KR102532168B1 - 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 ac 전력 분배 시스템 - Google Patents
마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 ac 전력 분배 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102532168B1 KR102532168B1 KR1020220106236A KR20220106236A KR102532168B1 KR 102532168 B1 KR102532168 B1 KR 102532168B1 KR 1020220106236 A KR1020220106236 A KR 1020220106236A KR 20220106236 A KR20220106236 A KR 20220106236A KR 102532168 B1 KR102532168 B1 KR 102532168B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- power
- distributed
- microgrid
- node
- load
- Prior art date
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims description 23
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 39
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 18
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 18
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
- H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 AC 전력 분배 시스템이 개시된다. AC 분산 전력을 생산하여 상기 AC 마이크로그리드 내에 공급하는 분산 자원; 상기 AC 마이크로그리드 내에 분포하며, 상용 전력망으로부터 AC 상용 전력을 분배받거나 또는 상기 분산 자원으로부터 상기 AC 분산 전력을 분배받는 분산형 부하 노드; 상기 상용 전력망으로부터 AC 상용 전력을 수급받는 AC 전력 수급기; 상기 AC 전력 수급기에서 수급받는 AC 상용 전력을 AC 마이크로그리드 내에서 분배하는 AC 전력 분배기를 구성한다. 상술한 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 AC 전력 분배 시스템에 의하면, DC 마이크로그리드에 대비하여 저비용의 AC 마이크로그리드를 구축하고, AI를 이용하여 다수의 분산 자원과 다수의 분산형 부하 노드 간에 주파수 오차 없이 전력의 상호 수급을 자유롭게 할 수 있도록 분산형 전원 차단기와 분산형 전원 부하 차단기를 자동 제어하도록 구성됨으로써, 마이크로그리드 내에서의 전력 사용의 효율성을 높이고 각 분산형 부하 노드의 전기료를 절감할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 마이크로그리드(microgrid)에 관한 것으로서, 구체적으로는 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 AC 전력 분배 시스템에 관한 것이다.
석탄과 같은 화석 에너지의 사용을 자제하고자 하는 움직임은 점점 더 가속화되고 있다. 탄소배출권, ESG 등의 제도 도입을 통해 환경 오염을 줄이려는 노력이 늘어나고 있는 추세이다.
이러한 견지에서 전기 발전 역시 화석 연료 대신 태양광, 풍력 등의 재생 에너지를 이용한 발전 방식에 대한 관심이 높아지고 있으며, 전기의 효율적인 관리의 운용을 위해서 스마트그리드(smart grid)의 필요성이 높아지고 있으며, 그에 따라 마이크로그리드(microgrid) 기술에 대한 요구도 높아지고 있다.
마이크로그리드는 분산 에너지원을 수용해서 소규모 단위로 에너지의 공급과 수요를 관리하는 지역 전력망이다. 분산 에너지원은 풍력 발전기나 태양광 발전기와 같은 재생 에너지원이 주로 이용되며, 소규모 지역의 분산형 부하 노드로 필요한 양의 전기를 공급한다.
그런데, 전국 단위의 계통 전력망은 물론 마이크로그리드까지도 기존에는 대부분 AC 전력으로 송전과 배전하도록 구성되어 있다. AC 전력의 경우 송전에 필요한 비용이 DC 전력에 비해 훨씬 적게 소요되기 때문이다. 동일한 송전 거리의 경우 DC 전력의 송전을 위해서는 전압을 유지하기 위해 더 많은 추가적인 장비를 갖추어야 하기 때문이다. 따라서 아직까지는 AC 전력망을 구축하는 것이 유리할 수 있다. 하지만, AC로 마이크로그리드가 구성되는 경우, 각 전력 부하 노드는 단일 에너지원으로부터 전력을 공급받는 구조이며, 다른 에너지 발전원이나 분산 자원으로부터 다중 구조로 전력을 공급받는 것이 쉽지 않다.
국내의 경우 AC 전력의 주파수 60Hz ± 0.2Hz 주파수 시프트(frequency shift)만 허용되기 때문에 여러 분산 에너지원이나 다수의 분산형 자원 노드로부터 AC 전력을 공급받는 것은 주파수 불일치로 인해 사실상 어려운 실정이다.
즉, DC 기반의 마이크로그리드에서는 이러한 주파수 불일치의 문제가 없기 때문에 인근의 다른 분산형 부하 노드로부터 전력을 자유롭게 공급받을 수 있지만, AC 마이크로그리드에서는 하나의 분산 에너지원을 중심으로 스타형(star type)의 전력망을 구성해야 할 수밖에 없다는 문제점이 있다. 일례로 도 2의 경우 스타형 전력망을 구성하고 있다.
각 분산 부하 노드는 전력 사용 패턴에 따라 전력이 남아도는 경우도 있기 때문에 분산형 부하 노드의 배터리 충전량이나 전력 사용 패턴에 따라서 상호 간에 전력을 주고받을 수 있어야 완벽한 마이크로그리드가 성립될 수 있다. 그러나, AC 마이크로그리드에서는 이러한 것이 불가능하다는 문제점이 있다.
저비용의 AC 마이크로그리드에서도 이러한 전력의 자유로운 재분배를 할 수 있는 프로세스와 하드웨어를 구축하여 저렴한 구축 비용, 전력 사용의 효율성 그리고 전기료 절감이라는 다양한 목적을 이룰 수 있는 방안이 요구된다.
각 분산형 부하 노드는 전력 사용 패턴에 따라 전력이 남아도는 경우도 있기 때문에 분산형 부하 노드의 배터리 충전량이나 전력 사용 패턴에 따라서 상호 간에 전력을 주고받을 수 있어야 완벽한 마이크로그리드가 성립될 수 있다. 그러나, AC 마이크로그리드에서는 이러한 것이 불가능하다는 문제점이 있다.
저비용의 AC 마이크로그리드에서도 이러한 전력의 자유로운 재분배를 할 수 있는 프로세스와 하드웨어를 구축하여 저렴한 구축 비용, 전력 사용의 효율성 그리고 전기료 절감이라는 다양한 목적을 이룰 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 목적은 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 AC 전력 분배 시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 AC 전력 분배 시스템은, AC 분산 전력을 생산하여 상기 AC 마이크로그리드 내에 공급하는 분산 자원; 상기 AC 마이크로그리드 내에 분포하며, 상용 전력망으로부터 AC 상용 전력을 분배받거나 또는 상기 분산 자원으로부터 상기 AC 분산 전력을 분배받는 분산형 부하 노드를 포함하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 상용 전력망으로부터 AC 상용 전력을 수급받는 AC 전력 수급기; 상기 AC 전력 수급기에서 수급받는 AC 상용 전력을 AC 마이크로그리드 내에서 분배하는 AC 전력 분배기를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 분산 자원은, DC 분산 전력을 발전하여 저장하는 발전/저장 장치; 상기 발전/저장 장치에 저장된 DC 분산 전력을 상기 AC 분산 전력으로 변환하는 DC-AC 인버터를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상술한 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 AC 전력 분배 시스템에 의하면, DC 마이크로그리드에 대비하여 저비용의 AC 마이크로그리드를 구축하고, AI를 이용하여 다수의 분산 자원과 다수의 분산형 부하 노드 간에 주파수 오차 없이 전력의 상호 수급을 자유롭게 할 수 있도록 분산형 전원 차단기와 분산형 전원 부하 차단기를 자동 제어하도록 구성됨으로써, 마이크로그리드 내에서의 전력 사용의 효율성을 높이고 각 분산형 부하 노드의 전기료를 절감할 수 있는 효과가 있다.
한편, 마이크로그리드 간에도 상호 간에 전력 수급이 가능하도록 구성함으로써, 환경 오염 가능성이 높은 계통 전력의 사용을 줄이고 재생에너지 사용의 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
그리고 각 분산형 부하 노드의 전력 사용 패턴을 분석하여 하나의 마이크로그리드 내의 분산 자원의 생산 가능 전력으로 수용 가능한 분산형 부하 노드를 가까운 거리와 수요량 순으로 매칭시켜 마이크로그리드 구조를 설정함으로써, 분산형 부하 노드의 수요에 기반한 최적의 마이크로그리드를 즉각적으로 구축하여 운용할 수 있는 효과가 있다.
특히, 이미 설계되어 구축된 마이크로그리드에서 분산형 부하 노드들의 전력 사용 패턴이 달라지는 경우, 현재 구축된 마이크로그리드의 재분석하여 논리적으로 설계 변경하도록 구성됨으로써, 전력 사용 패턴의 변화에 따라 유동적으로 마이크로그리드를 재구성하여 에너지 사용 효율을 높이고 전기료를 절감할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 앞선 방식에 의한 마이크로그리드의 설계나 설계 변경에 따라 전력 수급 경로를 수요와 공급 상황에 따라 자동으로 스위칭하여 마이크로그리드의 새로 구축하도록 구성됨으로써, 별도의 조작 없이도 마이크로그리드를 유동적으로 재구축하여 전력의 생산/사용/분배를 최적화할 수 있는 효과가 있다.
다른 한편, 장기간 외출이나 장기간 전력 미사용을 하게 될 분산형 부하 노드는 이를 미리 등록하여 해당 분산형 부하 노드에서 해당 기간동안 전력을 재분배 내지는 재판매하도록 구성됨으로써, 필요한 전력을 미리 확보해 놓을 수 있고, 전력 분배의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또 다른 한편, 마이크로그리드의 구축을 위해 분산 자원과 분산형 부하 노드 간 또는 분산형 부하 노드들 간에 전력 수급 경로가 필요한지 여부를 해당 거리를 기반으로 분석하도록 구성됨으로써, 해당 전력 수급 경로에 전력 전송 선로를 설치하여 꼭 필요한 전력 전송 선로를 적재적소에 배치할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 AC 전력 분배 시스템의 블록 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 AC 마이크로그리드의 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 AC 마이크로그리드의 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 AC 전력 분배 시스템의 블록 구성도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 AC 마이크로그리드의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 AC 전력 분배 시스템은 AC 전력 수급기(100), AC 전력 분배기(200), 분산 자원(300), 분산형 전원 부하 차단기(400), AC 전력 공급기(500), 분산형 부하 노드(600), 마이크로그리드 제어 서버(700), 마이크로그리드 설계 서버(800), 마이크로그리드 실시간 구축 모듈(900)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
AC 전력 수급기(100)는 상용 전력망으로부터 AC 상용 전력을 수급받도록 구성될 수 있다. AC 상용 전력은 주로 화석 연료를 이용하여 생산되는 경우가 많고, 전기료 상승의 부담을 안고 있는 전력이다.
AC 전력 분배기(200)는 AC 전력 수급기(100)에서 수급받는 AC 상용 전력을 AC 마이크로그리드 내에서 분배하도록 구성될 수 있다. 마이크로그리드 내의 분산 자원(300)에서 생산되는 재생 에너지로는 부족한 전력분이 AC 상용 전력으로 보충될 수 있다.
분산 자원(300)은 AC 분산 전력을 생산하여 AC 마이크로그리드 내에 공급하도록 구성될 수 있다. 분산 자원(300)은 풍력 발전기, 태양광 발전기 등의 재생 에너지원이 될 수 있고, 디젤 발전기나 에너지 저장 장치도 포함할 수 있다.
분산 자원(300)은 발전/저장 장치(301) 및 DC-AC 인버터(302)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
발전/저장 장치(301)는 DC 분산 전력을 발전하여 저장하도록 구성될 수 있다.
DC-AC 인버터(302)는 발전/저장 장치(301)에 저장된 DC 분산 전력을 AC 분산 전력으로 변환하도록 구성될 수 있다. AC 분산 전력은 AC 마이크로그리드를 통해 AC 마이크로그리드 내의 분산형 부하 노드(600)로 송전될 수 있다. 여기서, AC 마이크로그리드는 AC 분산 전력을 수급받는 분산형 부하 노드(600)는 주파수 깨짐 내지는 주파수 시프트(shift) 현상으로 인해 다수의 공급원으로부터 AC 분산 전력을 수급받을 수는 없다는 단점이 있다. 그러나, AC 마이크로그리드는 DC 마이크로그리드에 비해 그 구축 비용이 저렴하다는 장점이 있다.
분산형 전원 부하 차단기(400)는 분산 자원(300)에서 공급되는 AC 분산 전력을 AC 마이크로그리드 내의 다수의 분산형 부하 노드(600)로 분배하거나 또는 이를 상용 전력망으로 공급 내지는 판매할 수 있도록 스위칭을 수행할 수 있다. 즉, AC 마이크로그리드 내의 분산형 부하 노드(600)에서 AC 분산 전력을 사용하며, AC 마이크로그리드 내에서 사용하고도 남는 AC 분산 전력이 있는 경우에는 이를 상용 전력망을 통해 상용 전력망 내의 다른 부하들로 AC 분산 전력을 재판매할 수 있다.
AC 전력 공급기(500)는 분산형 전원 부하 차단기(400)의 스위칭에 의해 AC 분산 전력을 상용 전력망으로 공급하도록 구성될 수 있다.
분산형 부하 노드(600)는 AC 마이크로그리드 내에 분포하도록 구성될 수 있다.
분산형 부하 노드(600)는 AC 전력 분배기(200)에 의해 AC 상용 전력을 분배받거나 또는 분산형 전원 부하 차단기(400)의 스위칭에 의해 AC 분산 전력을 분배받도록 구성될 수 있다.
도 2는 하나의 마이크로그리드 내에서 분산 자원(300)이 스타형의 전력망 내에서 다수의 분산형 부하 노드(600)로 AC 분산 전력을 공급하는 것을 도시하고 있다.
여기서, 분산형 부하 노드(600)는 1차적으로는 AC 분산 전력을 분배받고, 2차적으로는 AC 상용 전력을 분배받도록 구성될 수 있다.
분산형 부하 노드(600)는 분산형 전원 차단기(601), 계통 전력 계측 장치(602), AC-DC 컨버터(603), 분산 자원용 배터리 시스템(604), 배터리 제어 시스템(605), 부하(606), 전력 계측 장치(607), DC-AC 인버터(608), 전력 변환 시스템(609)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
분산형 전원 차단기(601)는 분산형 부하 노드(600)에 구비될 수 있다.
분산형 전원 차단기(601)는 AC 전력 분배기(200)에 의해 AC 상용 전력을 분배받거나 또는 분산형 전원 부하 차단기(400)의 스위칭에 의해 AC 분산 전력을 분배받도록 스위칭을 수행하도록 구성될 수 있다.
분산형 전원 차단기(601)는 1차적으로는 AC 분산 전력을 먼저 분배받도록 스위칭을 수행하고 2차적으로 AC 상용 전력을 분배받도록 스위칭을 수행할 수 있다. 이는 마이크로그리드 제어 서버(700)에 의한 AI 제어에 의해 이루어질 수 있다.
계통 전력 계측 장치(602)는 분산형 전원 차단기(601)를 통해 분배받는 AC 상용 전력의 수급량을 실시간 감지하도록 구성될 수 있다.
AC-DC 컨버터(603)는 분산형 전원 차단기(601)를 통해 분배받는 AC 분산 전력 또는 AC 상용 전력을 DC 전력으로 변환하도록 구성될 수 있다.
분산 자원용 배터리 시스템(604)은 AC-DC 컨버터(603)에서 변환된 DC 전력이 충전되도록 구성될 수 있다. 이러한 DC 전력은 차후에 전력 사용이 많은 시간을 위해 미리 확보될 수 있으며, 차후에 다른 분산형 부하 노드(600)로 DC 전력을 판매하고자 할 때에도 이용될 수 있다.
배터리 제어 시스템(605)은 분산 자원용 배터리 시스템(604)에 충전되는 DC 전력의 배터리 충전량을 실시간 감지하도록 구성될 수 있다.
부하(606)는 분산 자원용 배터리 시스템(604)에 충전된 DC 전력을 소모하도록 구성될 수 있다.
전력 계측 장치(607)는 부하(606)에서 소모되는 DC 전력의 전력 소비량을 실시간 측정하도록 구성될 수 있다.
DC-AC 인버터(608)는 배터리 제어 시스템(605)에서 실시간 감지된 배터리 충전량 및 전력 계측 장치(607)에서 실시간 측정되는 전력 소비량에 기반한 마이크로그리드 제어 서버(700)의 제어에 따라 분산 자원용 배터리 시스템(604)에 충전된 DC 전력을 AC 부하 배터리 전력으로 변환하도록 구성될 수 있다.
즉, 마이크로그리드 제어 서버(700)는 특정 분산형 부하 노드(600)의 배터리 충전량이 많지만 전력 소비량이 많지 않거나 없을 것으로 예상되는 경우 분산 자원용 배터리 시스템(604)에 충전된 DC 전력을 AC 부하 배터리 전력으로 변환하여 다른 분산형 부하 노드(600)로 재분배하도록 구성될 수 있다.
전력 변환 시스템(609)은 배터리 제어 시스템(605)에서 실시간 감지된 배터리 충전량 및 전력 계측 장치(607)에서 실시간 측정되는 전력 소비량에 기반한 마이크로그리드 제어 서버(700)의 제어에 따라 DC-AC 인버터(608)에서 변환된 AC 부하 배터리 전력을 다른 분산형 부하 노드(600)로 공급하도록 구성될 수 있다.
마이크로그리드 제어 서버(700)는 분산형 전원 부하 차단기(400)의 스위칭을 원격 제어하도록 구성될 수 있다.
그리고 마이크로그리드 제어 서버(700)는 분산형 부하 노드(600)의 AC 부하 배터리 전력을 상호 분배하도록 원격 제어하도록 구성될 수 있다.
즉, 마이크로그리드 제어 서버(700)는 분산 자원(300)의 AC 전력 공급 중에는 분산형 부하 노드(600)가 다른 분산형 부하 노드(600)로부터 AC 부하 배터리 전력을 수급하지 못하도록 제어하며, 분산형 부하 노드(600)가 다른 분산형 부하 노드(600)로부터 AC 부하 배터리 전력을 수급하는 경우에는 분산 자원(300)의 AC 전력 수급이 이루어지지 않도록 제어할 수 있다.
하나의 분산형 부하 노드(600)에서 적어도 둘 이상의 분산 자원(300)이나 분산형 부하 노드(600)로부터 AC 전력을 동시에 수급하는 것을 방지하여 AC 전력 간의 주파수 오차 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
마이크로그리드 제어 서버(700)는 노드별 과거 상용 전력 요금 데이터베이스(701), 노드별 상용 전력 수급량 수집 모듈(702), 노드별 상용 전력 요금 실시간 산정 모듈(703), 전력소비량 수집 모듈(704), 노드별 전력소비량 데이터베이스(705), 배터리 충전량 수집 모듈(706), 노드별 배터리 충전량 데이터베이스(707), 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈(708), 노드별 피크 전력 요금 기반 스위칭 제어 모듈(709), 노드간 전력 분배 제어 모듈(710), 분산 자원 전력 판매 제어 모듈(711)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
노드별 과거 상용 전력 요금 데이터베이스(701)는 분산형 부하 노드별 과거 상용 전력 요금이 미리 저장되도록 구성될 수 있다. 이를 통해 분산형 부하 노드(600) 각각의 AC 상용 전력의 사용 패턴이나 과용을 파악할 수 있다.
노드별 상용 전력 수급량 수집 모듈(702)은 계통 전력 계측 장치(602)에서 감지된 상용 전력 수급량을 분산형 부하 노드별로 실시간 수집하도록 구성될 수 있다.
노드별 상용 전력 요금 실시간 산정 모듈(703)은 노드별 상용 전력 요금 데이터베이스(701)에 미리 저장된 분산형 부하 노드별 과거 상용 전력 요금 및 노드별 상용 전력 수급량 수집 모듈(702)에서 실시간 수집되는 분산형 부하 노드별 상용 전력 수급량을 이용하여 분산형 부하 노드별 상용 전력 요금을 실시간 산정하도록 구성될 수 있다.
현재의 전기 요금 체계에서는 과거 상용 전력 요금이 현재의 상용 전력 요금의 기본요율을 책정하는 기본 자료로 이용되기 때문에 과거 상용 전력 요금을 최대한 줄이는 것이 상용 전력 요금을 줄이는 관건이다.
전력소비량 수집 모듈(704)은 분산형 부하 노드(600)의 전력 계측 장치(607)에서 실시간 측정되는 각 분산형 부하 노드(600)의 전력 소비량을 실시간 수집하도록 구성될 수 있다.
노드별 전력소비량 데이터베이스(705)는 분산형 부하 노드(600)의 전력 소비량 수집 모듈(704)에서 실시간 수집된 각 분산형 부하 노드(600)의 전력 소비량이 저장되도록 구성될 수 있다.
배터리 충전량 수집 모듈(706)은 분산형 부하 노드(600)의 배터리 제어 시스템(605)에서 실시간 감지되는 배터리 충전량을 실시간 수집하도록 구성될 수 있다.
노드별 배터리 충전량 데이터베이스(707)는 배터리 충전량 수집 모듈(706)에서 실시간 수집된 배터리 충전량이 저장되도록 구성될 수 있다.
노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈(708)은 노드별 전력 소비량 데이터베이스(705)에 저장된 각 분산형 부하 노드(600)의 전력 소비량 및 노드별 배터리 충전량 데이터베이스(707)에 저장된 배터리 충전량을 참조하여 각 분산형 부하 노드(600)의 실시간 전력 소비량을 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다.
노드별 피크 전력 요금 기반 스위칭 제어 모듈(709)은 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈(708)의 실시간 모니터링 결과를 참조하여 각 분산형 부하 노드별 피크 전력 요금에 기반하여 분산형 전원 차단기(601)의 스위칭에 의해 AC 분산 전력을 분배받도록 제어하도록 구성될 수 있다. 과거 상용 전력 요금에서 가장 전력을 많이 사용하는 여름철이나 겨울철의 월별 피크 전력 요금이 다음 해의 기본요율로 책정된다. 이에, 노드별 피크 전력 요금 기반 스위칭 제어 모듈(709)은 각 분산형 부하 노드별 피크 전력 요금에 기반하여 각 분산형 부하 노드가 최대한 많은 AC 분산 전력을 수급받고 최소한의 AC 상용 전력을 수급받도록 AI를 이용하여 제어할 수 있다.
노드간 전력 분배 제어 모듈(710)은 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈(708)의 실시간 모니터링 결과를 참조하여 소정의 분산형 부하 노드(600)의 전력 변환 시스템(609)이 다른 분산형 부하 노드(600) 간 직접 전력 분배를 하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 특정 분산형 부하 노드(600)의 DC 배터리 충전량이 남아돌고 현재 DC 배터리 전력의 사용량이 적은 경우 그리고 향후 몇 시간 동안에도 DC 배터리 전력의 사용이 적을 것으로 예상되는 경우, 그 분산형 부하 노드(600)는 자신의 DC 배터리 전력을 그 주변에 현재 사용이 많은 분산형 부하 노드(600)로 공급하는 것이 에너지 재분배의 견지에서 매우 유리하며, 전송 선로가 짧아지는 점에서도 매우 고무적이다. 도 3의 AC 마이크로그리드 A는 스타형의 전력망을 기본으로 하면서도 각 분산형 부하 노드(600) 간에도 전송 선로가 설치되어 각 분산형 부하 노드(600) 간에 전력 재분배가 자동으로 이루어지도록 구성되는 것을 나타내고 있다.
한편, 도 3에서는 AC 마이크로그리드 A의 마이크로그리드 제어 서버(700)와 인접한 AC 마이크로그리드 B나 AC 마이크로그리드 C의 각 마이크로그리드 제어 서버(700)는 상호 통신을 수행하고, 전력이 일시적으로 모자라는 다른 마이크로그리드 상의 분산형 부하 노드(600)로도 AC 부하 배터리 전력을 공급하도록 구성됨을 알 수 있다.
분산 자원 전력 판매 제어 모듈(711)은 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈(708)의 실시간 모니터링 결과를 참조하여 분산형 전원 부하 차단기(400)의 스위칭을 제어하여 분산 자원(300)의 AC 분산 전력을 상용 전력망을 통해 판매하도록 제어할 수 있다. 즉, 마이크로그리드 내의 전력 사용이 저조하고, 분산 자원(300)에서 생산하는 AC 분산 전력이 남아도는 경우에는 이를 상용 전력망 내의 다른 부하로 AC 분산 전력을 판매할 수 있다. 이를 통해 AC 상용 전력의 전기 요금을 상호 상쇄하여 줄일 수 있다.
마이크로그리드 설계 서버(800)는 분산 자원(300)과 분산형 부하 노드(600)를 매칭시켜 마이크로그리드를 설계 또는 설계 변경하도록 구성될 수 있다.
마이크로그리드 설계 서버(800)는 분산 자원 데이터베이스(801), 분산형 부하 노드 데이터베이스(802), 전력 소비 패턴 산출 모듈(803), 거리 산출 모듈(804), 마이크로그리드 설계 모듈(805), 마이크로그리드 데이터베이스(806), 마이크로그리드 설계 변경 모듈(807)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
분산 자원 데이터베이스(801)는 각 분산 자원(300)의 전력 생산 용량 정보 및 위치 정보가 저장되도록 구성될 수 있다. 구체적으로는 전력 생산 용량 정보의 시간 요인 및 계절 요인도 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 태양광 발전은 낮시간대에만 가능하며, 여름철에 더욱 유리할 수 있다. 그리고 풍력 발전은 밤낮 모두 가능하며, 바람이 강한 계절적인 요소가 포함될 수 있다.
분산형 부하 노드 데이터베이스(802)는 마이크로그리드 제어 서버(700)의 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈(708)에서 실시간 모니터링되는 각 분산형 부하 노드(600)의 실시간 전력 소비량, 배터리 충전 용량 및 위치 정보가 저장되도록 구성될 수 있다. 이에 더하여, 배터리 충전 속도도 저장될 수 있다. 이를 통해 향후 특정 시간의 실시간 배터리 충전량이나 실시간 전력 소비량을 예측할 수 있다.
전력 소비 패턴 산출 모듈(803)은 분산형 부하 노드 데이터베이스(802)에 저장된 각 분산형 부하 노드(600)의 실시간 전력 소비량을 이용하여 전력 소비 패턴을 산출하도록 구성될 수 있다. 전력 소비 패턴은 낮밤, 시간대, 요일, 기온, 습도, 계절, 월 등에 따라 산출될 수 있다. 전력 소비 패턴은 AI 알고리즘을 이용한 빅데이터 분석을 통해 과거의 전력 소비량에 기반하여 산출될 수 있다.
거리 산출 모듈(804)은 분산 자원 데이터베이스(801)에 저장된 각 분산 자원(300) 및 분산형 부하 노드 데이터베이스(802)에 저장된 각 분산형 부하 노드(600)의 위치 정보를 참조하여 각 분산 자원(300)과 각 분산형 부하 노드(600) 간의 거리를 산출하도록 구성될 수 있다.
마이크로그리드 설계 모듈(805)은 전력 소비 패턴 산출 모듈(803)에서 산출된 각 분산형 부하 노드(300)의 전력 소비 패턴 및 거리 산출 모듈(804)에서 산출된 각 분산 자원(300)과 각 분산형 부하 노드(600) 간의 거리를 이용하여 각 분산 자원(300)의 전력 생산 용량의 범위 내에서 전력 소비 패턴에 따른 실시간 전력량을 공급 가능하도록 하는 분산형 부하 노드(600)를 해당 분산 자원(300)으로부터의 거리순으로 매칭시켜 분산형 부하 노드 집합을 생성하도록 구성될 수 있다.
그리고 마이크로그리드 설계 모듈(805)은 분산형 부하 노드 집합과 해당 분산 자원으로 구성되는 마이크로그리드를 설계하도록 구성될 수 있다.
다시 말하면, 마이크로그리드 내의 분산 자원(300)의 전력 생산 용량의 범위 내에서 분산형 부하 노드(600) 전체의 실시간 전력 소비량을 수용할 수 있도록 마이크로그리드를 설계하되, 분산형 부하 노드(600)의 선택은 분산 자원(300)으로부터 가까운 분산형 부하 노드(600)를 선택하여 마이크로그리드 내에 포함시킬 수 있다. 이러한 경우, AC 상용 전력의 사용을 최소화하고 분산형 부하 노드(600)까지의 전송 선로의 길이를 최단화시킬 수 있다.
예를 들어, 도 4는 마이크로그리드 자체가 어떠한 바운더리(boundary)나 영역(area)을 기준으로 형성되는 것이 아니라 전력 생산 용량과 실시간 전력 소비량을 우선적으로 고려하고 거리나 주변의 분산형 부하 노드(600)의 전력 재분배 능력을 추가적으로 고려하여 마이크로그리드를 유동적으로 구축하는 것을 예시하고 있다. AC 마이크로그리드 C의 경우 분산형 부하 노드(600)의 수가 상대적으로 적지만, AC 마이크로그리드 C의 전력 생산 용량이나 실시간 전력 소비량이 유사하게 매칭되기 때문임을 짐작할 수 있다.
마이크로그리드 데이터베이스(806)는 마이크로그리드 설계 모듈(805)에서 설계된 마이크로그리드가 저장되도록 구성될 수 있다.
마이크로그리드 설계 변경 모듈(807)은 마이크로그리드 데이터베이스(806)에 저장된 마이크로그리드에서 전력 소비 패턴 산출 모듈(803)에서 산출된 각 분산형 부하 노드(600)의 전력 소비 패턴에 따라 소정의 마이크로그리드의 분산형 부하 노드(600)를 다른 마이크로그리드로 설계 변경하거나 다른 마이크로그리드의 분산형 부하 노드(600)를 위 마이크로그리드로 설계 변경하도록 구성될 수 있다.
즉, 시간적 요인, 계절적 요인, 기타 비상 상황에 따라 원래 설계 사항보다 실시간 전력 소비량이 초과하는 경우에는 마이크로그리드 설계 사항을 실시간으로 변경하여 마이크로그리드를 재구성하도록 구성될 수 있다. 물론, 이는 각 분산 전력 전원(300)과 각 분산형 부하 노드(600)를 연결하는 전송 선로의 설치 현황에 기반하여 재구성되도록 구성될 수 있다.
이러한 AI 알고리즘을 이용한 마이크로그리드 실시간 자동 설계 및 마이크로그리드 실시간 자동 설계 변경 역시 빅데이터로 구성될 수 있다.
이러한 빅데이터에 기반하여 AI 전송 선로 추가 설치 제안 모듈(미도시)은 각 분산 전력 전원(300)과 각 분산형 부하 노드(600)를 연결하는 AC 전송 선로가 거리에 최적화되어 새로 설치되는 것을 제안하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 동시간 대에 배터리에 전력이 남아도는 분산형 부하 노드(600)와 배터리에 전력이 거의 없고 실시간 전력 소비량이 많은 분산형 부하 노드(600)가 각각 인접한 위치에 있지만 서로 다른 마이크로그리드에 속하거나 같은 마이크로그리도에 속하더라도 상호 간에 AC 전송 선로가 없는 경우, 두 분산형 부하 노드(600) 간에 AC 전송 선로를 설치하면 마이크로그리드의 설계나 설계 변경 시 AC 분산 전력의 재분배가 최적화되는 장점이 있다. 이러한 경우 웹(web) 형태의 AC 마이크로그리드를 구성할 때 필요한 전송 선로만 선택적으로 구축할 수 있게 되어 그 구축 비용의 절감에 탁월한 장점을 가지게 된다.
마이크로그리드 실시간 구축 모듈(900)은 마이크로그리드 설계 서버(800)의 설계 결과에 따라 해당 분산 자원(300)과 분산형 부하 노드(600)를 연결하여 마이크로그리드를 자동으로 실시간 구축하도록 구성될 수 있다.
여기서, 마이크로그리드 실시간 구축 모듈(900)은 마이크로그리드 설계 서버(800)의 마이크로그리드 데이터베이스(806)에 저장된 마이크로그리드의 설계 결과 또는 설계 변경 결과에 따라 분산형 전원 부하 차단기(400)를 원격 제어하여 해당 분산 자원(300) 및 그 분산 자원(300)에 매칭되는 각 분산형 부하 노드(600)를 연결하여 마이크로그리드를 실시간 구축하도록 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의해 하나의 분산형 부하 노드(600)에는 둘 이상의 분산 자원(300)이나 분산형 부하 노드(600)가 동시에 연결될 수 없으며, AC의 주파수 시간차로 인한 문제점도 해결되고, 마이크로그리드 내 전력 재분배가 실시간으로 최적화될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: AC 전력 수급기
200: AC 전력 분배기
300: 분산 자원
301: 발전/저장 장치
302: DC-AC 인버터
400: 분산형 전원 부하 차단기
500: AC 전력 공급기
600: 분산형 부하 노드
601: 분산형 전원 차단기
602: 계통 전력 계측 장치
603: AC-DC 컨버터
604: 분산 자원용 배터리 시스템
605: 배터리 제어 시스템
606: 부하
607: 전력 계측 장치
608: DC-AC 인버터
609: 전력 변환 시스템
700: 마이크로그리드 제어 서버
701: 노드별 과거 상용 전력 요금 데이터베이스
702: 노드별 상용 전력 수급량 수집 모듈
703: 노드별 상용 전력 요금 실시간 산정 모듈
704: 전력소비량 수집 모듈
705: 노드별 전력소비량 데이터베이스
706: 배터리 충전량 수집 모듈
707: 노드별 배터리 충전량 데이터베이스
708: 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈
709: 노드별 피크 전력 요금 기반 스위칭 제어 모듈
710: 노드간 전력 분배 제어 모듈
711: 분산 자원 전력 판매 제어 모듈
800: 마이크로그리드 설계 서버
801: 분산 자원 데이터베이스
802: 분산형 부하 노드 데이터베이스
803: 전력 소비 패턴 산출 모듈
804: 거리 산출 모듈
805: 마이크로그리드 설계 모듈
806: 마이크로그리드 데이터베이스
807: 마이크로그리드 설계 변경 모듈
900: 마이크로그리드 실시간 구축 모듈
200: AC 전력 분배기
300: 분산 자원
301: 발전/저장 장치
302: DC-AC 인버터
400: 분산형 전원 부하 차단기
500: AC 전력 공급기
600: 분산형 부하 노드
601: 분산형 전원 차단기
602: 계통 전력 계측 장치
603: AC-DC 컨버터
604: 분산 자원용 배터리 시스템
605: 배터리 제어 시스템
606: 부하
607: 전력 계측 장치
608: DC-AC 인버터
609: 전력 변환 시스템
700: 마이크로그리드 제어 서버
701: 노드별 과거 상용 전력 요금 데이터베이스
702: 노드별 상용 전력 수급량 수집 모듈
703: 노드별 상용 전력 요금 실시간 산정 모듈
704: 전력소비량 수집 모듈
705: 노드별 전력소비량 데이터베이스
706: 배터리 충전량 수집 모듈
707: 노드별 배터리 충전량 데이터베이스
708: 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈
709: 노드별 피크 전력 요금 기반 스위칭 제어 모듈
710: 노드간 전력 분배 제어 모듈
711: 분산 자원 전력 판매 제어 모듈
800: 마이크로그리드 설계 서버
801: 분산 자원 데이터베이스
802: 분산형 부하 노드 데이터베이스
803: 전력 소비 패턴 산출 모듈
804: 거리 산출 모듈
805: 마이크로그리드 설계 모듈
806: 마이크로그리드 데이터베이스
807: 마이크로그리드 설계 변경 모듈
900: 마이크로그리드 실시간 구축 모듈
Claims (3)
- 상용 전력망으로부터 AC 상용 전력을 수급받는 AC 전력 수급기;
상기 AC 전력 수급기에서 수급받는 AC 상용 전력을 AC 마이크로그리드 내에서 분배하는 AC 전력 분배기;
AC 분산 전력을 생산하여 상기 AC 마이크로그리드 내에 공급하는 분산 자원;
상기 분산 자원에서 공급되는 AC 분산 전력을 상기 AC 마이크로그리드 내에서 분배하거나 또는 상기 상용 전력망으로 공급하도록 스위칭을 수행하는 분산형 전원 부하 차단기;
상기 분산형 전원 부하 차단기의 스위칭에 의해 상기 AC 분산 전력을 상기 상용 전력망으로 공급하는 AC 전력 공급기;
상기 AC 마이크로그리드 내에 분포하며, 상기 AC 전력 분배기에 의해 AC 상용 전력을 분배받거나 또는 상기 분산형 전원 부하 차단기의 스위칭에 의해 상기 AC 분산 전력을 분배받는 분산형 부하 노드;
상기 분산형 전원 부하 차단기의 스위칭을 원격 제어하고, 상기 분산형 부하 노드의 AC 부하 배터리 전력을 상호 분배하도록 원격 제어하는 마이크로그리드 제어 서버;
상기 분산 자원과 상기 분산형 부하 노드를 매칭시켜 마이크로그리드를 설계 또는 설계 변경하는 마이크로그리드 설계 서버;
상기 마이크로그리드 설계 서버의 설계 결과에 따라 해당 분산 자원과 분산형 부하 노드를 연결하여 마이크로그리드를 실시간 구축하는 마이크로그리드 실시간 구축 모듈을 포함하고,
상기 마이크로그리드 제어 서버는,
다수의 분산 자원 또는 다수의 분산형 부하 노드로부터 전력을 수급받을 경우 주파수 깨짐 내지는 주파수 시프트 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해, 상기 분산형 부하 노드가 상기 분산 자원으로부터 AC 전력을 수급 중에는 상기 분산형 부하 노드가 다른 분산형 부하 노드로부터 AC 부하 배터리 전력을 수급하지 못하도록 제어하며, 상기 분산형 부하 노드가 다른 분산형 부하 노드로부터 AC 부하 배터리 전력을 수급하는 중에는 상기 분산 자원으로부터 AC 전력을 수급하지 못하도록 제어하고,
상기 분산 자원은,
DC 분산 전력을 발전하여 저장하는 발전/저장 장치;
상기 발전/저장 장치에 저장된 DC 분산 전력을 상기 AC 분산 전력으로 변환하는 DC-AC 컨버터를 포함하도록 구성되고,
상기 분산형 부하 노드는,
상기 마이크로그리드 제어 서버의 제어에 의해 상기 AC 전력 분배기에 의해 AC 상용 전력을 분배받거나 또는 상기 분산형 전원 부하 차단기의 스위칭에 의해 상기 AC 분산 전력을 분배받도록 스위칭을 수행하는 분산형 전원 차단기;
상기 분산형 전원 차단기를 통해 분배받는 AC 상용 전력의 수급량을 실시간 감지하는 계통 전력 계측 장치;
상기 분산형 전원 차단기를 통해 분배받는 AC 분산 전력 또는 AC 상용 전력을 DC 전력으로 변환하는 AC-DC 인버터;
상기 AC-DC 인버터에서 변환된 DC 전력이 충전되는 분산 자원용 배터리 시스템;
상기 분산 자원용 배터리 시스템에 충전되는 DC 전력의 배터리 충전량을 실시간 감지하는 배터리 제어 시스템;
상기 분산 자원용 배터리 시스템에 충전된 DC 전력을 소모하는 부하;
상기 부하에서 소모되는 DC 전력의 전력 소비량을 실시간 측정하는 전력 계측 장치;
상기 배터리 제어 시스템에서 실시간 감지된 배터리 충전량 및 상기 전력 계측 장치에서 실시간 측정되는 전력 소비량에 기반한 상기 마이크로그리드 제어 서버의 제어에 따라 상기 분산 자원용 배터리 시스템에 충전된 DC 전력을 AC 부하 배터리 전력으로 변환하는 DC-AC 컨버터;
상기 배터리 제어 시스템에서 실시간 감지된 배터리 충전량 및 상기 전력 계측 장치에서 실시간 측정되는 전력 소비량에 기반한 상기 마이크로그리드 제어 서버의 제어에 따라 상기 DC-AC 컨버터에서 변환된 AC 부하 배터리 전력을 다른 분산형 부하 노드로 공급하는 전력 변환 시스템을 포함하도록 구성되고,
상기 마이크로그리드 제어 서버는,
상기 분산형 부하 노드별 과거 상용 전력 요금이 미리 저장되는 노드별 상용 전력 요금 데이터베이스;
상기 계통 전력 계측 장치에서 감지된 상용 전력 수급량을 상기 분산형 부하 노드별로 실시간 수집하는 노드별 상용 전력 수급량 수집 모듈;
상기 노드별 상용 전력 요금 데이터베이스에 미리 저장된 분산형 부하 노드별 과거 상용 전력 요금 및 상기 노드별 상용 전력 수급량 수집 모듈에서 실시간 수집되는 분산형 부하 노드별 상용 전력 수급량을 이용하여 분산형 부하 노드별 상용 전력 요금을 실시간 산정하는 노드별 상용 전력 요금 실시간 산정 모듈;
상기 분산형 부하 노드의 전력 계측 장치에서 실시간 측정되는 각 분산형 부하 노드의 전력 소비량을 실시간 수집하는 전력 소비량 수집 모듈;
상기 분산형 부하 노드의 전력 소비량 수집 모듈에서 실시간 수집된 각 분산형 부하 노드의 전력 소비량이 저장되는 노드별 전력 소비량 데이터베이스;
상기 분산형 부하 노드의 배터리 제어 시스템에서 실시간 감지되는 배터리 충전량을 실시간 수집하는 배터리 충전량 수집 모듈;
상기 배터리 충전량 수집 모듈에서 실시간 수집된 배터리 충전량이 저장되는 노드별 배터리 충전량 데이터베이스;
상기 노드별 전력 소비량 데이터베이스에 저장된 각 분산형 부하 노드의 전력 소비량 및 상기 노드별 배터리 충전량 데이터베이스에 저장된 배터리 충전량을 참조하여 각 분산형 부하 노드의 실시간 전력 소비량을 실시간 모니터링하는 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈;
상기 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈의 실시간 모니터링 결과를 참조하여 각 분산형 부하 노드별 피크 전력 요금에 기반하여 상기 분산형 전원 차단기의 스위칭에 의해 상기 AC 분산 전력을 분배받도록 제어하는 노드별 피크 전력 요금 기반 스위칭 제어 모듈;
상기 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈의 실시간 모니터링 결과를 참조하여 소정의 분산형 부하 노드의 전력 변환 시스템이 다른 분산형 부하 노드로 직접 전력 분배를 하도록 제어하는 노드간 전력 분배 제어 모듈;
상기 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈의 실시간 모니터링 결과를 참조하여 상기 분산형 전원 부하 차단기의 스위칭을 제어하여 분산 자원의 AC 분산 전력을 상기 상용 전력망을 통해 판매하도록 제어하는 전력 자원 전력 판매 제어 모듈을 포함하도록 구성되고,
상기 마이크로그리드 설계 서버는,
각 분산 자원의 전력 생산 용량 정보 및 위치 정보가 저장되는 분산 자원 데이터베이스;
상기 마이크로그리드 제어 서버의 노드별 실시간 전력 소비량 모니터링 모듈에서 실시간 모니터링되는 각 분산형 부하 노드의 실시간 전력 소비량, 배터리 충전 용량 및 위치 정보가 저장되는 분산형 부하 노드 데이터베이스;
상기 분산형 부하 노드 데이터베이스에 저장된 각 분산형 부하 노드의 실시간 전력 소비량을 이용하여 전력 소비 패턴을 산출하는 전력 소비 패턴 산출 모듈
상기 분산 자원 데이터베이스에 저장된 각 분산 자원 및 상기 분산형 부하 노드 데이터베이스에 저장된 각 분산형 부하 노드의 위치 정보를 참조하여 각 분산 자원과 각 분산형 부하 노드 간의 거리를 산출하는 거리 산출 모듈;
상기 전력 소비 패턴 산출 모듈에서 산출된 각 분산형 부하 노드의 전력 소비 패턴 및 상기 거리 산출 모듈에서 산출된 각 분산 자원과 각 분산형 부하 노드 간의 거리를 이용하여 각 분산 자원의 전력 생산 용량의 범위 내에서 상기 전력 소비 패턴에 따른 실시간 전력량을 공급 가능하도록 하는 분산형 부하 노드를 해당 분산 자원으로부터의 거리순으로 매칭시켜 분산형 부하 노드 집합을 생성하고, 생성된 분산형 부하 노드 집합과 해당 분산 자원으로 구성되는 마이크로그리드를 설계하는 마이크로그리드 설계 모듈;
상기 마이크로그리드 설계 모듈에서 설계된 마이크로그리드가 저장되는 마이크로그리드 데이터베이스;
상기 마이크로그리드 데이터베이스에 저장된 마이크로그리드에서 상기 전력 소비 패턴 산출 모듈에서 산출된 각 분산형 부하 노드의 전력 소비 패턴에 따라 소정의 분산형 부하 노드를 연결 가능한 다른 마이크로그리드로 편입시켜 설계 변경하는 마이크로그리드 설계 변경 모듈을 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 AC 전력 분배 시스템.
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220106236A KR102532168B1 (ko) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 ac 전력 분배 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220106236A KR102532168B1 (ko) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 ac 전력 분배 시스템 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102532168B1 true KR102532168B1 (ko) | 2023-05-15 |
Family
ID=86394818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220106236A KR102532168B1 (ko) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 ac 전력 분배 시스템 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102532168B1 (ko) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101298500B1 (ko) * | 2011-12-14 | 2013-08-21 | 부창진 | 마이크로그리드 시뮬레이션 장치 및 전력 관리 시스템 |
KR101678857B1 (ko) * | 2014-06-24 | 2016-11-23 | 인하대학교 산학협력단 | 마이크로그리드의 실시간 전력 수급, 전력 수급 예측 및 전력 공유 제어 장치 |
KR20180064217A (ko) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | (주)위 에너지 | 소수력 발전을 기반으로 하는 마이크로그리드 시스템 |
KR101997535B1 (ko) | 2012-09-24 | 2019-07-08 | 한국전력공사 | 무인 독립형 마이크로그리드 시스템 및 그의 제어방법 |
KR102188830B1 (ko) * | 2017-09-19 | 2020-12-09 | 엘에스일렉트릭(주) | 마이크로그리드 시스템 |
KR102194001B1 (ko) * | 2018-12-26 | 2021-01-06 | 주식회사 이엘티 | 부하환경을 고려한 마이크로그리드 시스템 및 그 운영방법 |
KR20220088534A (ko) | 2020-12-18 | 2022-06-28 | 한국전자기술연구원 | 클러스터링 기법을 이용한 마이크로그리드 내 수용가 전력수요 예측장치 및 방법 |
-
2022
- 2022-08-24 KR KR1020220106236A patent/KR102532168B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101298500B1 (ko) * | 2011-12-14 | 2013-08-21 | 부창진 | 마이크로그리드 시뮬레이션 장치 및 전력 관리 시스템 |
KR101997535B1 (ko) | 2012-09-24 | 2019-07-08 | 한국전력공사 | 무인 독립형 마이크로그리드 시스템 및 그의 제어방법 |
KR101678857B1 (ko) * | 2014-06-24 | 2016-11-23 | 인하대학교 산학협력단 | 마이크로그리드의 실시간 전력 수급, 전력 수급 예측 및 전력 공유 제어 장치 |
KR20180064217A (ko) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | (주)위 에너지 | 소수력 발전을 기반으로 하는 마이크로그리드 시스템 |
KR102188830B1 (ko) * | 2017-09-19 | 2020-12-09 | 엘에스일렉트릭(주) | 마이크로그리드 시스템 |
KR102194001B1 (ko) * | 2018-12-26 | 2021-01-06 | 주식회사 이엘티 | 부하환경을 고려한 마이크로그리드 시스템 및 그 운영방법 |
KR20220088534A (ko) | 2020-12-18 | 2022-06-28 | 한국전자기술연구원 | 클러스터링 기법을 이용한 마이크로그리드 내 수용가 전력수요 예측장치 및 방법 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Perrin et al. | Lead–acid batteries in stationary applications: competitors and new markets for large penetration of renewable energies | |
JP5675727B2 (ja) | 充放電指示装置、プログラム | |
KR101602916B1 (ko) | 스마트 마이크로그리드 운영장치 및 그 방법 | |
EP2214284A2 (en) | Distributed generation power system | |
Jian et al. | Supply restoration of data centers in flexible distribution networks with spatial-temporal regulation | |
US20110060474A1 (en) | Power control device for a power grid, comprising a control unit for controlling an energy flow between the power generation unit, the energy storage unit, the consumer unit and/or the power grid | |
KR101885518B1 (ko) | 분산전원 전력 계통 연계 관리 시스템 및 그 방법 | |
JP2014050233A (ja) | 電力潮流制御システム、管理装置、プログラム | |
KR20130068042A (ko) | 에너지 저장 클러스터 제어 시스템 및 이를 이용한 에너지 분배 방법 | |
JP2014064425A (ja) | 電力変換装置及びプログラム | |
JP2004056996A (ja) | 地域電力情報監視システムおよびその運用方法 | |
CN110419151A (zh) | 电力控制装置和电力系统 | |
Wang et al. | New metrics for assessing the performance of multi-microgrid systems in stand-alone mode | |
JP2003199249A (ja) | 電力供給網の運用方法とそのシステム | |
Teo et al. | Near-optimal day-ahead scheduling of energy storage system in grid-connected microgrid | |
CN108110762A (zh) | 一种交直流混合微电网及其控制方法 | |
KR102532168B1 (ko) | 마이크로그리드의 분산형 부하 노드 간 ac 전력 분배 시스템 | |
Eladl et al. | Energy management system for smart microgrids considering energy theft | |
KR101486472B1 (ko) | 스마트 그리드 시스템에서 정전 발생시 에너지의 우선 공급을 제어하는 에너지 관리 시스템 및 에너지 관리 방법 | |
US10965129B2 (en) | Mobile micro-grid unit and micro-grid system | |
KR101475915B1 (ko) | 스마트 그리드 시스템에서 정전 발생시 에너지의 우선 공급을 제어하는 에너지 관리 시스템 및 에너지 관리 방법 | |
CN216530731U (zh) | 一种综合绿色能源能效智能管控系统 | |
KR101486471B1 (ko) | 스마트 그리드 시스템에서 정전 발생시 에너지의 우선 공급을 제어하는 에너지 관리 시스템 및 에너지 관리 방법 | |
KR101901780B1 (ko) | 무정전 기능을 구비한 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 마이크로그리드용 양방향 검침 인프라 | |
KR20130034394A (ko) | 에너지 관리 장치 및 그 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |