KR20130068042A

KR20130068042A - 에너지 저장 클러스터 제어 시스템 및 이를 이용한 에너지 분배 방법

Info

Publication number: KR20130068042A
Application number: KR1020110135181A
Authority: KR
Inventors: 박정배; 김민경
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-06-25
Also published as: KR101504170B1; US20130158727A1; US9413193B2

Abstract

본 발명은 에너지 저장 클러스터 제어 시스템 및 이를 이용한 에너지 분배 방법으로서, 수용가 또는 건물에 배치되어 상기 수용가 또는 건물의 부하에 전력을 공급하는 에너지 저장 장치; 기설정된 지역에 분산 배치된 상기 에너지 저장 장치를 그룹화한 클러스터; 및 상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치의 에너지 보유량에 대한 에너지 레벨을 고려하여 에너지 저장장치 간의 에너지를 분배하는 클러스터 제어 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템과 이를 이용하여 에너지 저장 클러스터에 대한 에너지를 분배하는 방법이며, 이와 같은 본 발명에 의하면 분산 배치된 복수개의 에너지 저장장치가 클러스터로 구획된 일정 지역에 대하여 클러스터 내의 에너지를 효과적으로 분배함으로써 외부 계통 전력으로부터의 에너지 공급에 의존하지 않고 클러스터가 자체적으로 에너지를 관리할 수 있게 된다.

Description

에너지 저장 클러스터 제어 시스템 및 이를 이용한 에너지 분배 방법 {Cluster Unit Control of Energy Storage System and method of energy distribution thereof}

본 발명은 에너지 저장 장치 제어 시스템 및 이를 이용한 에너지 분배 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기설정된 지역에 분산 배치된 에너지 저장 장치(ESS)를 지역별로 그룹화하여 에너지 저장 클러스터를 형성하고, 하나의 클러스터 내에서 클러스터 제어 서버가 각 에너지 저장장치에 연계된 부하의 에너지 사용량을 고려하여 에너지 공급 여유분을 보유한 에너지 저장장치의 에너지를 에너지 공급이 부족한 에너지 저장장치로 분배하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템과 이를 이용하여 각 수용가 또는 건물의 에너지 부하 또는 에너지 저장장치에 에너지를 분배하는 방법에 대한 것이다.

에너지 저장장치(ESS : Energy Storage System, 이하에서는 ESS라 칭함)는 전기에너지를 화학적 에너지로 변환시켜 저장하는 장치로서, 휴대용 전자기기나 전기 자동차의 전원으로 최근 각광을 받고 있다. 특히, 신재생에너지를 중심으로 에너지 산업이 재편되면서 필요한 시점에 전기를 사용할 수 있는 기술인 스마트 그리드와 이를 실현 가능하게 할 수 있는 분산 전원의 저장소로서의 ESS의 역할이 증대되고 있다.

특히, 최근 저탄소 녹색 성장 정책기조에 따른 신재생 에너지원의 필요성 증가에 따른 전력 품질 안정화 및 전력 운영 효율 제고의 필요성이 증대되고 있는 실정에 따라 ESS 설비는 빠르게 보급되고 있다.

도 1은 ESS가 설치된 수용가의 개략적인 구성도를 나타낸다.

수용가에 설치된 ESS(50)는 에너지를 저장하여 보유하고 에너지 사용이 높거나 전력 요금이 비싼 시간대 또는 에너지 이용 효율을 높이기 위한 사용자에 선택에 의해 저장된 에너지를 수용가로 공급한다.

ESS(50)는 개별적으로 설치되어 에너지 사용이 낮거나 전력 요금이 상대적으로 저렴한 시간대에 외부 계통 전력(10)으로부터 전력을 공급 받아 저장할 수도 있으나, 일반적으로는 신재생에너지원과 결합하여 신재생에너지 발전 설비가 생산한 전력을 저장하는데, 상기 도 1에서는 예시적으로 태양광 발전 설비(70)와 ESS(50)가 연결되어 태양광 발전 설비(70)가 생산한 전력을 ESS(50)에 저장하는 구성으로 도시되어 있다.

이와 같은 단일 세트로 구성된 ESS 설비는 ESS의 충전 용량이 커질수록 장비의 가격이 급격하게 비싸지며, 또한 ESS에 저장할 수 있는 에너지량에 한계가 있으므로 만충 상태에서 ESS를 계속적으로 운영한다는 것은 의미가 없으며, 이로 인해 외부 계통 전력에 의존하지 않고 ESS 설비만으로 에너지 사용량을 충족시키기는 어려운 것이 현실이다.

또한 ESS의 운영은 배터리 관리장치(BMS : Battery Management System)가 담당하고 수용가의 부하의 에너지 사용과 제어는 홈 에너지 관리장치(HEMS : Home Energy Management System)가 담당함으로써, 수용가의 전체 에너지 관리가 개별적으로 이원화됨으로 인해 ESS의 운영과 에너지 관리의 효율성이 떨어지게 된다.

나아가서 건물에는 건물 에너지 관리장치(BEMS : Building Energy Management System)가 설치되고, 공장에는 공장 에너지 관리장치(FEMS : Factory Energy Management System)가 설치되는 경우에도 동일한 문제가 발생된다.

이와 같이 신재생에너지원의 급속한 보급화와 스마트 그리드의 구축에 따라 ESS 설비의 운영 효율성을 높이기 위한 기술의 확보가 시급한 실정이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 신재생에너지원의 급속한 보급화와 스마트 그리드의 구축에 따라 ESS 설비의 운영 효율성을 높이기 위한 ESS 설비의 제어 시스템과 운영 방법을 제시하는 것을 주된 목적으로 한다.

특히, 단일 세트로 구성된 ESS 설비의 경우 ESS의 충전 용량이 커질수록 장비의 가격이 급격하게 비싸지고 또한 ESS에 저장할 수 있는 에너지량에 한계가 있으므로 만충 상태에서 ESS를 계속적으로 운영한다는 것은 의미가 없으며, 이로 인해 외부 계통 전력에 의존하지 않고 ESS 설비만으로 에너지 사용량을 충족시키기는 어려운 현실적인 문제를 해결하고자 한다.

나아가서 ESS의 운영과 부하 에너지 관리가 각각의 서로 다른 관리 시스템에서 이원화되어 운영됨에 따라 ESS의 운영과 에너지 관리의 효율성이 떨어지는 문제점을 해결하고자 한다.

상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명의 제1 특징적 구성은, 수용가 또는 건물에 배치되어 상기 수용가 또는 건물의 부하에 전력을 공급하는 에너지 저장 장치; 기설정된 지역에 분산 배치된 상기 에너지 저장 장치를 그룹화한 클러스터; 및 상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치의 에너지 보유량에 대한 에너지 레벨을 고려하여 에너지 저장장치 간의 에너지를 분배하는 클러스터 제어 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템이다.

바람직하게는 상기 클러스터 제어 서버는, 상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치에 대한 에너지 보유 가능량을 산출하고 이에 기초하여 충전과 방전을 제어하는 ESS 관리 장치; 상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치가 배치된 수용가 또는 건물의 부하에 대한 에너지 사용량 정보를 획득하고 분석하여 각 부하에 대한 에너지 사용을 관리하는 부하 관리 장치; 및 상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치와 연계된 부하의 에너지 사용량과 각 에너지 저장장치의 에너지 레벨을 고려하여 각 에너지 저장장치의 에너지 보유 여유분과 부족분을 판단하고 에너지 저장장치 간의 에너지를 분배하는 에너지 공급 관리 장치를 포함할 수 있다.

여기서 상기 에너지 공급 관리 장치는, 상기 ESS 관리부와 연동하여, 상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치의 에너지 보유량 정보에 기초하여 에너지 레벨을 판단하는 클러스터 에너지 보유 관리부; 상기 부하 관리 장치와 연동하여, 상기 클러스터 내의 각 수용가 또는 건물의 에너지 사용량 정보를 고려하여 해당 에너지 저장장치의 에너지 공급 여유분 및 부족분을 판단하는 클러스터 에너지 사용 관리부; 및 상기 클러스터 에너지 보유 관리부와 상기 클러스터 에너지 사용 관리부의 정보에 기초하여 에너지 저장장치들의 에너지 공급 편차를 판단하고, 이를 기초로 각 에너지 저장장치의 보유된 에너지의 분배를 관리하는 클러스터 에너지 분배 관리부를 포함할 수 있다.

그리고 상기 ESS 관리 장치는, 상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치에 대한 실시간 또는 주기적으로 SOC(State of charge) 정보를 획득하고 이를 통합하여 각 에너지 저장장치의 에너지 보유 가능량을 산출하는 SOC 관리부; 및 상기 SOC 관리부의 에너지 보유 가능량 정보에 기초하여 각 에너지 저장장치의 충전과 방전을 제어하는 충/방전 관리부를 포함할 수 있다.

또한 상기 부하 관리 장치는, 상기 에너지 저장장치가 배치된 수용가 또는 건물의 부하의 에너지 사용량 정보를 획득하고 사용 패턴을 분석하여 각 부하에 대한 실시간 에너지 사용량 정보와 예상 에너지 사용량 정보를 산출하는 에너지 사용 관리부를 포함할 수 있다.

나아가서 본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터 제어 시스템은, 지역별로 구분된 복수개의 클러스터; 및 상기 클러스터의 클러스터 제어 서버와 연동하여 상기 복수개의 클러스터의 에너지 공급 정보를 획득하고, 부하에 대한 에너지 공급 여유분을 보유한 클러스터의 에너지를 부하에 대한 에너지 공급이 부족한 클러스터로 분배하는 중앙 제어 서버를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 중앙 제어 서버는, 각 클러스터의 에너지 보유량 정보를 관리하는 중앙 에너지 보유 관리부; 상기 클러스터의 에너지 사용량 정보를 관리하는 중앙 에너지 사용 관리부; 및 상기 중앙 에너지 보유 관리부와 상기 중앙 에너지 사용 관리부의 정보에 기초하여 클러스터 간의 에너지의 분배를 관리하는 중앙 에너지 분배 관리부를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 제2 특징적 구성은, 기설정된 지역에 분산 배치된 에너지 저장장치가 그룹화된 클러스터와 상기 클러스터 내의 에너지 분배를 제어 및 관리하는 클러스터 제어 서버를 포함하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템을 이용하여, 클러스터 내의 각 에너지 저장장치의 에너지 보유량 정보에 따른 에너지 레벨을 분류하고 이를 기초로 에너지 저장장치 간의 에너지 분배를 결정하는 에너지 공급 분석 단계; 및 상기 에너지 분배의 결정에 따라 에너지저장장치 간의 에너지를 분배하는 에너지 분배 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터의 에너지 분배 방법이다.

바람직하게는 상기 에너지 공급 분석 단계는, 상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치의 에너지 보유량에 따른 에너지 레벨 정보를 획득하는 에너지 레벨 정보 획득 단계; 상기 에너지 저장장치와 연계된 부하의 에너지 사용량 정보를 획득하는 에너지 사용량 정보 획득 단계; 및 상기 에너지 레벨 정보와 에너지 사용량 정보에 기초하여 에너지 공급 여유분과 에너지 공급 부족분을 산출하는 에너지 공급 편차 획득 단계를 포함할 수 있다.

여기서 상기 에너지 레벨 정보 획득 단계는, 각 에너지 저장장치에 대한 실시간 또는 주기적으로 SOC 정보를 획득하고 이를 통합하여 각 에너지 저장장치의 에너지 보유 가능량을 산출하는 단계; 각 에너지 저장장치에 대한 상기 에너지 보유 가능량에 기초하여 에너지 저장장치의 충전 계획을 수립하는 단계; 각 에너지 저장장치의 현재 에너지 보유량과 상기 충전 계획에 따른 예상 에너지 보유량에 기초하여 에너지 보유량 정보를 획득하는 단계; 및 상기 에너지 보유량 정보에 따른 에너지레벨을 분류하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고 상기 에너지 사용량 정보 획득 단계는, 각각의 상기 에너지 저장장치와 연계된 부하의 에너지 사용 정보를 획득하고 에너지 사용 패턴을 분석하여 예상 에너지 사용량 정보를 산출하는 단계; 및 상기 부하에 대한 현재 에너지 사용량 정보와 상기 예상 에너지 사용량 정보에 기초하여 에너지 사용량 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 상기 에너지 공급 편차 획득 단계는, 상기 에너지 레벨 정보와 에너지 사용량 정보에 기초하여 에너지 공급 여유분을 보유한 여유 에너지 저장장치와 에너지 공급 부족분을 갖는 부족 에너지 저장장치를 구분하여 판단하는 단계; 상기 여유 에너지 저장장치와 연계된 부하의 에너지 사용량 정보에 기초하여 에너지 보유량에 대한 실질 여유량을 산출하는 단계; 상기 부족 에너지 저장장치의 발전량에 따른 예상 에너지 보유량 정보에 기초하여 실질 부족량을 산출하는 단계; 및 상기 부족 에너지 저장장치의 실질 부족량에 대응시켜 상기 실질 여유량을 보유한 하나이상의 여유 에너지 저장장치를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

나아가서 본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터의 에너지 분배 방법은, 복수개의 상기 클러스터와 상기 클러스터 간의 에너지 분배를 제어 및 관리하는 중앙 제어 서버를 더 포함하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템을 이용하여, 각 클러스터의 그룹화된 에너지 저장장치의 에너지 보유량 정보와 각 클러스터의 부하의 에너지 사용량 정보를 획득하여 분석하고, 클러스터별로 에너지 공급 여유분과 부족분을 판단하는 단계; 및 에너지 공급 여유분을 보유한 클러스터의 에너지를 에너지 공급이 부족한 클러스터로 분배하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 분산 배치된 복수개의 에너지 저장장치가 그룹핑되어 클러스터로 구획된 일정 지역에 대하여 클러스터 내의 에너지를 효과적으로 분배함으로써 외부 계통 전력으로부터의 에너지 공급에 의존하지 않고 클러스터가 자체적으로 에너지를 관리할 수 있게 된다.

특히 분산 배치된 에너지 저장장치의 충전과 방전을 중앙 센터에서 효과적으로 제어함으로써 만충 상태 또는 공급 여유분을 보유한 에너지 저장장치의 에너지를 효과적으로 이용할 수 있으며, 더 나아가서 에너지 저장장치 간의 에너지 교환에 따라 에너지 저장장치의 운영에 대한 효율성을 더욱 증대시킬 수 있다.

또한 단일의 에너지 저장장치에 국한되지 않고 그룹화된 복수개 에너지 저장장치의 충전 가능량과 이에 각각 연계된 부하의 예상 전력 사용량에 기초하여 각각의 에너지 저장장치에 대한 충전과 방전 계획을 수립하고, 수립된 계획에 따라 에너지를 분배함으로써 에너지의 여유분과 부족분의 편차를 최소화시켜 에너지 이용의 효율성을 더욱 높일 수 있게 된다.

한걸음 더 나아가서 분산 배치된 에너지 저장장치를 지역별로 그룹핑한 클러스터가 하나의 초대형 에너지 저장장치로서 기능을 하고, 복수개의 클러스터 간의 에너지 분배를 제공함으로써, 소규모 지역뿐만 아니라 광역 단위까지 외부 계통 전력에 의존하지 않고 자체적인 에너지 관리가 가능하게 된다.

도 1은 ESS가 설치된 수용가의 개략적인 구성도를 나타내며,
도 2는 본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터의 실시예에 대한 개략적인 구성도를 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 하나의 클러스터의 실시예에 대한 개략적인 구성도를 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 클러스터 제어 서버의 실시예에 대한 구성도를 도시하며,
도 5는 본 발명에 따른 ESS 관리 장치와 부하 관리 장치의 실시예에 대한 구성도를 나타내며,
도 6은 본 발명에 따른 에너지 공급 관리 장치의 실시예에 대한 구성도를 나타내며,
도 7은 본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터 제어 시스템을 이용한 에너지 분배 방법의 실시예에 대한 흐름도를 도시하며,
도 8은 상기 도 7의 본 발명에 따른 실시예에서 ESS에 대한 에너지 보유량 정보를 획득하는 흐름도를 나타내며,
도 9는 상기 도 7의 본 발명에 따른 실시예에서 부하 에너지 사용량 정보를 획득하는 흐름도를 나타내며,
도 10은 상기 도 7의 본 발명에 따른 실시예에서 ESS간 에너지 공급 편차를 분석하는 흐름도를 나타내며,
도 11은 본 발명에 따른 클러스터 간의 에너지 분배를 위한 시스템의 개략적인 구성도를 도시하며,
도 12는 상기 도 11의 본 발명에 따른 실시예에서 중앙 제어 서버의 실시예에 대한 구성도를 나타내며,
도 13은 본 발명에 따른 클러스터 간의 에너지 분배를 위한 시스템을 이용한 클러스터 간 에너지 분배 방법의 실시예에 대한 개략적인 흐름도를 도시한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 제 1 특징은 에너지 저장 클러스터 제어 시스템으로서, 기설정된 지역에 분산 배치된 ESS를 지역별로 그룹화하여 에너지 저장 클러스터로 형성하고, 하나의 클러스터 내에서 클러스터 제어 서버가 각 ESS의 에너지 보유량에 대한 에너지 레벨을 고려하여 ESS 간에 에너지를 분배하는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터의 실시예에 대한 개략적인 구성도를 도시한다.

본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터 제어 시스템은, 개략적으로 여러 지역의 수용가 또는 건물 등에 분산 배치되어 에너지를 저장하고 필요시에 에너지를 공급하는 ESS(50)를 일정 지역 단위로 그룹화한 클러스터와 클러스터의 각각의 ESS(50)를 관리하며 ESS(50)의 에너지 보유량과 ESS(50)에 연계된 부하의 에너지 사용량을 고려하여 클러스터 내의 ESS(50) 간에 에너지를 분배하는 클러스터 제어 서버(100)를 포함한다.

여기서, ESS(50)에 저장되는 에너지는 외부 계통 전력(10)으로부터 공급되는 에너지가 될 수도 있지만, 바람직하게는 태양광, 풍력, 조력 등의 신재생에너지 발전 장치(미도시)에서 생산된 에너지일 수 있으며, ESS 간의 에너지를 전송은 기설치된 외부 계통 전력(10)의 그리드를 이용할 수도 있고 클러스터 내에 ESS 간을 연결하기 위해 독자적으로 형성된 그리드일 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터 제어 시스템을 통해 에너지를 효과적으로 분배할 수 있는데, 도 3은 본 발명에 따른 하나의 클러스터의 실시예에 대한 개략적인 구성도를 도시한다.

상기 도 3에는, 하나의 클러스터 내에 수용가 A의 ESS(50a)부터 수용가 n의 ESS(50n)가 그룹화되어 클러스터 제어 서버(100)의 관리를 받으며, 수용가 A에서는 태양광 발전설비(70a)를 이용하여 생산된 에너지를 ESS(50a)에 저장하고 수용가 A의 부하에서 소비되는 에너지를 ESS(50a)를 통해 충당하며, 수용가 B에서는 풍력 발전설비(70b)를 이용하여 생산된 에너지를 ESS(50b)에 저장하고 수용가 B의 부하에서 소비되는 에너지를 ESS(50b)를 통해 충당하며, 별도의 신재생에너지 설비가 구비되지 않은 수용가 N에서는 ESS(50n)에 외부 계통 전력(10)으로부터의 에너지나 다른 수용가의 ESS로부터의 에너지를 저장하고 수용가 n의 부하에서 소비되는 에너지를 ESS(50n)를 통해 충당하는 실시예를 도시한다.

예시적으로 가령, 수용가 A에서 전력 수요가 급증한 경우에 클러스터 제어 서버(100)가 수용가 A에 설치된 ESS(50a)의 에너지 보유량뿐만 아니라 에너지 상황이 상대적으로 여유가 있는 수용가 B에 설치된 ESS(50b)와 수용가 N에 설치된 ESS(50n)의 에너지를 수용가 A로 분배함으로써 클러스터 내의 전체적인 에너지 수급의 최적화를 이끌어내는 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터 제어 시스템의 각 구성에 대하여 실시예를 통해 자세히 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 클러스터 제어 서버의 실시예에 대한 구성도를 도시한다.

본 발명에 다른 클러스터 제어 서버(100)는 개략적으로 ESS 관리 장치(110), 부하 관리 장치(130) 및 에너지 공급 관리 장치(150)를 포함한다.

ESS 관리 장치(110)는 클러스터 내의 각 ESS에 대한 에너지 보유 가능량을 산출하고 이에 기초하여 충전과 방전을 제어하는데, ESS 관리 장치(110)가 클러스터 내의 각각의 ESS에 대하여 직접적으로 관리 및 제어를 할 수도 있으나, 상황에 따라서는 상기 도 4에 도시된 바와 같이 클러스터 내의 각각의 ESS에 연계된 각각의 BMS와 연동하여 BMS로부터 ESS에 관한 정보를 수집하고 BMS를 통해 ESS의 충전과 방전을 제어할 수도 있다.

ESS 관리 장치(110)에 대하여 좀 더 살펴보자면 도 5의 (a)는 본 발명에 따른 ESS 관리 장치의 구성에 대한 실시예를 나타낸다.

ESS 관리 장치(110)는 클러스터 내의 각각의 ESS에 대하여 실시간 또는 주기적으로 SOC(State of Charge) 정보를 획득하고 이를 통합하여 각각의 ESS의 에너지 보유 가능량을 산출할 수 있는데, 가령 ESS에 연계된 BMS를 통해 SOC 정보를 획득하고 ESS의 용량 및 온도와 해당 지역의 날씨 및 기온 등의 정보를 종합하여 ESS의 에너지 보유 가능량을 산출할 수 있다.

충/방전 관리부(113)는 상기 에너지 보유 가능량 정보에 기초하여 각각의 ESS에 대한 충전과 방전을 제어하는데, 충/방전 관리부(113)가 직접 각각의 ESS를 제어할 수도 있지만, 바람직하게는 각각의 ESS에 연계된 BMS에 제어 정보를 전송하여 BMS를 통해 ESS를 제어할 수도 있다.

상기 도 4로 회귀하여 계속적으로 클러스터 제어 서버(100)의 구성을 살펴보면, 부하 관리 장치(130)는 각각의 ESS가 배치된 수용가 또는 건물의 부하에 대한 에너지 사용량 정보를 획득하고 분석하여 각 부하에 대한 에너지 사용을 관리하는데, 부하 관리 장치(130)가 클러스터 내의 각각의 ESS에 연계된 부하에 대하여 직접적으로 에너지 사용량을 파악하고 이에 기초하여 각 부하에 대한 제어를 실시할 수도 있으나, 상황에 따라서는 상기 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 부하에 대한 에너지 사용 정보를 획득하여 분석하고 이에 따라 부하를 제어하는 HEMS, BEMS 또는 FEMS 등과 부하 관리 장치(130)가 연동하여 각각의 부하에 대한 에너지 사용 정보를 획득하고 이를 제어할 수도 있다.

이를 위한 부하 관리 장치(130)의 구성에 대한 실시예를 도 5의 (b)를 참조하여 살펴보면, 에너지 사용 관리부(131)는 각각의 ESS에 연계된 부하의 에너지 사용 정보를 획득하고 이를 통해 에너지 사용 패턴을 분석하여 각 부하에 대한 실시간 에너지 사용량 정보와 예상 에너지 사용량 정보를 산출하고, 부하 제어부(133)는 에너지 사용 관리부(131)에서 분석한 에너지 사용량 정보를 기초로 각 부하의 에너지 사용을 제어할 수 있다.

또한 앞서 살펴본 바와 같이 에너지 사용 관리부(131)와 부하 제어부(133)는 각 부하를 관리하고 제어하는 HEMS, BEMS 또는 FEMS 등과 연동하여 이들을 통해 각 부하의 에너지 사용량 정보를 획득하고 각 부하를 제어할 수도 있다.

다시 상기 도 4를 참조하여 클러스터 제어 서버(100)의 구성을 살펴보면, 에너지 공급 관리 장치(150)는 부하 관리 장치(130)를 통해 각각의 ESS와 연계된 부하의 에너지 사용량 정보를 획득하고 ESS 관리 장치(110)를 통해 획득한 에너지 보유량 정보에 기초하여 각각의 ESS에 대한 에너지 레벨을 판단하며, 각각의 ESS에 대한 에너지 레벨과 이에 연계된 부하의 에너지 사용량 정보에 기초하여 각각의 ESS의 에너지 보유 여유분과 부족분을 판단하여 ESS 간에 여유분의 에너지를 부족분의 에너지로 분배한다.

에너지 공급 관리 장치(150)의 구성에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴보자면, 도 6은 본 발명에 따른 에너지 공급 관리 장치의 구성에 대한 실시예를 나타낸다.

에너지 공급 관리 장치(150)는 개략적으로 클러스터 에너지 보유 관리부(151), 클러스터 에너지 사용 관리부(153) 및 클러스터 에너지 분배 관리부(155)를 포함할 수 있다.

클러스터 에너지 보유 관리부(151)는 ESS 관리장치(110)와 연동하여, 클러스터 내의 각각의 ESS의 에너지 보유량 정보에 기초하여 에너지 레벨을 판단하는데, 여기서 상기 에너지 보유량 정보는 ESS의 현재 에너지 보유량뿐만 아니라 ESS 관리장치(110)에 의한 ESS의 충전 계획에 따른 예상 에너지 보유량 정보를 포함한다.

클러스터 에너지 사용 관리부(153)는 부하 관리 장치(130)와 연동하여, 클러스터 내의 수용가 또는 건물에 배치된 ESS에 연계되어 있는 부하의 에너지 사용량 정보와 상기 ESS에 대하여 클러스터 에너지 보유 관리부(151)에서 판단한 에너지 보유량 정보를 고려하여 각각의 ESS의 에너지 공급 여유분 또는 에너지 공급 부족분을 판단한다.

그리고 클러스터 에너지 분배 관리부(155)는, 클러스터 에너지 보유 관리부(151)와 클러스터 에너지 사용 관리부(153)의 정보에 기초하여 클러스터 내의 ESS들의 에너지 공급 편차를 판단하고, 이를 기초로 각 ESS의 보유된 에너지의 분배를 관리한다.

이와 같은 본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터 제어 시스템은, 클러스터 제어 서버를 중심으로 클러스터 내의 ESS 간의 에너지 공급 편차에 따라 ESS 간에 에너지를 분배함으로써, 클러스터로 구획된 일정 지역에 대하여 외부 계통 전력으로부터의 에너지 공급에 의존하지 않고 클러스터가 자체적으로 에너지를 관리할 수 있는데, 본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터 제어 시스템을 이용하여 클러스터 내의 에너지를 분배하는 방법에 대하여 개략적으로 살펴보면, 클러스터 제어 서버(100)가 클러스터 내의 각각의 ESS의 에너지 보유량 정보에 따른 에너지 레벨을 분류하고 분류된 에너지 레벨을 근거하여 에너지를 공급할 ESS와 에너지를 공급받을 ESS를 판단하여 에너지 분배를 결정하고, 결정된 에너지 분배에 따라 ESS간의 에너지를 분배하게 된다.

이하에서 본 발명에 따른 클러스터 내의 에너지를 분배하는 방법을 실시예를 통해 보다 자세히 살펴보면, 도 7은 통해 본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터 제어 시스템을 이용한 에너지 분배 방법의 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.

클러스터 내의 ESS(50) 간의 에너지 분배는 클러스터 서버(100)를 중심으로 이루어지는데, 우선 하나의 ESS와 이에 연계된 부하를 클러스터 서버(100)가 고려하는 관점에서 설명하면, ESS(50)의 SOC 정보를 ESS 관리 장치(110)가 획득(S110)하고, 이를 근거로 ESS(50)의 에너지 보유량 정보를 획득(S120)하게 된다.

ESS(50)에 대한 에너지 보유량 정보는 상기 도 4 및 도 5의 ESS 관리 장치(110)의 구성을 통해 살펴보았는데, 그 과정을 좀 더 살펴보자면, 도 8은 상기 도 7의 본 발명에 따른 실시예에서 ESS에 대한 에너지 보유량 정보를 획득하는 흐름도를 나타낸다.

ESS(50)의 SOC 정보를 획득(S121)하여 이를 기초로 ESS(50)에 대한 에너지 보유 가능량을 산출(S123)하고, ESS(50)가 보유 가능한 에너지량을 근거로 ESS의 충전 계획을 수립(S125)한다. 충전 계획에 따라 특정 시점까지의 ESS(50)가 보유할 수 있는 에너지량이 산출되므로, 현재 에너지 보유량과 예상 에너지 보유량을 모두 고려하여 ESS(50)에 대한 에너지 보유량 정보를 획득(S127)할 수 있다.

상기 도 7로 돌아와서 ESS 관리 장치(110)가 ESS(50)에 대한 에너지 보유량을 획득(S120)하고 이를 에너지 공급 관리 장치(150)에게 전송(S130)하면, 에너지 공급 관리 장치(150)는 ESS의 에너지 보유량 정보에 기초하여 ESS에 대한 에너지 레벨을 판단하여 해당 에너지 레벨에 따라 ESS를 분류(S140)한다.

그리고 부하 관리 장치(130)가 ESS(50)에 연계된 부하의 에너지 사용량 정보를 획득(S150)하여 이를 에너지 공급 관리 장치(150)로 전송(S160)하는데, ESS(50)에 연계된 부하의 에너지 사용량 정보는 상기 도 4 및 도 5의 부하 관리 장치(130)의 구성을 통해 개략적인 흐름을 파악했지만 상기 도 7의 본 발명에 따른 실시예에서 부하 에너지 사용량 정보를 획득하는 흐름도를 나타내는 도 9를 통해 그 과정을 좀 더 자세히 살펴본다.

ESS(50)에 연계된 부하의 에너지 사용 정보를 획득(S151)하고, 획득된 에너지 사용 정보들을 기초로 상기 부하의 에너지 사용 패턴을 분석(S153)하며, 분석된 결과를 통해 상기 부하의 향후 예상 에너지 사용량을 산출(S155)할 수 있다. 이와 같이 상기 부하에 대한 일정 시점까지의 예상 에너지 사용량과 현재 에너지 사용량을 모두 고려하여 상기 부하에 대한 에너지 사용량 정보를 획득(S157)하게 된다.

상기 도 7로 다시 회귀하여, ESS 관리 장치(110)로부터의 ESS(50)에 대한 에너지 보유량 정보를 통한 에너지 레벨과 부하 관리 장치(130)로부터의 부하 에너지 사용량 정보를 동시에 고려하면 ESS(50)에 대하여 부하에 에너지 공급의 여유가 있을지 아니면 에너지 공급이 부족할지를 판단(S170)할 수 있으며, 나아가서는 ESS(50)에 대한 에너지 공급 여유분 또는 부족분을 정확한 수치적으로 파악할 수 있게 된다.

그리고 클러스터 내의 모든 ESS 또는 선택된 일부분의 ESS에 대하여 상기의 과정을 반복적으로 수행하여, 각각의 ESS에 대하여 에너지 공급 여유분 또는 부족분을 파악하게 된다.

클러스터 내의 모든 ESS 또는 선택된 일부분의 ESS에 대하여 에너지 공급 여유분 또는 부족분이 파악되면, ESS의 에너지 공급 여유분 또는 부족분을 대비하여 ESS에 대한 에너지 공급 편차를 분석(S180)하는데, 도 10은 상기 도 7의 본 발명에 따른 실시예에서 ESS간 에너지 공급 편차를 분석하는 흐름도를 나타낸다.

우선 에너지 공급 여유분을 보유한 ESS를 여유 ESS로 분류하고, 에너지 공급 부족분을 갖는 ESS를 부족 ESS로 분류(S181)한 후 여유 ESS에 대해서는 이와 연계된 부하의 에너지 사용량 정보에 기초하여 에너지 보유량에 대한 실질 여유량을 산출(S182)하며, 부족 ESS에 대해서는 연계된 신재생에너지를 통한 발전량 등을 고려한 예상 에너지 보유량 정보에 기초하여 실질 부족량을 산출(S183)한다.

여기서, 상기 에너지 사용량 정보와 상기 에너지 보유량 정보에 대해서는 앞서 자세히 살펴보았으므로 반복적인 설명을 피하기 위해 자세한 설명은 생략하며, 나아가서 여유 ESS에 대해서 예상 에너지 보유량 정보도 더 고려하여 실질 여유량을 산출할 수도 있고 또한 부족 ESS에 대해서도 에너지 사용량을 더 고려하여 실질 부족량을 산출할 수도 있다.

이와 같이 여유 ESS에 대한 실질 여유량과 부족 ESS에 대한 실질 부족량이 산출되면, 부족 ESS의 실질 부족량에 대응시켜 실질 여유량을 갖는 여유 ESS를 선택(S185)하는데, 가령 부족 ESS의 실질 부족량이 어느 하나의 여유 ESS의 실질 여유량을 초과하지 않는다면 하나의 여유 ESS만 선택될 수 있지만, 부족 ESS의 실질 부족량이 다수의 여유 ESS의 실질 여유량에 대응된다면 이를 맞추기 위해 다수의 여유 ESS가 조합되어 선택되어야 한다.

부족 ESS의 실질 부족량에 대한 여유 ESS가 선택되면 여유 ESS로부터 부족 ESS로 에너지를 전송하기 위한 에너지 분배 계획을 수립(S186)하게 되는데, 가령 부족 ESS에 에너지를 공급한 여유 ESS가 인접해 있다면 바로 에너지의 전송이 가능하지만, 부족 ESS에 에너지를 공급한 여유 ESS가 원거리에 위치한다면 바로 에너지의 공급시에 에너지 손실이 크며 에너지 전송 효율이 떨어지게 된다. 따라서 서로 원거리에 위치된 여유 ESS와 부족 ESS 간의 에너지 전송은 여유 ESS와 부족 ESS 사이에 위치된 제3의 ESS를 통해 이루어질 수 있는데, 즉 여유 ESS로부터 전송될 에너지량을 먼저 제3의 ESS가 부족 ESS로 전송하고 이후에 여유 ESS로부터 전송한 에너지량만큼을 제3의 ESS가 전송 받을 수 있다.

다시 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 에너지 분배 방법을 계속 살펴보면, 여유 ESS와 부족 ESS 간의 에너지 분배 계획이 수립(S186)되면, 수립된 계획에 따라 에너지 공급 관리 장치(150)는 여유 ESS로부터 부족 ESS로 에너지를 분배(S190)하게 된다.

이와 같은 본 발명에 의하면 분산 배치된 ESS의 충전과 방전을 클러스터 제어 서버에서 효과적으로 제어함으로써 만충 상태 또는 공급 여유분을 보유한 ESS의 에너지를 효과적으로 이용할 수 있으며, 더 나아가서 ESS 간의 에너지 교환에 따라 ESS의 운영에 대한 효율성을 더욱 증대시킬 수 있다.

또한 단일의 ESS에 국한되지 않고 그룹화된 복수개 ESS의 충전 가능량과 이에 각각 연계된 부하의 예상 전력 사용량에 기초하여 각각의 ESS에 대한 충전과 방전 계획을 수립하고, 수립된 계획에 따라 에너지를 분배함으로써 에너지의 여유분과 부족분의 편차를 최소화시켜 클러스터 내 에너지 이용의 효율성을 더욱 높일 수 있게 된다

한 걸음 더 나아가서 본 발명에서는 클러스터 간에도 에너지를 분배하기 위한 시스템과 방법을 제시하는데, 기본적인 구성 및 흐름은 클러스터 내의 ESS 간의 에너지 분배와 유사하므로 중복되는 설명은 생략하고 이하에서 간략하게 살펴보기로 한다.

도 11은 본 발명에 따른 클러스터 간의 에너지 분배를 위한 시스템의 개략적인 구성도를 도시한다.

상기 도 11의 실시예에 도시된 바와 같이 일정 지역별로 구획된 다수의 클러스터 내에서 각각의 클러스터 제어 서버(100a, 100b,...100n)가 해당 클러스터 내의 각각의 ESS를 관리하는데, 이와 같은 구성을 통해 본 발명에서는 하나의 클러스터를 하나의 대형 ESS로 간주하게 된다.

즉, 클러스터 A, 클러스터 B 및 클러스터 N가 각각 그 지역에 배치된 ESS를 통합하여 각각의 대형 에너지 저장 클러스터가 되며, 각각의 클러스터의 정보는 각각의 클러스터 제어 서버(100a, 100b,...100n)를 통해 중앙 제어 서버(500)가 획득하고 획득된 정보를 통해 중앙 제어 서버(500)가 각각의 클러스터 제어 서버(100a, 100b,...100n)를 제어함으로써 클러스터 간에 에너지 분배가 이루어질 수 있다.

도 12는 상기 도 11의 본 발명에 따른 실시예에서 중앙 제어 서버의 실시예에 대한 구성도를 나타낸다.

중앙 제어 서버(500)는 개략적으로 중앙 에너지 보유 관리부(510), 중앙 에너지 사용 관리부(530) 및 중앙 에너지 분배 관리부(550)를 포함하며, 중앙 에너지 보유 관리부(510)는 각 클러스터의 에너지 보유량 정보를 관리하는데, 여기서 에너지 보유량 정보는 앞서 살펴본 바와 같이 클러스터가 현재 보유한 에너지량뿐만 아니라 향후 일정 시점까지 충전하여 보유할 수 있는 예상 에너지량까지를 포함할 수 있다.

중앙 에너지 사용 관리부(530)는 각 클러스터의 에너지 사용량 정보를 관리하는데, 이 또한 앞서 살펴본 바와 같이 상기 에너지 사용량 정보는 클러스터 내의 모든 부하의 현재 에너지 사용량뿐만 아니라 각 부하들의 에너지 사용 패턴 분석에 따른 예상 에너지 사용량까지를 포함할 수 있다.

중앙 에너지 분배 관리부(550)는 중앙 에너지 보유 관리부(510)와 중앙 에너지 사용 관리부(530)의 정보에 기초하여 클러스터 간의 에너지 분배를 관리하는데, 클러스터 간에도 상기에서 살펴본 에너지 공급 편차를 적용하여 에너지를 분배할 수도 있다.

이와 같은 발명에 따른 클러스터 간의 에너지 분배를 위한 시스템을 이용하여 클러스터 간의 에너지 분배 방법을 살펴보자면, 도 13은 본 발명에 따른 클러스터 간의 에너지 분배를 위한 시스템을 이용한 클러스터 간 에너지 분배 방법의 실시예에 대한 개략적인 흐름도를 도시한다.

각각의 클러스터 제어 서버(100)를 통해 클러스터 내의 그룹화된 ESS의 통합 에너지 보유량 정보와 부하들의 통합 에너지 사용량 정보를 중앙 제어 서버(500)가 획득(S210)하고, 이를 기초로 중앙 제어 서버(500)가 각각의 클러스터에 대하여 에너지 공급 여유분과 부족분을 판단한다.

그리고 각각의 클러스터에 대한 에너지 공급 여유분과 부족분을 고려하여 클러스터 간의 에너지 공급 편차를 분석(S220)하여 에너지 공급이 부족한 클러스터로 에너지를 분배하기 위한 에너지 공급 여유분을 보유한 클러스터를 선택하고 선택된 클러스터 간의 에너지 분배(S230)를 실시하여 광역 단위의 에너지 분배를 이룰 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 에너지 저장 클러스터 간의 에너지 분배 시스템과 에너지 분배 방법을 통해 분산 배치된 ESS를 지역별로 그룹핑한 클러스터가 하나의 초대형 ESS로서 기능을 하고, 복수개의 클러스터 간의 에너지 분배를 제공함으로써, 소규모 지역뿐만 아니라 광역 단위까지 외부 계통 전력에 의존하지 않고 자체적인 에너지 관리가 가능하게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 외부 계통 전력/그리드, 50, 50a, 50b,...50n : ESS,
70, 70a, 70b,...70n : 신재생에너지 발전 설비,
100, 100a, 100b,...100n : 클러스터 제어 서버,
110 : ESS 관리 장치, 111 : SOC 관리부,
113 : 충/방전 관리부,
130 : 부하 관리 장치, 131 : 에너지 사용 관리부,
133 : 부하 제어부,
150 : 에너지 공급 관리 장치, 151 : 클러스터 에너지 보유 관리부,
153 : 클러스터 에너지 사용 관리부, 155 : 클러스터 에너지 분배 관리부,
500 : 중앙 제어 서버,
510 : 중앙 에너지 보유 관리부, 530 : 중앙 에너지 사용 관리부,
550 : 중앙 에너지 분배 관리부.

Claims

수용가 또는 건물에 배치되어 상기 수용가 또는 건물의 부하에 전력을 공급하는 에너지 저장 장치;
기설정된 지역에 분산 배치된 상기 에너지 저장 장치를 그룹화한 클러스터; 및
상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치의 에너지 보유량에 대한 에너지 레벨을 고려하여 에너지 저장장치 간의 에너지를 분배하는 클러스터 제어 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 클러스터 제어 서버는,
상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치에 대한 에너지 보유 가능량을 산출하고 이에 기초하여 충전과 방전을 제어하는 ESS 관리 장치;
상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치가 배치된 수용가 또는 건물의 부하에 대한 에너지 사용량 정보를 획득하고 분석하여 각 부하에 대한 에너지 사용을 관리하는 부하 관리 장치; 및
상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치와 연계된 부하의 에너지 사용량과 각 에너지 저장장치의 에너지 레벨을 고려하여 각 에너지 저장장치의 에너지 보유 여유분과 부족분을 판단하고 에너지 저장장치 간의 에너지를 분배하는 에너지 공급 관리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템.
제 2 항에 있어서
상기 에너지 공급 관리 장치는,
상기 ESS 관리부와 연동하여, 상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치의 에너지 보유량 정보에 기초하여 에너지 레벨을 판단하는 클러스터 에너지 보유 관리부;
상기 부하 관리 장치와 연동하여, 상기 클러스터 내의 각 수용가 또는 건물의 에너지 사용량 정보를 고려하여 해당 에너지 저장장치의 에너지 공급 여유분 및 부족분을 판단하는 클러스터 에너지 사용 관리부; 및
상기 클러스터 에너지 보유 관리부와 상기 클러스터 에너지 사용 관리부의 정보에 기초하여 에너지 저장장치들의 에너지 공급 편차를 판단하고, 이를 기초로 각 에너지 저장장치의 보유된 에너지의 분배를 관리하는 클러스터 에너지 분배 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템.
제 2 항에 있어서
상기 ESS 관리 장치는,
상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치에 대한 실시간 또는 주기적으로 SOC(State of charge) 정보를 획득하고 이를 통합하여 각 에너지 저장장치의 에너지 보유 가능량을 산출하는 SOC 관리부; 및
상기 SOC 관리부의 에너지 보유 가능량 정보에 기초하여 각 에너지 저장장치의 충전과 방전을 제어하는 충/방전 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 부하 관리 장치는,
상기 에너지 저장장치가 배치된 수용가 또는 건물의 부하의 에너지 사용량 정보를 획득하고 사용 패턴을 분석하여 각 부하에 대한 실시간 에너지 사용량 정보와 예상 에너지 사용량 정보를 산출하는 에너지 사용 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템.
제 1 항 내지 제 5 중 어느 한 항에 있어서,
지역별로 구분된 복수개의 클러스터; 및
상기 클러스터의 클러스터 제어 서버와 연동하여 상기 복수개의 클러스터의 에너지 공급 정보를 획득하고, 부하에 대한 에너지 공급 여유분을 보유한 클러스터의 에너지를 부하에 대한 에너지 공급이 부족한 클러스터로 분배하는 중앙 제어 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클러스터를 형성한 에너지 저장 클러스터 제어 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 중앙 제어 서버는,
각 클러스터의 에너지 보유량 정보를 관리하는 중앙 에너지 보유 관리부;
상기 클러스터의 에너지 사용량 정보를 관리하는 중앙 에너지 사용 관리부; 및
상기 중앙 에너지 보유 관리부와 상기 중앙 에너지 사용 관리부의 정보에 기초하여 클러스터 간의 에너지의 분배를 관리하는 중앙 에너지 분배 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러스터를 형성한 에너지 저장 클러스터 제어 시스템.
기설정된 지역에 분산 배치된 에너지 저장장치가 그룹화된 클러스터와 상기 클러스터 내의 에너지 분배를 제어 및 관리하는 클러스터 제어 서버를 포함하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템을 이용하여,
클러스터 내의 각 에너지 저장장치의 에너지 보유량 정보에 따른 에너지 레벨을 분류하고 이를 기초로 에너지 저장장치 간의 에너지 분배를 결정하는 에너지 공급 분석 단계; 및
상기 에너지 분배의 결정에 따라 에너지 저장장치 간의 에너지를 분배하는 에너지 분배 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터의 에너지 분배 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 에너지 공급 분석 단계는,
상기 클러스터 내의 각 에너지 저장장치의 에너지 보유량에 따른 에너지 레벨 정보를 획득하는 에너지 레벨 정보 획득 단계;
상기 에너지 저장장치와 연계된 부하의 에너지 사용량 정보를 획득하는 에너지 사용량 정보 획득 단계; 및
상기 에너지 레벨 정보와 에너지 사용량 정보에 기초하여 에너지 공급 여유분과 에너지 공급 부족분을 산출하는 에너지 공급 편차 획득 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터의 에너지 분배 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 에너지 레벨 정보 획득 단계는,
각 에너지 저장장치에 대한 실시간 또는 주기적으로 SOC 정보를 획득하고 이를 통합하여 각 에너지 저장장치의 에너지 보유 가능량을 산출하는 단계;
각 에너지 저장장치에 대한 상기 에너지 보유 가능량에 기초하여 에너지 저장장치의 충전 계획을 수립하는 단계;
각 에너지 저장장치의 현재 에너지 보유량과 상기 충전 계획에 따른 예상 에너지 보유량에 기초하여 에너지 보유량 정보를 획득하는 단계; 및
상기 에너지 보유량 정보에 따른 에너지레벨을 분류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터의 에너지 분배 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 에너지 사용량 정보 획득 단계는,
각각의 상기 에너지 저장장치와 연계된 부하의 에너지 사용량 정보를 획득하고 에너지 사용 패턴을 분석하여 예상 에너지 사용량 정보를 산출하는 단계; 및
상기 부하에 대한 현재 에너지 사용량 정보와 상기 예상 에너지 사용량 정보에 기초하여 에너지 사용량 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터의 에너지 분배 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 에너지 공급 편차 획득 단계는,
상기 에너지 레벨 정보와 에너지 사용량 정보에 기초하여 에너지 공급 여유분을 보유한 여유 에너지 저장장치와 에너지 공급 부족분을 갖는 부족 에너지 저장장치를 구분하여 판단하는 단계;
상기 여유 에너지 저장장치와 연계된 부하의 에너지 사용량 정보에 기초하여 에너지 보유량에 대한 실질 여유량을 산출하는 단계;
상기 부족 에너지 저장장치의 발전량에 따른 예상 에너지 보유량 정보에 기초하여 실질 부족량을 산출하는 단계; 및
상기 부족 에너지 저장장치의 실질 부족량에 대응시켜 상기 실질 여유량을 보유한 하나이상의 여유 에너지 저장장치를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터의 에너지 분배 방법.
제 8 항에 있어서,
복수개의 상기 클러스터와 상기 클러스터 간의 에너지 분배를 제어 및 관리하는 중앙 제어 서버를 더 포함하는 에너지 저장 클러스터 제어 시스템을 이용하여,
각 클러스터의 그룹화된 에너지 저장장치의 에너지 보유량 정보와 각 클러스터의 부하의 에너지 사용량 정보를 획득하여 분석하고, 클러스터별로 에너지 공급 여유분과 부족분을 판단하는 단계; 및
에너지 공급 여유분을 보유한 클러스터의 에너지를 에너지 공급이 부족한 클러스터로 분배하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 클러스터의 에너지 분배 방법.