KR102491098B1 - 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 시스템, 에너지 저장 장치 및 방법 - Google Patents

신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 시스템, 에너지 저장 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어 시스템은 신재생 발전소에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)의 에너지 잔여량을 모니터링하는 발생 전력 모니터링부, 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 변동률 제한값 설정부, 설정된 변동률 제한값에 기초하여 에너지 저장 장치의 충방전량을 결정하는 충방전량 결정부 및 결정된 충방전량에 따라 에너지 저장 장치의 충방전을 제어하여 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어부를 포함할 수 있다.

Description

신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 시스템, 에너지 저장 장치 및 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING OUTPUT FLUCTUATION OF ELECTRIC POWER, ENERGE STORAGE SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 시스템, 에너지 저장 장치 및 방법에 관한 것이다.
신재생 발전소(예컨대, 풍력 발전소, 태양광 발전소 등)에서 발생되는 전력은 기상 조건, 지형적인 특성, 시간대에 따라 많은 출력 변동이 발생한다. 또한, 출력 변동이 발생한 전력을 그대로 전력 계통으로 송출할 경우, 전압 변동, 주파수 변동, 안정도 저하 등의 전력 품질 문제가 발생할 수 있고, 이러한 문제들은 전력 계통의 안정적 운영에 큰 영향을 미칠 수 있다.
이에 따라, 전세계적으로 신재생 발전소에서 발생되는 전력을 전력 계통으로 안정적으로 송출시키고자 하는 필요성이 대두되고 있고, 출력 변동에 대한 법적 규제를 적용하기 위한 사전 연구가 진행 중에 있다.
예를 들어, 각 국가 별 또는 전력계통 운영 사업자에 따라 일정한 규제값으로 신재생 발전소의 계통으로의 송전 전력 변동을 제한하려는 시도가 있고, 종래의 전력 계통으로의 출력 안정화를 위한 에너지 저장 장치의 제어 방법에는 NRR(Normal Ramp Rate) 제어 방법, CMA(Continuous Moving Average) 제어 방법, DMA(Discrete Moving Average) 제어 방법 등이 있다.
또한, 신재생 발전소 전력의 출력 변동률의 평가 방법에는 합성출력 평균값에 대한 변동률 평가 방법, 최대값 및 최소값의 차이에 대한 변동률 평가 방법, 1분의 초기값 및 최종값의 차이에 대한 변동률 평가 방법 등이 있다.
하지만, 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 대한 별도의 관리 없이 신재생발전 출력 안정화를 위해 에너지 저장 장치를 제어할 경우, 일일 신재생 발전 출력 패턴에 따라 에너지 저장 장치가 충전 또는 방전으로 편향된 운전을 함으로써 과충전되거나 과방전되어 지속적인 운전이 불가능한 경우가 발생할 수 있다.
선행 기술인 한국공개특허 제2017-0002311호에는 전력 변동 요금제를 바탕으로 하는 시스템 스케줄링 및 사용자 입력을 반영하는 유저 스케줄링에 기초하여 에너지 저장 장치의 에너지 충방전 제어 모드를 설정하는 구성이 개시되어 있다.
전력의 출력 변동률을 일정한 값으로 규제함에 따라 발생하는 상기 문제점을 해결하기 위해 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 규제값 내에서 설정하고, 설정된 변동률 제한값에 기초하여 결정된 에너지 저장 장치의 충방전량에 따라 에너지 저장 장치의 충방전을 제어하여 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어 시스템은 상기 신재생 발전소에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)의 에너지 잔여량을 모니터링하는 발생 전력 모니터링부; 상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 변동률 제한값 설정부; 상기 설정된 변동률 제한값에 기초하여 상기 에너지 저장 장치의 충방전량을 결정하는 충방전량 결정부; 및 상기 결정된 충방전량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 충방전을 제어하여 상기 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 측면에 따른 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)는 기설정된 단위 시간마다 에너지 잔여량을 모니터링하여 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어 시스템으로 상기 에너지 잔여량을 전송하는 에너지 잔여량 전송부; 상기 기설정된 단위 시간마다 상기 출력 변동 제어 시스템으로부터 충방전량을 수신하는 충방전량 수신부; 및 상기 수신된 충방전량에 따라 충방전함으로써 상기 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 충방전부를 포함하고, 상기 충방전량은 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값에 기초하여 결정되고, 상기 변동률 제한값은 상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 설정될 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 따른 출력 변동 제어 시스템에서 수행되는 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 방법은 상기 신재생 발전소에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)의 에너지 잔여량을 모니터링하는 단계; 상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 단계; 상기 설정된 변동률 제한값에 기초하여 상기 에너지 저장 장치의 충방전량을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 충방전량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 충방전을 제어하여 상기 전력의 출력 변동을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하고, 설정된 변동률 제한값에 기초하여 결정된 에너지 저장 장치의 충방전량에 따라 에너지 저장 장치의 충방전을 제어하기 때문에 변동률 규제를 충족하면서 전력 계통에 전력을 안정적으로 공급할 수 있다.
또한, 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하기 때문에 신재생　발전소의 계통연계 규제를 만족시킬 수 있다.
또한, 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 최종 에너지 저장 장치의 충방전을 결정하기 때문에 배터리의 편향된 충방전을 방지할 수 있고, 지속적인 에너지 저장 장치의 운전 및 시간대 별 전력 가격 또는 각종 보조금을 고려하여 전략적으로 에너지 저장 장치의 충방전량을 조정함으로써 수익을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 출력 변동 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 출력 변동 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 에너지 저장 장치의 블록도이다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비례 제어기의 제어 계수를 조절하는 방법 및 변동률 제한값을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 출력 변동 제어 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 출력 변동 제어 시스템은 출력 변동 제어 장치(100), 신재생 발전소(110) 및 에너지 저장 장치(120)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 1의 출력 변동 제어 시스템은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 1을 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니며, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 도 1과 다르게 구성될 수도 있다.
출력 변동 제어 장치(100)는 기설정된 단위 시간마다 신재생 발전소(110)로부터 신재생 발전소(110)에서 발전되는 전력량을 수신하여 신재생 발전소(110)의 발전 상태를 모니터링할 수 있다.
출력 변동 제어 장치(100)는 기설정된 단위 시간마다 에너지 저장 장치(120)로부터 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량을 수신하여 에너지 잔여량의 변동을 모니터링할 수 있다.
출력 변동 제어 장치(100)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하고, 설정된 변동률 제한값에 기초하여 에너지 저장 장치(120)의 충방전량을 결정할 수 있다.
출력 변동 제어 장치(100)는 결정된 충방전량에 따라 에너지 저장 장치(120)의 충방전을 제어하여 신재생 발전소(110)에서 발전되는 전력의 출력 변동을 제어할 수 있다.
신재생 발전소(110)는 에너지원을 이용하여 전력을 발생시킬 수 있다. 신재생 발전소(110)는 예를 들면, 태양열, 지열 등과 같은 신재생 에너지(renewable energy)를 이용하여 전기를 발전하는 발전 시스템을 모두 포함할 수 있다.
전력 계통으로 송출되는 송출 전력은 출력 변동 제어 장치(100)에서 결정된 충방전량에 따라 변동될 수 있다.
에너지 저장 장치(120)는 출력 변동 제어 장치(100)로부터 기설정된 단위 시간마다 충방전량에 관한 정보를 수신할 수 있다. 에너지 저장 장치(120)는 기설정된 단위 시간마다 수신된 충방전량에 관한 정보에 따라 전력을 충방전할 수 있다.
일반적으로, 도 1의 출력 변동 제어 시스템의 각 구성요소들은 네트워크(미도시)를 통해 연결된다. 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다. 무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
이하에서는 도 1의 출력 변동 제어 시스템의 각 구성요소의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 출력 변동 제어 장치(100)의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 출력 변동 제어 장치(100)는 발생 전력 모니터링부(200), 변동률 제한값 설정부(210), 충방전량 결정부(220) 및 출력 변동 제어부(230)를 포함할 수 있다. 여기서, 변동률 제한값 설정부(210)는 비례 제어기(212), 목표 에너지 잔여량 설정부(214) 및 제어 계수 조절부(216)를 포함할 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 출력 변동 제어 장치(100)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 2에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능하다.
발생 전력 모니터링부(200)는 신재생 발전소(110)에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량을 모니터링할 수 있다. 예를 들면, 발생 전력 모니터링부(200)는 기설정된 단위 시간마다 발전되는 발전량을 신재생 발전소(110)로부터 수집하고, 기설정된 단위 시간마다 에너지 저장 장치(120)의 충방전에 따른 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량을 에너지 저장 장치(120)로부터 수집할 수 있다. 예를 들어, 기설정된 단위 시간은 1초, 2초, 3초 등일 수 있으나 한정되지 않는다.
변동률 제한값 설정부(210)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량에 기초하여 변동률 제한값을 설정할 수 있다. 예를 들어, 변동률 제한값 설정부(210)는 기설정된 단위 시간마다 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 기설정된 단위 시간마다 또는 별도로 설정된 단위 시간마다 변경할 수 있다.
변동률 제한값 설정부(210)는 비례 제어기(212)를 이용하여 송출 전력의 변동률 제한값이 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량에 비례하도록 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 변동률 제한값을 설정할 수 있다. 예를 들면, 제 1 변동률은 1%이고, 제 2 변동률은 10%일 수 있다. 이 때, 제 1 변동률은 최소 변동률이고, 제 2 변동률은 기설정된 변동률 규제값을 넘을 수 없는 최대 변동률을 의미한다. 단, 최종 변동률은 변동률 규제값을 넘을 수 없다.
예를 들면, 변동률 제한값 설정부(210)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 기설정된 최고치의 충전 용량에 가까워질수록 변동률 제한값을 제 2 변동률에 수렴하도록 조정할 수 있고, 에너지 잔여량이 기설정된 최저치의 충전 용량에 가까워질수록 변동률 제한값을 제 1 변동률에 수렴하도록 조정할 수 있다.
목표 에너지 잔여량 설정부(214)는 전력의 시간별 단가에 기초하여 에너지 저장 장치(120)의 목표 에너지 잔여량을 설정할 수 있다.
예를 들면, 목표 에너지 잔여량 설정부(214)는 전력의 단가가 낮은 시간대(예컨대, 태양광 발전소의 경우, 10시~16시)의 경우, 에너지 저장 장치(120)의 목표 에너지 잔여량을 제 1 목표 에너지 잔여량으로 높게 설정할 수 있다. 이 경우, 에너지 저장 장치(120)는 발전 단가가 낮은 시간대에 신재생 발전소(110)에서 발생되는 전력을 제 1 목표 에너지 잔여량까지 저장할 수 있다. 이와 달리, 목표 에너지 잔여량 설정부(214)는 전력의 단가가 높은 시간대(예컨대, 태양광발전소의 경우, 10시~16시 외의 시간)의 경우, 에너지 저장 장치(120)의 목표 에너지 잔여량을 제 1 목표 에너지 잔여량 보다 낮은 제 2 목표 에너지 잔여량으로 설정할 수 있다.
다른 예를 들어, 에너지 저장 장치(120)는 발전 단가에 따라 송출 전력의 전력량에 대한 가중치를 설정할 수 있다. 목표 에너지 잔여량 설정부(214)는 전력의 단가가 낮은 시간대의 경우, 송출 전력의 전력량에 대한 가중치를 제 1 가중치로 설정하고, 전력의 단가가 높은 시간대의 경우, 송출 전력의 전력량에 대한 가중치를 제 1 가중치보다 낮은 제 2 가중치로 설정할 수 있다.
이와 같이, 전력의 시간별 단가에 기초하여 에너지 저장 장치(120)의 목표 에너지 잔여량을 설정하거나, 송출 전력의 전력량에 대한 가중치를 달리 설정함으로써, 시간별 단가가 낮은 시간에는 에너지 잔여량을 높이고, 시간별 단가가 높은 시간에는 에너지를 방전하여 많은 수익을 올릴 수 있다.
제어 계수 조절부(216)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량에 도달한 경우, 비례 제어기(212)의 제어 계수를 조절할 수 있다. 잠시, 도 4a 내지 4b를 참조하여 비례 제어기(212)의 제어 계수를 조절하는 방법 및 변동률 제한값을 설정하는 방법을 설명하기로 한다.
도 4a 내지 4b에서 도면 부호 (a)는 에너지 저장 장치(120)가 충전할 때의 변동률 제한값에 대한 그래프를 도시한 도면이고, 도면 부호 (b)는 에너지 저장 장치(120)가 방전할 때의 변동률 제한값에 대한 그래프를 도시한 도면이고, 도면 부호 (c)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량에 대한 수치를 나타낸 도면이다.
도 4a를 참조하면, 변동률 제한값 설정부(210)는 제 1 시간 구간(407)에서 에너지 저장 장치(120)가 충방전하는 경우, 비례 제어기(212)의 제 1 제어 계수에 따라 송출 전력의 변동률 제한값을 제 1 변동률(403)과 제 2 변동률(405) 사이에서 선형으로 비례 제어할 수 있다.
변동률 제한값 설정부(210)는 제 2 시간 구간(409)에서 에너지 저장 장치(120)가 충방전하는 경우, 비례 제어기(212)의 제 2 제어 계수에 따라 송출 전력의 변동률 제한값을 제 1 변동률(403)과 제 2 변동률(405) 사이에서 선형으로 비례 제어할 수 있다.
제어 계수 조절부(216)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량(401)에 미달하는 제 1 시간 구간(407)에서, 비례 제어기(212)의 제어 계수를 제 1 제어 계수로 설정할 수 있다.
제어 계수 조절부(216)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량(401)을 초과하는 제 2 시간 구간(409)에서, 비례 제어기(212)의 제어 계수를 제 2 제어 계수로 설정할 수 있다.
여기서, 제 2 제어 계수에 따른 비례 제어를 위한 기울기(413)는 제 1 제어 계수에 따른 비례 제어를 위한 기울기(411) 보다 크게 설정될 수 있다. 다시 말해, 제 2 시간 구간(409)에서 비례 제어기(212)의 제 2 제어 계수에 따라 비례 제어되는 변동률 제한값의 변동이 제 1 시간 구간(407)에서 비례 제어기(212)의 제 1 제어 계수에 따라 비례 제어되는 변동률 제한값의 변동보다 커짐을 의미한다.
이와 같이, 에너지 저장 장치(120)의 목표 에너지 잔여량(401)를 고려하여 비례 제어기(212)의 제어 계수를 다르게 설정함으로써, 제 1 시간 구간(407)에서 에너지 저장 장치(120)의 과방전을 막을 수 있고, 제 2 시간 구간(409)에서 에너지 저장 장치(120)의 과충전을 막을 수 있다.
또한, 제 2 시간 구간(409)에서 비례 제어를 위한 기울기(413)를 크게 설정함으로써, 에너지 저장 장치(120)가 목표 에너지 잔여량에 해당하는 에너지를 지속적으로 보유하도록 할 수 있다.
도 4a에서 설명한 바와 같이, 목표 에너지 잔여량을 기준으로 비례 제어의 기울기를 달리하여 변동 제한값을 제어하는 경우에는 일정량의 전력의 출력 변동을 허용해야 하고, 이로 인해 정상 상태 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다.
이러한 정상 상태 오차의 발생 문제는 변동률 제한값을 비례 제어함에 있어서, 목표 에너지 잔여량을 기준으로 변동률 제한값을 고정시킴으로써 해결할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 도면 부호 (a)와 같이, 에너지 저장 장치(120)가 충전할 시, 변동률 제한값 설정부(210)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량(401)에 미달하는 제 1 시간 구간(407)에서, 변동률 제한값을 제 1 변동률(403)과 제 2 변동률(405) 사이에서 선형으로 비례 제어하고, 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량(401)을 초과하는 제 2 시간 구간(409)에서, 변동률 제한값을 제 2 변동률(405)로 고정시킬 수 있다.
도면 부호 (b)와 같이, 에너지 저장 장치(120)가 방전할 시, 변동률 제한값 설정부(210)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량(401)에 미달하는 제 1 시간 구간(407)에서, 변동률 제한값을 제 2 변동률(405)로 고정하고, 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량(401)을 초과하는 제 2 시간 구간(409)에서, 변동률 제한값을 제 1 변동률(403)과 제 2 변동률(409) 사이에서 선형으로 비례 제어할 수 있다. 다시 도 2로 돌아오면, 충방전량 결정부(220)는 기설정된 단위 시간마다 설정된 변동률 제한값에 기초하여 에너지 저장 장치(120)의 충방전량을 결정할 수 있다.
출력 변동 제어부(230)는 결정된 충방전량에 따라 에너지 저장 장치(120)의 충방전을 제어하여 전력의 출력 변동을 제어할 수 있다.
출력 변동 제어부(230)는 기설정된 단위 시간마다 결정된 충방전량을 에너지 저장 장치(120)에게 전송할 수 있다. 또한, 출력 변동 제어부(230)는 결정된 충방전량에 기초하여 에너지 저장 장치(120)에게 충방전을 명령할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 에너지 잔여량에 따라 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하기 때문에 에너지 저장장치의 목표 에너지 잔여량에 해당하는 에너지를 일정하게 보유할 수 있고, 기존의 전력의 출력 변동률을 일정한 값으로 고정하게 될 경우 발생되는 에너지 저장 장치의 과방전 또는 과충전되는 문제를 해결할 수 있다.
한편, 당업자라면, 발생 전력 모니터링부(200), 변동률 제한값 설정부(210), 비례 제어기(212), 목표 에너지 잔여량 설정부(214), 제어 계수 조절부(216), 충방전량 결정부(220) 및 출력 변동 제어부(230) 각각이 분리되어 구현되거나, 이 중 하나 이상이 통합되어 구현될 수 있음을 충분히 이해할 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 에너지 저장 장치(120)의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 에너지 저장 장치(120)는 에너지 잔여량 전송부(300), 충방전량 수신부(310) 및 충방전부(320)를 포함할 수 있다. 다만, 도 3에 도시된 에너지 저장 장치(120)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 3에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능하다.
에너지 잔여량 전송부(300)는 기설정된 단위 시간마다 에너지 잔여량을 모니터링하고, 신재생 발전소(110)에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어 장치(100)에게 모니터링한 에너지 잔여량을 전송할 수 있다.
예를 들면, 에너지 잔여량 전송부(300)는 에너지 저장 장치(120)가 방전 중일 때의 에너지 잔여량과 에너지 저장 장치(120)가 충전 중일 때의 에너지 잔여량을 구분하여 출력 변동 제어 장치(100)에게 전송할 수 있다.
충방전량 수신부(310)는 기설정된 단위 시간마다 출력 변동 제어 장치(100)로부터 충방전량에 관한 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 충방전량은 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값에 기초하여 결정되고, 변동률 제한값은 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량에 기초하여 설정될 수 있다. 이 때, 변동률 제한값은 출력 변동 제어 장치(100)의 비례 제어기(212)에 의해 에너지 잔여량에 따라 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 비례 제어될 수 있다. 예를 들면, 제 1 변동률은 1%이고, 제 2 변동률은 10%로 기설정된 수치일 수 있다.
여기서, 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량에 미달하는 제 1 시간 구간에서의 비례 제어기(212)의 제어 계수와 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량을 초과하는 제 2 시간 구간에서의 비례 제어기(212)의 제어 계수는 다르게 설정될 수 있다.
예를 들면, 제 1 시간 구간에서의 변동률 제한값을 제어하는 비례 제어기(212)의 제어 계수는 제 2 시간 구간에서의 변동률 제한값을 제어하는 비례 제어기(212)의 제어 계수보다 작게 설정될 수 있다. 이에 따라 제 1 시간 구간에서의 변동률 제한값은 제 2 시간 구간에서의 변동률 제한값보다 완만한 기울기로 비례 제어될 수 있다.
다른 예로, 에너지 저장 장치(120)가 충전 중인 경우, 제 1 시간 구간에서의 변동률 제한값은 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 선형으로 비례 제어되고, 제 2 시간 구간에서의 변동률 제한값은 제 2 변동률로 고정될 수 있다. 에너지 저장 장치(120)가 방전 중인 경우, 제 1 시간 구간에서의 변동률 제한값은 제 2 변동률로 고정되고, 제 2 시간 구간에서의 변동률 제한값은 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 선형으로 비례 제어될 수 있다.
충방전부(320)는 수신된 충방전량에 따라 충방전함으로써 신재생 발전소(110)에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어할 수 있다. 예를 들면, 충방전부(320)는 수신된 충방전량에 따라 충전량의 일정 비율까지 신재생 발전소(110)에서 발생되는 전력의 출력을 증가시켜 전력을 저장하고, 방전량의 일정 비율까지 전력 계통으로 전력을 방전하도록 제어할 수 있다.
한편, 당업자라면, 에너지 잔여량 전송부(300), 충방전량 수신부(310) 및 충방전부(320) 각각이 분리되어 구현되거나, 이 중 하나 이상이 통합되어 구현될 수 있음을 충분히 이해할 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5에 도시된 실시예에 따른 전력의 출력 변동 제어 방법은 도 1 내지 도 4b에 도시된 실시예에 따른 출력 변동 제어 장치(100), 신재생 발전소(110) 및 에너지 저장 장치(120)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 4b의 출력 변동 제어 장치(100), 신재생 발전소(110) 및 에너지 저장 장치(120)에 관하여 기술된 내용은 도 5에 도시된 실시예에 따른 전력의 출력 변동 제어 방법에도 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단계 S501에서 출력 변동 제어 장치(100)는 기설정된 단위 시간마다 신재생 발전소(110)에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량을 모니터링할 수 있다.
단계 S503에서 출력 변동 제어 장치(100)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정할 수 있다.
단계 S505에서 출력 변동 제어 장치(100)는 설정된 변동률 제한값에 기초하여 에너지 저장 장치(120)의 충방전량을 결정할 수 있다.
단계 S507에서 출력 변동 제어 장치(100)는 결정된 충방전량에 따라 에너지 저장 장치(120)의 충방전량을 제어하여 전력의 출력 변동을 제어할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S501 내지 S507은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6에 도시된 실시예에 따른 전력의 출력 변동 제어 방법은 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예에 따른 출력 변동 제어 장치(100), 신재생 발전소(110) 및 에너지 저장 장치(120)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 5의 출력 변동 제어 장치(100), 신재생 발전소(110) 및 에너지 저장 장치(120)에 관하여 기술된 내용은 도 6에 도시된 실시예에 따른 전력의 출력 변동 제어 방법에도 적용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 단계 S601에서 출력 변동 제어 장치(100)는 기설정된 단위 시간마다 신재생 발전소(110)에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량을 모니터링할 수 있다.
단계 S603에서 출력 변동 제어 장치(100)는 신재생 발전소(110)에서 발생되는 전력의 시간별 단가에 기초하여 에너지 저장 장치(120)의 목표 에너지 잔여량을 설정할 수 있다.
단계 S605에서 출력 변동 제어 장치(100)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량에 도달한 경우, 비례 제어기(212)의 제어 계수를 조절할 수 있다.
단계 S607에서 출력 변동 제어 장치(100)는 조절된 비례 제어기(212)의 제어 계수에 따라 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 비례 제어할 수 있다. 예를 들면, 제 1 변동률은 1%이고, 제 2 변동률은 10%로 기설정된 값일 수 있다.
단계 S609에서 출력 변동 제어 장치(100)는 송출 전력의 변동률 제한값에 기초하여 에너지 저장 장치(120)의 충방전량을 결정할 수 있다.
단계 S611에서 출력 변동 제어 장치(100)는 결정된 에너지 저장 장치(120)의 충방전량에 따라 에너지 저장 장치(120)의 충방전량을 제어하여 전력의 출력 변동을 제어할 수 있다.
도 6에는 도시되지 않았으나, 단계 S605에서 출력 변동 제어 장치(100)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량에 미달하는 제 1 시간 구간에서, 비례 제어기(212)의 제어 계수를 제 1 제어 계수로 설정할 수 있다.
도 6에는 도시되지 않았으나, 단계 S605에서 출력 변동 제어 장치(100)는 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량을 초과하는 제 2 시간 구간에서 비례 제어기(212)의 제어 계수를 제 2 제어 계수로 설정할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S601 내지 S611은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7에 도시된 실시예에 따른 전력의 출력 변동 제어 방법은 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예에 따른 출력 변동 제어 장치(100), 신재생 발전소(110) 및 에너지 저장 장치(120)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 6의 출력 변동 제어 장치(100), 신재생 발전소(110) 및 에너지 저장 장치(120)에 관하여 기술된 내용은 도 7에 도시된 실시예에 따른 전력의 출력 변동 제어 방법에도 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 단계 S701에서 출력 변동 제어 장치(100)는 기설정된 단위 시간마다 신재생 발전소(110)에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량을 모니터링할 수 있다.
단계 S703에서 에너지 저장 장치(120)가 충전할 경우에, 출력 변동 제어 장치(100)는 단계 S705에서 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량에 미달하는 지를 판단할 수 있다.
단계 S707에서 출력 변동 제어 장치(100)는 단계 S705에서의 판단 결과, 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량에 미달하는 경우, 송출 전력의 변동률 제한값을 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 선형으로 비례 제어할 수 있다. 예를 들면, 제 1 변동률은 1%이고, 제 2 변동률은 10%로 기설정된 값일 수 있다.
단계 S709에서 출력 변동 제어 장치(100)는 단계 S705에서의 판단 결과, 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량을 초과하는 경우, 변동률 제한값을 제 2 변동률로 고정할 수 있다.
단계 S711에서 출력 변동 제어 장치(100)는 에너지 저장 장치(120)가 방전할 경우에, 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량에 미달하는 지를 판단할 수 있다.
단계 S713에서 출력 변동 제어 장치(100)는 단계 S711에서의 판단 결과, 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량에 미달하는 경우, 변동률 제한값을 제 2 변동률로 고정할 수 있다.
단계 S715에서 출력 변동 제어 장치(100)는 단계 S711에서의 판단 결과, 에너지 저장 장치(120)의 에너지 잔여량이 목표 에너지 잔여량을 초과하는 경우, 변동률 제한값을 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 선형으로 비례 제어할 수 있다.
단계 S717에서 출력 변동 제어 장치(100)는 변동률 제한값에 기초하여 에너지 저장 장치(120)의 충방전량을 결정할 수 있다.
단계 S719에서 출력 변동 제어 장치(100)는 결정된 에너지 저장 장치(120)의 충방전량에 따라 에너지 저장 장치(120)의 충방전량을 제어하여 전력의 출력 변동을 제어할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S701 내지 S719는 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 출력 변동 제어 장치
110: 신재생 발전소
120: 에너지 저장 장치

Claims (19)

  1. 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어 시스템에 있어서,
    상기 신재생 발전소에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)의 에너지 잔여량을 모니터링하는 발생 전력 모니터링부;
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 변동률 제한값 설정부;
    상기 설정된 변동률 제한값에 기초하여 상기 에너지 저장 장치의 충방전량을 결정하는 충방전량 결정부; 및
    상기 결정된 충방전량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 충방전을 제어하여 상기 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어부
    를 포함하되,
    상기 변동률 제한값 설정부는 상기 전력의 시간별 단가에 기초하여 상기 에너지 저장 장치의 목표 에너지 잔여량을 설정하는 목표 에너지 잔여량 설정부
    를 포함하는, 출력 변동 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변동률 제한값 설정부는 상기 에너지 잔여량에 기초하여 상기 변동률 제한값을 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 비례 제어하는 비례 제어기
    를 포함하는 것인, 출력 변동 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 변동률은 최소 변동률이고, 상기 제 2 변동률은 최대 변동률인 것인, 출력 변동 제어 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 변동률 제한값 설정부는 상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 목표 에너지 잔여량에 도달한 경우, 상기 비례 제어기의 제어 계수를 조절하는 제어 계수 조절부
    를 더 포함하는 출력 변동 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 계수 조절부는 상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 목표 에너지 잔여량에 미달하는 제 1 시간 구간에서, 상기 비례 제어기의 제어 계수를 제 1 제어 계수로 설정하고,
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 목표 에너지 잔여량을 초과하는 제 2 시간 구간에서. 상기 비례 제어기의 제어 계수를 제 2 제어 계수로 설정하는 출력 변동 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 계수에 따른 비례 제어를 위한 기울기는 상기 제 2 제어 계수에 따른 비례 제어를 위한 기울기 보다 작은 것인, 출력 변동 제어 시스템.
  8. 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어 시스템에 있어서,
    상기 신재생 발전소에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)의 에너지 잔여량을 모니터링하는 발생 전력 모니터링부;
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 변동률 제한값 설정부;
    상기 설정된 변동률 제한값에 기초하여 상기 에너지 저장 장치의 충방전량을 결정하는 충방전량 결정부; 및
    상기 결정된 충방전량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 충방전을 제어하여 상기 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어부
    를 포함하되,
    상기 변동률 제한값 설정부는
    상기 에너지 저장 장치가 충전할 시, 상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 에너지 저장 장치에 설정된 목표 에너지 잔여량에 미달하는 제 1 시간 구간에서, 상기 변동률 제한값을 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 선형으로 비례 제어하고,
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 목표 에너지 잔여량을 초과하는 제 2 시간 구간에서, 상기 변동률 제한값을 상기 제 2 변동률로 고정하는 것인, 출력 변동 제어 시스템.
  9. 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어 시스템에 있어서,
    상기 신재생 발전소에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)의 에너지 잔여량을 모니터링하는 발생 전력 모니터링부;
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 변동률 제한값 설정부;
    상기 설정된 변동률 제한값에 기초하여 상기 에너지 저장 장치의 충방전량을 결정하는 충방전량 결정부; 및
    상기 결정된 충방전량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 충방전을 제어하여 상기 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어부
    를 포함하되,
    상기 변동률 제한값 설정부는
    상기 에너지 저장 장치가 방전할 시, 상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 에너지 저장 장치에 설정된 목표 에너지 잔여량에 미달하는 제 1 시간 구간에서, 상기 변동률 제한값을 제 2 변동률로 고정하고,
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 목표 에너지 잔여량을 초과하는 제 2 시간 구간에서, 상기 변동률 제한값을 상기 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 선형으로 비례 제어하는 것인, 출력 변동 제어 시스템.
  10. 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)에 있어서,
    기설정된 단위 시간마다 에너지 잔여량을 모니터링하여 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 출력 변동 제어 시스템으로 상기 에너지 잔여량을 전송하는 에너지 잔여량 전송부;
    상기 기설정된 단위 시간마다 상기 출력 변동 제어 시스템으로부터 충방전량을 수신하는 충방전량 수신부; 및
    상기 수신된 충방전량에 따라 충방전함으로써 상기 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 충방전부
    를 포함하고,
    상기 충방전량은 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값에 기초하여 결정되고,
    상기 변동률 제한값은 상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 설정되되,
    상기 에너지 저장 장치의 목표 에너지 잔여량은 상기 전력의 시간별 단가에 기초하여 설정되는 것인, 에너지 저장 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 변동률 제한값은 상기 에너지 잔여량에 기초하여 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 비례 제어되는 것인, 에너지 저장 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 변동률은 최소 변동률이고, 상기 제 2 변동률은 최대 변동률인 것인, 에너지 저장 장치.
  13. 출력 변동 제어 시스템에서 수행되는 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 신재생 발전소에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)의 에너지 잔여량을 모니터링하는 단계;
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 단계;
    상기 설정된 변동률 제한값에 기초하여 상기 에너지 저장 장치의 충방전량을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 충방전량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 충방전을 제어하여 상기 전력의 출력 변동을 제어하는 단계
    를 포함하되,
    상기 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 단계는
    상기 전력의 시간별 단가에 기초하여 상기 에너지 저장 장치의 목표 에너지 잔여량을 설정하는 단계를 더 포함하는 것인,전력의 출력 변동을 제어하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 단계는
    상기 변동률 제한값 설정부는 비례 제어기를 이용하여 상기 에너지 잔여량에 기초하여 상기 변동률 제한값을 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 비례 제어하는 단계
    를 포함하는 것인, 전력의 출력 변동을 제어하는 방법.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 단계는
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 목표 에너지 잔여량에 도달한 경우, 상기 비례 제어기의 제어 계수를 조절하는 단계
    를 더 포함하는 것인, 전력의 출력 변동을 제어하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 비례 제어기의 제어 계수를 조절하는 단계는
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 목표 에너지 잔여량에 미달하는 제 1 시간 구간에서, 상기 비례 제어기의 제어 계수를 제 1 제어 계수로 설정하는 단계; 및
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 목표 에너지 잔여량을 초과하는 제 2 시간 구간에서. 상기 비례 제어기의 제어 계수를 제 2 제어 계수로 설정하는 단계
    를 포함하는 것인, 전력의 출력 변동을 제어하는 방법.
  18. 출력 변동 제어 시스템에서 수행되는 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 신재생 발전소에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)의 에너지 잔여량을 모니터링하는 단계;
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 단계;
    상기 설정된 변동률 제한값에 기초하여 상기 에너지 저장 장치의 충방전량을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 충방전량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 충방전을 제어하여 상기 전력의 출력 변동을 제어하는 단계
    를 포함하되,
    상기 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 단계는
    상기 에너지 저장 장치가 충전할 시, 상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 에너지 저장 장치에 설정된 목표 에너지 잔여량에 미달하는 제 1 시간 구간에서, 상기 변동률 제한값을 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 선형으로 비례 제어하는 단계; 및
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 목표 에너지 잔여량을 초과하는 제 2 시간 구간에서, 상기 변동률 제한값을 상기 제 2 변동률로 고정하는 단계
    를 포함하는 것인, 전력의 출력 변동을 제어하는 방법.
  19. 출력 변동 제어 시스템에서 수행되는 신재생 발전소에서 발생되는 전력의 출력 변동을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 신재생 발전소에서 발생되는 전력 및 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)의 에너지 잔여량을 모니터링하는 단계;
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량에 기초하여 전력 계통으로 송출되는 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 단계;
    상기 설정된 변동률 제한값에 기초하여 상기 에너지 저장 장치의 충방전량을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 충방전량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 충방전을 제어하여 상기 전력의 출력 변동을 제어하는 단계
    를 포함하되,
    상기 송출 전력의 변동률 제한값을 설정하는 단계는
    상기 에너지 저장 장치가 방전할 시, 상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 에너지 저장 장치에 설정된 목표 에너지 잔여량에 미달하는 제 1 시간 구간에서, 상기 변동률 제한값을 제 2 변동률로 고정하는 단계; 및
    상기 에너지 저장 장치의 에너지 잔여량이 상기 목표 에너지 잔여량을 초과하는 제 2 시간 구간에서, 상기 변동률 제한값을 상기 제 1 변동률과 제 2 변동률 사이에서 선형으로 비례 제어하는 단계
    를 포함하는 것인, 전력의 출력 변동을 제어하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101323938B1 (ko) * 2012-01-02 2013-10-31 엘에스산전 주식회사 전력 시스템 및 그 제어 방법
KR102234703B1 (ko) * 2014-03-04 2021-04-01 삼성에스디아이 주식회사 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법
KR20160064973A (ko) * 2014-11-28 2016-06-08 주식회사 루비 신재생 에너지 발전 전력 안정화 시스템 및 그 방법
KR101661820B1 (ko) * 2014-12-29 2016-10-04 주식회사 포스코아이씨티 다수의 에너지 저장장치를 이용한 신재생 발전기의 출력 변동률 제어 시스템 및 방법
KR101661822B1 (ko) * 2014-12-30 2016-10-04 주식회사 포스코아이씨티 신재생 에너지원의 출력 변동률 제어 시스템 및 방법
KR101723965B1 (ko) * 2014-12-30 2017-04-07 주식회사 효성 에너지 저장 시스템에서의 신재생 에너지 출력 안정화 제어 방법

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