KR102543115B1 - 디젤 발전기의 소비전력과 예측되는 사용전력에 기반하여 발전전력을 제어하는 디젤 발전기 전력 제어장치 및 그 전력 제어방법 - Google Patents

디젤 발전기의 소비전력과 예측되는 사용전력에 기반하여 발전전력을 제어하는 디젤 발전기 전력 제어장치 및 그 전력 제어방법 Download PDF

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Abstract

디젤 발전기의 소비전력과 예측되는 사용전력에 기반하여 발전전력을 제어하는 디젤 발전기 전력 제어장치 및 그 전력 제어방법이 개시된다. 본 발명에 따른 디젤 발전기 전력 제어장치는, 디젤 발전기(Diesel Generator)에 의해 발전되는 발전전력을 실시간으로 측정하는 발전전력 측정부; 디젤 발전기에 대응하는 부하의 소비전력을 실시간으로 측정하는 소비전력 측정부; 발전전력 측정부에 의해 측정되는 발전전력과 소비전력 측정부에 의해 측정되는 소비전력을 비교하는 소비전력 비교부; 및 발전전력과 소비전력의 차이가 제1설정값 이상인 경우, 디젤 발전기에 의해 발전되는 발전전력을 제어하는 발전전력 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디젤 발전기의 소비전력과 예측되는 사용전력에 기반하여 발전전력을 제어하는 디젤 발전기 전력 제어장치 및 그 전력 제어방법{DIESEL GENERATOR POWER CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING GENERATION POWER BASED ON POWER CONSUMPTION AND PREDICTED POWER USE OF DIESEL GENERATOR}
본 발명은 디젤 발전기 전력 제어장치 및 그 전력 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부하의 소비전력에 대응하는 최적의 전력을 발전시킬 뿐만 아니라 발전된 전력 중에서 부하에 의해 소비되고 남는 전력에 대해서는 ESS(Energy Storage System)에 저장하여 재사용할 수 있도록 함으로써 디젤 발전기의 전력을 효율적으로 발전시킬 수 있는, 디젤 발전기의 소비전력과 예측되는 사용전력에 기반하여 발전전력을 제어하는 디젤 발전기 전력 제어장치 및 그 전력 제어방법에 관한 것이다.
건설현장에서는 전기 수급이 어렵기 때문에 디젤 발전기(Diesel Generator)를 이용하여 발전시키며, 부하가 요구하는 소비전력에 따라 복수의 디젤 발전기를 동시에 발전시키기도 한다.
이와 같은 디젤 발전기는 용도에 따라 상용과 비상용으로 구분된다. 상용 디젤 발전기는 자체적으로 전력수요를 충당하기 위하여 상시적으로 가동되는 발전기로서 장시간 연속 운전을 수행한다. 또한, 비상용 디젤 발전기는 상용 전원이 정전되거나 상용 전원만으로는 부하의 요구전력을 충당하지 못하는 경우에 비상용 전원을 얻을 목적으로 운영되는 발전기로서 비상시 단시간 운전을 수행한다.
한편, 발전기는 가동 시의 상태에 따라 전부하, 무부하, 및 과부하로 구분된다. 전부하는 발전기의 정격 출력의 상태를 말하며, 무부하는 발전기의 공회전 상태를 말하고, 과부하는 발전기의 정격 출력 이상의 상태를 말한다.
그런데, 일반적인 디젤 발전기는 발전되는 전력보다 부하의 소비전력이 작거나 무부하의 경우, 생산되는 전력 중의 사용되지 않는 전력은 그대로 사라지기 때문에 연료가 의미없이 낭비되는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2020-0103373호 (공개일자: 2020.09.02)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 부하의 소비전력에 대응하는 최적의 전력을 발전시킬 뿐만 아니라 발전된 전력 중에서 부하에 의해 소비되고 남는 전력에 대해서는 ESS(Energy Storage System)에 저장하여 재사용할 수 있도록 함으로써 디젤 발전기의 전력을 효율적으로 발전시킬 수 있는, 디젤 발전기의 소비전력과 예측되는 사용전력에 기반하여 발전전력을 제어하는 디젤 발전기 전력 제어장치 및 그 전력 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 디젤 발전기 전력 제어장치는, 디젤 발전기(Diesel Generator)에 의해 발전되는 발전전력을 실시간으로 측정하는 발전전력 측정부; 상기 디젤 발전기에 대응하는 부하의 소비전력을 실시간으로 측정하는 소비전력 측정부; 상기 발전전력 측정부에 의해 측정되는 발전전력과 상기 소비전력 측정부에 의해 측정되는 소비전력을 비교하는 소비전력 비교부; 및 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이가 제1설정값 이상인 경우, 상기 디젤 발전기에 의해 발전되는 발전전력을 제어하는 발전전력 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 디젤 발전기 전력 제어장치는, 상기 발전전력 측정부에 의해 측정되는 발전전력을 상기 디젤 발전기의 정격전력과 비교하는 정격전력 비교부; 및 상기 소비전력이 상기 발전전력보다 상기 제1설정값 이상 크며, 상기 소비전력과 상기 발전전력의 차이만큼 상기 발전전력을 증가시켰을 때에 증가된 전력값이 상기 디젤 발전기의 정격전력보다 큰 경우, 보조 발전기를 제어하는 보조발전기 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 전술한 디젤 발전기 전력 제어장치는, 상기 부하의 설정된 기간동안의 사용전력을 예측하는 사용전력 예측부; 상기 발전전력 측정부에 의해 측정되는 발전전력과 상기 사용전력 예측부에 의해 예측되는 사용전력을 비교하는 사용전력 비교부; 및 상기 발전전력과 상기 사용전력의 차이가 상기 제1설정값보다 작으며, 상기 제1설정값보다 작은 값으로 설정된 제2설정값 이상인 경우, ESS(Energy Storage System)를 제어하는 ESS 제어부;를 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 ESS 제어부는, 상기 발전전력이 상기 사용전력보다 큰 경우에 그 차이만큼의 전력을 상기 ESS에 저장시키며, 상기 사용전력이 상기 발전전력보다 큰 경우에 상기 ESS에 저장된 전력을 상기 부하에 공급시킨다.
전술한 디젤 발전기 전력 제어장치는, 상기 소비전력 측정부에 의해 측정되는 소비전력과 상기 사용전력 예측부에 의해 예측되는 사용전력을 비교하는 소비/사용 비교부; 및 상기 소비전력과 상기 사용전력의 차이가 상기 제2설정값보다 작으며, 상기 제2설정값보다 작은 값으로 설정된 제3설정값 이상인 경우, 상기 사용전력 예측부에 의해 예측되는 다음 기간동안의 사용전력을 보정하는 예측전력 보정부;를 더 포함할 수도 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 디젤 발전기 전력 제어방법은, 제1항의 디젤 발전기 전력 제어장치에 의해 수행되는 디젤 발전기 전력 제어방법에 있어서, 디젤 발전기에 의해 발전되는 발전전력을 실시간으로 측정하는 단계; 상기 디젤 발전기에 대응하는 부하의 소비전력을 실시간으로 측정하는 단계; 상기 부하의 설정된 기간동안의 사용전력을 예측하는 단계; 상기 발전전력과 상기 소비전력을 비교하는 단계; 상기 발전전력과 상기 사용전력을 비교하는 단계; 상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이가 제1설정값 이상인 경우, 상기 디젤 발전기에 의해 발전되는 발전전력을 제어하는 단계; 및 상기 발전전력과 상기 사용전력의 차이가 상기 제1설정값보다 작으며, 상기 제1설정값보다 작은 값으로 설정된 제2설정값 이상인 경우, ESS를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 디젤 발전기 전력 제어방법은, 상기 소비전력과 상기 사용전력을 비교하는 단계; 및 상기 소비전력과 상기 사용전력의 차이가 상기 제2설정값보다 작은 값으로 설정된 제3설정값 이상인 경우, 다음 기간동안의 사용전력을 보정하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 부하의 소비전력에 대응하는 최적의 전력을 발전시킬 뿐만 아니라 발전된 전력 중에서 부하에 의해 소비되고 남는 전력에 대해서는 ESS(Energy Storage System)에 저장하여 재사용할 수 있도록 함으로써 디젤 발전기의 전력을 효율적으로 발전시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 발전기 전력 제어장치가 적용되는 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 디젤 발전기 전력 제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 디젤 발전기의 발전전력과 부하의 소비전력을 실시간으로 비교하는 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 디젤 발전기의 발전전력과 복수의 부하의 소비전력을 실시간으로 비교하는 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 디젤 발전기의 발전전력과 복수의 부하에 대한 전체 소비전력을 실시간으로 비교하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 디젤 발전기의 발전전력과 설정된 기간 동안의 부하의 예측되는 사용전력을 비교하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 발전기 전력 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 발전기 전력 제어장치가 적용되는 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)와 연결되며, 디젤 발전기(10)에 의해 발전되는 발전전력을 실시간으로 측정하고, 디젤 발전기(10)에 의해 발전되는 발전전력을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 여기서, 디젤 발전기(10)는 건축현장 등에서 상용으로 사용되는 발전기를 말한다. 이때, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)의 엔진의 RPM(Revolution Per Minute)을 제어하여 발전전력을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 그러나, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)가 디젤 발전기(10)의 발전전력을 제어하는 방법은 기재된 방법에 한정되지 않으며, 공지된 다양한 기술을 이용하여 디젤 발전기(10)의 발전전력을 제어할 수도 있다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)에 대응하는 부하(20)의 전단에 연결되며, 설정된 기간 동안의 미래에 부하(20)에서 사용할 것으로 예측되는 사용전력을 예측할 수 있다. 이때, 부하(20)가 복수인 경우, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 각각의 부하에 대한 일별, 주별, 월별, 계절별 등의 사용시간, 사용패턴, 단위시간당 소비전력 등을 분석하며, 분석되는 자료에 기반하여 미래의 설정된 기간 동안의 사용전력을 예측할 수 있다. 그러나, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)가 미래의 설정된 기간 동안의 부하의 사용전력을 예측하는 방법은 기재된 방법 이외에 공지된 다양한 기술을 이용할 수도 있다.
또한, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)에 대응하는 부하(20)의 후단에 연결되며, 현재 부하(20)에서 소비하는 소비전력을 실시간으로 측정할 수 있다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 보조 발전기(30)에 연결되며, 부하(20)의 소비전력이 디젤 발전기(10)의 정격전력 이상이거나 디젤 발전기(10)의 사용이 불가능한 경우에는 보조 발전기(30)를 제어하여 전력을 생성시킬 수 있다. 여기서, 보조 발전기(30)는 디젤 발전기로서, 비상용으로 사용되는 발전기를 말한다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 ESS(Energy Storage System)(40)와 연결되며, 디젤 발전기(10) 또는 보조 발전기(30)에 의해 발전되는 발전전력 중 일부 또는 전부를 ESS(40)에 저장시킬 수 있다. 또한, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 부하(20)의 소비전력이 디젤 발전기(10)의 정격전력 이상이거나 디젤 발전기(10)의 사용이 불가능한 경우, ESS(40)에 저장된 전력을 부하(20)에 공급시킬 수도 있다.
도 2는 도 1에 나타낸 디젤 발전기 전력 제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 발전전력 측정부(102), 소비전력 측정부(104), 소비전력 비교부(106), 발전전력 제어부(108), 정격전력 비교부(110), 보조발전기 제어부(112), 사용전력 예측부(114), 사용전력 비교부(116), ESS 제어부(118), 소비/사용 비교부(120) 및 예측전력 보정부(122)를 포함할 수 있다.
발전전력 측정부(102)는 디젤 발전기(10)에 의해 발전되는 발전전력을 실시간으로 측정한다. 즉, 발전전력 측정부(102)는 디젤 발전기(10)의 출력단에 연결되며, 디젤 발전기(10)에 의해 현재 생산되는 전력을 실시간으로 측정한다.
소비전력 측정부(104)는 디젤 발전기(10)에 대응하는 부하(20)의 소비전력을 실시간으로 측정한다. 즉, 소비전력 측정부(104)는 디젤 발전기(10)로부터 전력을 공급받는 부하(20)의 후단에서 해당 부하(20)가 현재 소비하는 소비전력을 실시간으로 측정한다. 이때, 부하(20)가 복수인 경우, 소비전력 측정부(104)는 시간의 추이에 따라 현재 운용되는 각각의 부하에 대한 소비전력을 실시간으로 측정할 수 있다.
소비전력 비교부(106)는 발전전력 측정부(102)에 의해 측정되는 발전전력과 소비전력 측정부(104)에 의해 측정되는 소비전력을 실시간으로 비교한다. 예를 들어, 소비전력 비교부(106)는 도 3에 도시한 바와 같이, 디젤 발전기(10)를 가동한 직후부터 일정한 시간이 경과하기까지의 발전전력과, 디젤 발전기(10)의 가동과 함께 부하(20)에 의해 소비되는 소비전력을 실시간으로 비교할 수 있다. 또한, 부하(20)가 복수이며, 각각의 운전시간이 상이한 경우, 소비전력 비교부(106)는 도 4에 도시한 바와 같이, 발전전력의 가동 이후의 시간의 추이에 따라 각각의 부하(20)에 의해 소비되는 소비전력을 실시간으로 비교할 수도 있다. 이 경우, 소비전력 비교부(106)는 도 5에 도시한 바와 같이, 디젤 발전기(10)의 발전전력과 각각의 부하(20)의 소비전력의 합인 부하의 전체 소비전력을 실시간으로 비교할 수도 있다.
발전전력 제어부(108)는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 부하(20)의 소비전력의 차이가 제1설정값 이상인 경우, 디젤 발전기(10)에 의해 발전되는 발전전력을 제어한다. 이때, 부하(20)가 복수인 경우, 발전전력 제어부(108)는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 부하(20)의 전체 소비전력의 차이가 제1설정값 이상인 경우에 디젤 발전기(10)의 발전전력을 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 발전전력 제어부(108)는 디젤 발전기(10)의 발전전력이 부하(20)의 소비전력보다 제1설정값 이상 큰 경우에 디젤 발전기(10)의 발전전력이 감소되도록 제어하며, 부하(20)의 소비전력이 디젤 발전기(10)의 발전전력보다 제1설정값 이상 큰 경우에 디젤 발전기(10)의 발전전력이 증가되도록 제어하는 것이 바람직하다. 이때, 발전전력 제어부(108)는 부하(20)의 소비전력이 디젤 발전기(10)의 발전전력보다 제1설정값 이상 큰 경우, 디젤 발전기(10)의 발전전력을 해당 디젤 발전기(10)의 정격전력의 범위 내에서 증가시키며, 부족한 나머지의 전력은 보조 발전기(30)를 이용하여 충당하는 것이 바람직하다. 여기서, 정격전력은 디젤 발전기(10)를 장시간 사용하더라도 기기에 손상이 가지 않고 무리없이 생산할 수 있는 최대 전력을 말한다.
정격전력 비교부(110)는 발전전력 측정부(102)에 의해 측정되는 발전전력을 디젤 발전기(10)의 정격전력과 비교한다. 즉, 정격전력 비교부(110)는 현재 발전전력 측정부(102)에 의해 측정되는 디젤 발전기(10)의 발전전력이 해당 디젤 발전기(10)가 무리없이 생산할 수 있는 최대 전력의 범위 내에 있는지를 비교한다.
보조발전기 제어부(112)는 부하(20)의 소비전력이 디젤 발전기(10)의 발전전력보다 제1설정값 이상 큰 경우, 부하(20)의 소비전력과 디젤 발전기(10)의 발전전력의 차이만큼 디젤 발전기(10)의 발전전력을 증가시켰을 때에 증가된 전력값이 디젤 발전기(10)의 정격전력 이상인지를 판단한다. 이때, 증가된 전력값이 디젤 발전기(10)의 정격전력 이상인 경우, 보조발전기 제어부(112)는 증가된 전력값과 디젤 발전기(10)의 정격전력의 차이에 해당하는 전력이 보조발전기(30)에 의해 생산되도록 보조발전기(30)를 제어하는 것이 바람직하다.
사용전력 예측부(114)는 부하(20)의 설정된 기간동안의 사용전력을 예측한다. 이때, 사용전력 예측부(114)는 일별, 주간별, 월별, 계절별 등과 같이, 일정한 기간 동안의 부하(20)의 소비전력의 패턴을 분석하며, 분석된 부하(20)의 소비전력의 패턴에 기반하여 다음의 설정된 기간동안에 부하(20)의 사용전력을 예측할 수 있다. 또한, 부하(20)가 복수인 경우, 사용전력 예측부(114)는 각각의 부하에 대하여 개별적으로 설정된 기간동안의 사용전력을 예측할 수 있다. 부하(20)의 사용전력에 대한 예측방법은 기재된 방법 이외에 공지된 다양한 사용전력 예측방법을 이용할 수도 있다.
사용전력 비교부(116)는 발전전력 측정부(102)에 의해 측정되는 발전전력과 사용전력 예측부(114)에 의해 예측되는 사용전력을 비교한다. 이때, 사용전력 비교부(116)는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 부하(20)의 소비전력의 차이가 제1설정값보다 작은 경우에 디젤 발전기(10)의 발전전력과 부하(20)의 다음 설정기간 동안의 예측되는 사용전력을 비교할 수 있다. 또한, 사용전력 비교부(116)는 도 6에 도시한 바와 같이, 현재의 일정기간 동안에 발전전력 측정부(102)에 의해 측정되는 발전전력의 평균값을 산출하고, 현재의 디젤 발전기(10)의 구동조건이 동일하게 적용됨으로써 연속되는 다음의 설정기간 동안의 발전전력은 현재의 측정기간 동안의 발전전력의 평균값일 것으로 가정하며, 그에 따라 다음의 설정기간 동안의 가정되는 발전전력과 부하(20)의 예측되는 사용전력을 비교할 수 있다.
ESS 제어부(118)는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 사용전력 예측부(114)에 의해 예측되는 부하(20)의 사용전력의 차이가 제1설정값보다 작으며, 제1설정값보다 작은 값으로 설정된 제2설정값 이상인 경우, ESS(Energy Storage System)(40)를 제어한다. 이때, ESS 제어부(118)는 설정된 기간 동안에 적용될 것으로 가정되는 디젤 발전기(10)의 발전전력이 부하(20)의 설정된 기간동안의 예측되는 사용전력보다 제2설정값 이상 큰 경우에는 해당 설정된 기간 동안에 발전전력과 사용전력의 차이만큼의 전력이 ESS(40)에 저장되도록 ESS(40)를 제어하며, 설정된 기간 동안의 예측되는 부하(20)의 사용전력이 해당 기간 동안에 적용될 것으로 가정되는 발전전력보다 제2설정값 이상 큰 경우에는 해당 설정된 기간 동안에 ESS(40)에 저장된 전력이 부하(20)에 공급되도록 ESS(40)를 제어할 수 있다.
소비/사용 비교부(120)는 소비전력 측정부(104)에 의해 측정되는 소비전력과 사용전력 예측부(114)에 의해 예측되는 사용전력을 비교한다. 이때, 소비/사용 비교부(120)는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 부하(20)의 사용전력의 차이가 제2설정값보다 작은 경우에 부하(20)의 소비전력과 부하(20)의 다음 설정기간 동안의 사용전력을 비교할 수 있다. 또한, 소비/사용 비교부(120)는 사용전력이 예측되는 설정기간 전의 해당 설정기간과 동일한 시간간격의 기간 동안 부하(20)에 의해 현재 소비되는 소비전력의 평균값을 산출하고, 산출되는 소비전력의 평균값과 해당 부하(20)에 의해 연속되는 다음의 설정기간 동안에 사용될 것으로 예측되는 사용전력을 비교할 수 있다.
예측전력 보정부(122)는 소비전력과 사용전력의 차이가 제2설정값보다 작으며, 제2설정값보다 작은 값으로 설정된 제3설정값 이상인 경우, 사용전력 예측부(114)에 의해 예측되는 다음 기간동안의 사용전력을 보정한다. 이때, 예측전력 보정부(122)는 설정기간과 동일한 시간간격의 기간 동안에 현재 측정되는 부하(20)의 소비전력의 평균값이 다음의 설정기간 동안에 예측되는 부하(20)의 사용전력보다 제3설정값 이상 큰 경우, 다음의 설정기간 동안의 예측되는 사용전력을 증가시킬 수 있다. 이 경우, 사용전력의 증가되는 값은 소비전력의 평균값과 사용전력의 차이에 해당하는 값의 1/2에 해당하는 값일 수 있다. 또한, 예측전력 보정부(122)는 다음의 설정기간 동안에 예측되는 부하(20)의 사용전력이 해당 설정기간과 동일한 시간간격의 기간 동안에 현재 측정되는 부하(20)의 소비전력의 평균값보다 제3설정값 이상 큰 경우, 다음의 설정기간 동안의 예측되는 사용전력을 감소시킬 수 있다. 이 경우, 사용전력의 감소되는 값은 소비전력의 평균값과 사용전력의 차이의 1/2에 해당하는 값일 수 있다. 여기서, 다음의 설정기간 동안의 사용전력을 사용전력의 감소되는 값은 소비전력의 평균값과 사용전력의 차이의 1/2만큼 증가시키거나 감소시키는 이유는 이전의 부하(20)의 소비전력의 패턴을 고려하면서 연속되는 기간 동안에 부하(20)의 소비전력이 급격하게 변화되지 않음을 함께 고려하여 설정한 값이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 발전기 전력 제어방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 디젤 발전기 전력 제어방법은 도 1에 나타낸 디젤 발전기 전력 제어장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)에 의해 발전되는 발전전력을 실시간으로 측정한다(S102). 즉, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)의 출력단에 연결되며, 디젤 발전기(10)에 의해 현재 생산되는 전력을 실시간으로 측정한다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)에 대응하는 부하(20)의 소비전력을 실시간으로 측정한다(S104). 즉, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)로부터 전력을 공급받는 부하(20)의 후단에서 해당 부하(20)가 현재 소비하는 소비전력을 실시간으로 측정한다. 이때, 부하(20)가 복수인 경우, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 시간의 추이에 따라 현재 운용되는 각각의 부하에 대한 소비전력을 실시간으로 측정할 수 있다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 부하(20)의 설정된 기간동안의 사용전력을 예측한다(S106). 이때, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 일별, 주간별, 월별, 계절별 등과 같이, 일정한 기간 동안의 부하(20)의 소비전력의 패턴을 분석하며, 분석된 부하(20)의 소비전력의 패턴에 기반하여 다음의 설정된 기간동안에 부하(20)의 사용전력을 예측할 수 있다. 또한, 부하(20)가 복수인 경우, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 각각의 부하에 대하여 개별적으로 설정된 기간동안의 사용전력을 예측할 수 있다. 부하(20)의 사용전력에 대한 예측방법은 기재된 방법 이외에 공지된 다양한 사용전력 예측방법을 이용할 수도 있다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 측정되는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 측정되는 부하(20)의 소비전력을 실시간으로 비교한다(S108). 예를 들어, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)를 가동한 직후부터 일정한 시간이 경과하기까지의 발전전력과, 디젤 발전기(10)의 가동과 함께 부하(20)에 의해 소비되는 소비전력을 실시간으로 비교할 수 있다. 또한, 부하(20)가 복수이며, 각각의 운전시간이 상이한 경우, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)의 발전전력의 가동 이후의 시간의 추이에 따라 각각의 부하(20)에 의해 소비되는 소비전력을 실시간으로 비교할 수도 있다. 이 경우, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 각각의 부하(20)의 소비전력의 합인 부하의 전체 소비전력을 실시간으로 비교할 수도 있다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 부하(20)의 소비전력의 차이가 제1설정값 이상인 경우(S110), 디젤 발전기(10)에 의해 발전되는 발전전력을 제어한다(S112). 이때, 부하(20)가 복수인 경우, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 부하(20)의 전체 소비전력의 차이가 제1설정값 이상인 경우에 디젤 발전기(10)의 발전전력을 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)의 발전전력이 부하(20)의 소비전력보다 제1설정값 이상 큰 경우에 디젤 발전기(10)의 발전전력이 감소되도록 제어하며, 부하(20)의 소비전력이 디젤 발전기(10)의 발전전력보다 제1설정값 이상 큰 경우에 디젤 발전기(10)의 발전전력이 증가되도록 제어하는 것이 바람직하다. 이때, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 부하(20)의 소비전력이 디젤 발전기(10)의 발전전력보다 제1설정값 이상 큰 경우, 디젤 발전기(10)의 발전전력을 해당 디젤 발전기(10)의 정격전력의 범위 내에서 증가시키며, 부족한 나머지의 전력은 보조 발전기(30)를 이용하여 충당하는 것이 바람직하다. 여기서, 정격전력은 디젤 발전기(10)를 장시간 사용하더라도 기기에 손상이 가지 않고 무리없이 생산할 수 있는 최대 전력을 말한다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 측정되는 디젤 발전기(10)의 발전전력을 디젤 발전기(10)의 정격전력과 비교한다. 즉, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 현재 측정되는 디젤 발전기(10)의 발전전력이 해당 디젤 발전기(10)가 무리없이 생산할 수 있는 최대 전력의 범위 내에 있는지를 비교한다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 부하(20)의 소비전력이 디젤 발전기(10)의 발전전력보다 제1설정값 이상 큰 경우, 부하(20)의 소비전력과 디젤 발전기(10)의 발전전력의 차이만큼 디젤 발전기(10)의 발전전력을 증가시켰을 때에 증가된 전력값이 디젤 발전기(10)의 정격전력 이상인지를 판단한다. 이때, 증가된 전력값이 디젤 발전기(10)의 정격전력 이상인 경우, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 증가된 전력값과 디젤 발전기(10)의 정격전력의 차이에 해당하는 전력이 보조발전기(30)에 의해 생산되도록 보조발전기(30)를 제어하는 것이 바람직하다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 측정되는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 예측되는 부하(20)의 설정된 기간 동안의 사용전력을 비교한다(S114). 이때, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 부하(20)의 소비전력의 차이가 제1설정값보다 작은 경우에 디젤 발전기(10)의 발전전력과 부하(20)의 다음 설정기간 동안의 예측되는 사용전력을 비교할 수 있다. 또한, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 현재의 일정기간 동안에 측정되는 디젤 발전기(10)의 발전전력의 평균값을 산출하고, 현재의 디젤 발전기(10)의 구동조건이 동일하게 적용됨으로써 연속되는 다음의 설정기간 동안의 발전전력은 현재의 측정기간 동안의 발전전력의 평균값일 것으로 가정하며, 그에 따라 다음의 설정기간 동안의 가정되는 발전전력과 부하(20)의 예측되는 사용전력을 비교할 수 있다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 부하(20)의 소비전력의 차이가 제1설정값보다 작으며, 디젤 발전기(10)의 발전전력과 예측되는 부하(20)의 사용전력의 차이가 제1설정값보다 작은 값으로 설정된 제2설정값 이상인 경우(S116), ESS(Energy Storage System)(40)를 제어한다(S118). 이때, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 설정된 기간 동안에 적용될 것으로 가정되는 디젤 발전기(10)의 발전전력이 부하(20)의 설정된 기간동안의 예측되는 사용전력보다 제2설정값 이상 큰 경우에는 해당 설정된 기간 동안에 발전전력과 사용전력의 차이만큼의 전력이 ESS(40)에 저장되도록 ESS(40)를 제어하며, 설정된 기간 동안의 예측되는 부하(20)의 사용전력이 해당 기간 동안에 적용될 것으로 가정되는 발전전력보다 제2설정값 이상 큰 경우에는 해당 설정된 기간 동안에 ESS(40)에 저장된 전력이 부하(20)에 공급되도록 ESS(40)를 제어할 수 있다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 측정되는 부하(20)의 소비전력과 예측되는 부하(20)의 설정된 기간 동안의 사용전력을 비교한다(S120). 이때, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 디젤 발전기(10)의 발전전력과 부하(20)의 사용전력의 차이가 제2설정값보다 작은 경우에 부하(20)의 소비전력과 부하(20)의 다음 설정기간 동안의 사용전력을 비교할 수 있다. 또한, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 사용전력이 예측되는 설정기간 전의 해당 설정기간과 동일한 시간간격의 기간 동안 부하(20)에 의해 현재 소비되는 소비전력의 평균값을 산출하고, 산출되는 소비전력의 평균값과 해당 부하(20)에 의해 연속되는 다음의 설정기간 동안에 사용될 것으로 예측되는 사용전력을 비교할 수 있다.
디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 소비전력과 사용전력의 차이가 제2설정값보다 작은 값으로 설정된 제3설정값 이상인 경우(S122), 부하(20)의 예측되는 다음 기간동안의 사용전력을 보정한다.
이때, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 설정기간과 동일한 시간간격의 기간 동안에 현재 측정되는 부하(20)의 소비전력의 평균값이 다음의 설정기간 동안에 예측되는 부하(20)의 사용전력보다 제3설정값 이상 큰 경우, 다음의 설정기간 동안의 예측되는 사용전력을 증가시킬 수 있다. 이 경우, 사용전력의 증가되는 값은 소비전력의 평균값과 사용전력의 차이에 해당하는 값의 1/2에 해당하는 값일 수 있다.
또한, 디젤 발전기 전력 제어장치(100)는 다음의 설정기간 동안에 예측되는 부하(20)의 사용전력이 해당 설정기간과 동일한 시간간격의 기간 동안에 현재 측정되는 부하(20)의 소비전력의 평균값보다 제3설정값 이상 큰 경우, 다음의 설정기간 동안의 예측되는 사용전력을 감소시킬 수 있다.
이 경우, 사용전력의 감소되는 값은 소비전력의 평균값과 사용전력의 차이의 1/2에 해당하는 값일 수 있다. 여기서, 다음의 설정기간 동안의 사용전력을 사용전력의 감소되는 값은 소비전력의 평균값과 사용전력의 차이의 1/2만큼 증가시키거나 감소시키는 이유는 이전의 부하(20)의 소비전력의 패턴을 고려하면서 연속되는 기간 동안에 부하(20)의 소비전력이 급격하게 변화되지 않음을 함께 고려하여 설정한 값이다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (2)

  1. 디젤 발전기(Diesel Generator)에 의해 발전되는 발전전력을 실시간으로 측정하는 발전전력 측정부;
    상기 디젤 발전기에 대응하는 부하의 소비전력을 실시간으로 측정하는 소비전력 측정부;
    상기 발전전력 측정부에 의해 측정되는 발전전력과 상기 소비전력 측정부에 의해 측정되는 소비전력을 비교하는 소비전력 비교부; 및
    상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이가 제1설정값 이상인 경우, 상기 디젤 발전기에 의해 발전되는 발전전력을 제어하는 발전전력 제어부;
    를 포함하며,
    상기 발전전력 제어부는 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 상기 제1설정값 이상 큰 경우에 상기 디젤 발전기의 발전전력을 감소시키고, 상기 소비전력이 상기 발전전력보다 상기 제1설정값 이상 큰 경우에 상기 디젤 발전기의 정격전력의 범위 내에서 발전전력을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 디젤 발전기 전력 제어장치.
  2. 제1항의 디젤 발전기 전력 제어장치에 의해 수행되는 디젤 발전기 전력 제어방법에 있어서,
    디젤 발전기에 의해 발전되는 발전전력을 실시간으로 측정하는 단계;
    상기 디젤 발전기에 대응하는 부하의 소비전력을 실시간으로 측정하는 단계;
    상기 부하의 설정된 기간동안의 사용전력을 예측하는 단계;
    상기 발전전력과 상기 소비전력을 비교하는 단계;
    상기 발전전력과 상기 소비전력의 차이가 제1설정값 이상인 경우, 상기 디젤 발전기에 의해 발전되는 발전전력을 제어하는 단계;
    상기 발전전력과 상기 사용전력을 비교하는 단계; 및
    상기 발전전력과 상기 사용전력의 차이가 상기 제1설정값보다 작으며, 상기 제1설정값보다 작은 값으로 설정된 제2설정값 이상인 경우, ESS를 제어하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 발전전력을 제어하는 단계는 상기 발전전력이 상기 소비전력보다 상기 제1설정값 이상 큰 경우에 상기 디젤 발전기의 발전전력을 감소시키고, 상기 소비전력이 상기 발전전력보다 상기 제1설정값 이상 큰 경우에 상기 디젤 발전기의 정격전력의 범위 내에서 발전전력을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 디젤 발전기 전력 제어방법.
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