KR102384052B1 - Power supply system and method - Google Patents

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Abstract

실시예에 따르면, 수소를 원료로 전기를 생산하는 수소 연료전지 발전부; 상기 수소 연료전지 발전부에서 생산된 전력의 저장 및 부하로의 전력 공급을 담당하는 ESS; 전력 부하량 정보를 저장하는 데이터 베이스; 과거 동일 기간의 전력 부하량 정보를 이용하여 대상 기간 동안의 일별예상 부하량 및 총 예상 부하량을 산출하고, 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 단가와 상기 총 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 구간별 요금을 비교하여 상기 대상 기간에 대한 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 연산부; 및 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴에 따라 상기 수소 연료전지 발전부 및 상기 ESS를 제어하는 제어부를 포함하는 전력 공급 장치를 제공한다.According to an embodiment, a hydrogen fuel cell power generation unit for generating electricity using hydrogen as a raw material; an ESS responsible for storing power produced by the hydrogen fuel cell power generation unit and supplying power to a load; a database for storing power load information; Calculate the expected daily load and the total expected load for the target period using the power load information of the same period in the past, and compare the unit price of the hydrogen fuel cell power generation unit with the charge for each section of the external power supply for the total expected load. a calculation unit for calculating a power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and a charge/discharge schedule of the ESS for the target period; and a control unit for controlling the hydrogen fuel cell power generation unit and the ESS according to the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charging/discharging schedule of the ESS.

Description

전력 공급 장치, 시스템 및 전력 공급 방법{Power supply system and method} Power supply device, system and power supply method {Power supply system and method}

본 발명의 일실시예는 전력 공급 장치, 시스템 및 전력 공급 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 주택용 전력 부하에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 장치, 시스템 및 전력 공급 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a power supply device, a system, and a power supply method, and more particularly, to a power supply device, a system, and a power supply method for supplying power to a residential power load.

전기 공급자는 댁내 또는 건물에 소비되는 전력 사용량을 측정하기 위하여, 전력량계를 집 또는 건물에 설치하고, 전력량계에서 표시하는 숫자의 검침을 통해 해당 장소에서 소비하는 전력의 총량을 확인하여 이 전력의 총 량에 비례하여 사용자에게 전기요금을 부과한다.The electricity provider installs a watt-hour meter in the house or building to measure the amount of electricity consumed in the house or building, checks the total amount of electricity consumed in the place through the meter reading of the number displayed on the watt-hour meter, and determines the total amount of this electricity Electricity rates are charged to users in proportion to the

한편, 전 지구적인 환경문제에 직면한 인류는 에너지 전환을 위해 노력하고 있으며, 이에 따라 전기에너지 분야에서도 신재생에너지 발전이 확산되고 있다. 이에 발맞추어 우리나라는 수소경제 활성화 정책을 펼치고 있으며, 수소를 사용한 신재생에너지의 확대가 예상된다.On the other hand, mankind, facing global environmental problems, is striving for energy conversion, and thus, renewable energy generation is spreading in the electric energy field as well. In line with this, Korea is implementing a policy to revitalize the hydrogen economy, and the expansion of new and renewable energy using hydrogen is expected.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가변적인 중앙 그리드의 요금제에 영향을 최소화하고, 최적의 비용으로 전력을 공급할 수 있는 전력 공급 장치, 시스템 및 전력 공급 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power supply device, a system, and a power supply method capable of supplying power at an optimal cost while minimizing the influence on a variable central grid rate system.

또한, 신재생 에너지의 사용을 확대하고, 중앙 그리드의 부하량을 감소시킬 수 있는 전력 공급 장치, 시스템 및 전력 공급 방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a power supply device, a system, and a power supply method capable of expanding the use of renewable energy and reducing the load on the central grid.

실시예에 따르면, 수소를 원료로 전기를 생산하는 수소 연료전지 발전부; 상기 수소 연료전지 발전부에서 생산된 전력의 저장 및 부하로의 전력 공급을 담당하는 ESS; 전력 부하량 정보를 저장하는 데이터 베이스; 과거 동일 기간의 전력 부하량 정보를 이용하여 대상 기간 동안의 일별예상 부하량 및 총 예상 부하량을 산출하고, 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 단가와 상기 총 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 구간별 요금을 비교하여 상기 대상 기간에 대한 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 연산부; 및 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴에 따라 상기 수소 연료전지 발전부 및 상기 ESS를 제어하는 제어부를 포함하는 전력 공급 장치를 제공한다.According to an embodiment, a hydrogen fuel cell power generation unit for generating electricity using hydrogen as a raw material; an ESS responsible for storing power produced by the hydrogen fuel cell power generation unit and supplying power to a load; a database for storing power load information; Calculate the expected daily load and the total expected load for the target period using the power load information of the same period in the past, and compare the unit price of the hydrogen fuel cell power generation unit with the charge for each section of the external power supply for the total expected load. a calculation unit for calculating a power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and a charge/discharge schedule of the ESS for the target period; and a control unit for controlling the hydrogen fuel cell power generation unit and the ESS according to the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charging/discharging schedule of the ESS.

상기 연산부는 상기 구간별 요금을 구간별로 상기 발전 단가와 비교하여 비용이 최소화되도록 상기 총 예상 부하량을 전력 공급원에 따라 분배하여 상기 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 상기 ESS의 총 전력 수급량을 산출할 수 있다.The calculation unit compares the fee for each section with the power generation unit price for each section and distributes the total expected load according to the power supply source so that the cost is minimized to calculate the total power supply and demand of the external power supply and the total power supply and demand of the ESS there is.

상기 구간별 요금은 한국전력의 전기 요금표에 따라 설정되며, 상기 발전 단가는 사용자에 의하여 사전에 설정될 수 있다.The fee for each section is set according to the electricity tariff table of Korea Electric Power Corporation, and the power generation unit price may be set in advance by the user.

상기 연산부는 상기 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 상기 ESS의 총 전력 수급량의 비율에 따라 상기 일별 예상 부하량에 대한 상기 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 상기 ESS의 일별 전력 수급량을 산출할 수 있다.The calculation unit may calculate the daily power supply and demand of the external power supply and the daily power supply and demand of the ESS with respect to the expected daily load according to the ratio of the total power supply and demand of the external power supply to the total power supply and demand of the ESS.

상기 연산부는 상기 ESS의 총 저장 용량을 고려하여 상기 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 상기 ESS의 일별 전력 수급량을 조절할 수 있다.The calculation unit may adjust the daily power supply/demand amount of the external power supply source and the daily power supply/demand amount of the ESS in consideration of the total storage capacity of the ESS.

상기 연산부는 상기 ESS의 일별 전력 수급량 및 상기 ESS의 SOC(State Of Charge)를 이용하여 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출할 수 있다.The calculation unit may calculate the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charging/discharging schedule of the ESS by using the daily power supply and demand of the ESS and the SOC (State Of Charge) of the ESS.

실시예에 따르면, 주택용 전력 부하; 전력 판매 사업자에 의하여 상기 주택용 전력 부하로 전력을 공급하는 외부 전력 공급원; 수소를 원료로 전기를 생산하는 수소 연료전지 발전부; 상기 수소 연료전지 발전부에서 생산된 전력의 저장 및 상기 주택용 전력 부하로의 전력 공급을 담당하는 ESS; 전력 부하량 정보를 저장하는 데이터 베이스; 과거 동일 기간의 전력 부하량 정보를 이용하여 대상 기간 동안의 일별예상 부하량 및 총 예상 부하량을 산출하고, 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 단가와 상기 총 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 구간별 요금을 비교하여 상기 대상 기간에 대한 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 연산부; 및 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴에 따라 상기 수소 연료전지 발전부 및 상기 ESS를 제어하는 제어부를 포함하는 전력 공급 시스템을 제공한다.According to an embodiment, a residential power load; an external power supply supplying power to the residential power load by a power sales operator; a hydrogen fuel cell power generation unit that generates electricity using hydrogen as a raw material; ESS responsible for storing the electric power produced by the hydrogen fuel cell power generation unit and supplying electric power to the residential electric load; a database for storing power load information; Calculate the expected daily load and the total expected load for the target period using the power load information of the same period in the past, and compare the unit price of the hydrogen fuel cell power generation unit with the charge for each section of the external power supply for the total expected load. a calculation unit for calculating a power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and a charge/discharge schedule of the ESS for the target period; and a control unit for controlling the hydrogen fuel cell power generation unit and the ESS according to the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charging/discharging schedule of the ESS.

상기 연산부는 상기 구간별 요금을 구간별로 상기 발전 단가와 비교하여 비용이 최소화되도록 상기 총 예상 부하량을 전력 공급원에 따라 분배하여 상기 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 상기 ESS의 총 전력 수급량을 산출할 수 있다.The calculation unit compares the fee for each section with the power generation unit price for each section and distributes the total expected load according to the power supply source so that the cost is minimized to calculate the total power supply and demand of the external power supply and the total power supply and demand of the ESS there is.

상기 구간별 요금은 한국전력의 전기 요금표에 따라 설정되며, 상기 발전 단가는 사용자에 의하여 사전에 설정될 수 있다.The fee for each section is set according to the electricity tariff table of Korea Electric Power Corporation, and the power generation unit price may be set in advance by the user.

상기 연산부는 상기 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 상기 ESS의 총 전력 수급량의 비율에 따라 상기 일별 예상 부하량에 대한 상기 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 상기 ESS의 일별 전력 수급량을 산출할 수 있다.The calculation unit may calculate the daily power supply and demand of the external power supply and the daily power supply and demand of the ESS with respect to the expected daily load according to the ratio of the total power supply and demand of the external power supply to the total power supply and demand of the ESS.

상기 연산부는 상기 ESS의 총 저장 용량을 고려하여 상기 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 상기 ESS의 일별 전력 수급량을 조절할 수 있다.The calculation unit may adjust the daily power supply/demand amount of the external power supply source and the daily power supply/demand amount of the ESS in consideration of the total storage capacity of the ESS.

상기 연산부는 상기 ESS의 일별 전력 수급량 및 상기 ESS의 SOC(State Of Charge)를 이용하여 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출할 수 있다.The calculation unit may calculate the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charging/discharging schedule of the ESS by using the daily power supply and demand of the ESS and the SOC (State Of Charge) of the ESS.

실시에에 따르면, 연산부가 데이터 베이스에 저장된 과거 동일 기간의 전력 부하량 정보를 이용하여 대상 기간 동안의 일별 예상 부하량 및 총 예상 부하량을 산출하는 단계; 상기 연산부가 수소 연료전지 발전부의 발전 단가와 상기 총 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 구간별 요금을 비교하여 상기 대상 기간에 대한 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 단계; 및 제어부가 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴에 따라 상기 수소 연료전지 발전부 및 상기 ESS를 제어하는 단계를 포함하는 전력 공급 방법을 제공한다.According to an embodiment, calculating, by an operation unit, a daily expected load and a total expected load for a target period by using the power load information of the same period in the past stored in a database; The calculation unit compares the generation unit price of the hydrogen fuel cell power generation unit with the section rate of the external power supply for the total expected load to calculate the generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charge/discharge schedule of the ESS for the target period step; and a control unit controlling the hydrogen fuel cell power generation unit and the ESS according to the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charging/discharging schedule of the ESS.

상기 대상 기간에 대한 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 단계는, 상기 구간별 요금을 구간별로 상기 발전 단가와 비교하여 비용이 최소화되도록 상기 총 예상 부하량을 전력 공급원에 따라 분배하는 단계; 및 상기 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 상기 ESS의 총 전력 수급량을 산출하는 단계; 상기 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 상기 ESS의 총 전력 수급량의 비율에 따라 상기 일별 예상 부하량에 대한 상기 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 상기 ESS의 일별 전력 수급량을 산출하는 단계; 상기 ESS의 총 저장 용량을 고려하여 상기 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 상기 ESS의 일별 전력 수급량을 조절하는 단계; 및 상기 ESS의 일별 전력 수급량 및 상기 ESS의 SOC(State Of Charge)를 이용하여 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.Calculating the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit for the target period and the charging/discharging schedule of the ESS for the target period includes comparing the charge for each section with the power generation unit price for each section, so as to minimize the cost, the total expected load is used as a power supply distributing according to and calculating the total power supply and demand of the external power supply and the total power supply and demand of the ESS. Calculating the daily power supply/demand amount of the external power supply source and the daily power supply/demand amount of the ESS with respect to the expected daily load amount according to the ratio of the total power supply quantity of the external power supply source to the total power supply quantity of the ESS; adjusting the daily power supply and demand of the external power supply and the daily power supply and demand of the ESS in consideration of the total storage capacity of the ESS; and calculating a power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and a charge/discharge schedule of the ESS using the daily power supply and demand of the ESS and the state of charge (SOC) of the ESS.

실시예에 따르면, 전술한 전력 공급 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 제공한다.According to the embodiment, there is provided a computer-readable recording medium in which a program for executing the above-described power supply method in a computer is recorded.

본 발명인 전력 공급 장치, 시스템 및 전력 공급 방법은 가변적인 중앙 그리드의 요금제에 영향을 최소화하고, 최적의 비용으로 전력을 공급할 수 있다.The present invention power supply device, system and power supply method minimize the influence on the variable central grid rate plan, and can supply power at an optimal cost.

또한, 신재생 에너지의 사용을 확대하고, 중앙 그리드의 부하량을 감소시킬 수 있다.In addition, it is possible to expand the use of renewable energy and reduce the load on the central grid.

또한, 이를 통하여 최종 에너지 수요자의 경제적 편익을 증대시킬 수 있다.In addition, through this, it is possible to increase the economic benefit of the final energy consumer.

도1은 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 개념도이다.
도2는 실시예에 따른 전력 공급 장치의 구성 블록도이다.
도3은 실시예예 따른 전력 공급 방법의 순서도이다.
1 is a conceptual diagram of a power supply system according to an embodiment.
2 is a configuration block diagram of a power supply apparatus according to an embodiment.
3 is a flowchart of a power supply method according to an embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical spirit of the present invention is not limited to some embodiments described, but may be implemented in various different forms, and within the scope of the technical spirit of the present invention, one or more of the components may be selected between the embodiments. It can be used by combining or substituted with .

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention may be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless specifically defined and described explicitly. It may be interpreted as a meaning, and generally used terms such as terms defined in advance may be interpreted in consideration of the contextual meaning of the related art.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, the terminology used in the embodiments of the present invention is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In the present specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when it is described as "at least one (or more than one) of A and (and) B, C", it is combined as A, B, C It may include one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the component by the term.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.And, when it is described that a component is 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also with the component It may also include a case of 'connected', 'coupled' or 'connected' due to another element between the other elements.

또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on "above (above) or under (below)" of each component, top (above) or under (below) is one as well as when two components are in direct contact with each other. Also includes a case in which another component as described above is formed or disposed between two components. In addition, when expressed as "upper (upper) or lower (lower)", the meaning of not only an upper direction but also a lower direction based on one component may be included.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components are given the same reference numerals regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.

도1은 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a power supply system according to an embodiment.

도1을 참조하면, 실시예에 따는 전력 공급 시스템(1)은 전력 공급 장치(10), 주택용 전력 부하(20) 및 외부 전력 공급원(30)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a power supply system 1 according to an embodiment may include a power supply device 10 , a house power load 20 , and an external power supply source 30 .

주택용 전력 부하(20)는 외부 전력 공급원(30)과 전력 공급 장치(10)로부터 전력을 공급받을 수 있다.The home power load 20 may receive power from the external power supply 30 and the power supply device 10 .

외부 전력 공급원(30)은 전력 판매 사업자에 의하여 주택용 전력 부하(20)로 전력을 공급할 수 있다. 실시예에서 외부 전력 공급원(30)은 한국 전력에 의하여 전력을 공급하는 전력 배전망인 중앙 전력 그리드를 의미할 수 있다.The external power supply 30 may supply power to the home power load 20 by a power sales operator. In an embodiment, the external power supply 30 may refer to a central power grid that is a power distribution network that supplies power by Korea Electric Power.

실시예에서, 구간별 요금은 한국전력의 전기 요금표에 따라 설정되며, 발전 단가는 사용자에 의하여 사전에 설정될 수 있다.In an embodiment, the rate for each section is set according to the electricity rate table of Korea Electric Power Corporation, and the unit price of power generation may be set in advance by the user.

대한민국의 전기요금 체계는 전기를 사용하는 용도에 따라 주택용, 일반용, 교육용, 산업용 등으로 구분하여 차등 적용하고 있다. 주택용 전기요금에는 누진제가 적용되고 있으며 2016년 12월 이후 0~200kWh(Level1), 201~400kWh(Level2), 401kh 이상(Level3) 세단계로 구분하고 있다. 일반용, 교육용, 산업용 전기요금의 경우 계절별, 시간대별 차등요금제를 적용하여, 연중 최대 수요가 발생하는 계절(여름, 겨울) 및 시간대에는 높은 요금을 적용하고 있다. The electricity rate system in Korea is divided into residential, general, educational, and industrial use according to the use of electricity, and is applied differentially. A progressive system is applied to residential electricity rates, and since December 2016, it is divided into three levels: 0~200kWh (Level1), 201~400kWh (Level2), and over 401kh (Level3). In the case of general, educational, and industrial electricity rates, a differential rate system is applied by season and time, and high rates are applied during the seasons (summer, winter) and time of year when the highest demand occurs.

발전 단가는 사용자에 의하여 설정되는 가격으로 수소 원료의 비용과 수소 연료전지 발전부의 가동 전력 등을 고려하여 사전에 결정될 수 있다. 발전 단가는 사용자의 설정에 의하여 변경될 수 있다.The power generation unit price is a price set by the user and may be determined in advance in consideration of the cost of hydrogen raw materials and the operating power of the hydrogen fuel cell power generation unit. The power generation unit price may be changed according to a user's setting.

도2는 실시예에 따른 전력 공급 장치의 구성 블록도이다. 도1 및 도2를 참조하면, 실시예에 따른 전력 공급 장치(10)는 수소 연료전지 발전부(11), ESS(Energy Storage System)(12), 데이터 베이스(13), 연산부(14) 및 제어부(15) 를 포함할 수 있다.2 is a configuration block diagram of a power supply apparatus according to an embodiment. 1 and 2, the power supply device 10 according to the embodiment includes a hydrogen fuel cell power generation unit 11, an ESS (Energy Storage System) 12, a database 13, an operation unit 14, and A control unit 15 may be included.

수소 연료전지 발전부(11)는 수소를 원료로 전기를 생산할 수 있다. 수소 연료전지 발전부(11)는 수소 탱크(미도시) 및 발전부(미도시)를 포함할 수 있다.The hydrogen fuel cell power generation unit 11 may generate electricity using hydrogen as a raw material. The hydrogen fuel cell power generation unit 11 may include a hydrogen tank (not shown) and a power generation unit (not shown).

수소 탱크는 수소를 저장할 수 있으며, 발전부의 제어에 따라 수소를 공급할 수 있다. 수소 탱크는 마그네슘과 니켈의 합급, 고강도의 탄소섬유강화 플라스틱, 유리섬유강화 플라스틱, 우레탄 등의 재질로 이루어질 수 있다.The hydrogen tank may store hydrogen, and may supply hydrogen under the control of the power generation unit. The hydrogen tank may be made of a material such as an alloy of magnesium and nickel, high-strength carbon fiber-reinforced plastic, glass fiber-reinforced plastic, or urethane.

발전부는 수소 탱크의 수소 저장 및 공급을 제어하며, 수소 탱크로부터 제공받은 수소를 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 발전부는 연료전지 발전 시스템일 수 있다. 연료전지 발전 시스템은 연료와 산화제를 전기 화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시킬 수 있다. 이 화학 반응은 촉매층내에서 촉매에 의하여 이루어지며 일반적으로 연료가 계속적으로 공급되는 한 지속적으로 발전이 가능하다. 실시예에서 발전부는 수소 탱크의 수소를 연료로 하여 발전을 수행할 수 있다. 따라서, 수소 탱크로부터 수소가 공급되는 한 반영구적으로 지속적인 발전이 가능하다. 발전부는 수소 탱크와 물리적, 전기적으로 연결되어 수소 탱크의 수소 저장량을 감지할 수 있으며, 수소 탱크로부터 수소를 공급받을 수 있다.The power generation unit controls storage and supply of hydrogen in the hydrogen tank, and may generate electric power using hydrogen provided from the hydrogen tank. The power generation unit may be a fuel cell power generation system. The fuel cell power generation system may generate electric energy by electrochemically reacting fuel with an oxidizing agent. This chemical reaction is carried out by a catalyst in the catalyst layer, and in general, as long as fuel is continuously supplied, continuous power generation is possible. In an embodiment, the power generation unit may perform power generation by using hydrogen in the hydrogen tank as a fuel. Therefore, as long as hydrogen is supplied from the hydrogen tank, continuous power generation is possible semi-permanently. The power generation unit may be physically and electrically connected to the hydrogen tank to detect the amount of hydrogen stored in the hydrogen tank, and may receive hydrogen from the hydrogen tank.

ESS(12)는 수소 연료전지 발전부(11)에서 생산된 전력의 저장 및 부하로의 전력 공급을 담당할 수 있다.The ESS 12 may be responsible for storing the electric power produced by the hydrogen fuel cell power generation unit 11 and supplying electric power to the load.

ESS(12)는 수소 연료전지 발전부(11)에서 생산된 전력의 충전 및 방전을 제어할 수 있다.The ESS 12 may control charging and discharging of power generated by the hydrogen fuel cell power generation unit 11 .

ESS(12)는 수소 연료전지 발전부(11)와 전기적으로 연결되며, 프로세서가 내장되어 있어 데이터 처리, 배터리 및 수소 연료전지 발전부(11)의 충방전을 제어할 수 있다. The ESS 12 is electrically connected to the hydrogen fuel cell power generation unit 11 , and has a built-in processor to control data processing, charging and discharging of the battery and the hydrogen fuel cell power generation unit 11 .

ESS(12)는 충전 및 방전이 가능한 2차 전지나 커패시터 등을 포함할 수 있으며, 연계된 부하로의 전력 공급을 담당한다. ESS(12)의 배터리는 수많은 셀로 이루어질 수 있다. 셀이 모여 모듈(module)이 되고 모듈이 모여 팩(pack)이 되며, 팩이 모이면 랙(RACK)을 구성한다. 최종적으로 ESS(12)의 배터리는 랙이 여러 개 모인 시스템을 의미할 수 있다.The ESS 12 may include a secondary battery or capacitor capable of charging and discharging, and is responsible for supplying power to an associated load. The battery of the ESS 12 may consist of numerous cells. Cells are gathered to form a module, modules are gathered to form a pack, and when packs are gathered, they constitute a rack. Finally, the battery of the ESS 12 may mean a system in which several racks are gathered.

ESS(12)와 수소 연료전지 발전부(11)는 전력선을 통하여 전력의 전송이 가능하며, 전력선을 통한 통신 방식으로 데이터 통신을 수행할 수 있다.The ESS 12 and the hydrogen fuel cell power generation unit 11 can transmit power through a power line and perform data communication through a communication method through the power line.

실시예에 따른 전력 공급 시스템이 주택에 적용되기 위해서는 한전(KEPCO)와 주택 관리자와의 전력사용 계약이 전제 되어야 한다. 또한, ESS의 용량이 주택 수용가의 전체의 최대 피크부하(순시전력)을 일정시간 커버할 수 있어야 한다. 또한, ESS는 독립 운전(Grid Isolated)이 가능해야 하며, 개별 전력량 측정 및 저장이 가능한 계량기나 다기능 단말장치가 주택 수용가별로 설치가 되어 있어야 한다.In order for the power supply system according to the embodiment to be applied to a house, an electric power use contract between KEPCO and a house manager must be premised. In addition, the capacity of the ESS must be able to cover the maximum peak load (instantaneous power) of the entire housing consumer for a certain period of time. In addition, the ESS must be able to operate independently (Grid Isolated), and a meter or multi-function terminal device capable of measuring and storing individual wattage must be installed for each housing customer.

데이터 베이스(13)는 전력 부하량 정보를 저장할 수 있다. 데이터 베이스(13)는, 플래시 메모리 타입(Flash Memory Type), 하드 디스크 타입(Hard Disk Type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro Type), 카드 타입의 메모리(예를 들면, SD 또는 XD 메모리등), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크, 램(Random AccESS(12) Memory: RAM), SRAM(Static Random AccESS(12) Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 인터넷(internet) 상에서 데이터 베이스(13)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 운영하거나, 또는 웹 스토리지와 관련되어 동작할 수도 있다. 또한, 데이터 베이스(13)는, 시스템이 동작하는데 필요한 데이터와 프로그램 등을 저장할 수 있다.The database 13 may store power load amount information. The database 13 is a flash memory type (Flash Memory Type), a hard disk type (Hard Disk Type), a multimedia card micro type (Multimedia Card Micro Type), a card type memory (eg, SD or XD memory, etc.) ), magnetic memory, magnetic disk, optical disk, RAM (Random AccESS(12) Memory: RAM), SRAM (Static Random AccESS(12) Memory), ROM (Read-Only Memory: ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read- Only memory) and PROM (Programmable Read-Only Memory) may include at least one storage medium. In addition, a web storage that performs a storage function of the database 13 on the Internet may be operated, or may be operated in connection with the web storage. In addition, the database 13 may store data and programs necessary for the system to operate.

연산부(14)는 과거 동일 기간의 전력 부하량 정보를 이용하여 대상 기간 동안의 일별 예상 부하량 및 총 예상 부하량을 산출하고, 수소 연료전지 발전부의 발전 단가와 총 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 구간별 요금을 비교하여 대상 기간에 대한 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 ESS의 충방전 스케쥴을 산출할 수 있다.The calculating unit 14 calculates the expected daily load and the total expected load for the target period by using the power load information of the same period in the past, and the unit price of generation of the hydrogen fuel cell power generation unit and the section rate of the external power supply for the total expected load can be compared to calculate the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charge/discharge schedule of the ESS for the target period.

연산부(14)는 과거 동일 기간 동안의 전력 부하량 정보를 데이터 베이스(13)에서 검색하여 대상 기간 동안의 일별 예상 부하량 및 총 예상 부하량을 산출할 수 있다. 실시예에서 일별 예상 부하량은 대상 기간 동안 주택용 전력 부하에서 소비가 예상되는 일별 부하량을 의미할 수 있다. 실시예에서 총 예상 부하량은 대상 기간 동안 주택용 전력 부하에서 소비가 예상되는 총 부하량을 의미할 수 있다.The calculator 14 may search the database 13 for power load information for the same past period and calculate the expected daily load and the total expected load for the target period. In an embodiment, the expected daily load may mean a daily load that is expected to be consumed by the residential power load during the target period. In an embodiment, the total expected load may mean a total load that is expected to be consumed by the residential power load during the target period.

대상 기간은 사용자에 의하여 설정되는 임의의 기간을 의미할 수 있다.The target period may mean an arbitrary period set by a user.

연산부(14)는 데이터 베이스(13)에 저장된 전력 부하량 정보 중 대상 기간과 동일한 월, 일에 대응되는 전력 부하량 정보를 검색하고, 소정 년도 동안의 전력 부하량 정보를 평균화한 데이터를 대상 기간 동안의 부하량으로 산출할 수 있다.The calculation unit 14 searches for power load information corresponding to the same month and day as the target period among the power load information stored in the database 13, and uses data obtained by averaging the power load information for a predetermined year as the load amount during the target period. can be calculated as

Figure 112020052421538-pat00001
Figure 112020052421538-pat00001

상기 표 1은 실시예에 따른 대상 기간 동안의 일별 예상 부하량과 총 예상 부하량을 나타낸다. 연산부(14)는 대상 기간인 3월 1일부터 3월 31일까지에 대응되는 전력 부하량 정보를 데이터 베이스(13)에서 검색한 후, 소정 년도 동안의 전력 부하량 정보를 평균화하여 대상 기간 동안의 부하량으로 산출할 수 있다. 예를 들면, 2020년 3월 1일부터 3월 31일까지의 예상 부하량을 산출하기 위하여, 연산부(14)는 2015년 3월 1일부터 3월 31일까지의 전력 부하량, 2016년 3월 1일부터 3월 31일까지의 전력 부하량, 2017년 3월 1일부터 3월 31일까지의 전력 부하량, 2018년 3월 1일부터 3월 31일까지의 전력 부하량, 2019년 3월 1일부터 3월 31일까지의 전력 부하량을 데이터 베이스(13)에서 검색할 수 있다. 연산부(14)는 검색한 전력 부하량을 평균화하여 대상 기간 동안의 일별 예상 부하량과 총 예상 부하량을 산출할 수 있다. 예를 들면, 표1에서 3월 1일의 일별 예상 부하량은 2015년~2019년 각각의 3월 1일 전력 부하량의 평균값을 의미할 수 있다. 연산부(14)는 일별 예상 부하량의 총합을 총 예상 부하량으로 산출할 수 있다.Table 1 above shows the expected daily load and the total expected load for the target period according to the embodiment. The calculation unit 14 searches the database 13 for power load information corresponding to the target period from March 1 to March 31, and then averages the power load information for a predetermined year, and the load amount for the target period can be calculated as For example, in order to calculate the expected load from March 1 to March 31, 2020, the calculating unit 14 calculates the power load from March 1, 2015 to March 31, and March 1, 2016. Electricity load from day to March 31, Electric load from March 1 to March 31, 2017 Electric load from March 1 to March 31, 2018 From March 1, 2019 The amount of power load up to March 31 can be retrieved from the database 13 . The calculating unit 14 may calculate an expected daily load and a total expected load for the target period by averaging the searched power loads. For example, in Table 1, the expected daily load for March 1 may mean the average value of the power load for March 1, respectively, from 2015 to 2019. The calculator 14 may calculate the sum of the expected daily loads as the total expected loads.

연산부(14)는 구간별 요금을 구간별로 발전 단가와 비교하여 비용이 최소화되도록 총 예상 부하량을 전력 공급원에 따라 분배하여 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 ESS의 총 전력 수급량을 산출할 수 있다. 연산부(14)는 총 예상 부하량을 구간별 요금에 대입하여 배분할 수 있다. 연산부(14)는 배분되어 있는 총 예상 부하량 중 구간별 요금이 발전 단가 미만인 부분은 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량으로 산정할 수 있다. 연산부(14)는 배분되어 있는 총 예상 부하량 중 구간별 요금이 발전 단가를 초과하는 부분은 ESS의 총 전력 수급량으로 산정할 수 있다. 구간별 요금과 발전 단가가 동일한 경우에는 사용자의 사전 설정에 따라 산정 방식이 결정될 수 있다.The calculating unit 14 may calculate the total power supply and demand of the external power source and the total power supply and demand of the ESS by distributing the total expected load according to the power supply source so that the cost is minimized by comparing the fee for each section with the power generation unit price for each section. The calculation unit 14 may allocate the total expected load by substituting the fee for each section. The calculation unit 14 may calculate a portion in which the charge for each section is less than the unit price of generation among the total estimated loads distributed as the total amount of power supply from the external power supply source. The calculation unit 14 may calculate a portion in which the charge for each section exceeds the unit price of generation among the total estimated load allocated to the total amount of power supply and demand of the ESS. When the rate for each section and the generation unit price are the same, the calculation method may be determined according to a user's preset setting.

Figure 112020052421538-pat00002
Figure 112020052421538-pat00002

상기 표2에서 발전 단가는 120원/Kwh로 설정되어 있으며, 구간별 발전 단가는 한국전력의 전기 요금표에 따라 설정되어 있다. 총 예상 부하량은 표1에서 산출된 값에 따라 520.0kWh이다. In Table 2 above, the unit price of power generation is set at 120 won/Kwh, and the unit price of power generation by section is set according to the electricity tariff table of Korea Electric Power Corporation. The total expected load is 520.0 kWh according to the values calculated in Table 1.

표2에서, 연산부(14)는 구간별 요금이 발전 단가 미만인 200kWh이하 구간에 대하여 총 예상 부하량 중 일부인 200kWh는 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량으로 산정한다. 연산부(14)는 구간별 요금이 발전 단가를 초과하는 200kWh초과 구간에 대하여 총 예상 부하량 중 남아있는 320kWh는 ESS의 총 전력 수급량으로 산정한다.In Table 2, the calculation unit 14 calculates 200 kWh, which is a part of the total expected load, as the total power supply amount of the external power supply source for the section 200 kWh or less in which the rate for each section is less than the power generation unit price. The calculation unit 14 calculates the remaining 320 kWh of the total expected load as the total power supply and demand of the ESS for the section in which the rate for each section exceeds the generation unit price of 200 kWh.

연산부(14)는 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 ESS의 총 전력 수급량의 비율에 따라 일별 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 ESS의 일별 전력 수급량을 산출할 수 있다. 연산부(14)는 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 ESS의 총 전력 수급량의 비율에 따라 일별 전력 수급량을 분배할 수 있다. The calculator 14 may calculate the daily power supply/demand amount of the external power supply source and the daily power supply/demand amount of the ESS with respect to the expected daily load amount according to the ratio of the total power supply quantity of the external power supply source to the total power supply quantity of the ESS. The calculator 14 may distribute the daily power supply and demand according to a ratio of the total power supply and demand of the external power supply source and the total power supply and demand of the ESS.

이 때, 연산부(14)는 ESS의 총 저장 용량을 고려하여 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 ESS의 일별 전력 수급량을 조절할 수 있다. 총 저장 용량은 ESS의 배터리 용량에 따라 설정되는 값으로, 배터리 최대 용량을 의미하거나 또는 주택용 전력 부하의 평균 전력 사용량을 고려하여 사전에 설정되는 값을 의미할 수 있다.In this case, the calculating unit 14 may adjust the daily power supply and demand of the external power supply and the daily power supply and demand of the ESS in consideration of the total storage capacity of the ESS. The total storage capacity is a value set according to the battery capacity of the ESS, and may mean the maximum battery capacity or a value set in advance in consideration of the average power consumption of the residential power load.

Figure 112020052421538-pat00003
Figure 112020052421538-pat00003

상기 표3에서 연산부(14)는 표2에서 산출된 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 ESS의 총 전력 수급량의 비율에 따라 일별 전력 수급량을 분배하였다. 즉, 표2에 따라, ESS의 총 수급량과 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량의 비율을 1.6:1이라고 한다면, 연산부(14)는 각 일별 예상 부하량을 ESS의 총 수급량과 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량의 비율에 따라 분배함으로써 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 ESS의 일별 전력 수급량을 산출할 수 있다. In Table 3, the calculator 14 distributed the daily power supply and demand according to the ratio of the total power supply and demand of the external power supply and the total power supply and demand of the ESS calculated in Table 2. That is, according to Table 2, if the ratio of the total power supply and demand of the ESS to the total power supply and demand of the external power source is 1.6:1, the calculating unit 14 calculates the expected load for each day as the total supply and demand of the ESS and the total power supply and demand of the external power supply. By distributing according to the ratio of

연산부(14)는 ESS의 일별 전력 수급량 중 ESS의 총 저장 용량을 초과하는 일자에 대한 일별 전력 수급량을 상대적으로 작은 값을 가지는 일자로 분산시킬 수 있다.The calculating unit 14 may distribute the daily power supply and demand for days exceeding the total storage capacity of the ESS among the daily power supply and demand of the ESS to days having a relatively small value.

Figure 112020052421538-pat00004
Figure 112020052421538-pat00004

상기 표3및 표4를 참조하면, 3월 6일과 3월 7일자 ESS의 일별 전력 수급량이 ESS의 총 저장 용량 15kWh를 초과함을 확인할 수 있다. 연산부(14)는 3월 6일과 3월 7일자의 일별 전력 수급량을 상대적으로 작은 일별 전력 수급량을 가지는 3월 1일 내지 3월 5일자로 분산시켰음을 확인할 수 있다. 연산부(14)는 ESS의 일별 전력 수급량의 변동값을 고려하여 3월 1일 내지 3월 7일자 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량을 조절할 수 있다.Referring to Tables 3 and 4, it can be seen that the daily power supply and demand of the ESS on March 6 and March 7 exceeds the total storage capacity of the ESS by 15 kWh. It can be seen that the calculator 14 disperses the daily power supply and demand for March 6 and March 7 to March 1 to March 5 having relatively small daily power supply and demand. The calculator 14 may adjust the daily power supply and demand of the external power supply from March 1 to March 7 in consideration of the fluctuation value of the daily power supply and demand of the ESS.

연산부(14)는 ESS의 일별 전력 수급량 및 ESS의 SOC(State Of Charge)를 이용하여 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 ESS의 충방전 스케쥴을 산출할 수 있다.The calculation unit 14 may calculate the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charging/discharging schedule of the ESS by using the daily power supply and demand of the ESS and the SOC (State Of Charge) of the ESS.

연산부(14)는 ESS에 충전되어 있는 전력량과 ESS의 일별 전력 수급량을 고려하여 ESS의 충전 필요시간을 산출할 수 있다.The calculating unit 14 may calculate the required charging time of the ESS in consideration of the amount of power charged in the ESS and the daily power supply and demand of the ESS.

Figure 112020052421538-pat00005
Figure 112020052421538-pat00005

상기 표5를 참조하면, ESS의 SOC는 3월 1일자로 0%이며, 충전 개시 시간은 01시로 설정되어 있다. 연산부(14)는 각 일자별 ESS일별 전력 수급량과 SOC를 체크하여 ESS의 충전 필요시간을 산출할 수 있다. 연산부(14)는 ESS의 충전 필요시간을 이용하여 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴을 산출할 수 있다. 또한, 연산부(14)는 ESS의 일별 전력 수급량을 이용하여 ESS의 충방전 스케쥴을 산출할 수 있다.Referring to Table 5 above, the SOC of the ESS is 0% as of March 1, and the charging start time is set to 01:00. The calculator 14 may calculate the required charging time of the ESS by checking the power supply and demand for each ESS day and the SOC for each day. The calculating unit 14 may calculate the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit by using the required charging time of the ESS. In addition, the calculator 14 may calculate the charge/discharge schedule of the ESS by using the daily power supply and demand of the ESS.

제어부(15)는 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 ESS의 충방전 스케쥴에 따라 수소 연료전지 발전부 및 ESS를 제어할 수 있다.The control unit 15 may control the hydrogen fuel cell power generation unit and the ESS according to the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charge/discharge schedule of the ESS.

연산부(14) 및 제어부(15)는 프로세서로 구성될 수 있다. 연산부(14) 및 제어부(15)는 각각 별도의 프로세서로 구성되거나 또는 하나의 단일 프로세서로 구성될 수 있다.The operation unit 14 and the control unit 15 may be configured as a processor. The operation unit 14 and the control unit 15 may each be configured as a separate processor or as a single processor.

Figure 112020052421538-pat00006
Figure 112020052421538-pat00006

Figure 112020052421538-pat00007
Figure 112020052421538-pat00007

상기 표6은 외부 전력 공급원만을 이용하여 전력을 공급하였을 때의 요금 예상표이고, 표7은 실시예에 따른 전력 공급 시스템을 적용하였을 때 요금 예상표이다.Table 6 is a rate estimate table when power is supplied using only an external power supply source, and Table 7 is a rate estimate table when the power supply system according to the embodiment is applied.

표6과 표7을 비교하면, 실시예에 따른 전력 공급 시스템을 적용하였을 때, 1개월 동안 520kWh의 총 예상 부하량에 대한 전기 요금이 32,852원 절약될 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 외부 전력 공급망의 부담을 감소시킴으로써 부하피크 저감에 기여할 수 있다.Comparing Tables 6 and 7, it can be seen that when the power supply system according to the embodiment is applied, the electricity bill for the total expected load of 520 kWh for one month can be saved by 32,852 won. In addition, it can contribute to the reduction of the load peak by reducing the burden on the external power supply network.

도3은 실시예예 따른 전력 공급 방법의 순서도이다.3 is a flowchart of a power supply method according to an embodiment.

도3을 참조하면, 먼저 연산부는 데이터 베이스에 저장된 과거 동일 기간의 전력 부하량 정보를 이용하여 대상 기간 동안의 일별 예상 부하량 및 총 예상 부하량을 산출한다(S301).Referring to FIG. 3 , first, the calculating unit calculates the expected daily load and the total expected load for the target period by using the power load information of the same past period stored in the database ( S301 ).

다음으로, 연산부는 구간별 요금을 구간별로 발전 단가와 비교하여 비용이 최소화되도록 총 예상 부하량을 전력 공급원에 따라 분배한다(S302).Next, the calculating unit compares the fee for each section with the power generation unit price for each section and distributes the total expected load according to the power supply source so that the cost is minimized ( S302 ).

다음으로, 연산부는 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 ESS의 총 전력 수급량을 산출한다(S303).Next, the calculating unit calculates the total power supply and demand of the external power supply and the total power supply and demand of the ESS (S303).

다음으로, 연산부는 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량과 ESS의 총 전력 수급량의 비율에 따라 일별 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 ESS의 일별 전력 수급량을 산출한다(S304).Next, the calculating unit calculates the daily power supply and demand of the external power supply and the daily power supply and demand of the ESS with respect to the expected daily load according to the ratio of the total power supply and demand of the external power supply to the total power supply of the ESS (S304).

다음으로, 연산부는 ESS의 총 저장 용량을 고려하여 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 ESS의 일별 전력 수급량을 조절한다(S305).Next, the calculation unit adjusts the daily power supply and demand of the external power supply and the daily power supply and demand of the ESS in consideration of the total storage capacity of the ESS (S305).

다음으로, 연산부는 ESS의 일별 전력 수급량 및 ESS의 SOC(State Of Charge)를 이용하여 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 ESS의 충방전 스케쥴을 산출한다(S306).Next, the calculation unit calculates the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charge/discharge schedule of the ESS by using the daily power supply and demand of the ESS and the SOC (State Of Charge) of the ESS (S306).

다음으로, 제어부는 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 ESS의 충방전 스케쥴에 따라 수소 연료전지 발전부 및 ESS를 제어한다(S307).Next, the control unit controls the hydrogen fuel cell power generation unit and the ESS according to the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charge/discharge schedule of the ESS (S307).

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수 개의 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 어플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable recording medium. In this case, the medium may be to continuously store a program executable by a computer, or to temporarily store it for execution or download. In addition, the medium may be various recording means or storage means in the form of a single or several hardware combined, it is not limited to a medium directly connected to any computer system, and may exist distributed over a network. Examples of the medium include a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floppy disk, and those configured to store program instructions, including ROM, RAM, flash memory, and the like. In addition, examples of other media include an app store that distributes applications, and a recording medium or storage medium managed by a site or server that supplies or distributes other various software.

본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.The term '~ unit' used in this embodiment means software or hardware components such as field-programmable gate array (FPGA) or ASIC, and '~ unit' performs certain roles. However, '-part' is not limited to software or hardware. '~' may be configured to reside on an addressable storage medium or may be configured to refresh one or more processors. Accordingly, as an example, '~' indicates components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided in the components and '~ units' may be combined into a smaller number of components and '~ units' or further separated into additional components and '~ units'. In addition, components and '~ units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or secure multimedia card.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it can be done.

10: 전력 공급 장치
11: 수소 연료전지 발전부
12: ESS
13: 데이터 베이스
14: 연산부
15: 제어부
10: power supply
11: Hydrogen fuel cell power generation unit
12: ESS
13: Database
14: arithmetic unit
15: control unit

Claims (15)

수소를 원료로 전기를 생산하는 수소 연료전지 발전부;
상기 수소 연료전지 발전부에서 생산된 전력의 저장 및 부하로의 전력 공급을 담당하는 ESS;
전력 부하량 정보를 저장하는 데이터 베이스;
과거 동일 기간의 전력 부하량 정보를 이용하여 대상 기간 동안의 일별예상 부하량 및 총 예상 부하량을 산출하고, 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 단가와 상기 총 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 구간별 요금을 비교하여 상기 대상 기간에 대한 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 연산부; 및
상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴에 따라 상기 수소 연료전지 발전부 및 상기 ESS를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 연산부는 구간별 요금을 구간별로 발전 단가와 비교하여 비용이 최소화되도록 총 예상 부하량을 전력 공급원에 따라 분배하고, 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량 대비 ESS의 총 전력 수급량 비율을 산출하고, 상기 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량 대비 ESS의 총 전력 수급량 비율에 따라 상기 일별 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 ESS의 일별 전력 수급량을 분배하는 전력 공급 장치.
a hydrogen fuel cell power generation unit that generates electricity using hydrogen as a raw material;
an ESS responsible for storing power produced by the hydrogen fuel cell power generation unit and supplying power to a load;
a database for storing power load information;
Calculate the expected daily load and total expected load for the target period using the power load information of the same period in the past, and compare the unit price of the hydrogen fuel cell power generation unit with the charge for each section of the external power supply for the total expected load. a calculation unit for calculating a power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and a charge/discharge schedule of the ESS for the target period; and
a control unit for controlling the hydrogen fuel cell power generation unit and the ESS according to the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charging/discharging schedule of the ESS,
The calculation unit compares the fee for each section with the generation unit price for each section, distributes the total expected load according to the power supply source so that the cost is minimized, calculates the ratio of the total power supply and demand of the ESS to the total power supply amount of the external power source, and the external power A power supply device that distributes the daily power supply and demand of the external power source and the daily power supply and demand of the ESS to the expected daily load according to the ratio of the total power supply and demand of the ESS to the total power supply and demand of the supply source.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 구간별 요금은 한국전력의 전기 요금표에 따라 설정되며, 상기 발전 단가는 사용자에 의하여 사전에 설정되는 전력 공급 장치.
According to claim 1,
The fee for each section is set according to the electricity tariff table of Korea Electric Power Corporation, and the power generation unit price is set in advance by a user.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 연산부는 상기 ESS의 총 저장 용량을 고려하여 상기 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 상기 ESS의 일별 전력 수급량을 조절하는 전력 공급 장치.
According to claim 1,
The calculating unit is a power supply device that adjusts the daily power supply and demand of the external power supply and the daily power supply and demand of the ESS in consideration of the total storage capacity of the ESS.
제5항에 있어서,
상기 연산부는 상기 ESS의 일별 전력 수급량 및 상기 ESS의 SOC(State Of Charge)를 이용하여 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 전력 공급 장치.
6. The method of claim 5,
The calculation unit is a power supply device for calculating the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charge/discharge schedule of the ESS by using the daily power supply and demand amount of the ESS and the SOC (State Of Charge) of the ESS.
주택용 전력 부하;
전력 판매 사업자에 의하여 상기 주택용 전력 부하로 전력을 공급하는 외부 전력 공급원;
수소를 원료로 전기를 생산하는 수소 연료전지 발전부;
상기 수소 연료전지 발전부에서 생산된 전력의 저장 및 상기 주택용 전력 부하로의 전력 공급을 담당하는 ESS;
전력 부하량 정보를 저장하는 데이터 베이스;
과거 동일 기간의 전력 부하량 정보를 이용하여 대상 기간 동안의 일별예상 부하량 및 총 예상 부하량을 산출하고, 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 단가와 상기 총 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 구간별 요금을 비교하여 상기 대상 기간에 대한 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 연산부; 및
상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴에 따라 상기 수소 연료전지 발전부 및 상기 ESS를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 연산부는 구간별 요금을 구간별로 발전 단가와 비교하여 비용이 최소화되도록 총 예상 부하량을 전력 공급원에 따라 분배하고, 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량 대비 ESS의 총 전력 수급량 비율을 산출하고, 상기 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량 대비 ESS의 총 전력 수급량 비율에 따라 상기 일별 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 ESS의 일별 전력 수급량을 분배하는 전력 공급 시스템.
power loads for homes;
an external power supply source for supplying power to the residential power load by a power sales operator;
a hydrogen fuel cell power generation unit that generates electricity using hydrogen as a raw material;
ESS responsible for storing the electric power produced by the hydrogen fuel cell power generation unit and supplying electric power to the residential electric power load;
a database for storing power load information;
Calculate the expected daily load and total expected load for the target period using the power load information of the same period in the past, and compare the unit price of the hydrogen fuel cell power generation unit with the charge for each section of the external power supply for the total expected load. a calculation unit for calculating a power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and a charge/discharge schedule of the ESS for the target period; and
a control unit for controlling the hydrogen fuel cell power generation unit and the ESS according to the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charging/discharging schedule of the ESS,
The calculation unit compares the fee for each section with the generation unit price for each section, distributes the total expected load according to the power supply source so that the cost is minimized, calculates the ratio of the total power supply and demand of the ESS to the total power supply amount of the external power source, and the external power A power supply system that distributes the daily power supply and demand of the external power source and the daily power supply and demand of the ESS to the expected daily load according to the ratio of the total power supply and demand of the ESS to the total power supply and demand of the supply source.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 구간별 요금은 한국전력의 전기 요금표에 따라 설정되며, 상기 발전 단가는 사용자에 의하여 사전에 설정되는 전력 공급 시스템.
8. The method of claim 7,
The fee for each section is set according to the electricity tariff table of Korea Electric Power Corporation, and the power generation unit price is set in advance by the user.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 연산부는 상기 ESS의 총 저장 용량을 고려하여 상기 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 상기 ESS의 일별 전력 수급량을 조절하는 전력 공급 시스템.
8. The method of claim 7,
The calculation unit is a power supply system that adjusts the daily power supply and demand of the external power supply and the daily power supply and demand of the ESS in consideration of the total storage capacity of the ESS.
제11항에 있어서,
상기 연산부는 상기 ESS의 일별 전력 수급량 및 상기 ESS의 SOC(State Of Charge)를 이용하여 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 전력 공급 시스템.
12. The method of claim 11,
The calculation unit is a power supply system for calculating the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charge/discharge schedule of the ESS by using the daily power supply and demand amount of the ESS and the SOC (State Of Charge) of the ESS.
연산부가 데이터 베이스에 저장된 과거 동일 기간의 전력 부하량 정보를 이용하여 대상 기간 동안의 일별 예상 부하량 및 총 예상 부하량을 산출하는 단계;
상기 연산부가 수소 연료전지 발전부의 발전 단가와 상기 총 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 구간별 요금을 비교하여 상기 대상 기간에 대한 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 단계; 및
제어부가 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴에 따라 상기 수소 연료전지 발전부 및 상기 ESS를 제어하는 단계를 포함하며,
상기 대상 기간에 대한 상기 수소 연료전지 발전부의 발전 스케쥴 및 상기 ESS의 충방전 스케쥴을 산출하는 단계는,
구간별 요금을 구간별로 발전 단가와 비교하여 비용이 최소화되도록 총 예상 부하량을 전력 공급원에 따라 분배하고, 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량 대비 ESS의 총 전력 수급량 비율을 산출하고, 상기 외부 전력 공급원의 총 전력 수급량 대비 ESS의 총 전력 수급량 비율에 따라 상기 일별 예상 부하량에 대한 외부 전력 공급원의 일별 전력 수급량과 ESS의 일별 전력 수급량을 분배하는 단계를 포함하는 전력 공급 방법.
calculating, by the calculator, a daily expected load and a total expected load for a target period by using the power load information of the same past period stored in a database;
Comparing the generation unit price of the hydrogen fuel cell power generation unit with the section rate of the external power supply for the total expected load by the calculating unit, calculating the generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charging/discharging schedule of the ESS for the target period ; and
A control unit controlling the hydrogen fuel cell power generation unit and the ESS according to the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charging/discharging schedule of the ESS,
Calculating the power generation schedule of the hydrogen fuel cell power generation unit and the charge/discharge schedule of the ESS for the target period includes:
The total expected load is distributed according to the power supply source so that the cost is minimized by comparing the fee for each section with the power generation unit price for each section, and the ratio of the total power supply and demand of the ESS to the total power supply of the external power supply is calculated, and the total A power supply method comprising the step of distributing a daily power supply and demand amount of an external power source and a daily power supply amount of the ESS for the expected daily load amount according to a ratio of the total power supply quantity of the ESS to the electricity supply quantity.
삭제delete 제13항의 전력 공급 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to execute the power supply method of claim 13 is recorded.
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