KR102615326B1 - 태양광 발전 출력 평활화 방법 및 장치 - Google Patents

태양광 발전 출력 평활화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법은 제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터(unscented kalman filter)를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계; 연산된 평활화 목표 출력과 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템(ESS)의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

태양광 발전 출력 평활화 방법 및 장치{METHOD OF SMOOTHING PHOTOVOLTAIC OUTPUT AND DEVICE PERFORMING METHOD}
본 발명은 태양광 발전 출력 평활화 방법 및 상기 방법을 수행하는 태양광 발전 출력 평활화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로그리드 시스템에 활용되는 태양광 발전은 태양광을 입사받아 전력을 생산하고 마이크로그리드 시스템 내의 계통 부하에 생산된 전력을 공급하는 구성을 포함하고 있다.
태양광 발전 장치의 출력은 시간에 따라 항상 일정한 값을 갖지 않으므로, 태양광 발전 장치의 출력의 램프율(ramp rate)이 클수록, 마이크로그리드의 전압 및 주파수 변동 문제를 일으키며, 전력 시스템 장비의 손상 및 보호 계전기의 오동작을 발생시킬 수 있다.
이에 따라, 종래 기술은 태양광 발전 출력의 램프율 변화를 완화시키고 전력 시스템 문제를 줄이기 위하여, 에너지 저장 시스템(ESS, energy storage system)을 이용하여 출력을 평활화하는 방법으로 단순 이동 평균법과 지수 평활법 이 존재한다. 종래 태양광 발전 출력의 평활화 방법 중 단순 이동 평균법은 상대적으로 큰 데이터를 이용함에 따라, 메모리 효과 현상(memory effect phenomenon)이 발생할 수 있는 단점이 있다. 또한, 종래 태양광 발전 출력의 평활화 방법 중 지수 평활법은 목표로 하는 출력치보다 높은 출력을 생성할 수 있어, 에너지 저장 시스템의 용량을 증가시키는 결과를 야기할 수 있어 문제된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 태양광 발전 출력을 평활화하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법은 제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터(unscented kalman filter)를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계; 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템(ESS)의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 평활화 목표 출력을 연산하는 단계는, 상기 태양광 발전 출력의 램프율(ramp rate)을 연산하는 단계; 상기 연산된 램프율에 기초하여, 퍼지 논리 제어(fuzzy logic control) 방법을 이용하여 측정 오류 계수를 연산하는 단계; 및 상기 연산된 측정 오류 계수를 상기 무향 칼만 필터에 입력하여 상기 평활화 목표를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 램프율은, 상기 제 2 출력에서 상기 제 1 출력을 뺀 값을 상기 제 2 시점 및 상기 제 1 시점의 시간차로 나눈 값일 수 있다.
상기 퍼지 논리 제어 방법은, 입력 멤버십 함수의 출력을 5개 집합으로 분류하고, 출력 멤버십 함수의 출력을 3개 집합으로 분류하여 각각 함수를 생성하고, 상기 측정 오류 계수를 연산하는 단계는, 상기 입력된 램프율을 상기 입력 멤버십 함수에 입력하고, 출력 멤버십 함수의 결과로 상기 측정 오류 계수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 측정 오류 계수를 연산하는 단계는, 상기 연산된 램프율이 커질수록 측정 오류 계수를 큰 값으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 태양광 발전 출력 평활화 방법은 상기 제어의 결과, 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치에 의해 상기 평활화 목표 출력이 마이크로그리드에 제공되는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계는, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력의 차이가 음(-)인 경우, 상기 차이를 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 방전 양으로 결정하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 태양광 발전 출력의 차이가 양(+)인 경우, 상기 차이를 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 양으로 결정하며, 상기 평활화된 출력이 마이크로그리드에 제공되는 단계는, 상기 차이가 에너지 방전 양으로 결정된 경우, 상기 에너지 방전 양과 상기 제 2 출력이 마이크로그리드에 제공되고, 상기 차이가 에너지 충전 양으로 결정된 경우, 상기 제 2 출력에서 상기 에너지 충전 양을 뺀 출력이 마이크로그리드에 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 태양광 발전 출력 평활화 장치, 태양광 발전 장치 및 에너지 저장 시스템을 포함하는 태양광 발전 출력 평활화 시스템에 의해 수행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법은 제 1 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계; 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행함으로써, 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치가 상기 평활화 목표 출력을 마이크로그리드에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치는 제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력 받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 수신받는 송수신부; 상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 제 1 출력과 상기 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하며, 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 태양광 발전 출력 평활화 시스템은 태양광으로부터 생산된 에너지를 출력하는 태양광 발전 장치; 상기 태양광 발전 장치의 상기 출력된 에너지 중 일부 또는 전부를 충전하거나, 저장된 에너지 중 일부 또는 전부를 방전하는 에너지 저장 시스템; 및 제 1 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하며 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 태양광 발전 출력 평활화 장치를 포함하되, 상기 태양광 발전 출력 평활화 장치의 제어에 따라 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치가 상기 평활화 목표 출력을 마이크로그리드에 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어기반 평활화 방법을 이용함으로써, 태양광 발전 출력의 평활화 및 램프율을 제한할 수 있고, 마이크로그리드의 전압과 주파수 변동성을 줄여 계통 품질과 안정성을 향상시킬 수 있으며, 에너지 저장 시스템의 용량을 줄일 수 있다. 또한, 에너지 저장 시스템의 용량이 줄어듦으로써, 태양광 발전 출력의 평활화 비용을 감소시키는 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼지 논리 제어의 입력 멤버십 함수와 출력 멤버십 함수를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법과 다른 평활화 방법에 따른 태양광 발전 출력을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법과 다른 평활화 방법에 따른 태양광 발전 출력 및 램프율을 비교하여 나타낸 그래프이다
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법과 다른 평활화 방법에 따른 에너지 저장 시스템의 필요한 용량을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템의 주파수 및 전압의 변동성을 나타낸 그래프이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치를 하드웨어적 측면에서 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법의 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 태양광 발전 출력 평활화 시스템(10)은 태양광 발전 출력 평활화 장치(100), 태양광 발전 장치(200) 및 에너지 저장 시스템(ESS, energy storage system, 300)을 포함할 수 있다.
본 명세서에서는, 설명의 편의상, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)가 태양광 발전 장치(200) 및 에너지 저장 시스템(300)과 구분되는 장치로 설명하지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 실시예에 따라, 태양광 발전 장치(200) 및 에너지 저장 시스템(300)은 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)에 포함될 수 있다.
태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 태양광 발전 장치(200)로부터 출력된 에너지를 수신하고 수신된 출력 에너지를 무향 칼만 필터(unscented kalman filter)의 입력으로 하여, 에너지 저장 시스템(300)의 충전 또는 방전을 제어할 수 있다.
보다 자세하게는, 태양광 발전 장치(200)의 출력이 과도한 경우, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 태양광 발전 장치(200)의 출력의 일부를 에너지 저장 시스템(300)에 저장하도록 제어할 수 있고, 태양광 발전 장치(200)의 출력이 작다고 판단 되는 경우, 에너지 저장 시스템(300)에 저장된 에너지를 방전하도록 제어할 수 있다.
따라서, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 에너지 저장 시스템(300)의 충전 또는 방전을 제어하여, 마이크로그리드에 평활화된 에너지를 제공함으로써, 계통 품질과 안정성을 향상시킬 수 있으며, 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어(fuzzy logic control)를 사용함으로써 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 저장 용량을 줄일 수 있다.
태양광 발전 장치(200)는 태양의 빛 에너지를 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산할 수 있으며, 여러 개의 태양 전지들이 붙어있는 태양광 패널을 이용할 수 있다. 태양광 발전 장치(200)의 출력은 시간에 따라 일정하지 않을 수 있기 때문에, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 태양광 발전 장치(200)의 출력을 입력으로 하여, 마이크로그리드에 평활화된 에너지를 제공할 수 있다.
에너지 저장 시스템(300)은 에너지를 충전 또는 방전할 수 있도록 에너지를 저장할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 에너지 저장 시스템(300)은 배터리 기반 에너지 저장 시스템(BESS, battery energy storage system)일 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 마이크로그리드에 평활화된 에너지 제공을 위해 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 저장 용량을 줄일 수 있어 비용절감의 효과가 있다.
태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 태양광 발전 출력 송수신부(110), 평활화 목표 에너지 연산부(120), 램프율 연산부(130), 측정 오류 계수 연산부(140) 및 ESS 충방전 에너지 연산부(150)를 포함할 수 있다.
태양광 발전 출력 송수신부(110)는 태양광 발전 장치(200)로부터 태양광 발전 장치(200)의 출력을 수신받을 수 있다. 여기서 태양광 발전 장치(200)의 출력은 전력으로, 태양광 발전 장치(200)가 태양광으로부터 생산하여 획득한 전력에 해당한다.
또한, 태양광 발전 출력 송수신부(110)는 수신된 태양광 발전 장치(200)의 출력을 입력으로 하여 ESS 충방전 에너지 연산부(150)로부터 연산된 에너지 저장 시스템(300)의 충전 또는 방전 에너지 양을 에너지 저장 시스템(300)에 송신하거나, 에너지 저장 시스템(300)의 충전 또는 방전을 제어할 수 있다.
평활화 목표 에너지 연산부(120)는 태양광 발전 출력 송수신부(110)로부터 획득된 태양광 발전 출력과 램프율 연산부(130)으로부터 연산된 램프율 값을 무향 칼만 필터의 입력으로 하여, 평활화 목표 에너지를 연산할 수 있다. 또한, 평활화 목표 에너지 연산부(120)는 측정 오류 계수 연산부(140)로부터 퍼지 논리 제어방법으로 연산된 측정 오류 계수를 무향 칼만 필터에 이용하여, 평활화 목표 에너지를 연산할 수 있다.
램프율 연산부(130)는 수학식 1과 같이, 태양광 발전 출력 송수신부(110)으로부터 획득된 태양광 발전 출력의 시간에 따른 변동성을 나타내는 램프율(RR)을 연산할 수 있다.
램프율 연산부(130)는 상기 수학식 1과 같이, 소정의 제 1 시점(ti-1)에서 수신된 태양광 발전 장치(200)의 제 1 출력(PPV,i-1)과 제 1 시점 이후 소정의 제 2 시점()에서 수신된 태양광 발전 장치(200)의 제 2 출력(PPV,i)의 차이를 제 1 시점과 제 2 시점의 차이로 나눈 값을 제 2 시점의 램프율(RRi)로 연산할 수 있다. 연산된 램프율은 평활화 목표 에너지 연산부(120)의 무향 칼만 필터, 측정 오류 계수 연산부(140)의 퍼지 논리 제어의 입력으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 램프율 연산부(130)는 ti와 ti-1사이의 시간 차이를 1분으로 설정하여, 매 1분 마다 RRi 를 연산할 수 있다.
측정 오류 계수 연산부(140)는 기준 램프율 대비 현재 램프율 연산부(130)에서 연산된 램프율과의 비율을 입력으로 하고 입력 멤버십 함수와 출력 멤버십 함수를 이용하여, 측정 오류 계수를 연산할 수 있다. 이어서, 측정 오류 계수 연산부(140)에서 연산된 측정 오류 계수는 평활화 목표 값을 얻기 위한 평활화 목표 에너지 연산부(120)의 무향 칼만 필터의 노이즈 공분산 계수로 이용될 수 있다.
측정 오류 계수 연산부(140)의 퍼지 논리 제어는 램프율이 클수록 측정 오류 계수를 큰 값으로 결정하여 평활화 목표 에너지 연산부(120)의 무향 칼만 필터의 측정 노이즈 공분산이 커지도록 하여 칼만 이득이 낮아지도록 멤버십 함수를 설정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼지 논리 제어의 입력 멤버십 함수(a)와 출력 멤버십 함수(b)를 나타낸 그래프이다.
도 2의 (a)를 더 참조하면, 측정 오류 계수 연산부(140)는 기준 램프율 대비 현재 램프율 연산부(130)에서 연산된 램프율의 비율을 백분율로 나타낸 값을 입력으로 NB(negative big), NM(negative medium), SS(small), PM(positive medium) 및 PB(positive big)의 다섯 그룹의 입력 멤버십 함수로 입력 멤버십 함수의 정도(degree)를 나타낼 수 있다. 즉, 측정 오류 계수 연산부(140)는 퍼지 논리 제어의 입력 멤버십 함수로 램프율의 비율을 백분율로 나타낸 값을 입력(x축)으로 하고 각 함수에 따라, 입력 멤버십 함수의 정도(y축)를 결정할 수 있다.
예를 들어, 측정 오류 계수 연산부(140)는 입력된 램프율의 비율의 백분율이 +60이라면, 이는 SS 함수에 의해 입력 멤버심 함수의 정도(degree)를 0.5로 출력할 수 있다.
도 2의 (b)를 더 참조하면, 측정 오류 계수 연산부(140)는 입력 멤버십 함수의 정도(degree)를 입력 값으로 하여 S(small), M(medium) 및 L(large)의 세 그룹의 출력 멤버십 함수로 출력 값인 측정 오류 계수를 연산할 수 있다. 즉, 측정 오류 계수 연산부(140)는 퍼지 논리 제어의 출력 멤버십 함수로 입력 멤버십 함수의 정도를 입력(y축)으로 하고 각 함수에 따라, 측정 오류 계수(y축)를 연산할 수 있다.
여기서, 퍼지 논리 제어의 측정 오류 계수 값은 0이상 1이하의 값을 가질 수 있다.
예를 들어, 측정 오류 계수 연산부(140)는 입력 멤버심 함수의 정도(degree)가 0.5라면 S 함수를 따라, 측정 오류 계수로 0.7을 출력할 수 있다. 이어서, 측정 오류 계수 연산부(140)에 의해 연산된 측정 오류 계수는 평활화 목표 에너지 연산부(120)의 측정 오류 계수로 평활화 목표 에너지 연산에 이용될 수 있다.
무향 칼만 필터는 비선형 모델에 대해 칼만 필터를 발전시킨 형태로 무향 변환(unscented transform)을 통해 평균 값 주변의 시그마 포인트를 선택하는 방법으로 입력에 대한 시간 별 평균 값을 추정하는 방법이다. 평활화 목표 에너지 연산부(120)는 태양광 발전 장치(200)의 출력이 시간에 따라 변동될 수 있으므로, 태양광 발전 장치(200)의 출력의 변동성을 낮추기 위하여 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 에너지를 연산할 수 있다.
평활화 목표 에너지 연산부(120)는 무향 칼만 필터에 현재 태양광 발전 장치(200)의 출력과 이전 시점에서 태양광 발전 장치(200)의 출력을 입력으로 하여, 출력으로 평활화 목표 에너지를 연산할 수 있다.
수학식 2는 평활화 목표 값을 얻기 위한 무향 칼만 필터의 무관측 측정에 대한 상태 공간 방정식을 나타낸다. 여기에서, 행렬 는 k 단계에서 무향 칼만 필터의 출력을 나타내고, wk는 노이즈 오차를 나타내나, wk는 매우 낮은 값을 가지므로 실시예에 따라 무시할 수 있다. 또한, 는 평활화를 위한 기준 램프율이며 단순 이동 평균법을 이용하여 값을 얻을 수 있다. 무향 칼만 필터의 출력인 행렬 는 k 번째 단계에서 평활화된 출력(PSM,k)과 평활화된 램프율(RRSM,k)을 포함한다. 평활화 목표 에너지 연산부(120)는 k단계의 시간에 연산된 상기 값들을 기반으로 k+1 단계의 시간에서의 출력 를 연산할 수 있다.
수학식 3은 무향 칼만 필터에서 관측 측정에 대한 상태 공간 방정식을 나타낸다. 여기에서, PPV,k는 k 단계에서 측정된 태양광 발전 장치(200)의 출력을 나타내고, RRk는 k 단계에서 램프율 연산부(130)로부터 연산된 램프율을 나타낸다. vk는 노이즈 오차를 나타내나 vk는 매우 낮은 값을 가지므로 실시예에 따라 무시할 수 있다.
평활화 목표 에너지 연산부(120)는 상기 수학식 2와 수학식 3의 입력 및 출력 행렬을 매 k단계 시점마다 무향 칼만 필터 알고리즘으로 연산하여, k 번째 단계에서 평활화 목표 출력(PSM)을 출력 값으로 연산할 수 있다. 이 때, 평활화 목표 에너지 연산부(120)는 무향 칼만 필터의 측정 노이즈 공분산에 측정 오류 계수 연산부(140)에 의해 연산된 측정 오류 계수를 곱하여 알고리즘에 적용할 수 있다. 예를 들어, 측정 노이즈 공분산의 초기 값은 25로 설정될 수 있다.
ESS 충방전 에너지 연산부(150)는 평활화 목표 에너지 연산부(120)에 의해 연산된 평활화 목표 출력(PSM)과 태양광 발전 장치(200)의 출력(PPV)을 비교하여, 에너지 저장 시스템(300)이 태양광 발전 장치(200)의 출력 중 일부 또는 전부를 충전해야 할지, 또는 에너지 저장 시스템(300)이 저장된 에너지 중 일부 또는 전부를 방전해야 할지를 결정할 수 있다. 또한, ESS 충방전 에너지 연산부(150)는 에너지 저장 시스템(300)의 에너지 충전 또는 방전 양을 연산할 수 있다.
예를 들어, ESS 충방전 에너지 연산부(150)는 연산된 평활화 목표 출력과 태양광 발전 장치(200)의 출력 차이가 음(-)의 값인 경우, 그 차이만큼 에너지 저장 시스템(300)이 방전해야 할 에너지 양으로 연산할 수 있고, 연산된 평활화 목표 출력과 태양광 발전 장치(200)의 출력 차이가 양(+)의 값인 경우, 그 차이만큼 에너지 저장 시스템(300)이 태양광 발전 장치(200)의 출력으로부터 충전해야 할 에너지 양으로 연산할 수 있다.
이하 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예와 다른 평활화 방법의 효과 차이를 확인하기 위하여, IEEE 6 Bus Microgrid Test Feeder에서 DIgSILENT PowerFactory 소프트웨어를 통해 검증한 시뮬레이션 데이터이다. 제한 조건으로, 계통 전체 부하는 410 kW이고 태양광 발전 용량은 전체 부하의 60%인 250 kW로 연계하였으며, Ramp Rate는 士 25 kW/min로 제한하였다.
도 3의 (a)는 태양광 발전 출력과 단순 이동 평균법(SMA)에 따른 평활화 방법을 시간에 따라 비교하여 나타낸 그래프이고, 도 3의 (b)는 태양광 발전 출력과 지수 평활법(ESM)을 시간에 따라 비교하여 나타낸 그래프이며, 도 3의 (c)는 태양광 발전 출력과 칼만 필터를 이용한 평활화 방법(KF)을 시간에 따라 비교하여 나타낸 그래프이고, 도 4의 (d)는 본 발명의 실시예에 따라, 태양광 발전 출력과 무향 칼만 필터 및 퍼지 논리 제어 기술을 이용한 평활화 방법(UKF)을 시간에 따라 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 모든 평활화 방법에서 시간대 별로 실제 태양광 발전 출력 대비 전력의 변동성이 줄어들어 평활화됨을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법과 다른 평활화 방법에 따른 태양광 발전 출력 및 램프율을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 1 및 도 4의 (a)를 참조하면, 600분에서 675분 동안 모든 방법에서 태양광 발전 출력 대비 평활화된 출력이 매끄러운 그래프를 보여, 평활화가 이루어졌음을 확인할 수 있다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 평활화 방법(UKF)이 태양광 발전 출력과 더 가까운 값을 보이므로, 실제 출력과 평활화된 출력의 차이가 다른 방법에 비해 작아, 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 용량이 줄어듦을 확인할 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하면, 해당 시간 동안 모든 방법에서 램프율이 제한 조건인 士 25 kW/min를 만족하는 것을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법과 다른 평활화 방법에 따른 에너지 저장 시스템의 필요한 용량을 나타낸 그래프이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 에너지 저장 시스템(BESS, 300)의 초기 전력을 0으로 하여, 충전이 일어난 경우, 에너지 저장 시스템(300)의 전력(BESS Energy)이 양의 값을 갖도록 하고 방전이 일어난 경우, 에너지 저장 시스템(300)의 전력이 음의 값을 갖도록 할 수 있다. 출력 평활화에 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 용량은 에너지 저장 시스템(300)에 저장된 최대 전력에서 방전된 최대 전력을 뺀 값일 수 있다.
출력 평활화에 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 용량은 그래프를 참조할 때, 단순 이동 평균법(SMA)에 의할 경우, 가장 큰 변동 폭을 지켜 가장 큰 용량이 필요 하며 실시예에 따른 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어를 이용한 평활화 방법(UKF)에 의할 경우, 가장 적은 변동 폭을 지녀 가장 적은 용량이 필요함을 확인할 수 있다.
에너지 저장 시스템(300)의 필요 용량은 각각 단순 평균 이동 평균법에 의할 경우 52.20kWh이고, 지수 평활법에 의할 경우 31.58kWh이며, 칼만 필터에 의할 경우 29.18kWh인데 반해 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어 방법을 이용한 경우 18.51kWh이므로, 실시예에 의할 경우 평활화에 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 필요 용량을 줄일 수 있다.
도 6의 (a)는 은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템의 주파수이고 도 6의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압의 변동성을 나타낸 그래프이다.
도 1 및 도 6의 (a)를 참조하면, 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어 방법을 이용하여 평활화한 경우(UKF Method)가 마이크로그리드 시스템의 주파수 변동성이 출력 평활화를 거치지 않은 경우(Actual PV)보다 주파수 변동성이 낮아짐을 확인할 수 있다.
도 6의 (b)를 더 참조하면, 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어 방법을 이용하여 평활화한 경우(UKF Method)가 마이크로그리드 시스템의 RMS 전압 변동성이 출력 평활화를 거치지 않은 경우(Actual PV)보다 낮아짐을 확인할 수 있다.
이에 따라, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 마이크로그리드의 계통 품질과 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치를 하드웨어적 측면에서 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 1 및 도 7를 참조하면, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 적어도 하나의 명령을 저장하는 저장장치(171), 상기 저장장치(171)의 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(172) 및 송수신 장치(173)를 포함할 수 있다.
저장장치(171)는 메모리 또는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장장치(171)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
저장장치(171)는 후술될 프로세서(172)에 의해 실행될 적어도 하나의 명령을 더 포함할 수 있고, 출력 평활화를 위한 초기 설정 값을 저장할 수 있다.
프로세서(172)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), MCU(micro controller unit) 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다.
프로세서(172)는 앞서 설명한 바와 같이, 저장장치(171)에 저장된 적어도 하나의 프로그램 명령에 의해 평활화 목표 에너지 연산부(120), 램프율 연산부(130), 측정 오류 계수 연산부(140) 및 ESS 충방전 에너지 연산부(150)의 기능을 수행할 수 있으며, 이들 각각은 적어도 하나의 모듈의 형태로 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
송수신 장치(173)은 내부 장치 또는 통신으로 연결된 외부 장치로부터 데이터를 수신하거나 송신할 수 있고, 태양광 발전 출력 송수신부(110)의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송수신 장치(173)는 태양광 발전 장치(200)로부터 획득된 태양광 발전 장치(200)의 출력 전력을 수신할 수 있고, 에너지 저장 시스템(300)에 충전 또는 방전 에너지 양을 송신할 수 있다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)를 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치 내 프로세서 동작에 의해 실행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법을 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법의 순서도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 먼저, 송수신 장치(173)은 태양광 발전 장치(200)로부터 소정의 제 1 시점의 제 1 태양광 발전 출력과 제 2 시점의 제 2 태양광 발전 출력을 입력 받을 수 있다(S100).
이어서, 프로세서(172)는 입력 받은 태양광 발전 장치(200)의 제 1 출력과 제 2 출력을 기초로 램프율을 연산할 수 있다(S200).
프로세서(172)는 연산된 램프율을 입력으로 하여 퍼지 논리 제어 함수로 측정 오류 계수를 연산할 수 있다(S300).
또한, 프로세서(172)는 연산된 측정 오류 계수를 무향 칼만 필터의 노이즈 공분산에 곱하고, 제 1 출력과 제 2 출력을 입력 값으로 하여, 평활화 목표 출력을 결정할 수 있다(S400)
이어서, 프로세서(172)는 결정된 평활화 목표 출력과 제 2 출력을 기초로 제 2 시점에서 에너지 저장 시스템(300)의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정할 수 있다(S500).
송수신 장치(173)은 에너지 저장 시스템(300)의 에너지 충전 또는 방전 양을 에너지 저장 시스템(300)에 전달하거나 에너지 저장 시스템(300)을 제어하여 충전 또는 방전시켜 평활화된 출력을 마이크로그리드 시스템의 계통 부하에 전달할 수 있다(S600)
이로써, 본 발명의 실시예에 따른 장치 및 방법은 제한된 램프율내에서 태양광 발전 출력을 평활화할 수 있을 뿐 아니라, 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 용량을 줄임으로써 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 태양광 발전 출력 평활화 시스템
100 : 태양광 발전 출력 평활화 장치
110 : 태양광 발전 출력 송수신부
120 : 평활화 목표 에너지 연산부
130 : 램프율 연산부
140 : 측정 오류 계수 연산부
150 : ESS 충방전 에너지 연산부
171 : 저장장치
172 : 프로세서
173 : 송수신 장치
200 : 태양광 발전 장치
300 : 에너지 저장 시스템

Claims (11)

  1. 태양광 발전 출력 평활화 장치에 의해 수행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법에 있어서,
    제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터(unscented kalman filter)를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계;
    상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템(ESS)의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 평활화 목표 출력을 연산하는 단계는,
    상기 태양광 발전 장치의 출력의 램프율(ramp rate)을 연산하는 단계;
    상기 연산된 램프율에 기초하여, 퍼지 논리 제어(fuzzy logic control) 방법을 이용하여 측정 오류 계수를 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 측정 오류 계수를 상기 무향 칼만 필터에 입력하여 상기 평활화 목표 출력을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 퍼지 논리 제어 방법은,
    입력 멤버십 함수의 출력을 5개 집합으로 분류하고, 출력 멤버십 함수의 출력을 3개 집합으로 분류하여 각각 함수를 생성하고,
    상기 측정 오류 계수를 연산하는 단계는,
    상기 램프율의 비율을 백분율로 나타낸 값을 상기 입력 멤버십 함수에 입력하여 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 출력하고, 상기 출력된 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 상기 출력 멤버십 함수에 입력하여 상기 측정 오류 계수를 결정하는 단계를 포함하는,
    태양광 발전 출력 평활화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프율은,
    상기 제 2 출력에서 상기 제 1 출력을 뺀 값을 상기 제 2 시점 및 상기 제 1 시점의 시간차로 나눈 값인
    태양광 발전 출력 평활화 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 오류 계수를 연산하는 단계는,
    상기 연산된 램프율이 커질수록 측정 오류 계수를 큰 값으로 결정하는 단계를 포함하는,
    태양광 발전 출력 평활화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양광 발전 출력 평활화 방법은,
    상기 제어의 결과, 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치에 의해 상기 평활화 목표 출력이 마이크로그리드에 제공되는 단계를 더 포함하는,
    태양광 발전 출력 평활화 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계는,
    상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력의 차이가 음(-)인 경우, 상기 차이를 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 방전 양으로 결정하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 태양광 발전 출력의 차이가 양(+)인 경우, 상기 차이를 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 양으로 결정하며,
    상기 평활화된 출력이 마이크로그리드에 제공되는 단계는,
    상기 차이가 에너지 방전 양으로 결정된 경우, 상기 에너지 방전 양과 상기 제 2 출력이 마이크로그리드에 제공되고, 상기 차이가 에너지 충전 양으로 결정된 경우, 상기 제 2 출력에서 상기 에너지 충전 양을 뺀 출력이 마이크로그리드에 제공되는,
    태양광 발전 출력 평활화 방법.
  7. 태양광 발전 출력 평활화 장치, 태양광 발전 장치 및 에너지 저장 시스템을 포함하는 태양광 발전 출력 평활화 시스템에 의해 수행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법에 있어서,
    제 1 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계;
    상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행함으로써, 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치가 상기 평활화 목표 출력을 마이크로그리드에 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 평활화 목표 출력을 연산하는 단계는,
    상기 태양광 발전 장치의 출력의 램프율(ramp rate)을 연산하는 단계;
    상기 연산된 램프율에 기초하여, 퍼지 논리 제어(fuzzy logic control) 방법을 이용하여 측정 오류 계수를 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 측정 오류 계수를 상기 무향 칼만 필터에 입력하여 상기 평활화 목표 출력을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 퍼지 논리 제어 방법은,
    입력 멤버십 함수의 출력을 5개 집합으로 분류하고, 출력 멤버십 함수의 출력을 3개 집합으로 분류하여 각각 함수를 생성하고,
    상기 측정 오류 계수를 연산하는 단계는,
    상기 램프율의 비율을 백분율로 나타낸 값을 상기 입력 멤버십 함수에 입력하여 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 출력하고, 상기 출력된 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 상기 출력 멤버십 함수에 입력하여 상기 측정 오류 계수를 결정하는 단계를 포함하는, 태양광 발전 출력 평활화 방법.
  8. 제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력 받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 수신받는 송수신부;
    상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 태양광 발전 장치의 출력의 램프율(ramp rate)을 연산하고, 상기 연산된 램프율에 기초하여, 퍼지 논리 제어(fuzzy logic control) 방법을 이용하여 측정 오류 계수를 연산하고, 상기 제 1 출력, 상기 제 2 출력 및 상기 연산된 측정 오류 계수를 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하며, 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하고,
    상기 퍼지 논리 제어 방법은,
    입력 멤버십 함수의 출력을 5개 집합으로 분류하고, 출력 멤버십 함수의 출력을 3개 집합으로 분류하여 각각 함수를 생성하고,
    상기 측정 오류 계수는,
    상기 램프율의 비율을 백분율로 나타낸 값을 상기 입력 멤버십 함수에 입력하여 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 출력하고, 상기 출력된 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 상기 출력 멤버십 함수에 입력하여 결정된 것인,
    태양광 발전 출력 평활화 장치.
  9. 태양광으로부터 생산된 에너지를 출력하는 태양광 발전 장치;
    상기 태양광 발전 장치의 상기 출력된 에너지 중 일부 또는 전부를 충전하거나, 저장된 에너지 중 일부 또는 전부를 방전하는 에너지 저장 시스템; 및
    제 1 시점에서 상기 태양광 발전 장치의 제 1 출력을 입력받고, 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 입력받고, 상기 태양광 발전 장치의 출력의 램프율(ramp rate)을 연산하고, 상기 연산된 램프율에 기초하여, 퍼지 논리 제어(fuzzy logic control) 방법을 이용하여 측정 오류 계수를 연산하고, 상기 제 1 출력, 상기 제 2 출력 및 상기 연산된 측정 오류 계수를 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하며 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 태양광 발전 출력 평활화 장치를 포함하되,
    상기 태양광 발전 출력 평활화 장치의 제어에 따라 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치가 상기 평활화 목표 출력을 마이크로그리드에 제공하고,
    상기 퍼지 논리 제어 방법은,
    입력 멤버십 함수의 출력을 5개 집합으로 분류하고, 출력 멤버십 함수의 출력을 3개 집합으로 분류하여 각각 함수를 생성하고,
    상기 측정 오류 계수는,
    상기 램프율의 비율을 백분율로 나타낸 값을 상기 입력 멤버십 함수에 입력하여 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 출력하고, 상기 출력된 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 상기 출력 멤버십 함수에 입력하여 결정된 것인,
    태양광 발전 출력 평활화 시스템.
  10. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    태양광 발전 출력 평활화 장치에 의해 수행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고,
    상기 방법은,
    제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터(unscented kalman filter)를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계;
    상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템(ESS)의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 평활화 목표 출력을 연산하는 단계는,
    상기 태양광 발전 장치의 출력의 램프율(ramp rate)을 연산하는 단계;
    상기 연산된 램프율에 기초하여, 퍼지 논리 제어(fuzzy logic control) 방법을 이용하여 측정 오류 계수를 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 측정 오류 계수를 상기 무향 칼만 필터에 입력하여 상기 평활화 목표 출력을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 퍼지 논리 제어 방법은,
    입력 멤버십 함수의 출력을 5개 집합으로 분류하고, 출력 멤버십 함수의 출력을 3개 집합으로 분류하여 각각 함수를 생성하고,
    상기 측정 오류 계수를 연산하는 단계는,
    상기 램프율의 비율을 백분율로 나타낸 값을 상기 입력 멤버십 함수에 입력하여 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 출력하고, 상기 출력된 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 상기 출력 멤버십 함수에 입력하여 상기 측정 오류 계수를 결정하는 단계를 포함하는,
    컴퓨터 프로그램.
  11. 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    태양광 발전 출력 평활화 장치에 의해 수행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고,
    상기 방법은,
    제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터(unscented kalman filter)를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계;
    상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템(ESS)의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 평활화 목표 출력을 연산하는 단계는,
    상기 태양광 발전 장치의 출력의 램프율(ramp rate)을 연산하는 단계;
    상기 연산된 램프율에 기초하여, 퍼지 논리 제어(fuzzy logic control) 방법을 이용하여 측정 오류 계수를 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 측정 오류 계수를 상기 무향 칼만 필터에 입력하여 상기 평활화 목표 출력을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 퍼지 논리 제어 방법은,
    입력 멤버십 함수의 출력을 5개 집합으로 분류하고, 출력 멤버십 함수의 출력을 3개 집합으로 분류하여 각각 함수를 생성하고,
    상기 측정 오류 계수를 연산하는 단계는,
    상기 램프율의 비율을 백분율로 나타낸 값을 상기 입력 멤버십 함수에 입력하여 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 출력하고, 상기 출력된 상기 입력 멤버십 함수의 정도를 상기 출력 멤버십 함수에 입력하여 상기 측정 오류 계수를 결정하는 단계를 포함하는,
    컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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