KR102594004B1 - Microgrid system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분산전원에 대한 테이터를 수집하는 데이터 수집단계; 상기 데이터 수집단계를 거쳐서 수집된 데이터를 이용하여 계통연계점 상태를 확인하는 계통 연계점 상태 확인단계; 상기 계통 연계점 상태 확인단계를 거친 후 상기 분산전원의 공급능력을 계산하는 분산전원의 공급능력 계산단계; 상기 분산전원의 공급능력 계산단계를 거친 후 예상 시나리오를 판단하는 시나리오 판단 시작단계; 상기 시나리오 판단 시작단계를 거친 후 발전설비의 지령치를 결정하는 발전설비 지령치 결정단계; 및 상기 발전설비 지령치 결정단계를 거친 후 상기 발전설비를 지령치로 출력하는 발전설비 지령치 출력단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention includes a data collection step of collecting data on distributed power; A grid connection point status confirmation step of checking the grid connection point status using the data collected through the data collection step; A distributed power supply capacity calculation step of calculating the supply capacity of the distributed power after going through the system connection point status checking step; A scenario determination start step of determining an expected scenario after going through the distributed power supply capacity calculation step; A power generation facility command value determination step of determining a command value of the power generation facility after going through the scenario determination start step; And a power generation facility command value output step of outputting the power generation facility as a command value after going through the power generation facility command value determination step.
Description
본 발명은 마이크로그리드 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분산전원이 다수 보급되어 충분한 발전량을 가지고 부하에 전력을 공급하는 에너지 자급자족이 가능한 소규모 전력계통 마이크로그리드 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a microgrid system, and more specifically, to a microgrid system, a small-scale power system capable of energy self-sufficiency that supplies power to loads with sufficient power generation through the distribution of a large number of distributed power sources.
마이크로그리드(Microgrid)는 지, 단락 사고, 대규모 발전기 탈락 등의 심각한 사고 발생 시나 계획적으로 주계통으로부터 분리하여 마이크로그리드(Microgrid) 내부 분산전원만으로 부하에 지속적인 전력 공급을 유지할 수 있는 소규모 전력 시스템이다. 마이크로그리드는 분산전원, 에너지저장장치, 부하로 구성되어 있으며, 마이크로그리드 내부의 신재생에너지원은 출력 변동이 심하기 때문에 마이크로그리드의 운영에 있어서 안정적인 전력 공급 전략이 필요하다.Microgrid is a small-scale power system that can maintain continuous power supply to loads only with distributed power within the microgrid by deliberately separating it from the main grid in the event of a serious accident such as a ground fault, short circuit, or large-scale generator failure. A microgrid is composed of distributed power sources, energy storage devices, and loads, and since renewable energy sources within the microgrid have severe output fluctuations, a stable power supply strategy is necessary for the operation of the microgrid.
분산전원의 제어 방법으로는 기존 화력 발전의 제어와 같은 원리로 주파수/전압 제어 모드(F/V control mode), 일정 출력 모드(Constant power mode), 드룹 제어 모드(Droop control mode)가 있다.Distributed power control methods include frequency/voltage control mode (F/V control mode), constant power mode, and droop control mode based on the same principle as the control of existing thermal power generation.
주파수/전압 제어 모드는 설정된 주파수 및 전압을 일정하게 유지하며 출력을 제어하는 방법으로서, 계통 내 한 대의 분산전원이 운영될 경우 적합하며, 마이크로그리드 내부 부하의 총수요를 만족할 수 있는 능력을 보유하고 있어야 한다. Frequency/voltage control mode is a method of controlling output while maintaining the set frequency and voltage constant. It is suitable when a single distributed power source in the system is operated and must have the ability to satisfy the total demand of the microgrid internal load. do.
일정 출력 모드는 계통의 주파수 및 전압에 상관없이 마이크로그리드 에너지 관리 시스템에서 지령한 값으로 일정하게 출력을 제어하는 방법으로서, 마이크로그리드에서는 열병합 발전의 목적으로 쓰이는 마이크로가스터빈이나 연료전지가 주로 채택하는 제어 방법이다. 드룹 제어 모드는 주파수 변동 및 전압 변동에 대하여 유효전력 및 무효전력 값의 기울기를 주는 방식으로 기존 화력 발전의 조속기와 같은 원리로 제어하는 방법이다.The constant output mode is a method of controlling the output to a constant value specified by the microgrid energy management system regardless of the frequency and voltage of the system. In microgrids, micro gas turbines or fuel cells used for combined heat and power generation are mainly used. It is a control method. The droop control mode is a method of controlling on the same principle as the governor of existing thermal power generation by giving a slope of the active power and reactive power values in response to frequency and voltage fluctuations.
드룹 제어 모드는 두 대 이상의 제어 가능한 전원이 연계되어 있을 경우, 부하 변동에 대하여 드룹 기울기에 따라서 자동적으로 각 전원들의 부하 분담률을 정해줄 수 있어 '헌팅 현상(Hunting effect)'을 방지하고 안정적인 분산전원 운영이 가능하다.When two or more controllable power sources are connected, the droop control mode can automatically determine the load sharing ratio of each power source according to the droop slope in response to load changes, preventing the 'hunting effect' and providing stable distributed power. Operation is possible.
드룹 제어 모드는 제어 위치에 따라 조류 제어 모드(Feeder Flow Control mode)와 출력 제어 모드(Unit Power Control mode)로 나눌 수 있다. 조류 제어 모드는 주파수 변동 및 전압 변동에 대하여 분산전원 앞 단 선로의 조류를 제어하는 방법이며, 출력 제어 모드는 주파수 변동 및 전압 변동에 대하여 분산전원의 출력을 제어하는 방법이다.Droop control mode can be divided into feeder flow control mode and unit power control mode depending on the control position. The current control mode is a method of controlling the current of the line in front of the distributed power source with respect to frequency and voltage fluctuations, and the output control mode is a method of controlling the output of the distributed power source with respect to frequency and voltage fluctuations.
마이크로그리드 내부의 신재생에너지원과 능동적 부하는 변동이 심하고 예측 오차가 큰 특징을 가지고 있다. 또한, 계통과의 연계운영과 독립운전으로 변환 시 안정적인 운영 방안이 필요하다. 기존에는 주 계통과 마이크로그리드의 연계점에 다른 분산전원보다 출력 동특성이 빠르고 충방전이 가능한 에너지저장장치가 설치되었으며, 에너지저장장치는 드룹 제어를 통한 주파수 조정 및 전압 조정에 참여한다.Renewable energy sources and active loads within the microgrid are characterized by severe fluctuations and large prediction errors. In addition, a stable operation plan is needed when converting to grid-connected operation and independent operation. Previously, energy storage devices that have faster output dynamics and can charge and discharge than other distributed power sources were installed at the connection points between the main system and the microgrid, and the energy storage devices participate in frequency adjustment and voltage adjustment through droop control.
연계점에서의 조류 제어 모드는 독립운전으로 변경 시 드룹 계수에 의해 주파수가 변동하고, 별도의 주파수 회복 기능이 없으면 부하의 변동과 상관없이 변동된 주파수로 일정하게 유지할 수 있다. 이는 신재생에너지의 잦은 부하의 변동에 대해 주파수 변동을 최소로 하여 전력 품질을 향상할 수 있다. 하지만 계통연계 시 부하의 변동이 에너지저장장치의 최대 출력을 초과할 경우, 수급 균형을 담당하는 제어원의 부재에 대한 문제점이 있다.When the tidal current control mode at the connection point is changed to independent operation, the frequency changes due to the droop coefficient, and if there is no separate frequency recovery function, the changed frequency can be kept constant regardless of the change in load. This can improve power quality by minimizing frequency fluctuations in response to frequent load fluctuations of renewable energy. However, when load fluctuations exceed the maximum output of the energy storage device when connected to the grid, there is a problem with the absence of a control source responsible for supply and demand balance.
또한, 연계점에서의 출력 제어 모드는 계통연계 시 에너지저장장치의 활용도가 적어지는 문제점이 있다.In addition, the output control mode at the connection point has a problem in that the utilization of the energy storage device is reduced when connected to the grid.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 다수의 소규모 분산전원과 부하의 집합체로 복수의 전원을 IT관련 기술을 이용하여 제어, 관리하는 마이크로그리드 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to control and manage a plurality of power sources using IT-related technology as a collection of a large number of small-scale distributed power sources and loads. It provides a grid system.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly apparent to those skilled in the art from the description below. It will be understandable.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 분산전원에 대한 테이터를 수집하는 데이터 수집단계; 상기 데이터 수집단계를 거쳐서 수집된 데이터를 이용하여 계통연계점 상태를 확인하는 계통 연계점 상태 확인단계; 상기 계통 연계점 상태 확인단계를 거친 후 상기 분산전원의 공급능력을 계산하는 분산전원의 공급능력 계산단계; 상기 분산전원의 공급능력 계산단계를 거친 후 예상 시나리오를 판단하는 시나리오 판단 시작단계; 상기 시나리오 판단 시작단계를 거친 후 발전설비의 지령치를 결정하는 발전설비 지령치 결정단계; 및 상기 발전설비 지령치 결정단계를 거친 후 상기 발전설비를 지령치로 출력하는 발전설비 지령치 출력단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.The present invention was created to improve the problems of the prior art as described above, and includes a data collection step of collecting data on distributed power; A grid connection point status confirmation step of checking the grid connection point status using the data collected through the data collection step; A distributed power supply capacity calculation step of calculating the supply capacity of the distributed power after going through the system connection point status checking step; A scenario determination start step of determining an expected scenario after going through the distributed power supply capacity calculation step; A power generation facility command value determination step of determining a command value of the power generation facility after going through the scenario determination start step; and a power generation facility command value output step of outputting the power generation facility as a command value after going through the power generation facility command value determination step.
또한, 일 실시예에서, 상기 예상 시나리오가 각각 시나리오 1, 시나리오 2, 시나리오 3, 시나리오 4, 시나리오 5, 시나리오 6, 시나리오 7 및 시나리오 8 중에서 어느 하나일 수 있다.Additionally, in one embodiment, the expected scenario may be any one of
또한, 일 실시예에서, 상기 시나리오 1은, 전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 제2 단계; 상기 제2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3 단계; 상기 제3 단계의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 제4 단계; 및 상기 제4 단계의 판단에 의해 에너지저장장치로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는 경우 전기를 판매하는 제5 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.Additionally, in one embodiment,
또한, 일 실시예에서, 상기 시나리오 2는, 전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 제2 단계; 상기 제2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3 단계; 상기 제3단계의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 제4 단계; 및 상기 제4 단계의 판단에 의해 에너지저장장치로 남는 전기를 전부 흡수가 가능한 경우 충전을 통해 수급균형을 유지하는 제5-2 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.Additionally, in one embodiment,
또한, 일 실시예에서, 상기 시나리오 3은, 전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 제2 단계; 상기 제2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3 단계; 상기 제3단계의 판단에 의해 마이크로그리드 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한지를 판단하는 제4-2 단계; 및 상기 제4-2 단계의 판단에 의해 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한 경우 발전 및 방전을 통해서 수급균형을 유지하는 제5-3 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.Additionally, in one embodiment,
또한, 일 실시예에서, 상기 시나리오 4는, 전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 제2 단계; 상기 제2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3 단계; 상기 제3단계의 판단에 의해 마이크로그리드 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한지를 판단하는 제4-2 단계; 및 상기 제4-2 단계의 판단에 의해 제어가능한 발전설비의 공급능력이 부족한 경우 전기를 구매하는 제5-4 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.Additionally, in one embodiment,
또한, 일 실시예에서, 상기 시나리오 5는, 전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 제2-2 단계; 상기 제2-2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3-2 단계; 상기 제3-2 단계의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 제4-3 단계; 및 상기 제4-3 단계의 판단에 의해 에너지저장장치로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는 경우 공급을 차단하는 제5-5 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.Additionally, in one embodiment,
또한, 일 실시예에서, 상기 시나리오 6은, 전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 제2-2 단계; 상기 제2-2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3-2 단계; 상기 제3-2 단계의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 제4-3 단계; 및 상기 제4-3 단계의 판단에 의해 에너지저장장치로 남는 전기를 전부 흡수가 가능한 경우 충전을 통해 수급균형을 유지하는 제5-6 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.Additionally, in one embodiment,
또한, 일 실시예에서, 상기 시나리오 7은, 전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 제2-2 단계; 상기 제2-2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3-2 단계; 상기 제3-2 단계의 판단에 의해 마이크로그리드 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한지를 판단하는 제4-4 단계; 및 상기 제4-4 단계의 판단에 의해 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한 경우 발전 및 방전을 통해서 수급균형을 유지하는 제5-7 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.Additionally, in one embodiment,
또한, 일 실시예에서, 상기 시나리오 8은, 전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 제2-2 단계; 상기 제2-2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3-2 단계; 상기 제3-2 단계의 판단에 의해 마이크로그리드 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한지를 판단하는 제4-4 단계; 및 상기 제4-4 단계의 판단에 의해 제어가능한 발전설비의 공급능력이 부족한 경우 부하를 차단하는 제5-8 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.Additionally, in one embodiment,
본 발명의 일실시예에 따르면, 생산하는 전기와 소비하는 전기를 최대한 동일하게 유지하도록 하며, 전력계통(Grid) 외란 발생시 PCC(계통 연계점, Point of Common Coupling)가 분리되어 마이크로그리드를 독립적으로 운영할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the electricity produced and the electricity consumed are kept as equal as possible, and when a power grid disturbance occurs, the PCC (Point of Common Coupling) is separated to independently operate the microgrid. It can be operated.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로그리드 시스템의 개념도이다.
도 2는 마이크로그리드 시스템의 ,전체적인 처리과정을 나타낸 순서도이다.
도 3은 마이크로그리드 시스템의 전체적인 운영 시나리오를 나타낸 순서도이다.
도 4는 시나리오 1의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 시나리오 2와 6의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 시나리오 3과 7의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 7은 시나리오 4의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 8은 시나리오 5의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 9는 시나리오 8의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 10은 제어 가능한 전원 공급능력을 판단하는 모습을 나타낸 그래프이다.
도 11은 제어 가능한 에너지저장장치(ESS) 공급능력을 판단하는 모습을 나타낸 그래프이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later. Therefore, the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
Figure 1 is a conceptual diagram of a microgrid system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart showing the overall processing process of the microgrid system.
Figure 3 is a flowchart showing the overall operation scenario of the microgrid system.
Figure 4 is a flowchart showing the process of determining the distributed power command value in
Figure 5 is a flowchart showing the process of determining distributed power command values for
Figure 6 is a flowchart showing the process of determining distributed power command values for
Figure 7 is a flowchart showing the process of determining the distributed power command value for
Figure 8 is a flowchart showing the process of determining the distributed power command value for
Figure 9 is a flowchart showing the process of determining the distributed power command value for
Figure 10 is a graph showing the determination of controllable power supply ability.
Figure 11 is a graph showing determining the supply capacity of a controllable energy storage system (ESS).
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, since the description of the present invention is only an example for structural and functional explanation, the scope of the present invention should not be construed as limited by the examples described in the text. In other words, since the embodiments can be modified in various ways and can take various forms, the scope of rights of the present invention should be understood to include equivalents that can realize the technical idea. In addition, the purpose or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment must include all or only such effects, so the scope of the present invention should not be understood as limited thereby.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of terms described in the present invention should be understood as follows.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component. When a component is referred to as being “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected to the other component, but that other components may also exist in between. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Meanwhile, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly neighboring" should be interpreted similarly.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as “comprise” or “have” refer to the specified features, numbers, steps, operations, components, parts, or them. It is intended to specify the existence of a combination, and should be understood as not excluding in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein, unless otherwise defined, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as consistent with the meaning they have in the context of the related technology, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless clearly defined in the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로그리드 시스템의 개념도이이다.Figure 1 is a conceptual diagram of a microgrid system according to an embodiment of the present invention.
도 1은 마이크로그리드(MG) 시스템(1)의 전체적인 개념을 나타낸 것으로서, 각각 Non-Dispatchable DER(100)는 태양광, 풍력 등 제어 불가능한 분산전원을 의미하고, 여기서, DER은 Distributed Energy Resources의 약어로 소규모 발전설비를 의미하며, Dispatchable Generator(200)는 연료전지, 열병합발전기 등 제어가능한 전원을 의미하고, Dispatchable ESS(300)는 BESS, 전기차(V2G) 등 에너지 저장장치를 의미하며, Load(400)는 빌딩, 공장, 전기차충전기 등의 부하를 의미한다.Figure 1 shows the overall concept of the microgrid (MG) system (1). Non-Dispatchable DER (100) refers to uncontrollable distributed power sources such as solar power and wind power, and here, DER is an abbreviation for Distributed Energy Resources. refers to small-scale power generation facilities, Dispatchable Generator (200) refers to controllable power sources such as fuel cells and cogeneration generators, Dispatchable ESS (300) refers to energy storage devices such as BESS and electric vehicles (V2G), and Load (400) ) refers to loads from buildings, factories, electric vehicle chargers, etc.
계속해서, PCC(10)는 Point of Common Coupling의 약어로서 계통 연계점(공통 연결점)을 의미하고, Grid(20)는 전력계통(한전)을 의미한다.Continuing, PCC (10) is an abbreviation for Point of Common Coupling and means grid connection point (common connection point), and Grid (20) means power system (KEPCO).
PCC(10)와 Grid(20)에 연계되는 Non-Dispatchable DER(100), Dispatchable Generator(200), Dispatchable ESS(300) 및 Load(400)에 각각 연결되어 Non-Dispatchable DER(100), Dispatchable Generator(200), Dispatchable ESS(300) 및 Load(400)을 관리하고 작동을 제어하는 제어부(500)를 포함할 수 있다.Non-Dispatchable DER (100), Dispatchable Generator (200) connected to PCC (10) and Grid (20), Non-Dispatchable DER (100), Dispatchable Generator (200) connected to Dispatchable ESS (300) and Load (400), respectively. It may include a
도 2는 마이크로그리드 시스템의 ,전체적인 처리과정을 나타낸 순서도이고, 도 3은 마이크로그리드 시스템의 전체적인 운영 시나리오를 나타낸 순서도이다.Figure 2 is a flowchart showing the overall processing process of the microgrid system, and Figure 3 is a flowchart showing the overall operation scenario of the microgrid system.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 데이터 수집 단계(S100), 계통 연계점 상태 확인 단계(S200), 분산전원의 공급능력 계산 단계(S300), 시나리오 판단 시작 단계(S400), 발전설비 지령치 결정 단계(S500) 및 발전설비 지령치 출력 단계(S600)를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in Figures 2 and 3, the present invention includes a data collection step (S100), a grid connection point status check step (S200), a distributed power supply capacity calculation step (S300), a scenario judgment start step (S400), It may include a power generation facility command value determination step (S500) and a power generation facility command value output step (S600).
데이터 수집 단계(S100)는 분산전원에 대한 테이터를 수집하는 단계이다. 구체적으로, 분산전원(dispersed generation)은 지역 간 혹은 지역 내 송전망의 배전 시설의 간편화와 효율성을 높이기 위해, 태양광이나 풍력과 같은 신, 재생에너지 자원을 이용한 소규모 발전설비이다.The data collection step (S100) is a step of collecting data about distributed power. Specifically, distributed generation is a small-scale power generation facility that uses new and renewable energy resources such as solar power or wind power to simplify and increase the efficiency of distribution facilities in inter-regional or intra-regional transmission networks.
계통 연계점 상태 확인 단계(S200)는 데이터 수집 단계(S100)를 거쳐서 수집된 분산전원의 데이터를 이용하여 계통 연계점 상태를 확인하는 단계이다.The grid connection point status checking step (S200) is a step of checking the grid connection point status using the data of distributed power collected through the data collection step (S100).
분산전원의 공급능력 계산 단계(S300)는 계통 연계점 상태 확인 단계(S200)를 거친 후 분산전원의 공급능력을 계산하는 단계이다.The supply capacity calculation step of distributed power (S300) is a step of calculating the supply capacity of distributed power after going through the system connection point status check step (S200).
시나리오 판단 시작 단계(S400)는 분산전원 공급능력 계산 단계(S300)를 거친 후 예상 시나리오를 판단하는 단계이다. 시나리오 판단 시작 단계(S400)에서는 예상 시나리오가 각각 시나리오 1(#1), 시나리오 2(#2), 시나리오 3(#3), 시나리오 4(#4), 시나리오 5(#5), 시나리오 6(#6), 시나리오 7(#7) 및 시나리오 8(#8) 중에서 어느 하나일 수 있다.The scenario judgment start step (S400) is a step where the expected scenario is judged after going through the distributed power supply capacity calculation step (S300). In the scenario judgment start step (S400), the expected scenarios are scenario 1 (#1), scenario 2 (#2), scenario 3 (#3), scenario 4 (#4), scenario 5 (#5), and scenario 6 ( #6), scenario 7 (#7), and scenario 8 (#8).
시나리오 1(#1)은 제1 단계(S410), 제2 단계(S420), 제3 단계(S430), 제4 단계(S440) 및 제5 단계(S451)를 포함하여 이루어질 수 있다.Scenario 1 (#1) may include the first step (S410), the second step (S420), the third step (S430), the fourth step (S440), and the fifth step (S451).
제1 단계(S410)는 전력계통의 정상여부를 판단하는 단계이다.The first step (S410) is a step of determining whether the power system is normal.
제2 단계(S420)는 제1 단계(S410)의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 단계이다.The second step (S420) is a step of switching to the grid-connected mode when the power system is normal as determined in the first step (S410).
제3 단계(S430)는 제2 단계(S420)를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요의 초과여부를 판단하는 단계이다.The third step (S430) is a step to determine whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand after going through the second step (S420).
제4 단계(S440)는 제3 단계(S430)의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치(ESS)로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 단계이다.The fourth step (S440) determines whether supply remains even if the remaining electricity is absorbed by the energy storage system (ESS) when the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand according to the judgment of the third step (S430). This is the step to judge.
제5 단계(S451)는 제4 단계(S440)의 판단에 의해 에너지저장장치(ESS)로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는 경우 전기를 판매하는 단계이다.The fifth step (S451) is a step in which electricity is sold if there is still supply even after the remaining electricity is absorbed by the energy storage system (ESS) according to the judgment in the fourth step (S440).
구체적으로, 시나리오 1(#1)은 제어 불가능한 공급전력을 이용하여 에너지저장장치(ESS)를 최대한 충전하며, 남는 전기를 판매할 수 있다.Specifically, scenario 1 (#1) uses uncontrollable supply power to charge the energy storage system (ESS) as much as possible and sell the remaining electricity.
시나리오 2(#2)는 제1 단계(S410), 제2 단계(S420), 제3 단계(S430), 제4 단계(S440) 및 제5-2 단계(S452)를 포함하여 이루어질 수 있다.Scenario 2 (#2) may include the first step (S410), the second step (S420), the third step (S430), the fourth step (S440), and the 5-2 step (S452).
제1 단계(S410)는 전력계통의 정상여부를 판단하는 단계이다.The first step (S410) is a step to determine whether the power system is normal.
제2 단계(S420)는 제1 단계(S410)의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 단계이다.The second step (S420) is a step of switching to the grid-connected mode when the power system is normal as determined in the first step (S410).
제3 단계(S430)는 제2 단계(S420)를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요의 초과여부를 판단하는 단계이다.The third step (S430) is a step to determine whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand after going through the second step (S420).
제4 단계(S440)는 제3 단계(S430)의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치(ESS)로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 단계이다.The fourth step (S440) determines whether supply remains even if the remaining electricity is absorbed by the energy storage system (ESS) when the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand according to the judgment of the third step (S430). This is the step to judge.
제5-2 단계(S452)는 제4 단계(S440)의 판단에 의해 에너지저장장치(ESS)로 남는 전기를 전부 흡수가 가능한 경우 충전을 통해 수급균형을 유지하는 단계이다.Step 5-2 (S452) is a step of maintaining supply and demand balance through charging if all remaining electricity can be absorbed by the energy storage system (ESS) according to the judgment of step 4 (S440).
시나리오 3(#3)은 제1 단계(S410), 제2 단계(S420), 제3 단계(S430), 제4-2 단계(S442) 및 제5-3 단계(S453)를 포함하여 이루어질 수 있다.Scenario 3 (#3) may include the first step (S410), the second step (S420), the third step (S430), the 4-2 step (S442), and the 5-3 step (S453). there is.
제1 단계(S410)는 전력계통의 정상여부를 판단하는 단계이다.The first step (S410) is a step of determining whether the power system is normal.
제2 단계(S420)는 제1 단계(S410)의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 단계이다.The second step (S420) is a step of switching to the grid-connected mode when the power system is normal as determined in the first step (S410).
제3 단계(S430)는 제2 단계(S420)를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요의 초과여부를 판단하는 단계이다.The third step (S430) is a step to determine whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand after going through the second step (S420).
제4-2 단계(S442)는 제3 단계(S430)의 판단에 의해 마이크로그리드(MG) 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비(DER)의 공급능력이 충분한지를 판단하는 단계이다. 구체적으로, 제4-2 단계(S442)는 제3 단계(S430)의 판단에 의해 마이크로그리드(MG) 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비(DER)의 공급능력이 기설정된 마이크로그리드(MG) 수요를 충당하는데 충분한지를 판단하는 단계이다.The 4-2 step (S442) determines whether the supply capacity of the controllable power generation equipment (DER) is sufficient when the microgrid (MG) demand exceeds the uncontrollable power supply capacity as determined in the third step (S430). It's a step. Specifically, in the 4-2 step (S442), when the microgrid (MG) demand exceeds the uncontrollable power supply capacity according to the judgment in the 3rd step (S430), the supply capacity of the controllable power generation equipment (DER) is determined. This is the stage to determine whether it is sufficient to cover the set microgrid (MG) demand.
제5-3 단계(S453)는 제4-2 단계(S442)의 판단에 의해 제어가능한 발전설비(DER)의 공급능력이 충분한 경우 발전 및 방전을 통해서 수급균형을 유지하는 단계이다. 구체적으로, 시나리오 3(#3)은 전원 발전 및 에너지저장장치(ESS)방전을 통해서 수급균형을 유지할 수 있다.Step 5-3 (S453) is a step of maintaining supply and demand balance through power generation and discharge when the supply capacity of controllable power generation equipment (DER) is sufficient as determined in step 4-2 (S442). Specifically, scenario 3 (#3) can maintain supply and demand balance through power generation and energy storage system (ESS) discharge.
시나리오 4(#4)는 제1 단계(S410), 제2 단계(S420), 제3 단계(S430), 제4-2 단계(S442) 및 제5-4 단계(S454)를 포함하여 이루어질 수 있다.Scenario 4 (#4) may include the first step (S410), the second step (S420), the third step (S430), the 4-2 step (S442), and the 5-4 step (S454). there is.
제1 단계(S410)는 전력계통의 정상여부를 판단하는 단계이다.The first step (S410) is a step to determine whether the power system is normal.
제2 단계(S420)는 제1 단계(S410)의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 단계이다.The second step (S420) is a step of switching to the grid-connected mode when the power system is normal as determined in the first step (S410).
제3 단계(S430)는 제2 단계(S420)를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요의 초과여부를 판단하는 단계이다.The third step (S430) is a step to determine whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand after going through the second step (S420).
제4-2 단계(S442)는 제3 단계(S430)의 판단에 의해 마이크로그리드(MG) 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비(DER)의 공급능력이 충분한지를 판단하는 단계이다.The 4-2 step (S442) determines whether the supply capacity of the controllable power generation equipment (DER) is sufficient when the microgrid (MG) demand exceeds the uncontrollable power supply capacity as determined in the third step (S430). It's a step.
제5-3 단계(S453)는 제4-2 단계(S442)의 판단에 의해 제어가능한 발전설비(DER)의 공급능력이 부족한 경우 전기를 구매하는 단계이다.Step 5-3 (S453) is a step of purchasing electricity when the supply capacity of controllable power generation equipment (DER) is insufficient according to the judgment in step 4-2 (S442).
구체적으로, 시나리오 4(#4)에서는 전원은 최대한 방전하고 ESS는 대기하면서 전기구매 비용이 저렴한 시간대만 충전하여 SOC를 확보할 수 있다.Specifically, in scenario 4 (#4), SOC can be secured by discharging the power source as much as possible, putting the ESS on standby, and charging only during times when electricity purchase costs are low.
시나리오 5(#5)는 제1 단계(S410), 제2-2 단계(S422), 제3-2 단계(S432), 제4-3 단계(S444) 및 제5-5 단계(S455)를 포함하여 이루어질 수 있다.Scenario 5 (#5) includes step 1 (S410), step 2-2 (S422), step 3-2 (S432), step 4-3 (S444), and step 5-5 (S455). It can be done including.
제1 단계(S410)는 전력계통의 정상여부를 판단하는 단계이다.The first step (S410) is a step to determine whether the power system is normal.
제2-2 단계(S422)는 제1 단계(S410)의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 단계이다.The 2-2 step (S422) is a step of switching to the independent mode when the power system is abnormal as determined in the first step (S410).
제3-2 단계(S432)는 제2-2 단계(S422)를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요의 초과여부를 판단하는 단계이다.The 3-2 step (S432) is a step to determine whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand after going through the 2-2 step (S422).
제4-3 단계(S444) 상기 제3-2 단계(S432)의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치(ESS)로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 단계이다.Step 4-3 (S444) If the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand according to the judgment in step 3-2 (S432), the remaining electricity can be supplied even if the remaining electricity is absorbed by the energy storage system (ESS). This is the step to determine whether this remains.
제5-5 단계(S455)는 제4-3 단계(S444)의 판단에 의해 에너지저장장치(ESS)로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는 경우 공급을 차단하는 단계이다.The 5-5 step (S455) is a step of blocking the supply if there is still supply even after the energy storage system (ESS) absorbs the remaining electricity according to the judgment in the 4-3 step (S444).
구체적으로, 시나리오 5(#5)는 전원 차단을 통해서 과발전을 해소할 수 있다.Specifically, in scenario 5 (#5), overpower generation can be resolved by turning off the power.
시나리오 6(#6)은 제1 단계(S410), 제2-2 단계(S422), 제3-2 단계(S432), 제4-3 단계(S444) 및 제5-6 단계(S456)를 포함하여 이루어질 수 있다.Scenario 6 (#6) includes step 1 (S410), step 2-2 (S422), step 3-2 (S432), step 4-3 (S444), and step 5-6 (S456). It can be done including.
제1 단계(S410)는 전력계통의 정상여부를 판단하는 단계이다.The first step (S410) is a step of determining whether the power system is normal.
제2-2 단계(S422)는 제1 단계(S410)의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 단계이다.The 2-2 step (S422) is a step of switching to the independent mode when the power system is abnormal as determined in the first step (S410).
제3-2 단계(S432)는 제2-2 단계(S422)를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요의 초과여부를 판단하는 단계이다.The 3-2 step (S432) is a step to determine whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand after going through the 2-2 step (S422).
제4-3 단계(S444) 상기 제3-2 단계(S432)의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치(ESS)로 남는 전기를 전부 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 단계이다.Step 4-3 (S444) If the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand according to the judgment in step 3-2 (S432), even if all remaining electricity is absorbed by the energy storage system (ESS), This is the stage to determine whether there is any supply remaining.
제5-6 단계(S456)는 제4-3 단계(S444)의 판단에 의해 에너지저장장치(ESS)로 남는 전기를 전부 흡수가 가능한 경우 충전을 통해 수급균형을 유지하는 단계이다.The 5-6 step (S456) is a step to maintain supply and demand balance through charging if the energy storage system (ESS) can absorb all the remaining electricity according to the judgment of the 4-3 step (S444).
시나리오 7(#7)은 제1 단계(S410), 제2-2 단계(S422), 제3-2 단계(S432), 제4-4 단계(S446) 및 제5-7 단계(S457)를 포함하여 이루어질 수 있다.Scenario 7 (#7) includes step 1 (S410), step 2-2 (S422), step 3-2 (S432), step 4-4 (S446), and step 5-7 (S457). It can be done including.
제1 단계(S410)는 전력계통의 정상여부를 판단하는 단계이다.The first step (S410) is a step of determining whether the power system is normal.
제2-2 단계(S422)는 제1 단계(S410)의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 단계이다.The 2-2 step (S422) is a step of switching to the independent mode when the power system is abnormal as determined in the first step (S410).
제3-2 단계(S432)는 제2-2 단계(S422)를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요의 초과여부를 판단하는 단계이다.The 3-2 step (S432) is a step to determine whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand after going through the 2-2 step (S422).
제4-4 단계(S446) 상기 제3-2 단계(S432)의 판단에 의해 마이크로그리드(MG) 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비(DER)의 공급능력이 충분한지를 판단하는 단계이다. 구체적으로, 제4-4 단계(S446)는 제3-2 단계(S432)의 판단에 의해 마이크로그리드(MG) 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비(DER)의 공급능력이 기설정된 마이크로그리드(MG) 수요를 충당하는데 충분한지를 판단하는 단계이다.Step 4-4 (S446) If the microgrid (MG) demand exceeds the uncontrollable power supply capacity according to the judgment in step 3-2 (S432), it is determined whether the supply capacity of controllable power generation equipment (DER) is sufficient. This is the judgment stage. Specifically, step 4-4 (S446) determines the supply capacity of controllable power generation equipment (DER) when the demand for microgrid (MG) exceeds the uncontrollable power supply capacity as determined in step 3-2 (S432). This is the stage to determine whether it is sufficient to cover the preset microgrid (MG) demand.
제5-7 단계(S457)는 제4-4 단계(S446)의 판단에 의해 제어가능한 발전설비(DER)의 공급능력이 충분한 경우 발전 및 방전을 통해서 수급균형을 유지하는 단계이다.Step 5-7 (S457) is a step of maintaining supply and demand balance through power generation and discharge when the supply capacity of controllable power generation equipment (DER) is sufficient as determined in step 4-4 (S446).
시나리오 8(#8)은 제1 단계(S410), 제2-2 단계(S422), 제3-2 단계(S432), 제4-4 단계(S446) 및 제5-8 단계(S458)를 포함하여 이루어질 수 있다.Scenario 8 (#8) includes step 1 (S410), step 2-2 (S422), step 3-2 (S432), step 4-4 (S446), and step 5-8 (S458). It can be done including.
제1 단계(S410)는 전력계통의 정상여부를 판단하는 단계이다.The first step (S410) is a step to determine whether the power system is normal.
제2-2 단계(S422)는 제1 단계(S410)의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 단계이다.The 2-2 step (S422) is a step of switching to the independent mode when the power system is abnormal as determined in the first step (S410).
제3-2 단계(S432)는 제2-2 단계(S422)를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드(MG) 수요의 초과여부를 판단하는 단계이다.The 3-2 step (S432) is a step to determine whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand after going through the 2-2 step (S422).
제4-4 단계(S446) 상기 제3-2 단계(S432)의 판단에 의해 마이크로그리드(MG) 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비(DER)의 공급능력이 충분한지를 판단하는 단계이다.Step 4-4 (S446) If the microgrid (MG) demand exceeds the uncontrollable power supply capacity according to the judgment in step 3-2 (S432), it is determined whether the supply capacity of controllable power generation equipment (DER) is sufficient. This is the judgment stage.
제5-8 단계(S458)는 제4-4 단계(S446)의 판단에 의해 제어가능한 발전설비(DER)의 공급능력이 부족한 경우 부하를 차단하는 단계이다.Step 5-8 (S458) is a step of cutting off the load when the supply capacity of the controllable power generation equipment (DER) is insufficient according to the judgment in step 4-4 (S446).
구체적으로, 시나리오 8(#8)은 부하 차단을 통해서 수급균형을 유지할 수 있다.Specifically, scenario 8 (#8) can maintain supply and demand balance through load shedding.
발전설비 지령치 결정단계(S500)는 시나리오 판단 시작단계(S400)를 거친 후 발전설비의 지령치를 결정하는 단계이다. 발전설비 지령치 결정단계(S500)에서는 수급균형 유지를 위해서 구성요소의 실시간 계측데이터를 기반으로 분산전원의 지령치를 결정할 수 있다. 구체적으로, 지령치 결정의 예로는 제일 높은 우선순위 부하를 제외한 전체 부하를 계산하고, 그 부하가 전체 공급능력과 비교한 후 부하가 공급능력보다 작다면 부하를 차단할 수 있다.The power generation facility command value determination step (S500) is a step in which the command value of the power generation facility is determined after going through the scenario judgment start step (S400). In the power generation facility command value determination step (S500), the command value of distributed power can be determined based on real-time measurement data of components to maintain supply and demand balance. Specifically, an example of command value determination is to calculate the entire load excluding the highest priority load, compare the load with the entire supply capacity, and then cut off the load if the load is less than the supply capacity.
발전설비 지령치 출력단계(S600)는 발전설비 지령치 결정단계(S500)를 거친 후 발전설비를 지령치로 출력하는 단계이다.The power generation facility command value output step (S600) is a step in which the power generation facility command value is output after going through the power generation facility command value determination step (S500).
도 4는 시나리오 1의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이며, 도 5는 시나리오 2와 6의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이고, 도 6은 시나리오 3과 7의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이며, 도 7은 시나리오 4의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이고, 도 8은 시나리오 5의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이며, 도 9는 시나리오 8의 분산전원 지령치를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing the process of determining the distributed power command value of
도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 도면은 구체적인 시나리오 1 내지 8의 분산전원 지령치 판단과정을 나타내고 있다.As shown in FIGS. 4 to 9, each figure shows the distributed power command value determination process for
도 4를 참고하면, 시나리오 1(#1)의 분산전원 지령치 판단과정은 제어가능한 전원의 지령치를 결정하고(n=1)(S10), n번째 제어 가능한 전원의 최소 출력을 계산한다(S11). 이때, 최소 출력 = 현재출력 - 출력 감발율(Ramp Down)을 의미한다. 다음으로, n번째 제어가능한 전원의 지령치를 최소출력으로 하여(S12), n = N 인지 판단하고(S13), n = N 인 경우, 제어 가능한 에너지저장장치(ESS)의 지령치를 결정하며(m = 1)(S14), m번째 에너지저장장치(ESS)의 지령치를 최대 충전하여(S15), m = M 인지를 판단하고(S16), m = M 인 경우 판단을 종료한다.Referring to FIG. 4, the distributed power command value determination process of scenario 1 (#1) determines the command value of the controllable power source (n=1) (S10) and calculates the minimum output of the nth controllable power source (S11). . At this time, minimum output = current output - output ramp down. Next, set the command value of the nth controllable power source as the minimum output (S12), determine whether n = N (S13), and if n = N, determine the command value of the controllable energy storage device (ESS) (m = 1) (S14), charge the command value of the mth energy storage device (ESS) to the maximum (S15), determine whether m = M (S16), and if m = M, the judgment is terminated.
다시, n = N이 아닌 경우, n = n + 1로 하여 n번째 제어 가능한 전원의 최소 출력을 다시 계산하고(S11), m = M이 아닌 경우, m = m + 1로 하여 m번째 에너지저장장치(ESS)의 지령치를 다시 최대 충전한다(S15).Again, if n = N, recalculate the minimum output of the nth controllable power source by setting n = n + 1 (S11), and if m = M, store the mth energy by setting m = m + 1. Charge the command value of the device (ESS) to maximum again (S15).
도 5를 참고하면, 시나리오 2(#2)와 6(#6)의 분산전원 지령치 판단과정은 공급과 수요의 차이를 계산하고(S20), 제어가능한 전원의 지령치를 결정하며(n=1)(S21), n번째 제어 가능한 전원의 최소 출력을 계산한다(S22). 이때, 최소 출력 = 현재출력 - 출력 감발율(Ramp Down)을 의미한다. 다음으로, n번째 제어가능한 전원의 지령치를 최소출력으로 하여(S23), n = N 인지를 판단하고(S24), n = N 인 경우, 제어 가능한 에너지저장장치(ESS)의 지령치를 우선순위에 따라 결정하고(S25), 이때, m=1, 에너지저장장치(ESS)의 순서 m은 우선순위와 같으며, m번째 에너지저장장치(ESS)에 공급과 수요의 차이를 분배하여(S26), 분배할 차이가 남았는지를 판단하고(S27), 분배할 차이가 남은 경우 지령치를 분배하고, 공급과 수요의 차이에서 분배한 지령치를 빼며(S28), 분배할 차이가 남지 않은 경우 지령치를 0으로 하여(S282) m = M 인지를 판단하고(S29), m = M 인 경우 판단을 종료한다.Referring to Figure 5, the distributed power command value judgment process for scenarios 2 (#2) and 6 (#6) calculates the difference between supply and demand (S20) and determines the command value of controllable power (n = 1). (S21), calculate the minimum output of the nth controllable power source (S22). At this time, minimum output = current output - output ramp down. Next, set the command value of the nth controllable power source as the minimum output (S23), determine whether n = N (S24), and if n = N, prioritize the command value of the controllable energy storage system (ESS). At this time, m = 1, the order m of the energy storage device (ESS) is equal to the priority, and the difference between supply and demand is distributed to the mth energy storage device (ESS) (S26). Determine whether there is a difference left to distribute (S27), distribute the command value if there is a difference left to distribute, subtract the distributed command value from the difference between supply and demand (S28), and if there is no difference left to distribute, set the command value to 0. Then (S282), it is determined whether m = M (S29), and if m = M, the judgment is terminated.
다시, n = N이 아닌 경우, n = n + 1로 하여 n번째 제어 가능한 전원의 최소 출력을 다시 계산하고(S22), m = M이 아닌 경우, m = m + 1로 하여 m번째 에너지저장장치(ESS)에 공급과 수요의 차이를 다시 분배한다(S26).Again, if n = N, recalculate the minimum output of the nth controllable power source by setting n = n + 1 (S22), and if m = M, store the mth energy by setting m = m + 1. The difference between supply and demand is redistributed to the device (ESS) (S26).
도 6을 참고하면, 시나리오 3(#3)과 7(#7)의 분산전원 지령치 판단과정은 수요와 공급의 차이를 계산하고(S30), 제어 가능한 전원의 지령치를 결정하며(n=1)(S31), 이때, n=1, 전원의 순서 n은 우선순위와 같고, 분배할 차이가 남았는지 판단하여(S32), 분배할 차이가 남은 경우 지령치를 분배하며, 수요와 공급의 차이에서 분배한 지령치를 빼고(S33), 분배할 차이가 남은 경우 지령치를 최소출력으로 한다(S332). n = N인 지를 판단하여(S34), n = N인 경우 제어 가능한 에너지저장장치(ESS)의 지령치를 결정하고(m=1)(S35), n = N이 아닌 경우 n = n + 1로 하여 다시 분배할 차이가 남았는가를 판단한다(S32).Referring to Figure 6, the distributed power command value judgment process for scenarios 3 (#3) and 7 (#7) calculates the difference between demand and supply (S30), determines the command value of controllable power (n = 1), and (S31), at this time, n = 1, the order of power n is the same as the priority, and it is determined whether there is a difference left to be distributed (S32). If there is a difference left to be distributed, the command value is distributed, and distribution is made based on the difference between supply and demand. Subtract one command value (S33), and if there is a difference left to distribute, set the command value to the minimum output (S332). Determine whether n = N (S34), and if n = N, determine the command value of the controllable energy storage device (ESS) (m = 1) (S35). If n = N, n = n + 1. Then, it is determined whether there is any difference left to be redistributed (S32).
이어서, m번째 에너지저장장치(ESS)에 수요와 공급의 차이를 분배하고(S36), 분배할 차이가 남았는지를 판단하여(S37), 분배할 차이가 남은 경우 지령치를 분배하며, 공급과 수요의 차이에서 분배한 지령치를 빼고(S38), 분배할 차이가 남지 않은 경우 지령치를 0으로 한다(S382).Next, the difference between supply and demand is distributed to the mth energy storage device (ESS) (S36), and it is determined whether there is a difference left to be distributed (S37). If there is a difference left to be distributed, the command value is distributed, and the supply and demand Subtract the distributed command value from the difference (S38), and if there is no difference left to distribute, the command value is set to 0 (S382).
이어서, m = M인지를 판단하여(S39), m = M인 경우 판단을 종료하고, m = M이 아닌 경우 m = m + 1로 하여 m번째 에너지저장장치(ESS)에 수요와 공급의 차이를 다시 분배한다(S36).Next, determine whether m = M (S39), and if m = M, the judgment is terminated. If m = M, m = m + 1 to determine the difference between supply and demand for the mth energy storage system (ESS). Redistribute (S36).
도 7을 참고하면, 시나리오 4(#4)의 분산전원 지령치 판단과정은 제어 가능한 전원의 지령치를 결정하고(n=1)(S40), n번째 제어가능한 전원의 최소 출력을 계산하며, 이때, 최소 출력 = 현재 출력 - Ramp Down(출력 감발율)한다(S41).Referring to FIG. 7, the distributed power command value determination process of scenario 4 (#4) determines the command value of the controllable power source (n = 1) (S40) and calculates the minimum output of the nth controllable power source, at this time, Minimum output = current output - Ramp Down (output reduction rate) (S41).
이어서, n번째 제어가능한 전원의 지령치를 공급능력으로 하고(S42), n = N인지를 판단하여(S43), n = N인 경우 제어 가능한 에너지저장장치(ESS)의 지령치를 결정하고(m=1)(S44), n = N이 아닌 경우 n = n + 1로 하여 다시 n번째 제어가능한 전원의 최소 출력을 계산한다.Next, set the command value of the nth controllable power supply as the supply capacity (S42), determine whether n = N (S43), and if n = N, determine the command value of the controllable energy storage system (ESS) (m = 1)(S44), if n = N, set n = n + 1 and calculate the minimum output of the nth controllable power source again.
이어서, TOU를 고려하여 경제성 운전을 하고(S45), 여기서, TOU는 계시별 요금제로 시간 별로 다른 요금제를 의미하며, m = M인지를 판단하여(S46), m = M인 경우 판단을 종료하고, m = M이 아닌 경우 m = m + 1로 하여 다시 TOU를 고려하여 경제성 운전을 하는(S45) 단계로 보낸다.Next, economical driving is performed considering TOU (S45). Here, TOU is a time-based rate plan, meaning a rate plan that varies by time, and it is determined whether m = M (S46). If m = M, the judgment is terminated. , if m = M, m = m + 1 and sent back to the step of economical operation (S45) considering TOU.
도 8을 참고하면, 시나리오 5(#5)의 분산전원 지령치 판단과정은 제어 불가능한 전원의 차단을 결정하고(S50), 이때, k=1, 전원의 순서이며 k는 공급 차단 우선순위와 같으며, k번째 제어 불가능한 전원의 공급능력을 제외한 마이크로 그리드(MG)의 제어 불가능한 공급의 합을 갱신하며(S51), 제어 불가능한 전원 공급능력이 마이크로그리드(MG)수요의 초과여부를 판단하여(S52), 제어 불가능한 전원 공급능력이 마이크로그리드(MG)수요를 초과하는 경우 마이크로그리드(MG)의 ESS가 남는 전기를 전부 흡수할 수 있는가를 판단하고(S53), 흡수가 가능한 경우 k번째 전원을 차단 목록에 추가하며(S54), 수급균형(충전) 로직으로 지령치를 결정한다(시나리오 2)(S55).Referring to FIG. 8, the distributed power command value judgment process of scenario 5 (#5) determines the cutoff of uncontrollable power (S50), where k = 1, the order of power, and k is equal to the supply cutoff priority. , update the sum of the uncontrollable supply of the microgrid (MG) excluding the supply capacity of the kth uncontrollable power (S51), and determine whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the demand of the microgrid (MG) (S52) , if the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand, it is determined whether the ESS of the microgrid (MG) can absorb all the remaining electricity (S53), and if absorption is possible, the kth power source is added to the block list. It is added (S54), and the command value is determined using supply and demand balance (charging) logic (Scenario 2) (S55).
제어 불가능한 전원 공급능력이 마이크로그리드(MG)수요를 초과하지 못하는 경우 제어 가능한 분산전원의 공급능력이 충분한지 판단하여(S532), 제어 가능한 분산전원의 공급능력이 충분한 경우 k번째 전원을 차단 목록에 추가하고(S542), 수급균형(발전) 로직으로 지령치를 결정한다(시나리오 3)(S552). n = N이 아닌 경우 k번째 전원을 차단 목록에서 제외하고, 제어 불가능한 공급의 합을 복구한다(S5322).If the uncontrollable power supply capacity does not exceed the microgrid (MG) demand, it is determined whether the controllable distributed power supply capacity is sufficient (S532), and if the controllable distributed power supply capacity is sufficient, the kth power is added to the block list. Add (S542), and determine the command value using supply and demand balance (power generation) logic (Scenario 3) (S552). If n = N, the kth power source is excluded from the blocking list, and the sum of the uncontrollable supplies is restored (S5322).
이어서, 마이크로그리드(MG)의 ESS가 남는 전기를 전부 흡수할 수 있는 경우 k번째 전원을 차단 목록에 추가하고(S56), k = K인지를 판단하여(S57), k = K가 아닌 경우 제어 불가능한 전원의 공급능력을 제외한 마이크로그리드(MG)의 제어 불가능한 공급의 합을 갱신하는 단계(S51)로 다시 보낸다.Next, if the ESS of the microgrid (MG) can absorb all the remaining electricity, add the kth power source to the blocking list (S56), determine whether k = K (S57), and control if k = K. It is sent back to the step (S51) of updating the sum of the uncontrollable supply of the microgrid (MG) excluding the impossible power supply capacity.
k = K인 경우 제어가능한 전원 차단을 시작하고(S58), 제어 가능한 전원의 차단을 결정하며(S59), 이때, n=1, 전원의 순서 n은 공급차단 우선순위와 같고, n번째 제어 가능한 전원의 제어불가영역을 제외한 마이크로그리드(MG)의 제어 불가능한 공급의 합을 갱신한다(S591).If k = K, start cutting off the controllable power (S58) and decide to cut off the controllable power (S59). At this time, n = 1, the order of power n is the same as the priority of supply blocking, and the nth controllable power supply is started. Update the sum of the uncontrollable supply of the microgrid (MG) excluding the uncontrollable power area (S591).
이어서, 제어 가능한 DER의 공급능력이 충분한지를 판단하여(S592), 제어 가능한 DER이 MG수요를 공급할 수 있는 경우 n번째 전원을 차단 목록에 추가하고(S593), 수급균형(발전) 로직으로 지령치를 결정한다(시나리오 3)(S594).Next, it is determined whether the supply capacity of the controllable DER is sufficient (S592), and if the controllable DER can supply the MG demand, the nth power is added to the blocking list (S593), and the command value is set using the supply and demand balance (generation) logic. Decide (Scenario 3) (S594).
제어 가능한 DER의 공급능력이 충분한지를 판단하여(S592), 마이크로 그리드(MG)가 공급할 수 없는 경우 n번째 전원을 차단 목록에서 제외하고(S5922), n = N인지를 판단하여(S5923), n = N인 경우 과발전 차단을 불가하며(S5924), n = N이 아닌 경우 다시 제어 가능한 전원의 제어불가영역을 제외한 마이크로그리드(MG)의 제어 불가능한 공급의 합을 갱신하는 단계(S591)로 보낸다.Determine whether the supply capacity of the controllable DER is sufficient (S592), and if the microgrid (MG) cannot supply, exclude the nth power from the blocking list (S5922), and determine whether n = N (S5923), n = N, over-generation cannot be blocked (S5924), and if n = N, the sum of the uncontrollable supply of the microgrid (MG) excluding the uncontrollable area of the controllable power is updated again (S591). .
도 9를 참고하면, 시나리오 8(#8)의 분산전원 지령치 판단과정은 부하의 차단을 결정하고(S80), 이때, l =1, 부하의 순서 l 은 차단 우선순위와 같으며, l 번째 부하전력을 제외한 마이크로그리드(MG) 수요의 합을 갱신한다(S81).Referring to FIG. 9, the distributed power command value judgment process of scenario 8 (#8) determines blocking of the load (S80), where l = 1, the order of the load l is the same as the blocking priority, and the lth load Update the sum of microgrid (MG) demand excluding electricity (S81).
이어서, 제어 불가능한 전원 공급능력과 제어가능한 전원 공급능력의 합이 마이크로그리드(MG)수요의 초과여부를 판단하여(S82), 제어 불가능한 전원 공급능력과 제어가능한 전원 공급능력의 합이 마이크로그리드(MG)수요를 초과하는 경우 마이크로그리드(MG)수요가 제어가능한 전원의 공급능력의 초과여부를 판단하고(S83), 마이크로그리드(MG)수요가 제어가능한 전원의 공급능력을 초과하는 경우 l 번째 전원을 차단 목록에 추가하며(S84), 수급균형(발전) 로직으로 지령치를 결정한다(시나리오 3)(S85).Next, it is determined whether the sum of the uncontrollable power supply capacity and the controllable power supply capacity exceeds the microgrid (MG) demand (S82), and the sum of the uncontrollable power supply capacity and the controllable power supply capacity is determined to be the microgrid (MG). ) If the demand exceeds, it is determined whether the microgrid (MG) demand exceeds the controllable power supply capacity (S83), and if the microgrid (MG) demand exceeds the controllable power supply capacity, the lth power source is selected. It is added to the blocking list (S84), and the command value is determined using supply and demand balance (power generation) logic (Scenario 3) (S85).
또한, 제어 불가능한 전원 공급능력과 제어가능한 전원 공급능력의 합이 마이크로그리드(MG)수요를 초과하지 않는 경우 l 번째 전원을 차단 목록에서 추가하고(S822), l = L인지를 판단하여(S824), l = L인 경우 공급부족의 해소가 불가하다(S852).Additionally, when the sum of uncontrollable power supply capacity and controllable power supply capacity does not exceed microgrid (MG) demand. The lth power source is added to the blocking list (S822), and it is determined whether l = L (S824). If l = L, the supply shortage cannot be resolved (S852).
마이크로 그리드(MG)수요가 제어가능한 전원의 공급능력을 초과하지 않는 경우 l 번째 전원을 차단 목록에서 제외하고, 마이크로 그리드(MG)수요의 합을 복구하며(S832), l = L인지를 판단하여(S824), l = L인 경우 공급부족의 해소가 불가하다(S852).If the microgrid (MG) demand does not exceed the controllable power supply capacity, the lth power is excluded from the blocking list, the sum of the microgrid (MG) demand is restored (S832), and it is determined whether l = L. (S824), if l = L, it is impossible to resolve the supply shortage (S852).
l = L이 아닌 경우 l 번째 부하전력을 제외한 마이크로그리드(MG) 수요의 합을 갱신하는 단계(S81)로 다시 보낸다.If l = L, the sum of the microgrid (MG) demand excluding the l th load power is sent back to the updating step (S81).
도 10은 제어 가능한 전원 공급능력을 판단하는 모습을 나타낸 그래프이다.Figure 10 is a graph showing the determination of controllable power supply ability.
도 10을 참고하여 그래프에 적용되는 각각의 수식들을 하기에서 열거하면, 다음과 같다.With reference to FIG. 10, each formula applied to the graph is listed below.
제어가능한 발전기의 최소 발전 전력은 하기의 수식 1로 나타낼 수 있다.The minimum generated power of a controllable generator can be expressed by
- 수식 1 -
(이는 각각, n번째 제어가능한 발전기의 제어 가능한 최소 발전전력= n번째 제어가능한 발전기의 현재 출력 - n번째 제어가능한 발전기의 감발율을 의미한다.)(This means, respectively, the minimum controllable generated power of the nth controllable generator = the current output of the nth controllable generator - the reduction rate of the nth controllable generator.)
최소 발전전력 제약조건은 하기의 수식 2로 나타낼 수 있다.The minimum generated power constraint can be expressed in
- 수식 2 -
(이는 각각, n번째 제어가능한 발전기의 제어 가능한 최소 발전전력은 (This means that the minimum controllable generated power of the nth controllable generator is
n번째 제어가능한 발전기의 최소 발전전력 보다 크거나 같다를 의미한다.)It means greater than or equal to the minimum generated power of the nth controllable generator.)
제어가능한 최대 발전 전력은 하기의 수식 3으로 나타낼 수 있다.The maximum controllable generated power can be expressed by
-수식 3-
(이는 각각, n번째 제어가능한 발전기의 제어 가능한 최대 발전전력=n번째 제어가능한 발전기의 현재 출력 + n번째 제어가능한 발전기의 증발율을 의미한다.)(This means, respectively, the maximum controllable generated power of the nth controllable generator = the current output of the nth controllable generator + the evaporation rate of the nth controllable generator.)
최대발전 전력제약조건은 하기의 수식 4로 나타낼 수 있다.The maximum generated power constraint can be expressed in
- 수식 4 -
(이는 각각, n번째 제어가능한 발전기의 제어 가능한 최소 발전전력이 n번째 제어가능한 발전기의 정격출력(or발전기 용량) 보다 작거나 같다를 의미한다.)(This means that the minimum controllable generated power of the nth controllable generator is less than or equal to the rated output (or generator capacity) of the nth controllable generator.)
제어가능한 발전기의 활용 불가능한 공급능력은 하기의 수식 5로 나타낼 수 있다.The unusable supply capacity of a controllable generator can be expressed by
- 수식 5 -
(이는 각각, n번째 제어가능한 발전기의 활용 불가능한 공급능력이 n번째 제어가능한 발전기의 제어 가능한 최소 발전전력과 같다를 의미한다.)(This means, respectively, that the unavailable supply capacity of the nth controllable generator is equal to the minimum controllable generation power of the nth controllable generator.)
제어가능한 발전기의 활용 가능한 공급능력은 하기의 수식 6으로 나타낼 수 있다.The available supply capacity of a controllable generator can be expressed in
- 수식 6 -
도 11은 제어 가능한 에너지저장장치(ESS) 공급능력을 판단하는 모습을 나타낸 그래프이다.Figure 11 is a graph showing determining the supply capacity of a controllable energy storage system (ESS).
도 11을 참고하여 그래프에 적용되는 각각의 수식들을 하기에서 열거하면, 다음과 같다.With reference to FIG. 11, each formula applied to the graph is listed below.
방전 가능한 SOC(State of Charge, 배터리 충전상태)는 하기의 수식 7로 나타낼 수 있다.The state of charge (SOC) that can be discharged can be expressed by
- 수식 7 -
(이는 각각, m번째 제어가능한 ESS의 방전 가능한 SoC = m번째 제어가능한 ESS의 현재 SoC + m번째 제어가능한 ESS의 최소 SOC를 의미한다.)(This means, respectively, the dischargeable SoC of the mth controllable ESS = the current SoC of the mth controllable ESS + the minimum SOC of the mth controllable ESS.)
방전 가능한 ESS출력은 하기의 수식 8로 나타낼 수 있다.The ESS output that can be discharged can be expressed by
- 수식 8 -
(이는 각각, m번째 제어가능한 ESS의 방전 가능한 출력 = m번째 제어가능한 ESS의 방전 가능한 SoC/100 * m번째 제어가능한 ESS의 배터리 방전효율 * m번째 제어가능한 ESS의 PCS 방전효율 * m번째 제어가능한 ESS의 배터리 용량[kWh]을 의미한다.)(This is, respectively, the dischargeable output of the mth controllable ESS = the dischargeable SoC of the mth controllable ESS / 100 * the battery discharge efficiency of the mth controllable ESS * the PCS discharge efficiency of the mth controllable ESS * the mth controllable ESS) This refers to the battery capacity of the ESS [kWh].)
방전 가능한 ESS출력 상한은 하기의 수식 9로 나타낼 수 있다.The upper limit of ESS output that can be discharged can be expressed by Equation 9 below.
- 수식 9 - Equation 9
(이는 각각, m번째 제어가능한 ESS의 방전 가능한 출력이 m번째 제어가능한 ESS의 PCS 방전 정격 출력(최대 방전 전력 보다 작거나 같은 것을 의미한다.)(This means that the dischargeable output of the mth controllable ESS is less than or equal to the PCS discharge rated output (maximum discharge power) of the mth controllable ESS.)
충전 가능한 SOC는 하기의 수식 10으로 나타낼 수 있다.The rechargeable SOC can be expressed by
- 수식 10-
(이는 각각, m번째 제어가능한 ESS의 방전 가능한 SoC = m번째 제어가능한 ESS의 최대 SOC - m번째 제어가능한 ESS의 현재 SoC를 의미한다.)(This means, respectively, the dischargeable SoC of the mth controllable ESS = the maximum SOC of the mth controllable ESS - the current SoC of the mth controllable ESS.)
충전 가능한 ESS출력은 하기의 수식 11로 나타낼 수 있다.The rechargeable ESS output can be expressed by Equation 11 below.
- 수식 11- Equation 11
(이는 각각, m번째 제어가능한 ESS의 방전 가능한 출력 = m번째 제어가능한 ESS의 충전 가능한 SoC/100 * m번째 제어가능한 ESS의 배터리 용량[kWh] * (m번째 제어가능한 ESS의 배터리 충전효율 * m번째 제어가능한 ESS의 PCS 충전효율을 의미한다.)(This is, respectively, dischargeable output of the mth controllable ESS = chargeable SoC of the mth controllable ESS/100 * battery capacity of the mth controllable ESS [kWh] * (battery charging efficiency of the mth controllable ESS * m This refers to the PCS charging efficiency of the second controllable ESS.)
충전 가능한 ESS출력은 하기의 수식 12로 나타낼 수 있다.The rechargeable ESS output can be expressed by Equation 12 below.
- 수식 12- Equation 12
(이는 각각, m번째 제어가능한 ESS의 충전 가능한 출력이 m번째 제어가능한 ESS의 PCS 충전 정격 출력(최대 충전 전력) 보다 작거나 같은 것을 의미한다.)(This means that the charging output of the mth controllable ESS is less than or equal to the PCS charging rated output (maximum charging power) of the mth controllable ESS, respectively.)
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로그리드(MG)의 제어불가능한 분산전원의 공급능력은 하기의 수식 13으로 나타낼 수 있다.In addition, the supply capacity of uncontrollable distributed power of the microgrid (MG) according to an embodiment of the present invention can be expressed by Equation 13 below.
- 수식 13 - Equation 13
(이는 각각, 제어 불가능한 분산전원의 공급능력 = 현재 출력을 의미한다.)(This means the supply capacity of uncontrollable distributed power = current output.)
MG 전체의 제어 불가능한 공급은 하기의 수식 14로 나타낼 수 있다.The uncontrollable supply of the entire MG can be expressed by Equation 14 below.
-수식 14-Formula 14
(이는 각각, 제어 가능한 전원의 활용 불가능한 공급능력의 합 + 제어 불가능한 분산전원의 공급능력의 합을 의미한다.)(This means the sum of the unusable supply capacity of the controllable power + the sum of the supply capacity of the uncontrollable distributed power, respectively.)
MG 전체의 제어 가능한 공급능력은 하기의 수식 15로 나타낼 수 있다.The controllable supply capacity of the entire MG can be expressed by Equation 15 below.
-수식 15-Formula 15
(이는 각각, 제어 가능한 전원의 활용 가능한 공급능력의 합 + 제어 가능한 ESS의 방전 가능한 전력의 합을 의미한다.)(This means the sum of the available supply capacity of the controllable power + the sum of the dischargeable power of the controllable ESS, respectively.)
MG 전체의 제어 가능한 충전은 하기의 수식 16으로 나타낼 수 있다.The controllable charging of the entire MG can be expressed by Equation 16 below.
- 수식 16- Equation 16
(이는, 제어 가능한 ESS의 충전가능한 전력의 합을 의미한다.)(This means the sum of the chargeable power of the controllable ESS.)
MG 전체의 수요의 합은 하기의 수식 17로 나타낼 수 있다.The sum of demand across MGs can be expressed in Equation 17 below.
- 수식 17 - Equation 17
(이는, 부하의 전력의 합을 의미한다.)(This means the sum of the power of the load.)
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.A detailed description of preferred embodiments of the invention disclosed above is provided to enable any person skilled in the art to make or practice the invention. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, a person skilled in the art may use each configuration described in the above-described embodiments by combining them with each other. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit reference relationship in the patent claims can be combined to form an embodiment or included as a new claim through amendment after filing.
1 : 마이크로그리드 시스템
10 : PCC
20 : Grid
100 : Non-Dispatchable DER
200 : Dispatchable Generator
300 : Dispatchable ESS
400 : Load
500 : 제어부1: Microgrid system
10:PCC
20: Grid
100: Non-Dispatchable DER
200: Dispatchable Generator
300: Dispatchable ESS
400 : Load
500: Control unit
Claims (10)
상기 데이터 수집 단계를 거쳐서 수집된 데이터를 이용하여 계통 연계점 상태를 확인하는 계통 연계점 상태 확인단계;
상기 계통 연계점 상태 확인 단계를 거친 후 상기 분산전원의 공급능력을 계산하는 분산전원의 공급능력 계산 단계;
상기 분산전원의 공급능력 계산 단계를 거친 후 예상 시나리오를 판단하는 시나리오 판단 시작 단계;
상기 시나리오 판단 시작 단계를 거친 후 발전설비의 지령치를 결정하는 발전설비 지령치 결정 단계; 및
상기 발전설비 지령치 결정 단계를 거친 후 상기 발전설비를 지령치로 출력하는 발전설비 지령치 출력 단계;를 포함하여 이루어지되,
상기 시나리오 판단 시작 단계에서는,
상기 예상 시나리오가 각각 시나리오 1, 시나리오 2, 시나리오 3, 시나리오 4, 시나리오 5, 시나리오 6, 시나리오 7 및 시나리오 8 중에서 어느 하나이고,
상기 시나리오 1은,
전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계;
상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 제2 단계;
상기 제2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3 단계;
상기 제3 단계의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 제4 단계; 및
상기 제4 단계의 판단에 의해 에너지저장장치로 남는 전기를 전부 흡수해도 공급이 남는 경우 전기를 판매하는 제5 단계;를 포함하여 이루어지며,
상기 시나리오 1의 분산전원 지령치 판단과정은,
제어가능한 전원의 지령치를 결정하고(n=1), n번째 제어 가능한 전원의 최소 출력을 계산하며, n번째 제어가능한 전원의 지령치를 최소출력으로 하여, n = N 인지 판단하고, n = N 인 경우, 제어 가능한 에너지저장장치의 지령치를 결정하며(m = 1), m번째 에너지저장장치의 지령치를 최대 충전하여, m = M 인지를 판단하고, m = M 인 경우 판단을 종료하며,
n = N이 아닌 경우, n = n + 1로 하여 n번째 제어 가능한 전원의 최소 출력을 다시 계산하고, m = M이 아닌 경우, m = m + 1로 하여 m번째 에너지저장장치의 지령치를 다시 최대 충전하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 시스템.
이하, 최소 출력 = 현재출력 - 출력 감발율(Ramp Down)을 의미한다.
A data collection step of collecting data on distributed power;
A system connection point status confirmation step of checking the system connection point status using the data collected through the data collection step;
A distributed power supply capacity calculation step of calculating the distributed power supply capacity after going through the system connection point status checking step;
A scenario determination start step of determining an expected scenario after going through the distributed power supply capacity calculation step;
A power generation facility command value determination step of determining a command value of the power generation facility after going through the scenario determination start step; and
A power generation facility command value output step of outputting the power generation facility as a command value after going through the power generation facility command value determination step,
At the beginning of the scenario judgment,
The expected scenarios are any one of scenario 1, scenario 2, scenario 3, scenario 4, scenario 5, scenario 6, scenario 7, and scenario 8, respectively,
In scenario 1 above,
The first step is to determine whether the power system is normal;
A second step of switching to a grid-connected mode when the power system is normal according to the determination of the first step;
A third step of determining whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand after going through the second step;
A fourth step of determining whether supply remains even if the remaining electricity is absorbed by an energy storage device when the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand according to the judgment of the third step; and
A fifth step of selling electricity if there is still supply even after all remaining electricity is absorbed by the energy storage device according to the judgment of the fourth step,
The distributed power command value judgment process in scenario 1 above is,
Determine the command value of the controllable power source (n = 1), calculate the minimum output of the nth controllable power source, set the command value of the nth controllable power source as the minimum output, determine if n = N, and determine if n = N. In this case, the command value of the controllable energy storage device is determined (m = 1), the command value of the mth energy storage device is charged to the maximum, and it is determined whether m = M. If m = M, the judgment is terminated,
If n = N, recalculate the minimum output of the nth controllable power source by setting n = n + 1, and if m = M, recalculate the command value of the mth energy storage device by setting m = m + 1. A microgrid system characterized by maximum charging.
Hereinafter, minimum output = current output - output ramp down.
상기 시나리오 2는,
전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계;
상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 제2 단계;
상기 제2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3 단계;
상기 제3단계의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 제4 단계; 및
상기 제4 단계의 판단에 의해 에너지저장장치로 남는 전기를 전부 흡수가 가능한 경우 충전을 통해 수급균형을 유지하는 제5-2 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 시스템.
In claim 1,
In scenario 2 above,
A first step of determining whether the power system is normal;
A second step of switching to a grid-connected mode when the power system is normal according to the judgment of the first step;
A third step of determining whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand after going through the second step;
A fourth step of determining whether supply remains even if the remaining electricity is absorbed by an energy storage device when the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand according to the judgment of the third step; and
A microgrid system comprising a 5-2 step of maintaining supply and demand balance through charging when all remaining electricity can be absorbed by the energy storage device according to the determination of the 4th step.
상기 시나리오 3은,
전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계;
상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 제2 단계;
상기 제2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3 단계;
상기 제3단계의 판단에 의해 마이크로그리드 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한지를 판단하는 제4-2 단계; 및
상기 제4-2 단계의 판단에 의해 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한 경우 발전 및 방전을 통해서 수급균형을 유지하는 제5-3 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 시스템.
In claim 1,
In scenario 3 above,
A first step of determining whether the power system is normal;
A second step of switching to a grid-connected mode when the power system is normal according to the judgment of the first step;
A third step of determining whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand after going through the second step;
Step 4-2 of determining whether the supply capacity of controllable power generation facilities is sufficient when the microgrid demand exceeds the uncontrollable power supply capacity according to the judgment in the third step; and
A microgrid system comprising a 5-3 step of maintaining supply and demand balance through power generation and discharge when the supply capacity of the controllable power generation facilities is sufficient according to the judgment of the 4-2 step.
상기 시나리오 4는,
전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계;
상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 정상인 경우 계통연계 모드로 전환하는 제2 단계;
상기 제2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3 단계;
상기 제3단계의 판단에 의해 마이크로그리드 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한지를 판단하는 제4-2 단계; 및
상기 제4-2 단계의 판단에 의해 제어가능한 발전설비의 공급능력이 부족한 경우 전기를 구매하는 제5-4 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 시스템.
In claim 4,
In scenario 4 above,
A first step of determining whether the power system is normal;
A second step of switching to a grid-connected mode when the power system is normal according to the judgment of the first step;
A third step of determining whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand after going through the second step;
Step 4-2 of determining whether the supply capacity of controllable power generation facilities is sufficient when the microgrid demand exceeds the uncontrollable power supply capacity according to the judgment in the third step; and
A microgrid system comprising a 5-4 step of purchasing electricity when the supply capacity of controllable power generation facilities is insufficient according to the determination of the 4-2 step.
상기 시나리오 5는,
전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계;
상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 제2-2 단계;
상기 제2-2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3-2 단계;
상기 제3-2 단계의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 제4-3 단계; 및
상기 제4-3 단계의 판단에 의해 에너지저장장치로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는 경우 공급을 차단하는 제5-5 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 시스템.
In claim 1,
In scenario 5 above,
A first step of determining whether the power system is normal;
A 2-2 step of switching to an independent mode when the power system is abnormal according to the determination of the first step;
A 3-2 step of determining whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand after going through the 2-2 step;
A 4-3 step of determining whether supply remains even if the remaining electricity is absorbed by an energy storage device when the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand according to the judgment of the 3-2 step; and
A microgrid system comprising a 5-5 step of blocking the supply if there is still supply even after absorbing the remaining electricity by the energy storage device according to the determination of the 4-3 step.
상기 시나리오 6은,
전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계;
상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 제2-2 단계;
상기 제2-2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3-2 단계;
상기 제3-2 단계의 판단에 의해 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요를 초과하는 경우 에너지저장장치로 남는 전기를 흡수해도 공급이 남는지 여부를 판단하는 제4-3 단계; 및
상기 제4-3 단계의 판단에 의해 에너지저장장치로 남는 전기를 전부 흡수가 가능한 경우 충전을 통해 수급균형을 유지하는 제5-6 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 시스템.
In claim 7,
In scenario 6 above,
A first step of determining whether the power system is normal;
A 2-2 step of switching to an independent mode when the power system is abnormal according to the determination of the first step;
A 3-2 step of determining whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand after going through the 2-2 step;
A 4-3 step of determining whether supply remains even if the remaining electricity is absorbed by an energy storage device when the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand according to the judgment of the 3-2 step; and
A microgrid system comprising a 5-6 step of maintaining supply and demand balance through charging when all remaining electricity can be absorbed by the energy storage device according to the judgment of the 4-3 step.
상기 시나리오 7은,
전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계;
상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 제2-2 단계;
상기 제2-2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3-2 단계;
상기 제3-2 단계의 판단에 의해 마이크로그리드 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한지를 판단하는 제4-4 단계; 및
상기 제4-4 단계의 판단에 의해 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한 경우 발전 및 방전을 통해서 수급균형을 유지하는 제5-7 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 시스템.
In claim 6,
In scenario 7 above,
A first step of determining whether the power system is normal;
A 2-2 step of switching to an independent mode when the power system is abnormal according to the determination of the first step;
A 3-2 step of determining whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand after going through the 2-2 step;
A 4-4 step of determining whether the supply capacity of controllable power generation facilities is sufficient when the microgrid demand exceeds the uncontrollable power supply capacity according to the judgment of the 3-2 step; and
A microgrid system comprising a 5-7 step of maintaining supply and demand balance through power generation and discharge when the supply capacity of the controllable power generation equipment is sufficient according to the judgment of the 4-4 step.
상기 시나리오 8은,
전력계통의 정상여부를 판단하는 제1 단계;
상기 제1 단계의 판단에 의해 전력계통이 비정상인 경우 독립모드로 전환하는 제2-2 단계;
상기 제2-2 단계를 거친 후 제어불가능한 전원공급능력이 마이크로그리드 수요의 초과여부를 판단하는 제3-2 단계;
상기 제3-2 단계의 판단에 의해 마이크로그리드 수요가 제어불가능한 전원공급능력을 초과하는 경우 제어가능한 발전설비의 공급능력이 충분한지를 판단하는 제4-4 단계; 및
상기 제4-4 단계의 판단에 의해 제어가능한 발전설비의 공급능력이 부족한 경우 부하를 차단하는 제5-8 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드 시스템.In claim 6,
In scenario 8 above,
A first step of determining whether the power system is normal;
A 2-2 step of switching to an independent mode when the power system is abnormal according to the determination of the first step;
A 3-2 step of determining whether the uncontrollable power supply capacity exceeds the microgrid demand after going through the 2-2 step;
A 4-4 step of determining whether the supply capacity of controllable power generation facilities is sufficient when the microgrid demand exceeds the uncontrollable power supply capacity according to the judgment of the 3-2 step; and
A microgrid system comprising a step 5-8 of cutting off the load when the supply capacity of controllable power generation facilities is insufficient according to the determination of step 4-4.
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---|---|---|---|
KR1020220168801A KR102594004B1 (en) | 2022-12-06 | 2022-12-06 | Microgrid system |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220168801A KR102594004B1 (en) | 2022-12-06 | 2022-12-06 | Microgrid system |
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KR102594004B1 true KR102594004B1 (en) | 2023-10-26 |
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KR1020220168801A KR102594004B1 (en) | 2022-12-06 | 2022-12-06 | Microgrid system |
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