KR102619153B1 - 마이크로 그리드를 위한 신재생 에너지 관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

마이크로 그리드를 위한 신재생 에너지 관리 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 신재생 에너지 관리 시스템은 신재생 에너지원을 통해 전력을 생산하는 제1 내지 제n 신재생 발전기, 제1 내지 제n 신재생 발전기에 각각 연결되어 제1 내지 제n 신재생 발전기에서 생산된 전력을 충전 및 방전시키는 제1 내지 제n 전력 저장 장치, 배전 계통의 배전반들로 전력을 충전 및 방전시키는 배전 전력 저장 장치, 및 신재생 에너지원을 통해 생산되는 전력량, 배전 계통의 배전반들에서의 전력 사용량에 따라 제1 내지 제n 신재생 발전기 및 배전 전력 저장 장치의 충전 및 방전 용량을 제어하는 메인 프로세싱 유닛을 포함한다.

Description

마이크로 그리드를 위한 신재생 에너지 관리 시스템{RENEWABLE ENERGY MANAGEMENT SYSTEM FOR MICROGRID}
본 발명은 신재생 에너지 발전 장치에서 생성된 전력의 배전을 안정적으로 관리할 수 있는 마이크로 그리드를 위한 신재생 에너지 관리 시스템에 관한 것이다.
최근에는 친환경적인 전력 생산이 가능하며, 생산된 전력을 안정적이고 효율적으로 공급할 수 있는 신재생 에너지 발전이 증가하고 있다. 태양광, 풍력, 수력 등의 신재생 에너지원은 날씨 등의 주변 환경과 시간에 따라 출력이 변하는 특징이 있어서, 신재생 에너지 발전에 의한 전력 발전량은 환경과 시간에 따라 급격하게 변하는 상황을 감수해야 한다. 신재생 에너지 발전에 의한 전력 발전량은 날씨와 시간에 따라 일사량 및 풍량이 계속 변하게 되고, 이에 따라 각각에 의해 발전되는 발전량 또한 시시각각 변하게 된다.
신재생 에너지 발전 장치들이 연계된 배전 계통의 출력 변동 및 저장 용량을 안정적으로 관하기 위한 대안으로는 배전 계통에 배터리 등을 포함한 에너지 저장 장치(Energy Storage Device)들을 추가로 구축해서 이용하는 방법이 제안되었다.
에너지 저장 장치들을 이용하는 방법은 신재생 에너지 발전 장치들의 출력 변동에 응동하여 미리 충전된 배터리의 출력을 내보내거나 다시 충전시킴으로써, 배전 계통 접속점의 전력 흐름이 일정 범위 내에서 변동하도록 제어하는 방법이다.
하지만, 종래 기술에 따른 신재생 에너지원의 에너지 저장 장치들은 배터리의 전력 저장 용량과 방전 및 완충 기간 등이 상이할 수밖에 없었고, 이로 인해 과충전 등의 사고가 발생되지 않도록 배터리들의 완충 비율과 완충 기간을 줄여서 운용할 수밖에 없었다.
이와 같이, 에너지 저장 장치들의 전력 충방전 용량과 충방전 기간들을 효율적으로 관리하기가 어려운 문제가 있었으며, 소비 전력량이 급격하게 증가하면 저장 용량 또한 급격하게 감소하여 충전 기간과 저장 용량을 확보하기 어려운 문제가 있었다. 이에 따라, 신재생 에너지원이 연계된 배전 계통의 전력량 관리 효율과 안정성을 향상시키기 위한 방안이 더욱 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전력 저장 장치들의 충방전 용량 및 충방전 기간 제어 전략을 최적화시켜서 배전 계통의 전력량 운용 효율을 향상시킬 수 있는 마이크로 그리드를 위한 신재생 에너지 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 배전 계통의 전력 사용량과 전력 저장 장치들의 방전 용량을 고려해서 선택적으로 배전 계통의 전력을 차단시키고 배전 전력량을 안정화시킬 수 있는 마이크로 그리드를 위한 신재생 에너지 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 그리드를 위한 신재생 에너지 관리 시스템은 신재생 에너지원을 통해 전력을 생산하는 제1 내지 제n 신재생 발전기, 제1 내지 제n 신재생 발전기에 각각 연결되어 제1 내지 제n 신재생 발전기에서 생산된 전력을 충전 및 방전시키는 제1 내지 제n 전력 저장 장치, 배전 계통의 배전반들로 전력을 충전 및 방전시키는 배전 전력 저장 장치, 및 신재생 에너지원을 통해 생산되는 전력량, 배전 계통의 배전반들에서의 전력 사용량에 따라 제1 내지 제n 신재생 발전기 및 배전 전력 저장 장치의 충전 및 방전 용량을 제어하는 메인 프로세싱 유닛을 포함한다.
상기 메인 프로세싱 유닛은 미리 설정된 기간 단위로 배전 전력 저장 장치 및 상기 제1 내지 제n 전력 저장 장치별로 충전 및 방전 용량과 충방전 기간을 설정하고, 배전 전력 저장 장치 및 상기 제1 내지 제n 전력 저장 장치는 메인 프로세싱 유닛으로부터 실시간으로 각각 입력되는 충방전 설정 용량 정보 및 기간 정보에 따라 배전 계통에 포함된 수용가들의 제1 내지 제n 배전반으로 전력을 공급하거나 차단할 수 있다.
특히, 메인 프로세싱 유닛은 배전 전력 저장 장치 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치의 충전 용량이 미리 설정된 최저 기준치 이하로 낮아지면, 미리 설정된 전력 차단 순위에 따라 제1 내지 제n 배전반에 대해 순차적으로 전력 공급을 차단하도록 배전 전력 저장 장치에 차단 제어신호를 전송할 수 있다.
전술한 바와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 그리드를 위한 신재생 에너지 관리 시스템은 전력 저장 장치들의 충전 및 방전 기간과 용량을 정확하게 예측하고 제어함으로써, 신재생 에너지 관리 시스템의 운용 안정성과 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.
또한, 배전 계통의 전력 사용량과 전력 저장 장치들의 방전 용량을 고려해서 선택적으로 배전 계통의 전력을 차단시키고 배전 전력량을 안정화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신재생 에너지 관리 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 메인 프로세싱 유닛을 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2의 컨트롤 프로세서 및 용량 설정 프로세서의 충방전 용량 설정 방법을 설명하기 위한 제어 동작 흐름도이다.
도 4는 도 2에 도시된 게임 실행 프로세서 및 결과 적용 프로세서의 전력 차단 순위 및 할인률 보정 설정 방법을 설명하기 위한 제어 동작 흐름도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 그리드를 위한 신재생 에너지 관리 시스템에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신재생 에너지 관리 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 배전 계통 및 송전 계통의 신재생 에너지 관리 시스템은 제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n)), 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n)), 배전 전력 저장 장치(300), 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n)), 및 메인 프로세싱 유닛(400)을 포함한다. 여기서, n은 양의 정수이다.
제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n))는 신재생 에너지원을 통해 전력을 생산하고, 생산된 전력을 배전 계통 및 각각 연계된 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))로 공급한다. 구체적으로, 제1 신재생 발전기(100(1))는 풍력, 수력, 조력, 지열, 태양광 등의 신재생 에너지원을 통해 전력을 생산하고, 생산된 전력을 메인 프로세싱 유닛(400)의 제어에 따라 배전 계통으로 공급하거나 연계된 제1 전력 저장 장치(200(1))로 공급할 수 있다.
각각의 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n))들은 각각 생산된 전력을 배전 계통으로 공급하거나 일대일로 각각 연계된 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))로 공급할 수 있다. 이에 따라, 제n 신재생 발전기(100(n)) 또한 신재생 에너지원을 통해 전력을 생산된 전력을 메인 프로세싱 유닛(400)의 제어에 따라 배전 계통으로 공급하거나 연계된 제n 전력 저장 장치(200(n))로 공급한다.
제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))는 각각 제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n))와 일대일로 연결된다. 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))는 제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n))로부터 각각 생산된 전력을 메인 프로세싱 유닛(400)의 제어에 따라 충전시키거나 방전시킨다.
제1 전력 저장 장치(200(1))는 제1 신재생 발전기(100(1))와 전기적으로 연결되며, 메인 프로세싱 유닛(400)으로부터 입력되는 충방전 설정 용량 정보 및 충방전 기간 정보에 따라 제1 신재생 발전기(100(1))에서 생산된 전력을 충전시키거나, 미리 저장된 전력을 배전 계통으로 공급할 수 있다. 아울러, 제n 전력 저장 장치(200(n)) 또한 제n 신재생 발전기(100(n))와 전기적으로 연결되며, 메인 프로세싱 유닛(400)으로부터의 충방전 설정 용량 정보 및 충방전 기간 정보에 따라 제n 신재생 발전기(100(n))에서 생산된 전력을 충전시키거나 저장된 전력을 배전 계통으로 공급할 수 있다.
제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))의 전력 저장 용량은 서로 다를 수 있다. 즉, 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n)) 각각의 자체 배터리 용량, 사용 기간, 배터리 수명, 및 충방전 지연 오차 등에 따라 전력 저장 용량은 서로 상이해진다.
배전 전력 저장 장치(300)는 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))와 배전 계통의 수용가들 간에 연결되거나, 수용가들의 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))과 전기적으로 연결된다.
배전 전력 저장 장치(300)는 메인 프로세싱 유닛(400)으로부터 실시간으로 각각 입력되는 충방전 설정 용량 정보 및 기간 정보에 따라 수용가들의 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))으로 전력을 공급하거나 차단한다.
배전 전력 저장 장치(300)는 메인 프로세싱 유닛(400)으로부터 실시간으로 각각 입력되는 배전반 코드와 차단 제어신호에 응답하여, 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n)) 중 배전반 코드와 대응되는 해당 배전반으로의 전력을 차단시킬 수 있다.
배전 전력 저장 장치(300)는 수용가들의 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))에 전력을 직접 공급 또는 차단함에 있어서, 전력 저장 용량이 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n)) 보다 더 크게 구축됨이 바람직하다. 이러한, 배전 전력 저장 장치(300)와 각각의 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))는 300D(Energy Storage Device)나 300S(Energy Storage System) 등을 포함해서 구성될 수 있다.
메인 프로세싱 유닛(400)은 신재생 에너지원을 통해 생산되는 전력량, 배전 계통의 전력량, 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))을 통한 전력 사용량에 따라 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n)) 및 배전 전력 저장 장치(300)의 충전 및 방전 용량과 충방전 기간을 제어한다.
메인 프로세싱 유닛(400)은 미리 설정된 특정 시점마다 소정 기간 동안의 이전일 평균 전력 생산량과 평균 계통 전력량을 분석 및 이용해서 당일 생산 전력량과 계통 전력량을 예측 설정한다. 그리고, 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))별 전력 저장 용량에 따라 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))별로 충전 및 방전 용량과 충방전 기간을 설정한다.
배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n)) 각각은 미리 설정된 특정 시점이나 기간별로 메인 프로세싱 유닛(400)으로부터 충방전 설정 용량 정보 및 충방전 기간 정보가 수신되면, 충방전 설정 용량 정보 및 충방전 기간 정보에 따라 소정 기간 단위로 충전 및 방전 동작을 수행한다.
메인 프로세싱 유닛(400)은 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))별로 충전 및 방전 동작이 진행되는 기간 동안에 제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n))별 전력 생산량과 배전 계통의 전력량을 매 시간대별로 검출 및 분석한다. 그리고, 분석 결과에 따라 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))의 충방전 설정 용량 정보 및 기간 정보를 매 시간대별로 보정해서 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))로 전송한다. 이에, 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n)) 각각은 매 시간대별로 수신되는 충방전 설정 용량 및 기간 정보에 응동해서 소정 기간 단위로 충전 및 방전 동작을 수행한다.
메인 프로세싱 유닛(400)은 미리 설정된 특정 시점마다 소정 기간 동안의 다음날들에 대한 평균 전력 생산량과 평균 계통 전력량을 분석 및 예측한다. 그리고, 분석 및 예측 결과에 따라 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))의 충방전 설정 용량 정보 및 기간 정보를 매 시간대별로 추가 보상해서 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))로 전송할 수 있다.
메인 프로세싱 유닛(400)은 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))의 충전 용량이 미리 설정된 최저 기준치 이하로 낮아지면, 미리 설정된 전력 차단 순위에 따라 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))에 대해 순차적으로 전력 공급을 차단한다.
메인 프로세싱 유닛(400)은 전력 차단 정보와 사용료 할인 정보, 적어도 하나의 랜덤 게임 프로그램을 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))을 통해 전력을 수급하는 각각의 수용가 책임자나 전력 사용자들의 이동 통신기기들로 전송하고, 이동 통신기기들로부터의 결과 정보(예를 들어, 게임 결과 순위 정보, 사용자 랜덤 차출 정보, 게임 실행 순서 정보)에 따라 전력 차단 순위를 설정할 수 있다.
구체적으로, 메인 프로세싱 유닛(400)은 전력 차단 순위를 설정하기 위해, 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))을 통해 전력을 수급하는 각각의 수용가 책임자나 전력 사용자들의 이동 통신기기로 전력 저장 용량에 따른 전력 차단 정보와 사용료 할인 정보를 전송한다. 또한, 메인 프로세싱 유닛(400)은 전력 차단 정보와 사용료 할인 정보와 함께, 미리 설정된 적어도 하나의 랜덤 게임 프로그램을 전송한다. 메인 프로세싱 유닛(400)은 미리 설정된 적어도 하나의 랜덤 게임 프로그램에 대한 설치 프로그램과 소스 프로그램 및 업데이트 프로그램 등을 전송할 수 있다.
메인 프로세싱 유닛(400)은 정렬된 게임 결과 순위 정보, 사용자 랜덤 차출 정보, 게임 실행 순서 정보에 따라 각 수용가 책임자들이나 전력 사용자들과 대응되는 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))을 매칭시킨다. 이후, 각 수용가 책임자들이나 전력 사용자들이 랜덤 게임 프로그램을 실행하여 랜덤 게임 프로그램을 진행하는 경우에 메인 프로세싱 유닛(400)은 각 수용가 책임자들이나 전력 사용자들의 이동 통신기기로부터 게임 결과 정보를 수신한다. 메인 프로세싱 유닛(400)은 각 수용가 책임자들이나 전력 사용자들의 게임 결과에 따라 게임 결과 순위 정보, 사용자 랜덤 차출 정보, 게임 실행 순서 정보를 각각 정렬한다. 그리고, 메인 프로세싱 유닛(400)은 정렬된 게임 결과 순위 정보에 따라 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))별로 배전 전력 저장 장치(300)의 전력 저장 용량별 전력 차단 순위 정보, 전력 차단 순위에 비례하는 사용료 할인률 정보를 각각 책정할 수 있다.
이와 달리, 메인 프로세싱 유닛(400)은 정렬된 사용자 랜덤 차출 정보에 따라 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))별로 배전 전력 저장 장치(300)의 전력 저장 용량별 전력 차단 순위 정보, 전력 차단 순위에 비례하는 사용료 할인율 정보를 각각 책정할 수 있다.
이와 달리, 메인 프로세싱 유닛(400)은 정렬된 게임 실행 순서 정보에 따라 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))별로 배전 전력 저장 장치(300)의 전력 저장 용량별 전력 차단 순위 정보, 전력 차단 순위에 비례하는 사용료 할인율 정보를 각각 책정할 수 있다.
메인 프로세싱 유닛(400)은 전력 저장 용량별 전력 차단 순위 정보를 배전 전력 저장 장치(300)로 전송하고, 배전 전력 저장 장치(300)는 메인 프로세싱 유닛(400)으로부터 각각 입력되는 전력 저장 용량별 전력 차단 순위 정보에 따라 실시간으로 전력 저장 용량에 따라 각각의 배전반(500(1) 내지 500(n))별로 전력을 공급하거나 차단할 수 있다.
도 2는 도 1의 메인 프로세싱 유닛을 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시된 메인 프로세싱 유닛(400)은 발전 계측 프로세서(401), 전력 프로세서(402), 용량 설정 프로세서(403), 컨트롤 프로세서(404), 보상 보정 프로세서(405), 보상 게임 DB(406), 게임 실행 프로세서(407), 및 결과 적용 프로세서(408)를 포함한다.
발전 계측 프로세서(401)는 다수의 전력 변환기(Power Converter) 및 전류 변환기(Current Transducers)를 통해서 배전 계통의 전력량과 제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n)) 각각의 출력 전력량을 검출한다. 이에, 발전 계측 프로세서(401)는 매 시간대별 배전 계통의 전력량 정보와 제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n)) 각각의 출력 전력량 정보를 컨트롤 프로세서(404), 및 보상 보정 프로세서(405) 등과 공유하고 저장한다.
전력 프로세서(402)는 소정 기간 동안의 이전일 평균 전력 생산량과 평균 계통 전력량(또는, 배전 계통 사용 전력량)을 분석해서 그 평균치로 당일인 1일분의 생산 전력량과 계통 전력량(또는, 예측 사용 전력량))을 설정한다. 구체적으로, 전력 프로세서(402)는 미리 설정된 이전 7일 또는 3일 동안 제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n))로부터 각각 생산된 전력량을 미리 저장된 데이터베이스나 컨트롤 프로세서(404)로부터 읽어들이고, 이전 7일 또는 3일 동안 제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n))로부터 각각 생산된 평균 전력량을 분석한다. 또한, 전력 프로세서(402)는 미리 설정된 이전 7일 또는 3일분의 배전 계통 전력량을 데이터베이스나 컨트롤 프로세서(404)로부터 읽어들이고, 이전 7일 또는 3일분의 평균 계통 전력량을 분석한다.
용량 설정 프로세서(403)는 이전일 평균 전력 생산량과 평균 계통 전력량을 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))별 전력 저장 용량에 따라 분배함으로써, 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))별로 충전 및 방전 용량을 설정한다. 그리고, 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))가 분배된 충방전 용량에 따라 미리 설정된 시간대별로 충전 또는 방전 동작을 수행할 수 있도록 충전 및 방전 기간 정보를 설정한다.
용량 설정 프로세서(403)는 매일 미리 설정된 특정 시점마다 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))별 충방전 설정 용량 정보 및 충방전 기간 정보를 생성 및 전송함으로써, 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))의 초기화 구동을 제어할 수 있다.
도 3은 도 2의 컨트롤 프로세서 및 용량 설정 프로세서의 충방전 용량 설정 방법을 설명하기 위한 제어 동작 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 컨트롤 프로세서(404)는 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))별로 충전 및 방전 동작이 진행되는 기간 동안, 실시간으로 발전 계측 프로세서(401)를 통해 검출되는 제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n))별 전력 생산량과 배전 계통의 전력량을 수신한다. 그리고, 이전일 평균 전력 생산량을 미리 설정된 기간 단위(예를 들어, 10분)로 분배한 전력량과 현재 실시간으로 검출된 제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n))별 전력 생산량을 미리 설정된 기간 단위(예를 들어, 10분)로 비교 분석한다.
컨트롤 프로세서(404)는 비교 분석된 결과에 따라 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))의 충방전 설정 용량 정보 및 충방전 기간 정보를 미리 설정된 기간 단위로 보정해서 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))로 전송한다.
보상 보정 프로세서(405)는 미리 설정된 특정 시점마다 별도의 통신 모듈을 통해 날씨 정보를 수신하고 날씨 정보를 이용해서 소정 기간 동안의 다음날들에 대한 평균 전력 생산량을 분석 및 예측한다. 이때, 보상 보정 프로세서(405)는 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))별 전력 저장 용량에 따라 다음날인 1일 차분 내지 다수 일차별(n일차별)로 각각 평균 전력 생산량을 분석 및 예측한다. 그리고, 보상 보정 프로세서(405)는 다음날인 1일차분 내지 다수 일차별 각각의 평균 전력 생산량을 순차적으로 비교하여 그 차이 전력량을 분석하고, 그 차이 전력량이 다수 일차별로 보상될 수 있도록 다수 일차별로 보상 계수를 생성한다.
한편, 보상 보정 프로세서(405)는 날씨 정보를 이용해서 미리 설정된 특정 시점마다 소정 기간 동안의 다음날들에 대한 평균 전력 소비량을 분석 및 예측할 수 있다. 이때, 보상 보정 프로세서(405)는 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))별 전력 저장 용량에 따라 다음날인 1일차분 내지 다수 일차별(n일차별)로 각각 평균 전력 소비량을 분석 및 예측한다. 그리고, 보상 보정 프로세서(405)는 다음날인 1일차분 내지 다수 일차별 각각의 평균 전력 소비량을 순차적으로 비교하여 그 차이 전력량을 분석하고, 그 차이 전력량이 다수 일차별로 보상될 수 있도록 다수 일차별로 보상 계수를 생성할 수 있다.
컨트롤 프로세서(404)는 제1 내지 제n 신재생 발전기(100(1) 내지 100(n))별 전력 생산량과 배전 계통의 전력량을 기초로 보상 계수를 곱하거나 더해서 연산하고, 연산 결과에 따른 배전 전력 저장 장치(300) 및 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))별로 출력 변동치를 산출한다. 그리고, 컨트롤 프로세서(404)는 배전 전력 저장 장치(300)의 출력 변동 한계치에 따라 출력 변동치에 보상 계수를 일부 차감하는 등의 합성 출력 제한치를 보정 및 가변시킴으로써, 합성 출력량의 제어 에러가 발생되지 않도록 출력 변동 지령 값을 생성한다. 이에 따라. 컨트롤 프로세서(404)는 출력 변동 지령 값을 배전 전력 저장 장치(300)로 공급함으로써, 실시간으로 배전 전력 저장 장치(300)의 충전 또는 방전 비율이나 용량을 추가로 보정해서 제어할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 게임 실행 프로세서 및 결과 적용 프로세서의 전력 차단 순위 및 할인률 보정 설정 방법을 설명하기 위한 제어 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 게임 실행 프로세서(407)는 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))을 통해 전력을 수급하는 각각의 수용가 책임자나 전력 사용자들의 이동 통신기기로 전력 저장 용량에 따른 전력 차단 정보와 사용료 할인 정보를 전송한다.
게임 실행 프로세서(407)는 전력 차단 정보와 사용료 할인 정보와 함께, 보상 게임 DB(406)에 미리 설정된 적어도 하나의 랜덤 게임 프로그램을 전력 사용자들의 이동 통신기기로 전송한다. 이때, 메인 프로세싱 유닛(400)은 보상 게임 DB(406)에 미리 설정 및 저장된 적어도 하나의 랜덤 게임 프로그램에 대한 설치 프로그램과 소스 프로그램 및 업데이트 프로그램 등을 전송할 수 있다.
결과 적용 프로세서(408)는 게임 실행 프로세서(407)를 통해서 각각의 이동 통신기기별로 게임 결과 순위 정보, 사용자 랜덤 차출 정보, 게임 실행 순서 정보를 수신한다. 이에, 결과 적용 프로세서(408)는 게임 결과 순위 정보, 사용자 랜덤 차출 정보, 게임 실행 순서 정보를 정렬하고, 정렬된 게임 결과 순위 정보, 사용자 랜덤 차출 정보, 게임 실행 순서 정보에 따라 각 수용가 책임자들이나 전력 사용자들과 대응되는 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))을 매칭시킨다.
결과 적용 프로세서(408)는 정렬된 게임 결과 순위 정보에 따라 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))별로 배전 전력 저장 장치(300)의 전력 저장 용량별 전력 차단 순위 정보, 전력 차단 순위에 비례하는 사용료 할인율 정보를 각각 책정한다.
이와 달리, 메인 프로세싱 유닛(400)은 정렬된 사용자 랜덤 차출 정보에 따라 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))별로 배전 전력 저장 장치(300)의 전력 저장 용량별 전력 차단 순위 정보, 전력 차단 순위에 비례하는 사용료 할인율 정보를 각각 책정할 수 있다.
결과 적용 프로세서(408)는 메인 프로세싱 유닛(400)은 정렬된 게임 실행 순서 정보에 따라 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n))별로 배전 전력 저장 장치(300)의 전력 저장 용량별 전력 차단 순위 정보, 전력 차단 순위에 비례하는 사용료 할인률 정보를 각각 책정할 수 있다.
결과 적용 프로세서(408)는 전력 저장 용량별 전력 차단 순위 정보를 배전 전력 저장 장치(300)로 전송하고, 배전 전력 저장 장치(300)는 메인 프로세싱 유닛(400)으로부터 각각 입력되는 전력 저장 용량별 전력 차단 순위 정보에 따라 실시간으로 전력 저장 용량에 따라 각각의 배전반(500(1) 내지 500(n))별로 전력을 공급하거나 차단할 수 있다.
전술한 바와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 그리드를 위한 신재생 에너지 관리 시스템은 제1 내지 제n 전력 저장 장치(200(1) 내지 200(n))들의 충전 및 방전 기간과 용량을 정확하게 예측하고 제어함으로써, 신재생 에너지 관리 시스템의 운용 안정성과 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.
또한, 배전 계통의 전력 사용량과 전력 저장 장치들의 방전 용량과 저장 용량 등을 고려해서 선택적으로 배전 계통(즉, 수용가들의 제1 내지 제n 배전반(500(1) 내지 500(n)))의 전력을 차단시키고 배전 전력량을 안정화시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100(1) 내지 100(n): 제1 내지 제n 신재생 발전기
200(1) 내지 200(n): 제1 내지 제n 전력 저장 장치
300: 배전 전력 저장 장치
400: 메인 프로세싱 유닛
500(1) 내지 500(n): 제1 내지 제n 배전반

Claims (6)

  1. 신재생 에너지원을 통해 전력을 생산하는 제1 내지 제n 신재생 발전기;
    상기 제1 내지 제n 신재생 발전기에 각각 연결되어 상기 제1 내지 제n 신재생 발전기에서 생산된 전력을 충전 및 방전시키는 제1 내지 제n 전력 저장 장치;
    배전 계통의 배전반들로 전력을 충전 및 방전시키는 배전 전력 저장 장치; 및
    상기 신재생 에너지원을 통해 생산되는 전력량, 상기 배전 계통의 배전반들에서의 전력 사용량에 따라 상기 제1 내지 제n 신재생 발전기 및 상기 배전 전력 저장 장치의 충전 및 방전 용량을 제어하는 메인 프로세싱 유닛을 포함하고,
    상기 메인 프로세싱 유닛은
    전력 차단 정보, 사용료 할인 정보, 적어도 하나의 랜덤 게임 프로그램에 대한 설치 프로그램과 소스 프로그램 및 업데이트 프로그램을 상기 제1 내지 제n 배전반을 통해 전력을 수급하는 전력 사용자들의 이동 통신기기들로 전송하고,
    상기 이동 통신기기들로부터 게임 결과 순위 정보, 사용자 랜덤 차출 정보, 게임 실행 순서 정보를 각각 수신하여 상기 게임 결과 순위 정보에 따라 전력 차단 순위를 설정하며,
    상기 전력 차단 순위에 비례하는 사용료 할인률 정보를 각각 책정해서 상기 전력 사용자들의 이동 통신기기로 전송하고,
    상기 게임 결과 순위 정보에 따라 설정된 상기 전력 차단 순위를 적용해서 상기 배전 계통의 배전반 별로 전력을 공급하거나 차단하는 신재생 에너지 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 프로세싱 유닛은
    상기 배전 전력 저장 장치 및 상기 제1 내지 제n 전력 저장 장치의 충전 용량이 미리 설정된 최저 기준치 이하로 낮아지면, 상기 게임 결과 순위 정보에 따라 설정된 상기 전력 차단 순위에 따라 상기 배전 계통의 배전반 별로 순차적으로 전력 공급을 차단하도록 상기 배전 전력 저장 장치에 차단 제어신호를 전송하는 신재생 에너지 관리 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 메인 프로세싱 유닛은 상기 게임 결과 순위 정보에 따라 설정된 상기 전력 차단 순위를 적용해서 상기 배전반 별로 전력 공급을 순차적으로 차단하도록 상기 배전 전력 저장 장치에 배전반 코드와 차단 제어신호를 각각 전송하며,
    상기 배전 전력 저장 장치는 상기 배전반 코드와 상기 차단 제어신호에 응답하여 상기 배전반들 중 배전반 코드와 대응되는 해당 배전반으로의 전력을 차단시키는 신재생 에너지 관리 시스템.
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