KR20020054357A - 전력수급관리시스템 - Google Patents

Abstract

전력공급자와 개별적으로 발전장치를 갖는 노드 또는 그룹과의 사이의 전력의 수요와 공급을 효율적으로 하기 위해서, 상기 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹에 공급되는 전력량의 총화와 상기 노드 또는 그룹에서 전력부하에 의해 소비되는 전력량의 총화와의 차를 구하여, 상기 차가 적어지도록 상기 전력공급자에 대하여 전력공급량을 증감하기 위한 정보를 보낼 수 있는 전력수급관리시스템을 제공한다.

Description

전력수급관리시스템{POWER SUPPLY/DEMAND CONTROL SYSTEM}

근년, 이산화탄소에 의한 온실효과의 방지를 비롯한 환경보호의 관점에서, 석유부족에 의한 오일쇼크 때 정도는 아니지만, 에너지 절약대책이 활발하게 행하여지고 있다. 전력의 소비자는 크게 산업부문과 가정용부문으로 나눌 수 있지만, 산업부문의 전력소비량은 1970년대 이후 거의 보합시세로 추이하고 있는 데 비하여, 가정용부문의 전력소비량은 1970년대 이후부터 2배 이상으로 증가하고 있다. 따라서, 가정용 부문에서의 보다 한층의 에너지 절약대책이 요구되고 있다.

그런데, 현재, 전력의 대부분은, 수력발전, 화력발전 및 원자력발전 등의 전력공급자측에서 발전된 전력을, 송전선 및 변전소 등으로 구성되는 시스템에 의해 송전하는 것에 의해, 주택 및 공장 등의 소비자측에 공급되어 있다. 이러한 대규모인 발전시스템에 있어서는, 발전과 동시에 발생하는 열을 이용할 수 없고, 또한, 발전소에서 소비자에게 전기가 닿기까지의 송전손실이 큰 것 등으로부터, 최종적인 에너지효율이 낮다. 소비량이 적은 부하가 다수 분산하고 있는 가정부용 부문에서는, 특히 에너지효율이 낮게 되어 버린다.

그 때문에, 최근, 전력소비지부근에서의 소규모인 발전장치에 의한 발전, 소위 분산발전이 주목받고 있고, 특히, 가스터빈 또는 연료전지 등에 의해서 발전하고, 발전시에 생기는 배열도 이용 가능한 코제네레이션발전이 주목받고 있다.

그리고, 이러한 분산발전에 있어서는, 가정, 공장, 회사, 빌딩 및 학교 등의 각 노드자체가 발전장치를 갖고 있고, 각 노드는 그 전력소비량에 따라서, 부족한 전력을 외부의 상업전력계통(전력회사 또는 전력공급자 등)에서 구입하거나, 남은 전력을 전력공급자에게 판매하기도 하는 소위「전력의 매매」가 행하여지고 있다.

이러한 분산발전에 있어서도, 상업전력계통에의 전력의 판매는 현재의 전력수요와는 관계없게 행하여지면, 전력을 판매하는 노드와 전력을 구입하는 전력공급자가 거리적으로 떨어져 있는 경우, 송전손실이 발생하지만, 종래는 한 부위에서 발전을 하여 그 전기를 수요자의 근처까지 효율적으로 송전하면 좋고, 매전을 하는 계약자가 있더라도 소수이면 송전시스템에는 큰 영향은 없었다.

그러나, 각 노드에서 남은 전기가 판매되게 되면, 전력이 판매되는 부위와 전력이 소비되는 부위의 분포에 의해서 송전비용이 크게 변화한다. 그래서, 본 발명은 각 노드의 수요에 따라서, 각 노드의 발전장치로부터 전력공급자에게 전력을 판매할 수 있는 노드를 선택함으로써 송전손실을 적게 하여, 효율적으로 전력의 수요와 공급을 제어 및 관리할 수가 있는 전력수급관리시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 각 노드에 있어서의 발전장치로서 연료전지를 사용하는 경우, 수소 또는 프로판가스 등의 연료가스와 산소를 연료전지에 통기하고 나서 발전이 시작될 때까지, 적어도 1∼2시간 정도의 타임러그가 존재한다. 그 때문에, 주택 등과 같이 전력수요가 시간 및 계절 등에 의해서 크게 변동하는 노드로 발전을 하는 경우, 각 노드전력수요의 변동에 대응하여, 연료전지의 발전량을 재빠르게 제어할 수 없어, 발전하는 전력에 과부족이 생겨 버린다. 이 때, 상기 노드는 발전장치를 갖는데도 불구하고, 부족한 전기를 외부에서 구입하거나, 과잉의 전력을 외부에 판매하지 않으면 안되는 등의 문제가 있다.

그래서, 본 발명은 각 노드의 수요 및 공급에 대응하여, 발전장치인 연료전지에 과부족이 적은 적절한 전력량을 발전시킬 수 있는 전력수급관리시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명은 전력공급자와, 송전시스템과, 발전장치 및 상기 송전시스템에 접속되어, 복수의 그룹으로 나누어진 전력소비노드를 구비하고, 상기 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹에 공급되는 전력량의 총화와, 상기 노드 또는 그룹의 전력부하에 의해 소비되는 전력량의 총화와의 차를 구하는 제 1 계산부, 및 상기 차가 적어지도록 상기 전력공급자에 대하여 전력공급량을 증감하기 위한 정보를 보내는 제 1 송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템에 관한 것이다.

상기 제 1 계산부가, 상기 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹에 공급되는 전력량의 총화와, 상기 노드 또는 그룹의 전력부하에 의해 소비되는 전력량의 총화와의 차를 파라미터로 하고, 상기 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹으로의 전력의 판매가격 및 상기 노드 또는 그룹으로부터 상기 전력공급자에게로의 전력의 매입가격의 적어도 한쪽을 결정하여, 상기 제 1 송신부가 상기 노드 또는 그룹에 대하여 상기 판매가격 및 매입가격의 적어도 한쪽을 송신하는 것이 유효하다.

상기 전력공급자가 상기 노드 또는 그룹의 전력사용료, 소비전력량 및 전력공급능력으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보를 수신하는 수신부를 갖고, 상기 제 1 계산부가 상기 정보에 따라서 상기 노드 중 전력의 판매가 가능한 노드마다, 상기 전력공급자가 요망하는 전력량 및 전력의 매입 가격을 결정하여, 상기 제 1 송신부가 상기 전력공급자가 요망하는 전력량 및 매입가격의 적어도 한쪽을 상기 노드에 송신하는 것이 유효하다.

상기 노드 또는 그룹이 전력사용료, 소비전력량 및 전력공급능력으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보를 다른 노드, 그룹 또는 상기 전력공급자에게 송신하는 제 2 송신부와, 상기 다른 노드, 그룹 또는 상기 전력공급자로부터 요망되는 전력량, 전력의 매입가격 및 판매가격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보를 수신하는 제 2 수신부와, 상기 정보에 따라서 상기 노드에 있어서의 상기 발전장치의 출력을 제어하는 제어부를 구비하는 것이 유효하다.

상기 전력수급관리시스템은 상기 노드를 식별하는 노드식별자, 상기 노드식별자로 식별되는 노드의 소비전력량 및 전력공급량을 포함하는 노드정보를 받아들이는 노드정보 격납부를 구비하고, 상기 제 1 계산부가 상기 노드정보에 포함되는 소비전력량 및 전력공급량을 파라미터로 하여 하나의 노드가 다른 노드 또는 상기 전력공급자에게 송전할 수 있는 전력량을 산출하고, 상기 제 1 송신부가 상기 송전할 수 있는 전력량을 나타내는 신호를 각 노드에 송신하고, 이에 따라서 각 노드가상기 송전할 수 있는 전력을 다른 노드 및/또는 전력공급자에게 송전하는 것이 유효하다.

상기 전력공급자가 변전소를 구비하고, 상기 제 1 계산부가 상기 변전소의 고압측과 저압측과의 사이의 전력의 흐름의 방향 및 양에 관한 전력수급정보를 사용하여, 상기 전력공급자가 매입전력량 및 매입가격을 계산하여, 상기 제 1 송신부가 상기 매입전력량 및 매입가격을 상기 노드 또는 그룹에 송신하는 것이 유효하다.

상기 노드가 축전지와, 전력수요 및 다른 노드에 접속된 축전지의 축전량에 관한 정보를 사용하여 상기 다른 노드에 요망하는 전력량, 전력매입가격, 판매할 수 있는 전력량 및 전력판매가격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 결정하는 제 2 계산부를 구비하고, 상기 제 2 송신부가 상기 다른 노드에 요망하는 전력량, 전력매입가격, 판매할 수 있는 전력량 및 전력판매가격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 상기 전력공급자 및 다른 노드의 적어도 한쪽에 송신하는 것이 유효하다.

또한, 상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 상기 노드 또는 그룹에서의 소비전력량을 예측하여, 예측한 상기 소비전력량을 파라미터로 하여 상기 노드 또는 그룹이 요망하는 전력공급량을 결정하여, 상기 제 1 송신부 또는 제 2 송신부가 상기 전력량을 공급하도록 상기 노드 또는 그룹 이외의 노드 또는 그룹의 발전장치 또는 상기 전력공급자에게 신호를 송신하는 것이 유효하다.

또한, 상기 전력수급관리시스템은 각 노드의 소비전력량에 관한 정보를 축적하는 소비전력량 축적수단을 구비하고, 상기 제 1 계산부 또는 제 2계산부가 축적한 상기 소비전력량을 파라미터로 하여 각 노드 또는 그룹의 소비전력량을 예측하는 것이 유효하다.

상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 상기 발전장치의 출력과 상기 출력에 필요한 연료소비량을 갖는 데이터를 파라미터로서 사용하여, 상기 노드에서의 전력공급량을 결정하는 것이 유효하다.

상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 적어도 상기 노드의 소비전력량을 파라미터로 하여 상기 발전장치에서의 전력공급량을 결정하는 것이 유효하다.

상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 상기 노드에 있어서의 운전중의 발전장치의 수가 최소 또는 최대가 되도록, 각 발전장치의 전력공급량을 결정하는 것이 유효하다.

상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 각 노드구성원의 스케줄정보를 사용하여 각 노드의 소비전력량을 예측을 하는 것이 유효하다.

상기 제 1 송신부 또는 제 2 송신부가 각 노드의 축전지의 축전량 또는 전력의 이동량을 사용하여, 상기 각 노드에 있는 축전지 또는 축전지에 접속된 발전장치로부터 공급하는 전력량을 증감시키기 위한 정보를, 필요한 노드에 송신하는 것이 유효하다.

본 발명은 전력공급자 및 소비자로 구성되는 분산발전시스템에 있어서, 전력의 수요와 공급을 효율적으로 제어 및 관리하기 위한 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전력수급관리시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 전력수급관리시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 전력수급관리시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 4는 노드의 식별번호, 전력의 판매가격 및 판매할 수 있는 전력량을 포함하는 입찰정보로 이루어지는 테이블의 일례이다.

도 5는 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 전력수급관리시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 6은 전압을 정확히 측정하기 위해서 사용하는 회로의 일례의 구성을 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 전력수급관리시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 8은 축적수단이 기억하는 시간대마다의 소비전력량의 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.

도 9는 CPU의 동작을 결정하는 프로그램의 플로우차트이다.

도 10은 발전장치의 출력과 연료의 사용량과의 관계를 나타내는 데이터의 일례이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

본 발명은 전력회사로 대표되는 전력공급자와, 송전시스템과, 발전장치 및 상기 송전시스템에 접속되어, 복수의 그룹으로 나누어진 전력소비 노드를 구비하여, 상기 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹에 공급되는 전력량의 총화와 상기 노드 또는 그룹의 전력부하에 의해 소비되는 전력량의 총화와의 차를 구하는 제 1 계산부, 및 상기 차가 적어지도록 상기 전력공급자에 대하여 전력공급량을 증감하기 위한 정보를 보내는 제 1 송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 전력회사와 스스로 발전장치를 갖는 소비자와의 사이에서의 전력의 수요와 공급을 관리하는 시스템에 관한 것이다.

상기 제 1 계산부는 주로 전력공급자를 위해 기능하는 것이고, 상기 전력공급자, 송전시스템 및 전력소비 노드의 어느 부분에 설치되더라도 좋다. 또한, 복수의 노드로 이루어지는 하나의 그룹에 대하여 하나의 제 1 계산부를 설치하더라도 좋다.

이와 같이, 제 1 송신부에서 상기 전력공급자에게, 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹에 공급되는 전력량의 총화와 상기 노드 또는 그룹의 전력부하에 의해 소비되는 전력량의 총화와의 차가 적어지도록 상기 전력공급자에 대하여 전력공급량을 증감하기 위한 정보를 보낼 수 있으면, 전력공급자에 있어서의 발전을 효율적으로 할 수 있어 유효하다. 또, 상기 전력부하란, 냉장고, 세탁기, 냉방장치 및 텔레비전 등의 가전제품 등을 포함하는 전력소비장치 등을 의미한다.

다음에, 상기 제 1 계산부가 상기 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹에 공급되는 전력량의 총화와 상기 노드 또는 그룹의 전력부하에 의해 소비되는 전력량의 총화와의 차를 파라미터로 하여, 상기 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹으로의 전력의 판매가격 및 상기 노드 또는 그룹으로부터 상기 전력공급자에게로의전력의 매입 가격의 적어도 한쪽을 결정하여, 상기 제 1 송신부가 상기 노드 또는 그룹에 대하여 상기 판매가격 및 매입가격의 적어도 한쪽을 송신하는 것이 유효하다.

이에 따라, 소비자측인 각 노드 또는 그룹은 부족해 있는 전력을 신속하고 또한 정확히 구입할 수가 있고, 또한, 자기의 발전장치에 의해서 여분으로 스톡하고 있는 전력을 헛되게 하지 않고 다른 노드나 전력공급자에게 매입하여 줄 수 있어, 전력공급자는 효율적으로 전력의 수급을 관리할 수가 있다.

또한, 상기 전력공급자가 상기 노드 또는 그룹의 전력사용료, 소비전력량 및 전력공급능력으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보를 수신하는 수신부를 갖고, 상기 제 1 계산부가 상기 정보에 따라서 상기 노드 중 전력의 판매가 가능한 노드마다, 상기 전력공급자가 요망하는 전력량 및 전력의 매입가격을 결정하여, 상기 제 l 송신부가 상기 전력공급자가 요망하는 전력량 및 매입가격의 적어도 한쪽을 상기 노드에 송신하는 것이 유효하다.

이에 따르면, 각 노드 또는 그룹의 실정에 따라서, 자기의 발전장치에 의해서 여분으로 생성한 전력이나 스톡하고 있는 전력을 헛되게 하지 않고 전력공급자에게 매입하여 줄 수 있어, 전력공급자는 보다 효율적으로 전력의 수급을 관리할 수가 있다.

따라서, 상기 노드 또는 그룹은 전력사용료, 소비전력량 및 전력공급능력으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보를 외부(전력공급자, 다른 노드 또는 그룹)에 송신하는 제 2 송신부와, 외부에서 요망되는 전력량, 전력의 매입가격 및 판매가격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보를 수신하는 제 2 수신부와, 상기 정보에 따라서 상기 노드에 있어서의 상기 발전장치의 출력을 제어하는 제어부를 구비하는 것이 유효하다.

이와 같이, 각 노드 또는 그룹이 제 2 송신부에 의해서 자기의 전력사용료, 소비전력량 및 전력공급능력으로 이루어지는 되는 군으로부터 선택되는 정보를 상기 외부에 송신하면, 제 2 수신부에 의해서 상기 외부로부터의 전력의 매입가격 및 판매가격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보를 수신할 수 있어, 자기의 발전장치를 헛되지 않고 정확히 제어할 수가 있다.

상기 전력수급관리시스템은 상기 노드를 식별하는 노드식별자, 상기 노드식별자로 식별되는 노드의 소비전력량 및 전력공급량을 포함하는 노드정보를 격납하는 노드정보 격납부를 구비하고, 상기 제 1 계산부가 상기 노드정보에 포함되는 소비전력량 및 전력공급량을 파라미터로 하여 하나의 노드가 다른 노드 및/또는 상기 전력공급자에게 송전할 수 있는 전력량을 산출하여, 상기 제 1 송신부가 상기 송전할 수 있는 전력량을 나타내는 신호를 각 노드에 송신하고, 각 노드는 이 신호에 따라서 다른 노드 및/또는 상기 전력공급자에게 전력을 송전하는 것이 유효하다.

상기 노드정보 격납부는 소위 기억부라면 좋고, 각 노드 그룹 및 전력공급자중 어느 쪽에 설치되더라도 좋지만, 주로 상기 전력공급자에 의해서 제어된다. 그리고, 이 노드정보 격납부를 전력공급자의 제 1 계산부에 연이어 통하게 하여, 상기 제 1 계산부가 상기 노드정보에 포함되는 소비전력량 및 전력공급량을 파라미터로 하여 하나의 노드가 다른 노드에 송신할 수 있는 전력량을 산출하여, 해당 하나의 노드로부터 송전할 수 있는 전력량을, 그 밖의 노드에 보낼 수 있다. 즉, 각 노드에서 여분으로 생성 또는 스톡되어 있는 전력을 다른 노드 등으로 효율적으로 이용할 수가 있다.

상기 전력공급자가 변전소를 구비하고 있더라도 좋다. 이 경우, 상기 제 1 계산부가 예를 들면 자기장을 사용하여 측정한 상기 변전소의 고압측과 저압측과의 사이의 전력(에너지)의 흐름의 방향 및 양에 관한 전력수급정보를 사용하여, 매입전력량 및 매입가격을 계산하여, 상기 제 1 송신부가 상기 매입전력량 및 매입 가격을 상기 노드에 송신하는 것이 유효하다.

이에 따라, 전력공급자는 자기의 변전소의 상태 등에 따라서 전력을 유효하게 활용할 수가 있고, 또, 변전소의 제어를 효율적으로 할 수 있다.

또한, 상기 노드는 축전지를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 각 노드가 스스로 전력을 스톡할 수가 있고, 그 밖의 노드 및/또는 전력공급자 등에 의한 시장에서의 전력의 가격변동에 따라서, 스톡한 전력의 판매시기를 검토하는 것도 가능하다.

이 경우, 각 노드가 전력수요 및 다른 노드에 접속된 축전지의 축전량에 관한 정보를 사용하여 상기 다른 노드에 요망하는 전력량 및 전력매입 가격을 결정하는 제 2 계산부를 구비하면, 상기 제 2 송신부에 의해서 상기 요망전력량 및 전력매입가격을 상기 전력공급자 및 다른 노드의 적어도 한쪽으로 송신할 수가 있어 유효하다.

또한, 상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 소정의 노드 또는 그룹에서의소비전력량을 예측하여, 예측한 상기 소비전력량을 파라미터로 하여 상기 소정의 노드 또는 그룹에 공급하는 전력공급량을 결정하고, 상기 제 1 송신부 또는 제 2 송신부가 상기 전력량을 공급하도록 상기 소정의 노드 또는 그룹이외의 노드 또는 그룹의 발전장치에 신호를 송신하는 것이 유효하다.

이 경우, 상기 전력수급관리시스템은 각 노드의 소비전력량에 관한 정보를 축적하는 소비전력량 축적수단을 구비하고, 상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 축적한 상기 소비전력량을 파라미터로 하여 각 노드 또는 그룹의 소비전력량을 예측하는 것이 유효하다. 상기 소비전력량 축적수단은 각 노드마다 설정되더라도, 상기 전력공급자에게 설정되더라도 좋고, 또한, 상기 노드정보 격납부에 이 소비전력량 축적수단으로서 기능시키더라도 좋다.

또한, 상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 상기 발전장치의 출력과 상기 출력에 필요한 연료소비량을 갖는 데이터를 파라미터로서 사용하여, 상기 노드부터의 전력공급량을 결정하는 것이 유효하다.

또한, 상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 적어도 상기 노드의 소비전력량을 파라미터로 하여 상기 발전장치부터의 전력공급량을 결정하는 것이 유효하다.

상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 상기 노드에 있어서의 운전중의 발전장치의 수가 최소 또는 최대가 되도록, 각 발전장치의 전력공급량을 결정하는 것이 유효하다.

상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 각 노드의 구성원 또는 소비전력장치의 스케줄정보를 사용하여 각 노드의 소비전력량을 예측을 하는 것이 유효하다.

상기 제 1 송신부 또는 제 2 송신부가, 각 노드의 축전지의 축전량 또는 전력의 이동량을 사용하여, 상기 각 노드에 있는 축전지 또는 축전지에 접속된 발전장치로부터 공급하는 전력량을 증감시키기 위한 정보를, 필요한 노드에 송신하는 것이 유효하다. 또, 하나의 계산부에 제 1 계산부 및 제 2 계산부로서 기능시키더라도 좋다.

따라서, 본 발명에 관한 전력수급관리시스템에 있어서, 전력공급자는 제 1 계산부 및 제 1 송신부의 그 외에 변전소 및 제어부를 가질 수 있고, 각 노드는 발전장치이외, 제 2 계산부, 제 2 송신부, 축전지 및 제어부를 가질 수 있다. 노드정보 격납부 및 소비전력량 축적수단은 이들에 전기통신적으로 연이어 통하고 있으면 어디에 설정되더라도 좋다.

이들의 구성요소는 전부, 적어도 전기적으로 접속되어 있고, 협동하여 본 발명에 관한 전력수급관리시스템을 구성하고 있다. 그리고, 본 발명에 관한 전력수급관리시스템은 적어도 상술한 작용 및 효과에 대응하는 최저한의 구성요소를 구비하고 있으면 좋다. 따라서, 소망하는 작용 및 효과를 실현할 수 있는 구성요소를 적당하게 조합시킬 수도 있고, 바람직하게는 모든 구성요소를 갖고 있더라도 좋다.

이하에, 도면을 참조하면서 대표적인 본 발명에 관한 전력수급관리시스템을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들만으로 한정되는 것이 아니다.

실시의 형태 1

다음에, 도면을 참조하면서 본 발명이 바람직한 실시의 형태에 관해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전력수급관리시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 전력수급관리시스템은 전력공급자(1), n(n≥2)개의 노드(2) 및 송전시스템(3)으로 구성되고, 노드(2)내에는 연료전지 등의 발전장치(4), 축전지(5), 및 냉장고, 세탁기, 냉방장치 및 텔레비전 등의 전력소비장치 (6)를 갖고, 일시적인 전력의 과부족은 축전지(5)에 의해 조정할 수가 있다.

전력공급자(1)는 전력공급자(1)로부터 상기 노드(2)(또는 복수의 노드(2)로 이루어지는 그룹)에 공급되는 전력량의 총화와 상기 노드(2)(또는 복수의 노드(2)로 이루어지는 그룹)에 있어서 전력부하에 의해 소비되는 전력량의 총화와의 차를 구하는 제 1 계산부(1a), 및 상기 차가 적어지도록 상기 전력공급자(1)에 대하여 전력공급량을 증감하기 위한 정보를 상기 전력공급자 자신에게 알리게 하는 제 1 송신부를 구비한다. 이에 따라, 전력공급자는 자기의 전력생성을 효율적으로 제어할 수가 있다.

또한, 제 1 계산부는 상기 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹에 공급되는 전력량의 총화와 상기 노드 또는 그룹에서 전력부하에 의해 소비되는 전력량의 총화와의 차를 파라미터로 하고, 상기 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹으로의 전력의 판매가격 및 상기 노드 또는 그룹에서 상기 전력공급자에게로의 전력의 매입 가격의 적어도 한쪽을 결정하고, 상기 제 1 송신부가 상기 노드 또는 그룹에 대하여 상기 판매가격 및 매입가격의 적어도 한쪽을 송신한다.

축전지(5)는 전력을 대비하는 전력저축부 및 상기 전력저축부에서 모아두고 있는 전력량을 관리하는 전력관리부(도시하지 않음)를 갖고, 전력관리부는 전력저축부에 흐르는 전류를 감시하고 있고, 전력량 정보, 즉 축전량에 관한 정보를 파악하고 있어, 전력매매시스템(7)으로 전력량 정보를 송신한다. 따라서, 전력매전시스템(7)은 제어부, 제 2 계산부, 제 2 송신부 및 제 2 수신부를 포함할 수 있다.

또한, 전력매매시스템(7)은 축전지의 축전량을 입력하여, 송전시스템(3)에 작은 펄스에서 자기가 속하는 노드의 식별번호 및 판매할 수 있는 전력량 등을 송신한다. 또한, 송전시스템(3)을 구성하는 송전선으로부터 노드(2)에 끌어들여지는 전력선에 부착된 미터(8)로부터, 노드(2)의 식별번호와 구입할 수 있는 전력량 및 판매할 수 있는 전력량의 정보(즉, 에너지의 이동량에 관한 이동량 정보)를 작은 펄스로 송전시스템(3)에 송신한다. 물론 이 미터(8)는 전력매매시스템(7)에 포함되고 있더라도 좋다.

제 2 송신부인 전력매매시스템(7) 및 미터(8)가 송신한 정보는 다른 노드, 상기 그룹 또는 전력공급자(1)에 송신되고, 전력매매시스템(7)은 전력의 수요가 있는 노드, 즉 전력을 구입하고 있는 노드의 근처에서 상기 송신된 정보에 따라서 전력을 판매할 수 있다는 정보의 신호를 내고 있는 노드를 찾고 시작하고, 그 노드에 대하여 전력판매 의뢰정보(전력공급 요망량)를 송신한다. 예를 들면, 전력의 판매를 의뢰하는 노드의 식별번호와 판매를 의뢰하는 전력량의 정보를 작은 펄스로 송전선에 송신한다.

그리고, 각 노드의 전력매매시스템(7)은 송전선에 보내져오는 펄스를 감시하고 있어, 자기의 노드의 식별번호를 검출하면 그 후에 계속되는 정보를 수신한다. 그것이 전력판매 의뢰정보라면, 그것에 따라서 전력을 송전선으로 보낸다.

또, 상기의 실시의 형태에서는, 전력매매시스템(7)이 송신하는 정보는 축전지의 축전량이지만, 축전량에 한정하지 않고, 발전장치의 여력(발전장치의 최대출력 또는 발전장치의 가장 효율이 좋은 출력으로부터 현재 또한 장래가 예측되는 전력소비량을 뺀 값)을 송신하더라도 좋다. 물론 양쪽을 송신하더라도 좋다.

또한, 축전지의 빈 용량[(축전지에 더욱 축전할 수 있는 전력량, 즉(축전지의 용량)-(축전지의 축전량)]을 송신하여 축전지가 가득 차게 되어 전력을 효율적으로 사용할 수 없게 될 가능성이 높은 노드에서의 전력의 판매를 우선하도록 하더라도 좋다.

또한, 각 노드의 판매하는 전력량을 결정하는 장치에 미리 축전지의 용량을 기억해 두고, 축전지의 축전량에 관한 정보로서 축전량과 축전지의 빈 용량의 양쪽의 값을 사용하여 각 노드의 매전량을 결정하도록 하더라도 좋다. 축전지의 빈 용량을 아는 것에 의해 축전지에 축전할 수 없기 때문에 낭비되는 전력량을 적게 할 수 있다.

또한, 각 노드(2)는 반드시 축전지(5)를 갖고 있지 않더라도 좋다. 축전지 (5)를 갖지 않은 경우는 발전장치(4)의 여력 등의 발전장치(4)에 관한 정보를 사용하여 전력판매 의뢰정보를 작성하더라도 좋다.

또한, 발전장치(4)가 없는 노드가 있더라도 좋다. 이 경우는 그 노드는 판매가능전력량이 0인 것으로 하여 취급하면 좋다. 또한, 상기의 실시의 형태에서는, 미터(8)에서 송신하는 판매되는 전력량 및 구입되는 전력량의 정보(즉, 에너지의 이동량에 관한 이동량정보)와 전력매매시스템(7)으로부터 송신하는 매전가능량의 정보 등(즉, 축전지의 축전량에 관한 정보)를 따로따로 송신하고 있었지만, 전력매매시스템(7)에서 통합하여 송신하더라도 좋고, 이와 같이 송신하는 것에 의해 효율적으로 송신할 수가 있다.

또한, 상기의 실시의 형태에서는, 전력공급능력에 관한 정보로서 전력공급가능전력량을 나타내는 신호를 송신하고 있었지만, 전력공급능력에 관한 정보로서 단지 전력공급 가능한지 아닌지의 정보만을 노드(2)로부터 송신하여, 전력공급량을 증감시키는 정보로 하여 매전을 허가할지 안 할지의 정보만을 노드(2)로 수신하도록 하더라도 좋다.

또한, 본 실시의 형태에서는 정보의 송신은 송전선을 사용한 송전시스템을 통하여 송전하고 있지만, 이것에 한정하지 않고 예를 들면 전화선, 무선 또는 AC전원의 선 등을 사용하더라도 좋다. 송전선을 사용하는 경우는 새롭게 통신용의 선 등을 준비하는 필요가 없다고 하는 이점이 있다. 한편, 송전선을 사용하지 않은 경우는 송전선에 낙뢰 등의 트러블이 있는 경우라도 송전할 수 있다고 하는 이점이 있다.

실시의 형태 2

도 2는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 전력수급관리시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 있어서, 송전선(40)은 고압의 송전선이고, 화력발전소 등의 전력공급자로부터 주택지 등의 노드(2)까지 전기를 효율적으로 운반하기 위해서 고압으로 되어 있다. 송전선(50) 및 송전선(150)은 각 노드(2)에 공급되는 전압의 송전선이고, 예를 들면 100V∼220V 정도의 일정한 전압으로 유지되도록 컨트롤되어있다.

송전선(40)과 송전선(50)의 사이에는 전력공급자에게 속하는 변전소(10)가 있어, 송전선(40)의 전압을 송전선(50)을 위한 전압으로 변환하고 있다. 송전선 (40)과 송전선(150)과 변전소(110)의 관계도 마찬가지이다. 변전소(10)에는 99개의 노드(2)가 접속되어 있어, 전력의 구입 또는 판매를 할 수가 있다. 변전소가 변환한 전력량이 전류계(20)로 측정할 수 있도록 되어 있고, 측정결과(즉 송전선을 흐르는 전기에너지의 이동방향과 양에 관한 전력수요정보)가 판매할 수 있는 전력의 가격설정장치(30)로 보내어진다. 이 전류계(20) 및 가격결정장치(30)가 제 1 계산부 또는 제 2 계산부를 구성한다.

가격설정장치(30)는 송전선(50)으로부터 송전선(40)으로 에너지가 흐르고 있을 때에는 현재 설정하고 있는 전력의 판매가격(즉 각 노드의 매전량을 증감시키기 위한 정보)을 내려 99개의 노드(2)에 통지한다. 노드(2)는 자기의 발전비용이 전력의 판매가격을 상회하는 경우, 발전장치의 출력을 내리거나, 또는 발전장치를 정지하고 전력의 판매를 중지할 수 있다. 이와 같이 함에 따라 변전소(10)로부터 전기의 공급을 받는 지역의 전력의 판매를 억제할 수가 있다.

한편, 가격설정장치(30)는 송전선(40)으로부터 송전선(50)으로 에너지가 흐르고 있는 경우에는, 현재 설정하고 있는 전력의 판매가격을 올려, 해당 판매가격을 99개의 노드(2)에 통지한다. 단지, 화력발전소 등으로부터 송전선(40)으로 전기를 조달하는 등 별도의 수단으로 공급할 수 있는 전기의 가격에 근접했을 때는 전력의 판매가격을 올리지 않는다.

99개의 노드(2)는 발전비용이 매전가격을 하회하는 경우는, 발전장치의 출력을 올리거나, 또는 자기의 발전장치를 기동하여 전력의 판매를 시작할 수 있다. 이와 같이 함에 따라 변전소(10)로부터 전기의 공급을 받는 지역에서의 전력의 판매를 촉진할 수가 있다.

이상과 같이, 변전소(10)를 통과하는 에너지(전력)량이 적어지기 때문에, 변전소 사이 또는 변전소와 발전소 사이의 송전손실을 줄일 수 있다. 또한, 별도의 그룹의 변전소(110), 전류계(120), 가격설정장치(130), 송전선(40), 송전선(150) 및 노드(101)의 관계도 마찬가지이다. 즉, 복수의 노드를 복수의 그룹으로 나눠서 각 그룹내에서 전력의 수급의 균형을 잡는 것에 의해, 시스템전체로서의 송전손실을 적게 할 수 있다.

또, 가격설정장치(30)가 설정하는 가격과 가격설정장치(130)가 설정하는 가격과의 차가, 변전소(10), 송전선(40) 및 변전소(110)의 송전손실의 합계보다도 커지는 경우는 다른 노드의 설정가격을 참조하여 자기의 노드의 가격을 설정하더라도 좋다. 예를 들면, 가격설정장치(130)가 설정하는 가격이 가격설정장치(30)가 설정하는 가격에 변전소(10), 송전선(4O)과 변전소(11O)의 송전비용의 합계를 가산한 값보다도 커진 경우는, 다음과 같이 전력의 판매가격을 설정한다.

(1) 송전선(40)으로부터 송전선(50)으로 전력이 흐르고 있을 때는, 가격설정장치(30)는 전력의 판매가격을 올린다.

(2) 송전선(150)으로부터 송전선(40)으로 전력이 흐르고 있을 때는, 가격설정장치(130)는 전력의 판매가격을 내린다.

(3) 상기(1) 및 (2)이외의 경우에서, 송전선(40)으로부터 송전선(150)으로 흐르는 전력량(이것은 송전선(150)으로부터 송전선(40)으로 흐르고 있을 때는 마이너스의 값을 취한다)과 송전선(40)으로부터 송전선(50)으로 흐르는 전력량과의 합계가 0보다 큰 경우는, 가격설정장치(30)는 전력의 판매가격을 올린다.

(4) 상기(1) 및 (2)이외의 경우에, 송전선(150)으로부터 송전선(40)으로 흐르는 전력량(이것은 송전선(40)으로부터 송전선(150)으로 흐르고 있을 때는 마이너스의 값을 취한다)과 송전선(50)으로부터 송전선(40)으로 흐르는 전력량과의 합계가 0보다 큰 경우는 가격설정장치(130)는 전력의 판매가격을 내린다.

또, 상기 실시의 형태에서는 전력공급량을 증감하기 위한 정보인 전력의 판매가격을 변경하는 것에 의해 수급의 균형을 잡고 있었지만, 전력공급량을 증감하기 위한 정보인 전력의 구입가격을 변경하는 것에 의해, 또는 전력공급량을 증감하기 위한 정보인 전력의 구입가격과 판매가격의 양쪽을 변경하는 것에 의해 수급의 균형을 잡더라도 좋다.

실시의 형태 3

도 3은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 전력수급관리시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 실시의 형태 3은 각 노드가 전력소비장치, 발전장치 및 축전지를 갖는 것은 실시의 형태 1과 동일하지만, 제 2 계산부로서의 전력매매시스템(7)이 전력의 판매가격을 결정하는 점에서 다르다.

전력매매시스템(7)은 현재의 전력공급능력이나 축전지에 저장된 전기의 축전량 등의 정보로부터 전력의 판매가격을 설정한다. 예를 들면, 현재의 발전장치의전력 1단위당의 한계비용에서 일정 값을 빼서 전력의 판매가격을 설정하더라도 좋고, 또한, 축전지의 전력의 축전량을 바탕으로 하여 축전량이 많을 때에는 전력의 판매가격을 저렴하게 설정하더라도 좋다.

전력매매시스템(7)은 자기의 노드를 식별하는 정보, 전력의 판매가격 및 판매할 수 있는 전력량에 관한 정보를 펄스신호에서 송전시스템(3)에 전력판매 입찰정보로서 송신한다. 전력판매 입찰정보는 한 개소 또는 지역마다 모아져서 전력수요가 있는 노드 또는 전력공급자에게 수신되어, 이들 노드 및 전력공급자가 경합하여, 상기 전력판매 입찰정보를 송신한 노드에 전력판매 의뢰정보(낙찰정보)를 송신한다.

즉, 본 발명의 전력수급관리시스템에 있어서는, 전력을 필요로 하는 노드가 전력공급자 및 자기의 발전장치에 의해 전기를 판매할 수 있는 다른 노드로부터 제시되는 전력판매가격을 비교하는 것에 의해, 보다 저렴한 가격으로 전력을 입수할 수 있다.

전력을 필요로 하는 노드가 전력을 저렴하게 구입(공급)하는 입찰정보의 탐색방법의 예를 설명한다. 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 노드의 식별번호, 전력의 판매가격 및 판매할 수 있는 전력량을 포함하는 입찰정보로 이루어지는 테이블을 작성한다. 그 후, 전력을 필요를 하는 노드에 관해서 이하의 처리를 한다.

우선, 전력을 판매할 수 있는 노드에 의한 전력의 판매가격을 각각 송전효율로 나눈 값을 구하여, 이 값이 최소인 노드 X를 구한다. 송전효율은 (전력을 받아들이는 노드가 받아들일 수 있는 전력량 B)/(전력을 판매하는 노드가 송전하는 전력량 A)로 구해진다. 또한, 전력을 판매하는 노드로부터 전력을 필요로 하는 노드까지 송전하는 것에 의한 전류의 변화 및 송전선의 저항 등에 의해서 열에 변환되는 전력량의 증가분은 A-B로 된다.

상기 노드 X가 공급(판매)할 수 있는 전력량이 전력수요가 있는 노드가 필요로 하는 전력량을 송전효율로 나눈 값을 상회하는 경우는, 상기 노드 X에 의뢰하는 판매전력량(낙찰정보)에, 필요로 하는 전력량을 송전효율로 나눈 값을 가산한다.

한편, 상기 노드 X가 공급(판매)할 수 있는 전력량이 전력수요가 있는 노드가 필요로 하는 전력량을 송전효율로 나눈 값을 하회하는 경우는, 상기 노드 X에 의뢰하는 판매전력량(낙찰정보)에, 공급 가능한 전력량을 가산한다.

필요로 하는 전력량은 ((전력수요가 있는 노드가 필요로 하는 전력량)-(전력을 판매하는 노드에 의뢰하는 판매전력량))×(송전효율)로 구할 수 있다.

다음에 전력판매가격을 송전효율로 나눈 값이 작은 노드에 대해서 같은 계산을 하여, 이러한 계산을, 필요로 하는 전력량이 0으로 될 때까지 되풀이한다. 상기의 계산이 전력수요가 있는 모든 노드에 대해서 완료한 후에, 송전시스템을 통하여, 전력의 판매를 의뢰하는 모든 노드에 판매전력량(낙찰정보)을 송신한다. 이에 따라 전력수요가 있는 노드의 근처에서 전력의 판매를 할 수 있어 효율이 좋은 전력의 매매가 가능해진다.

실시의 형태 4

도 5는 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 전력수급관리시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5에 나타내는 실시의 형태 4는 각 노드에서 전력소비장치, 발전장치 및 축전지를 갖는 것은 실시의 형태 1과 동일하지만, 전력의 수급상황에 의해 전압이 변화하는 것을 이용하고, 전압에 의해 전력매매시스템의 동작이 결정되는 점에서 다르다. 즉, 근처의 노드로 송전선으로부터 전기가 공급되면 전압이 내려가고, 반대로 전기의 공급이 이루어지면 전압이 오르기 때문에, 전압이 낮을 때에 전력을 판매하고, 높을 때에 전력의 판매를 삼가도록 하면 좋다.

구체적으로는, 전력매매시스템(7)이 축전지(5)의 축전량 및 전압계(9)로부터의 전압신호에 따라서, 전력을 판매하는지 안 하는지 및 판매하는 전력량을 결정하여 전력의 판매를 한다. 이에 따라, 노드의 근처에서 전력의 수요가 있을 때에 전력의 판매를 할 수 있고, 전력수급관리시스템 전체로서 효율적으로 전력을 사용할 수 있다.

또한, 실시의 형태와 같이 각 노드에 있어서 분산 처리를 하면, 송전시스템의 송전선의 일부가 절단되는 등의 사고가 발생한 경우라도, 송전선이 연결되어 있는 부분에서 자동적으로 수급의 균형을 잡을 수 있는 방향으로 전력수급관리시스템이 제어된다고 하는 이점도 있다.

또, 전압계(9)가 정확히 동작하지 않은 경우는, 전력을 판매하는 노드가 일부에 집중할 우려가 있다. 예를 들면, 인접하는 2개의 노드에 접속되는 송전선의 전압이 거의 동일하고, 또한 2개의 노드의 전압이 어느 것이나 일정(예를 들면 l00 V)이상으로 되었을 때에 전력을 판매하도록 설정되어 있었던 경우, 전압이 조금 낮게 측정되는 노드로부터의 전력의 판매가 우선된다.

상기의 문제를 해결하기 위해서는, 축전지에 축적된 축전량도 고려하여 전력을 판매하거나, 전압을 정확히 측정하면 좋다. 도 6은 전압을 정확히 측정하기 위해서 사용하는 회로의 일례의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6에 있어서, 송전시스템에는 송전선(3a) 이외에 기준전압(송전선의 바람직한 전압)선(3b)이 각 노드의 전압계(9)에 접속되어 있다. 스위치(S1)와 스위치(S2)는 정류기(9a)에 송전선(3a) 및 기준전압선(3b) 중 어느 한쪽을 접속하기 위한 스위치이다. 송전선(3a) 또는 기준전압선(3b)으로부터의 교류는 정류기(9a)에서 정류되어 직류가 되어 아날로그 디지털변환기(9b)에서 전압을 나타내는 디지털신호로 변환된다. 제어회로(9c)는 송전선(3a)의 전압값을 기준전압값으로 나눌 수 있는 전압신호를 전력매매시스템 (7)으로 송신한다. 송전선(3a) 및 기준전압선(3b)이 같은 정류기(9a) 및 아날로그디지털변환기(9b)를 사용하여 측정되기 때문에, 부품의 격차 등에 의한 오차가 부정된 신호를 얻을 수 있다.

실시의 형태 5

도 7은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 전력수급관리시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 본 실시의 형태의 전력수급관리시스템에 있어서는, 2개의 노드 (101 및 201)가 하나의 그룹에 포함되어 있다. 노드(101 및 201)는, 도 7에 있어서는 발전장치인 연료전지(104 및 204)를 편의상 노드(101 및 201)로부터 각각 떨어져 기재하고 있지만, 실제로는 노드(101 및 201)에 각각 포함된다.

또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 배전반(102 및 202)에서 각각의 노드의 전력소비량을 측정하면, 그 배전반으로부터 전력의 공급을 받는 전력소비장치 또는전력소비장치의 집합이 노드가 되지만, 물리적으로 가까운 전력소비장치, 즉 하나의 연료전지로부터 본 송전손실이 같은 전력소비장치의 전력소비량을 정리하여 측정할 수 있다고 하는 장점이 있다. 예를 들면, 연료전지(104)보다 연료전지(204)로부터 송전한 쪽이 송전효율이 좋은 노드를, 정리하여 전력계(203)로 측정할 수가 있다. 노드(101) 및 노드(201)의 전력소비량은 각각 측정수단인 전력계(103) 및 전력계(203)에 의해 측정된다.

전력계는 소비전력량에 따라서 회전하는 원반의 회전수를 세더라도 좋고, 또한, 일정시간 간격으로 AD변환기로 전류 등을 측정하여 측정한 전류값을 합계 등 하는 것에 의해 측정하는 것이라도 좋다. 전력계(103) 및 전력계(203)가 측정한 데이터는 기억부인 축적수단(301)에 보내어져서 기억된다.

축적수단(301)은 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 시간대마다의 소비전력량을 테이블로서 기억하고 있다. 축적수단(301)의 용량은 한정되어 있기 때문에, 기억영역에 빈틈이 없어지거나 적어졌을 때는 오래된 데이터로부터 소거하여 새로운 데이터(현재의 데이터)를 기억해간다. 축적수단(301)에 기록된 데이터는 예측수단(302)에 읽어내어지고 전력소비량을 예측하기 위한 파라미터로서 이용된다. 또, 제 1 계산부 또는 제 2 계산부를 축적수단(301), 예측수단(302) 및 공급량 결정수단(303)으로서는 기능시키면 좋다.

전력소비량은 아래와 같이 예측된다. 예를 들면 노드가 일반가정의 경우, 축적수단(301)에 완전히 데이터가 없는 경우(제어장치를 설치한 직후 등)는 인원수, 가족구성 및 계절 등으로부터 요구되는 표준 전력사용료를 그대로 사용한다.축적수단(301)에 1일 이상의 데이터가 저장되었을 때에는, 같은 시간대의 데이터를 평균하여 소비전력량을 예측할 수가 있다. 또한, 평일과 휴일에서는 기상시간 및 대낮에 집에 있는 인원수가 다르기 때문에, 평일, 휴일 및 요일마다 각각 과거의 전력사용료를 평균하는 것에 의해 정밀도가 높은 소비전력량을 예측할 수가 있다.

또한, 계절에 따라서 에어컨디셔너 등의 소비전력량이 다르기 때문에, 계절마다 소비전력량을 평균하거나, 과거의 일정기간의 소비전력량의 데이터를 소거하거나, 과거의 일정기간의 소비전력량의 데이터를 평균을 잡을 때에 사용하지 않도록 하거나 하는 것에 의해 정밀도가 높은 소비전력량의 예측을 할 수 있다. 또한, 날씨에 의해서 소비전력량이 다르기 때문에, 기상조건마다 소비전력량을 평균하는 것에 의해 보다 정밀도가 높은 소비전력량을 예측할 수가 있다. 또한, 그 날의 스케줄정보(여행을 가서 집에 없다거나, 학교가 여름방학이라거나, 귀가가 느리다거나, 손님 등) 에 의해서 전력의 사용량이 다르기 때문에, 스케줄정보를 복수의 카테고리로 나누어, 그 카테고리마다 평균하는 것에 의해서도 정밀도가 높은 소비전력량을 예측할 수가 있다.

카테고리로서는, 평일과 휴일, 춘하추동, 학교가 방학이거나 아니거나, 날씨, 손님의 유무, 외출예정, 목욕의 예정, 그 이외 소비전력량에 영향을 미치는 상황, 또는 이들의 조합을 생각할 수 있다. 스케줄정보는 전력수급관리시스템에 접속된 각 노드에 있어서 스케줄관리를 하고 있는 제어부가 되는 퍼스널 컴퓨터 등으로부터 정보를 입력하면 좋고, 전력공급자로부터 수신하더라도 좋다.

또한, 아침의 전력소비량 등에서 추정하여 그것을 스케줄정보로 하여도 좋다. 즉, 예를 들면, 휴일은 기상시간이 느리기 때문에, 평일이면 전력 소비량이 증가하기 시작할 때에 전력소비량이 적은 대로이면, 휴일이라고 판단하고, 홈세큐리티시스템이 부재중모드이면 외출해 있다고 판단하도록 하더라도 좋다.

또한, 상기한 바와 같이 과거의 소비전력량을 카테고리로 나누는 것에 의해 스케줄정보에 반영시키더라도 좋고, 상기한 바와 같이 예측한 소비전력량을 스케줄정보를 사용하여 변경하도록 하더라도 좋다. 예를 들면, 18:00까지는 부재중이고 18:00에 돌아온 경우는, 에어컨디셔너 등의 전원을 킨 것에 따라 보통은 소비전력량이 증가하기 때문에, 과거의 하루종일 집에 있을 경우의 소비전력량을 평균하여, 그 평균값에 증가가 예상되는 소비전력량(증가량)을 더하여 최종적인 소비전력량으로 하여도 좋다.

가산하는 증가량은 계절에 의해서 다르기 때문에, 카테고리마다 미리 준비된 데이터에 따른 것이라도 좋고, 기온 및 날씨 등의 소비전력량에 영향을 미치는 파라미터를 사용하여 소정의 계산식으로 구한 것이라도 좋고, 또한, 실측값을 평균한 것이라도 좋다.

상기의 실측값은 예를 들면 하기와 같이 하여 구한다. 즉, 하루종일 집에 있을 때의 소비전력량의 측정치의 평균값과, 하루의 도중에서 귀가하였을 때의 귀가하고 나서 일정시간까지의 소비전력량의 실측값을 구하여, 상기 평균값과 실측값의 차를 기억해 둔다. 그리고, 동일한 카테고리에 있어서 마찬가지로 하여 구한 상기 차의 평균값을 가산해야 할 증가량으로서 사용한다. 상기한 바와 같이 예측수단(302)이 예측한 전력소비량에 따라서 공급량 결정수단(303)이 전력공급량을 결정한다.

도 7에 나타내는 전력수급관리시스템에는 연료전지가 2개 있기 때문에, 연료전지의 특성 및 연료전지로부터 노드까지의 송전손실 등의 차이에 의해, 각각의 연료전지로부터의 전력공급량이 다르다. 노드(101)와 노드(102)가 떨어져 있고, 연료전지의 특성보다는 노드(101)와 노드(102)사이의 송전손실에 의해 대략의 효율이 결정되는 것과 같은 경우에는, 원칙으로서 노드(101) 및 노드(102)의 예측소비전력량을 그대로 연료전지(104) 및 연료전지(204)의 전력공급량으로서 사용하여도 좋다. 또한, 각각의 노드로 예측되는 소비전력량이 자기의 연료전지의 전력공급능력을 넘는 경우는, 다른 노드의 연료전지로부터 전력을 공급하더라도 좋다.

예를 들면, 어느 쪽의 노드에 있어서의 연료전지의 출력이 작고 그 특성이 효율적이고, 노드(101)와 노드(102)사이의 송전손실이 작은 경우는, 양쪽의 연료전지를 항상 기동하여 전력을 2개의 노드에 균등하게 할당하더라도 좋다. 즉, 그룹내에서 복수의 연료전지를 기동 및 관리하고, 해당 그룹내의 노드에 필요한 전력을 공급한다. 또, 이 경우는 전력계(103)와 전력계(203)에서 측정한 소비전력을 합계하여, 합계값만을 축적수단(301)에 기억시키더라도 좋다.

반대로, 어느 쪽의 노드에 있어서의 연료전지의 출력이 크고 그 특성이 효율적이고, 노드(101)와 노드(201)사이의 송전손실이 작고, 또 한쪽의 연료전지를 기동시킬 뿐이고 필요한 전력을 공급할 수 있는 경우는, 예측되는 소비전력량이 큰 쪽의 노드에 속하는 연료전지만을 기동시켜 전력을 공급하더라도 좋다.

또한, 발전장치의 출력과 연료의 사용량과의 관계를 나타내는 데이터(예를들면, 도 10에 나타내는 것과 같은 데이터)를 기억해 두고, 그 기억내용으로부터 최적인 각 연료전지의 발전량을 계산 또는 시뮬레이션으로부터 구하더라도 좋다. 또, 연료전지의 전력공급량은 시간당의 변화량에 한계가 있기 때문에, 그 변화량이 소정값 이하인 것처럼 전력공급량을 결정하더라도 좋다.

다음에, 공급제어수단(304)에서는 공급량 결정수단(303)이 결정한 공급량에 따라서 가스 등의 연료의 밸브(105 및 205)를 조작한다. 가스 등의 연료의 밸브를 열고 금방은 연료전지의 출력이 오르지 않기 때문에, 2시간 후까지의 전력공급량으로부터 연료의 밸브의 조작량을 결정한다. 또, 상기의 실시의 형태에서는 일단 측정한 소비전력량을 기억하고, 그 기억내용을 읽어내어 소비전력량의 예측을 하지만, 아래와 같이 하더라도 좋다.

즉, 처음에 하루의 표준적인 소비전력량을 축적수단(301)에 기억해 둔다. 그리고, 사용량의 측정결과를 받아들였을 때, 축적수단(301)에 기억하고 있는 내용중의 그 시간의 소비전력량 x, 및 현시점에서 측정한 소비전력량 y에서 z = ay + x(1-a)를 구하고, 그 시간의 z를 x대신에 축적수단(301)에 기억한다(a는 0<a<1을 만족하는 소정의 계수).

소비전력량은 이 축적수단(301)의 기억내용을 사용하여 예측할 수가 있다. 이와 같이 하는 것에 의해, 시간적으로 근사한 측정데이터의 무게를 크게 하여 평균을 잡을 수 있어, 기억용량도 적어서 좋다고 하는 장점이 있다. 또한, 상기의 실시의 형태에서는 전력소비량을 측정하여 그 측정값을 사용하여 전력소비량을 예측하고 있었지만, 반드시 전력소비량을 측정할 필요는 없고, 표준적인 소비전력량을 그대로 소비전력량의 예측값으로서 사용하더라도 좋다.

또한, 상기의 실시의 형태에서는 연료전지를 제어하는 경우에 대해서 설명하였지만, 연료전지에 한정할 필요는 없고, 예를 들면 가스터빈 등의 다른 종류의 발전기를 제어하는 것이라도 좋다. 본 발명은 특히 전력공급량을 단시간에 변화할 수 없는 발전장치를 제어하는 경우에 효과적이다.

실시의 형태 6

본 발명의 실시의 형태 5는 회로를 사용하여 실현할 수가 있지만, CPU, 메모리 및 주변회로에서도 실현할 수가 있다. 이 경우에, CPU의 동작을 결정하는 프로그램의 플로우차트는 도 9에 나타내는 바와 같다. 스텝(401)은 축적수단(301)을 실현하기 위한 것이고, 스텝(402)은 예측수단(302)을 실현하기 위한 것이고, 스텝 (403)은 공급량 결정수단(303)을 실현하기 위한 것이고, 스텝(404)은 공급제어수단 (304)을 실현하기 위한 것이다. 이들의 스텝은 반드시 상기의 순으로 동작시킬 필요는 없다. 또한, 도 9에서는 1O분간 간격으로 동작하게 되어 있지만, 10분 간격 이외더라도 좋고, 각각 동작하는 간격이 다르도록 하더라도 좋다.

예를 들면, 스텝(1)으로부터 스텝(4)까지를 각각 4개의 프로세스로서 독립적으로 동작시키더라도 좋다. 즉, 프로세스(1)와 프로세스(4)는 10분 간격으로 동작시키고, 프로세스(2)와 프로세스(3)는 CPU를 사용하지 않는 시간대(야간 등)에 실행시키더라도 좋다.

또한, CPU를 동작하는 프로그램(소스프로그램, 오브젝트프로그램 또는 실행형식 등인지 아닌지를 묻지 않는다.)는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기억시켜,양도(판매)하고 또는 통신회선을 통하여 프로그램의 내용만을 배신시켜, 최종적으로 그 내용을 전력공급제어장치를 구성하는 것으로 되는 메모리에 기억시킴으로써 전력공급제어장치를 실현할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 각 노드의 수요에 따라서, 각 노드의 발전장치로부터 전력공급자에게 전력을 판매할 수 있는 노드를 선택하는 것에 의해 송전손실을 적게 하여, 효율적으로 전력의 수요와 공급을 제어 및 관리할 수 있는 전력수급관리시스템 에너지관리시스템을 제공할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 각 노드의 수요 및 공급에 대응하여, 발전장치인 연료전지에 과부족이 적은 적절한 전력량을 발전시킬 수 있는 전력수급관리시스템을 제공할 수가 있다.

Claims (14)

1. 전력공급자, 송전시스템, 발전장치를 갖고 상기 송전시스템에 접속된 복수의 그룹으로 나누어진 전력소비 노드를 포함하고,

   상기 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹에 공급되는 전력량의 총화와 상기 노드 또는 그룹에 있어서 전력부하에 의해 소비되는 전력량의 총화와의 차를 구하는 제 1 계산부, 및

   상기 차가 적어지도록 상기 전력공급자에 대하여 전력공급량을 증감하기 위한 정보를 보내는 제 1 송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 계산부가 상기 전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹에 공급되는 전력량의 총화와 상기 노드 또는 그룹에 있어서 전력부하에 의해 소비되는 전력량의 총화와의 차를 파라미터로 하여, 상기전력공급자로부터 상기 노드 또는 그룹으로의 전력의 판매가격 및 상기 노드 또는 그룹에서 상기 전력공급자에게로의 전력의 매입가격의 적어도 한쪽을 결정하고,

   상기 제 1 송신부가 상기 노드 또는 그룹에 대하여 상기 판매가격 및 매입가격의 적어도 한쪽을 송신하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전력공급자가 상기 노드 또는 그룹의전력사용료, 소비전력량 및 전력공급능력으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보를 수신하는 수신부를 갖고,

   상기 제 1 계산부가 상기 정보에 따라서 상기 노드 중 전력을 판매할 수 있는 노드마다, 상기 전력공급자가 요망하는 전력량 및 전력의 매입가격을 결정하고,

   상기 제 1 송신부가 상기 전력공급자가 요망하는 전력량 및 매입가격의 적어도 한쪽을 상기 노드에 송신하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 노드 또는 그룹이 전력사용료, 소비전력량 및 전력공급능력으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보를 다른 노드, 그룹 또는 상기 전력공급자에게 송신하는 제2 송신부와,

   상기 다른 노드, 그룹 또는 상기 전력공급자로부터 요망되는 전력량, 전력의 매입가격 및 판매가격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보를 수신하는 제 2 수신부와,

   상기 정보에 따라서 상기 노드에 있어서의 상기 발전장치의 출력을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 노드를 식별하는 노드식별자, 상기 노드식별자에서 식별되는 노드의 소비전력량 및 전력공급량을 포함하는 노드정보를 받아들이는 노드정보 격납부를 구비하고,

   상기 제 1 계산부가 상기 노드정보에 포함되는 소비전력량 및 전력공급량을파라미터로 하여 하나의 노드가 다른 노드 및/또는 상기 전력공급자에게 송전할 수 있는 전력량을 산출하고,

   상기 제 1 송신부가 상기 송전할 수 있는 전력량을 나타내는 신호를 각 노드에 송신하고,

   각 노드가 해당 송전할 수 있는 전력을 다른 노드 및/또는 상기 전력공급자에게 송전하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력공급자가 변전소를 구비하고,

   상기 제 1 계산부가 상기 변전소의 고압측과 저압측 사이의 에너지의 흐름의 방향 및 양에 관한 전력수급정보를 사용하고, 상기 전력공급자가 매입하고 싶은 전력량 및 전력의 매입가격을 계산하고,

   상기 제 1 송신부가 상기 매입하고 싶은 전력량 및 전력의 매입가격을 상기 노드 또는 그룹에 송신하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노드가 축전지와, 전력수요 및 다른 노드에 접속된 축전지의 축전량에 관한 정보를 사용하여 상기 다른 노드에 요망하는 전력량, 전력매입가격, 전력판매량 및 전력판매가격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 결정하는 제2 계산부를 구비하고,

   상기 제 2 송신부가 상기 요망전력량, 전력매입가격, 전력판매량 및 전력판매가격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 상기 전력공급자 및 다른 노드의 적어도 한쪽으로 송신하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 상기 노드 또는 그룹에서의 소비전력량을 예측하여, 예측한 소비전력량을 파라미터로 하여 상기 노드 또는 그룹이 요망하는 전력공급량을 결정하고,

   상기 제 1 송신부 또는 제 2 송신부가 상기 전력량을 공급하도록 상기 노드 또는 그룹이외의 노드 또는 그룹의 발전장치 또는 상기 전력공급자에게 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 노드의 소비전력량에 관한 정보를 축적하는 소비전력량축적수단을 구비하고, 상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 축적한 상기 소비전력량을 파라미터로 하여 각 노드 또는 그룹의 소비전력량을 예측하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 상기 발전장치의 출력과 연료소비량과의 관계로 이루어지는 데이터를 파라미터로서 사용하여, 상기 노드부터의 전력공급량을 결정하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
11. 제 8 항 또는 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 적어도 상기 노드의 소비전력량을 파라미터로 하여 상기발전장치로부터의 전력공급량을 결정하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 상기 노드에 있어서의 기동중의 발전장치의 수가 최소 또는 최대가 되도록, 각 발전장치의 전력공급량을 결정하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 계산부 또는 제 2 계산부가 스케줄정보를 사용하여 각 노드의 소비전력량을 예측을 하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.
14. 제 11 항, 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 송신부 또는 제 2 송신부가 각 노드의 축전지의 축전량에 관한 정보 또는 에너지의 이동량에 관한 정보를 사용하여, 상기 각 노드에 있는 축전지 또는 축전지에 접속된 발전장치로부터 공급하는 전력량을 증감시키기 위한 정보를, 필요한 노드에 송신하는 것을 특징으로 하는 전력수급관리시스템.