KR102546150B1 - Electric vehicle charging control device considering the public housing power system - Google Patents
Electric vehicle charging control device considering the public housing power system Download PDFInfo
- Publication number
- KR102546150B1 KR102546150B1 KR1020220095196A KR20220095196A KR102546150B1 KR 102546150 B1 KR102546150 B1 KR 102546150B1 KR 1020220095196 A KR1020220095196 A KR 1020220095196A KR 20220095196 A KR20220095196 A KR 20220095196A KR 102546150 B1 KR102546150 B1 KR 102546150B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- charging
- demand
- pattern
- power
- complex
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- B60L53/67—Controlling two or more charging stations
-
- 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
- B60L53/62—Monitoring or controlling charging stations in response to charging parameters, e.g. current, voltage or electrical charge
-
- 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
- B60L53/665—Methods related to measuring, billing or payment
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
Abstract
본 발명의 충전 제어 장치는, 공동주택 단지에서 소비하는 전력 패턴인 수요 패턴을 분석하는 패턴 분석부, 전기차 충전기의 충전 시간을 조절하는 충전 스케쥴링부를 포함할 수 있고, 패턴 분석부 및 충전 스케쥴링부에 의해 상기 공동주택 단지의 충전 수요가 분산될 수 있다. The charge control device of the present invention may include a pattern analyzer that analyzes a demand pattern, which is a pattern of power consumption in an apartment complex, and a charge scheduler that adjusts the charging time of an electric vehicle charger. charging demand of the multi-unit housing complex can be distributed by
Description
본 발명은 전기자동차의 충전 수요 분산을 이용한 공동주택용 전기차 충전 제어 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric vehicle charging control device for multi-family housing using distribution of electric vehicle charging demand.
전기차는 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. Electric vehicles need to be charged while staying at home after going home because the charging time for charging electricity, which is fuel, is longer than that of an internal combustion engine vehicle. In a multi-unit dwelling such as an apartment, it is difficult for each occupant of the multi-unit dwelling to manage, unlike in a detached house where an individual charges using commercial power at home and freely adjusts a charging schedule.
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.Due to the characteristics of multi-unit dwellings that need to manage a large number of chargers, in the case of voltage control in multi-unit dwellings, the allowable power range of substations in the multi-unit dwellings, power peaks by time slots, or electricity rates for the entire apartment complexes may be considered.
최근 전기차의 수요가 증가하면서, 공동주택에서 다수 거주하는 국내 거주 형태상, 아파트 등을 포함하는 공동주택에서의 전기차 충전 문제가 발생하고 있다.As the demand for electric vehicles has recently increased, electric vehicle charging problems have arisen in apartment houses, including apartments, in the form of domestic residence where many live in apartment houses.
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. According to the Building Act, it is necessary to secure 3% of the parking area for electric vehicles in apartments and 5% for new construction. As the parking area for electric vehicles increases, the demand for electric vehicle chargers also increases, but the capacity of transformers in apartments cannot be easily changed, which can increase the possibility of problems with system stability.
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 있다. When increased charging demand is concentrated at the same time, system stability may become more unstable. In addition, if additional EV chargers are added to meet the increasing demand for EVs in addition to demand patterns such as the maximum demand of existing apartment complexes, the transformer itself needs to be replaced to meet the increased demand peak.
그러나, 변압기 인프라 시설의 교체에는 비용이 많이 들어 기존 변압기를 그대로 유지하면서 공동주택 단지의 전력 품질을 안정적으로 관리하는 시스템이 필요하다.However, since replacement of transformer infrastructure facilities is expensive, a system that stably manages the power quality of apartment complexes while maintaining the existing transformers is required.
본 발명의 충전 제어 장치는, 공동주택의 기존 변압기 용량을 그대로 유지하면서도 증가하는 충전 수요에 대응할 수 있는 공동주택 전력 품질 관리 방법을 제공할 수 있다. The charging control device of the present invention can provide an apartment house power quality management method that can respond to the increasing charging demand while maintaining the existing transformer capacity of the apartment house as it is.
본 발명은, 공동주택 단지에 대한 패턴 분석부의 수요 패턴 분석에 기반하여, 최대 수요와 최소 수요의 차이를 낮추고 수요 패턴을 평탄화시킴으로써, 상기 공동주택 단지의 전력 품질을 관리할 수 있다. According to the present invention, the power quality of the multi-unit housing complex can be managed by lowering the difference between the maximum demand and the minimum demand and flattening the demand pattern based on the analysis of the demand pattern by the pattern analyzer for the multi-unit housing complex.
본 발명의 충전 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 내 시설에 분배될 수 있다. In the charging control device of the present invention, power supplied from the power system can be distributed to a plurality of multi-unit housing complexes, which are downstream nodes of the power system, and the power supplied to the multi-unit housing complex is an electric vehicle through a switchboard installed in the multi-unit housing complex. It can be distributed to facilities in the apartment complex including the charger.
본 발명의 충전 제어 장치는, 공동주택 단지에서 소비하는 전력 패턴인 수요 패턴을 분석하는 패턴 분석부, 전기차 충전기의 충전 시간을 조절하는 충전 스케쥴링부를 포함할 수 있고, 패턴 분석부 및 충전 스케쥴링부에 의해 상기 공동주택 단지의 충전 수요가 분산될 수 있다. The charge control device of the present invention may include a pattern analyzer that analyzes a demand pattern, which is a pattern of power consumption in an apartment complex, and a charge scheduler that adjusts the charging time of an electric vehicle charger. charging demand of the multi-unit housing complex can be distributed by
전력 소비량에 따라 요금제를 다르게 적용하는 기존의 계시별 요금제(TOU, Time Of Use)는, 부하의 구체적인 구조를 반영하기 어렵고, 낮은 요금을 적용하는 시간에 충전 수요가 몰리면서 또 다른 전력 피크를 발생시킬 수 있다. The existing Time Of Use (TOU) rate system, which applies different rates according to the amount of power consumption, is difficult to reflect the specific structure of the load, and another power peak occurs as charging demand is concentrated during the time when the low rate is applied. can make it
따라서, 본 발명의 충전 제어 장치는, 전력 계통을 고려하여 변압기 용량 문제로 인한 계통의 안정성을 확보하고 전기차 이용자의 편의성을 고려하도록, 공동주택 단지에 주차된 전기차의 충전 수요를 분산시킬 수 있다. Therefore, the charging control device of the present invention can distribute the charging demand of electric vehicles parked in apartment complexes to ensure stability of the system due to the problem of transformer capacity in consideration of the power system and to consider the convenience of electric vehicle users.
본 발명은 공동주택 단지의 충전 수요를 분산시키기 위한 목적 함수를 설정하여 기존에 설치된 공동주택 단지의 변압기 인프라를 그대로 유지하면서도 목적 함수를 최소화하는 충전 시작 시간을 산출할 수 있다. The present invention sets an objective function for distributing the charging demand of the multi-unit housing complex to calculate the charging start time that minimizes the objective function while maintaining the existing transformer infrastructure of the multi-unit housing complex.
본 발명은, 충전 제어 장치가 관리하는 공동주택 단지의 전력 수요 패턴을 파악하고, 전력 수요 패턴 중 전기차 충전기에서 소비되는 전기차 충전량과 그 외 공동주택 각 세대에서 고정적으로 소비하는 전력량을 분별하며, 공동주택 단지의 주차장에 주차된 전기차의 충전 시작 시간을 스케쥴링하여, 공동주택 단지의 전력 상황을 안정화시키고 비용도 절감할 수 있다. The present invention identifies the power demand pattern of the apartment complex managed by the charging control device, classifies the amount of electric vehicle charging consumed by the electric vehicle charger and the amount of power consumed in each apartment unit, among the power demand patterns, By scheduling the charging start time of electric vehicles parked in the parking lot of the housing complex, it is possible to stabilize the power situation of the multi-family housing complex and reduce costs.
도 1은 본 발명의 충전 제어 장치의 중앙 관리부와 로컬 관리부에 대한 설명도이다.
도 2는 본 발명의 충전 제어 장치의 구성도이다.
도 3의 (a)는 본 발명의 공동주택 단지에 공급되는 공급 용량에 대한 설명도이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 공동주택 단지에 공급되고 전력 잉여저장량을 고려한 운영 전력에 대한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 수요 패턴 중 기본 패턴에 대한 설명도이다.
도 5는 충전 패턴을 포함하는 전체 수요 패턴에 본 발명의 충전 제어 장치가 적용되지 않은 실시 예이다.
도 6은 충전 패턴을 포함하는 전체 수요 패턴에 본 발명의 충전 제어 장치가 적용된 실시 예이다.
도 7은 본 발명의 공동주택 단지의 전압에서 전기차 충전 관련 부분이 제외된 기본 전압 프로파일이다.
도 8은 전기차 충전이 포함된 공동주택 단지의 전압에 본 발명의 충전 제어 장치가 적용되지 않은 실시 예이다.
도 9는 전기차 충전이 포함된 공동주택 단지의 전압에 본 발명의 충전 제어 장치가 적용된 실시 예이다. 1 is an explanatory diagram of a central management unit and a local management unit of a charging control device according to the present invention.
2 is a configuration diagram of a charging control device of the present invention.
Figure 3 (a) is an explanatory diagram of the supply capacity supplied to the multi-family housing complex of the present invention, and Figure 3 (b) is a description of the operating power supplied to the multi-unit housing complex of the present invention and considering the power surplus storage amount It is also
4 is an explanatory view of a basic pattern among demand patterns of the present invention.
5 is an embodiment in which the charging control device of the present invention is not applied to the entire demand pattern including the charging pattern.
6 is an embodiment in which the charging control device of the present invention is applied to the entire demand pattern including the charging pattern.
7 is a basic voltage profile in which electric vehicle charging-related parts are excluded from the voltage of an apartment complex of the present invention.
8 is an embodiment in which the charging control device of the present invention is not applied to the voltage of an apartment complex including electric vehicle charging.
9 is an embodiment in which the charging control device of the present invention is applied to the voltage of an apartment complex including electric vehicle charging.
도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 공동주택 단지(70)에 적용되는 충전 제어 장치에 대해 설명한다.1 to 9, a charging control device applied to the
본 발명의 충전 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. The charging control device of the present invention is described as an example of an apartment complex for residence, but the present invention is extended to any place where a large number of electric vehicle chargers are installed in the form of a large parking lot, including collective buildings such as shopping malls. can be applied
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. A substation or switchgear facility in an apartment complex is installed with a transformer, load switchgear (LBS), vacuum circuit breaker (VCB), air circuit breaker (ACB), instrument transformer (MOF), power fuse (PF), battery, charger, etc. As replacement of such transformer infrastructure facilities is costly, a system that stably manages the power quality of apartment complexes while maintaining the existing transformers may be required.
이에 따라, 본 발명의 충전 제어 장치는, 공동주택의 기존 변압기 용량을 그대로 유지하면서도 증가하는 충전 수요에 대응하기 위해, 전기차 충전 시작 시간을 스케쥴링함으로써 전기차 충전 수요를 분산시킬 수 있는 공동주택 전력 품질 관리 방법을 제공할 수 있다. Accordingly, the charging control device of the present invention schedules the electric vehicle charging start time to respond to the increasing charging demand while maintaining the capacity of the existing transformer in the apartment house, thereby managing the power quality of the apartment house that can distribute the electric vehicle charging demand method can be provided.
먼저, 도 4 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 충전 스케쥴링부(470)에 의한 전기차 충전 시간 조절에 대해 설명한다. First, with reference to FIGS. 4 to 9 , the electric vehicle charging time adjustment by the charging
본 발명의 충전 제어 장치는 전기차 충전기(L1~L3)의 충전 시간을 조절할 수 있는 충전 스케쥴링부(470)를 포함할 수 있다. 충전 제어장치는 복수의 공동주택 단지(71,72)를 제어할 수 있는 중앙 관리부(400)를 포함할 수 있고, 충전 스케쥴링부(470)는 중앙 관리부(400)에 포함될 수 있다. The charging control device of the present invention may include a
공동주택 단지(70)의 소비되는 전력의 패턴인 수요 패턴은, 기본 패턴 및 충전 패턴으로 분별될 수 있다. A demand pattern, which is a pattern of consumed power of the
기본 패턴은 공동주택 단지(70)의 각 세대별 소비 수요와, 공동주택 단지의 공용 부분의 소비 수요를 포함할 수 있다. 충전 패턴은 공동주택 단지(70)에 설치된 전기차 충전기(L)의 전기차 충전량을 포함할 수 있다. The basic pattern may include the consumption demand of each household in the
도 4를 참조하면, 공동주택 단지(70)에서 전기차 충전 수요가 없는 경우의 부하인 기본 패턴을 나타낸다. 기본 패턴은 전기차 충전기(L) 시설과는 별도로 공동주택 단지(70)에서 소비하는 전력 소비 수요일 수 있다. 변압기 허용 용량을 초과하지는 않지만 수요가 집중되는 시간대에는 기본 패턴의 최대 수요가 변압기 허용 용량에 가까워질 수 있다. Referring to FIG. 4 , a basic pattern that is a load when there is no demand for charging an electric vehicle in the
본 발명의 패턴 분석부(340)를 통해, 시,주,년 단위별 시간에 따른 수요 패턴, 각 세대가 속한 동과 인접한 주차장의 전기차 충전기 수요 패턴, 및 각 세대가 소유한 전기차의 수요 패턴 중 적어도 하나가 분석될 수 있고, 이를 이용해 본 발명은 각 세대에 최선의 전력 소비 스케쥴링을 제공할 수 있다. Through the
본 발명의 전기차 충전기(L) 관리에 집중해서 살펴보면, 패턴 분석부(340)에 의해 분석된 기본 패턴은 고정된 값 또는 고정된 수요 패턴이라 할 수 있고, 전기차 충전에 의한 충전 패턴은 제어가능한 변동값 또는 변동될 수 있는 수요 패턴이라 할 수 있다. Looking at the management of the electric vehicle charger (L) of the present invention, the basic pattern analyzed by the
따라서, 충전 스케쥴링부(470)는, 기본 패턴을 고정값으로 충전 패턴을 변동값으로하여, 공동주택 단지(70)의 수요 패턴을 최적화할 수 있다. Accordingly, the
공동주택 단지(70)의 수요 패턴의 최적화는, 수요 패턴의 최대 수요 및 최소 수요 간의 차이를 최소화하도록 상기 전기차 충전기의 충전 시간을 조절하는 것일 수 있다. Optimization of the demand pattern of the
도 5를 참조하면, 아직 충전 제어 장치에 의해 충전 패턴이 분산되지 않은 상태이고, 전기차 충전기(L)의 수요 증가로 인해 총 수요 패턴이 전력 피크 지점(A)에서 공동주택 단지(70)에 설치된 변압기(240)의 한도 용량을 초과한 상태일 수 있다. 예를 들어, 공동주택 단지(70)로 귀가한 전기차 이용자가 충전을 시작하면, 저녁 동시간대에 충전 수요가 집중될 수 있고, 변압기 허용 용량을 초과하는 문제가 발생할 수 있다. Referring to FIG. 5, the charging pattern is not yet distributed by the charging control device, and the total demand pattern is installed in the
도 6을 참조하면, 총 수요 패턴에 공동주택 단지(70)의 세대별 또는 공용 소비 패턴을 포함한 기본 패턴, 및 전기차 충전에 따른 충전 패턴이 모두 포함된 것으로, 본 발명의 충전 제어 장치가 적용된 총 수요 패턴을 보여주고, 본 발명의 패턴 분석부(340) 및 충전 스케쥴링부(470)에 의해 공동주택 단지(70)의 충전 수요가 분산된 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 6, the total demand pattern includes both the basic pattern including the household or common consumption pattern of the
따라서, 충전 스케쥴링부(470)는, 패턴 분석부(340)의 수요 패턴 분석에 기반하여 수요 패턴 중 최대 수요와 최소 수요 간의 차이를 줄이고, 시간에 따른 수요 패턴을 평탄화시킬 수 있다. Accordingly, the
충전 스케쥴링부(470)는, 기본 패턴의 국소적 극소 지점을 메우도록 충전 패턴의 전기차 충전량을 분배할 수 있다. The
상기의 충전 스케쥴링부(470)에 의한 충전 시간 조절은, 충전 스케쥴링부(470)가 목적 함수를 설정하고, 목적 함수를 최소화하는 충전 시작 시간 또는 충전 지연 시간을 산출하는 것일 수 있다. The charging time adjustment by the charging
목적 함수에는, 수요 패턴의 최대 수요, 수요 패턴의 최대 수요와 최소 수요 간의 차이, 수요 패턴의 분산값, 및 충전 비용 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. The objective function may include at least one of a maximum demand of the demand pattern, a difference between the maximum demand and minimum demand of the demand pattern, a variance value of the demand pattern, and a charging cost.
목적 함수는 수학식 1로 주어질 수 있다.The objective function can be given by
여기서, Loss(t)는 목적 함수일 수 있고, Pdiff는 수요 패턴의 최대 수요와 최소 수요 간의 차이일 수 있으며, Pvar는 전력 부하의 분산값 또는 수요 패턴의 분산값일 수 있고, Cev는 충전 비용일 수 있다. Here, Loss(t) may be an objective function, Pdiff may be the difference between the maximum demand and the minimum demand of a demand pattern, Pvar may be a variance value of a power load or a variance value of a demand pattern, and Cev may be a charging cost. there is.
수요 패턴의 최대 수요와 최소 수요 간의 차이(Pdiff)는 수학식 2로 표현될 수 있다. The difference (Pdiff) between the maximum demand and the minimum demand of the demand pattern can be expressed by
여기서, Ppeak는 수요 패턴의 최대 수요 또는 최대 전력일 수 있고, 수학식 3으로 주어질 수 있다. Pvalley는 수요 패턴의 최소 수요 또는 최소 전력일 수 있고, 수학식 4로 주어질 수 있다. Here, Ppeak may be the maximum demand or maximum power of the demand pattern, and may be given by
여기서, Ptotal,i는 타임스탬프 i 에 대한 전력 또는 타임스탬프 i에 대한 수요 패턴일 수 있다. Here, Ptotal,i may be the power for timestamp i or the demand pattern for timestamp i.
여기서, Ptotal,i는 타임스탬프 i 에 대한 전력 또는 타임스탬프 i에 대한 수요 패턴일 수 있다. Here, Ptotal,i may be the power for timestamp i or the demand pattern for timestamp i.
기본 패턴과 충전 패턴을 더한 총 수요 패턴(Ptotal)은 수학식 5와 같이 주어질 수 있다. The total demand pattern (Ptotal) obtained by adding the basic pattern and the charging pattern may be given as in
여기서, Pbase는, 전기차가 존재하지 않을 때의 전력일 수 있고, 전기차 충전량에 대한 충전 패턴이 추가되기 전에 예상되는 전력일 수 있다. Pev는 전기차 충전에 의한 충전 패턴일 수 있다. Here, Pbase may be power when an electric vehicle does not exist, and may be expected power before a charging pattern for an electric vehicle charging amount is added. Pev may be a charging pattern by charging an electric vehicle.
수요 패턴의 분산값(Pvar)는 수학식 6에 의해 주어질 수 있다.The variance value Pvar of the demand pattern can be given by
여기서, E는 평균을 의미하고, Ptotal은 수학식 5에 의한 수요 패턴이며, Pmean은 평균 전력일 수 있다. Here, E means average, Ptotal is the demand pattern according to
목적 함수에서 고려될 수 있는 충전 비용(Cev)는 수학식 7에 의해 주어질 수 있다. The charging cost (Cev) that can be considered in the objective function can be given by
여기서, Pev,i 는 타임스탬프 i 에 대한 충전 전력 수요일 수 있고, Ci는 타임스탬프 i 에 대한 단위 전력당 요금일 수 있다. Here, Pev,i may be charging power for timestamp i, and Ci may be a charge per unit power for timestamp i.
본 발명의 충전 제어 장치에서, 공동주택 단지(70)의 최적의 충전 스케쥴링을 하는 것은, 수학식 8 및 수학식 9로 주어지는 제약 조건을 만족하며 목적 함수 Loss(t)를 최소화하는 충전 시작 시간(t)를 산출하는 것일 수 있다. In the charging control device of the present invention, optimal charging scheduling of the
수학식 8은 공동주택 단지(70)에서 운영되는 전압(V)의 크기에 대한 조건일 수 있고, Vmax는 전압 상한, Vmin은 전압 하한을 의미할 수 있다.
여기서, Ptotal은 공동주택 단지(70)의 전체 수요 패턴일 수 있고, Pcapacity는 공동주택 단지(70)에 설치된 변압기(240)의 최대 허용 용량일 수 있다. Here, Ptotal may be the entire demand pattern of the
도 7 내지 도 9는 시간에 따른 공동주택 단지(70)의 전압 패턴을 나타낸 것이다. 7 to 9 show voltage patterns of the
도 7은 전기차 충전 수요가 없을 때의 공동주택 단지(70)의 전압을 나타낸 것일 수 있다. 도 7은 도 4에 대응할 수 있고, 도 8은 도 5에 대응할 수 있으며, 도 9는 도 6에 대응할 수 있다. 7 may show the voltage of the
점선은 공동주택 단지(70)의 전압 상한과 전압 하한을 각각 나타낸 것일 수 있다. Dotted lines may indicate the upper voltage limit and the lower voltage limit of the
공동주택 단지(70)의 수요 또는 부하가 증가하면 공동주택 단지(70)의 전압은 낮아질 수 있고, 공동주택 단지(70)의 수요 또는 부하가 감소하면 공동주택 단지(70)의 전압은 높아질 수 있다. If the demand or load of the
도 8을 참조하면, 귀가한 전기차 이용자들이 충전을 시작하면 저녁 시간대에 충전 수요가 집중되면서 공동주택 단지(70)의 전압이 떨어질 수 있다. 공동주택 단지(70) 전압의 국소적 극소 지점(A)은 전압 하한에 도달하여 공동주택 단지(70)의 정전 등의 위험이 초래될 수 있다. 공동주택 단지(70) 전압의 국소적 극소 지점(A)은 총 수요 패턴의 전력 피크 지점(A)에 대응할 수 있다. Referring to FIG. 8 , when electric vehicle users who have returned home start charging, the voltage of the
도 9를 참조하면, 패턴 분석부(340) 및 충전 스케쥴링부(470)에 의해 공동주택 단지(70)의 충전 수요가 분산된 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 9 , it can be seen that the charging demand of the
충전 스케쥴링부(470)는, 공동주택 단지(70)의 전압의 국소 극대점이 전압 상한으로부터 멀어지도록 할 수 있고, 공동주택 단지(700의 전압의 국소 극소점이 전압 하한으로부터 멀어지도록 할 수 있다. The
충전 스케쥴링부(470)는, 주차된 새벽 시간에 수요 또는 부하를 증가시키고 전압을 낮출 수 있으며, 수요 또는 부하 피크 시간대에도 전력을 안정적으로 평탄화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 패턴 분석부(340) 및 충전 스케쥴링부(470)에 의해 공동주택 단지(70)의 충전 수요가 분산될 수 있다. The
한편, 충전 스케쥴링부(470)는 제1 모드 및 제2 모드의 분별된 모드를 가질 수 있다. Meanwhile, the charging
제1 모드에서, 충전 스케쥴링부(470)에 의해 산출되는 충전 시작 시간은 공동주택 단지(70)에 주차된 전기차(EV)에 일괄적으로 적용될 수 있다. In the first mode, the charging start time calculated by the charging
제2 모드에서, 충전 스케쥴링부(470)에 의해 산출되는 충전 시작 시간은 충전하려는 전기차 이용자의 선택 사항을 고려하여 각각 다르게 지연될 수 있다. In the second mode, the charging start time calculated by the charging
전기차 이용자의 선택 사항에는, 완속 충전 또는 급속 충전 여부, 충전 완료 시간, 및 충전량 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. The electric vehicle user's choices may include at least one of slow charging or fast charging, a charging completion time, and a charging amount.
전기차 이용자는 커넥터 등으로 전기차 충전기(L)에 충전 시도를 할 때 선택 사항을 선택할 수 있다. An electric vehicle user can select an option when attempting to charge the electric vehicle charger (L) with a connector or the like.
전기차 이용자는 외출 등의 이유로 곧바로 전기차를 이용할 경우 급속 충전을 선택할 수 있고, 일반적인 귀가후 다음날 아침까지의 주차인 경우 완속 충전을 선택할 수 있다. Electric vehicle users can select fast charging when using an electric vehicle immediately for reasons such as going out, and slow charging when parking until the next morning after returning home.
전기차 이용자는 전기차의 충전이 완료되는 시간을 선택할 수 있다. 충전 제어 장치는 일반적인 출근 시간대 이전에 충전이 완료되는 것을 기본 사항으로하고, 특별히 급속 충전은 아니더라도 새벽 늦은 시간에 마무리할 것인지 여부를 확인할 수 있다. Electric car users can select the time at which the electric car is fully charged. The charging control device basically determines that charging is completed before the normal rush hour, and can determine whether or not to finish charging late in the morning even if it is not particularly rapid charging.
전기차 이용자는 자신의 전기차 충전량을 선택할 수 있다. 전기차 이용자는, 자신의 평소 전기차 이용 패턴을 참고해, 다음날 출근 전에 자신의 전기차 충전을 100%로 할지, 50%만 할지 충전이 필요 없는지를 선택할 수 있다. Electric car users can choose the amount of charging their electric car. Electric car users can choose whether to charge their electric car to 100%, only 50% or not to charge it before going to work the next day by referring to their usual electric car usage pattern.
또한, 전기차 이용자는 연차 등의 이유로 다음날 전기차 이용 의사가 없다면, 자신의 전기차 배터리에 저장된 전력을 공동주택 단지(70)에 설치된 전력 저장부(320)로 역으로 전송가능하다는 옵션을 선택할 수 있다. In addition, if the electric car user does not intend to use the electric car the next day for reasons such as annual leave, the electric power stored in his electric car battery can be reversely transmitted to the
제1 모드는, 공동주택 단지(70) 세대의 의사 또는 인프라 구축의 한계 등으로 주차된 전기차에 대한 일괄적인 처리가 필요한 경우일 수 있고, 이는 전기차 이용자 각각의 상황을 고려치 않고 충전 시작 시간을 스케쥴링하는 것이기에, 다음날 충전 완료를 위해 보수적이고 안정적으로 충전 스케쥴링을 할 수 밖에 없다. The first mode may be a case in which batch processing of parked electric vehicles is required due to the intention of the
제2 모드는, 전기차 이용자의 선택에 따라 다양한 충전 방법이 제공될 수 있고, 이로 인해 제1 모드에 비해 더욱 에너지를 절감하고 비용 절감 효율이 높아질 수 있다. 또한, 전기차 이용자는 자신의 전기차 배터리를 에너지저장시스템(ESS)처럼 활용할 수 있다. 충전 제어 장치는 공동주택 단지(70)의 특성상 조경물 등에 설치되는 재생에너지 생성부(700)에서 생산되는 재생에너지, 및 전기차 배터리에 저장된 전력량을 이용해 공동주택 단지(70)의 충전 스케쥴링을 유동적으로 조절할 수 있다. In the second mode, various charging methods may be provided according to the selection of the electric vehicle user, and thus energy saving and cost reduction efficiency may be increased compared to the first mode. In addition, electric car users can use their electric car batteries as an energy storage system (ESS). The charging control device flexibly adjusts the charging scheduling of the
공동주택 단지(70) 각 세대가 가진 전기차는 인식 수단에 의해 자동 인증된 후 전기차 충전기(L)에 의해 충전될 수 있다. 인식 수단은 공동주택 단지(70)의 출입증 등을 포함할 수 있다. 인식 수단은 각 세대가 공동주택 단지(70) 내에서 충전하는 전기차 충전량이 추적될 수 있는 수단이면 무엇이든 상관없을 수 있다. 각 세대가 소비한 전기차 충전량은 공동주택 단지(70)의 관리비 통지서에 각 세대별로 가산되어 통지될 수 있다. The electric vehicles of each household of the
제2 모드에서, 충전 제어 장치의 충전 스케쥴링에 도움을 주는 전기차 이용자에게 혜택이 주어질 수 있다. In the second mode, benefits may be given to electric vehicle users who help the charging control device charge scheduling.
충전 스케쥴링에 도움을 주는 행위에는 완속 충전의 선택 또는 전기차 배터리에 저장된 전력을 공동주택 단지의 전력 저장부로 역전송 허락 등이 포함될 수 있다. An act of assisting in charging scheduling may include selecting slow charging or permitting reverse transmission of power stored in an electric vehicle battery to a power storage unit in an apartment complex.
충전 스케쥴링부(470)는 충전 스케쥴링에 도움을 주는 행위를 한 세대에 전기료 감면 또는 할인 혜택을 주어 관리비 통지서 가산시 반영할 수 있다. The charging
따라서, 본 발명은, 변압기(240) 교체와 같은 값비싼 변압기 인프라 교체없이도 늘어나는 전기차 충전기(L) 설비를 운영하여 변압기(240) 용량 문제로 인한 전력 계통의 안정성을 확보할 수 있고, 전기차 이용자가 사용하지 않는 주차 시간대를 활용하고 전기차 이용자 각자의 선택 사항을 고려하며 전기차 이용자가 원하는 시간 전에 충전을 완료함으로써 전기차 이용자의 편의성도 만족시킬 수 있다. Therefore, the present invention can secure the stability of the power system due to the capacity problem of the
도 1 및 도 2를 참조하면, 전력계통(10)으로부터 공급되는 전력은 전력계통(10)의 하류 노드에 해당하는 공동주택 단지(70)로 분배될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2 , power supplied from the
본 발명의 충전 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. The
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. Electricity supplied to the
공동주택 단지(70) 내의 시설에는 각 세대, 각 세대를 위한 시설, 공용 시설, 및 전기차 충전기(L1~L3) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. The facilities in the
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. Facilities for each household that consume electricity may include outlets, lighting fixtures, home appliances, etc., and facilities for each household that consume electricity include domestic hot water circulation facilities that supply hot water supplied by district heating to households, tap water Water supply facilities that receive water from tanks and supply cold water from water tanks to households, heating facilities such as floor heating and pipe hot water, home networks of each household, and emergency power sources such as communication terminals may be included.
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. Common facilities include community facilities such as libraries, gyms, and senior citizen centers, exhaust fans that supply outdoor air to underground parking lots and ventilate bets to the outside, drainage facilities that discharge underground water and rainwater to external drainage pipes, lighting for each building's stairs, and lighting for underground parking lots. And freeze-proof heating wires such as outlets and water pipes may be included.
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. On the power supply side for supplying or distributing power to the
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.On the side receiving or receiving power from the
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. The voltage control device of the present invention may include a
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. In the
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. The voltage control device of the present invention may be controlled by a demand management company that manages the power quality of the
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. Referring to (a) of FIG. 3, generally, the supply capacity contracted with the power supply source of the
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. The demand pattern may be a consumption pattern of electricity consumed by the
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. A
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. A
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. The demand pattern may include the consumption demand of each household of the
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. The
충전 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. The charging control device may include a
공동주택 단지(70)로 전력을 공급하는 것에는, 전력계통(10)외에 전기차 충전기(L1~L3) 또는 재생에너지 생성부(700)가 포함될 수 있다. Supplying power to the
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. The
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. The power surplus storage amount D10, which is the power stored in the
따라서, 본 발명의 충전 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. Therefore, the charging control device of the present invention can lower the supply capacity supplied from the power supply side by using the surplus power storage amount D10, and as a result, it can be operated so that the electricity cost paid by the
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. A supply capacity that is generally set above the operating maximum demand may be referred to as a first supply capacity. The first supply capacity may be within the allowable capacity of the
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. The surplus power storage amount D10 stored in the
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. Referring to (b) of FIG. 3 , the
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. The second supply capacity may be applied when power is supplied to the
제2 공급 용량은, 기존 공급받기로 계약한 제1 공급 용량, 및 전력 잉여저장량(D1)으로부터 결정될 수 있다. The second supply capacity may be determined from the first supply capacity previously contracted to receive supply and the surplus power storage amount D1.
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. The first supply capacity may be supply power contracted between the
따라서, 제2 공급 용량은 최대 수요보다 작을 수 있고, 이로 인해 공동주택 단지(70)는 부담할 전기료가 인하될 수 있다. Accordingly, the second supply capacity may be smaller than the maximum demand, and thus, the electricity cost to be borne by the
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. As a result, the
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. Accordingly, operating power may be set to satisfy a demand pattern, which is a pattern of power consumed by the
한편, 상기의 전기차 충전기(L)는 본 발명의 충전 제어 장치를 관리하는 수요관리사업자에 의해 설치될 수 있다. 전기차 이용자는 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. On the other hand, the electric vehicle charger (L) may be installed by a demand management company that manages the charging control device of the present invention. The electric vehicle user can separate the connector mounted on the electric vehicle charger (L), connect it to the electric vehicle (EV), and charge after mutual transmission and reception between the electric vehicle charger (L) and the electric vehicle (EV) through a connector or wireless communication.
이와 달리, 전기차 충전 방식에는, 전기차 충전기(L) 인프라 시설없이 주차장에 마련된 콘센트에 전기차 이용자가 별도의 커넥터와 단말기의 일체형 타입의 충전기를 꼽아 충전하는 방식이 포함될 수 있다. 이용자는 단말기의 인증 절차를 거쳐 충전을 할 수 있다. 이 경우 본 발명의 충전 제어 장치를 관리하는 수요관리사업자가 단말기 업체와 협업하여 관리하는 관계이거나, 수요관리사업자 자신이 단말기를 제공할수도 있다. Unlike this, the electric vehicle charging method may include a method in which an electric vehicle user plugs an integrated type charger of a separate connector and terminal into an outlet provided in a parking lot without an electric vehicle charger (L) infrastructure facility and charges the electric vehicle. The user can charge the battery through the authentication process of the terminal. In this case, the demand management service provider who manages the charging control device of the present invention may cooperate with the terminal company for management, or the demand management service provider may provide the terminal itself.
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. Demand management business operators can receive data of electric power charged from an electric vehicle charger (L) or a connector-integrated terminal, and regardless of the above two types of charging methods, use this to analyze the demand pattern of the
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 240... 변압기
300... 로컬 관리부 301... 제1 로컬 관리부
302... 제2 로컬 관리부 320... 전력 저장부
340... 패턴 분석부 400... 중앙 관리부
470... 충전 스케쥴링부 500... 데이터 수집부
600... 데이터 저장부 700... 재생에너지 생성부
L1... 제1 충전기 L2... 제2 충전기
EV1... 제1 전기차 EV2... 제2 전기차 10 ...
40...
71...
100...
120...
300 ...
302... second
340...
470... charging
600 ...
L1... 1st charger L2... 2nd charger
EV1... 1st electric vehicle EV2... 2nd electric vehicle
Claims (11)
상기 공동주택 단지에 공급된 전력은 공동주택 단지 내에 설치된 수배전반을 통해 상기 공동주택 단지 내의 시설에 분배되며,
상기 공동주택 단지에서 소비하는 전력 패턴인 수요 패턴을 분석하는 패턴 분석부;
상기 공동주택 단지에 설치된 전기차 충전기의 충전 시간을 조절하는 충전 스케쥴링부; 를 포함하고,
상기 패턴 분석부 및 충전 스케쥴링부에 의해 상기 공동주택 단지의 충전 수요가 분산되며,
상기 충전 스케쥴링부는 상기 공동주택 단지의 충전 수요를 분산시키기 위한 목적 함수를 설정하고,
상기 목적 함수에는, 상기 수요 패턴의 최대 수요, 상기 수요 패턴의 최대 수요와 최소 수요 간의 차이, 상기 수요 패턴의 분산값, 및 충전 비용 중 적어도 하나가 포함되며,
상기 충전 스케쥴링부는 상기 목적 함수를 최소화하는 상기 전기차 충전기의 충전 시작 시간을 산출하는 충전 제어 장치.
Power supplied from the power system is distributed to a plurality of apartment complexes, which are downstream nodes of the power system,
The power supplied to the multi-unit housing complex is distributed to facilities in the multi-unit housing complex through switchboards installed in the multi-unit housing complex,
a pattern analyzer that analyzes a demand pattern, which is a pattern of power consumed in the apartment complex;
a charging scheduling unit for adjusting a charging time of an electric vehicle charger installed in the apartment complex; including,
The charging demand of the apartment complex is distributed by the pattern analysis unit and the charging scheduling unit,
The charging scheduling unit sets an objective function for distributing the charging demand of the apartment complex,
The objective function includes at least one of a maximum demand of the demand pattern, a difference between a maximum demand and a minimum demand of the demand pattern, a variance value of the demand pattern, and a charging cost,
Wherein the charging scheduling unit calculates a charging start time of the electric vehicle charger that minimizes the objective function.
상기 수요 패턴은 기본 패턴 및 충전 패턴으로 분별되고,
상기 기본 패턴은 상기 공동주택 단지의 각 세대별 소비 수요와, 공동주택의 공용 부분의 소비 수요를 포함하며,
상기 충전 패턴은 상기 공동주택 단지에 설치된 전기차 충전기의 전기차 충전량을 포함하고,
상기 충전 스케쥴링부는 상기 패턴 분석부에 의해 분석된 상기 기본 패턴을 고정값으로하고 상기 충전 패턴을 변동값으로하여, 상기 수요 패턴의 최대 수요 및 최소 수요 간의 차이를 최소화하도록 상기 전기차 충전기의 충전 시간을 조절하는 충전 제어 장치.
According to claim 1,
The demand pattern is classified into a basic pattern and a charging pattern,
The basic pattern includes the consumption demand of each household in the apartment complex and the consumption demand of the common part of the apartment house,
The charging pattern includes an electric vehicle charging amount of an electric vehicle charger installed in the apartment complex,
The charging scheduling unit sets the charging time of the electric vehicle charger to minimize the difference between maximum demand and minimum demand of the demand pattern by setting the basic pattern analyzed by the pattern analyzer as a fixed value and the charging pattern as a variable value. charging control device.
상기 수요 패턴에는 상기 공동주택 단지의 각 세대별 소비 수요, 공동주택의 공용 부분의 소비 수요, 및 전기차 충전기의 전기차 충전량이 포함되며,
상기 충전 스케쥴링부는, 상기 패턴 분석부의 수요 패턴 분석에 기반하여 상기 공동주택 단지의 수요 패턴 중 최대 수요와 최소 수요 간의 차이를 줄이고, 시간에 따른 수요 패턴을 평탄화시키는 충전 제어 장치.
According to claim 1,
The demand pattern includes the consumption demand of each household in the apartment complex, the consumption demand of the common part of the apartment house, and the electric vehicle charging amount of the electric vehicle charger,
Wherein the charge scheduling unit reduces a difference between a maximum demand and a minimum demand among demand patterns of the apartment complex based on the demand pattern analysis by the pattern analyzer and flattens the demand pattern according to time.
상기 충전 스케쥴링부는 제1 모드 및 제2 모드를 가지고,
상기 제1 모드에서, 상기 충전 스케쥴링부에 의해 산출되는 충전 시작 시간은 상기 공동주택 단지에 주차된 전기차에 일괄적으로 적용되고,
상기 제2 모드에서, 상기 충전 스케쥴링부에 의해 산출되는 충전 시작 시간은 충전하려는 전기차 이용자의 선택 사항을 고려하여 각각 다르게 지연되는 충전 제어 장치.
According to claim 1,
The charge scheduling unit has a first mode and a second mode,
In the first mode, the charging start time calculated by the charging scheduling unit is collectively applied to electric vehicles parked in the apartment complex,
In the second mode, the charging start time calculated by the charging scheduling unit is delayed differently in consideration of the electric vehicle user's selection to charge.
상기 충전 스케쥴링부는 충전하려는 전기차 이용자의 선택 사항을 고려하여 상기 공동주택 단지에 주차된 전기차의 충전 시작 순서를 각각 다르게 지연시키고,
상기 선택 사항에는, 완속 충전 또는 급속 충전 여부, 충전 완료 시간, 및 충전량 중 적어도 하나가 포함되는 충전 제어 장치.
According to claim 1,
The charging scheduling unit delays the charging start order of the electric vehicles parked in the multi-family housing complex in consideration of the selections of electric vehicle users to charge, respectively;
The selection includes at least one of slow charging or rapid charging, a charging completion time, and a charging amount.
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 통지되고,
상기 충전 스케쥴링부는, 완속 충전을 선택하거나, 전기차 배터리에 저장된 전력을 공동주택 단지의 전력 저장부로 역전송 허락한 세대에 전기료 감면 또는 할인 혜택을 주는 충전 제어 장치.
According to claim 1,
The electric vehicles of each household in the apartment complex are charged by the electric vehicle charger after being automatically authenticated by the recognition means,
The recognition means includes the pass of the apartment complex,
The amount of electric vehicle charge consumed by each household is added to the management fee notice of the apartment complex and notified for each household,
The charging control device that provides reduction or discount benefits to households in which the charging scheduling unit selects slow charging or permits reverse transmission of the electric power stored in the battery of the electric vehicle to the power storage unit of the apartment complex.
상기 공동주택 단지에 공급된 전력은 공동주택 단지 내에 설치된 수배전반을 통해 상기 공동주택 단지 내의 시설에 분배되며,
상기 공동주택 단지에서 소비하는 전력 패턴인 수요 패턴을 분석하는 패턴 분석부;
상기 공동주택 단지에 설치된 전기차 충전기의 충전 시간을 조절하는 충전 스케쥴링부; 를 포함하고,
상기 패턴 분석부 및 충전 스케쥴링부에 의해 상기 공동주택 단지의 충전 수요가 분산되며,
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 충전 제어 장치.
Power supplied from the power system is distributed to a plurality of apartment complexes, which are downstream nodes of the power system,
The power supplied to the multi-unit housing complex is distributed to facilities in the multi-unit housing complex through switchboards installed in the multi-unit housing complex,
a pattern analyzer that analyzes a demand pattern, which is a pattern of power consumed in the apartment complex;
a charging scheduling unit for adjusting a charging time of an electric vehicle charger installed in the apartment complex; including,
The charging demand of the apartment complex is distributed by the pattern analysis unit and the charging scheduling unit,
The apartment complex is set to receive power from a power supply source, which is an upper system of the power system, as a second supply capacity,
The first supply capacity is within the transformer allowable capacity of the apartment house and is greater than or equal to the maximum demand of the demand pattern,
The power surplus storage amount is the power stored in the power storage unit installed in the apartment complex,
The second supply capacity is determined from the first supply capacity and the power surplus storage amount,
The second supply capacity is less than the maximum demand charge control device.
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 전력 잉여저장량은, 상기 공동주택 단지 내에 주차된 전기차의 전기차 잉여 저장량, 또는 상기 공동주택 단지 내에 설치된 재생에너지 생성부에서 발전되는 재생에너지 발전량을 포함하는 충전 제어 장치.
According to claim 8,
The multi-unit housing complex includes a renewable energy generation unit provided on a landscaping facility or rooftop of the multi-unit housing complex and generating renewable energy including sunlight and wind power,
The electric vehicle charger can transmit the surplus electric power stored in the electric vehicle battery back to the power storage unit of the apartment complex or the power system, and the renewable energy generation unit transmits the generated renewable energy back to the power storage unit or the power system possible,
The surplus storage amount of electricity includes a surplus storage amount of electric vehicles of electric vehicles parked in the apartment complex or a renewable energy generation amount generated by a renewable energy generator installed in the apartment complex.
상기 공동주택 단지에 공급된 전력은 공동주택 단지 내에 설치된 수배전반을 통해 상기 공동주택 단지 내의 시설에 분배되며,
상기 공동주택 단지에서 소비하는 전력 패턴인 수요 패턴을 분석하는 패턴 분석부;
상기 공동주택 단지에 설치된 전기차 충전기의 충전 시간을 조절하는 충전 스케쥴링부; 를 포함하고,
상기 패턴 분석부 및 충전 스케쥴링부에 의해 상기 공동주택 단지의 충전 수요가 분산되며,
상기 수요 패턴은 기본 패턴 및 충전 패턴으로 분별되고,
상기 기본 패턴은 상기 공동주택 단지의 각 세대별 소비 수요와, 공동주택의 공용 부분의 소비 수요를 포함하며,
상기 충전 패턴은 상기 공동주택 단지에 설치된 전기차 충전기의 전기차 충전량을 포함하고,
상기 충전 스케쥴링부는 상기 기본 패턴의 국소적 극소 지점을 메우도록 상기 충전 패턴의 전기차 충전량을 분배하는 충전 제어 장치.
Power supplied from the power system is distributed to a plurality of apartment complexes, which are downstream nodes of the power system,
The power supplied to the multi-unit housing complex is distributed to facilities in the multi-unit housing complex through switchboards installed in the multi-unit housing complex,
a pattern analyzer that analyzes a demand pattern, which is a pattern of power consumed in the apartment complex;
a charging scheduling unit for adjusting a charging time of an electric vehicle charger installed in the apartment complex; including,
The charging demand of the apartment complex is distributed by the pattern analysis unit and the charging scheduling unit,
The demand pattern is classified into a basic pattern and a charging pattern,
The basic pattern includes the consumption demand of each household in the apartment complex and the consumption demand of the common part of the apartment house,
The charging pattern includes an electric vehicle charging amount of an electric vehicle charger installed in the apartment complex,
The charging control device for distributing the charging amount of the electric vehicle of the charging pattern so that the charging scheduling unit fills a local minimum point of the basic pattern.
상기 공동주택 단지에 공급된 전력은 공동주택 단지 내에 설치된 수배전반을 통해 상기 공동주택 단지 내의 시설에 분배되며,
상기 공동주택 단지에서 소비하는 전력 패턴인 수요 패턴을 분석하는 패턴 분석부;
상기 공동주택 단지에 설치된 전기차 충전기의 충전 시간을 조절하는 충전 스케쥴링부; 를 포함하고,
상기 패턴 분석부 및 충전 스케쥴링부에 의해 상기 공동주택 단지의 충전 수요가 분산되며,
상기 공동주택 단지의 정전을 포함하는 비상 사태를 방지하는 상기 공동주택 단지의 전압 상한 및 전압 하한이 설정되고,
상기 충전 스케쥴링부는, 상기 공동주택 단지의 전압의 국소 극대점이 상기 전압 상한으로부터 멀어지도록하고, 상기 공동주택 단지의 전압의 국소 극소점이 상기 전압 하한으로부터 멀어지도록하는 충전 제어 장치.
Power supplied from the power system is distributed to a plurality of apartment complexes, which are downstream nodes of the power system,
The power supplied to the multi-unit housing complex is distributed to facilities in the multi-unit housing complex through switchboards installed in the multi-unit housing complex,
a pattern analyzer that analyzes a demand pattern, which is a pattern of power consumed in the apartment complex;
a charging scheduling unit for adjusting a charging time of an electric vehicle charger installed in the apartment complex; including,
The charging demand of the apartment complex is distributed by the pattern analysis unit and the charging scheduling unit,
An upper voltage limit and a lower voltage limit of the multi-unit housing complex are set to prevent an emergency including a power outage of the multi-unit housing complex,
The charging control device, wherein the charging scheduling unit causes a local maximum point of the voltage of the apartment complex to move away from the upper voltage limit and a local minimum point of the voltage of the apartment complex to move away from the lower voltage limit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220095196A KR102546150B1 (en) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Electric vehicle charging control device considering the public housing power system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220095196A KR102546150B1 (en) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Electric vehicle charging control device considering the public housing power system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102546150B1 true KR102546150B1 (en) | 2023-06-22 |
KR102546150B9 KR102546150B9 (en) | 2023-08-04 |
Family
ID=86988897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220095196A KR102546150B1 (en) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Electric vehicle charging control device considering the public housing power system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102546150B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160012355A (en) * | 2014-07-23 | 2016-02-03 | 주식회사 파워큐브 | Electric car charging and reverse supplying power operating system |
KR20170038247A (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-07 | 주식회사 인포마인드 | Charging Power Distribution Systems For Electric Vehicle |
KR101946059B1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-05-02 | 자동차부품연구원 | Charge control system and method associated with energy storage system |
-
2022
- 2022-08-01 KR KR1020220095196A patent/KR102546150B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160012355A (en) * | 2014-07-23 | 2016-02-03 | 주식회사 파워큐브 | Electric car charging and reverse supplying power operating system |
KR20170038247A (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-07 | 주식회사 인포마인드 | Charging Power Distribution Systems For Electric Vehicle |
KR101946059B1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-05-02 | 자동차부품연구원 | Charge control system and method associated with energy storage system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102546150B9 (en) | 2023-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2375528B1 (en) | Energy management system, energy management apparatus, and energy management method | |
US11264807B2 (en) | Renewable energy metering system | |
US20110276194A1 (en) | System and method for energy management | |
US11159017B2 (en) | Personal power plant system and methods of inverse energy generation | |
US11689118B2 (en) | Converter with power management system for household users to manage power between different loads including their electric vehicle | |
US20110004358A1 (en) | Systems and methods for electric vehicle power flow management | |
JP2013188031A (en) | Energy management system, energy management control device, and energy management method and program | |
AU2021105891A4 (en) | Energy Provision System and Method | |
JP2024507731A (en) | Decentralized control of energy storage device charging and grid stability | |
KR101918625B1 (en) | System and method for providing power service to a plurality of customers using an energy storage device | |
Rashid et al. | Simulation based energy and cost optimization for home users in a community smart grid | |
JP7084844B2 (en) | Power management system and apartment building | |
Biabani et al. | Propose a home demand-side-management algorithm for smart nano-grid | |
KR102546150B1 (en) | Electric vehicle charging control device considering the public housing power system | |
KR20210121064A (en) | Power Managed Electric Vehicle Charging Station | |
US20240083285A1 (en) | System for charging electric vehicles with shared resources | |
Liu et al. | Investigation of aimd based charging strategies for evs connected to a low-voltage distribution network | |
KR102537928B1 (en) | Power management device for apartment houses using conservation voltage reduction and charging scheduling | |
Badugu et al. | Recharging methods of electric vehicles in residential distribution systems | |
KR102536753B1 (en) | Voltage control device for apartment houses based on conservation voltage reduction through voltage optimization control | |
Bignucolo et al. | Interconnecting neighbors’ buildings: advantages of energy districts realized through private DC lines | |
JP7328803B2 (en) | Power management system and power management method | |
JP7290932B2 (en) | Power management method, power management system, and lead-in panel | |
Greco et al. | Optimal end-users electrification management: a BESS-based DSO approach to support distribution grid planning and delay network reinforcement | |
Hongwei et al. | Study on coordinated charging control algorithm for plug-in electric vehicle based on energy internet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GRNT | Written decision to grant | ||
G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] |