KR20140049110A - Energy management system in seawater desalination plant - Google Patents

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KR20140049110A
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seawater desalination
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KR1020120113329A
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여인호
박용균
이원일
오영기
정철민
한정훈
이경진
조재익
원주연
이진석
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지에스건설 주식회사
지에스네오텍(주)
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Abstract

An energy management system for a seawater desalination plant includes: a power supply unit which supplies power generated by one among or both of a renewable energy distribution generator and a power system in use; a seawater desalination unit which desalts seawater by being operated using power supplied from the power supply unit; a storage device in which, if power generated by the renewable energy distribution generator and the power system is greater than power consumption by the seawater desalination unit, the remaining power is stored; and a control unit which controls operation of the power supply unit and the seawater desalination unit and use of the power stored in the storage device. The control unit controls selective operation of the power supply unit and the use ratio of the power stored in the storage device according to real-time power price data of the power system in use. [Reference numerals] (12) Solar light power generation; (14) Wind turbine/geothermal heat/power generating source; (20) Commercial power (KEPCO); (40) Desalination plant; (70) Power quality measuring DAQ; (82) EMS gateway; (84) EMS server software; (86) Power quality measuring device; (90) Meteorological data source; (AA) Set the power generation amount per hour; (BB) Set the power load; (CC) Total power meter; (DD) MOT meter #1; (EE) MOT meter #2; (FF) MOT meter #3; (GG) Command; (HH) Real-time power price; (II) Power; (JJ) Signal and control

Description

해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템{ENERGY MANAGEMENT SYSTEM IN SEAWATER DESALINATION PLANT}Energy management system of seawater desalination plant {ENERGY MANAGEMENT SYSTEM IN SEAWATER DESALINATION PLANT}

본 발명은 해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에너지 관리 시스템의 소프트웨어를 이용하여 효율적으로 계통 전력과 신재생 에너지를 연동시킴으로써 해수 담수화 플랜트에 소비되는 전력 비용을 최소화할 수 있는 해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an energy management system of a seawater desalination plant, and more particularly, by using the software of the energy management system to efficiently link the grid power and renewable energy to minimize the power cost consumed in the seawater desalination plant. It relates to the energy management system of seawater desalination plant.

잘 알려진 바와 같이, 해수 담수화는 바닷물에서 염분과 유기물질 등을 제거해 식수나 생활용수 등으로 이용할 수 있는 담수를 얻는 것을 말하며, 바닷물 1l당 용존고형물의 농도에 따라 약 10,000-50,000 mg/l의 물을 해수라 하고, 1,000-10,000 mg/l의 물을 담수라 한다.As is well known, seawater desalination refers to the removal of salts and organics from seawater to obtain fresh water that can be used as drinking water or domestic water, depending on the concentration of dissolved solids per 10,000 liters of seawater. Is called seawater and fresh water of 1,000-10,000 mg / l.

이러한 해수담수화는 지구상에 무한정 존재하는 해수를 갈수의 영향없이 담수화해 물 부족에 대처할 수 있는 방법이고, 절대적인 담수자원이 부족한 지역에서는 중요한 대안으로 여겨진다.This seawater desalination is a way to cope with the water shortage by desalination of the seawater that exists indefinitely on the earth without the influence of the water drainage, and is considered to be an important alternative in the areas where absolute freshwater resources are scarce.

담수화 방법으로는 크게 증발법, 막여과법(역삼투압법), 냉동법, 전기투석법으로 대별되지만, 최근에는 역삼투법 해수담수화 기술이 유지관리비가 적고 편리하며, 원수중의 염분농도 범위에 관계없이 도입이 가능함으로, 기존의 기타 방법, 특히 역삼투압법에 비해 에너지 소비량이 3배나 많은 증발법 해수담수화 기술 대비 사용실적이 증가되고 있다.The desalination methods are largely classified into evaporation, membrane filtration (reverse osmosis), refrigeration, and electrodialysis.However, in recent years, reverse osmosis desalination technology has a low maintenance cost and is convenient, and regardless of the salt concentration range of raw water, As a result, the use of evaporation desalination technology, which consumes three times more energy than other conventional methods, especially reverse osmosis, is increasing.

역삼투법(RO, Reverse Osmosis) 해수담수화 기술은 물은 통과하지만 물속에 녹아있는 염분등은 투과하지 않는 역삼투막의 고압측에 55~60 Kgf/cm2의 해수를 가압하여 담수를 얻는 방법이다.Reverse Osmosis (RO) The seawater desalination technology is a method of obtaining fresh water by pressing 55-60 Kgf / cm2 of seawater to the high pressure side of a reverse osmosis membrane that passes water but does not penetrate salts dissolved in the water.

한편 해수 담수화 장치의 가동에는 많은 전력을 필요로 하므로, 필요한 전력을 한전 계통에 의해 공급하고 있으나, 한전 계통의 공급만으로는 장시간 사용에 따른 전력량이 너무 증가하게 되므로, 신재생 에너지를 이용하는 발전이 고려되고 있다.On the other hand, since the operation of the seawater desalination device requires a lot of power, the necessary power is supplied by the KEPCO system. However, since the amount of power is increased too much by using the KEPCO system alone, power generation using renewable energy is considered. have.

신재생 에너지 이용의 일환으로, 태양광 발전 등이 한전 계통의 전력 공급에 연동되고 있다. 하지만, 태양발전에 의한 전력 공급 시 야간이나 흐린 날씨에는 전력 공급이 불가능하다는 문제가 있다.As part of the use of renewable energy, photovoltaic power generation and the like are being linked to power supply of the KEPCO system. However, there is a problem that the power supply is impossible at night or cloudy weather when the power supply by solar power.

이를 해소하기 위한 시도로서 발명의 배경이 되는 선행기술로서의 특허문헌 1의 한국등록특허 제10-0943021호에는 전력 공급 선택이 가능한 해수 담수화 장치 및 방법이 개시되어 있다.As an attempt to solve this problem, Korean Patent No. 10-0943021 of Patent Document 1, which is a background of the invention, discloses a seawater desalination apparatus and method capable of selecting a power supply.

또한, 최근에는 저에너지, 고효율화를 위한 기술이 상용화 되어 도입되고 있으며, 특히 전력비용을 절감하는 것과 동시에 최종생산수의 수질기준 이하(붕소 등)로 안정적으로 유지하는 것을 중요한 공정제어 기술로 인식하고 있다.In addition, recently, technologies for low energy and high efficiency have been commercialized and introduced. In particular, it is recognized as an important process control technology that reduces power costs and maintains stably below water quality standards (boron, etc.) of final production water. .

역삼투 해수담수화 시스템의 전력비를 최소화하기 위하여, 신재생 에너지 혹은 실시간 전력요금제와 연동되는 각 공정별 펌프, 예를 들면, 유입(intake) 펌프, 전처리용 UF 가압펌프, SWRO 펌프, BWRO 펌프 등을 효과적으로 제어하여 유지관리하는 기술의 필요성도 제시되고 있다.In order to minimize the power costs of the reverse osmosis desalination system, pumps for each process linked with renewable energy or real-time electricity tariffs, such as intake pumps, pre-treatment UF pressurized pumps, SWRO pumps, BWRO pumps, etc. The need for technology to effectively control and maintain is also being suggested.

실시간 전력요금제에 따른 해수담수화 플랜트의 각 공정별 펌프는 전력요금이 비싼 시간대에서는 가동을 중지하고, 전력요금이 싼 시간대에서는 가동율을 높여 운전되어진다.Pumps for each process of the seawater desalination plant according to the real-time electricity tariff will be shut down during periods of high electricity rates, while operating at higher rates during periods of low electricity rates.

그렇지만, 이러한 간헐적인 펌프 제어는 전력비 절감에는 효율적이지만, 전처리용 UF 분리막과, SWRO, BWRO 분리막의 파이버(fiber) 손상 및 막 표면에 형성되는 오염으로 인하여 역세척 기간의 단축 및 막수명의 단축에 따른 문제점을 내포하고 있으며, 특히, 해수에 포함된 조류 등의 영향으로 막여과 공정에 바이오 파울링(Bio Fouling)을 유발하는 문제점을 발생시킬 수 있다.
However, this intermittent pump control is effective in reducing the power cost, but due to the pre-treatment UF membrane, fiber damage of SWRO and BWRO membranes, and contamination formed on the membrane surface, it is possible to shorten the backwash period and shorten the membrane life. In addition, the present invention may include a problem of causing bio fouling in the membrane filtration process under the influence of algae or the like contained in seawater.

(특허문헌 1) : 한국등록특허 제10-0943021호(2010.02.22 공고)
(Patent Document 1): Korean Registered Patent No. 10-0943021 (2010.02.22 notification)

본 발명은 상기와 같은 문제점도 해소 할 수 있도록 새로운 개념으로 안출된 것으로, 그 목적은 실시간 전력요금제에 따른 각 역삼투 해수담수화 공정별 펌프의 효율적인 운전과 유지관리시스템의 소프트웨어에 따라 효율적으로 계통 전력과 신재생 에너지를 이용하여 발전하여, 최소의 비용으로 전력 에너지를 공급함과 동시에, 각 분리막의 손상 및 파울잉 생성을 방지할 수 있는 해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템을 제공하는 것이다.
The present invention has been devised as a new concept to solve the above problems, the purpose of which is to efficiently operate the system power according to the software of the efficient operation and maintenance system of the pump for each reverse osmosis desalination process according to the real-time power plan It is to provide an energy management system of a seawater desalination plant that generates electricity by using renewable energy and renewable energy, and supplies power energy at a minimum cost, and prevents damage and fouling generation of each separator.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템은 신재생 에너지 분산 발전원 및 사용 계통 전력을 어느 하나 또는 복수로 적용하여 발생된 전력을 공급하는 전력 공급 수단; 상기 전력 공급 수단에서 발생한 전력에 의해 가동되어 원수를 담수화시키는 해수 담수화 수단; 상기 해수 담수화 수단의 가동 시에 사용되는 소비전력보다 상기 신재생 에너지 분산 발전원 및 사용 전력 계통의 가동에 의해 발생된 전력이 많은 경우, 남는 전력을 저장하는 저장장치: 및 상기 전력 공급 수단 및 해수 담수화 수단의 가동 여부와 상기 저장장치에 저장된 전력을 사용하도록 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 사용 전력 계통의 실시간 전력단가의 데이타에 따라 상기 전력 공급 수단의 선택적 작동과 상기 저장장치에 저장된 전력의 사용 비율을 제어한다.
According to an aspect of the present invention, an energy management system of a seawater desalination plant includes power supply means for supplying power generated by applying any one or a plurality of renewable energy distributed generation sources and used system power; Seawater desalination means operated by electric power generated by the power supply means to desalination of raw water; A storage device for storing the remaining power when the power generated by the renewable energy distributed generation source and the used power system is larger than the power consumption used when the seawater desalination means is operated: and the power supply means and seawater And a control unit for controlling whether the desalination means is operated and the power stored in the storage device, wherein the control unit is configured to selectively operate the power supply means and to the storage device according to data of a real-time power unit price of the used power system. Control the percentage of use of stored power.

본 발명의 실시예에 의하면, 신재생 에너지 분산 발전원과 상용 계통 전력을 선택적으로 작동함으로써 계통 전력 만을 소비하였을 때 보다 경제적이고 효율적으로 발전을 행할 수 있고, 해수 담수화 플랜트의 작동을 최소 비용의 전력으로 자동으로 운전할 수 있도록 예측 및 제어할 수 있는 효과를 가진다.According to an embodiment of the present invention, by selectively operating the renewable energy distributed generation source and the commercial grid power, it is possible to generate electricity more economically and efficiently when only the grid power is consumed, and the operation of the seawater desalination plant at the lowest cost power. It has the effect that can be predicted and controlled so that it can operate automatically.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 일정기간 동안 데이터 베이스(DB)에 축적된 발전 정보와, 기상 정보, 실시간 전력 요금 데이터를 기반으로 가장 저렴하게 전력을 공급할 수 있도록 예측 및 제어가능한 효과를 가진다.
In addition, according to an embodiment of the present invention, it has a predictable and controllable effect to supply electricity at the cheapest price based on power generation information accumulated in a database (DB), weather information, and real-time power bill data for a certain period of time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 2는 도 1 시스템에서의 시간대별 발전량 데이터에 의거하여 시간대별 플랜트 발전량을 설정하는 상태를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing the configuration of an energy management system of a seawater desalination plant according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which a plant generation amount for each time zone is set based on time zone generation amount data in the system of FIG. 1.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 하기에서 본 발명을 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 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The terms used below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the user, the intention or custom of the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템의 구성을 나타내고 있다. 도 1에 있어서, 점선의 화살표는 전력 공급 흐름을 나타내고 있고, 실선의 화살표는 신호 및 제어의 흐름을 나타내고 있다.1 shows a configuration of an energy management system of a seawater desalination plant according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the dotted line arrow shows the power supply flow, and the solid line arrow shows the signal and control flow.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템은 해수 담수화 플랜트에 전력을 공급하는 전력 공급 수단과, 원수를 담수화시키는 해수 담수화 수단(40)과, 발전된 전력을 소비하고 남은 전력을 저장하는 저장장치(60) 및 전력 공급 수단(20)과 해수 담수화 수단(40) 및 저장장치(60)의 작동을 제어하는 제어부(80)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an energy management system of a seawater desalination plant according to an embodiment of the present invention includes power supply means for supplying power to a seawater desalination plant, seawater desalination means 40 for desalination of raw water, and a power generation system. A storage device 60 for consuming power and storing the remaining power, and a control unit 80 for controlling the operation of the power supply means 20 and the seawater desalination means 40 and the storage device 60.

전력 공급 수단은 신재생 에너지 분산 발전원(10)과 상용 계통 전력(20)으로 이루어지며, 신재생 에너지 분산 발전원(10) 및 사용 계통 전력(20) 중의 어느 하나를 적용하거나, 또는 신재생 에너지 분산 발전원(10) 및 사용 계통 전력(20)을 둘 다 적용하여 전력을 발전함으로서, 해수 담수화 플랜트에 발생된 전력을 공급할 수 있다.The power supply means is composed of a renewable energy distributed generation source 10 and a commercial grid power 20, and applies any one of the renewable energy distributed generation source 10 and the system grid power 20, or renewable By generating power by applying both the energy distributed power generation source 10 and the used system power 20, it is possible to supply the generated power to the seawater desalination plant.

신재생 에너지 분산 발전원(10)으로서 태양광 발전원(12)과 태양광 이외의 기타 발전원(14)을 포함할 수 있으며, 기타 발전원(14)으로서 예를 들면 풍력 발전, 지열 발전, 자가 발전 등을 포함할 수 있다.The renewable energy distributed generation source 10 may include a photovoltaic power source 12 and other power sources other than solar power, and the other power generation sources 14 may include, for example, wind power generation, geothermal power generation, Self-generation and the like.

상용 계통 전력(20)은 한전에서 발전하여 공급되는 전력을 의미한다.Commercial grid power 20 means power supplied by generating electricity from KEPCO.

해수 담수화 수단(40)은 역삼투압을 이용하여 원수(해수)를 담수화시키는 일반적인 설비로서, 예를 들어 원수 저장조, 원수공급펌프, 압력식 여과기, 정밀 여과기, 고압펌프, 역삼투압 여과기, 세정약품 펌프, 기타 첨가물 장치 및 정수 저장 탱크를 포함할 수 있으므로, 그 상세한 구성과 작동에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.Seawater desalination means 40 is a general facility for desalination of raw water (sea water) using reverse osmosis, for example, raw water storage tank, raw water supply pump, pressure filter, precision filter, high pressure pump, reverse osmosis filter, cleaning chemical pump And other additive devices and water purification tanks, detailed descriptions of which are omitted.

본 발명의 에너지 관리 시스템은 전력 저장 장치(60)로서, 전력 공급 수단에 의해 발전되어 공급된 전력으로 해수 담수화 수단(40)을 가동하고, 전력이 남을 때, 즉 잉여 전력을 충전하는 에너지 저장 장치(Energy Storage System: ESS)(62)와, 신재생 에너지 분산 발전원(10)의 태양광 발전원(12) 또는 기타 발전원(14)에서 발전된 전기 또는 에너지 저장 장치(62)에 충전된 직류(DC)의 전기를 교류(AC)로 변환하거나 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하기 위한 전력 변환 장치(PCS)(64)를 포함할 수 있다.The energy management system of the present invention is an electric power storage device 60, which operates the seawater desalination means 40 with electric power generated and supplied by the electric power supply means, and when the electric power remains, that is, charges surplus power. (DC) charged with electricity or an energy storage device 62 generated from a photovoltaic power source 12 or other power source 14 of a renewable energy distributed generation source 10. It may include a power conversion device (PCS) 64 for converting electricity of (DC) to alternating current (AC) or converting alternating current (AC) to direct current (DC).

태양광 발전원(12) 또는 기타 발전원(14)에서 발전된 전기 또는 에너지 저장 장치(62)에 충전된 전기를 전력 변환 장치(64)를 통해 실시간 전력단가가 비싼 시간대에 작동되는 한전의 상용 계통 전력(20)에 보충되도록 활용함으로써, 해수 담수화 플랜트를 최소 비용의 전력으로 가동할 수 있다.KEPCO's commercial system, which is operated at a time when the real-time power unit cost is high through the power conversion device 64, the electricity charged in the electricity or energy storage device 62 generated from the solar power source 12 or other power source 14. By utilizing to be replenished by the power 20, the seawater desalination plant can be operated at the lowest cost of power.

한편, 제어부(80)는 전력 공급 수단의 개별 발전기의 테이터를 수집하고 제어신호를 전송하는 단말기로서의 EMS 게이트웨이(gateway)(82)와, 각종 데이터를 수집하고 신재생 에너지 분산 발전원(12)을 제어하는 스프트웨어 및 알고리즘이 저장된 ESM 서버(Server)(84)와, 전력 데이터 수집 장치(70)의 전력 품질 측정 DAQ에 의해 수집된 데이터를 분석하여 전력 품질을 측정하여, 모니터링하고, 비상시 알림을 제공하는 소프트웨어가 저장된 전력 품질 측정기(86) 및 한전의 상용 계통 전력(20)의 실시간 상용전력단가와, 신재생 에너지 분산 발전원(10)의 시간, 일간, 월간, 년간의 모든 실시간 전력단가 정보의 데이터가 저장되는 데이터 베이스(DB)(88)를 포함할 수 있다.On the other hand, the control unit 80 collects data of the individual generator of the power supply means and the EMS gateway (82) as a terminal for transmitting a control signal, and collects a variety of data and the renewable energy distributed generation source 12 Analyze the data collected by the power quality measurement DAQ of the power data acquisition device 70 and the ESM server 84 storing the controlling software and algorithms, and measure and monitor the power quality, and provide emergency notification. The real-time commercial power unit cost of the power quality meter (86) and KEPCO's commercial grid power (20) stored in the software, and all the real-time power unit information of the time, daily, monthly, and year of the renewable energy distributed generation source (10). It may include a database (DB) 88 in which data is stored.

또한, 데이터 베이스(DB)(88)에는 기상정보원(90)으로 통해 제공되는 모든 기상 정보의 데이터가 저장될 수 있다.In addition, the database 88 may store data of all weather information provided through the weather information source 90.

제어부(80)는 해수 담수화 수단(40)의 전력량 부하 측정을 위한 복수의 MOT 계량기(42)들의 모든 측정값을 측정하여, 해수 담수화 수단(40)이 가장 저렴한 비용으로 운전될 수 있는 시간당 발전량이 설정되도록 제어할 수 있다.The controller 80 measures all the measured values of the plurality of MOT meters 42 for measuring the power load of the seawater desalination means 40, so that the amount of power generation per hour that the seawater desalination means 40 can be operated at the lowest cost. Can be controlled to be set.

즉 제어부(80)는 도 2에 도시된 바와 같이, 발전 데이터의 수집 및 연산을 통해 시간대별 신재생 에너지 분산 발전량을 합산과 시간대별 해수 담수화 플랜트 가동 시에 소비되는 한전의 상용 계통 전력의 합상을 통해, 시간대별로 경제적인 해수 담수화 플랜트의 발전량을 예측할 수 있고, 그 결과 시간대별 플랜트의 발전량을 설정하도록 제어할 수 있다.That is, as shown in FIG. 2, the control unit 80 sums up the renewable energy distributed generation amount by time zone and collects the power generation data and calculates the sum of the commercial power of KEPCO's commercial system power consumed when operating the seawater desalination plant by time zone. Through this, it is possible to predict the generation of economical seawater desalination plant for each time zone, and as a result, it is possible to control to set the power generation for the time zone plant.

이상과 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템은 실시간 전력단가와 기상 데이터를 수비하여 전력요금이 싼 시간대에 발전 에너지를 에너지 저장 장치(ESS)(62)에 저장하고, 전력요금이 비싼 시간대에는 신재생 에너지 분산 발전원(10)으로 분산하여 발전할 수 있다.The energy management system of the seawater desalination plant according to the embodiment of the present invention configured as described above stores the generated energy in the energy storage device (ESS) 62 at a time when the power rate is low by protecting the real-time power unit price and weather data. In the time period when the power bill is expensive, it can be distributed and generated by the renewable energy distributed generation source (10).

특히, 신재생 에너지 분산 발전원(10)을 통해 발전된 발전 에너지가 해수 담수화 수단(40)의 소비전력보다 많은 전력을 발전할 경우에는, 남는 전력을 에너지 저장 장치(ESS)(12)에 저장할 수 있다.In particular, when the generated energy generated through the renewable energy distributed generation source 10 generates more power than the power consumed by the seawater desalination means 40, the remaining power may be stored in the energy storage device (ESS) 12. have.

한편 제어부(80)는 에너지 저장 장치(ESS)(62)의 충전 상태를 분석하여, 에너지 저장 장치(ESS)(62)가 자동으로 방전하도록 제어할 수 있다.The controller 80 may analyze the state of charge of the energy storage device ESS 62 to control the energy storage device ESS 62 to automatically discharge.

바람직한 실시예에 따른 본 발명의 해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템에 있어서, 제어부(80)는 경제적인 운전 모드 알고리즘으로 분산 발전 환경에서 신재생 에너지 분산 발전원(10)의 발전량이 많은 시간대에 해수 담수화 플랜트를 가동할 수 있도록 상용 계통 전력(20)의 발전과 신재생 에너지 분산 발전원(10)의 발전 비율을 조절하는 것이 바람직하다.In the energy management system of the seawater desalination plant of the present invention according to the preferred embodiment, the control unit 80 is an economical operation mode algorithm, the desalination of the seawater during the time when the generation amount of the renewable energy distributed generation source 10 in the distributed generation environment large amount In order to operate the plant, it is desirable to adjust the power generation ratio of the power generation of the commercial system 20 and the renewable energy distributed generation source 10.

또한, 필요한 소비전력 또는 필요한 물 생산량에 따라, 가장 저렴하게 전력을 사용할 수 있는 제어 알고리즘에 의해 자동으로 운전 작동되는 것이 바람직하다.In addition, depending on the power consumption required or the amount of water required, it is desirable to operate automatically by a control algorithm that can use power at the lowest cost.

특히, 제어부(80)의 EMS 게이트웨이(82)를 통하여 자동으로 신재생 에너지 분산 발전원(10)과 상용 계통 전력(20) 및 에너지 저장 장치(62)의 전력 비율을 조절하여 저렴한 가격의 전력을 이용할 수 있다.In particular, the EMS gateway 82 of the controller 80 automatically adjusts the power ratio of the renewable energy distributed generation source 10, the commercial grid power 20 and the energy storage device 62 to provide a low-cost power It is available.

이러한 동작은 EMS 게이트웨이(82)를 통하여 수집되는 데이터들을 이용하여 분석 및 예측하고, 그 예측 결과에 따라, 싸게 전력을 저장하거나 미리 물생산을 늘릴 수 있는 동작을 자동으로 진행하거나, 또는 관리자에게 모니터링 정보를 경고 또는 경보하는 알람을 통해 달성될 수 있다.This operation is analyzed and predicted using the data collected through the EMS gateway 82, and according to the prediction result, an operation which automatically saves power or increases water production in advance, or monitors an administrator This can be achieved through alarms that warn or alert information.

한편, 시간대별 플랜트의 가동 전력을 산정하였을 때, 신재생 에너지 분산 발전원(10)의 발전량이 소비전력을 초과하게 되는 경우가 발생함으로써, 경제적인 분산 발전을 측정하기가 어려울 수 있다. 하지만, 본 발명의 에너지 관리 시스템은 이러한 경우에도, 한전의 상용 계통 전력의 소비 전력에 반비례하여 1일간 가동 전력을 시간대별로 분산하여 발전할 수 있어, 분산 발전을 용이하게 측정할 수 있다.On the other hand, when the operating power of the plant for each time zone is calculated, the generation amount of the renewable energy distributed generation source 10 may exceed the power consumption, it may be difficult to measure the economic distributed generation. However, even in such a case, the energy management system of the present invention can generate power by distributing operation power for each day in inverse proportion to the power consumption of KEPCO's commercial grid power, so that distributed generation can be easily measured.

또한 경제적인 신재생 발전을 위한 해당 지역의 매년 누적된 계절별, 시간대별의 풍속, 풍력 데이터 및 태양광 발전 데이터, 기상 정보를 기반으로 하는 1년 후의 동일한 날짜의 하루의 시간대별 풍속 및 태양광 발전 데이터, 기상정보를 추정하여 플랜트 사용 전력을 추청하여 동작시킬 수 있다.In addition, wind speed and solar power generation by day of the same day, one year later, based on the yearly cumulative seasonal, hourly wind speed, wind data and solar power data, and weather information for the region for economic renewable power generation. The data and weather information can be estimated and the plant power can be estimated and operated.

이러한 동작은 예를 들면, 운전 모드의 설정을 통해 발전량 설정의 소비 전력을 경제적 운전과 균등 발전을 선택하여 운전할 수도 있다.For example, the operation may be performed by selecting an economical operation and an equal generation of power consumption of the generation amount setting through the setting of the operation mode.

이상 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 명세서에 개시 된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등 을 적용 분야에 따라 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합 또는 치환하여 적시되지 않은 형상의 패 턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이 외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것은 명백하다.
Although specific embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples, and the present invention is not limited thereto and should be construed as having the broadest scope in accordance with the basic idea disclosed herein. Those skilled in the art can change the material, size, etc. of each component according to the application field, it is possible to implement a pattern of a timeless shape by combining or substituting the disclosed embodiments, but this also does not depart from the scope of the invention . In addition, those skilled in the art can easily change or modify the disclosed embodiments based on the present specification, it is apparent that such changes or modifications are included in the scope of the present invention.

10 : 신재생 에너지 분산 발전원 12 : 태양광 발전원
14 : 기타 발전원 20 : 상용 계통 전력
40 : 해수 담수화 수단 42 : MOT 계량기
60 : 전력 저장 장치 62 : 에너지 저장 장치(ESS)
64 : 전력 변환 장치(PCS) 70 : 전력 데이터 수집 장치
80 : 제어부 82 : EMS 게이트웨이
84 : EMS 서버 86 : 전력 품질 측정기
88 : 데이터 베이스(DB) 90 : 기상 정보원10: renewable energy distributed generation source 12: solar power generation source
14: Other power source 20: Commercial grid power
40: seawater desalination means 42: MOT meter
60: power storage device 62: energy storage device (ESS)
64: power conversion device (PCS) 70: power data acquisition device
80: control unit 82: EMS gateway
84: EMS server 86: power quality meter
88: database (DB) 90: weather information source

Claims (1)

해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템으로서,
신재생 에너지 분산 발전원 및 사용 전력 계통 중 어느 하나 또는 복수로 적용하여 발생된 전력을 공급하는 전력 공급 수단;
상기 전력 공급 수단에서 발생한 전력에 의해 가동되어 원수를 담수화시키는 해수 담수화 수단;
상기 해수 담수화 수단의 가동 시에 사용되는 소비전력보다 상기 신재생 에너지 분산 발전원 및 사용 전력 계통의 가동에 의해 발생된 전력이 많은 경우, 남는 전력을 저장하는 저장장치: 및
상기 전력 공급 수단 및 해수 담수화 수단의 가동 여부와 상기 저장장치에 저장된 전력을 사용하도록 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는, 상기 사용 전력 계통의 실시간 전력단가의 데이타에 따라 상기 전력 공급 수단의 선택적 작동과 상기 저장장치에 저장된 전력의 사용 비율을 제어하는
해수 담수화 플랜트의 에너지 관리 시스템.As energy management system of seawater desalination plant,
Power supply means for supplying power generated by applying any one or a plurality of renewable energy distributed generation sources and a used power system;
Seawater desalination means operated by electric power generated by the power supply means to desalination of raw water;
A storage device for storing the remaining power when the power generated by the operation of the renewable energy distributed generation source and the used power system is larger than the power consumption used when the seawater desalination means is operated; and
And a controller for controlling whether the power supply means and the seawater desalination means are operated, and to use the power stored in the storage device.
The control unit controls the selective operation of the power supply means and the use rate of the power stored in the storage device according to the data of the real-time power unit cost of the used power system.
Energy management system of seawater desalination plant.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110159497A (en) * 2019-04-29 2019-08-23 中国科学院广州能源研究所 A kind of light co-generation system of island geothermal energy electricity
CN112039115A (en) * 2020-08-03 2020-12-04 华中科技大学 Electric energy consumption system for haze prevention and clean water supply

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