제공되는 것과 같은 효과를 제공할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention controls the power consumption in the collective energy system based on the output fluctuation of the renewable energy source, as a result, the output of the renewable energy source is flattened to provide the same effect as provided to the power system. provide an environment
또한, 본 발명은 전력계통의 예비력량 정보를 기초로 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단의 출력을 조정하거나 집단에너지계통에서 생산된 전력을 전력계통에 공급함으로써, 전력계통의 예비력량을 확보하고, 전력계통의 전력수급을 안정적으로 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention secures the reserve power of the power system by adjusting the output of the power consuming means disposed in the collective energy system or supplying the power produced in the collective energy system to the power system based on the reserve power information of the power system, and , it provides an environment that can stably maintain the power supply and demand of the power system.
또한, 본 발명은 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단이 기저발전기에서 생산된 전력의 일부를 소모할 때, 전력계통 정보를 기초로 전력 소모 수단의 전력소비량을 제어함으로써, 전력계통에서 주파수 추종운전을 하지 못하거나 주파수 응동 속도가 낮은 발전기의 출력 제어를 가능하게 하여 전력계통의 주파수 불안정성을 해소시킬 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention provides a frequency tracking operation in the power system by controlling the power consumption of the power consuming means based on the power system information when the power consuming means disposed in the collective energy system consumes a part of the power generated by the base generator. It provides an environment that can solve the frequency instability of the power system by enabling the output control of a generator that cannot operate or has a low frequency response speed.
또한, 본 발명은 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단의 전력소비량을 조절하여 전력계통의 부하를 증가시키거나 감소시키는 형태로 전력계통에 기여하므로, 전력계통의 전력수급을 조절하며, 배터리나 양수발전기와 달리 전력계통에 필요한 예비력을 지속적으로 제공할 수 있는 환경을 제공한다.In addition, the present invention contributes to the power system in the form of increasing or decreasing the load of the power system by controlling the power consumption of the power consuming means disposed in the collective energy system, so it controls the power supply and demand of the power system, and Unlike a generator, it provides an environment that can continuously provide the necessary reserve power to the power system.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다. 이러한 기록 매체는 서버뿐만 아니라 사용자 단말에서도 실행될 수 있다.The embodiment of the present invention described above is not implemented only through the apparatus and method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded. Such a recording medium may be executed not only in the server but also in the user terminal.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present invention are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. is within the scope of the right.
Claims (5)
상기 전력계통의 예비력량 정보를 기초로 상기 전력계통의 전력을 소모하도록 상기 전력계통과 집단에너지계통 사이의 에너지 교환을 제어하되, 상기 전력계통을 불안정하게 하는 상기 전력계통에서 초과 생산되는 전력 또는 전력계통에서 초과 생산될 것으로 예상되는 전력을 집단에너지계통의 전력 소모 수단에서 소모하도록 상기 전력계통과 집단에너지계통 사이의 전력소비량을 제어하는 에너지변환 제어부를 포함하며,
상기 에너지변환 제어부는,
상기 전력계통의 예비력량을 예비력 설정값과 비교하는 예비력 비교부,
상기 비교 결과를 기초로, 상기 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단의 출력을 조정하여 상기 전력계통의 예비력량을 확보하도록 제어하며, 상기 전력계통의 예비력량이 예비력 설정값보다 작으면, 상기 집단에너지계통에 배치된 전력 소모 수단의 전력소모량을 증가시키도록 제어하는 예비력 제어부, 그리고
변동성 전원의 출력 변동에 따른 응동량 또는 응동 속도를 이용해서 상기 전력계통과 집단에너지계통 사이의 전력소비량 또는 전력공급량을 제어하되, 상기 변동성 전원의 출력 변동에 대응하기 위해 전력계통에 추가적으로 필요한 발전량보다 상기 응동량이 작거나 상기 응동 속도가 느려 상기 변동성 전원의 출력 변동에 대응하기 어려운 경우, 상기 전력 소모 수단의 전력소비량을 감소시키도록 제어하는 응동량 제어부를 포함하는 전력계통의 예비력량 정보를 이용한 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치.A power system information receiving unit for receiving reserve power information of the power system, and
Control the exchange of energy between the power system and the collective energy system to consume the power of the power system based on the reserve power information of the power system, but excessively produced power or power in the power system that destabilizes the power system An energy conversion control unit for controlling the amount of power consumption between the power system and the group energy system so that the power expected to be produced in excess in the system is consumed by the power consuming means of the collective energy system,
The energy conversion control unit,
a reserve power comparison unit that compares the reserve force amount of the power system with a reserve force set value;
Based on the comparison result, control to secure the reserve power of the power system by adjusting the output of the power consuming means disposed in the group energy system, and if the reserve power of the power system is less than the reserve power set value, the group A reserve power control unit that controls to increase the power consumption of the power consuming means disposed in the energy system, and
Control the amount of power consumption or power supply between the power system and the collective energy system using the response amount or response speed according to the change in the output of the variable power source, but more When the response amount is small or it is difficult to respond to the output fluctuation of the variable power supply because the response speed is low, the power system reserve information including a response amount control unit for controlling to reduce the power consumption amount of the power consuming means Energy conversion control device for power system and collective energy system.
상기 예비력 제어부는,
상기 전력계통의 예비력량이 예비력 설정값보다 작으면, 상기 집단에너지계통에 배치된 열병합발전기의 출력을 조정하도록 제어하는 전력계통의 예비력량 정보를 이용한 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치. In claim 1,
The reserve force control unit,
When the amount of reserve power of the power system is smaller than the reserve power set value, the energy conversion control device of the power system and the group energy system using the reserve power information of the power system to control to adjust the output of the cogeneration generator disposed in the collective energy system.
상기 예비력량 정보는,
주파수 추종 예비력, 주파수 조정 예비력, 순동예비력, 또는 운전 상태의 예비력 중 적어도 하나를 포함하는 전력계통의 예비력량 정보를 이용한 전력계통과 집단에너지계통의 에너지 변환 제어 장치.
In claim 1,
The reserve capacity information is
An apparatus for controlling energy conversion of an electric power system and a group energy system using the reserve power information of the electric power system including at least one of a frequency tracking reserve force, a frequency adjustment reserve force, a net dynamic reserve force, or a reserve force in an operating state.
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