KR20140005518A

KR20140005518A - 배터리 시스템 및 이를 이용한 전력 거래 방법

Info

Publication number: KR20140005518A
Application number: KR1020120072987A
Authority: KR
Inventors: 백승문; 김현진
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2014-01-15

Abstract

배터리 시스템 및 이를 이용한 전력 거래 방법이 개시된다. 충전 및 방전이 가능한 배터리와 연결된 배터리 시스템은 전력망(power grid)에 대한 전력 예보 정보를 수집하는 모니터링부, 상기 전력 예보 정보를 바탕으로 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간을 계산하는 연산부 및 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 전력 구매 시간 또는 상기 전력 판매 시간에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망 사이를 전기적으로 연결하여, 상기 전력 구매 시간에 상기 전력망으로부터 전력을 공급받아 상기 배터리에 저장되도록 하거나 상기 전력 판매 시간에 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 전력망으로 방출되도록 한다.

Description

배터리 시스템 및 이를 이용한 전력 거래 방법{BATTERY SYSTEM AND POWER EXCHANGE METHOD USING THE SAME}

본 발명은 배터리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 시스템 및 이를 이용한 전력 거래 방법에 관한 것이다.

지금까지 전기 에너지는 최대 수요에 맞추어 공급되며, 전기의 가격도 고정적으로 유지된다.

그러나 최근 한정된 에너지 자원을 더욱 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 방안으로 에너지 가격을 시간대나 계절별로 구분하여 차등화하는 방안이 강구되고 있다.

또한, 전기 에너지의 효율적인 이용을 도모하기 위한 기술로서 스마트 그리드(Smart Grid)나 스마트 미터(Smart Meter)가 관심의 대상이 되고 있다.

스마트 그리드는 기존의 전력망에 정보기술(IT)을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환할 수 있도록 함으로써 에너지 효율을 최적화하고 새로운 부가가치를 창출할 수 있는 차세대 지능형 전력망이다. 예를 들어, 태양전지, 풍력, 열병합, PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 등 각종 신재생 에너지원과 종래 에너지원(예를 들어, 수력, 원자력, 화력 등)이 함께 연계 운용되는 전력망일 수 있다.

한편, 전기 에너지의 충전 및 방전이 가능한 대용량 배터리가 보급됨에 따라, 스마트 그리드 사회에서는 전기 에너지를 저렴하게 구매하여 배터리에 충전하거나 배터리에 충전된 전기 에너지를 보다 비싼 가격에 판매하는 것이 관심의 대상이 된다.

또한 스마트 그리드 사회에서는 수요와 공급의 차이로 인해 전기의 가격이 시간에 따라 변동하므로, 종래 전력회사에서 일방적으로 사용자들에게 전기 에너지를 공급하는 방식에서 벗어나 누구나 사고 팔 수 있는 상품으로서의 성질을 가질 수 있게 된다.

따라서, 전기 에너지를 배터리에 저장할 수 있기 때문에, 전기의 가격이 변동하는 스마트 그리드 사회에서는 사용자들이 전기 에너지를 보다 능동적으로 취급하고 사용할 수 있도록 해주는 전기 에너지의 거래 방법 및 장치의 개발이 필요하다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0032206호

본 발명은 전력망을 이용한 전력 거래 방법 및 이를 이용한 배터리 시스템을 제공한다.

본 발명은 전력망과 연결되어 전력 거래가 가능한 배터리를 제공한다.

본 발명의 일 실시형태는 충전 및 방전이 가능한 배터리와 연결된 배터리 시스템에 관한 것으로, 전력망(power grid)에 대한 전력 예보 정보를 수집하는 모니터링부, 상기 전력 예보 정보를 바탕으로 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간을 계산하는 연산부 및 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 전력 구매 시간 및 상기 전력 판매 시간에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망 사이를 전기적으로 연결하여, 상기 전력 구매 시간에 상기 전력망으로부터 전력을 공급받아 상기 배터리에 저장되도록 하거나 상기 전력 판매 시간에 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 전력망으로 방출되도록 한다.

상기 전력 예보 정보는 전력 예비율 정보, 전력 수요 예측 정보 및 전력 생산량 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 연산부는 상기 전력 예보 정보를 바탕으로 상기 전력망의 전력 가격이 최저가 되는 시간 또는 상기 전력망의 전력 가격이 기설정된 임계값 이하가 되는 시간을 상기 전력 구매 시간으로 결정할 수 있다.

상기 연산부는 상기 전력 예보 정보를 바탕으로 상기 전력망의 전력 가격이 최고가 되는 시간 또는 상기 전력망의 전력 가격이 기설정된 임계값 이상이 되는 시간을 상기 전력 판매 시간으로 결정할 수 있다.

상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하기 위한 스위치부, 상기 배터리의 전력량을 측정하는 전력량 측정부 및 상기 전력망의 전력 품질을 모니터링하는 PQ(Power Quality) 측정부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 전력 구매 시간 또는 상기 전력 판매 시간에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망을 전기적으로 연결되도록 상기 스위치부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는 상기 배터리의 전력량 또는 상기 전력망의 전력 품질에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어할 수 있다.

상기 전력 예보 정보를 수집하기 위해 상기 전력망과 통신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.

상기 전력 예보 정보, 상기 전력 구매 시간, 상기 전력 판매 시간, 상기 배터리의 상태 정보 및 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전력 거래에 따른 차익 정보 중 적어도 하나를 출력하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태는 충전 및 방전이 가능한 배터리를 위한 전력 거래 방법에 관한 것으로, 전력망(power grid)에 대한 전력 예보 정보를 수집하는 단계, 상기 전력 예보 정보를 바탕으로 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간을 계산하는 단계, 상기 전력 구매 시간에 기초하여 상기 전력망으로부터 전력을 공급받아 상기 배터리에 저장하는 단계 및 상기 전력 판매 시간에 기초하여 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 전력망으로 방출하는 단계를 포함한다.

상기 전력 구매 시간은 상기 전력 예보 정보를 바탕으로 상기 전력망의 전력 가격이 최저가 되는 시간 또는 상기 전력망의 전력 가격이 기설정된 임계값 이하가 되는 시간으로 결정될 수 있다.

상기 전력 판매 시간은 상기 전력 예보 정보를 바탕으로 상기 전력망의 전력 가격이 최고가 되는 시간 또는 상기 전력망의 전력 가격이 기설정된 임계값 이상이 되는 시간으로 결정될 수 있다.

상기 전력 구매 시간 또는 상기 전력 판매 시간에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망을 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리의 전력량을 측정하는 단계, 상기 전력망의 전력 품질을 모니터링하는 단계 및 상기 배터리의 전력량 또는 상기 전력망의 전력 품질에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 전력 예보 정보, 상기 전력 구매 시간, 상기 전력 판매 시간, 상기 배터리의 상태 정보 및 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전력 거래에 따른 차익 정보 중 적어도 하나를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 충전 및 방전이 가능한 배터리에 관한 것으로, 전력망(power grid)에 대한 전력 예보 정보를 수집하는 모니터링부, 상기 전력 예보 정보를 바탕으로 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간을 계산하는 연산부 및 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 전력 구매 시간 및 상기 전력 판매 시간에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망 사이를 전기적으로 연결하여, 상기 전력 구매 시간에 상기 전력망으로부터 전력을 공급받아 상기 배터리에 저장되도록 하거나 상기 전력 판매 시간에 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 전력망으로 방출되도록 한다.

전력망을 이용하여 전기 요금 변동에 따라 전력을 구매하고 판매할 수 있다. 나아가 전력 구매 및 판매에 따른 거래 차익을 얻을 수 있다.

전력망의 전력 예보 정보를 통해 별도의 발전 설비를 구비하지 않고 전력망의 유휴 전력을 저장할 수 있고, 이와 더불어 전력 피크(peak) 시간대에 별도의 발전 없이 전력망에 전력을 공급하여 전력망을 안정화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 전력망(power grid)의 일예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 및 방전이 가능한 배터리를 위한 전력 거래 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 또한 본 발명은 이하에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 여러 가지 상이한 형태로 적용될 수 있다.

본 명세서에서 설명하는 구성요소는 필요에 따라 이하에서 설명할 구성요소 이외의 것을 포함할 수 있으며, 본 발명에 직접적인 연관이 없는 부분 또는 중복되는 내용에 대해서는 자세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서에서 설명하는 각 구성요소의 배치는 필요에 따라서 조정이 가능하며, 하나의 구성요소가 다른 구성요소에 포함될 수도 있고 하나의 구성요소가 둘 이상의 구성요소로 세분화 될 수도 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 전력망(power grid)의 일예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 전력 생산자(10, power producer), 신재생 에너지 생산 수단(20), 개별 소비자(30, private consumer) 및 전력 거래소(40)가 전력망(50)에 연결될 수 있다. 이는 일예로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이외 다양한 전력 시설 및 참자가들이 전력망(50)에 연결될 수 있다.

전력 생산자(10)는 전력을 생산하고 생산된 전력을 공급한다. 예를 들어, 화력 발전소, 원자력 발전소, 수력 발전소 등과 같은 전력 발전소를 포함할 수 있다. 전력 생산자(10)는 전력망(50)에 연결된 다른 참가자들(예를 들어, 신재생 에너지 생산 수단, 개별 소비자, 전력 거래소 등)에 의해 생성된 전력을 공급받아 저장하고, 이를 다시 전력망(50)으로 제공할 수 있다.

신재생 에너지 생산 수단(20)은 전력을 생산하고, 이와 동시에 상기 생산된 전력을 소비하는 것이 가능하다. 예를 들어, 태양광 발전 시설, 풍력 발전 시설 등을 포함할 수 있다. 신재생 에너지 생산 수단(20)은 전력망(50)에 연결된 다른 참자가들(예를 들어, 전력 생산자, 개별 소비자, 전력 거래소 등)에 의해 생성된 전력을 공급받아 저장하고, 이를 다시 전력망(50)으로 제공할 수 있다.

개별 소비자(30)는 전력을 소비하는 소비자이며, 동시에 신재생 에너지 생산 수단(20)이나 2차 전지와 같은 전력 저장 수단을 구비하여 전력을 생산하고 소비할 수 있다. 예를 들어, 일반 주택, 빌딩, 전기 자동차 등을 포함할 수 있다. 개별 소비자(30)는 전력망(50)에 연결된 다른 참자가들(예를 들어, 전력 생산자, 신재생 에너지 생산 수단, 전력 거래소 등)에 의해 생성된 전력을 공급받아 저장하고, 이를 다시 전력망(50)으로 제공할 수 있다.

전력 거래소(40)는 전력망(50)을 통해 전력 거래를 중계하는 역할을 수행한다. 전력 거래는 매순간마다 변화하는 전력 수요에 대응하여 전력 생산자가 생산한 전기를 시간대별로 사고파는 것을 말한다. 예를 들어, 전력을 구매하려는 회사들은 다음날 필요한 전력량과 희망 요금을 제출하고, 전력을 팔고 싶은 발전소들은 팔고 싶은 전력량과 희망 요금을 제출하면, 전력 거래소(40)에서 매 시간 단위로 수요와 공급이 일치하는 수준에서 전력 요금을 결정하여 전력 거래를 중계한다. 단, 전력 거래소(40)는 개념적 설명을 위해 도시한 것으로, 전력을 생산하는 생산자 또는 전력을 소비하는 소비자가 될 수도 있다.

상술한 전력 생산자(10), 신재생 에너지 생산 수단(20), 개별 소비자(30) 각각이 전력 거래소(40)의 역할을 수행할 수 있으며, 이들 상호간에 전력 거래가 이루어지는 것이 가능하다.

전력망(50)은 기존의 전력망에 정보통신기술(IT)을 접목해 에너지 네트워크와 통신 네트워크가 합쳐진 지능형 전력망의 일예이다. 예컨대 전력 생산자(10), 개별 소비자(30)와 같이 전력망(50)에 연결된 참가자들이 실시간으로 전력 사용 관련 정보를 주고받아 전력 거래를 수행함으로써 에너지 사용을 최적화 할 수 있는 지능형 전력망이다.

전력망(50)은 다양한 방식에 의해 구현 가능한 바, 예를 들어 현재 널리 활용되는 유무선 인터넷망을 통해서 구현 가능하고, 또는 별도의 새로운 전력망을 규격화하여 구현하는 것도 가능하다.

이하에서는 도 1에서 도시한 전력망을 이용하여 전력 거래가 가능한 장치 및 방법에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 이는 도 1에서 도시된 전력 생산자(10), 신재생 에너지 생산 수단(20), 개별 소비자(30), 전력 거래소(40) 등과 같은 전력 생산자 및 소비자측에 구비되어 전력망(50)을 통해서 전력을 구매하거나 판매 가능하도록 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 시스템(200)은 배터리(100) 및 전력망(50)과 연결된다. 배터리 시스템(200)은 전력망(50)을 통해서 전력을 공급받아 배터리(100)에 저장되도록 하고, 또는 배터리(100)에 저장된 전력을 전력망(50)으로 제공되도록 한다.

배터리(100)는 충전 및 방전이 가능한 전기적 축전 소스이다. 예를 들어, 복수의 이차 전지 셀을 포함하는 전지 팩으로 형성될 수 있고, 또한 이러한 전지 팩이 복수개 구비되어 대용량의 배터리를 형성할 수도 있다.

배터리(100)는 소형 배터리뿐만 아니라, 하이브리드 전기 자동차에 사용되는 연료전지, 일반 주택, 빌딩, 공공시설, 전력 발전소와 같이 대규모 전력저장 시스템이 필요한 곳에서 사용되는 대형 배터리일 수 있다.

전력망(50)은 도 1에서 상술한 것처럼, 기존의 전력망에 정보통신기술(IT)를 접목해 에너지 네트워크와 통신 네트워크가 합쳐진 지능형 전력망일 수 있다. 예를 들어 현재 널리 활용되는 유무선 인터넷망을 통해서 구현 가능하고, 또는 별도의 새로운 전력망을 규격화하여 구현하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 배터리 시스템(200)은 통신부(210), 모니터링부(220), 연산부(230), 제어부(240), 스위치부(250), 전력량 측정부(260), PQ(Power Quality) 측정부(270) 및 디스플레이부(280)를 포함한다.

통신부(210)는 전력망(50)에 접속하여 전력망(50)과 통신한다. 통신부(210)는 전력망(50)의 구현 방법에 따라 다양한 통신 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 전력선 통신, WPAN(Wireless Personal Area Network) 또는 LAN(Local Area Network)와 같은 통신 방법을 이용할 수 있다.

모니터링부(220)는 통신부(210)에 의해 전력망(50)과 연결되어 전력망(50)에 대한 전력 예보 정보를 수집한다. 전력 예보 정보는 전력망(50)에 대한 전력 예비율 정보, 전력 수요 예측 정보 및 전력 생산량 정보 중 적어도 하나를 포함한다.

예를 들어, 도 1에 도시된 것처럼, 전력 생산자(10), 신재생 에너지 생산 수단(20), 개별 소비자(30), 전력 거래소(40) 등과 같이 전력망(50)에 연결된 전력 생산자 및 소비자의 전력 수급 현황, 전력 예비율 정보 등을 수집할 수 있다.

모니터링부(220)는 배터리(100)에 대한 상태 정보(예를 들어, 배터리의 잔존용량(SOC; State of Charge), 배터리의 수명(SOH; State of Health) 등) 또는 배터리 시스템(200)에 대한 상태 정보를 수집할 수 있다.

연산부(230)는 모니터링부(220)에 의해 수집된 전력 예보 정보를 바탕으로 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간을 계산한다.

전력 구매 시간은 모니터링부(220)에 의해 수집된 전력 예보 정보를 바탕으로 전력망(50)의 전력 가격이 최저가 되는 시간 또는 전력망(50)의 전력 가격이 기설정된 임계값 이하가 되는 시간으로 결정된다. 전력 판매 시간은 모니터링부(220)에 의해 수집된 전력 예보 정보를 바탕으로 전력망(50)의 전력 가격이 최고가 되는 시간 또는 전력망(50)의 전력 가격이 기설정된 임계값 이상이 되는 시간으로 결정된다.

제어부(240)는 연산부(230)에 의해 계산된 전력 구매 시간 및 전력 판매 시간에 따라 배터리(100)와 전력망(50) 사이의 전기적 연결을 제어한다.

보다 구체적으로, 제어부(240)는 전력 구매 시간에 근거하여 배터리(100)와 전력망(50) 사이를 전기적으로 연결하여, 전력망(50)으로부터 전력을 공급받아 배터리(100)에 저장되도록 한다. 그리고, 제어부(240)는 전력 판매 시간에 근거하여 배터리(100)와 전력망(50) 사이를 전기적으로 연결하여, 배터리(100)에 저장된 전력을 전력망(50)으로 방출되도록 한다.

스위치부(250)는 배터리(100)와 전력망(50) 사이의 전기적 연결을 제어하기 위한 구성요소로, 제어부(240)의 제어 명령에 따라 배터리(100)와 전력망(50)을 연결시키거나 해제시킨다.

예를 들어, 제어부(24))가 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간에 근거하여 배터리(100)와 전력망(50)을 전기적으로 연결되도록 스위치부(25)를 제어하면, 전력망(50)으로부터 공급된 전력이 배터리(100)에 충전되거나 배터리(100)에 저장된 전력이 전력망(50)으로 방출된다. 반면, 제어부(24))가 배터리(100)와 전력망(50) 사이의 전기적 연결을 해제시키도록 스위치부(25)를 제어하면, 배터리(100)의 전력 충전 또는 배터리(100)의 전력 방전이 중단된다.

전력량 측정부(260)는 배터리(100)의 전력량을 측정한다. 예를 들어, 배터리(100)의 현재 잔존 용량, 전력 구매 시간에 배터리(100)로 공급되어 저장되는 전력량, 전력 판매 시간에 배터리(100)에서 방출되는 전력량 등을 측정한다.

예를 들어, 전력량 측정부(260)에 의해 측정된 배터리(100)의 전력량에 근거하여, 제어부(240)는 배터리(100)의 최대 허용 용량 또는 최저 허용 용량을 벗어난다고 판단하면 배터리(100)와 전력망(50) 사이의 전기적 연결을 해제시키도록 스위치부(25)를 제어할 수 있다.

PQ 측정부(270)는 전력망(50)의 전력 품질을 모니터링 한다. 예를 들어, 전압, 전류, 주파수, 파형 등과 같이 전력 품질을 측정하기 위한 요소들이 규정된 값 또는 신뢰도를 만족하는지를 모니터링하여 전력 품질의 정상 유무를 판단할 수 있다.

따라서, PQ 측정부(270)에 의해 측정된 전력망(50)의 전력 품질에 근거하여, 제어부(240)는 전력 품질이 정상이 아니라고 판단하면 배터리(100)와 전력망(50) 사이의 전기적 연결을 해제시키도록 스위치부(25)를 제어하여 배터리 시스템(200) 및 배터리(100)를 보호할 수 있다.

디스플레이부(280)는 전력망(50)에 대한 전력 예보 정보, 전력 판매 시간, 전력 구매 시간, 배터리(100)의 상태 정보, 배터리(100)와 전력망(50) 사이의 전력 거래에 따른 차익 정보 중 적어도 하나를 출력한다. 예를 들어, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다.

상술한 배터리 시스템(200)은 도 2에서 도시된 것처럼 배터리(100)와는 독립적인 장치로 구현될 수 있으며, 또는 배터리(100)에 포함된 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 상술한 배터리 시스템(200)이 포함된 배터리(100)는 전력망(50)과 연결되어 전력망(50)으로부터 전력을 구매하거나 전력망(50)으로 전력을 판매할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 및 방전이 가능한 배터리를 위한 전력 거래 방법을 나타낸 흐름도이다. 이는 도 2의 배터리 시스템(200)에 의해 수행 가능하다.

배터리 시스템(200)은 전력망(50)에 대한 전력 예보 정보를 수집한다(S10). 전력 예보 정보는 전력 예비율 정보, 전력 수요 예측 정보 및 전력 생산량 정보 중 적어도 하나를 포함한다.

배터리 시스템(200)은 수집한 전력 예보 정보를 바탕으로 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간을 계산한다(S20). 예를 들어, 수집된 전력 예보 정보를 바탕으로 전력망(50)의 전력 가격이 최저가 되는 시간 또는 전력망(50)의 전력 가격이 기설정된 임계값 이하가 되는 시간을 전력 구매 시간으로 결정할 수 있다. 또는 수집된 전력 예보 정보를 바탕으로 전력망(50)의 전력 가격이 최고가 되는 시간 또는 전력망(50)의 전력 가격이 기설정된 임계값 이상이 되는 시간을 전력 판매 시간으로 결정할 수 있다.

배터리 시스템(200)은 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간에 근거하여배터리(100)와 전력망(50)을 전기적으로 연결한다(S30). 이때, 배터리(100)와 전력망(50)을 연결하거나 해제하기 위한 스위치부(250)를 포함할 수 있으며, 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간에 따라 스위치부(250)를 제어하여 배터리(100)와 전력망(50) 사이를 연결시키거나 해제시킨다.

배터리 시스템(200)은 전력 구매 시간에 기초하여 전력망(50)으로부터 전력을 공급받아 배터리(100)에 저장하거나, 전력 판매 시간에 기초하여 배터리(100)에 저장된 전력을 전력망(50)으로 방출한다(S40).

배터리 시스템(200)은 배터리(100)의 전력량을 측정하고 전력망(50)의 전력 품질을 측정한 다음, 배터리(100)의 전력량 또는 전력망(50)의 전력 품질이 정상인지 여부를 판단한다(S50). 단계S50은 단계S30 이전에 수행될 수도 있고, 단계S40 이전 또는 단계S40 수행 중에 이루어질 수도 있다.

예를 들어, 배터리(100)의 현재 잔존 용량, 전력 구매 시간에 배터리(100)로 공급되어 저장되는 전력량, 전력 판매 시간에 배터리(100)에서 방출되는 전력량 등 배터리(100)의 전력량을 측정할 수 있다. 또는 전력망(50)으로부터 공급되는 전력에 대한 품질을 평가할 수 있는 요소, 예컨대 전압, 전류, 주파수, 파형 등을 측정할 수 있다.

만일, 배터리 시스템(200)이 배터리(100)의 전력량 또는 전력망(50)의 전력 품질이 정상이 아니라고 판단하면, 배터리(100)와 전력망(50)의 전기적 연결을 해제시킨다(S60).

예를 들어, 배터리(100)로 공급되는 전력량이 배터리(100)의 저장 용량을 초과하거나, 과전압, 과전류, 이상 파형 등 전력 품질이 규정값 또는 신뢰도를 만족하지 못한다고 판단할 경우, 배터리(100)와 전력망(50)의 전기적 연결을 해제하여 배터리(100) 및 배터리 시스템(200)을 보호하도록 한다.

배터리 시스템(200)이 배터리(100)의 전력량 또는 전력망(50)의 전력 품질이 정상인 것으로 판단하면, 단계S40을 계속 수행할 수 있다.

배터리 시스템(200)은 전력망(50)에 대한 전력 예보 정보, 전력 판매 시간, 전력 구매 시간, 배터리(100)의 상태 정보, 배터리(100)와 전력망(50) 사이의 전력 거래에 따른 차익 정보 중 적어도 하나를 출력할 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 시스템 및 이를 이용한 전력 거래 방법은 전력망의 전력 가격이 최고 또는 기설정된 임계값 이상일 때 배터리에 저장된 전력을 전력망으로 판매할 수 있고, 전력망의 전력 가격이 최저 또는 기설정된 임계값 이하일 때 전력망으로부터 전력을 구매하여 배터리에 저장할 수 있으므로, 이에 따른 전력 거래 차익에 의한 수익을 얻을 수 있다. 또한, 전력망의 전력 예보 정보에 근거하여 전력 거래가 이루어짐으로써, 상대적으로 전력 수요가 적은 시간대에 전력을 구매하고 전력 수요가 많은 시간대에 전력을 판매할 수 있다. 따라서 전력 수요가 많은 시간대에 별도의 전력 발전 없이 전력망에 전력을 공급할 수 있으므로 피크(peak) 전력 공급 부담을 줄이고 전력망을 안정화 시킬 수 있는 효과가 있다.

상술한 본 발명에 따른 흐름도의 단계들은 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 흐름도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 흐름도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

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 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 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 전력 생산자
20 : 신재생 에너지 생산 수단
30 : 개별 소비자
40 : 전력 거래소
50 : 전력망(power grid)
100 : 배터리
200 : 배터리 시스템
210 : 통신부
220 : 모니터링부
230 : 연산부
240 : 제어부
250 : 스위치부
260 : 전력량 측정부
270 : PQ(Power Quality) 측정부
280 : 디스플레이부

Claims

충전 및 방전이 가능한 배터리와 연결된 배터리 시스템에 있어서,
전력망(power grid)에 대한 전력 예보 정보를 수집하는 모니터링부;
상기 전력 예보 정보를 바탕으로 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간을 계산하는 연산부; 및
상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 전력 구매 시간 또는 상기 전력 판매 시간에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망 사이를 전기적으로 연결하여, 상기 전력 구매 시간에 상기 전력망으로부터 전력을 공급받아 상기 배터리에 저장되도록 하거나 상기 전력 판매 시간에 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 전력망으로 방출되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전력 예보 정보는 전력 예비율 정보, 전력 수요 예측 정보 및 전력 생산량 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 연산부는,
상기 전력 예보 정보를 바탕으로 상기 전력망의 전력 가격이 최저가 되는 시간 또는 상기 전력망의 전력 가격이 기설정된 임계값 이하가 되는 시간을 상기 전력 구매 시간으로 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 연산부는,
상기 전력 예보 정보를 바탕으로 상기 전력망의 전력 가격이 최고가 되는 시간 또는 상기 전력망의 전력 가격이 기설정된 임계값 이상이 되는 시간을 상기 전력 판매 시간으로 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하기 위한 스위치부;
상기 배터리의 전력량을 측정하는 전력량 측정부; 및
상기 전력망의 전력 품질을 모니터링하는 PQ(Power Quality) 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 전력 구매 시간 또는 상기 전력 판매 시간에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망을 전기적으로 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 배터리의 전력량 또는 상기 전력망의 전력 품질에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전력 예보 정보를 수집하기 위해 상기 전력망과 통신하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전력 예보 정보, 상기 전력 구매 시간, 상기 전력 판매 시간, 상기 배터리의 상태 정보 및 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전력 거래에 따른 차익 정보 중 적어도 하나를 출력하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.
충전 및 방전이 가능한 배터리를 위한 전력 거래 방법에 있어서,
전력망(power grid)에 대한 전력 예보 정보를 수집하는 단계;
상기 전력 예보 정보를 바탕으로 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간을 계산하는 단계;
상기 전력 구매 시간에 기초하여 상기 전력망으로부터 전력을 공급받아 상기 배터리에 저장하는 단계; 및
상기 전력 판매 시간에 기초하여 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 전력망으로 방출하는 단계를 포함하는 전력 거래 방법.
제10항에 있어서,
상기 전력 예보 정보는 전력 예비율 정보, 전력 수요 예측 정보 및 전력 생산량 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 거래 방법.
제10항에 있어서,
상기 전력 구매 시간은 상기 전력 예보 정보를 바탕으로 상기 전력망의 전력 가격이 최저가 되는 시간 또는 상기 전력망의 전력 가격이 기설정된 임계값 이하가 되는 시간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전력 거래 방법.
제10항에 있어서,
상기 전력 판매 시간은 상기 전력 예보 정보를 바탕으로 상기 전력망의 전력 가격이 최고가 되는 시간 또는 상기 전력망의 전력 가격이 기설정된 임계값 이상이 되는 시간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전력 거래 방법.
제10항에 있어서,
상기 전력 구매 시간 또는 상기 전력 판매 시간에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망을 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 거래 방법.
제10항에 있어서,
상기 배터리의 전력량을 측정하는 단계;
상기 전력망의 전력 품질을 모니터링하는 단계; 및
상기 배터리의 전력량 또는 상기 전력망의 전력 품질에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 거래 방법.
제10항에 있어서,
상기 전력 예보 정보, 상기 전력 구매 시간, 상기 전력 판매 시간, 상기 배터리의 상태 정보 및 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전력 거래에 따른 차익 정보 중 적어도 하나를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 거래 방법.
충전 및 방전이 가능한 배터리에 있어서,
전력망(power grid)에 대한 전력 예보 정보를 수집하는 모니터링부;
상기 전력 예보 정보를 바탕으로 전력 구매 시간 또는 전력 판매 시간을 계산하는 연산부; 및
상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 전력 구매 시간 또는 상기 전력 판매 시간에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망 사이를 전기적으로 연결하여, 상기 전력 구매 시간에 상기 전력망으로부터 전력을 공급받아 상기 배터리에 저장되도록 하거나 상기 전력 판매 시간에 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 전력망으로 방출되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제17항에 있어서,
상기 전력 예보 정보는 전력 예비율 정보, 전력 수요 예측 정보 및 전력 생산량 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제17항에 있어서,
상기 연산부는,
상기 전력 예보 정보를 바탕으로 상기 전력망의 전력 가격이 최저가 되는 시간 또는 상기 전력망의 전력 가격이 기설정된 임계값 이하가 되는 시간을 상기 전력 구매 시간으로 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제17항에 있어서,
상기 연산부는,
상기 전력 예보 정보를 바탕으로 상기 전력망의 전력 가격이 최고가 되는 시간 또는 상기 전력망의 전력 가격이 기설정된 임계값 이상이 되는 시간을 상기 전력 판매 시간으로 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제17항에 있어서,
상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하기 위한 스위치부;
상기 배터리의 전력량을 측정하는 전력량 측정부; 및
상기 전력망의 전력 품질을 모니터링하는 PQ(Power Quality) 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제21항에 있어서,
상기 제어부는 상기 전력 구매 시간 또는 상기 전력 판매 시간에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망을 전기적으로 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제21항에 있어서,
상기 제어부는 상기 배터리의 전력량 또는 상기 전력망의 전력 품질에 근거하여 상기 배터리와 상기 전력망 사이의 전기적 연결을 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리.