KR20140111118A - Solar-cell system having maximum power saving function and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전 시스템에 적은 용량의 축전지를 추가하여 가장 효과적으로 최대수요전력 제어를 행하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a photovoltaic power generation system and a method thereof, and more particularly, to a photovoltaic power generation system and a photovoltaic power generation system having the maximum demand power compensation function that most effectively controls the maximum demand power by adding a small capacity battery to the photovoltaic power generation system. It is about the method.
최근 들어 여름철 냉난방 수요의 급증으로 소비전력이 발전 전력량에 육박하여 전력예비율 부족으로 블랙아웃을 걱정해야하는 상황이 반복되고 있다. In recent years, the demand for heating and cooling has soared, and the power consumption is close to the amount of power generation, and the situation of blackout due to lack of power reserve ratio is repeated.
블랙아웃은 대규모 정전사태를 말하며, 날씨가 너무 덥거나 춥게 되면 전력 소비량이 갑자기 급증하고, 만약 소비량이 발전량을 초과하면 발전기가 다운되어 일시에 전기 공급이 끊기는 암흑의 상태가 되며, 이를 복구하려면 수일의 시간이 소요된다.
A blackout is a large blackout, and when the weather becomes too hot or cold, the power consumption surges suddenly. If the consumption exceeds the power generation, the generator goes down and becomes dark, Of time.
따라서 나라 전체적으로는 항상 전체 발전량과 소비량을 확인하여 전력예비율이 설정된 값보다 적어지면, 일부 전기를 차단하여 전국적인 블랙아웃 사태를 막으며, 우리나라의 경우 2011년 9월15일 이러한 사태가 발생하여 극심한 위험과 불편을 초래했었다.Therefore, if the whole power generation and consumption amount is checked all over the country and the power reserve ratio becomes less than the set value, some electricity will be cut off to prevent nationwide blackout. In Korea, such a situation will occur on September 15, 2011, It caused danger and inconvenience.
하지만 전기가 부족하다고 발전량을 당장 한꺼번에 늘릴 수는 없다. But electricity is not enough to increase power generation at once.
발전소 건설에 필요한 시간은 공장을 짓고 발전하는데만, 원자력은 10년 이상, 석탄발전소는 5~6년, 가스발전소도 최소한 2~3년은 걸린다. The time required to construct the power plant is to build and develop the plant, but it takes at least 10 years for nuclear power, 5 to 6 years for coal plants, and at least 2-3 years for gas plants.
그러나 이러한 공장은 주변 거주민으로부터 극심한 반대에 부딪쳐 기간을 논하는 것 자체가 무의미하다. However, the fact that these factories face extreme opposition from surrounding residents is insignificant.
만약 발전소를 여유있게 더 늘린다고 하여도, 평상시에는 전기가 남아돌아 그것도 심한 에너지 낭비가 되어 다른 방법을 찾아야한다.Even if you increase your powerhouse more than you can afford, there is usually electricity left, which is also a waste of energy and you have to find another way.
따라서 이러한 블랙아웃을 막으려면 현재는 특정 계절 그리고 시간대에 일어나는 냉난방 수요를 줄이고, 전기를 절약하는 방법밖에는 달리 없다.Therefore, to prevent such blackouts, there is currently no other way to reduce the heating and cooling demands that occur during specific seasons and time periods, and save electricity.
현재 우리가 활용 가능한 방법으로는 단기간의 투자로 더 많은 전기를 사용하게 태양광이나 태양열 바람 등을 이용하여 발전량을 늘리는 것과 계약용량보다 더 많은 전기를 사용하게 되면, 전기요금을 많이 매겨서 수요를 억제하는 방법이 있을 수 있다. Currently, we can use more electricity in a short-term investment to increase electricity generation by using solar or solar wind, and if we use more electricity than contracted capacity, There may be a way to do that.
전자는 현재 많이 투자되고 있으며, 후자는 최대수요전력제어라는 이름으로 대용량 전기를 사용하는 곳은 의무적으로 이 방법이 적용되고 있다. The former is heavily invested, and the latter is mandatory in places where large electricity is used under the name of maximum demand power control.
이 방법은 단위 전력계통에서 계약된 전력용량을 초과하지 않도록 최대수요전력제어기를 사용하여 우선순위가 가장 낮은 즉 정전 피해가 가장 적은 부하를 차단하여 전체 소비되는 전력을 제어하게 된다. This method uses the maximum demand power controller to control the total consumed power by blocking the load with the lowest priority, that is, the least power loss, so as not to exceed the contracted power capacity in the unit power system.
최대수요전력 제어기는 매 15분 간격으로 누적 전력량을 측정하여 초과 여부를 판단하며, 예측 알고리즘에 의해서 초과가 예측되면 미리 정해진 방식에 따라서 순차적으로 부하를 차단하는 기능으로 동작된다.The maximum demand power controller measures the cumulative power at intervals of 15 minutes and determines whether the excess power is exceeded. If the excess demand is predicted by the prediction algorithm, the demand power controller operates in a sequential manner to block the load according to a predetermined method.
하지만 이 기능은 정전을 기본으로 동작하므로 아무래도 불편함이 따른다. However, this function operates on the basis of power failure, which is inconvenient for some reason.
따라서 더 좋은 대안은 전기가 남아도는 시간, 보통은 밤 시간에 전기를 충전시켜두고 이를 필요한 시점에 꺼내서 사용하는 방식이 될 수 있다. So a better alternative is to charge electricity at night, usually at night, and take it out at the required time.
이 방식은 많은 에너지를 저장할 수 있는 축전지가 필요하고 또 저장된 에너지를 상용전원으로 변환시키는 인버터가 필요하다. This method requires a battery capable of storing a large amount of energy, and also requires an inverter to convert stored energy into commercial power.
따라서 단가가 많이 들고 별도의 공간도 필요하고 유지비도 많이 들어간다.Therefore, there is a lot of unit price, a separate space is needed, and a lot of maintenance cost is involved.
태양광 발전은 태양 빛을 전기로 바꾸어 사용하는 것으로 빛이 강한 한낮이 가장 발전량이 많으며, 따라서 난방 부하가 최대한 되는 시점과 일치하므로 국가적으로 비용을 지원하여 많은 발전 시스템이 동작되고 있으며, 또 지속적으로 늘어날 것이다. Solar power uses sunlight to convert electricity into electricity. Since the daytime with strong light is the most power generation, and therefore the heating load is maximized, many power generation systems are supported by the national cost, Will increase.
그러나, 이러한 종래의 태양광 발전은 태양광으로 발전되는 전기에너지를 저장하지 않고 바로 전력망으로 보내버리게 되며, 따라서 피크 전력 수요를 고려하지 않고 소모되고 만다. However, such conventional photovoltaic power generation does not store the electric energy generated by the sunlight but sends it directly to the power grid, and therefore, it is consumed without considering peak power demand.
따라서 전체적으로 발전량의 증대에는 도움을 주지만, 피크 전력을 관리하지 못함으로 극단적으로는 블랙아웃을 일으킬 수도 있는 문제점이 있었다.
Therefore, although it is helpful to increase the power generation as a whole, there is a problem that blackout may be caused due to the inability to manage the peak power.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 단위 전력계통에서 최대전력을 초과하는 경우 무조건 부하를 차단하나, 태양광 발전과 연계된 축전지를 이용하여 추가로 필요한 에너지를 발전하여 사용함으로서 최대수요전력 제어뿐만 아니라, 정전도 최소화시킬 수 있는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made to overcome the above-described problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a solar- The present invention is directed to a solar power generation system having a maximum demand power control function capable of minimizing power consumption as well as maximum demand power control, and a method thereof.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템에 있어서, 태양광 모듈의 태양광 발전으로 얻어진 전기에너지를 저장하는 LIB 축전부; 최대전력을 초과할 것이라고 예측되면, 상기 LIB 축전부와 연결된 인버터가 동작하여 전기에너지를 로드에 공급하는 디멘드 콘트롤러; 및 상기 태양광 모듈에서 태양광으로부터 얻어지는 에너지가 상기 LIB 축전부의 축전지를 완전 충전시키면 상기 디멘드 콘트롤러에서 예측되는 최대전력수요와 무관하게 상기 로드에 전력을 공급하는 인버터를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a solar power generation system having a maximum demand power compensation function, comprising: an LIB storage unit for storing electric energy obtained by solar power generation of a solar module; A demand controller for operating the inverter connected to the LIB storage unit and supplying electrical energy to the load, if it is predicted that the maximum power will be exceeded; And an inverter for supplying power to the load irrespective of the maximum power demand predicted by the demand controller if the energy obtained from the solar light in the solar module is fully charged in the battery of the LIB storage part. Branch provides a photovoltaic power generation system.
상기 디멘드 콘트롤러는 상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 상기 인버터를 통하여 해당 전력을 발전 공급한다.The demand controller operates at approximately 1/2 cycle of the maximum demand power calculation time collected according to the ESS power system state to calculate a necessary amount of power and to supply the power through the inverter.
또한, 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법에 있어서, ESS(Energy Storage System)와 BMS(Battery Management System) 그리고 디멘드컨트롤 신호를 수집하는 단계; 이에 따라 디멘드컨트롤 상태가 아니면, ESS 계통차단 상태를 설정하여 ESS에서 배터리를 충전할 수 있게 하고, 디멘드컨트롤 신호가 인가된 상태이면 디멘드 신호를 출력하는 단계; EMS에서 디멘드컨트롤러와 연계되어 수집된 전력정보중 예측전력(Pe)과 목표전력(Pt)을 비교하여, 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 작을 경우에는 ESS 계통연계를 차단하여 ESS로 하여금 배터리에 충전이되도록 하며 디멘드컨트롤러에 연결된 부하는 투입상태를 유지하는 단계; 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 클 경우에는 ESS 계통연계를 동작시키고, ESS의 배터리 충전율(Ec)을 확인하여 충전율이 10%를 초과할 경우에는 ESS 계통연계가 투입되어 LIB축전부의 전력을 태양광 인버터를 이용하여 그리드로 공급하는 단계; 상기 LIB축전부의 충전율이 10% 이하인 경우 디멘드컨트롤러에게 연계된 부하차단 명령을 전송하고 ESS 계통연계를 차단시키는 단계를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법을 제공한다.Also, the present invention provides a solar power generation method having a maximum demand power compensation function, comprising: collecting an energy storage system (ESS), a battery management system (BMS), and a demand control signal; Accordingly, if the ESS system is not in the demand control state, the ESS system shutdown state is set to allow the ESS to charge the battery, and when the demand control signal is applied, a demand signal is output; If the predicted power Pe is smaller than the target power Pt by comparing the predicted power Pe and the target power Pt among the power information collected in association with the demand controller in the EMS and the predicted power Pe is smaller than the target power Pt, Causing the battery to be charged and the load connected to the demand controller to remain charged; When the predicted power Pe is larger than the target power Pt, the ESS grid connection is operated and the battery charging rate Ec of the ESS is checked. When the charging rate exceeds 10%, the ESS grid connection is turned on, Supplying power to the grid using a solar inverter; And transmitting the load shutdown command to the demand controller and shutting down the ESS grid connection when the charge rate of the LIB storage unit is 10% or less.
또한, 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법에 있어서, EMS로 수집되는 전력정보 중 태앙광발전전력(Pp)과 BMS에서 수집한 LIB 상태 정보 중 배터리 충전율(Ec) 그리고 ESS 계통연계 상태를 주기적으로 수집하여 ESS 계통연계 상태인가 아닌가에 따라서 충전 유무를 판단하는 단계; 상기 판단결과, 계통연계 상태이면 충전 종료를 설정하고, 계통연계 상태가 아니면 배터리 충전율(Ec)을 비교하여 배터리 충전율이 100%인 경우에는 대기 상태인 EMS/BMS 데이터 수집 상태를 반복하는 단계; 및 충전율이 100%가 아닌 경우에는 태양광 발전전력(Pp)을 확인하여 태양광으로 발전이 되고 있으면 태양광으로, 아니면 그리드 계통을 통하여 LIB를 충전시키되, LIB 축전부가 100% 충전될 때까지 반복하는 단계;를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법을 제공한다.In addition, in the photovoltaic generation method having the maximum demand power compensation function, among the power information collected by the EMS, the solar power generation power (Pp) and the battery charging rate (Ec) of the LIB status information collected from the BMS and the linkage state of the ESS system Periodically collecting and determining whether there is a charge according to whether or not the ESS system is in a linkage state; If the battery charging rate is 100%, repeating the EMS / BMS data acquisition state in the standby state is performed. And when the charging rate is not 100%, the photovoltaic power generation (Pp) is checked. If the photovoltaic power generation is being performed by sunlight, the LIB is charged through the grid or through the grid system. The present invention provides a solar power generation method having a maximum demand power compensation function.
또한, 상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 해당 전력을 발전 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Further, the method may further include a step of calculating the required amount of power by operating at approximately 1/2 cycle of the maximum demanded power calculation time collected according to the ESS power system state, and generating and supplying the corresponding power.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법에 의하면, 단위 전력계통에서 최대전력을 초과하는 경우 무조건 부하를 차단하나, 태양광 발전과 연계된 축전지를 이용하여 추가로 필요한 에너지를 발전하여 사용함으로서 최대수요전력 제어뿐만 아니라, 정전도 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
According to the solar power generation system and the method having the maximum demand power compensation function according to the present invention configured as described above, when the maximum power is exceeded in the unit power system, the unconditional load is cut off, but the battery connected to the solar power generation is used And further, necessary energy is generated and used so that not only the maximum demand power control but also the electrostatic charge can be minimized.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템을 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법을 나타낸 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법을 나타낸 블록 구성도.1 is a block diagram illustrating a photovoltaic generation system having a maximum demand power compensation function according to a preferred embodiment of the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a photovoltaic power generation system,
3 is a block diagram illustrating a solar power generation method having a maximum demand power compensation function according to another preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템을 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a photovoltaic power generation system having a maximum demand power compensation function according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템은, 그리드(Grid)(10), LIB(Lithium Ion Battery) 축전부(20), 태양광 모듈(30), 전력 변환부(40), 인버터(50), 그리드(60), 로드(Load)(70) 및 디멘드 콘트롤러(80)를 포함한다.1, a photovoltaic generation system having a maximum demand power compensation function according to a preferred embodiment of the present invention includes a
상기 LIB 축전부(20)는 태양광 모듈(30)의 태양광 발전으로 얻어진 전기에너지를 저장한다.The LIB
상기 디멘드 콘트롤러(80)는 최대전력을 초과할 것이라고 예측되면, 상기 LIB 축전부(20)와 연결된 인버터(50)가 동작하여 전기에너지를 로드(70)에 공급한다.When the
상기 인버터(50)는 상기 태양광 모듈(30)에서 태양광으로부터 얻어지는 에너지가 상기 LIB 축전부(20)의 축전지를 완전 충전시키면 상기 디멘드 콘트롤러(80)에서 예측되는 최대전력수요와 무관하게 상기 로드(70)에 전력을 공급한다.When the energy obtained from the sunlight in the
따라서, 상기와 같이 구성된, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템은 먼저, 태양광 모듈(30)의 태양광 발전으로 얻어진 전기에너지를 바로 LIB 축전부(20)에 저장한다.Therefore, in the solar power generation system having the maximum demand power compensation function according to the preferred embodiment of the present invention, the electric energy obtained by the photovoltaic power generation of the
그리고 디멘드 콘트롤러(80)를 통하여 최대전력을 초과할 것이라고 예측되면, LIB 축전부(20)와 연결된 인버터(50)가 동작하여 전기에너지를 발전하여 공급한다. 따라서 극단적인 정전 상황까지는 만들어지지 않는다.When it is predicted that the maximum power will be exceeded through the
그리고 태양광 모듈(30)에서 태양광으로부터 얻어지는 에너지가 LIB 축전부(20)의 축전지를 완전 충전시키면 최대전력수요와 무관하게 인버터(50)를 통해서 발전하여 소비한다. When the energy obtained from the sunlight in the
이 상태는 일반적인 태양광 발전 시스템과 유사하다.This condition is similar to a typical PV system.
또한, 상기 디멘드 콘트롤러(80)는 상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 상기 인버터를 통하여 해당 전력을 발전 공급한다. Also, the
즉, 태양전지판의 출력에 축전지를 연결하여 충전과 여분의 발전에너지를 저장해 두었다가 짧은 시간(최대수요전력 계산 시간이 15분 단위로 동작하므로 8분 정도임) 필요한 량을 인버터를 통하여 발전하여 사용할 수 있다.In other words, a battery is connected to the output of the solar panel to store the charge and the extra power generation energy. After a short time (the maximum demand power calculation time is 15 minutes, it operates for 8 minutes) have.
한편, 축전지와 인버터를 설치하여 필요시 축전지에 저장된 에너지를 인버터를 이용하여 발전하여 사용하는 것도 생각해 볼 수 있는데, 이 방법은 별도의 충전 전원이 없으므로 긴 시간 동안 에너지를 발전하기 위해서는 축전지의 용량이 아주 커야한다. In the meantime, it is also conceivable to install a battery and an inverter, if necessary, to generate and use energy stored in the battery by using an inverter. In this method, since there is no separate charging power source, in order to generate energy for a long time, It must be very big.
그리고 고가의 별도의 인버터가 요구된다. A separate and expensive inverter is required.
구체적인 실예로 최대전력수요가 요구되는 시간이 하루에 4시간이라면 4시간 동안 보충해줄 에너지를 축전지에 저장해 두어야한다. As a concrete example, if the maximum power demand is 4 hours per day, energy to be replenished for 4 hours should be stored in the battery.
하지만, 본 발명에서는 최대수요전력을 확인하는 시간이 15분 간격이므로 여유를 잡아서 30분이나 1시간 정도의 에너지만 축전기에 저장해 두면 충분하다. However, in the present invention, since the time for confirming the maximum demand power is 15 minutes apart, it is sufficient to store only 30 minutes or 1 hour of energy in the capacitor by making a margin.
그리고 별도로 요구되는 고가의 인버터를 추가로 설치할 필요가 없다. There is no need to install additional expensive inverters as required.
즉 태양광 발전용 인버터를 그대로 사용하기 때문이다. That is, the solar inverter is used as it is.
한편, 태양광 발전 설비용량에 맞추어 인버터 용량을 설치하기 때문에 여분의 에너지를 발전하기 위해서는 인버터의 용량을 키워야 할 수도 있지만, 최대 수요전력이 요구되는 계절은 한 여름이고 한 여름에는 높은 온도로 태양전지판의 발전 효율이 급격히 떨어져 최소한 설비 용량에 대해서 30% 이상 여유를 가지게 되며, 따라서 별도의 인버터 용량 증가없이 축전지를 통해서 30% 정도의 전력을 추가로 만들어 낼 수가 있다.Meanwhile, since the inverter capacity is installed in accordance with the capacity of the photovoltaic power generation facility, the capacity of the inverter may need to be increased in order to generate extra energy. However, in the summer when the maximum demand power is required, The power generation efficiency is drastically reduced and at least 30% margin is provided for the capacity of the equipment. Therefore, it is possible to generate additional power of about 30% through the battery without increasing the capacity of the inverter.
결론적으로 본 발명은 태양광 발전시스템에서 적은 용량의 축전지의 추가로 최대수요전력을 획기적으로 개선할 수 있는 "최대수요전력보상기능을 가지는 태양광발전시스템"을 제공할 수 있다.
In conclusion, the present invention can provide a photovoltaic power generation system having a maximum demand power compensation function, which can drastically improve the maximum demand power in addition to a small capacity battery in a photovoltaic power generation system.
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법을 나타낸 블록 구성도이다.FIG. 2 and FIG. 3 are block diagrams illustrating a solar power generation method having a maximum demand power compensation function according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법은, ESS(Energy Storage System)와 BMS(Battery Management System) 그리고 디멘드컨트롤 신호를 수집하는 단계(S101~S102); 이에 따라 디멘드컨트롤 상태가 아니면, ESS 계통차단 상태를 설정하여 ESS에서 배터리를 충전할 수 있게 하고, 디멘드컨트롤 신호가 인가된 상태이면 디멘드 신호를 출력하는 단계(S103); EMS에서 디멘드컨트롤러와 연계되어 수집된 전력정보중 예측전력(Pe)과 목표전력(Pt)을 비교하여(S104), 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 작을 경우에는 ESS 계통연계를 차단하여 ESS로 하여금 배터리에 충전이되도록 하며 디멘드컨트롤러에 연결된 부하는 투입상태를 유지하는 단계(S105,S108); 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 클 경우에는 ESS 계통연계를 동작시키고, ESS의 배터리 충전율(Ec)을 확인하여 충전율이 10%를 초과할 경우에는 ESS 계통연계가 투입되어 LIB축전부(20)의 전력을 태양광 인버터(50)를 이용하여 그리드(60)로 공급하는 단계(S106, S107); 상기 LIB축전부(20)의 충전율이 10% 이하인 경우 디멘드컨트롤러(80)에게 연계된 부하차단 명령을 전송하고 ESS 계통연계를 차단시키는 단계(S109)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, a solar power generation method having a maximum demand power compensation function according to an exemplary embodiment of the present invention includes an ESS (Energy Storage System), a BMS (Battery Management System) Steps S101 to S102; If it is not in the demand control state, the ESS system shutdown state is set to allow the ESS to charge the battery, and if the demand control signal is applied, a demand signal is output (S103); The ESS system interconnection is interrupted when the predicted power Pe is smaller than the target power Pt in step S104 by comparing the predicted power Pe and the target power Pt among the power information collected in association with the demand controller in the EMS (S105, S108) so that the ESS is charged to the battery and the load connected to the demand controller is kept in the charged state; When the predicted power Pe is larger than the target power Pt, the ESS grid connection is operated and the battery charging rate Ec of the ESS is checked. If the charging rate exceeds 10%, the ESS grid connection is turned on, (S106, S107) of supplying power of the
상기 도 2와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법은, 먼저 ESS(Energy Storage System)와 BMS(Battery Management System) 그리고 디멘드컨트롤 신호를 수집한다(S101~S102).The solar power generation method having the maximum demand power compensation function according to the preferred embodiment of the present invention configured as shown in FIG. 2 first collects an ESS (Energy Storage System), a BMS (Battery Management System) and a demand control signal S101 to S102).
이에 따라 디멘드컨트롤 상태가 아니면, ESS와 계통연계를 제어할 상태가 아니며, 따라서 ESS 계통차단 상태를 설정하여 ESS에서 배터리를 충전할 수 있게 한다. Therefore, if it is not in the demand control state, it is not in a state to control the ESS and the grid connection, thus setting the ESS system shutdown state to allow the ESS to charge the battery.
그러나 디멘드컨트롤 신호가 인가된 상태이면 디멘드 신호를 출력한다(S103). However, if the demand control signal is applied, a demand signal is output (S103).
EMS에서 디멘드컨트롤러와 연계되어 수집된 전력정보중 예측전력(Pe:전체 소비전력 중 15분 단위로 예측되는 소비전력)과 목표전력(Pt:사전에 피크치를 넘지 않도록 설정된 전력)을 비교하여(S104), 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 작을 경우에는 소비전력이 계약전력보다 적은 상태가 되므로 ESS 계통연계를 차단하여 ESS로 하여금 배터리에 충전이 되도록 하며 디멘드컨트롤러에 연결된 부하는 투입상태를 유지한다(S105,S108).The EMS compares the predicted power (Pe (power consumption predicted in units of 15 minutes of the total power consumption) and the target power (Pt: power set before the peak power) among the power information collected in association with the demand controller in the EMS (S104 If the predicted power Pe is smaller than the target power Pt, the power consumption becomes less than the contracted power. Therefore, the ESS system interconnection is interrupted to allow the ESS to be charged in the battery, and the load connected to the demand controller is turned on (S105, S108).
한편, 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 클 경우에는 소비전력이 계약전력 보다 커진 상태가 되므로 ESS 계통연계를 동작시켜 부족한 전력을 보충하기 위한 상태로 들어간다. On the other hand, when the predicted power Pe is larger than the target power Pt, the power consumption becomes larger than the contracted power, so that the ESS grid connection is operated to enter a state for supplementing the insufficient power.
이때 ESS의 배터리 충전율(Ec)을 확인하여 충전율이 10%를 초과할 경우에는 ESS 계통연계가 투입되어 배터리 전력을 태양광 인버터(50)를 이용하여 그리드(60)로 공급한다(S106, S107).At this time, if the charging rate (Ec) of the ESS exceeds 10%, the ESS grid connection is turned on to supply the battery power to the
만약 배터리 충전율이 10% 이하인 경우는 더 이상 ESS에서 에너지를 보충해 줄 수 없으므로 예측전력을 낮추기 위해 디멘드컨트롤러(80)에게 연계된 부하차단 명령을 전송하고 ESS 계통연계를 차단시킨다(S109).If the battery charge rate is 10% or less, the ESS can no longer supplement the energy. Therefore, in order to lower the predicted power, the
이때, 상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 해당 전력을 발전 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, it may be operated at approximately 1/2 cycle of the maximum demand power calculation time collected according to the state of the ESS power system to calculate a necessary amount of electric power, and power supply the corresponding electric power.
즉, 태양전지판의 출력에 축전지를 연결하여 충전과 여분의 발전에너지를 저장해 두었다가 짧은 시간(최대수요전력 계산 시간이 15분 단위로 동작하므로 8분 정도임) 필요한 량을 인버터를 통하여 발전하여 사용할 수 있다.In other words, a battery is connected to the output of the solar panel to store the charge and the extra power generation energy. After a short time (the maximum demand power calculation time is 15 minutes, it operates for 8 minutes) have.
한편, 축전지와 인버터를 설치하여 필요시 축전지에 저장된 에너지를 인버터를 이용하여 발전하여 사용하는 것도 생각해 볼 수 있는데, 이 방법은 별도의 충전 전원이 없으므로 긴 시간 동안 에너지를 발전하기 위해서는 축전지의 용량이 아주 커야한다. In the meantime, it is also conceivable to install a battery and an inverter, if necessary, to generate and use energy stored in the battery by using an inverter. In this method, since there is no separate charging power source, in order to generate energy for a long time, It must be very big.
그리고 고가의 별도의 인버터가 요구된다. A separate and expensive inverter is required.
구체적인 실예로 최대전력수요가 요구되는 시간이 하루에 4시간이라면 4시간 동안 보충해줄 에너지를 축전지에 저장해 두어야한다. As a concrete example, if the maximum power demand is 4 hours per day, energy to be replenished for 4 hours should be stored in the battery.
하지만, 본 발명에서는 최대수요전력을 확인하는 시간이 15분 간격이므로 여유를 잡아서 30분이나 1시간 정도의 에너지만 축전기에 저장해 두면 충분하다. However, in the present invention, since the time for confirming the maximum demand power is 15 minutes apart, it is sufficient to store only 30 minutes or 1 hour of energy in the capacitor by making a margin.
그리고 별도로 요구되는 고가의 인버터를 추가로 설치할 필요가 없다. There is no need to install additional expensive inverters as required.
즉 태양광 발전용 인버터를 그대로 사용하기 때문이다. That is, the solar inverter is used as it is.
한편, 태양광 발전 설비용량에 맞추어 인버터 용량을 설치하기 때문에 여분의 에너지를 발전하기 위해서는 인버터의 용량을 키워야 할 수도 있지만, 최대 수요전력이 요구되는 계절은 한 여름이고 한 여름에는 높은 온도로 태양전지판의 발전 효율이 급격히 떨어져 최소한 설비 용량에 대해서 30% 이상 여유를 가지게 되며, 따라서 별도의 인버터 용량 증가없이 축전지를 통해서 30% 정도의 전력을 추가로 만들어 낼 수가 있다.Meanwhile, since the inverter capacity is installed in accordance with the capacity of the photovoltaic power generation facility, the capacity of the inverter may need to be increased in order to generate extra energy. However, in the summer when the maximum demand power is required, The power generation efficiency is drastically reduced and at least 30% margin is provided for the capacity of the equipment. Therefore, it is possible to generate additional power of about 30% through the battery without increasing the capacity of the inverter.
결론적으로 본 발명은 태양광 발전시스템에서 적은 용량의 축전지의 추가로 최대수요전력을 획기적으로 개선할 수 있는 "최대수요전력보상기능을 가지는 태양광발전 방법"을 제공할 수 있다.
In conclusion, the present invention can provide a photovoltaic generation method having a maximum demand power compensation function, which can drastically improve the maximum demand power in addition to a small capacity battery in a photovoltaic power generation system.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법은, EMS로 수집되는 전력정보 중 태앙광발전전력(Pp)과 BMS에서 수집한 LIB 상태 정보 중 배터리 충전율(Ec) 그리고 ESS 계통연계 상태를 주기적으로 수집하여 ESS 계통연계 상태인가 아닌가에 따라서 충전 유무를 판단하는 단계(S201); 상기 판단결과, 계통연계 상태이면 충전 종료를 설정하고, 계통연계 상태가 아니면 배터리 충전율(Ec)을 비교하여 배터리 충전율이 100%인 경우에는 대기 상태인 EMS/BMS 데이터 수집 상태를 반복하는 단계(S202); 충전율이 100%가 아닌 경우에는 태양광 발전전력(Pp)을 확인하여 태양광으로 발전이 되고 있으면 태양광으로, 아니면 그리드 계통을 통하여 LIB를 충전시키되, LIB 축전부(20)가 100% 충전될 때까지 반복하는 단계(S202~S208);를 포함하여 구성된다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, according to another preferred embodiment of the present invention, a photovoltaic generation method having a maximum demand power compensation function includes collecting solar power (Pp) and BMS (S201) of periodically collecting the battery charging rate (Ec) and the ESS system connection status among the LIB status information and judging whether or not the system is charged according to whether the system is in the ESS system connection status; If it is determined that the system is in the grid-connected state and the battery charging rate (Ec) is not equal to the grid connection state, the EMS / BMS data acquisition state in the standby state is repeated ); If the charging rate is not 100%, the photovoltaic generation power Pp is checked. If the photovoltaic power generation is being performed by sunlight, the photovoltaic
상기 도 3과 같이 구성된 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법은, EMS로 수집되는 전력정보 중 태앙광발전전력(Pp)과 BMS에서 수집한 LIB 상태 정보 중 배터리 충전율(Ec) 그리고 ESS 계통연계 상태를 주기적으로 수집하며, 먼저 ESS 계통연계 상태인가 아닌가에 따라서 충전 유무가 결정된다(S201). The solar power generation method having the maximum demand power compensation function according to a preferred embodiment of the present invention configured as shown in FIG. 3 includes: calculating solar power generation power (Pp) collected from the EMS and LIB status information (Ec) and the ESS system connection state are periodically collected, and the presence or absence of the charging state is determined according to whether the state is the ESS system connection state (S201).
즉, 계통연계 상태이면 지금 ESS에 저장된에너지를 사용 중이므로 충전 종료를 설정한다. That is, in the grid-connected state, since the energy stored in the ESS is being used now, the charging end is set.
하지만 계통연계 상태가 아니면 배터리 충전율(Ec)을 비교하여 배터리 충전율이 100%인 경우에는 배터리를 더 이상 충전할 필요가 없으므로 대기 상태인 EMS/BMS 데이터 수집 상태를 반복한다(S202).However, if it is not in the grid-connected state, the battery charging rate Ec is compared. If the battery charging rate is 100%, it is not necessary to charge the battery any more, so the EMS / BMS data collection state in the standby state is repeated (S202).
한편, 충전율이 100%가 아닌 경우에는 태양광 발전전력(Pp)을 확인하여(S203~S204) 태양광으로 발전이 되고 있으면 태양광으로, 아니면 그리드 계통을 통하여 LIB를 충전시킨다(S205~S206). On the other hand, if the charging rate is not 100%, the photovoltaic generation power Pp is checked (S203 to S204), and if the photovoltaic power generation is performed by the sunlight, the LIB is charged by solar light or through the grid system (S205 to S206) .
그리고 이 작용은 LIB가 100% 충전될 때까지 반복되는 것이 바람직하(S207~S208).This operation is preferably repeated until the LIB is fully charged (S207 to S208).
이때, 상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 해당 전력을 발전 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, it may be operated at approximately 1/2 cycle of the maximum demand power calculation time collected according to the state of the ESS power system to calculate a necessary amount of electric power, and power supply the corresponding electric power.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법에 의하면, 단위 전력계통에서 최대전력을 초과하는 경우 무조건 부하를 차단하나, 태양광 발전과 연계된 축전지를 이용하여 추가로 필요한 에너지를 발전하여 사용함으로서 최대수요전력 제어뿐만 아니라, 정전도 최소화시킬 수 있다.According to the solar power generation system and the method having the maximum demand power compensation function according to the present invention configured as described above, when the maximum power is exceeded in the unit power system, the unconditional load is cut off, but the battery connected to the solar power generation is used In addition, it is possible to minimize the static electricity as well as the maximum demand power control by further using the necessary energy.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것으로 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. The embodiments of the present invention described in the present specification and the configurations shown in the drawings relate to the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to encompass all of the technical ideas of the present invention so that various equivalents And variations are possible.
따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. , And such changes are within the scope of the claims.
10 : 그리드
20 : LIB 축전부
30 : 태양광 모듈
40 : 전력 변환부
50 : 인버터
60 : 그리드
70 : 로드
80 : 디멘드 콘트롤러10: Grid
20: LIB storage part
30: Photovoltaic module
40:
50: Inverter
60: Grid
70: Load
80: Demand controller
Claims (5)
태양광 모듈의 태양광 발전으로 얻어진 전기에너지를 저장하는 LIB 축전부;
ESS 전력 계통 상태를 수집하여 최대전력을 초과할 것이라고 예측되면, 상기 LIB 축전부와 연결된 태양광 발전용 인버터가 동작하여 태양광 발전 에너지와 LIB 축전기에 저장된 전기에너지를 로드에 공급하는 디멘드 콘트롤러; 및
상기 태양광 모듈에서 태양광으로부터 얻어지는 에너지가 상기 LIB 축전부의 축전지를 완전 충전시키면 상기 디멘드 콘트롤러에서 예측되는 최대전력수요와 무관하게 상기 로드에 전력을 공급하는 인버터를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템.
1. A solar power generation system having a maximum demand power compensation function,
A LIB storage part for storing electric energy obtained by the photovoltaic generation of the photovoltaic module;
A demand controller for operating the photovoltaic power generation inverter connected to the LIB power storage unit and supplying the photovoltaic generation energy and the electric energy stored in the LIB capacitor to the load, when it is predicted that the ESS power system state will be collected and exceed the maximum power; And
And an inverter for supplying power to the load irrespective of the maximum power demand predicted by the demand controller if the energy obtained from the solar light in the solar module is fully charged in the battery of the LIB storage part. Solar power system.
상기 디멘드 콘트롤러는;
상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 상기 인버터를 통하여 해당 전력을 발전 공급하는 것을 특징으로 하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the demand controller comprises:
Wherein the ESS power system is operated at approximately 1/2 cycle of the maximum demand power collection time collected in accordance with the ESS power system state to calculate a necessary amount of power and to generate and supply the power through the inverter. Photovoltaic system.
ESS(Energy Storage System)와 BMS(Battery Management System) 그리고 디멘드컨트롤 신호를 수집하는 단계;
이에 따라 디멘드컨트롤 상태가 아니면, ESS 계통차단 상태를 설정하여 ESS에서 배터리를 충전할 수 있게 하고, 디멘드컨트롤 신호가 인가된 상태이면 디멘드 신호를 출력하는 단계;
EMS에서 디멘드컨트롤러와 연계되어 수집된 전력정보중 예측전력(Pe)과 목표전력(Pt)을 비교하여, 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 작을 경우에는 ESS 계통연계를 차단하여 ESS로 하여금 배터리에 충전이되도록 하며 디멘드컨트롤러에 연결된 부하는 투입상태를 유지하는 단계;
예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 클 경우에는 ESS 계통연계를 동작시키고, ESS의 배터리 충전율(Ec)을 확인하여 충전율이 10%를 초과할 경우에는 ESS 계통연계가 투입되어 LIB축전부의 전력을 태양광 인버터를 이용하여 그리드로 공급하는 단계;
상기 LIB축전부의 충전율이 10% 이하인 경우 디멘드컨트롤러에게 연계된 부하차단 명령을 전송하고 ESS 계통연계를 차단시키는 단계를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법.
1. A solar power generation method having a maximum demand power compensation function,
Collecting an energy storage system (ESS), a battery management system (BMS), and a demand control signal;
Accordingly, if the ESS system is not in the demand control state, the ESS system shutdown state is set to allow the ESS to charge the battery, and when the demand control signal is applied, a demand signal is output;
If the predicted power Pe is smaller than the target power Pt by comparing the predicted power Pe and the target power Pt among the power information collected in association with the demand controller in the EMS and the predicted power Pe is smaller than the target power Pt, Causing the battery to be charged and the load connected to the demand controller to remain charged;
When the predicted power Pe is larger than the target power Pt, the ESS grid connection is operated and the battery charging rate Ec of the ESS is checked. When the charging rate exceeds 10%, the ESS grid connection is turned on, Supplying power to the grid using a solar inverter;
And transmitting the load shutdown command to the demand controller and shutting down the ESS grid connection when the charging rate of the LIB storage unit is 10% or less.
EMS로 수집되는 전력정보 중 태앙광발전전력(Pp)과 BMS에서 수집한 LIB 상태 정보 중 배터리 충전율(Ec) 그리고 ESS 계통연계 상태를 주기적으로 수집하여 ESS 계통연계 상태인가 아닌가에 따라서 충전 유무를 판단하는 단계;
상기 판단결과, 계통연계 상태이면 충전 종료를 설정하고, 계통연계 상태가 아니면 배터리 충전율(Ec)을 비교하여 배터리 충전율이 100%인 경우에는 대기 상태인 EMS/BMS 데이터 수집 상태를 반복하는 단계; 및
충전율이 100%가 아닌 경우에는 태양광 발전전력(Pp)을 확인하여 태양광으로 발전이 되고 있으면 태양광으로, 아니면 그리드 계통을 통하여 LIB를 충전시키되, LIB 축전부가 100% 충전될 때까지 반복하는 단계;를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법.
1. A solar power generation method having a maximum demand power compensation function,
Among the electric power information collected by the EMS, the battery charging rate (Ec) and the ESS system connection state among the LB state information collected from the solar power generation power (Pp) and the BMS are periodically collected and it is determined whether or not the system is charged ;
If the battery charging rate is 100%, repeating the EMS / BMS data acquisition state in the standby state is performed. And
If the charge rate is not 100%, the photovoltaic power (Pp) is checked. If the photovoltaic power is being generated by sunlight, the LIB is charged through the grid or through the grid system. Wherein the solar cell module has a maximum demand power compensation function.
상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 해당 전력을 발전 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법.The method according to claim 3 or 4,
Further comprising the step of calculating the required amount of electric power by operating at approximately 1/2 cycle of the maximum demand electric power calculation time collected according to the ESS power system state and supplying the corresponding electric power to the electric power generating system. Solar power generation method.
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