KR102403232B1

KR102403232B1 - 전력 보조 시스템

Info

Publication number: KR102403232B1
Application number: KR1020150062051A
Authority: KR
Inventors: 유키히로 시미즈
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2022-05-26
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: JP6386308B2; KR20160028341A; JP2016054607A

Abstract

본 발명의 전력 보조 시스템은 충방전 특성이 서로 다른 복수의 축전지; 외부로부터 상기 복수의 축전지를 충방전시키기 위한 충방전 전력 지령값을 수신하는 수신부; 및 수신된 상기 충방전 전력 지령값의 분포 확산 정도를 나타내는 지표값을 산출하고, 상기 지표값에 따라 상기 복수의 축전지 중 충방전시킬 축전지를 변경하는 제어부를 포함한다.

Description

전력 보조 시스템{POWER ASSIST SYSTEM}

본 발명은 전력 보조 시스템에 관한 것이다.

풍력 발전이나 태양광 발전 등의 재생 가능한 에너지를 이용한 발전 시스템은 전력 공급이 불안정한 경우가 발생한다.

이에 대해, 축전지가 충전량 부족 또는 만충전이 되는 것을 방지하고, 풍력 발전이나 태양광 발전 등의 발전 시스템으로부터 전력 계통으로의 출력 변동을 억제하는 기술이 제안되고 있다(특허문헌 1 참조).

또한, 발전 시스템에 의해 발전된 전력의 변동량을 감시하고, 이러한 변동량에 따라 축전지와 함께 설치된 컨버터의 운전 또는 정지를 판단함으로써, 컨버터의 운전에 따르는 손실을 제거하고, 발전 시스템에 의해 발전된 전력을 완화하는 기술이 제안되고 있다(특허문헌 2 참조).

더불어, 계통 전력의 진폭값에 따라, 충방전 패턴의 진폭 및 빈도를 복수의 축전지에 분배함으로써, 축전지의 충방전 빈도를 감소시키고, 발전 시스템에 의해 발전된 전력을 완화시켜, 축전지의 긴 수명화를 도모하는 기술이 제안되고 있다(특허문헌 3 참조).

그러나 특허문헌 1에 개시된 바에 의하면 발전 시스템으로부터 전력 계통으로의 출력의 변동이 클 경우, 그 변동을 충분히 억제 할 수 없는 경우가 발생한다. 축전지의 충전량이 부족하거나 만충전이 되는 경우가 발생하고, 그 결과, 축전지의 열화 속도가 빨라지고, 수명이 짧아지는 문제점이 있다.

또한, 특허문헌 2에 개시된 바에 의하면 발전 시스템에 의해 발전된 전력의 변동량에 따라 축전지와 함께 설치된 컨버터의 운전 또는 정지를 판단할 경우, 운전 또는 정지를 판단하는 역치값을 적절하게 산출할 수 없어, 컨버터의 운전 또는 정지가 제대로 수행되지 않는 문제가 있다. 따라서, 발전 시스템에 의해 발전된 전력을 완화할 수 없는 경우가 발생한다.

특허문헌 3에 개시된 바에 의하면 계통 전력의 진폭값에 따라 충방전 패턴의 진폭 및 빈도를 다른 복수의 축전지 각각에 분배할 경우, 분배를 결정하는 지표인 역치값을 적절하게 산출 할 수 없어, 발전 시스템에 의해 발전된 전력을 완화할 수 없는 경우가 발생한다.

또한, 산출한 역치값에 의해 축전지의 충방전 횟수의 분배가 특정 축전지로 치우치는 상황이 발생하고, 충방전 횟수가 극단적으로 증가하는 축전지가 발생하는 상황이 또한 발생한다.

그 결과, 축전지의 열화 속도가 빨라지고, 수명이 짧아져버리는 경우가 있었다.

[특허문헌 1] 일본공개특허공보 2001-327080 [특허문헌 2] 일본공개특허공보 2001-346332 [특허문헌 3] 일본공개특허공보 2014-042415

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 발전 시스템의 발전 전력의 변동을 완화하고, 축전지의 수명을 연장시킬 수 있는 전력 보조 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 보조 시스템은, 충방전 특성이 서로 다른 복수의 축전지; 외부로부터 상기 복수의 축전지를 충방전시키기 위한 충방전 전력 지령값을 수신하는 수신부; 및 수신된 상기 충방전 전력 지령값의 분포 확산 정도를 나타내는 지표값을 산출하고, 상기 지표값에 따라 상기 복수의 축전지 중 충방전시킬 축전지를 변경하는 제어부를 포함한다.

상기 복수의 축전지는 축전용량에 대해 큰 전력으로 충방전이 수행되는 제1 축전지 및 상기 제1 축전지에 비해 상기 축전용량에 대해 작은 전력으로 충방전이 수행되는 제2 축전지를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 지표값에 근거하는 역치값과 상기 충방전 전력 지령값을 비교하여, 상기 충방전 전력 지령값의 절대값이 상기 역치값의 절대값보다 큰 경우에 상기 제1 축전지를 충방전시키고, 상기 충방전 전력 지령값의 절대값이 상기 역치값의 절대값보다 작은 경우에 상기 제2 축전지를 충방전시킬 수 있다.

상기 제어부는 상기 축전지의 축전용량을 목표값에 근접시키도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는 상기 전력 보조 시스템의 설치 조건에 따른 제어 기준기간에 있어서 상기 충방전 전력 지령값에 따라 상기 지표값을 산출할 수 있다.

상기 제어부는 상기 충방전 전력 지령값을 정규분포에 적용한 경우의 표준편차를 상기 지표값으로서 산출하여 정규분포를 산출할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 표준편차에 근거하는 편차값과 상기 정규분포의 발생 빈도를 곱합으로써, 충방전 전력량의 예상 분포를 산출할 수 있다.

풍력발전 시스템이 발전한 전력을 보조할 수 있다.

태양광 발전 시스템이 발전한 전력을 보조할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 발전 시스템의 발전 전력의 변동을 완화하고, 축전지의 수명을 연장시킬 수 있는 전력 보조 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 전력 보조 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 제어장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 1 시간 동안의 목표 충방전 전력 데이터의 도수 분포의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 산출부에 의해 산출되는 확률 분포의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 충방전 전력 데이터의 예상 분포의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 제1 실시예의 충방전 전력 데이터의 예상 분포에 대한 축전지 유닛의 제어를 도시한 도면이다.
도 7은 역치값의 보정의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제1 실시예에 따른 전력 보조 시스템에 의해 수행되는 처리 과정의 순서도이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 제어장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 10은 제3 실시예에 따른 전력 보조 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 제3 실시예에 따른 충방전 전력 데이터의 예상 분포에 대한 축전지 유닛의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 제4 실시예에 따른 전력 보조 시스템의 일 예를 도시한 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 실시예의 전력보조 시스템에 대하여 설명한다.

<제1 실시예>

도 1은 제1 실시예에 따른 전력 보조 시스템의 일 예를 나타내는 개략도이다.

전력 보조 시스템(100)은 전력계통으로의 전력공급 능력이 불안정한 발전 시스템과 함께 설치되고, 전력계통으로의 전력공급의 변동을 완화하기 위해 보조(assist)하는 시스템이다.

전력 보조 시스템(100)은, 발전 시스템에 의해 발전된 전력 중에서, 전력계통의 수요전력에 대해 과다한 잉여전력을 충전하기 위한 복수의 축전지를 구비한다.

전력 보조 시스템(100)은 복수의 축전지 중, 가동시켜야 할 축전지를 전환해서 제어하는 데 있어, 예를 들면, 상위 EMS(Energy Management System) 등의 상위 서버로부터 송신되는 충방전 전력 지령값을 수신한다.

충방전 전력 지령값이란 외부에서 공급되는 소정의 전력을 축전지 내부에 충전시키는 또는 축전지 내부로부터 소정의 전력을 외부로 방전시키도록 하는 값이다.

본 실시예에서는 풍력 발전 시스템(500)을 보조하는 전력 보조 시스템(100)을 설명한다.

풍력 발전 시스템(500)은 전선로(EL)를 개재하여 전력 보조 시스템(100)과 접속되어 있다.

풍력 발전 시스템(500)은 회전축을 갖는 풍차(WT), 그 회전축과 연결되는 발전부(510) 및 전력 변환부(520)를 구비한다.

풍차(WT)는 복수의 직사각형 판형이나 띠판 형상 등으로 형성된 블레이드(blade)가 회전축과 연결되고, 또한 둘레방향으로 균등한 상대 각도를 가지며 배치될 수 있다.

풍차(WT)는 블레이드에 바람을 받음으로써 회전하고, 연결되어 있는 회전축을 회전시킨다.

회전축과 연결되는 발전부(510)는 회전축이 회전함으로써 생기는 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 교류 전력을 발전한다.

전력 변환부(520)는 발전부(510)가 발전한 전력을 배전용 전력으로 변환하고, 전선로(EL)를 통해서 외부에 공급한다.

이로 인해, 발전부(510)가 발전한 교류 전력은 전력 변환부(520) 및 전선로(EL)를 개재해서 전력 보조 시스템(100)에 공급된다.

또한, 풍력 발전 시스템(500)은 자발전 시스템 내에서 발전된 전력량을 나타내는 데이터(발전 전력 데이터)를 전력 보조 시스템(100)에 송신한다.

발전 전력 데이터는 풍력 발전 시스템(500) 내부에 구비되어 있는 제어장치 등에 의해 산출될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 발전 시스템으로서 풍력 발전 시스템(500)을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

발전 시스템은 태양광 발전 시스템, 지열 발전 시스템, 바이오매스 발전 시스템 등의 재생 가능 에너지를 이용한 다양한 발전 시스템일 수 있다.

태양광 발전 시스템은 전선로를 개재해서 전력 보조 시스템(100)과 접속될 수 있다.

태양광 발전 시스템은 태양 전지 및 전력 변환부를 구비할 수 있다. 태양 전지는 결정 실리콘계나 아몰퍼스 실리콘계 등의 반도체로 구성될 수 있다.

태양 전지는 반도체에 조사된 태양광이 갖는 광 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 직류 전력을 발전할 수 있다.

전력 변환부는 태양 전지가 발전한 전력을 배전용 전력으로 변환하고, 전선로를 개재해서 외부에 공급한다.

이로 인해, 태양 전지가 발전한 직류 전력은 전력 변환부 및 전선로를 개재해서 전력 보조 시스템(100)에 공급될 수 있다.

전력 보조 시스템(100)은 제어장치(110), 제1 축전지 유닛(UN1) 및 제2 축전지 유닛(UN2)을 구비한다.

제1 축전지 유닛(UN1) 및 제2 축전지 유닛(UN2)은 병렬로 접속된다.

전력 보조 시스템(100)은 풍력 발전 시스템(500)에 의해 공급된 교류 전력을 제1 축전지 유닛(UN1) 또는 제2 축전지 유닛(UN2)에 공급한다.

이하에서, 제1 축전지 유닛(UN1) 및 제2 축전지 유닛(UN2)을 구별하지 않을 때에는 축전지 유닛이라고 기재한다.

또한, 전력 보조 시스템(100)은 충방전 특성이 서로 다른, 예를 들어 충방전율이 서로 다른 복수의 축전지를 이용 할 수 있다.

본 실시예에서는 제1 축전지 유닛(UN1) 및 제2 축전지 유닛(UN2)이 각각 서로 다른 충방전 특성을 갖는 축전지를 구비할 경우를 예로 들어 설명한다.

제1 축전지 유닛(UN1)은 예를 들면, 차단부(SW1)과, 인버터(IV1)과, 제1 축전지(B1)을 구비하고 있다.

제1 축전지 유닛(UN1)은 제1 축전지(B1)의 축전 용량(충전 상태)을 나타내는 SOC(State Of Charge) 값을 제어장치(110)에 송신한다.

차단부(SW1)는 제어장치(110)의 제어 동작에 따라 제1 축전지 유닛(UN1) 측과 풍력 발전 시스템(500)의 사이를 전도 상태 또는 차단 상태로 하는 개폐기이다.

차단부(SW1)는, 예를 들면, 전류계에 의해 단락 사고 등의 사고 전류가 흐른다는 것을 검지했을 경우, 후단의 인버터(IV1) 및 제1 축전지(B1)에 사고 전류가 흐르기 전에, 제1 축전지 유닛(UN1) 측과 풍력 발전 시스템(500)의 사이를 차단 상태로 하여, 제1 축전지 유닛(UN1) 측에 사고전류가 흐르는 것을 방지한다.

이로 인해, 전력 보조 시스템(100)을 보호하고, 풍력 발전 시스템(500) 측으로의 사고 전류의 파급을 방지한다.

또, 차단부(SW1)는 전력 보조 시스템(100)의 유지보수 시에, 제1 축전지 유닛(UN1) 측과 풍력 발전 시스템(500)의 사이를 차단 상태로 하고, 전력 보조 시스템(100)을 발전 시스템(500)으로부터 분리한다.

이로 인해, 보다 안전하게 유지보수 작업을 행할 수 있다.

인버터(IV1)는 풍력 발전 시스템(500)으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 변환 장치이다.

인버터(IV1)는 제어장치(110)의 제어에 따라, 변환된 직류 전력을 이용해서 제1 축전지(B1)를 충전한다.

또, 인버터(IV1)는 제어장치(110)의 제어에 따라, 제1 축전지(B1)가 축전 하고 있는 전력(직류 전력)을 방전시킨다.

인버터(IV1)는 제1 축전지(B1)로부터 방전된 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다.

제1 축전지(B1)은 충방전 특성을 나타내는 충방전율이 2C이상인 대량의 충방전이 수행가능한 이차전지일 수 있다.

충방전율(단위: C)이란 전지의 공칭 용량에 대한 방전시 전류의 상대비이다.

예를 들면, 충방전율 2C 및 용량값 5Ah을 갖는 제1 축전지(B1)에서는 10A의 전류를 0.5시간에 방전 또는 충전 할 수 있다.

제1 축전지(B1)는 예를 들면, 납 축전지나 나트륨 황 전지, 레독스 플로우 전지, 니켈 수소전지, 리튬이온 전지 등의 이차전지일 수 있다.

한편, 제1 축전지(B1) 및 후술하는 제2 축전지(B2)는 제어장치(110)에 따라서 가장 열화가 작은 상태에 가까워지도록 제어된다.

가장 열화가 작은 상태란 예를 들면, SOC값이 50%일 때일 수 있다. 이하에서, 가장 열화가 작은 상태의 SOC값을 목표값이라고 기재한다.

목표값은 50%에 한정되지 않고, 제1 축전지(B1) 및 제2 축전지(B2)의 종류나 형태에 따라서 임의로 정할 수 있고, 전력 보조 시스템(100)(제1 축전지(B1) 및 제2 축전지(B2))의 사용 환경(온도, 습도 등)에 따라 결정될 수도 있다.

제2 축전지 유닛(UN2)은 차단부(SW2), 인버터(IV2) 및 제2 축전지(B2)를 구비한다. 제2 축전지 유닛(UN2)은 제2 축전지(B2)의 SOC값을 제어장치(110)에 송신한다.

차단부(SW2)는 제어장치(110)의 제어 동작에 따라, 제2 축전지 유닛(UN2) 측과 풍력 발전 시스템(500) 사이를 전도 상태 또는 차단 상태로 하는 개폐기이다.

차단부(SW2)는 예를 들면, 도시하지 않은 전류계에 의해 단락 사고 등의 사고 전류가 흐른 것을 검지했을 경우, 후단의 인버터(IV2) 및 제2 축전지(B2)에 사고 전류가 흐르기 전에, 제2 축전지 유닛(UN2) 측과 풍력 발전 시스템(500) 사이를 차단 상태로 하여, 제2 축전지 유닛(UN2) 측에 사고 전류가 흐르는 것을 방지한다.

또한, 차단부(SW2)는 전력 보조 시스템(100)의 유지보수 시에, 제2 축전지 유닛(UN2) 측과 풍력 발전 시스템(500) 사이를 차단 상태로 하고, 전력 보조 시스템(100)을 발전 시스템 측으로부터 분리한다. 이로 인해, 보다 안전하게 유지보수의 작업이 수행될 수 있다.

인버터(IV2)는 풍력 발전 시스템(500)으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환한다.

인버터(IV2)는 변환된 직류 전력을 제어장치(110)의 제어에 따라 제2 축전지(B2)에 충전시킨다.

또한, 인버터(IV2)는 제어장치(110)의 제어에 따라, 제2 축전지(B2)가 축전 하고 있는 전력(직류 전력)을 방전시킨다.

인버터(IV2)는 제2 축전지(B2)로부터 방전된 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다.

제2 축전지(B2)는 예를 들면, 충방전 특성을 나타내는 충방전율이 약 1C 정도로서, 제1 축전지(B1)와 비교해서 작은 충방전율을 갖는 이차전지일 수 있다.

예를 들면, 충방전율 1C 및 용량값 5Ah을 갖는 제2 축전지(B2)에서는 5A의 전류를, 1시간에 방전(또는 충전) 할 수 있다.

제2 축전지(B2)는 예를 들면, 납 축전지나 나트륨 황 전지, 레독스 플로우 전지, 니켈 수소전지, 리튬이온 전지 등의 이차전지일 수 있다.

다음으로 도 2를 참조하여, 제1 실시예에 따른 제어장치(110)의 기능 구성에 대해서 상세히 설명한다.

도 2는 제1 실시예에 따른 제어장치(110)의 기능 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.

제어장치(110)는 제1 축전지 유닛(UN1) 및 제2 축전지 유닛(UN2)을 제어하는 컴퓨터 장치일 수 있다.

제어장치(110)는 CPU(Central Processing Unit) 등의 프로세서, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), HDD(Hard Disk Drive), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리 등의 기억부(130), 타장치와 통신을 수행하기 위한 통신 인터페이스 등을 구비하는 컴퓨터 장치이다.

제어장치(110)는 제어부(120) 및 기억부(130)를 구비한다.

제어부(120)는 수신부(122), 산출부(124) 및 충방전 제어부(126)를 구비한다.

제어부(120)는 예를 들면, 프로세서가 기억부(130)에 기록된 프로그램을 실행함으로써 기능하는 소프트웨어 기능부로 구현될 수 있다.

또한, 이들 제어부(120)의 각 기능부 중 일부 또는 전부는 LSI(Large Scale Integration)나 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등의 하드웨어 기능부로 구현될 수 있다.

수신부(122)는 풍력 발전 시스템(500)으로부터 소정의 송신 주기로 송신되는 발전 전력 데이터를 수신한다.

본 발명에서, 풍력 발전 시스템(500)의 송신 주기 및 그 밖의 조건을 전력 보조 시스템(100)의 설치 조건이라고 기재한다.

수신부(122)는 예를 들면, 풍력 발전 시스템(500)으로부터 10초마다 송신되는 발전 전력 데이터를 제어 기준기간(예를 들어 1시간) 중에 수신한다.

수신부(122)는 수신한 발전 전력 데이터와 수신한 시각을 대응시켜 기억부(130)에 저장한다.

또한, 수신부(122)는 제1 축전지 유닛(UN1)으로부터 송신되는 제1 축전지의 SOC값과 제2 축전지 유닛(UN2)으로부터 송신되는 제2 축전지의 SOC값을 수신한다.

수신부(122)는 수신한 제1 축전지의 SOC값 및 제2 축전지의 SOC값을 기억부(130)에 기억시킨다.

기억부(130)는 전력 보조 시스템(100)의 설치 조건에 따른 기간, 충방전 전력 지령값, 발전 전력 데이터, 목표 충방전 전력 데이터, 통계값, 표준편차 σ, 평균값 μ등을 기억하도록 제어된다.

한편, 기억부(130)는 제어장치(110)에 내장되지 않고, 외장형 기억장치 (예를 들면 NAS(Network Attached Storage)장치)로 구성될 수도 있다.

산출부(124)는 기억부(130)에 기억된 발전 전력 데이터로부터 이동 평균 등의 통계값을 산출한다.

산출부(124)는, 예를 들면, 수신부(122)가 10초마다 발전 전력 데이터를 1회 수신하도록 설정했을 경우, 총 16회분(160초간)의 발전 전력 데이터로부터 이동 평균을 산출한다.

산출부(124)는 산출한 이동 평균을, 산출될 때마다 다시 계산해서 갱신한다.

최근의 발전 전력 데이터를 Dw(k)라 하고, n회 전의 발전 전력 데이터를 Dw(k-n)라고 하면, 산출부(124)는 수신부(122)가 발전 전력 데이터를 수신할 때마다 이동 평균 Mw(k)을 다음 수학식 1을 이용하여 산출한다.

본 실시예에서 산출부(124)가 이동 평균을 16회분의 평균값으로서 산출했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않다.

산출부(124)는 예를 들어 이동 평균을 32회분의 평균값으로서 산출 할 수도 있으며, 시스템의 처리 속도 등에 따라 임의로 모수를 결정할 수 있다.

이러한 처리를 행하기 위한 구성은 예를 들면, LPF(Low Pass Filter) 등의 하드웨어 기능부일 수도 있다.

[수학식 1]

Mw(k)={Dw(k)+ Dw(k-1)+ Dw(k-2)+...+ Dw(k-15)}/16

산출부(124)는 산출한 이동 평균과 최근의 발전 전력 데이터 Dw(k)의 차에 따라, 제어 기준기간내의 목표 충방전 전력 데이터를 산출한다.

목표 충방전 전력 데이터란 전력 보조 시스템(100)이 충방전해야 할 전력을 나타내는 데이터다.

목표 충방전 전력 데이터 Pd(k)는 다음 수학식 2로 산출 할 수 있다.

목표 충방전 전력 데이터 Pd(k)의 플러스 부호는 방전해야 할 전력량을 나타내고, 마이너스 부호는 충전해야 할 전력량을 나타낸다.

[수학식 2]

Pd(k)=Mw(k)-Dw(k)

도 3에서는 수학식 1 및 2에 의해 산출되는 목표 충방전 전력 데이터의 일 예를 도시한다.

도 3은 1시간 동안의 목표 충방전 전력 데이터의 도수 분포의 일 예를 나타내는 도면이다.

산출부(124)는 산출한 목표 충방전 전력 데이터 Pd(k)로부터, 분포 확산 정도를 나타내는 지표값으로서 표준편차 σ 및 목표 충방전 전력 데이터 Pd(k)의 평균값 μ을 산출한다.

산출부(124)는 예를 들어 도 3에 도시된 도수 분포로부터, 표준편차 51.0kW 및 평균값 0kW을 산출 할 수 있다.

한편, 평균값 μ은 이동 평균의 산출(샘플링) 방법에 따라 0 이외의 값이 되도록 구할 수 있다.

산출부(124)는 산출한 표준편차 σ 및 평균값 μ 파라미터로 하는 정규분포에 의거하여, 목표 충방전 전력 데이터의 확률밀도를 나타낸 확률분포를 산출한다.

도 4는 산출부(124)에 의해 산출된 확률분포의 일 예를 도시한 도면이다.

도 4의 가로축은 충방전 지령값(단위: kW)을 나타낸다. 또한 도 4의 세로축은 확률밀도를 나타낸다.

도 4에서는 곡선(LN1)이 정규분포의 분포곡선을 나타낸다. 도 4에 도시된 확률분포는 미리 분포곡선으로 둘러싸이는 영역의 면적이 1이 되도록 정규화되어 있다.

산출부(124)는 산출한 확률분포의 확률변수(가로축)를 나타내는 편차값과 산출한 확률분포의 곡선(세로축)이 나타내는 발생 빈도를 곱함으로써, 다음 제어 기준기간(1시간)의 충방전을 예상하는 충방전 전력 데이터의 분포를 산출한다.

이하에서 다음 제어 기준기간의 충방전을 예상하는 충방전 전력 데이터의 분포를 충방전 전력 데이터의 예상 분포라고 기재한다.

도 5는 충방전 전력 데이터의 예상 분포의 일 예를 도시한 도면이다.

도 5의 가로축은 충방전 지령값(단위: kW)을 나타낸다. 또한, 도 5의 세로축은 전력(단위: kW)을 나타낸다.

도 5에서 곡선 LN2가 충방전 전력 데이터의 예상 분포의 분포곡선을 나타낸다.

도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 발생 빈도가 높은 원점(0) 부근의 확률변수에서, 충방전 전력 데이터의 전력값이 미소값인 점에서, 충방전 전력 데이터의 예상 분포의 값은 0 부근에 집중된다.

원점 부근에서 플러스측, 마이너스측으로 이행한 포인트에서는 예상 분포의 절대값은 서서히 증가하고, 플러스 마이너스 1σ 전후에서 최대값을 취한다.

한편, 충방전 전력 데이터의 예상 분포의 분포곡선으로 둘러싸이는 영역의 면적은 전력량에 상당한다.

산출부(124)는 산출한 충방전 전력 데이터의 예상 분포와 기억부(130)에 기억된 제1 축전지의 SOC값 및 제2 축전지의 SOC값에 기초하여, 할당 전환 역치값(TH1, TH4)과 운전 정지 전환 역치값(TH2, TH3)을 산출해서 설정한다.

할당 전환 역치값(TH1)이란 제1 축전지 유닛(UN1)과 제2 축전지 유닛(UN2)의 사이에서 충전 상태가 되는 축전지 유닛과 정지 상태가 되는 축전지 유닛을 전환하기 위한 값이고, 운전 정지 전환 역치값(TH2)이란 제2 축전지 유닛이 충전 상태 또는 정지 상태를 전환하기 위한 값이고, 운전 정지 전환 역치값(TH3)이란 제2 축전지 유닛이 방전 상태 또는 정지 상태를 전환하기 위한 값이고, 할당 전환 역치값(TH4)이란 제1 축전지 유닛(UN1)과 제2 축전지 유닛(UN2)의 사이에서 방전 상태가 되는 축전지 유닛과 정지 상태가 되는 축전지 유닛을 전환하기 위한 값으로서, 각각 충방전 전력 데이터의 예상 분포에 따라 설정되는 값이다.

이하에서 도 6을 참조하여 역치값의 설정 방법에 대하여 설명한다.

도 6은 제1 실시예의 충방전 전력 데이터의 예상 분포에 대한 축전지 유닛 제어의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

산출부(124)는 다음 제어 기준구간에 있어서 충방전 전력(제1 축전지 유닛(UN1)에 대해서는 구간 IN1의 적분값과 구간 IN5의 적분값의 합계, 제2 축전지 유닛(UN2)에 대해서는 구간 IN2의 적분값과 구간IN4의 적분값의 합계)이 SOC값과 목표값의 차에 축전용량을 곱한 값에 일치하도록, 역치값을 설정한다.

한편, 제1 축전지(B1)의 SOC값과 목표값의 차이 및 제2 축전지(B2)의 SOC값과 목표값의 차이에 대한 역치값(TH1~TH4)과의 대응 관계는 미리 시뮬레이션이나 실험 등에 의해 산출되어, 맵이나 함수의 형식으로 기억부(130)에 기억되어 있을 수 있다.

또한, 산출부(124)는 산출한 역치값에 히스테리시스를 설치할 수도 있다. 도 7은 히스테리시스를 설치했을 경우의 역치값을 나타낸 일 예의 개략도이다.

산출부(124)는 예를 들면, 산출한 역치값(TH)에 대하여, 소정의 보정량 Δσ에 의거하여, 변화되는 방향마다 역치값을 보정할 수 있다.

산출부(124)는 예를 들면 제1 상태에서 제2 상태로 축전지 유닛의 운전 상태가 변화되었을 경우, THf(TH-Δσ)을 역치값으로 설정한다.

또한, 산출부(124)는 예를 들면, 제2 상태에서 제1 상태로 축전지 유닛의 운전 상태가 변화되었을 경우, THr(TH+Δσ)을 역치값으로 설정한다.

이로 인해, 축전지 유닛의 빈번한 운전(ON) 또는 정지(OFF)을 방지 할 수 있다. 그 결과, 축전지의 수명을 연장시킬 수 있다.

충방전 제어부(126)는 다음 제어 기준기간, 기억부(130)에 기억된 충방전 전력 지령값, 산출부(124)에 의해 산출된 할당전환 역치값(TH1, TH4) 및 운전 정지 전환 역치값(TH2, TH3)의 4개의 역치값에 따라, 제1 축전지 유닛(UN1) 또는 제2 축전지 유닛(UN2)을 충전 또는 방전시키도록 제어한다.

한편, 충방전 제어부(126)는 수신부(122)에 의해 충방전 전력 지령값이 외부에서 수신되었을 경우, 목표 충방전 전력 데이터와 그 이동 평균의 차이를 사용하는 대신에, 수신부(122)에 의해 수신된 충방전 지령값을 사용 할 수도 있다.

이하에서 구체적인 충전 및 방전의 제어를 설명한다.

충방전 제어부(126)는 역치값(TH1) 이하의 구간(IN1)에 있어서, 제1 축전지 유닛(UN1)을 충전시키도록 제어하고, 제2 축전지 유닛(UN2)을 정지시키도록 제어한다.

또, 충방전 제어부(126)는 역치값(TH1) 초과 및 역치값(TH2) 이하의 구간(IN2)에서, 제1 축전지 유닛(UN1)을 정지시키도록 제어하고, 제2 축전지 유닛(UN2)을 충전시키도록 제어한다.

또한, 충방전 제어부(126)는 역치값(TH2) 초과 및 역치값(TH3) 이하의 구간(IN3)에 있어서, 제1 축전지 유닛(UN1) 및 제2 축전지 유닛(UN2)을 정지시키도록 제어한다.

또한, 충방전 제어부(126)는 역치값(TH3) 초과 및 역치값(TH4) 이하의 구간(IN4)에서, 제1 축전지 유닛(UN1)을 정지시키도록 제어하고, 제2 축전지 유닛(UN2)을 방전시키도록 제어한다.

또한, 충방전 제어부(126)는 역치값(TH4)을 초과하는 구간(IN5)에서, 제1 축전지 유닛(UN1)을 방전시키도록 제어하고, 제2 축전지 유닛(UN2)을 정지시키도록 제어한다.

이로 인해, 각 축전 유닛은 SOC값이 목표값으로부터 크게 괴리하지 않는 상태에서 운전된다. 그 결과, 각 축전지의 수명을 연장시킬 수 있다.

도 6에 나타내는 예에 있어서, 제1 축전지 유닛(UN1)은 방전을 행하는 확률(영역 S1)보다도 충전을 행하는 확률(영역 S2)이 높아지도록 제어된다.

다시 말해, 제1 축전지 유닛(UN1)은 제1 축전지(B1)의 SOC값이 목표값에 근접하도록 제어된다.

그 결과, 제1 축전지(B1)의 수명을 연장시킬 수 있다.

또, 제2 축전지 유닛(UN2)은 방전을 행하는 확률(영역S3)보다도 충전을 행하는 확률(영역S4)이 낮아지도록 제어된다.

다시 말해, 제2 축전지 유닛(UN2)은 제2 축전지(B2)의 SOC값이 목표값에 근접하도록 제어된다.

그 결과, 제2 축전지(B2)의 수명을 연장시킬 수 있다.

또, 구간(IN3)에 있어서, 제2 축전지 유닛(UN2)을 정지 상태로 함으로써, 미소한 전력에 대하여 충방전을 수행하지 않는다.

이로 인해, 제2 축전지(B2)의 사용 기간을 줄일 수 있고, 축전지의 수명을 연장시킬 수 있다.

여기에서, 도 8을 참조하여, 전력 보조 시스템(100)의 동작 및 처리의 일 예에 대하여 설명한다.

도 8은 제1 실시예의 전력 보조 시스템(100)에 의해 실행되는 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.

먼저, 수신부(122)는 풍력 발전 시스템(500)으로부터 소정의 송신 주기로 송신되는 발전 전력 데이터를 제어 기준 기간 동안 수신한다.

또한, 수신부(122)는 제1 축전지 유닛(UN1)으로부터 송신되는 제1 축전지의 SOC값과, 제2 축전지 유닛(UN2)으로부터 송신되는 제2 축전지의 SOC값을 수신 한다(단계 S100).

수신부(122)는 수신한 발전 전력 데이터, 충방전 전력 지령값, 각 축전지의 SOC값을 기억부(130)에 기억시킨다.

수신부(122)는 수신한 발전 전력 데이터와 수신한 시각을 대응시켜서 기억부(130)에 기억시킨다.

또한, 수신부(122)는 수신한 충방전 전력 지령값을 기억부(130)에 기억시킨다.

또한, 수신부(122)는 수신한 제1 축전지의 SOC값 및 제2 축전지의 SOC값을 기억부(130)에 기억시킨다.

그 다음에, 산출부(124)는 기억부(130)에 기억된 발전 전력 데이터로부터 예를 들면 이동 평균 등의 통계값을 산출 한다(단계 S102).

그 다음에, 산출부(124)는 산출한 이동 평균과 기억부(130)에 기억된 발전 전력 데이터와의 차에 따라, 제어 기준기간내의 목표충방전 전력 데이터를 산출 한다(단계 S104).

그 다음에, 산출부(124)는 산출한 목표 충방전 전력 데이터 Pd(k)로부터, 분포 확산 정도를 나타내는 지표값으로서 표준편차 σ 및 목표 충방전 전력 데이터 Pd(k)의 평균값 μ을 산출 한다(단계 S106).

그 다음에, 산출부(124)는 산출한 표준편차 σ 및 평균값 μ을 파라미터로 하는 정규분포에 따라, 목표충방전 전력 데이터의 확률밀도를 나타낸 확률분포를 산출 한다(단계 S108).

그 다음에, 산출부(124)는 산출한 확률분포의 확률변수(가로축)을 나타내는 편차값과, 산출한 확률분포의 곡선(회로축)이 나타내는 발생 빈도를 곱함으로써, 충방전 전력 데이터의 예상 분포를 산출 한다(단계 S110).

그 다음에, 산출부(124)는 산출한 충방전 전력 데이터의 예상 분포와 기억부(130)에 기억된 제1 축전지의 SOC값 및 제2 축전지의 SOC값에 기초하여, 할당 전환 역치값(TH1, TH4)과 운전 정지 전환 역치값(TH2, TH3)을 산출해서 설정 한다(단계 S112).

그 다음에, 충방전 제어부(126)는 산출부(124)에 의해 산출된 목표 충방전 전력 데이터와 할당 전환 역치값(TH1, TH4), 운전 정지 전환 역치값(TH2, TH3)의 4개의 역치값에 따라, 제1 축전지 유닛(UN1) 또는 제2 축전지 유닛(UN2)을 충전 또는 방전시키도록 제어 한다(단계 S114).

이로 인해, 본 플로우 차트의 프로세스가 종료된다.

이상 설명한 제1 실시예의 전력 보조 시스템(100)에 의하면, 충방전 특성이 상이한 복수의 축전지를 충방전시키기 위한 충방전 전력 지령값을 수신하고, 수신한 충방전 전력 지령값의 이력에 따라, 충방전 전력 지령값의 분포 확산 정도를 나타내는 지표값을 산출하고, 산출한 지표값에 따라 복수의 축전지 중 충방전시킬 축전지를 변경하는 것에 의해, 축전지의 열화를 적게 할 수 있다.

그 결과, 발전 시스템의 발전 전력의 변동을 보다 완화하면서, 축전지의 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 제1 실시예의 전력 보조 시스템(100)에 의하면, 역치값(TH2) 초과 및 역치값(TH3) 이하의 구간(IN3)에서 제2 축전지 유닛(UN2)을 정지 상태로 함으로써, 미소한 전력에 대하여 충방전을 수행하지 않게된다.

그 결과, 제2 축전지(B2)의 사용 회수를 줄일 수 있고, 축전지의 수명을 연장시킬 수 있다.

[제2 실시예]

이하, 제2 실시예의 전력 보조 시스템(100)에 대하여 설명한다.

여기서는 제1 실시예와의 다른 점으로서, 산출부(224)가 다른 확률분포를 산출하는 경우에 대하여 설명한다.

한편, 상술한 실시예와 공통되는 기능 등에 관한 설명은 생략한다.

도 9는 제2 실시예에 따른 제어장치의 기능 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.

제어장치(210)는 제어부(220) 및 기억부(230)를 구비한다.

제어부(220)는 예를 들어 수신부(222), 산출부(224), 확률분포 판정부(226) 및 충방전 제어부(228)를 구비한다.

산출부(224)는 예를 들면, 도 3에 나타내는 도수 분포에 나타내는 데이터가 정규분포에 근사하고 있는지 여부를 판정하기 위하여, 분포의 특징을 나타내는 첨도 및 왜곡도를 산출한다.

첨도(尖度)란 분포의 좌우 대칭성의 차이를 나타낸 지표값이며, 왜곡도란 분포의 형태가 날카로운지 편평한지를 나타낸 지표값이다.

확률분포 판정부(226)는 산출부(224)에 의해 산출된 첨도 및 왜곡도에 따라, 도 3에 도시된 도수 분포의 데이터가 정규분포에 근사 하는지 여부를 판정한다.

한편, 확률분포 판정부(226)는 산출부(224)에 의해 산출된 첨도 및 왜곡도에 근거해 판정을 행하는 구성으로 했지만, 이에 한정되지 않는다.

확률분포 판정부(226)는 예를 들어 공지의 검정 기술인 샤피로 윌크 검정이나 콜모고로프 스미노프 검정 등을 이용하여 도수 분포에 나타내는 데이터가 정규분포에 근사 하는지 여부를 판정 할 수도 있다.

확률분포 판정부(226)에 의해 도 3에 도시된 도수 분포를 구성하는 데이터가 정규분포에 근사하고 있다고 판정되었을 경우, 충방전 제어부(228)는 축전지 유닛 중 어느 하나를 충방전시키도록 제어한다.

또, 확률분포 판정부(226)에 의해, 도 3에 도시된 도수 분포를 구성하는 데이터가 정규분포에 근사하지 않고 있다고 판정되었을 경우, 산출부(224)는 다른 확률분포를 산출한다.

산출부(224)는 예를 들어 대수정규분포를 산출할 수 있다.

이하에서, 산출부(224) 및 기타의 기능부 등은 제1 실시예와 동일한 처리를 수행할 수 있다.

한편, 산출부(224)에 의해 산출되는 확률분포는 실제의 발전 시스템의 모델에 맞은 적절한 확률분포라면 어떤 것이라도 선택될 수 있다.

또한, 산출부(224)는 확률분포 판정부(226)의 판정 처리 전에, 정규분포를 산출하지 않고, 대수정규분포를 직접 산출 할 수도 있다.

이로 인해, 전력 보조 시스템(100)은 실제의 발전 시스템의 모델에 보다 적합한 충방전을 행할 수 있다.

그 결과, 발전 시스템의 발전 전력의 변동을 보다 완화 할 수 있다.

[제3 실시예]

이하, 제3 실시예의 전력 보조 시스템(100)에 대하여 설명한다.

여기서는 제1 및 제2 실시예와 다른 점으로서, 전력 보조 시스템(100)이 구비하는 축전지 유닛의 수가 2개 이상인 경우에 대해서 설명하고, 상술한 실시예와 공통되는 기능에 관한 설명은 생략한다.

도 10은 제3 실시예에 따른 전력 보조 시스템(100)의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.

전력 보조 시스템(100)은 제어장치(110) 및 제1 축전지 유닛(UN1) 내지 제k 축전지 유닛(UNk)을 구비한다.

제1 축전지 유닛(UN1) 내지 제k 축전지 유닛(UNk)은 병렬로 접속되어 있다.

여기서 알파벳 k는 축전지(축전지 유닛)의 개수를 나타낸다.

여기서는 일 예로서, k=3의 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

제1 축전지(B1)은 제1 축전지(B1) 내지 제3 축전지(B3) 중에서 충방전율이 가장 큰 이차전지일 수 있다.

제2 축전지(B2)는 예를 들면, 제1 축전지(B1) 내지 제3 축전지(B3) 중에서 제1 축전지(B1)가 갖는 충방전율보다 작은 충방전율을 갖는 이차전지일 수 있다.

제3 축전지(B3)는 제1 축전지(B1) 내지 제3 축전지(B3) 중에서 충방전율이 가장 작은 이차전지일 수 있다.

수신부(122)는 제1 축전지 유닛(UN1)으로부터 송신되는 제1 축전지의 SOC값, 제2 축전지 유닛(UN2)으로부터 송신되는 제2 축전지의 SOC값 및 제3 축전지 유닛(UN3)으로부터 송신되는 제3 축전지의 SOC값을 수신한다.

산출부(124)는 산출한 충방전 전력 데이터의 예상 분포와, 기억부(130)에 기억된 제1 축전지(B1) 내지 제3 축전지(B3)의 SOC값에 따라, 할당 전환 역치값(TH1, TH2, TH5, TH6) 및 운전 정지 전환 역치값(TH3, TH4)을 산출하여 설정한다.

한편, 역치값(TH1 내지 TH6)의 대소관계는 TH6>TH5>TH4>TH3>TH2>TH1로 한다.

충방전 제어부(126)는 다음 제어 기준기간, 기억부(130)에 기억된 충방전 전력 지령값, 산출부(124)에 의해 산출된 할당 전환 역치값(TH1, TH2, TH5, TH6) 및 운전 정지 전환 역치값(TH3, TH4)에 기초하여, 제1 축전지 유닛(UN1), 제2 축전지 유닛(UN2) 및 제3 축전지 유닛(UN3) 중 어느 하나의 축전지 유닛을 충전 또는 방전시키도록 제어한다.

이하에서 도 11을 참조하여 구체적인 충전 및 방전의 제어를 설명한다.

도 11은 제3 실시예의 충방전 전력 데이터의 예상 분포에 대한 축전지 유닛의 제어의 일 예를 나타낸 도면이다.

이하에서, 구체적인 충전 및 방전의 일 예의 제어를 나타낸다.

충방전 제어부(126)는 역치값(TH1) 이하의 구간에 있어서, 제1 축전지 유닛(UN1)을 충전시키도록 제어하고, 제2 축전지 유닛(UN2) 및 제3 축전지 유닛(UN3)을 정지시키도록 제어한다.

또한, 충방전 제어부(126)는 역치값(TH1) 초과 및 역치값(TH2) 이하의 구간에서, 제3 축전지 유닛(UN3)을 충전시키도록 제어하고, 제1 축전지 유닛(UN1) 및 제2 축전지 유닛(UN2)을 정지시키도록 제어한다.

또한, 충방전 제어부(126)는 역치값(TH2) 초과 및 역치값(TH3) 이하의 구간에서, 제2 축전지 유닛(UN2)을 충전시키도록 제어하고, 제1 축전지 유닛(UN1) 및 제3 축전지 유닛(UN3)을 정지시키도록 제어한다.

또한, 충방전 제어부(126)는 역치값(TH3) 초과 및 역치값(TH4) 이하의 구간에서, 모든 축전지 유닛을 정지시키도록 제어한다.

또한, 충방전 제어부(126)는 역치값(TH4) 초과 및 역치값(TH5) 이하의 구간에서, 제2 축전지 유닛(UN2)을 방전시키도록 제어하고, 제1 축전지 유닛(UN1) 및 제3 축전지 유닛(UN3)을 정지시키도록 제어한다.

또한, 충방전 제어부(126)은 역치값(TH5) 초과 및 역치값(TH6) 이하의 구간에서, 제3 축전지 유닛(UN3)을 방전시키도록 제어하고, 제1 축전지 유닛(UN1) 및 제2 축전지 유닛(UN2)을 정지시키도록 제어한다.

충방전 제어부(126)는 역치값(TH6)을 초과하는 구간에 있어서, 제1 축전지 유닛(UN1)을 방전시키도록 제어하고, 제2 축전지 유닛(UN2) 및 제3 축전지 유닛(UN3)을 정지시키도록 제어한다.

이로 인해, 전력 보조 시스템(100)은 3종류의 축전지(B1 내지 B3)에 대응하여, 보다 유연하게 전력의 충방전을 행할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 제3 축전지(B3)의 충방전 특성을 나타내는 방전율을 제1 축전지(B1)의 방전율 및 제2 축전지(B2)의 방전율의 사이로 했지만, 이에 한하지 않는다.

제3 축전지(B3)는 예를 들어, 제2 축전지(B2)와 동일한 방전율 및 축전용량, 제1 축전지(B1)과 동일한 방전율 및 축전용량을 가질 수 있다.

이 경우, 충방전 제어부(126)는 축전지의 충방전 특성에 따라, 각 축전지 유닛의 축전지의 축전용량을 목표값에 근접시키게 적당히 제어한다.

[제4 실시예]

이하, 제4 실시예의 전력 보조 시스템(100)에 대하여 설명한다.

여기서는 제1, 제2, 및 제3 실시예와의 다른 점으로, 전력 보조 시스템(100)이 전력계통(EPS)에 접속되는 구성에 대하여 설명하고, 상술한 실시예와 공통되는 기능 등에 관한 설명은 생략한다.

도 12는 제4 실시예에 따른 전력 보조 시스템(100)의 일 예를 나타내는 개략도다.

도 12에 도시된 바와 같이, 전력계통(EPS)에는 변압부(TF1)를 개재해서 풍력 발전 시스템(500)이 접속되고, 변압부(TF2)를 개재해서 전력 보조 시스템(100)이 접속되고, 변압부(TF3)을 개재해서 수요자의 수전 설비(CS1)가 접속되고, 변압부(TF4)를 개재해서 수요자의 수전 설비(CS2)가 접속되어 있다.

전력계통(EPS)는 발전 시스템이 발전한 전력을 수요자의 수전 설비에 공급 하기 위한, 발전, 변전, 송전 및 배전을 통합한 시스템이다.

변압부(TF1 내지 TF4)는 교류 전력의 전압의 높이를 전자 유도에 의해 변환(승압) 하는 전력기기이다.

풍력 발전 시스템(500)이나 전력 보조 시스템(100)으로부터 송전되는 전력은 예를 들어, 변압부(TF1, TF2)에 따라서 초초고압(500kV)이나 초고압(220~275kV) 등으로 변환되고, 전력계통(EPS)에 송전된다.

또한, 전력계통(EPS)으로부터 배전되는 전력은 예를 들어, 변압부(TF3, TF4)에 따라서 고압(66~154kV) 등으로 변환되고, 수요자의 수전 설비(CS1, CS2) 등에 배전된다.

한편, 변압부(TF3, TF4)나 수요자의 수전 설비(CS1, CS2) 등의 개수에는 특별한 제약이 없다.

또, 전력계통(EPS)에는 풍력 발전 시스템(500) 이외에, 다른 풍력발전 시스템이나 태양광 발전 시스템 등이 복수 접속될 수 있다.

산출부(124)는 기억부(130)에 기억된 발전 전력 데이터로부터 이동 평균을 산출한다.

여기에서, 산출부(124)은 산출하는 이동 평균에 대하여, 수요자측의 수전 설비(CS1, CS2)로 소비되는 전력량인 수요전력 데이터 등의 수치 데이터를 가미해서 산출한다

이로 인해, 전력 보조 시스템(100)은 보다 효율적으로 전력을 충방전 할 수 있다.

상술한 실시예에 있어서의 전력 보조 시스템(100)의 일부 기능을, 컴퓨터로 실현되게 할 수도 있다.

그 경우, 이 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하고, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 판독하게 해, 실행함으로써 실현되어도 좋다.

한편, 여기에서 말하는 「컴퓨터 시스템」이란, OS나 주변기기 등의 하드웨어를 포함하는 것으로 한다.

또, 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 」이란, 플렉시블 디스크, 광자기 디스크, ROM, CD-ROM 등의 운반 가능 매체, 컴퓨터 시스템에 내장되는 하드 디스크 등의 기억장치를 말한다.

또 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 」란, 인터넷 등의 네트워크나 전화 회선 등의 통신 회선을 개재해서 프로그램을 송신할 경우의 통신선과 같이, 단시간 사이, 동적으로 프로그램을 보유하는 것, 그 경우 서버나 클라이언트가 되는 컴퓨터 시스템 내부의 휘발성 메모리와 같이, 일정시간 프로그램을 보유하고 있는 것도 포함해도 좋다.

또 상기 프로그램은 전술한 기능의 일부를 실현되기 위한 것이어도 양호하고, 또 전술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합에서 실현되는 것 일 수도 있다.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 전력 보조 시스템
110, 210: 제어장치
120, 220: 제어부
122, 222: 수신부
124, 224: 산출부
126, 228: 충방전 제어부
130, 230: 기억부
200: 풍력 발전 시스템
226: 확률분포 판정부
500: 풍력발전 시스템
510: 발전부
520: 전력 변환부
WT: 풍차
EL: 전선로
TF1, TF2, TF3, TF4: 변압부
EPS: 전력계통
CS1, CS2: 수전 설비
UN1: 제1 축전지 유닛
UN2: 제2 축전지 유닛
B1: 제1 축전지
B2: 제2 축전지
IV1, IV2: 인버터
SW1, SW2: 차단부

Claims

충방전 특성이 서로 다른 복수의 축전지;
외부로부터 상기 복수의 축전지를 충방전시키기 위한 충방전 전력 지령값을 수신하는 수신부; 및
수신된 상기 충방전 전력 지령값의 분포 확산 정도를 나타내는 지표값을 산출하고, 상기 지표값에 따라 상기 복수의 축전지 중 충방전시킬 축전지를 변경하는 제어부를 포함하는
전력 보조 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 축전지는 축전용량에 대해 큰 전력으로 충방전이 수행되는 제1 축전지 및 상기 제1 축전지에 비해 상기 축전용량에 대해 작은 전력으로 충방전이 수행되는 제2 축전지를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 지표값에 근거하는 역치값과 상기 충방전 전력 지령값을 비교하여, 상기 충방전 전력 지령값의 절대값이 상기 역치값의 절대값보다 큰 경우에 상기 제1 축전지를 충방전시키고, 상기 충방전 전력 지령값의 절대값이 상기 역치값의 절대값보다 작은 경우에 상기 제2 축전지를 충방전시키는
전력 보조 시스템.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 축전지의 축전용량을 목표값에 근접시키도록 제어하는
전력 보조 시스템.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 전력 보조 시스템의 설치 조건에 따른 제어 기준기간에 있어서 상기 충방전 전력 지령값에 따라 상기 지표값을 산출하는
전력 보조 시스템.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 충방전 전력 지령값을 정규분포에 적용한 경우의 표준편차를 상기 지표값으로서 산출하여 정규분포를 산출하는
전력 보조 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 표준편차에 근거하는 편차값과 상기 정규분포의 발생 빈도를 곱합으로써, 충방전 전력량의 예상 분포를 산출하는
전력 보조 시스템.
충방전 특성이 서로 다른 복수의 축전지;
외부의 발전 시스템을 통해 발전된 전력량에 대응하는 발전 전력 데이터를 수신하는 수신부;
최근에 수신된 소정의 개수의 상기 발전 전력 데이터에 근거하여 필요한 충전 또는 방전 전력량에 대응되는 목표 충방전 전력 데이터를 산출하고, 상기 목표 충방전 전력 데이터의 그룹으로부터 확률 분포를 산출하는 산출부; 및
상기 확률 분포에 근거하여 상기 복수의 축전지를 선택적으로 충방전하는 제어부를 포함하는
전력 보조 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 산출부는 제1 기간의 적어도 일부 동안 수신된 상기 발전 전력 데이터에 근거하여 다음 제2 기간의 충방전 전력 데이터의 예상 분포를 산출하고,
상기 제어부는 상기 충방전 전력 데이터의 예상 분포에 근거하여 상기 복수의 축전지를 선택적으로 충방전하는
전력 보조 시스템.
제8 항에 있어서,
상기 충방전 전력 데이터의 예상 분포는 상기 확률 분포의 편차값 및 발생 빈도를 곱함으로써 계산되는
전력 보조 시스템.
제9 항에 있어서,
상기 복수의 축전지는 제1 축전지 및 제2 축전지를 포함하고,
상기 제1 및 제2 축전지의 SOC값 및 상기 충방전 전력 데이터의 예상 분포에 근거하여 역치값을 산출하고,
상기 제어부는 상기 역치값을 기준으로 하여 상기 제1 및 제2 축전지의 충방전을 제어하는
전력 보조 시스템.
제10 항에 있어서,
상기 제1 축전지의 충방전율은 상기 제2 축전지의 충방전율보다 크고,
상기 제어부는 상기 목표 충방전 전력 데이터의 값의 절대값이 상기 역치값의 절대값보다 크면 상기 제1 축전지를 충방전시키고, 상기 목표 충방전 전력 데이터의 값의 절대값이 상기 역치값의 절대값보다 작으면 상기 제2 축전지를 충방전시키는
전력 보조 시스템.