KR102351278B1 - 에너지 저장 장치 관리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에너지 저장 장치 관리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각 에너지 저장 장치의 SOC 상태 정보 또는 충방전 전력량에 따라 각 에너지 저장 장치에 충방전 지령값 또는 보정 지령값을 송신하는 에너지 저장 장치 관리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치 관리 방법은 하나 이상의 에너지 저장 장치로부터 SOC 상태 정보를 수신하는 단계, 상기 수신된 SOC 상태 정보에 따라 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신하는 단계, 상기 충방전 지령값과 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치의 충방전 전력량을 비교하는 단계 및 상기 비교 결과에 따라 상기 충방전 지령값을 보정한 보정 지령값을 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치에 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에너지 저장 장치 관리 방법{Method for managing Energy Storage System}

본 발명은 에너지 저장 장치 관리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에너지 저장 장치의 SOC 상태 정보 또는 충방전 전력량에 따라 에너지 저장 장치에 충방전 지령값 또는 보정 지령값을 송신하는 에너지 저장 장치 관리 방법에 관한 것이다.

에너지 저장 장치(Energy Storage System; ESS)는 전력계통(GRID)으로부터 공급되는 전력을 저장하거나, 저장된 전력을 전력계통(GRID)으로 공급하는 장치이다. 이와 같은 에너지 저장 장치는 출력 제어 속도가 빠르다는 장점으로 인해 여러 분야에 이용되고 있다.

시스템 운용의 안정성을 향상시키기 위하여, 다수의 에너지 저장 장치는 하나의 전력 관리 시스템(Energy Management System; EMS)에 의해 관리된다. 다시 말해, 전력 관리 시스템은 다수의 에너지 저장 장치의 동작 상태를 제어하여 전력을 충전 또는 방전한다.

도 1은 종래 방법에 따라 복수의 에너지 저장 장치(20)를 관리하는 모습을 도시한 도면이다. 이하, 도 1을 참조하여 종래 에너지 저장 장치 관리 방법에 따라 에너지 저장 장치(20)에 전력을 충전 또는 방전하는 과정을 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 다수의 에너지 저장 장치(ESS 1 내지 ESS N, 20)는 하나의 전력 관리 시스템(10)에 의해 관리된다. 각 에너지 저장 장치(20)는 전력 관리 시스템(10)으로부터 수신된 충방전 지령값에 따라 충전 또는 방전 동작을 수행한다.

이와 같은 전력 관리 시스템(10)은 제어실에 위치하고, 전력 제어 장치(11) 및 다수의 에너지 저장 장치(20)는 현장(field)에 위치한다. 보다 구체적으로, 현장은 전력 관리 시스템(10)을 운용하는 계통운영자의 제어에 따라 실제로 전력의 이동이 발생하는 위치이고, 제어실은 전력 관리 시스템(10)을 통해 다수의 에너지 저장 장치(20)를 제어하는 위치이다.

일반적으로, 제어실과 현장은 물리적으로 분리될 수 있고, 제어실에 위치한 계통운영자는 현장에 위치한 개별 에너지 저장 장치(20)를 제어한다. 한편, 도 1에 도시된 전력 제어 장치(11)는 전력 관리 시스템(10)에서 생성된 충방전 지령값을 각 에너지 저장 장치(20)에 전달하는 중계 역할을 수행한다.

또한, 전력 제어 장치(11)는 에너지 저장 장치(20)의 상태 정보를 수신하여 전력 관리 시스템(10)으로 전달한다. 보다 구체적으로, 전력 제어 장치(11)는 에너지 저장 장치(20)의 이상 여부, 배터리 이상 여부, 통신 상태 이상 여부에 관한 상태 정보를 수신하여 전력 관리 시스템(10)으로 전달한다.

종래 전력 관리 시스템(10)은 계통운영자의 설정에 따른 충방전 지령값을 각 에너지 저장 장치(20)에 송신한다. 이 후, 전력 관리 시스템(10)은 각 에너지 저장 장치(20)의 출력값을 취득한다. 여기서 출력값은 각 에너지 저장 장치(20)의 실제 충방전량을 포함한다.

전력 관리 시스템(10)은 각 에너지 저장 장치(20)의 출력값이 충방전 지령값을 얼마나 잘 추종하는지를 퍼포먼스 스코어(performance score)로 수치화한다. 퍼포먼스 스코어가 높을수록 에너지 저장 장치(20)의 신뢰성이 높다는 것을 의미한다. 이와 같은, 퍼포먼스 스코어는 충방전 지령값과 에너지 저장 장치(20)의 실제 충방전량의 차이가 작을수록 높게 산출된다.

종래 전력 관리 시스템(10)은 각 에너지 저장 장치(20)의 배터리 충전량을 고려하지 않고 충방전 지령값을 송신한다. 이에 따라, 배터리 충전량에 따라 충방전 동작이 불가능한 에너지 저장 장치는 충방전 지령값을 수신하더라도 충방전 동작을 수행하지 못한다.

예를 들어, 배터리 충전량이 일정 기준량을 초과하여 더 이상의 충전 동작이 불가능한 에너지 저장 장치는 충전 지령값을 수신하더라도 충전 동작을 수행하지 못한다. 또한, 배터리 충전량이 일정 기준량 미만이므로 더 이상의 방전 동작이 불가능한 에너지 저장 장치는 방전 지령값을 수신하더라도 방전 동작을 수행하지 못한다.

이에 따라, 종래 에너지 저장 장치 관리 방법에 의하면 충방전 동작이 불가능한 에너지 저장 장치는 충방전 지령값을 추종하지 못하므로, 에너지 저장 장치의 성능 또는 효율과는 관계없이 해당 에너지 저장 장치의 퍼포먼스 스코어가 저하되는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 충방전 동작이 불가능한 에너지 저장 장치에 지속적으로 충방전 지령값을 송신함으로써, 전력계통의 주파수를 효율적으로 제어할 수 없고, 이에 따라 계통운영의 정확도가 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명은 에너지 저장 장치의 SOC 상태 정보 또는 충방전 전력량에 따라 에너지 저장 장치에 충방전 지령값 또는 보정 지령값을 송신함으로써, 에너지 저장 장치의 퍼포먼스 스코어(performance score)를 향상시킬 수 있고, 계통운영자로 하여금 충방전 지령값을 추종하지 못한 전력량에 대해 금전적으로 보상받을 수 있도록 하는 에너지 저장 장치 관리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 SOC 상태 정보에 기초하여 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있는지 여부를 판단함으로써, 충방전 동작을 수행할 수 없는 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신하는 것을 방지하여 에너지 저장 장치의 퍼포먼스 스코어가 하락하는 것을 예방할 수 있는 에너지 저장 장치 관리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 충방전 전력량이 충방전 지령값을 추종하도록 충방전 지령값을 보정하여 보정 지령값을 생성함으로써, 계통운영의 정확도를 향상시킬 수 있는 에너지 저장 장치 관리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 보정 지령값에 대하여 패널티요금을 설정함으로써, 계통운영자로 하여금 에너지 저장 장치의 낮은 효율로 인해 발생한 전력 손실을 금전적으로 보상받을 수 있도록 하고, 전기 사업자로 하여금 에너지 저장 장치의 성능을 지속적으로 관리하도록 하는 에너지 저장 장치 관리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치 관리 방법은 하나 이상의 에너지 저장 장치로부터 SOC 상태 정보를 수신하는 단계, 상기 수신된 SOC 상태 정보에 따라 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신하는 단계, 상기 충방전 지령값과 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치의 충방전 전력량을 비교하는 단계 및 상기 비교 결과에 따라 상기 충방전 지령값을 보정한 보정 지령값을 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치에 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 에너지 저장 장치의 SOC 상태 정보 또는 충방전 전력량에 따라 에너지 저장 장치에 충방전 지령값 또는 보정 지령값을 송신함으로써, 에너지 저장 장치의 퍼포먼스 스코어(performance score)를 향상시킬 수 있고, 계통운영자로 하여금 충방전 지령값을 추종하지 못한 전력량에 대해 금전적으로 보상받을 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 SOC 상태 정보에 기초하여 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있는지 여부를 판단함으로써, 충방전 동작을 수행할 수 없는 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신하는 것을 방지하여 에너지 저장 장치의 퍼포먼스 스코어가 하락하는 것을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 충방전 전력량이 충방전 지령값을 추종하도록 충방전 지령값을 보정하여 보정 지령값을 생성함으로써, 계통운영의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 보정 지령값에 대하여 패널티요금을 설정함으로써, 계통운영자로 하여금 에너지 저장 장치의 낮은 효율로 인해 발생한 전력 손실을 금전적으로 보상받을 수 있도록 하고, 전기 사업자로 하여금 에너지 저장 장치의 성능을 지속적으로 관리하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래 방법에 따라 복수의 에너지 저장 장치를 관리하는 모습을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치 관리 방법을 도시한 순서도.
도 3은 본 발명에 따라 복수의 에너지 저장 장치를 관리하는 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 보정 지령값을 생성하는 과정을 도시한 순서도.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

본 발명은 전력계통으로부터 공급되는 전력을 저장하거나, 저장된 전력을 전력계통으로 공급하는 에너지 저장 장치(Energy Storage System; ESS)를 관리하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 에너지 저장 장치 관리 방법은 전력 관리 시스템(Energy Management System; EMS, 100)에 의해 수행될 수 있다.

전력계통(GRID)은 발전소, 변전소, 송배전선 및 부하가 일체로 되어 전력의 발생 및 이용이 이루어지는 시스템을 의미한다. 예를 들어, 전력계통은 전력을 사용하는 일반 가정으로부터 공장과 같은 산업시설을 포함할 수 있고, 전력을 생산하는 화력, 풍력, 태양력, 원자력 발전소 등을 포함할 수 있다.

이에 따라, 에너지 저장 장치는 발전소 등에서 생산된 전력을 배터리에 저장(충전)해 두었다가 부하에 공급되는 전력이 부족할 때, 배터리에 저장된 전력을 부하로 송전(방전)할 수 있다.

다시 말해, 에너지 저장 장치는 전력계통을 모니터링하는 전력 관리 시스템(100)의 충방전 지령값에 따라 충방전 동작을 수행할 수 있다. 본 발명은 충방전 동작을 수행할 수 있는 에너지 저장 장치에 충방전 지령값 또는 보정 지령값을 송신함으로써, 에너지 저장 장치를 관리하는 방법에 관한 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치 관리 방법을 도시한 순서도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치 관리 방법은 각 에너지 저장 장치의 SOC 상태 정보를 수신하는 단계(S210) 및 SOC 상태 정보에 따라 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신하는 단계(S220)를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 에너지 저장 장치 관리 방법은 충방전 지령값과 에너지 저장 장치의 충방전 전력량을 비교하는 단계(S230) 및 비교 결과에 따라 보정 지령값을 에너지 저장 장치에 송신하는 단계(S240)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 에너지 저장 장치 관리 방법은 일 실시예에 따른 것이고, 그 순서 및 순서를 이루는 구성요소들이 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 순서 또는 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따라 복수의 에너지 저장 장치(ESS 1 내지 ESS N)를 관리하는 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 보정 지령값을 생성하는 과정을 도시한 순서도이다. 이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 상술한 단계(S210) 내지 단계(S240)를 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이 본 발명의 에너지 저장 장치 관리 방법은 전력 관리 시스템(Energy Management System; EMS, 100)에 의해 수행될 수 있다. 전력 관리 시스템(100)은 계통운영자가 운용하는 시스템일 수 있고, 전력의 공급 및 수요를 조절하면서 전기 사업자에게 전기요금을 부과하거나 보상하는 전력 거래소를 포함할 수 있다.

이와 같은 전력 관리 시스템(100)은 제어실에 위치할 수 있고, 전력 제어 장치(110) 및 다수의 에너지 저장 장치는 현장(field)에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 현장은 계통운영자의 제어에 따라 실제로 전력의 이동이 발생하는 위치이고, 제어실은 전력 관리 시스템(100)을 통해 전기 사업자의 에너지 저장 장치를 제어하는 위치이다.

일반적으로, 제어실과 현장은 물리적으로 분리될 수 있고, 제어실에 위치한 계통운영자는 현장에 위치한 전기 사업자의 개별 에너지 저장 장치를 제어할 수 있다. 한편, 도 3에 도시된 전력 제어 장치(110)는 전력 관리 시스템(100)에서 생성된 충방전 지령값을 각 에너지 저장 장치에 전달하는 중계 역할을 수행할 수 있다.

또한, 전력 제어 장치(110)는 에너지 저장 장치의 상태 정보를 수신하여 전력 관리 시스템(100)으로 전달할 수도 있다. 보다 구체적으로, 전력 제어 장치(110)는 에너지 저장 장치의 동작 상태(충전 상태 또는 방전 상태), 이상 여부, 배터리 이상 여부, 통신 상태 이상 여부에 관한 상태 정보를 수신하여 전력 관리 시스템(100)으로 전달할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 전력 관리 시스템(100)은 하나 이상의 에너지 저장 장치로부터 SOC 상태 정보를 수신할 수 있다(S210). 여기서 SOC 상태 정보는 배터리의 충전량(State Of Charge; SOC)을 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명에서 각각의 에너지 저장 장치는 배터리 및 배터리를 관리하는 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다. 배터리 관리 장치는 배터리의 상태 정보를 관리하는 소프트웨어를 탑재한 장치로서, 예를 들어, BMS(Battery Management System)일 수 있다.

배터리 관리 장치는 배터리의 충전량(State Of Charge; SOC)을 측정하여, 전력 관리 시스템(100)으로 전송할 수 있다. 이와 달리, 에너지 저장 장치는 배터리 관리 장치로부터 배터리의 충전량을 수신하고, 수신된 배터리의 충전량을 전력 관리 시스템(100)으로 전송할 수도 있다. 이를 위해, 에너지 저장 장치 또는 배터리 관리 장치는 전력 관리 시스템(100)과 데이터 통신을 수행하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 전력 관리 시스템(100)은 수신된 배터리 충전량을 모니터링 할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템(100)은 수신된 SOC 상태 정보에 따라 하나 이상의 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신할 수 있다(S220).

여기서 충방전 지령값은 충전 지령값 및 방전 지령값을 포함한다. 충전 지령값 및 방전 지령값은 전력 관리 시스템(100)에 의해 관리되는 전체 에너지 저장 장치 또는 각 에너지 저장 장치가 충전 및 방전해야 할 전력량에 대한 정보를 포함할 수 있다.

이에 따라, 전력 관리 시스템(100)은 SOC 상태 정보에 기초하여 배터리 충전량이 낮은 에너지 저장 장치에 충전 지령값을 송신할 수 있다. 반면에, 전력 관리 시스템(100)은 SOC 상태 정보에 기초하여 배터리 충전량이 많은 에너지 저장 장치에 방전 지령값을 송신할 수 있다.

도 3을 참조하면, 충전 지령값을 수신한 에너지 저장 장치는 충전 지령값에 대응하는 전력량을 전력계통(GRID)으로부터 공급받아 배터리에 저장할 수 있다. 한편, 방전 지령값을 수신한 에너지 저장 장치는 배터리에 저장된 전력 중에서 방전 지령값에 대응하는 전력량을 전력계통(GRID)으로 방전할 수 있다.

다만, 에너지 저장 장치는 배터리 충방전의 높은 효율을 유지하기 위해 최소 충전량 및 최대 충전량을 미리 설정할 수 있다. 예를 들어, 최소 충전량은 에너지 저장 장치가 최대로 충전할 수 있는 전력량의 10%로 설정될 수 있다. 또한, 최대 충전량은 에너지 저장 장치가 최대로 충전할 수 있는 전력량의 90%로 설정될 수 있다.

이에 따라, 배터리 충전량이 90%이상인 에너지 저장 장치는 충전 동작을 수행하지 않고, 배터리 충전량이 10%미만인 에너지 저장 장치는 방전 동작을 수행하지 않을 수 있다.

본 발명의 전력 관리 시스템(100)은 수신된 SOC 상태 정보에 기초하여 각 에너지 저장 장치의 배터리 충전량을 확인하고, 배터리 충방전 동작을 수행할 수 있는 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템(100)은 수신된 SOC 상태 정보에 기초하여 하나 이상의 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.

전력 관리 시스템(100)은 수신된 SOC 상태 정보에 기초하여 각 에너지 저장 장치의 배터리 충전량이 최대 충전량을 초과하는지를 확인할 수 있다. 또한, 전력 관리 시스템(100)은 수신된 SOC 상태 정보에 기초하여 각 에너지 저장 장치의 배터리 충전량이 최소 충전량 미만인지를 확인할 수 있다.

전력 관리 시스템(100)은 에너지 저장 장치의 배터리 충전량이 최대 충전량 미만이면 해당 에너지 저장 장치가 충전 동작을 수행할 수 있다고 판단할 수 있다. 또한, 전력 관리 시스템(100)은 에너지 저장 장치의 배터리 충전량이 최소 충전량을 초과하면 해당 에너지 저장 장치가 방전 동작을 수행할 수 있다고 판단할 수 있다.

또한, 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템(100)은 SOC 상태 정보에 포함된 배터리 충전량이 미리 설정된 범위 이내이면 하나 이상의 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있다고 판단할 수 있다(S410).

미리 설정된 범위는 충전 동작 및 방전 동작에 대응하여 각각 다르게 설정될 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 동작에 대한 미리 설정된 범위는 상술한 최대 충전량 미만의 범위일 수 있다.

다시 말해, 에너지 저장 장치가 충전 동작을 수행할 수 있다고 판단되는 배터리 충전량의 범위는, 에너지 저장 장치가 최대로 충전할 수 있는 전력량의 0%에서 90%까지의 범위로 설정될 수 있다.

또한, 방전 동작에 대한 미리 설정된 범위는 상술한 최소 충전량을 초과하는 범위일 수 있다. 다시 말해, 에너지 저장 장치가 방전 동작을 수행할 수 있다고 판단되는 배터리 충전량의 범위는, 에너지 저장 장치가 최대로 충전할 수 있는 전력량의 10%에서 100%까지의 범위로 설정될 수 있다.

전력 관리 시스템(100)은 수신된 SOC 상태 정보에 기초한 배터리 충전량과 상술한 미리 설정된 범위를 비교하여, 배터리 충전량이 미리 설정된 범위 이내이면 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있다고 판단할 수 있다.

한편, 본 발명의 SOC 상태 정보는 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있는지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 각 에너지 저장 장치는 자신의 배터리 충전량과 상술한 최소 충전량, 최대 충전량 또는 미리 설정된 범위를 비교하여, 충전 동작 또는 방전 동작을 수행할 수 있는지를 판단할 수 있다.

충방전 동작 수행 여부가 판단되면, 에너지 저장 장치는 판단 결과를 SOC 상태 정보에 포함시켜 전력 관리 시스템(100)에 송신할 수 있다. 이에 따라, 전력 관리 시스템(100)은 SOC 상태 정보에 기초하여 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있는지 여부를 곧바로 파악할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 SOC 상태 정보에 기초하여 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있는지 여부를 판단함으로써, 충방전 동작을 수행할 수 없는 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신하는 것을 방지하여 에너지 저장 장치의 퍼포먼스 스코어(performance score)가 하락하는 것을 예방할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템(100)은 하나 이상의 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있다고 판단되면 하나 이상의 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신할 수 있다(S220).

보다 구체적으로, 전력 관리 시스템(100)은 다수의 에너지 저장 장치 중에서 충방전 동작을 수행할 수 있다고 판단된 에너지 저장 장치에 한해 충방전 지령값을 송신할 수 있다.

이와 달리, 전력 관리 시스템(100)은 모든 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신할 수도 있다. 이 경우에는 충방전 동작을 수행할 수 없다고 판단된 에너지 저장 장치에는 충방전 지령값을 0으로 송신할 수 있다. 다시 말해, 충방전 동작을 수행할 수 없다고 판단된 에너지 저장 장치는 충방전 지령값을 수신하더라도 충방전 동작을 수행하지 않을 수 있다.

상술한 바와 같이, 충전 지령값을 수신한 에너지 저장 장치는 충전 지령값에 대응하는 전력량을 전력계통으로부터 공급받아 배터리에 저장할 수 있다. 한편, 방전 지령값을 수신한 에너지 저장 장치는 배터리에 저장된 전력 중에서 방전 지령값에 대응하는 전력량을 전력계통으로 방전할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템(100)은 충방전 지령값과 하나 이상의 에너지 저장 장치의 충방전 전력량을 비교할 수 있다(S230).

충방전 전력량은 충방전 지령값에 따라 에너지 저장 장치가 실제 충전 또는 방전한 전력량일 수 있다. 전력 관리 시스템(100)은 에너지 저장 장치의 충방전 전력량을 모니터링하여, 충방전 전력량과 충방전 지령값을 비교할 수 있다.

보다 구체적으로, 에너지 저장 장치의 성능 저하에 따라 낮아진 효율로 인해 충방전 지령값과 실제 에너지 저장 장치가 충전 또는 방전한 전력량을 다를 수 있다. 다시 말해, 충방전 지령값과 실제 충방전 전력량에는 오차가 발생할 수 있다.

전력 관리 시스템(100)은 충방전 지령값과 충방전 전력량의 차이값을 산출할 수 있다. 일반적으로, 에너지 저장 장치는 물리적인 한계로 인하여 충방전 지령값을 완전하게 추종하지 못하므로, 충방전 지령값은 충방전 전력량보다 크다. 이에 따라, 충방전 지령값과 충방전 전력량의 차이값은 충방전 지령값에서 충방전 전력량을 뺀 값일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템(100)은 충방전 지령값과 충방전 전력량의 차이값에 기초하여 충방전 지령값의 보정 여부를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로 도 4를 참조하면, 전력 관리 시스템(100)은 충방전 지령값과 충방전 전력량의 차이값을 미리 설정된 값과 비교하여 충방전 지령값의 보정 여부를 판단할 수 있다(S420).

충방전 지령값과 충방전 전력량의 차이값이 미리 설정된 값을 초과하면 전력 시스템은 충방전 지령값에 보정이 필요하다고 판단할 수 있다. 반면에, 충방전 지령값과 충방전 전력량의 차이값이 미리 설정된 값 이하이면 전력 시스템은 충방전 지령값에 보정이 필요하지 않다고 판단할 수 있다.

예를 들어, 도 3에서 ESS 1 및 ESS 2에 수신된 충전 지령값이 2[MW]일 수 있고, 미리 설정된 값은 0.2[MW]일 수 있다. 이 때, ESS 1에 충전되는 전력량이 1.7[MW]이고, ESS 2에 충전되는 전력량이 1.9[MW]일 수 있다.

ESS 1에서 충방전 지령값과 충방전 전력량의 차이값은 0.3[MW]으로 0.2[MW]를 초과하므로, 전력 관리 시스템(100)은 ESS 1에 송신한 충전 지령값에 보정이 필요하다고 판단할 수 있다.

반면에, ESS 2에서 충방전 지령값과 충방전 전력량의 차이값은 0.1[MW]으로 0.2[MW]를 초과하지 않으므로, 전력 관리 시스템(100)은 ESS 2에 송신한 충전 지령값에 보정이 필요하지 않다고 판단할 수 있다.

다시 말해, 미리 설정된 값은 각 에너지 저장 장치에 요구되는 효율에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 계통운영자가 에너지 저장 장치에 요구하는 효율이 90%효율이면, 미리 설정된 값은 충방전 지령값에서 충방전 지령값에 90%를 곱한 값을 뺀 값으로 설정될 수 있다.

다시 말해, 충방전 지령값이 1[MW]이면, 미리 설정된 값은

인 0.1[MW]로 설정될 수 있다. 이에 따라, 충방전 지령값과 충방전 전력량의 차이값이 0.1[MW]를 초과하면 충방전 지령값에 보정이 필요할 수 있고, 0.1[MW]를 초과하지 않으면 충방전 지령값에 보정이 필요하지 않을 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템(100)은 충방전 지령값과 충방전 전력량의 비교 결과에 따라 충방전 지령값을 보정한 보정 지령값을 하나 이상의 에너지 저장 장치에 송신할 수 있다(S240).

보다 구체적으로, 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템(100)은 충방전 전력량이 충방전 지령값을 추종하도록 충방전 지령값을 보정하여 보정 지령값을 생성할 수 있다(S430).

상술한 바와 같이, 충방전 지령값과 충방전 전력량에는 오차가 발생할 수 있다. 이에 따라, 전력 관리 시스템(100)은 에너지 저장 장치의 충방전 전력량이 기존 충방전 지령값을 추종하도록, 보정 지령값을 생성할 수 있다.

보정 지령값은 충방전 지령값에 보정계수를 곱하여 산출될 수 있다. 여기서 보정계수는 에너지 저장 장치의 효율의 역수일 수 있다. 보다 구체적으로 도 3에서, ESS 1에 수신된 충전 지령값이 2[MW]이고 ESS 1에 실제 충전되는 전력량이 1.7[MW]이면, ESS 1의 효율은 1.7/2인 85%이다.

이 때, 보정계수는 ESS 1의 효율의 역수인 2/1.7일 수 있다. 이에 따라, 전력 관리 시스템(100)은 보정 지령값을 기존의 충전 지령값인 2[MW]에 보정계수를 곱한 2.353[MW]로 생성할 수 있다.

다른 예에서, 도 3의 ESS 3에 수신된 방전 지령값이 1[MW]이고 ESS 3이 실제 방전한 전력량이 0.7[MW]일 때, ESS 3에 대한 방전 지령값은 보정이 필요하다고 판단될 수 있다.

ESS 3의 효율은 0.7/1인 70%이므로, 보정계수는 ESS 3의 효율의 역수인 1/0.7일 수 있다. 이에 따라, 전력 관리 시스템(100)은 보정 지령값을 기존의 방전 지령값인 1[MW]에 보정계수를 곱한 1.429[MW]로 생성할 수 있다.

본 발명의 전력 관리 시스템(100)은 생성된 보정 지령값을 하나 이상의 에너지 저장 장치에 송신할 수 있고, 보정 지령값을 수신한 에너지 저장 장치는 보정 지령값에 따라 충방전 동작을 수행할 수 있다.

상술한 예에서, ESS 1은 2.353[MW]의 보정 지령값에 따라 충전 동작을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, ESS 1의 효율은 85%이므로, 보정 지령값에 따른 ESS 1의 실제 충전 전력량은 2[MW]일 수 있다.

또한 상술한 예에서, ESS 3은 1.429[MW]의 보정 지령값에 따라 방전 동작을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, ESS 3의 효율은 70%이므로, 보정 지령값에 따른 ESS 1의 실제 방전 전력량은 1[MW]일 수 있다.

다시 말해, 전력 관리 시스템(100)은 기존의 충방전 지령값을 보정한 보정 지령값을 에너지 저장 장치에 송신함으로써, 각 에너지 저장 장치가 기존의 충방전 지령값에 대응하는 전력량을 충전 또는 방전하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 충방전 전력량이 충방전 지령값을 추종하도록 충방전 지령값을 보정하여 보정 지령값을 생성함으로써, 계통운영의 정확도를 향상시킬 수 있다.

보다 구체적으로, 충방전 지령값은 전력 관리 시스템(100)을 운용하는 계통운영자가 의도한 전력의 충방전 전력량을 의미한다. 다만, 에너지 저장 장치의 효울에 따라 실제 충방전 전력량은 계통운영자가 의도한 충방전 전력량과 다를 수 있다.

이 때, 보정 지령값을 생성하여 에너지 저장 장치의 실제 충방전 전력량을 계통운영자가 의도한 충방전 전력량과 동일하게 함으로써, 본 발명에 의하면 계통운영자의 의도를 반영한 정확한 계통운영을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템(100)은 충방전 지령값에 대하여 전기요금을 설정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전력 관리 시스템(100)은 전력 거래소일 수 있다.

이에 따라, 전력 거래소를 운영하는 계통운영자는 현장에서 에너지 저장 장치를 운용하는 전기 사업자에게 전기요금을 부과하거나, 전기 사업자에게 전기요금을 보상할 수 있다. 다시 말해, 도 3에서 제어실에 위치한 전력 관리 시스템(100)을 운영하는 사용자와, 현장에 위치한 전력 제어 장치(110) 및 다수의 에너지 저장 장치를 운영하는 사용자는 서로 다를 수 있다.

전기요금은 충방전 지령값에 대응하여 설정될 수 있다. 다시 말해, 전기요금은 에너지 저장 장치가 실제 충전 또는 방전한 전력량에 대응하여 설정되는 것이 아니고, 전력 관리 시스템(100)에서 송신한 충방전 지령값에 대응하여 설정될 수 있다.

보다 구체적으로, 전기요금은 충전 지령값에 대응하여 설정되는 전기요금 및 방전 지령값에 대응하여 설정되는 전기요금을 포함할 수 있다. 이에 따라, 에너지 저장 장치가 충전 지령값에 따라 전력계통으로부터 공급되는 전력을 배터리에 충전한 경우, 계통운영자는 전기 사업자에게 충전 지령값에 대응하는 전기요금을 부과할 수 있다.

반면에, 에너지 저장 장치가 방전 지령값에 따라 배터리에 저장된 전력을 전력계통으로 방전한 경우, 계통운영자는 전기 사업자에게 방전 지령값에 대응하는 전기요금을 보상할 수 있다.

충전 지령값에 대응하는 전기요금과 방전 지령값에 대응하는 전기요금은 단위 전력량에 대응하는 전기요금으로 설정될 수 있고, 서로 다른 요금으로 설정될 수 있다.

다수의 에너지 저장 장치를 운영하는 전기 사업자는 매일, 매월 또는 매년 누적 수신한 충방전 지령값에 따라 전기요금을 납부하거나 보상받을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템(100)은 보정 지령값에 대하여 패널티요금을 설정할 수 있다. 보정 지령값은 충방전 지령값보다 클 수 있다. 다시 말해, 보정 지령값은 에너지 저장 장치의 실제 충방전 전력량이 충방전 지령값을 충분히 추종하지 못한 경우 생성되므로, 보정 지령값은 충방전 지령값보다 크게 생성된다.

보정 지령값에서 충방전 지령값에 해당하는 부분에 대해서는 상술한 전기요금이 설정될 수 있다. 다만, 기존 충방전 지령값에서 추가된 부분에 대해서는 가산요금 또는 감산요금이 설정될 수 있다. 이 때, 가산요금은 상술한 전기요금보다 클 수 있고, 감산요금은 상술한 전기요금보다 작을 수 있다.

예를 들어, 에너지 저장 장치가 충전 지령값에 따라 충분한 전력을 충전하지 못하면, 전력 관리 시스템(100)은 해당 에너지 저장 장치에 보정 지령값을 송신할 수 있다. 에너지 저장 장치의 효율이 낮은 경우에 한해 보정 지령값이 생성되므로, 계통운영자는 전기 사업자에게 기존 충전 지령값에서 추가된 부분에 대한 가산요금을 부과할 수 있다.

다시 말해, 보정 지령값을 수신한 전기 사업자에게 부과되는 패널티요금은 기존 충전 지령값에 대한 전기요금에 기존 충전 지령값에서 추가된 부분에 대한 가산요금을 합한 요금일 수 있다.

보다 구체적으로, 도 3에 도시된 ESS 1에 송신된 기존 충전 지령값이 2[MW]이고, ESS 1의 효율이 85%일 때, 상술한 바와 같이 보정 지령값은 2.353[MW]로 생성될 수 있다. 이 때, ESS 1에 대해 전기 사업자에게 부과되는 패널티요금은 2[MW]에 대한 전기요금에 0.353[MW]에 대한 가산요금을 합한 요금일 수 있다.

다른 예에서, 에너지 저장 장치가 방전 지령값에 따라 충분한 전력을 방전하지 못하면, 전력 관리 시스템(100)은 해당 에너지 저장 장치에 보정 지령값을 송신할 수도 있다. 에너지 저장 장치의 효율이 낮은 경우에 한해 보정 지령값이 생성되므로, 계통운영자는 전기 사업자에게 기존 방전 지령값에서 추가된 부분에 대한 감산요금을 보상할 수 있다.

다시 말해, 보정 지령값을 수신한 전기 사업자가 보상받는 패널티요금은 기존 방전 지령값에 대한 전기요금에 기존 방전 지령값에서 추가된 부분에 대한 감산요금을 합한 요금일 수 있다.

보다 구체적으로, 도 3에 도시된 ESS 3에 송신된 기존 방전 지령값이 1[MW]이고, ESS 3의 효율이 70%일 때, 상술한 바와 같이 보정 지령값은 1.429[MW]로 생성될 수 있다. 이 때, ESS 3에 대해 전기 사업자가 보상받는 패널티요금은 1[MW]에 대한 전기요금에 0.429[MW]에 대한 감산요금을 합한 요금일 수 있다.

상술한 가산요금 및 감산요금은 본 발명의 전력 관리 시스템(100)을 운용하는 계통운영자와 본 발명의 에너지 저장 장치를 운영하는 전기 사업자간의 계약을 통해 미리 설정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 보정 지령값에 대하여 패널티요금을 설정함으로써, 계통운영자로 하여금 에너지 저장 장치의 낮은 효율로 인해 발생한 전력 손실을 금전적으로 보상받을 수 있도록 하고, 전기 사업자로 하여금 에너지 저장 장치의 성능을 지속적으로 관리하도록 한다.

정리하면, 본 발명은 에너지 저장 장치의 SOC 상태 정보 또는 충방전 전력량에 따라 에너지 저장 장치에 충방전 지령값 또는 보정 지령값을 송신함으로써, 에너지 저장 장치의 퍼포먼스 스코어(performance score)를 향상시킬 수 있고, 계통운영자로 하여금 충방전 지령값을 추종하지 못한 전력량에 대해 금전적으로 보상받을 수 있도록 한다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (8)

1. 하나 이상의 에너지 저장 장치로부터 SOC 상태 정보를 수신하는 단계;
   상기 수신된 SOC 상태 정보에 따라 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신하는 단계;
   상기 충방전 지령값과 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치의 충방전 전력량을 비교하는 단계; 및
   상기 비교 결과에 따라 상기 충방전 지령값을 보정한 보정 지령값을 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치에 송신하는 단계;
   상기 보정 지령값에 대하여 패널티요금을 설정하는 단계를 포함하며,
   상기 보정 지령값을 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치에 송신하는 단계는
   상기 충방전 전력량이 상기 충방전 지령값을 추종하도록 상기 충방전 지령값을 보정해서 상기 보정 지령값을 생성하고, 상기 생성된 보정 지령값을 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치에 송신하고,
   상기 패널티요금을 설정하는 단계는
   상기 충방전 지령값에 대한 전기 요금에 상기 보정 지령값에 의해 추가된 가산 요금을 합산에서 상기 패널티요금을 설정하는 에너지 저장 장치 관리 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 충방전 전력량은
   상기 충방전 지령값에 따라 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치가 실제 충전 또는 방전한 전력량인 에너지 저장 장치 관리 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 수신된 SOC 상태 정보에 따라 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신하는 단계는
   상기 수신된 SOC 상태 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 하나 이상의 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있다고 판단되면 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치에 충방전 지령값을 송신하는 단계를 포함하는 에너지 저장 장치 관리 방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 수신된 SOC 상태 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있는지 여부를 판단하는 단계는
   상기 SOC 상태 정보에 포함된 배터리 충전량이 미리 설정된 범위 이내이면 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치가 충방전 동작을 수행할 수 있다고 판단하는 단계를 포함하는 에너지 저장 장치 관리 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 충방전 지령값과 상기 하나 이상의 에너지 저장 장치의 충방전 전력량을 비교하는 단계는
   상기 충방전 지령값과 상기 충방전 전력량의 차이값에 기초하여 상기 충방전 지령값에 보정이 필요한지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 에너지 저장 장치 관리 방법.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 충방전 지령값에 대하여 전기요금을 설정하는 단계를 더 포함하는 에너지 저장 장치 관리 방법.
   
8. 삭제

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