KR102536753B1 - 전압 최적화 제어를 통한 보존 전압 강하에 기반한 공동주택용 전압 제어 장치 - Google Patents
전압 최적화 제어를 통한 보존 전압 강하에 기반한 공동주택용 전압 제어 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102536753B1 KR102536753B1 KR1020220095194A KR20220095194A KR102536753B1 KR 102536753 B1 KR102536753 B1 KR 102536753B1 KR 1020220095194 A KR1020220095194 A KR 1020220095194A KR 20220095194 A KR20220095194 A KR 20220095194A KR 102536753 B1 KR102536753 B1 KR 102536753B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- power
- unit
- complex
- electric vehicle
- Prior art date
Links
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 11
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 11
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 28
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 10
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 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
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
- B60L53/51—Photovoltaic means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
- B60L53/52—Wind-driven generators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/66—Data transfer between charging stations and vehicles
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- 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
- H02J3/003—Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand
-
- 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
- H02J3/322—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means the battery being on-board an electric or hybrid vehicle, e.g. vehicle to grid arrangements [V2G], power aggregation, use of the battery for network load balancing, coordinated or cooperative battery charging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
- B60Y2200/91—Electric vehicles
-
- 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
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
-
- 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
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
- H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Economics (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Public Health (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
본 발명의 전압 제어 장치에서, 전력계통으로부터 공급되는 전력은 전력계통의 하류 노드인 복수의 공동주택 단지로 분배될 수 있고, 공동주택 단지에 공급된 전력은, 공동주택 단지 내에 설치된 수배전반을 통해, 전기차 충전기를 포함하는 상기 공동주택 단지 내의 시설에 분배될 수 있으며,
본 발명의 전압 제어 장치는, 공동주택 단지로부터 실시간으로 연속적인 전력 데이터를 전송받고, 상기 공동주택 단지의 예측 전압을 산출하는 예측 전압 산출부, 예측 전압을 이용해 보존 전압 강하(CVR, conservation voltage reduction)를 위한 조정 전압을 산출하는 조정 전압 산출부, 공동주택 단지의 전압을 상기 조정 전압이 반영된 추천 전압으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 전압 제어 장치는, 공동주택 단지로부터 실시간으로 연속적인 전력 데이터를 전송받고, 상기 공동주택 단지의 예측 전압을 산출하는 예측 전압 산출부, 예측 전압을 이용해 보존 전압 강하(CVR, conservation voltage reduction)를 위한 조정 전압을 산출하는 조정 전압 산출부, 공동주택 단지의 전압을 상기 조정 전압이 반영된 추천 전압으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 전압 최적화 제어를 통한 보존 전압 강하에 기반하고 아파트 등의 공동주택을 위한 전압 제어 장치에 관한 것이다.
전기 차량은 내연기관차량에 비해 연료인 전기를 충전하는 충전시간이 길어 귀가후 자택에 머무르는동안 충전되는 것이 필요하다. 아파트 등의 공동주택은, 단독주택에서 개인이 자택의 상용전원을 이용해 충전하며 충전 스케쥴을 자유롭게 조절하는 것과 달리, 공동주택의 거주자 각자가 관리하기가 어렵다.
다수의 충전기를 관리해야하는 공동주택의 특성상, 공동주택의 전압 제어의 경우, 공동주택의 변전소의 전력 허용 범위, 시간대별 전력 피크량, 또는 전체 공동주택의 전기요금 등이 고려될 수 있다.
또한, 소정의 지역 내의 하나 또는 그 이상의 공동주택의 공용주차장 충전기를 관리하는 수요관리사업자는, 보존 전압 강하(CVR, conservation voltage reduction)를 이용한 전압 최적화 제어를 통해 공동주택의 충전 요금을 절감할 수 있다.
효율적이고 안정적인 전력공급을 위한 에너지 소비 감소 및 피크 부하 절감을 포함하는 에너지 저감 기술의 하나로 보존 전압 강하(CVR)가 이용될 수 있다.
보존 전압 강하는 피더 전압을 감소하여 소비 전력을 감소하는 것일 수 있고, 배전망에 안정적이고 효율적으로 전력을 공급하기 위한 보존 전압 강하는 전압을 낮춰 부하의 크기를 감소시켜 전력 소비량을 낮춰 수급 불균형 등 비상시에 사용될 수 있다.
기존에는 전력계통에 전력을 공급하거나 제어하는 측인 전력 거래소 또는 전력 발전소에서 수용가에 전력 피크 등의 이유로 일방적 보존 전압 강하 시행이 대부분이였으나, 최근에는 태양광 또는 V2G를 포함하는 전력 계통으로의 새로운 전력 공급원의 등장으로 인해 수전계통의 노드 인근에서 보존 전압 강하를 시행할 필요성이 높아지고 있다.
본 발명의 전압 제어 장치는 전기차 충전기가 설치된 공동주택 단지가 보존 전압 강하된 최적 운영 구간에서 운영되도록 할 수 있다.
본 발명은 아파트 등의 공동주택 단지 시설물로부터 생산 또는 충전되어 역전송가능한 전력을 저장하는 전력 저장부를 포함할 수 있다. 전력 저장부에 저장되는 전력은, 공동주택 단지에 주차된 전기차로부터 전기차 충전기를 통해 전송가능한 전력과, 공동주택 단지 내에 조성되는 조경 시설로부터 생산되어 전송가능한 전력을 포함할 수 있다.
본 발명의 전압 제어 장치에서, 전력계통으로부터 공급되는 전력은 전력계통의 하류 노드인 복수의 공동주택 단지로 분배될 수 있고, 공동주택 단지에 공급된 전력은, 공동주택 단지 내에 설치된 수배전반을 통해, 전기차 충전기를 포함하는 상기 공동주택 단지 내의 시설에 분배될 수 있다.
본 발명의 전압 제어 장치는, 공동주택 단지로부터 실시간으로 연속적인 전력 데이터를 전송받고, 상기 공동주택 단지의 예측 전압을 산출하는 예측 전압 산출부, 예측 전압을 이용해 보존 전압 강하(CVR, conservation voltage reduction)를 위한 조정 전압을 산출하는 조정 전압 산출부, 공동주택 단지의 전압을 상기 조정 전압이 반영된 추천 전압으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제어부는 상기 추천 전압이 상기 공동주택 단지의 운영 전력이 되도록 제어할 수 있고, 운영 전력은 상기 공동주택 단지에서 소비하는 전력 패턴인 수요 패턴을 만족할 수 있다.
최근 전기차의 수요가 증가하면서, 공동주택에서 다수 거주하는 국내 거주 형태상, 아파트 등을 포함하는 공동주택에서의 전기차 충전 문제가 발생하고 있다.
건축법상 공동주택의 전기차 전용 주차면적은 기축 3%, 신축 5% 가 확보되야할 필요가 있다. 전기차 주차면적이 증가하면서 전기차 충전기 수요도 함께 증가하지만, 공동주택의 변압기의 용량은 쉽게 바꿀 수가 없어서 계통 안정성에 문제가 발생할 가능성이 커질 수 있다.
증가된 충전 수요가 동시간에 집중되면 계통 안정성은 더욱 불안해질 수 있다. 또한, 기존의 공동주택 단지의 최대 수요 등의 수요 패턴에 더해 증가하는 전기차의 수요에 맞춰 전기차 충전기를 추가로 증설한다면, 증가된 수요 피크를 맞추기 위해, 변압기 자체가 교체될 필요가 있을 수 있다. 그러나, 공동주택 단지의 변전소 또는 수배전반 시설은, 변압기, 부하개폐기(LBS), 진공차단기(VCB), 기중차단기(ACB), 계기용 변성기(MOF), 전력 퓨즈(PF), 배터리, 충전기 등이 함께 설치될 수 있고, 이러한 변압기 인프라 시설의 교체에는 비용이 많이 들어 기존 변압기를 그대로 유지하면서 공동주택 단지의 전력 품질을 안정적으로 관리하는 시스템이 필요할 수 있다.
따라서, 본 발명의 전압 제어 장치는, 공동주택의 기존 변압기 용량을 그대로 유지하면서도 증가하는 충전 수요에 대응할 수 있는 공동주택 전력 품질 관리 방법을 제공할 수 있다.
공동주택의 주차장에 설치되는 전기차 충전기는 수전계통 노드의 부하에 포함될 수 있고, 고객이 전기차를 충전하는 양에 따라 수요전력이 실시간으로 변동하여 수전계통 노드 인근의 보존 전압 강하(CVR)에 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 전압 제어 장치는, 부하가 공동주택 주차장에 설치된 전기차 충전기인 경우에도, 전력을 공동주택의 변전소 허용 용량 이하가 되도록 유지 안정화할 수 있고, 공동주택의 전압을 허용 범위내 최저 전압 구간에서 운영하여 보존 전압 강화 효과를 얻도록 할 수 있다.
본 발명의 전압 제어 장치는, 공동주택 단지의 전압을 예측함으로써 미래의 전압 분포를 고려하여, 공동주택 단지가 최적 운영 구간내에서 안정적으로 운영되도록 할 수 있다.
본 발명의 전압 제어 장치는 현재 전압에 기반한 전압 조정으로 인해 발생하는 저전압과 과전압으로 인한 손실을 최소화하기 위해 미래 전압을 예측하는 방법을 이용하여 전압 안정화를 도모하고 허용 범위 내에서 최저 전압으로 유지하여 보존 전압 강하 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명의 전압 제어 장치는, 공동주택의 전력 계통을 고려한 계통의 안정성과 고객의 편의를 모두 고려한 것일 수 있다.
도 1은 본 발명의 전압 제어 장치가 제1 공동주택 단지 및 제2 공동주택 단지를 제어하는 것에 대한 설명도이다.
도 2는 본 발명의 전압 제어 장치가 공동주택 단지를 제어하는 것에 대한 설명도이다.
도 3의 (a)는 본 발명의 전압 제어 장치가 관리하는 공동주택 단지의 수요 패턴에 대한 설명도이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 전력 잉여저장량이 반영된 운영 전력에 대한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 전압 제어 장치의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 과거 전력 데이터 및 예측 전압에 대한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 과거 전력 데이터의 구성 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 예측 전압, 조정 전압, 및 추천 전압 산출에 대한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 전력 잉여저장량 및 소비 수요에 기반해 산출되는 예측 전압 및 조정 전압에 대한 설명도이다.
도 9은 본 발명의 2단계 레벨의 전압 조정부에 의한 조정 전압에 대한 설명도이다.
도 10은 도 9를 구체적인 수치로 나타낸 일 실시 예이다.
도 11은 본 발명의 전압 조정 명령 발동시, 제어부에 의한 보존 전압 강하에 대한 설명도이다.
도 12는 도 11의 전압 조정 명령 하달에 따른 결합 전압 및 조정 전압에 대한 설명도이다.
도 13은 도 12를 구체적인 수치로 나타낸 일 실시 예이다.
도 2는 본 발명의 전압 제어 장치가 공동주택 단지를 제어하는 것에 대한 설명도이다.
도 3의 (a)는 본 발명의 전압 제어 장치가 관리하는 공동주택 단지의 수요 패턴에 대한 설명도이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 전력 잉여저장량이 반영된 운영 전력에 대한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 전압 제어 장치의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 과거 전력 데이터 및 예측 전압에 대한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 과거 전력 데이터의 구성 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 예측 전압, 조정 전압, 및 추천 전압 산출에 대한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 전력 잉여저장량 및 소비 수요에 기반해 산출되는 예측 전압 및 조정 전압에 대한 설명도이다.
도 9은 본 발명의 2단계 레벨의 전압 조정부에 의한 조정 전압에 대한 설명도이다.
도 10은 도 9를 구체적인 수치로 나타낸 일 실시 예이다.
도 11은 본 발명의 전압 조정 명령 발동시, 제어부에 의한 보존 전압 강하에 대한 설명도이다.
도 12는 도 11의 전압 조정 명령 하달에 따른 결합 전압 및 조정 전압에 대한 설명도이다.
도 13은 도 12를 구체적인 수치로 나타낸 일 실시 예이다.
본 발명의 전압 제어 장치는, 거주를 위한 아파트 등의 공동주택을 일 실시예로하여 설명하나, 상가 등의 집합건물을 포함하여 대형 주차장 형태로 다수의 전기차 충전기가 설치된 곳이면, 본 발명이 확장 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 공동주택 단지(70)에 적용되는 전압 제어 장치에 대해 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전력계통(10)으로부터 공급되는 전력은 전력계통(10)의 하류 노드에 해당하는 공동주택 단지(70)로 분배될 수 있다.
본 발명의 전압 제어 장치가 관리하는 공동주택 단지(70)는 복수개일 수 있고, 예로 제1 공동주택 단지(71) 및 제2 공동주택 단지(72)를 포함할 수 있다. 제1 공동주택 단지(71) 및 제2 공동주택 단지(72)는, 전력계통(10)의 상류에 위치한 하나의 제1 수배전반(110)에 의해서 전력이 분배되거나, 복수의 제1 수배전반(110)에 의해 전력이 각각 분배될 수 있다.
공동주택 단지(70)에 공급된 전력은 공동주택 단지(70) 내에 설치된 수배전반(120)을 통해, 전기차 충전기(L1,L2,L3)를 포함하는 공동주택 단지(70) 내의 시설물에 분배될 수 있다.
공동주택 단지(70) 내의 시설에는 각 세대, 각 세대를 위한 시설, 공용 시설, 및 전기차 충전기(L1~L3) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
전력을 소모하는 각 세대의 시설에는 콘센트, 조명기구, 가전제품 등이 포함될 수 있고, 전력을 소모하는 각 세대를 위한 시설에는 지역난방에서 공급하는 온수를 세대에 공급하는 급탕순환시설, 수도물을 물탱크에 받아 물탱크에서 세대로 냉수를 공급하는 급수시설, 바닥 난방, 배관 온수 등의 난방 시설, 각 세대의 홈네트워크, 통신단말기 등의 비상전원 등이 포함될 수 있다.
공용 시설에는, 도서관, 헬스장, 노인정 등의 커뮤니티 시설, 지하 주차장에 외기를 공급하고 내기를 외부로 환기하는 배기휀, 지하수와 빗물을 외부 배수관로로 내보내는 배수 시설, 각 동별 계단 조명, 지하 주차장 조명과 콘센트, 수도배관 등의 동파방지 열선 등이 포함될 수 있다.
전력계통(10)에 전력을 공급 또는 배전하는 전력공급측에는, 한전과 같이 전력계통에 전력을 공급하거나 필요시 수요 반응(DR, demand request) 발령을 내릴 수 있는 전력 거래소, 또는 전력 거래소로 생산한 전력을 공급하는 전력 발전소가 포함될 수 있다.
전력계통(10)으로부터 전력을 공급받거나 수전하는 측에는, 전력 소비자인 수요자, 또는 수요자와의 관계에서 실시간 감축 제어 및 원격 관리를 하고 전력 거래소와의 관계에서 수요자원을 모집, 등록, 또는 관리할 수 있는 수요관리사업자가 포함될 수 있다. 수요자는 전력 소비의 주체일 수 있고, 태양광 또는 전기차를 포함하는 계통에 전력을 공급하는 새로운 공급원의 주체가 될 수 있다. 수요자는 본 발명의 각 부하의 소유자 또는 사용자일 수 있고, 다수의 부하를 포함하는 그룹 단위로 수요자 개인에 속할 수 있다. 수요관리사업자는 전력계통(10) 기준으로 전력공급측과 수요자 사이에 위치하여 전력계통(10)을 통해 수요자가 공급받는 전력을 제어할 수 있다.
도 3의 (a)를 참조하면, 일반적으로 공동주택 단지(70)가 전력계통(10)의 전력공급원과 공급 계약하는 공급 용량은, 공동주택 단지(70) 내에 설치된 변압기(240)의 허용 용량 이내일 수 있고, 공동주택 단지(70)의 수요 패턴 중 최대 수요보다는 높게 설정 또는 계약될 수 있다.
수요 패턴은 공동주택 단지(70)에서 소비하는 전력의 소비 패턴일 수 있다. 최대 수요는 시,주,년 단위 등의 소정의 시간동안 소비한 공동주택 단지(70)의 수요 패턴 중 가장 큰 값일 수 있다. 정전 등의 비상시를 위해 공급되는 전력인 공급 용량은 최대 수요보다 높게 설정되기에, 최대 수요가 발생하는 시간대 외에는 공동주택 단지(70)에 공급된 전력 중 상당수가 낭비될 수 있다.
공동주택 단지(70)의 전력 데이터를 수집하는 데이터 수집부(500), 및 공동주택 단지(70)의 전력 데이터를 저장하여 보관하는 데이터 저장부(600)가 마련될 수 있다.
공동주택 단지(70)의 수요 패턴을 분석하는 패턴 분석부(340)가 구비될 수 있다. 패턴 분석부(340)는 수요 패턴 분석을 위해 데이터 수집부(500)와 데이터 저장부(600)의 전력 데이터를 이용할 수 있다.
수요 패턴에는 공동주택 단지(70)의 각 세대별 소비 수요, 공동주택 단지(70)의 공용 부분의 소비 수요, 및 전기차 충전기(L1~L3)의 전기차 충전량(D21)이 포함될 수 있다.
패턴 분석부(340)는, 시,주,년 단위별 시간에 따른 수요 패턴의 분석, 각 세대가 속한 동과 인접한 주차장의 전기차 충전기 수요 패턴의 분석, 및 각 세대가 소유한 전기차의 수요 패턴의 분석 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
본 발명의 전압 제어 장치는, 패턴 분석부(340)의 수요 패턴 분석에 기반해, 예측 전압, 조정 전압, 및 추천 전압을 산출할 수 있고, 보존 전압 강하(CVR)된 최적 운영 구간을 시간대별로 설정할 수 있다. 전압 제어 장치는 추천 전압이 최적 운영 구간에 포함되도록 설정 또는 제어할 수 있고, 전압 제어 장치는 추천 전압이 공동주택 단지(70)가 운영되는 운영 전력을 만족하도록 할 수 있다.
또한, 전압 제어 장치는, 패턴 분석부(340)의 수요 패턴 분석에 기반하여 예측 전압, 조정 전압, 및 추천 전압을 산출할 수 있고, 공동주택 단지(70)의 수요 패턴 중 최대 수요와 최소 수요 간의 차이를 줄일 수 있으며, 시간에 따른 수요 패턴 또는 수요 패턴 곡선을 평탄화시킬 수 있다.
이와 같은 방법에 의해, 전압 제어 장치는 공동주택 단지(70)의 전력 품질을 관리할 수 있다.
보존 전압 강하(CVR)를 위한 최적 운영 구간이 설정될 수 있고(S100), 추천 전압은 최적 운영 구간 내에 포함될 수 있다. 따라서, 추천 전압은 최적 운영 구간 내의 값 또는 구간일 수 있다. 제1 전압 조정부(210)는 수신된 추천 전압으로 계통 전압을 조정할 수 있다.
공동주택 단지(70)가 운영되는 운영 전력은 이러한 CVR 효과를 가지는 추천 전압으로 운영되는 것과 같을 수 있다.
허용 범위 내의 최저 전압은 최적 운영 구간에 포함될 수 있고, 각 노드의 설비가 허용 전압 범위 내에 최저 전압으로 운영되면 보존 전압 강하(CVR) 효과를 얻을 수 있다.
전압 제어 장치는 공동주택 단지(70)에서 충전되거나 생산될 수 있는 전력을 저장할 수 있는 전력 저장부(320)를 포함할 수 있다. 공동주택 단지(70)에서 생산되거나 충전된 전력은 전력계통(10), 또는 공동주택 단지에 설치되는 전력 저장부(320)에 역전송될 수 있다.
공동주택 단지(70)로 전력을 공급하는 것에는, 전력계통(10)외에 전기차 충전기(L1~L3) 또는 재생에너지 생성부(700)가 포함될 수 있다.
공동주택 단지(70)에는, 공동주택 단지(70)의 조경 시설 또는 옥상에 설치될 수 있고, 태양광과 풍력을 포함하는 재생 에너지를 생산할 수 있는 재생 에너지 생성부(700)가 구비될 수 있다.
전력 저장부(320)에 저장되는 전력인 전력 잉여저장량(D10)은, 공동주택 단지(70) 내에 주차된 전기차(EV)의 전기차 잉여 저장량(D11), 또는 공동주택 단지 내에 설치된 재생에너지 생성부(700)에서 발전되는 재생에너지 발전량(D12)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 전압 제어 장치는, 전력 잉여저장량(D10)을 이용해 전력공급측으로부터 공급받는 공급 용량을 낮출 수 있고, 결과적으로 공동주택 단지(70)에서 지급하는 전기료가 인하되도록 운영할 수 있다.
일반적으로 운영되는 최대 수요 이상으로 설정되는 공급 용량을 제1 공급 용량이라 할 수 있다. 제1 공급 용량은 공동주택(70)의 변압기(240) 허용 용량 이내일 수 있고, 수요 패턴의 최대 수요 이상일 수 있다.
데이터 수집부(500), 데이터 저장부(600), 및 패턴 분석부(340)에 의해 제공되는 수요 패턴 또는 수요 패턴 분석을 통해 전력 저장부(320)에 저장되는 전력 잉여저장량(D10)이 산출될 수 있다.
도 3의 (b)를 참조하면, 공동주택 단지(70)는 전력 계통(10)의 상위 계통인 전력공급원으로부터 제2 공급 용량으로 전력 공급받기로 설정하거나 계약할 수 있다.
제2 공급 용량은 공동주택 단지(70)의 전력 저장부(320)로 전력이 공급되어 충전되거나 저장되는 경우에 적용될 수 있다. 이는 공동주택 단지(70)에 전기차(EV)에 저장된 전력이 전기차 충전기(L1~L3)를 통해 전력 저장부(320) 또는 전력 계통으로 공급되는 경우, 또는 조경 시설 등에 재생에너지 생성부(700)가 설치된 경우일 수 있다.
제2 공급 용량은, 기존 공급받기로 계약한 제1 공급 용량, 및 전력 잉여저장량(D1)으로부터 결정될 수 있다.
제1 공급 용량은 전력 저장부(320)가 없이 공동주택 단지(10)에 의해 물처럼 전기를 소비만 한 경우의, 공동주택 단지(10)와 전력공급원 간의 계약된 공급 전력일 수 있다. 그에 비해, 제2 공급 용량은, 전기차 충전기(L1~L3), 재생에너지 생성부(700), 전력 저장부(320), 또는 전력 잉여저장량(D10)을 고려하여, 제1 공급 용량에서 새롭게 설정 또는 계약된 공급 전력일 수 있다.
따라서, 제2 공급 용량은 최대 수요보다 작을 수 있고, 이로 인해 공동주택 단지(70)는 부담할 전기료가 인하될 수 있다.
결과적으로, 공동주택 단지(70)는, 전력공급원에 의해 기존 제1 공급 용량보다 낮은 제2 공급 용량으로 전력 공급을 받을 수 있고, 제2 공급 용량 및 전력 잉여저장량(D10)을 이용해 산출되는 운영 전력에 의해 가동, 운영, 또는 관리될 수 있다.
따라서, 운영 전력은 공동주택 단지(70)에서 소비하는 전력 패턴인 수요 패턴을 만족하도록 설정될 수 있다. 운영 전력이 수요 패턴을 만족한다는 것은 운영 전력이 수요 패턴보다 높게 설정되어 정전 등의 비상이 발생하지 않도록 충분한 전기가 공급되는 것일 수 있다.
운영 전력은 본 발명의 전압 제어 장치에 의해 공동주택 단지(70)가 실제로 운영되는 전력일 수 있다. 후술하듯, 제어부(460)는 공동주택 단지(70)를 보존 전압 강하(CVR)를 만족하는 추천 전압으로 제어할 수 있고, 제어부(460)는 공동주택 단지(70)의 운영 전력이 되도록 설정 또는 제어될 수 있다.
공동주택 단지(70)의 각 세대가 가진 전기차(EV)는 인식 수단에 의해 자동 인증된 후 전기차 충전기(L1~L3)에 의해 충전될 수 있다. 인식 수단은 공동주택 단지의 출입증을 포함할 수 있다. 각 세대가 소비한 전기차 충전량(D21)은 공동주택 단지(70)의 관리비 통지서에 각 세대별로 가산되어 통지될 수 있다.
한편, 상기의 전기차 충전기(L)는 본 발명의 전압 제어 장치를 관리하는 수요관리사업자에 의해 설치될 수 있다. 전기차 운전자는 전기차 충전기(L)에 장착된 커넥터를 분리하여 전기차(EV)에 연결하고 전기차 충전기(L)와 전기차(EV) 간에 커넥터 또는 무선 통신을 통해 상호 송수신후 충전을 할 수 있다.
이와 달리, 전기차 충전 방식에는, 전기차 충전기(L) 인프라 시설없이 주차장에 마련된 콘센트에 전기차 운전자가 별도의 커넥터와 단말기의 일체형 타입의 충전기를 꼽아 충전하는 방식이 포함될 수 있다. 운전자는 단말기의 인증 절차를 거쳐 충전을 할 수 있다. 이 경우 본 발명의 전압 제어 장치를 관리하는 수요관리사업자가 단말기 업체와 협업하여 관리하는 관계이거나, 수요관리사업자 자신이 단말기를 제공할수도 있다.
수요관리사업자는 전기차 충전기(L) 또는 커넥터 일체형 단말기에서 충전되는 전력의 데이터를 제공받을 수 있고, 상기 두 가지 타입의 충전 방식과는 무관하게, 이를 이용해 공동주택 단지(70)의 수요 패턴을 분석 또는 관리할 수 있다.
도 4 내지 도 13을 참조하여 공동주택 단지(70)가 보존 전압 강하(CVR)된 운영 전력으로 운영되는 것에 대해 설명한다.
본 발명의 전압 제어 장치는 전력계통(10)에 연결된 공동주택 단지(70)의 전압 변동을 실시간으로 예측하여, 공동주택 단지(70)들의 전압이 각 변압기의 허용 용량 내에 있으면서, 최저 구간으로 운영되도록 할 수 있다.
보존 전압 강하(CVR, conservation voltage reduction)는 부하에 공급되는 전압을 낮춰 부하에서 소비되는 전력을 감소시키는 것일 수 있다.
보존 전압 강하는 효율적이고 안정적인 전력공급을 위한 에너지 소비 감소 및 피크 부하 절감을 위한 에너지 저감 기술의 하나로 이용될 수 있다.
보존 전압 강하는 피더 전압을 감소하여 소비 전력을 감소하는 것일 수 있다. 즉, 배전망에 안정적이고 효율적으로 전력을 공급하기 위한 보존 전압 강하(CVR)는 전압을 낮춰 부하의 크기를 감소시켜 전력 소비량을 낮춰 수급 불균형 등 비상시에 사용될 수 있다.
기존에는 보존 전압 강하(CVR)는 피크 수요 발생시 전력공급측에서 수용가에 소비되는 전력을 일방적으로 감소하는 방식으로 주로 운영되었다. 그러나, 최근에는 태양광 또는 V2G를 포함하는 계통으로의 새로운 전력 공급원이 등장하고, 이에 따라 수용가의 부하는 이전의 전력계통(10)으로부터 전력을 수전받아 단순히 소비만 하는 것이 아니라, 생산되거나 저장된 에너지를 역으로 공급하는 기능을 할 수 있다. 공동주택 단지에서 생산되거나 충전된 전력은 전력계통(10), 또는 공동주택 단지에 설치되는 전력 저장부(320)에 역전송될 수 있다.
따라서, 수전계통의 노드 인근에서 보존 전압 강하를 시행할 필요성이 높아지고 있다.
전력계통(10)을 기준으로 상류에는 전력공급측이 위치할 수 있고, 하류에는 전력수요측이 위치할 수 있다. 전력수요측은 본 명세서에서 수용가 또는 수전계통, 수전계통의 노드와 혼용되어 사용될 수 있다.
이하 도 4 내지 도 7을 참조하여, 전압 제어 장치의 구성에 대해 설명한다.
본 발명의 전압 제어 장치는, 중앙 관리부(400)와 로컬 관리부(300)를 포함할 수 있다. 중앙 관리부(400)는 공동주택 단지(70)와 분리 위치하여, 복수의 공동주택 단지(70)도 관리할 수 있다.
중앙 관리부(400)는, 예측 전압을 산출하는 예측 전압 산출부(420), 조정 전압을 산출하는 조정 전압 산출부(440), 전압 제어 장치 동작할 수 있도록 전체적인 제어를 하는 제어부(460)를 포함할 수 있다.
제1 수배전반(110) 또는 제2 수배전반(120)에는, 저압 전력 회로의 공기를 이용한 전력 차단기인 ACB(Air Circuit Breaker), 고압 전력 회로의 진공을 이용한 전력 차단기인 VCB(Vacuum Circuit Breaker), 고압 회로의 전압을 저압으로 낮추어 각종 전기 데이터를 측정할 수 있게 하는 PT(Potential Transformer), 또는 대전류 회로의 전류를 소전류로 변환하여 전류 데이터를 측정할 수 있게 하는 CT(Current Transformer)가 포함될 수 있다.
본 발명의 전압 제어 장치는 공동주택 단지(70)의 전력 품질을 관리하는 수요관리사업자에 의해 제어되는 것일 수 있다. 수요관리사업자는 중앙 관리부(400)를 통해 각 공동주택 단지(70)에 마련된 로컬 관리부(300)와 데이터 및 신호를 송수신할 수 있다.
데이터 수집부(500)에 의해서 수집된 전력 데이터는 통신 모뎀을 통해 무선 통신으로 관리 서버(400)에 전송될 수 있다. 따라서, 중앙 관리부(400)에는 각 공동주택 단지(70)의 전력 데이터가 모두 전송될 수 있다.
데이터 수집부(500)에 의해 수집된 과거 전력 데이터를 저장할 수 있는 데이터 저장부(600)가 구비될 수 있다. 본 발명의 부하 예측 모델은 데이터 저장부(600)에 저장된 각 공동주택 단지(70)의 과거 전력 데이터를 이용하여 미래의 전력 예측 데이터를 산출할 수 있다.
중앙 관리부(400)가 수전계통의 노드로부터 실시간으로 연속적으로 전력 데이터를 전송받는 경우, 데이터 수집부(500)와 데이터 저장부(600)는 중앙 관리부(400)에 포함될 수 있다. 중앙 관리부(400)가 공동주택 단지(70)로부터 보존 전압 강하 필요시에만 간헐적으로 전력 데이터를 전송받는 경우, 데이터 수집부(500)와 데이터 저장부(600)는 공동주택 단지(70)에 마련될 수 있다.
제어부(460)는 공동주택 단지(70)의 과거 전력 데이터를 이용하여 보존 전압 강하(CVR)를 위한 추천 전압을 산출하는 부하 예측 모델을 생성할 수 있다(S200). 부하 예측 모델은 과거 전력 데이터로부터 추천 전압 산출까지의 일련의 과정을 모두 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은 허용 전압 범위 내에 최저 전압으로 운영되면 보존 전압 강하 효과를 얻을 수 있다. 보존 전압 강하된 추천 전압으로 노드의 전압이 낮추어지더라도 노드의 설비의 동작에는 영향이 없을 수 있다. 수요자 또는 소비자는 전압을 낮춘만큼 전력이 감소하여 요금을 절약할 수 있다.
설비의 전압을 저압 구간에 유지시키기 위해서 미래의 전압을 알면 미리 대응할 수 있어서 안정적으로 저압 구간에서 운영할 수 있다. 현재를 기준으로 전압을 조정하면 조정을 하지 않았으면 발생하지 않았을 과전압 또는 저전압이 발생하는 문제가 발생할 수 있기에, 예측 전압 산출부(420)는 미래 전압까지 고려하여 전압을 조정하기 위해 부하의 전압 변동을 실시간으로 예측할 수 있다(S220).
제어부(460)는 공동주택 단지(70)의 운영에 적절한 허용 전압 범위를 설정할 수 있고, 제어부(460)는 허용 전압 범위에 포함되는 최적 운영 구간을 설정할 수 있다(S100). 최적 운영 구간은 소비 전력 감소를 위한 것이기에 허용 전압 범위중 하위 구간에 포함될 수 있다.
예측 전압 산출부(420)가 예측 전압을 산출하기위해 이용하는 머신 러닝 방법에는 커널회귀(Kernel regression), 자기회귀모형(Autoregressive, AR), 또는 이동평균모형(Moving average, MA)이 포함될 수 있다.
조정 전압 산출부(440)는 예측 전압 산출부(420)에 의해서 산출된 예측 전압을 바탕으로 조정해야 할 전압값인 조정 전압을 산출할 수 있다(S240). 예측 전압은 기설정된 간격의 시간 간격을 가진 값으로 산출될 수 있고, 소정의 시간 간격동안의 구간으로 산출될 수 있다.
제어부(460)는 산출된 추천 전압으로 공동주택 단지(70)가 운영되도록 제1 전압 조정부(210)를 통제할 수 있고, 제어부(460)는 전압 조정부(210,220)를 이용하여 공동주택 단지(70)의 전압이 산출된 추천 전압이 되도록 원격으로 제어할 수 있다.
전압 조정부(210,220)는 공동주택 단지(70)의 전압 제어 또는 무효전력 제어를 위해 마련되는 장치일 수 있고, 온-로드 탭 체인저(OLTC; On-Load Tap Changer), 에스브이알(SVR;Step Voltage Regulator), 브이알(Voltage Regulator), 인버터(Inverter) 및 (전력용) 컨덴서(SC; Shunt Condenser) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 온-로드 탭 체인저의 조절을 통해 전력 선로의 전압을 올리거나 낮출 수 있고, 컨덴서의 조상설비에 대한 투입이나 개방 명령을 통해 무효전력 제어가 가능할 수 있다.
본 발명의 예측 전압 산출부(420)는 공동주택 단지(70)의 전력 잉여저장량(D10) 및 소비 수요량(D20)에 기반하여 예측 전압을 산출할 수 있고, 조정 전압 산출부(440)는 상기 예측 전압을 이용해 조정 전압을 산출할 수 있으며, 제어부(460)는 공동주택 단지(70)의 전압이 최적 전압 구간에 포함되는 추천 전압으로 운영되도록 제어할 수 있다.
예측 전압 또는 조정 전압은, 전압 하강, 전압 유지, 전압 상승을 포함하는 방향성 또는 경향성으로 산출되거나, 구체적인 수치로 산출될 수 있다.
즉, 제어부(460)가 전압 조정부(210,220)에 하달하는 조정 전압은, 전압 하강, 전압 유지, 또는 전압 상승을 포함하는 전압의 방향성 또는 경향성을 나타내거나, 전압 하강, 전압 유지, 또는 전압 상승의 구체적인 수치를 포함할 수 있다.
예측 전압과 보존 전압 강하(CVR)를 위한 최적 운영 구간의 비교에 의해 조정 전압의 방향이 결정될 수 있다. 예측 전압은 최적 운영 구간 대비 전압 하강, 전압 유지, 또는 전압 상승을 포함하는 방향성으로 표시될 수 있고, 조정 전압은 최적 운영 구간에 포함되는 추천 전압으로의 전압 하강, 전압 유지, 또는 전압 상승을 포함하는 방향성으로 표시될 수 있다.
예측전압이 전압 하강으로 산출되는 경우 조정 전압은 전압 상승으로 제어될 수 있고, 예측 전압이 전압 유지로 산출되는 경우 조정 전압은 전압 유지로 제어될 수 있으며, 예측 전압이 전압 하강으로 산출되는 경우 조정 전압은 전압 상승으로 제어될 수 있다.
도 6을 참조하면, 과거 전력 데이터(D30)는, 공동주택 단지(70)에 구비된 전력 저장부(320)에 저장될 수 있는 전력인 전력 잉여저장량(D10), 및 소비 수요량(D20)을 포함할 수 있다.
전력 잉여저장량(D10)은 전기차 잉여 저장량(D11), 또는 재생에너지 발전량(D12)을 포함할 수 있다.
소비 수요량(D20)은, 관리대상인 공동주택 단지(70)에서 소비되는 전력일 수 있고, 전기차 충전량(D21), 세대별 소비수요량(D22), 및 공용시설 소비 수요량(D23) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 전압 제어 장치는, 공동주택 단지(70) 전체의 전력을 관리하거나, 전기차 충전기(L1~L3)와 관련된 전력만 관리할 수 있다.
공동주택 단지(70) 전체의 전력을 관리하는 경우, 과거 전력 데이터(D30)는 상기와 같이 전력 잉여저장량(D10) 및 소비 수요량(D20)을 포함할 수 있다.
공동주택 단지(70)의 전기차 충전기(L1~L3)와 관련된 전력만 관리하는 경우, 과거 전력 데이터(D30)는 전기차 잉여 저장량(D11) 및 전기차 충전량(D21)만 포함할 수 있고, 예측 전압, 조정 전압, 및 추천 전압도 전기차 잉여 저장량(D11) 및 전기차 충전량(D21)의 정보에만 기반하여 산출될 수 있다.
이하 전력 잉여저장량(D10) 및 소비 수요량(D20)에 대한 설명은 전기차 잉여 저장량(D11) 및 전기차 충전량(D21)에 대해서도 그대로 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 전력 잉여저장량(D20)은 기준값에 대비하여 많음, 보통, 적음 중 하나로 산출될 수 있다. 전력 잉여저장량(D20)의 기준값은 평균 전력 잉여저장량일 수 있고, 제어부(460)에 의해서 설정될 수 있다. 예측 전압의 전압 하강, 전압 유지, 또는 전압 상승의 대비 기준이 되는 최적 운영 구간도 제어부(460)에 의해 설정될 수 있다.
평균 전력 잉여저장량은 전기차 잉여 저장량(D11)의 평균, 재생에너지 발전량(D12)의 평균, 또는 전기차 잉여 저장량(D11)과 재생에너지 발전량(D12)의 합산의 평균으로부터 구해질 수 있다.
도 4를 참조하면, 제어부(460)는 공동주택 단지(71,72)의 과거 전력 데이터를 이용하여 보존 전압 강하(CVR)를 위한 최적 운영 구간 내의 추천 전압을 산출하는 부하 예측 모델을 생성할 수 있다(S200).
본 발명의 부하 예측 모델은 과거 전력 데이터로부터 추천 전압 산출까지의 일련의 과정을 모두 포함하는 것일 수 있다. 즉, 부하 예측 모델은 데이터 저장부(600)에 저장되거나 데이터 수집부(500)에 수집된 과거 전력 데이터를 이용하여 미래 전력 데이터를 산출할 수 있다.
따라서, 소비 수요량(D20)의 많음, 보통, 또는 적음은 과거 소비 수요량(D20)으로부터 부하 예측 모델에 의해 예측되는 미래 소비 수요량(D20)의 예측 결과 또는 산출 결과일 수 있다.
본 발명은 과거 전력 데이터(D30)을 입력값으로 미래 전력 데이터를 예측하는 일변량 예측 방법, 또는 과거 전력 데이터(D30) 외에 시간, 고객 도착률 등과 같은 요인을 포함하여 미래 전력 데이터를 예측하는 다변량 예측 방법을 이용할 수 있다.
소비 수요량(D20)이 평균 소비 수요 등의 기준값보다 많음으로 산출되는 경우 예측 전압은 전압 하강 또는 전압 유지로 산출될 수 있고, 조정 전압은 전압 상승 또는 전압 유지로 제어될 수 있다.
소비 수요량(D20)이 평균 소비 수요 등의 기준값보다 적음으로 산출되는 경우 예측 전압은 전압 상승 또는 전압 유지로 산출될 수 있고, 조정 전압은 전압 하강 또는 전압 유지로 제어될 수 있다.
따라서, 전기차 충전으로 인한 부하 노드인 전기차 충전기(L1~L3)의 전력 소비가 높아지면, 공동주택 단지(70)의 전압이 하락하는 효과를 줄 수 있다. 즉, 예측되는 소비 수요량(D20)과 예측 전압은 반비례하는 경향을 보일 수 있다.
소비 수요량(D20)이 평균 소비 수요 등의 기준값과 대비해 동일하거나 근사한 경우인 보통으로 산출되는 경우 예측 전압은 전압 유지로 산출될 수 있고, 조정 전압도 전압 유지로 제어될 수 있다.
전압 유지는, 공동주택 단지(70)의 예측 전압이 하강 또는 상승하나 하강 또는 상승된 정도가 적어 전압 조정 필요가 없는 경우, 또는 하강되거나 상승된 예측 전압이 보존 전압 강하(CVR)을 위한 최적 운영 구간 내에 포함되는 경우를 포함할 수 있다.
미래의 전력 잉여저장량(D10) 및 미래의 소비 수요량(D20)은 각각 기준값에 대비하여 매우 낮음, 낮음, 유지, 높음, 또는 매우 높음 중 적어도 하나로 방향성 또는 경향성이 표시될 수 있다. 기준값의 일 예로, 미래의 전력 잉여저장량(D10)의 대비 기준값인 평균 전력 잉여저장량, 또는 미래의 소비 수요량(D20)의 기준값인 평균 소비 수요량이 제어부(460)에 의해 설정될 수 있다.
전력 잉여저장량(D10)이 평균 전력 잉여저장량보다 높다고 예측되고, 소비 수요량(D20)이 평균 소비 수요량 대비 낮은 경우, 계통에 전력이 추가로 공급되어 과전압을 유발할 수 있기 때문에 전압 조정이 필요할 수 있다. 이는 미래 전력 잉여저장량이 높음이고, 미래 소비 수요량이 낮음인 경우에 해당하고 예측 전압은 전압 상승일 수 있고, 조정 전압은 전압 하강일 수 있다.
한편, 미래 전력 잉여저장량(D10)이 낮음이고, 미래 소비 수요량(D20)이 높음인 경우에는, 예측 전압은 전압 하강일 수 있고, 조정 전압은 전압 상승일 수 있다.
따라서 상기 두 경우와 같이 예측되는 전력 잉여저장량(D10), 및 예측되는 소비 수요(D20)가 낮음 또는 높음 중 어느 하나로 서로 반대되는 방향을 가지는 경우, 예측 전압은 전압 하강 또는 전압 상승일 수 있다. 또한, 예측되는 전력 잉여저장량(D10), 및 예측되는 소비 수요(D20)가 낮음 또는 높음 중 어느 하나로 서로 반대되는 방향을 가지는 경우, 예측 전압의 방향은 전력 잉여저장량(D10)의 방향에 비례하여 결정될 수 있다.
예측되는 전력 잉여저장량(D10), 또는 예측되는 소비 수요량(D20) 중 하나가 낮음 또는 높음이고 나머지 하나가 유지인 경우, 예측 전압은 낮음 또는 높음으로 산출된 것에 비례하여 또는 의하여 결정될 수 있다.
미래 전력 잉여저장량(D10)이 낮음이고, 미래 소비 수요량(D20)이 낮음인 경우에는, 예측 전압은 전압 하강, 전압 유지, 또는 전압 상승일 수 있고, 조정 전압은 전압 상승, 전압 유지, 또는 전압 하강일 수 있다.
미래 전력 잉여저장량(D10)이 높음이고, 미래 소비 수요량(D20)이 높음인 경우에는, 예측 전압은 전압 하강, 전압 유지, 또는 전압 상승일 수 있고, 조정 전압은 전압 상승, 전압 유지, 또는 전압 하강일 수 있다.
따라서, 상기와 같이 예측되는 전력 잉여저장량(D10), 및 예측되는 소비 수요량(D20)이 동일한 방향성을 가지는 경우, 예측되는 전기차 잉여저장량과 예측되는 전기차 충전량의 상대적 비교에 의해 전압 하강, 전압 유지, 또는 전압 상승이 모두 가능할 수 있다. 이 경우 높음은 더 세분화되어 매우 높음과 높음으로, 낮음은 더 세분화되어 매우 낮음, 낮음으로 표시될 수 있다.
미래 전력 잉여저장량이 매우 높음이고, 미래 소비 수요량이 높음인 경우에는, 예측 전압은 전압 상승일 수 있고, 조정 전압은 전압 하강일 수 있다.
미래 전력 잉여저장량이 높음이고, 미래 소비 수요량이 매우 높음인 경우에는, 예측 전압은 전압 하강일 수 있다. 미래 전력 잉여저장량이 낮음이고, 미래 소비 수요량이 매우 낮음인 경우에는, 예측 전압은 전압 상승일 수 있다.
미래 전력 잉여저장량이 매우 낮음이고, 미래 소비 수요량이 낮음인 경우에는, 예측 전압은 전압 상승일 수 있고, 조정 전압은 전압 하강으로 제어될 수 있다. 이는 전력 잉여저장량이 낮은 경우에는 전력 잉여저장량과 소비 수요량의 관계보다는 소비 수요량 자체 변화에 따른 전압 변화가 크게 나타날 수 있기 때문일 수 있다. 또한, 전압 변화 방향과 소비 수요량은 반대로 움직이는 경향이 있을 수 있다. 따라서, 전력 잉여저장량이 매우 낮음이고 소비 수요량이 낮은 경우, 예측 전압이 전압 상승으로 될 가능성이 높다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 전압 제어 장치의 전압 조정부 구조는, 복수의 개별 부하가 하나의 수전계통 노드에 연결되고 상기 공통의 수전계통 노드에 제1 전압 조정부(210)가 배치되는 경우, 또는 상기 제1 전압 조정부(210)에 더해 상기 복수의 개별 부하마다 제2 전압 조정부(220)가 배치되는 경우 중 어느 하나일 수 있다.
전자의 1단의 전압 조정부(210) 구조에서, 제1 전압 조정부(210)는 부하들보다 상위에 존재하기 때문에 전압을 조정하면 모든 부하의 전압이 동시에 같은 비율로 변동할 수 있다. 각 부하 노드는 제1 전압 조정부(210)로부터의 거리와 기기의 특성으로 인해 서로 다른 전압 분포를 보일 수 있다. 따라서, 제어부(460)가 제1 전압 조정부(210)에 하달하는 제어 명령은 제1 전압 조정부(210)와 연결된 수전계통 노드의 전력 상황이 모두 반영될 것일 수 있다.
예를 들어, 제1 공동주택 단지(71)는 전압 강하로 판단되고 제2 공동주택 단지(72)는 전압 상승으로 판단된 경우, 제어부(460)는 제1 전압 조정부(210)에 전압 유지를 하달할 수 있다.
전압 제어 장치는 현재 전력 상태만으로 전압을 조정하는 것보다 미래에 전압이 변동하는 양상을 보고 제어하여 더욱 안정적인 전압 분포를 유도할 수 있다.
전압 제어 장치는 각각의 노드의 전압을 예측하여 미래의 전압 양상을 살핀 후, 조정할 수 있는 전압을 추정해서 최종적으로 제어부(460)는 제1 전압 조정부(210)에 추천 전압을 송신할 수 있다. 추천 전압은 각 노드의 설비 운영을 위한 허용 범위내일 수 있다. 각 부하(L1~Ln)를 포함하는 노드의 설비가 허용 전압 범위를 벗어나 운영되면 설비의 수명이 단축 또는 고장날 가능성이 증가할 수 있다.
예를 들어, 전압 제어 장치가 제1 공동주택 단지(71) 및 제2 공동주택 단지(72)를 관리하는 경우에, 제1 공동주택 단지(710)는 고전압 220V가 예측되고, 제2 공동주택 단지(72)는 저전압(최적전압대비) 208V가 예측될 때 제1 공동주택 단지(710)를 조정하는 제2-1 전압 조정부는 제1 공동주택 단지(710)의 전압을 하강시키고, 제2 공동주택 단지(72)를 조정하는 제2-2 전압 조정부는 제2 공동주택 단지(72)의 전압을 상승하도록 제어할 수 있다. 이러한 전압 조정은 상승과 하강과 같이 방향 또는 경향성만을 제시하거나, 8V 하강과 3V 상승과 같이 구체적인 수치로 수행될 수 있다.
일 실시 예로, 도 9는 전압 조정부(210,220)의 조정 전압을 하강, 유지, 또는 상승을 포함하는 방향 또는 경향성으로 나타낸 것일 수 있고, 도 10은 예측 전압과 조정 전압을 구체적인 수치로 나타낸 것일 수 있다. 도 10은 수전계통 노드의 부하가 가정용으로 공칭 전압 220V인 경우일 수 있고, 노드의 최적 운영 구간이 210~213V로 설정된 경우일 수 있다.
제어부(460)는, 전압 하강 또는 전압 상승으로 전압 조정부(200)가 결정된 경우, 추천 전압이 최적 운영 구간 내에 포함되도록 전압 제어 명령을 전송할 수 있다.
구체적으로 제2 전압 조정부(220)의 전압 상승 또는 전압 하강이 결정된 경우, 제어부(460)는 전압 상승 또는 전압 하강이 결정된 각각의 공동주택 단지(70)의 추천 전압이 최적 운영 구간 내에 포함되도록 구체적인 예측 전압 및 조정 전압을 공동주택 단지(70)별로 각각 산출할 수 있다.
상기 제1 경우와 같이 제1 전압 조정부(210)가 전압 하강 또는 전압 상승되도록 제어되는 경우, 상위 노드인 제1 전압 조정부(210)에 연결된 모든 하위 노드인 제1 공동주택 단지(71) 및 제2 공동주택 단지(72)의 추천 전압이 모두 최적 운영 구간에 포함되도록 제1 전압 조정부(210)는 제어될 수 있다.
예를 들어, 최적 운영 구간이 210~213V이고 제1 공동주택 단지(71)의 예측 전압은 225V로 고전압이며 제2 공동주택 단지(72)의 예측 전압은 223V로 고전압인 경우, 제2 전압 조정부(220)는 전압 유지로 제어될 수 있고, 제1 전압 조정부(210)는 전압 하강으로 제어될 수 있다. 이 경우 제1 공동주택 단지(71)의 조정 전압은 12~15V 이내로 결정되는 것이 바람직할 수 있고, 제2 공동주택 단지(72)의 조정 전압은 10~13V 이내로 결정되는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 두 공동주택 단지(71,72)의 조정 전압 범위가 중첩되는 12~13V 이내로 제1 전압 조정부(210)가 전압 하강하도록 제어하는 것이 바람직할 수 있다.
도 11 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 상위계통 전압 조정 명령과 하위계통 전압 조정과의 관계에 대하여 설명한다.
전력 거래소(700)가 전력계통에 하달하는 전력 제어 명령의 실시 예에는, 사용자 또는 소비자가 전기를 아낀만큼 전력 시장에 판매하고 금전으로 보상받는 방식, 또는 전력 수요가 낮고 전력 공급이 넘치는 경우 사용자 또는 소비자가 잉여 전력을 저장하는 등의 더 높은 전력 소비로 오히려 비용을 제공받는 방식이 포함될 수 있다. 전자의 경우는 하위계통 노드가 전압 강하되도록 제어하는 전력 제어 명령일 수 있고, 후자의 경우는 하위계통 노드가 전압 상승되도록 제어하는 전력 제어 명령일 수 있다.
전력계통(10)의 상위계통으로부터의 전압 강하 명령은 상위 보존 전압 강하(상위 CVR)이라 할 수 있고, 전력계통(10)의 하위계통으로부터의 최종적인 전압 강하 조정은 하위 보존 전압 강하(하위 CVR)라 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 전압 제어 장치는 상위 CVR 및 하위 CVR를 연계하는 것이라 할 수 있다.
정보 수신부(480)는 상위계통에서 실시하는 전압 조정에 대한 정보를 전전력공급원(700)으로부터 수신할 수 있다. 전력공극원(700)에서 전력계통(10)에 전압 제어를 실시하기 전에 그에 대한 제어 시작 시간, 전압 조정 비율 등을 포함하는 정보는, 전력공급원(700)으로부터 유선 또는 무선으로 정보 수신부(480)로 전송될 수 있다.
전력계통의 하류인 공동주택 단지(70)의 과거 전력 데이터는 데이터 수집부(500) 또는 데이터 저장부(600)로부터 예측 전압 산출부(420)로 전송될 수 있고, 예측 전압 산출부(420)는 머신 러닝에 기반한 부하 예측 모델을 이용하여 과거 전력 데이터로부터 하위계통 노드의 예측 전압을 산출할 수 있다. 예측 전압 산출부(420)에서 제어부(460)로 전송되는 제2 데이터(D2)에는 상기 하위계통 노드의 예측 전압이 포함될 수 있다.
따라서, 제어부(460)는, 정보 수신부(480)로부터 상위계통의 전압 조정 명령을 포함하는 제1 데이터(D1)를 전송받을 수 있고, 예측 전압 산출부(420)로부터 공동주택 단지(70)의 예측 전압을 포함하는 제2 데이터(D2)를 전송받을 수 있다.
제어부(460)는 제1 데이터(D1)와 제2 데이터(D2)를 결합하여 최종적으로 전압 조정부(210,220)가 제어될 추전 전압을 포함하는 전압 조정인 제3 데이터(D3)를 산출하여 전압 조정부(210,220)로 전송할 수 있다.
제1 데이터(D1)에 포함되는 상위계통 전압 조정에는 전압 하강, 전압 유지, 또는 전압 상승이 포함될 수 있다. 제2 데이터(D2)에 포함되는 하위계통 노드의 예측 전압에는 전압 하강, 전압 유지, 또는 전압 상승이 포함될 수 있다.
제1 데이터(D1) 및 제2 데이터(D2)의 결합에 의해 판단되는 결합 전압에는 저전압, 전압 유지, 또는 고전압이 포함될 수 있다. 상기 결합 전압의 저전압, 전압 유지, 또는 고전압은, 수전계통 노드의 보존 전압 강하(CVR)용으로 산출된 최적 운영 구간과 비교하여 판단될 수 있다.
상위계통의 전압 조정이 있을 때 본 발명의 관리 서버(400) 또는 제어부(460)는 상기 전압 조정을 수신 받고 개별 부하의 전압 변동 예측 정보를 함께 고려하여 수전계통 노드의 전압을 제어할 수 있다.
상위계통의 전압 조정 실시에 대한 정보를 수신받는 경우, 전압 조정이 발생하더라도 미리 대응할 수 있는 추천 전압으로 조정한다면 전압 조정으로 인한 손실을 최소화할 수 있고, 지속적으로 전압을 허용 전압 범위내 최적 운영 범위로 유지시킬 수 있어서 보존 전압 강하 효과를 도모할 수 있다.
10... 전력계통 30... 전력선
40... 통신선 70... 공동주택 단지
71... 제1 공동주택 단지 72... 제2 공동주택 단지
100... 수배전반 110... 제1 수배전반
120... 제2 수배전반 200... 전압 조정부
210... 제1 전압 조정부 220... 제2 전압 조정부
240... 변압기 300... 로컬 관리부
301... 제1 로컬 관리부 302... 제2 로컬 관리부
320... 전력 저장부 340... 패턴 분석부
400... 중앙 관리부 420... 예측 전압 산출부
440... 조정 전압 산출부 460... 제어부
480... 정보 수신부 500... 데이터 수집부
600... 데이터 저장부 700... 재생에너지 생성부
D1... 제1 데이터 D2... 제2 데이터
D3... 제3 데이터 D10... 전력 잉여저장량
D11... 전기차 잉여저장량 D12... 재생에너지 발전량
D20... 소비 수요량 D21... 전기차 충전량
D22... 세대별 수요량 D23... 공용시설 수요량
D30... 과거 전력 데이터 L1... 제1 충전기
L2... 제2 충전기 EV1... 제1 전기차
EV2... 제2 전기차
40... 통신선 70... 공동주택 단지
71... 제1 공동주택 단지 72... 제2 공동주택 단지
100... 수배전반 110... 제1 수배전반
120... 제2 수배전반 200... 전압 조정부
210... 제1 전압 조정부 220... 제2 전압 조정부
240... 변압기 300... 로컬 관리부
301... 제1 로컬 관리부 302... 제2 로컬 관리부
320... 전력 저장부 340... 패턴 분석부
400... 중앙 관리부 420... 예측 전압 산출부
440... 조정 전압 산출부 460... 제어부
480... 정보 수신부 500... 데이터 수집부
600... 데이터 저장부 700... 재생에너지 생성부
D1... 제1 데이터 D2... 제2 데이터
D3... 제3 데이터 D10... 전력 잉여저장량
D11... 전기차 잉여저장량 D12... 재생에너지 발전량
D20... 소비 수요량 D21... 전기차 충전량
D22... 세대별 수요량 D23... 공용시설 수요량
D30... 과거 전력 데이터 L1... 제1 충전기
L2... 제2 충전기 EV1... 제1 전기차
EV2... 제2 전기차
Claims (13)
- 전력계통으로부터 공급되는 전력은 전력계통의 하류 노드인 복수의 공동주택 단지로 분배되고,
상기 공동주택 단지에 공급된 전력은, 공동주택 단지 내에 설치된 수배전반을 통해, 전기차 충전기를 포함하는 상기 공동주택 단지 내의 시설에 분배되며,
상기 공동주택 단지로부터 실시간으로 연속적인 전력 데이터를 전송받고, 상기 공동주택 단지의 예측 전압을 산출하는 예측 전압 산출부;
상기 예측 전압을 이용해 보존 전압 강하(CVR, conservation voltage reduction)를 위한 조정 전압을 산출하는 조정 전압 산출부;
상기 공동주택 단지의 전압을 상기 조정 전압이 반영된 추천 전압으로 제어하는 제어부; 를 포함하고,
상기 제어부는 상기 추천 전압이 상기 공동주택 단지의 운영 전력이 되도록 제어하며,
상기 운영 전력은 상기 공동주택 단지에서 소비하는 전력 패턴인 수요 패턴을 만족하고,
상위 전력계통으로부터 공급되는 전력은 상류의 제1 노드로부터 하류의 복수의 제2 노드로 분기되며,
상기 제2 노드는 제1 공동주택 단지 및 제2 공동주택 단지를 포함하고,
상기 조정 전압을 전송받아 상기 제1 노드 및 제2 노드의 전압을 제어하는 전압 조정부를 포함하며,
상기 전압 조정부는, 상기 제1 노드에 배치되는 제1 전압 조정부 및 상기 제2 노드에 배치되는 제2 전압 조정부를 포함하고,
상기 제2 전압 조정부는, 제1 공동주택 단지의 전압을 제어하는 제2-1 전압 조정부, 및 제2 공동주택 단지의 전압을 제어하는 제2-2 전압 조정부를 포함하며,
상기 제1 공동주택 단지 및 제2 공동주택 단지의 예측 전압은, 최적 운영 구간과 비교하여 저전압, 고전압, 또는 전압 유지로 판단되고,
상기 제1 공동주택 단지와 제2 공동주택 단지의 예측 전압이 모두 저전압 또는 고전압의 같은 경향성을 가지는 제1 경우에는, 상기 제1 전압 조정부는 상기 제1 공동주택 단지 및 제2 공동주택 단지의 예측 전압과 반대 경향성이 되도록 제어되고, 상기 제2-1 전압 조정부 및 제2-2 전압 조정부는 전압 유지로 제어되며,
상기 제1 공동주택 단지와 제2 공동주택 단지의 예측 전압 중 하나는 고전압이고 다른 하나는 저전압인 경우로 서로 다른 경향성을 가지는 제2 경우에는, 상기 제1 전압 조정부는 전압 유지로 제어되고, 상기 제2-1 전압 조정부와 제2-2 전압 조정부가 각각 연결된 상기 제1 공동주택 단지 및 제2 공동주택 단지와 반대 경향성이 되도록 제어되고,
상기 제1 공동주택 단지와 제2 공동주택 단지의 예측 전압 중 하나는 전압 유지이고 다른 하나는 고전압 또는 저전압인 경우인 제3 경우에는, 상기 제1 전압 조정부는 전압 유지로 제어되고, 상기 제1 공동주택 단지와 제2 공동주택 단지 중 전압 유지인 쪽과 연결된 제2 전압 조정부는 전압 유지로 제어되며, 상기 제1 공동주택 단지와 제2 공동주택 단지 중 고전압 또는 저전압인 쪽과 연결된 제2 전압 조정부는 연결된 공동주택 단지와 반대 경향성을 갖도록 제어되며,
상기 예측 전압 산출부는 공동주택 단지의 전력 잉여저장량 및 소비 수요량에 기반해 상기 예측 전압을 산출하고,
상기 소비 수요량은, 공동주택 단지에서 소비되는 전력이고, 세대별 소비 수요량 및 공용시설의 소비 수요량을 포함하는 전압 제어 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 운영 전력은 상기 상기 공동주택 단지의 변압기 허용 용량 이내이고,
상기 수요 패턴에는, 상기 공동주택 단지의 각 세대별 소비 수요, 공동주택의 공용 부분의 소비 수요, 및 전기차 충전기의 전기차 충전량이 포함되는 전압 제어 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 공동주택 단지의 전압이 보존 전압 강하(CVR)되는 최적 운영 구간을 설정하고,
상기 조정 전압은 상기 예측 전압 및 상기 최적 운영 구간을 상호 비교하여 결정되며,
상기 제어부는 상기 공동주택 단지의 추천 전압이 보존 전압 강하 효과를 가지는 최적 운영 구간 내에 포함되도록 제어하는 전압 제어 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 공동주택 단지는 전력 계통의 상위 계통인 전력공급원으로부터 제2 공급 용량으로 전력 공급받기로 설정되고,
제1 공급 용량은, 상기 공동주택의 변압기 허용 용량 이내이고, 상기 수요 패턴의 최대 수요 이상이며,
전력 잉여저장량은 상기 공동주택 단지에 설치되는 전력 저장부에 저장되는 전력이며,
상기 제2 공급 용량은 상기 제1 공급 용량 및 상기 전력 잉여저장량으로부터 결정되고,
상기 제2 공급 용량은 상기 최대 수요보다 작은 전압 제어 장치.
- 제4 항에 있어서,
상기 전력 잉여저장량은, 상기 공동주택 단지 내에 주차된 전기차의 전기차 잉여 저장량, 또는 상기 공동주택 단지 내에 설치된 재생에너지 생성부에서 발전되는 재생에너지 발전량을 포함하는 전압 제어 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 공동주택 단지에는, 상기 공동주택 단지의 조경 시설 또는 옥상에 구비되며, 태양광과 풍력을 포함하는 재생에너지를 생산하는 재생에너지 생성부가 포함되고,
상기 전기차 충전기는 전기차 배터리에 저장된 전기차 잉여 전력을 공동주택 단지의 전력 저장부 또는 상기 전력계통으로 역전송가능하고,
상기 재생에너지 생성부는 생산된 재생에너지를 상기 전력 저장부 또는 상기 전력계통으로 역전송가능하며,
상기 공동주택의 예측 전압 또는 조정 전압 산출을 위해 사용되는 과거 전력 데이터에는, 상기 재생에너지 생성부로부터 상기 전력 저장부로 전송가능한 재생에너지 발전량, 또는 전기차의 배터리로부터 상기 전력 저장부로 전송가능한 전기차 잉여저장량이 포함되는 전압 제어 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 공동주택의 예측 전압 또는 조정 전압 산출을 위해 사용되는 과거 전력 데이터에는, 상기 공동주택 단지에서 소비되는 소비 수요, 및 상기 공동주택 단지에서 생산되어 상기 공동주택 단지에 설치된 전력 저장부로 공급되는 전력 잉여저장량이 포함되고,
미래 전력 잉여저장량이 미래 소비 수요와 대비하여 더 낮은 경우, 상기 예측 전압은 전압 상승, 전압 유지 또는 전압 하강 중 하나로 산출되고,
미래 전력 잉여저장량이 미래 소비 수요와 대비하여 동일한 경우, 상기 예측 전압은 전압 유지로 산출되며,
미래 전력 잉여저장량이 미래 소비 수요와 대비하여 더 높은 경우, 상기 예측 전압은 전압 유지 또는 전압 상승으로 산출되는 전압 제어 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 공동주택의 예측 전압 또는 조정 전압 산출을 위해 사용되는 과거 전력 데이터에는, 상기 전기차 충전기에서 소비되는 전기차 충전량, 또는 상기 전기차에 저장된 전력이 상기 공동주택 단지에 설치되는 전력 저장부 또는 전력계통으로 공급가능한 전기차 잉여저장량이 포함되고,
미래 전기차 잉여저장량이 미래 전기차 충전량과 대비하여 더 낮은 경우, 상기 예측 전압은 전압 상승, 전압 유지 또는 전압 하강 중 하나로 산출되고,
미래 전기차 잉여저장량이 미래 전기차 충전량과 대비하여 동일한 경우, 상기 예측 전압은 전압 유지로 산출되며,
미래 전기차 잉여저장량이 미래 전기차 충전량과 대비하여 더 높은 경우, 상기 예측 전압은 전압 유지 또는 전압 상승으로 산출되는 전압 제어 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 공동주택 단지의 수요 패턴을 분석하는 패턴 분석부가 마련되고,
상기 수요 패턴에는 상기 공동주택 단지의 각 세대별 소비 수요, 공동주택의 공용 부분의 소비 수요, 및 전기차 충전기의 전기차 충전량이 포함되며,
상기 패턴 분석부는, 시,주,년 단위별 시간에 따른 수요 패턴의 분석, 각 세대가 속한 동과 인접한 주차장의 전기차 충전기 수요 패턴의 분석, 또는 각 세대가 소유한 전기차의 수요 패턴의 분석을 수행하고,
상기 패턴 분석부의 수요 패턴 분석에 기반해, 상기 예측 전압, 조정 전압, 및 추천 전압을 산출하고, 보존 전압 강하(CVR)된 최적 운영 구간을 시간대별로 설정하며, 상기 추천 전압이 상기 최적 운영 구간에 포함되고 상기 공동주택 단지가 운영되는 운영 전력을 만족하도록 하는 전압 제어 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 공동주택 단지의 각 세대가 가진 전기차는 인식 수단에 의해 자동 인증된 후 전기차 충전기에 의해 충전되고,
상기 인식 수단은 상기 공동주택 단지의 출입증을 포함하며,
각 세대가 소비한 전기차 충전량은 상기 공동주택 단지의 관리비 통지서에 각 세대별로 가산되어 통지되는 전압 제어 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
전력계통의 상류로부터 비상시 전압 하강을 포함하는 전압 조정 명령 발동시, 상기 제어부는 전력계통의 상류로부터 전압 조정 명령을 하달받고,
상기 제어부는 상기 예측 전압 산출부로부터 산출된 예측 전압과 상기 전압조정 명령을 이용해 결합 전압을 산출하며,
상기 공동주택 단지의 조정 전압 및 추천 전압은, 상기 공동주택 단지의 전압이 보존 전압 강하(CVR)되도록하는 최적 운영 구간과, 상기 결합 전압의 비교에 의해 결정되는 전압 제어 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220095194A KR102536753B1 (ko) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 전압 최적화 제어를 통한 보존 전압 강하에 기반한 공동주택용 전압 제어 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220095194A KR102536753B1 (ko) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 전압 최적화 제어를 통한 보존 전압 강하에 기반한 공동주택용 전압 제어 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102536753B1 true KR102536753B1 (ko) | 2023-05-31 |
Family
ID=86542696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220095194A KR102536753B1 (ko) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 전압 최적화 제어를 통한 보존 전압 강하에 기반한 공동주택용 전압 제어 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102536753B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012039724A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Toyota Motor Corp | 集合住宅用電力供給システム |
| JP2013099140A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Shimizu Corp | 電力管理システム、電力管理方法、プログラム |
| KR20190131378A (ko) * | 2018-05-16 | 2019-11-26 | 엘지전자 주식회사 | 전력 관리 시스템 |
| JP2020068555A (ja) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | 京セラ株式会社 | 電力管理システム及び集合住宅 |
-
2022
- 2022-08-01 KR KR1020220095194A patent/KR102536753B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012039724A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Toyota Motor Corp | 集合住宅用電力供給システム |
| JP2013099140A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Shimizu Corp | 電力管理システム、電力管理方法、プログラム |
| KR20190131378A (ko) * | 2018-05-16 | 2019-11-26 | 엘지전자 주식회사 | 전력 관리 시스템 |
| JP2020068555A (ja) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | 京セラ株式会社 | 電力管理システム及び集合住宅 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11757304B2 (en) | Versatile site energy router | |
| KR101945501B1 (ko) | 에너지 저장 장치와 태양광 발전을 이용한 전력 공급 제어 시스템 및 방법 | |
| US9893526B2 (en) | Networked power management and demand response | |
| US8560135B2 (en) | Energy management system, energy management apparatus, and energy management method | |
| US8548638B2 (en) | Energy management system and method | |
| US20230369991A1 (en) | Converter with power management system for household users to manage power between different loads including their electric vehicle | |
| US20130015703A1 (en) | Microgrid | |
| IL301644A (en) | Dynamic management of critical loads | |
| US11695274B1 (en) | Aggregation platform for intelligent local energy management system | |
| KR102496049B1 (ko) | 상위 계통 전압 조정 대응형 부하 예측 모델 기반의 전압 최적화 제어를 통한 보전 전압 강하를 위한 전압 제어 장치 | |
| CN111628493A (zh) | 一种光储用一体化储能电站控制方法 | |
| Dao et al. | Intensive quadratic programming approach for home energy management systems with power utility requirements | |
| WO2022236373A1 (en) | Energy provision system and method | |
| KR20210121064A (ko) | 전력 관리형 전기 자동차 충전 스테이션 | |
| KR101918625B1 (ko) | 에너지 저장 장치를 이용하여 복수의 수용가를 대상으로 전력 서비스를 제공하는 시스템 및 방법 | |
| JP7084844B2 (ja) | 電力管理システム及び集合住宅 | |
| KR102536753B1 (ko) | 전압 최적화 제어를 통한 보존 전압 강하에 기반한 공동주택용 전압 제어 장치 | |
| KR102537928B1 (ko) | 보존 전압 강하 및 충전 스케쥴링을 이용한 공동주택용 전력 관리 장치 | |
| KR102453046B1 (ko) | 전기자동차 충전 스테이션 부하 예측 모델 기반의 전압 최적화 제어를 통한 보전 전압 강하를 위한 전압 제어 장치 | |
| Coppo et al. | Ancillary services by DG and storage systems in distribution networks for energy market participation | |
| KR102546150B1 (ko) | 공동주택 전력계통을 고려한 전기차 충전 제어 장치 | |
| Bignucolo et al. | Interconnecting neighbors’ buildings: advantages of energy districts realized through private DC lines | |
| JP7328803B2 (ja) | 電力管理システム及び電力管理方法 | |
| US10211639B2 (en) | Padmount transformer with energy storage apparatus | |
| El-Bayeh et al. | A novel programmable smart transformer for energy management in buildings |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |