KR20150010412A - 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법 - Google Patents

태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 발전 전력량, 소비 전력량, 송전 전력량 및, 수전 전력량 등의 4가지 전력량을 계측하여, 정확한 수요 전력량 예측을 제공하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 명세서에 따른 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계는, 통신부; 부하와 계통 전력 사이에 흐르는 전압 및, 전류를 검출하고, 상기 검출된 전압 및, 전류를 근거로 송전 전력량 및 수전 전력량을 산출하는 송/수전 계량부; 및 상위 시스템에 판매하는 전력 가격 및, 계측된 최대 수요 전력 중 적어도 하나를 근거로 전력 변환 장치의 수행 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 전력 변환 장치의 수행이 필요할 때, 상기 전력 변환 장치를 제어하기 위한 발전 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 발전 제어 신호를 상기 통신부를 통해 상기 전력 변환 장치에 전송하는 제어부;를 포함한다.

Description

태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법{INTELLIGENT WATT-HOUR METER FOR SOLAR PHOTOVOLTAIC SYSTEM AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 명세서는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 발전 전력량, 소비 전력량, 송전 전력량 및, 수전 전력량 등의 4가지 전력량을 계측하여, 정확한 수요 전력량 예측을 제공하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 발전 시스템에 사용되는 전력량계는, 계통 전력과 분전반 사이에 위치하여 양방향에 흐르는 전력량 값을 계측한다. 또한, 상기 전력량계는, 상기 계측된 전력량 값을 상위 시스템에 전송한다. 또한, 상기 상위 시스템은, 상기 전송되는 전력량 값을 기반으로 수용가와 전력량에 관한 요금 정산 거래를 수행하고, 수요 전력량 예측을 실시한다.
이러한 상위 시스템의 경우, 태양광 발전 시스템이 설치된 가정의 발전량을 모르기 때문에 수요 예측에 어려움이 있으며, 실제 부하에 흐르는 전력량이 아닌 분전반에 흐르는 전력량을 데이터로 사용하기 때문에 수요 예측 정합성에 문제가 발생한다.
또한, 상기 태양광 발전 시스템은, 낮에만 상기 태양광 발전 시스템을 통해 발전하기 때문에 밤에는 수요 전력을 저감하지 못한다.
한국 특허 출원 번호 제10-2009-0096035호
본 명세서의 목적은, 지능형 전력량계를 통해, 발전 전력량, 소비 전력량, 송전 전력량 및, 수전 전력량 등의 4가지 전력량을 계측하고, 상기 계측된 4가지 전력량을 상위 시스템에 제공하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 명세서의 다른 목적은, 최대 수요 전력이 발생할 때, 전력량계를 통해, 전력 변환 장치에 발전 명령을 제공하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 명세서의 또 다른 목적은, 전력량계를 통해, 계통 전력에 파는 전력량 가격이 미리 설정된 기준 가격보다 클 때, 발전한 전력을 상위 계통 전력에 판매하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계는, 통신부; 부하와 계통 전력 사이에 흐르는 전압 및, 전류를 검출하고, 상기 검출된 전압 및, 전류를 근거로 송전 전력량 및 수전 전력량을 산출하는 송/수전 계량부; 및 상위 시스템에 판매하는 전력 가격 및, 계측된 최대 수요 전력 중 적어도 하나를 근거로 전력 변환 장치의 수행 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 전력 변환 장치의 수행이 필요할 때, 상기 전력 변환 장치를 제어하기 위한 발전 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 발전 제어 신호를 상기 통신부를 통해 상기 전력 변환 장치에 전송하는 제어부;를 포함한다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 상위 시스템에 판매하는 전력 가격이 미리 설정된 기준 전력 가격보다 큰지 여부를 확인할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 전력량계가 설치된 수용가의 최대 수요 전력을 계측하고, 상기 계측된 최대 수요 전력이 미리 설정된 기준 최대 수요 전력보다 큰지 여부를 확인할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 전송된 발전 제어 신호에 응답하여 상기 전력 변환 장치로부터 전송되는 발전 전력량 및, 에러 정보를 상기 통신부를 통해 수신할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 분전반과 상기 부하 사이에 흐르는 전류를 검출하는 부하 소비 계측부;를 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 부하와 상기 계통 전력 사이에 흐르는 검출된 전압 상기 분전반과 상기 부하 사이에 흐르는 검출된 전류를 근거로 소비 전력량을 산출할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 산출된 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량을 양방향 전력량계 요금 체계에 따라 미리 설정된 시간대별로 저장하거나, 표시하거나, 상기 상위 시스템에 전송할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 판단 결과, 상기 전력 변환 장치의 수행이 필요하지 않을 때, 상기 산출된 송전 전력량 및, 수전 전력량을 미리 설정된 시간대별로 저장하거나, 표시하거나, 상기 상위 시스템에 전송할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계의 제어 방법은, 부하와 계통 전력 사이에 흐르는 전압 및, 전류를 검출하는 단계; 상기 검출된 전압 및, 전류를 근거로 송전 전력량 및 수전 전력량을 산출하는 단계; 상위 시스템에 판매하는 전력 가격 및, 계측된 최대 수요 전력 중 적어도 하나를 근거로 전력 변환 장치의 수행 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과, 상기 전력 변환 장치의 수행이 필요할 때, 상기 전력 변환 장치를 제어하기 위한 발전 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 발전 제어 신호를 상기 전력 변환 장치에 전송하는 단계;를 포함한다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 전력 변환 장치의 수행 여부를 판단하는 단계는, 상기 상위 시스템에 판매하는 전력 가격이 미리 설정된 기준 전력 가격보다 큰지 여부를 확인할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 전력 변환 장치의 수행 여부를 판단하는 단계는, 상기 전력량계가 설치된 수용가의 최대 수요 전력을 계측하고, 상기 계측된 최대 수요 전력이 미리 설정된 기준 최대 수요 전력보다 큰지 여부를 확인할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 전송된 발전 제어 신호에 응답하여 상기 전력 변환 장치로부터 전송되는 발전 전력량 및, 에러 정보를 수신하는 단계; 분전반과 상기 부하 사이에 흐르는 전류를 검출하는 단계; 상기 부하와 상기 계통 전력 사이에 흐르는 검출된 전압 상기 분전반과 상기 부하 사이에 흐르는 검출된 전류를 근거로 소비 전력량을 산출하는 단계; 상기 산출된 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량을 양방향 전력량계 요금 체계에 따라 미리 설정된 시간대별로 저장하는 단계; 상기 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량을 표시부에 표시하는 단계; 및 상기 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량을 상기 상위 시스템에 전송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 판단 결과, 상기 전력 변환 장치의 수행이 필요하지 않을 때, 상기 산출된 송전 전력량 및, 수전 전력량을 미리 설정된 시간대별로 저장하는 단계; 상기 산출된 송전 전력량 및, 수전 전력량을 표시부에 표시하는 단계; 및 상기 산출된 송전 전력량 및, 수전 전력량을 상기 상위 시스템에 전송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법은, 지능형 전력량계를 통해, 발전 전력량, 소비 전력량, 송전 전력량 및, 수전 전력량 등의 4가지 전력량을 계측하고, 상기 계측된 4가지 전력량을 상위 시스템에 제공함으로써, 상위 시스템에서 정확한 수요 전력량 예측을 수행할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따른 본 명세서의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법은, 최대 수요 전력이 발생할 때, 전력량계를 통해, 전력 변환 장치에 발전 명령을 제공함으로써, 전력변환 장치에서 미리 저장된 DC 전력을 AC 전력으로 변경하여 최대 수요 전력을 저감할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따른 본 명세서의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계 및 그의 제어 방법은, 전력량계를 통해, 계통 전력에 파는 전력량 가격이 미리 설정된 기준 가격보다 클 때, 발전한 전력을 상위 계통 전력에 판매함으로써, 전체 시스템 효율을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 전력 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 전력량계의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 따른 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 전력 시스템(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전력 시스템(10)은, 발전 장치(100), 에너지 저장 장치(200), 전력 변환 장치(300), 분전반(400), 부하(500), 계통 전력(600), 전력량계(700), 상위 시스템(800) 및, 분할 변류기(900)로 구성된다. 도 1에 도시된 전력 시스템(10)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 전력 시스템(10)이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 전력 시스템(10)이 구현될 수도 있다.
상기 발전 장치(100)는, 태양광 발전 시스템일 수 있다.
또한, 상기 발전 장치(100)는, 태양광을 근거로 직류 전력(또는, DC 전력)을 생산한다.
또한, 상기 발전 장치(100)는, 상기 생산된 직류 전력을 상기 에너지 저장 장치(200)에 제공(또는, 전달)한다.
상기 에너지 저장 장치(200)는, 상기 발전 장치(100)로부터 제공되는 상기 직류 전력을 저장한다.
또한, 상기 에너지 저장 장치(200)는, 상기 전력 변환 장치(300)의 요청(또는, 제어)에 의해, 상기 에너지 저장 장치(200)에 저장된 상기 직류 전력을 상기 전력 변환 장치(300)에 제공한다.
또한, 상기 에너지 저장 장치(200)는, 상기 발전 장치(100)에 의해 생산된 발전량/발전 데이터(또는, 상기 저장되는 직류 전력의 양) 및, 에러 정보 등을 상기 전력 변환 장치(300)에 제공한다.
상기 전력 변환 장치(300)는, 상기 에너지 저장 장치(200)로부터 제공되는 상기 직류 전력을 교류 전력(또는, AC 전력)으로 변환한다.
또한, 상기 전력 변환 장치(300)는, 상기 변환된 교류 전력을 상기 분전반(400)에 제공(또는, 공급)한다.
또한, 상기 전력 변환 장치(300)는, 에너지 저장 장치(200)로부터 제공되는 상기 발전 장치(100)에 의해 생산된 발전량/발전 데이터(또는, 상기 저장되는 직류 전력의 양) 및, 에러 정보 등을 수신한다.
또한, 상기 전력 변환 장치(300)는, 상기 발전 데이터 및, 상기 에러 정보 등을 통신 연결된 상기 전력량계(700)에 전송한다.
또한, 상기 전력 변환 장치(300)는, 상기 전력량계(700)로부터 전송되는 발전 제어 신호(또는, 발전 명령)를 수신한다.
또한, 상기 전력 변환 장치(300)는, 상기 수신된 발전 제어 신호를 근거로 상기 발전 장치(100)가 생산한 전력을 저장해 놓은 상기 에너지 저장 장치(200)로부터 직류 전력을 제공(또는, 공급)받고, 상기 제공받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환한 후, 상기 변환된 교류 전력을 상기 분전반(400)에 제공한다.
상기 분전반(400)은, 상기 전력 변환 장치(300)로부터 제공되는 교류 전력을 연결된 상기 부하(500) 및/또는 상기 계통 전력(600)에 제공한다.
상기 부하(500)는, 상기 분전반(400)으로부터 제공되는 교류 전력을 근거로 동작한다.
상기 계통 전력(600)은, 상기 분전반(400)으로부터 제공되는 교류 전력을 근거로 동작한다.
상기 전력량계(700)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 송/수전 계량부(710), 통신부(720), 부하 소비 계측부(730), 제어부(740) 및, 표시부(750)로 구성된다. 도 2에 도시된 전력량계(700)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 2에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 전력량계(700)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 전력량계(700)가 구현될 수도 있다.
상기 송/수전 계량부(710)는, 상기 부하(500)와 상기 계통 전력(600) 사이에 흐르는 전압 및/또는 전류를 검출한다.
또한, 상기 송/수전 계량부(710)는, 상기 검출된 데이터(또는, 상기 검출된 전압 및/또는 전류)를 디지털 변환 처리한다.
또한, 상기 송/수전 계량부(710)는, 상기 디지털 변환 처리된 상기 검출된 데이터를 근거로 사는 전력량 및 파는 전력량인 송전 전력량 및 수전 전력량을 산출한다. 여기서, 상기 검출된 데이터에 대한 디지털 변환 처리 및, 상기 송전 전력량과 상기 수전 전력량 산출은, 상기 제어부(740)에 의해 수행될 수도 있다.
상기 통신부(720)는, 유/무선 통신망을 통해 내부의 임의의 구성 요소 또는, 상기 전력 변환 장치(300) 및/또는 상기 상위 시스템(800) 등과 통신 연결한다. 여기서, 무선 인터넷 기술로는, 무선랜(Wireless LAN : WLAN), 와이 파이(Wi-Fi), 와이브로(Wireless Broadband : Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access : Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), IEEE 802.16, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution : LTE), 광대역 무선 이동 통신 서비스(Wireless Mobile Broadband Service : WMBS) 등이 포함될 수 있다. 또한, 근거리 통신 기술로는, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association : IrDA), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), 인접 자장 통신(Near Field Communication; NFC) 등이 포함될 수 있다. 또한, 유선 통신 기술로는, 전력선 통신(Power Line Communication : PLC), USB 통신, 이더넷(Ethernet), 시리얼 통신(serial communication), 광/동축 케이블 등이 포함될 수 있다.
또한, 상기 통신부(720)는, 상기 제어부(740)의 제어에 의해, 전력량 관련 데이터(예를 들어, 송전 전력량, 수전 전력량, 발전 전력량 및, 소비 전력량 등 포함)를 상기 상위 시스템(800)에 전송한다.
또한, 상기 통신부(720)는, 상기 상위 시스템(800)으로부터 전송되는 상기 상위 시스템(800)에 판매하는 전력 가격(또는, 전력 요금) 및, 요금 산정 정보 등을 수신한다.
또한, 상기 통신부(720)는, 상기 제어부(740)의 제어에 의해, 상기 발전 제어 신호(또는, 발전 명령)를 상기 전력 변환 장치(300)에 전송한다.
또한, 상기 통신부(720)는, 상기 전력 변환 장치(300)로부터 전송되는 상기 발전 데이터 및, 상기 에러 정보 등을 수신한다.
상기 부하 소비 계측부(730)는, 상기 분할 변류기(900)를 통해, 상기 분전반(400)과 상기 부하(500) 사이에 흐르는 전류를 검출한다.
또한, 상기 부하 소비 계측부(730)는, 상기 검출된 전류를 디지털 변환 처리한다.
상기 제어부(740)는, 상기 전력량계(700)의 전반적인 제어 기능을 수행한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 송/수전 계량부(710)에서 검출된 전압 및/또는 전류를 디지털 변환 처리하고, 상기 디지털 변환 처리된 상기 검출된 데이터(예를 들어, 상기 전압 및/또는 전류)를 근거로 상기 송전 전력량 및 수전 전력량을 산출한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 부하(500)의 최대 수요 전력을 계측한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 전력 변환 장치(300)의 수행 여부를 판단한다.
즉, 상기 전력량계(700)는, 상위 시스템(800)에 판매하는 전력 가격(또는, 전력 요금) 및, 상기 계측된 최대 수요 전력 중 적어도 하나를 근거로 상기 전력 변환 장치(300)의 수행 여부를 판단한다. 이때, 상기 전력량계(700)는, 상기 상위 시스템(800)에 판매하는 전력 가격이 미리 설정된 기준 전력 가격보다 큰지 여부 및/또는 상기 계측된 최대 수요 전력이 미리 설정된 기준 최대 수요 전력보다 큰지 여부를 확인하여, 상기 전력 변환 장치(300)의 수행이 필요한지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 판단 결과, 상기 전력 변환 장치(300)의 수행이 필요하지 않은 경우, 상기 산출된 송전 전력량 및, 수전 전력량을 미리 설정된 시간대에 맞춰 저장부(미도시)에 저장한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 산출된 송전 전력량 및, 수전 전력량을 상기 표시부(750)를 통해 표시한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 통신부(720)를 통해, 상기 산출된 송전 전력량 및, 수전 전력량 등을 포함하는 전력량 관련 데이터를 상기 상위 시스템(800)에 전송한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 판단 결과, 상기 전력 변환 장치(300)의 수행이 필요한 경우, 상기 전력 변환 장치(300)를 제어하기 위한 발전 제어 신호(또는, 발전 명령)를 생성한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 통신부(720)를 통해, 상기 생성된 발전 제어 신호를 상기 전력 변환 장치(300)에 전송한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 전송된 발전 제어 신호에 응답하여 상기 전력 변환 장치(300)로부터 전송되는 발전 전력량(또는, 발전 전력량 데이터/태양광 발전량 데이터) 및, 에러 정보 등을 수신한다. 이때, 상기 전송된 발전 제어 신호에 응답하여 상기 전력 변환 장치(300)를 통해 변환된 교류 전력은, 상기 분전반(400)을 통해 상기 부하(500) 및/또는 상기 계통 전력(600)에 공급된다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 수신된 발전 전력량 및, 에러 정보 등을 양방향 전력량계 요금 체계에 맞게 구분하여 미리 설정된 시간대에 맞춰 상기 저장부(미도시)에 저장한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 부하 소비 계측부(730)에서 검출된 전류(또는, 상기 부하 소비 계측부(730)에서 검출된 전류를 디지털 변환 처리한 전류) 및, 상기 송/수전 계량부(710)에서 검출된 전압(또는, 상기 송/수전 계량부(710)에서 검출된 전압을 디지털 변환 처리한 전압)을 근거로 상기 부하(500)의 부하 전력량인 소비 전력량을 산출한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 산출된 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량을 양방향 전력량계 요금 체계에 따라 미리 설정된 시간대대별로 상기 저장부(미도시)에 저장한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량을 상기 표시부(750)를 통해 표시한다.
또한, 상기 제어부(740)는, 상기 통신부(720)를 통해, 상기 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량을 상기 상위 시스템(800)에 전송한다.
상기 표시부(750)는, 상기 제어부(740)의 제어에 의해, 상기 저장부에 저장된 사용자 인터페이스 및/또는 그래픽 사용자 인터페이스를 이용하여 다양한 메뉴 화면 등과 같은 다양한 콘텐츠를 표시할 수 있다. 여기서, 상기 표시부(750)에 표시되는 콘텐츠는, 다양한 텍스트 또는 이미지 데이터(예를 들어, 각종 정보 데이터 포함)와 아이콘, 리스트 메뉴, 콤보 박스 등의 데이터를 포함하는 메뉴 화면 등을 포함한다. 또한, 상기 표시부(750)는, 터치 스크린 일 수 있다.
또한, 상기 표시부(750)는, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display : TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode : OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 3차원 디스플레이(3D Display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 표시부(750)는, 상기 제어부(740)의 제어에 의해, 상기 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량 등을 표시한다.
또한, 상기 전력량계(700)는, 상기 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량 등을 저장하는 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 저장부는, 다양한 사용자 인터페이스(User Interface : UI) 및/또는 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface : GUI)를 저장한다.
또한, 상기 저장부는, 상기 전력량계(700)가 동작하는데 필요한 데이터와 프로그램 등을 저장한다.
또한, 상기 저장부는, 플래시 메모리 타입(Flash Memory Type), 하드 디스크 타입(Hard Disk Type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro Type), 카드 타입의 메모리(예를 들면, SD 또는 XD 메모리 등), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크, 램(Random Access Memory : RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory : ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 전력량계(700)는 인터넷(internet)상에서 저장부 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 운영하거나, 또는 상기 웹 스토리지와 관련되어 동작할 수도 있다.
상기 상위 시스템(800)은, 상기 전력량계(700)로부터 전송되는 상기 송전 전력량 및, 상기 수전 전력량 등을 수신한다.
또한, 상기 상위 시스템(800)은, 상기 수신된 상기 송전 전력량 및, 상기 수전 전력량 등을 근거로 전력 가격, 요금 산정 및, 최대 수요 전력 예측 및, 상기 계통 전력(600)에 공급해야할 전력량 예측 등의 기능을 수행한다.
또한, 상기 상위 시스템(800)은, 상기 전력량계(700)로부터 전송되는 상기 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량 등을 수신한다.
또한, 상기 상위 시스템(800)은, 상기 수신된 상기 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량 등을 근거로 전력 가격 산출(예를 들어, 사는 전력량 가격 산출 및, 파는 전력량 가격 산출 등 포함), 요금 산정 및, 최대 수요 전력 예측 및, 상기 계통 전력(600)에 공급해야할 전력량 예측 등의 기능을 수행한다.
상기 분할 변류기(900)는, 상기 전력량계(700)의 제어에 의해, 상기 분전반(400)과 상기 부하(500) 사이에 흐르는 전류를 검출한다.
또한, 상기 분할 변류기(900)는, 상기 검출된 전류를 상기 전력량계(700)에 제공한다.
이와 같이, 지능형 전력량계를 통해, 발전 전력량, 소비 전력량, 송전 전력량 및, 수전 전력량 등의 4가지 전력량을 계측하고, 상기 계측된 4가지 전력량을 상위 시스템에 제공할 수 있다.
또한, 이와 같이, 최대 수요 전력이 발생할 때, 전력량계를 통해, 전력 변환 장치에 발전 명령을 제공할 수 있다.
또한, 이와 같이, 전력량계를 통해, 계통 전력에 파는 전력량 가격이 미리 설정된 기준 가격보다 클 때, 발전한 전력을 상위 계통 전력에 판매할 수 있다.
이하에서는, 본 명세서에 따른 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계의 제어 방법을 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 부하(500)와 계통 전력(600) 사이에 위치한 전력량계(700)는, 상기 부하(500)와 상기 계통 전력(600) 사이에 흐르는 전압 및/또는 전류를 검출한다(S310).
이후, 상기 전력량계(700)는, 상기 검출된 데이터(또는, 상기 검출된 전압 및/또는 전류)를 디지털 변환 처리한다.
또한, 상기 전력량계(700)는, 상기 디지털 변환 처리된 상기 검출된 데이터를 근거로 사는 전력량 및 파는 전력량인 송전 전력량 및 수전 전력량을 산출한다(S320).
이후, 상기 전력량계(700)는, 전력 변환 장치(300)의 수행 여부를 판단한다.
즉, 상기 전력량계(700)는, 상위 시스템(800)에 판매하는 전력 가격(또는, 전력 요금) 및, 계측된 최대 수요 전력 중 적어도 하나를 근거로 상기 전력 변환 장치(300)의 수행 여부를 판단한다.
일 예로, 상기 전력량계(700)는, 상기 상위 시스템(800)에 판매하는 전력 가격이 상기 전력량계(700)가 설치된 수용가의 사용자 또는 임의의 운용자에 의해 미리 설정된 기준 전력 가격보다 큰지 여부를 확인하여 상기 전력 변환 장치(300)의 수행 여부를 판단한다.
다른 일 예로, 상기 전력량계(700)는, 상기 전력량계(700)가 설치된 수용가의 최대 수요 전력(또는, 최대 수요 전력값)을 계측하여, 상기 계측된 최대 수요 전력이 상기 사용자 또는 상기 운용자에 의해 미리 설정된 기준 최대 수요 전력보다 큰지 여부를 확인하여 상기 전력 변환 장치(300)의 수행 여부를 판단한다(S330).
이후, 상기 전력량계(700)는, 상기 판단 결과, 상기 전력 변환 장치(300)의 수행이 필요하지 않은 경우, 상기 산출된 송전 전력량 및, 수전 전력량을 미리 설정된 시간대에 맞춰 저장한다.
또한, 상기 전력량계(700)는, 상기 산출된 송전 전력량 및, 수전 전력량을 상기 전력량계(700)에 포함된 표시부(750)를 통해 표시한다(S340).
이후, 상기 전력량계(700)는, 상기 산출된 송전 전력량 및, 수전 전력량 등을 포함하는 전력량 관련 데이터를 상기 상위 시스템(800)에 전송한다.
또한, 상기 상위 시스템(800)에서는, 상기 전력량계(700)로부터 전송되는 상기 송전 전력량 및, 상기 수전 전력량 등을 근거로 전력 가격, 요금 산정 및, 최대 수요 전력 예측 등의 기능을 수행한다(S350).
또한, 상기 전력량계(700)는, 상기 판단 결과, 상기 전력 변환 장치(300)의 수행이 필요한 경우, 상기 전력 변환 장치(300)를 제어하기 위한 발전 제어 신호(또는, 발전 명령)를 생성한다.
일 예로, 상기 전력량계(700)는, 상기 판단 결과, 상기 상위 시스템(800)에 판매하는 전력 가격이 상기 미리 설정된 기준 전력 가격보다 클 때, 상기 전력 변환 장치(300)를 제어하기 위한 발전 제어 신호를 생성한다. 이와 같이, 상기 생성된 상기 발전 제어 신호에 의해, 교류 전력이 상기 계통 전력(600)에 비싼 가격으로 판매될 수 있다.
다른 일 예로, 상기 전력량계(700)는, 상기 판단 결과, 상기 계측된 최대 수요 전력이 상기 미리 설정된 기준 최대 수요 전력보다 클 때, 상기 전력 변환 장치(300)를 제어하기 위한 발전 제어 신호를 생성한다. 이와 같이, 상기 생성된 상기 발전 제어 신호에 의해, 교류 전력이 상기 부하(500)에 제공되어 상기 부하(500)가 설치된 수용가(또는, 가정) 내의 최대 수요 전력을 저감할 수 있다.
또한, 상기 전력량계(700)는, 상기 생성된 발전 제어 신호를 상기 전력 변환 장치(300)에 전송한다(S360).
이후, 상기 전력량계(700)는, 상기 전송된 발전 제어 신호에 응답하여 상기 전력 변환 장치(300)로부터 전송되는 발전 전력량(또는, 발전 전력량 데이터/태양광 발전량 데이터) 및, 에러 정보 등을 수신한다(S370).
이후, 상기 전력량계(700)는, 분전반(400)과 상기 부하(500) 사이에 위치한 분할 변류기(900)를 통해, 상기 분전반(400)과 상기 부하(500) 사이에 흐르는 전류를 검출한다.
또한, 상기 전력량계(700)는, 상기 검출된 전류를 디지털 변환 처리한다(S380).
이후, 상기 전력량계(700)는, 상기 부하(500)와 상기 계통 전력(600) 사이에 흐르는 검출된 전압(또는, 상기 부하(500)와 상기 계통 전력(600) 사이에 흐르는 전압을 디지털 변환 처리한 전압) 및 상기 분전반(400)과 상기 부하(500) 사이에 흐르는 검출된 전류(또는, 상기 분전반(400)과 상기 부하(500) 사이에 흐르는 전류를 디지털 변환 처리한 전류)를 근거로 상기 부하(500)의 부하 전력량인 소비 전력량을 산출한다(S390).
이후, 상기 전력량계(700)는, 상기 산출된 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량을 양방향 전력량계 요금 체계에 맞게 구분하여 미리 설정된 시간대에 맞춰 저장한다.
이후, 상기 전력량계(700)는, 상기 산출된 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량을 상기 표시부(750)를 통해 표시한다(S400).
이후, 상기 전력량계(700)는, 상기 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량을 상기 상위 시스템(800)에 전송한다.
또한, 상기 상위 시스템(800)에서는, 상기 전력량계(700)로부터 전송되는 상기 송전 전력량, 상기 수전 전력량, 상기 발전 전력량 및, 상기 소비 전력량 등을 근거로 전력 가격, 요금 산정 및, 최대 수요 전력 예측 등의 기능을 수행한다(S410).
본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 지능형 전력량계를 통해, 발전 전력량, 소비 전력량, 송전 전력량 및, 수전 전력량 등의 4가지 전력량을 계측하고, 상기 계측된 4가지 전력량을 상위 시스템에 제공하여, , 상위 시스템에서 정확한 수요 전력량 예측을 수행할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 최대 수요 전력이 발생할 때, 전력량계를 통해, 전력 변환 장치에 발전 명령을 제공하여, , 전력변환 장치에서 미리 저장된 DC 전력을 AC 전력으로 변경하여 최대 수요 전력을 저감할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 전력량계를 통해, 계통 전력에 파는 전력량 가격이 미리 설정된 기준 가격보다 클 때, 발전한 전력을 상위 계통 전력에 판매하여, , 전체 시스템 효율을 극대화할 수 있다.
전술한 내용은 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 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 전력 시스템 100: 발전 장치
200: 에너지 저장 장치 300: 전력 변환 장치
400: 분전반 500: 부하
600: 계통 전력 700: 전력량계
800: 상위 시스템 900: 분할 변류기
710: 송/수전 계량부 720: 통신부
730: 부하 소비 계측부 740: 제어부
750: 표시부

Claims (7)

  1. 통신부;
    부하와 계통 전력 사이에 흐르는 전압 및, 전류를 검출하고, 상기 검출된 전압 및, 전류를 근거로 송전 전력량 및 수전 전력량을 산출하는 송/수전 계량부; 및
    상위 시스템에 판매하는 전력 가격 및, 계측된 최대 수요 전력 중 적어도 하나를 근거로 전력 변환 장치의 수행 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 전력 변환 장치의 수행이 필요할 때, 상기 전력 변환 장치를 제어하기 위한 발전 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 발전 제어 신호를 상기 통신부를 통해 상기 전력 변환 장치에 전송하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 상위 시스템에 판매하는 전력 가격이 미리 설정된 기준 전력 가격보다 큰지 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전력량계가 설치된 수용가의 최대 수요 전력을 계측하고, 상기 계측된 최대 수요 전력이 미리 설정된 기준 최대 수요 전력보다 큰지 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전송된 발전 제어 신호에 응답하여 상기 전력 변환 장치로부터 전송되는 발전 전력량 및, 에러 정보를 상기 통신부를 통해 수신하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계.
  5. 제4항에 있어서,
    분전반과 상기 부하 사이에 흐르는 전류를 검출하는 부하 소비 계측부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 산출된 송전 전력량, 상기 수전 전력량 및 상기 발전 전력량을 양방향 전력량계 요금 체계에 따라 미리 설정된 시간대별로 저장하거나, 표시하거나, 상기 상위 시스템에 전송하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 판단 결과, 상기 전력 변환 장치의 수행이 필요하지 않을 때, 상기 산출된 송전 전력량 및, 수전 전력량을 미리 설정된 시간대별로 저장하거나, 표시하거나, 상기 상위 시스템에 전송하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템용 지능형 전력량계.
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