KR20160082641A - 실시간 모니터링 및 ess 연동을 통한 피크 부하 절감 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

실시간 모니터링 및 ESS 연동을 통한 피크 부하 절감 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 피크 부하 절감 시스템은, 전기 에너지를 저장하는 ESS 및 부하에서의 전력 사용을 실시간으로 모니터링하고 전력 피크 도달 가능성이 있으면 ESS로부터 부하로 전력을 공급하도록 제어하고 전력 피크 도달 가능성이 없으면 ESS가 충전되도록 제어하는 전력 관리 시스템을 포함한다. 이에 의해, 피크 부하 절감이 실시간으로 가능하여, 수용가 측의 전기 사용료 절감을 유도할 수 있게 된다.

Description

실시간 모니터링 및 ESS 연동을 통한 피크 부하 절감 시스템 및 방법{Peak Load Reduction System and Method with Real-Time Monitoring and ESS Interlocking}

본 발명은 전력 관리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피크 부하를 관리하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

현재 한국전력의 전기 요금체계는 15분 단위의 피크치를 기반으로 기본요금을 계산하는 방식을 채택하고 있다. 즉, 1년 중 가장 높은 전력을 사용한 15분에 의해 기본요금이 결정되는 것이다.

이에, 일반적으로 전력 관리가 잘 되고 있다 하더라도, 1년 중 단 15분만이라도 피크를 잘못 관리하게 되면 기본요금이 현저하게 비싸지는 현상이 발생하게 된다.

뿐만 아니라, 피크 전력은 국가적으로도 전력 공급에 차질이 생기는 중대한 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라, 피크 전력을 관리하는 것은 개인적/국가적으로 매우 중요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 실시간 전력 모니터링을 통한 실시간 피크 모니터링 및 이에 따른 실시간 ESS(Energy Storage System) 연동을 통해, 피크 부하를 실시간으로 절감시키는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 피크 부하 절감 시스템은, 전기 에너지를 저장하는 ESS(Energy Storage System); 및 부하에서의 전력 사용을 실시간으로 모니터링하고, 전력 피크 도달 가능성이 있으면 상기 ESS로부터 상기 부하로 전력을 공급하도록 제어하고, 상기 전력 피크 도달 가능성이 없으면 상기 ESS가 충전되도록 제어하는 전력 관리 시스템;을 포함한다.

그리고, 상기 전력 관리 시스템은, 상기 ESS로부터 상기 부하로 전력을 공급과 상기 ESS의 충전을 실시간으로 제어

또한, 상기 전력 관리 시스템은, 상기 ESS의 충전 상태를 파악하고, 상기 ESS의 충전량이 기준량 미만이며 상기 전력 피크 도달 가능성이 없으면 상기 ESS가 충전되도록 제어

그리고, 상기 전력 관리 시스템은, 신재생 에너지 발전 시스템에 의한 발전량이 요구량 이상이면 상기 신재생 에너지 발전 시스템에서 생성되는 전력으로 상기 ESS를 충전시킬 수 있다.

또한, 상기 전력 관리 시스템은, 상기 신재생 에너지 발전 시스템에 의한 발전량이 요구량 미만이면 전력망으로부터 공급되는 전력으로 상기 ESS를 충전시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 피크 부하 절감 방법은, 부하에서의 전력 사용을 실시간으로 모니터링하는 단계; 전력 피크 도달 가능성이 있으면, 전기 에너지를 저장하는 ESS(Energy Storage System)로부터 상기 부하로 전력을 공급하도록 제어하는 단계; 및 상기 전력 피크 도달 가능성이 없으면, 상기 ESS가 충전되도록 제어하는 단계;를 포함한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 실시간 전력 피크 모니터링 및 이에 따른 실시간 ESS 연동을 통해, 피크 부하 절감이 실시간으로 가능하여, 수용가 측의 전기 사용료 절감을 유도할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명의 실시예들에 따르면, 국가적으로도 전력 공급에 차질이 생기는 중대한 문제에 빠지지 않게 된다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, ESS 도입에 따른 효과를 확실히 보장 할 수 있어 투자 대비 수익성이 좋아진다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 부하 절감 시스템을 도시한 도면, 그리고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 피크 부하 절감 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

1. 피크 부하 절감 시스템

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 부하 절감 시스템을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 피크 부하 절감 시스템은, 실시간으로 전력 부하(10)를 모니터링하고, 실시간으로 ESS(300)을 연동시켜, 피크 부하를 절감시키는 시스템이다.

이와 같은 기능을 수행하는 피크 부하 절감 시스템은, 전력 관리 시스템(100), 신재생 에너지 발전 시스템(200) 및 ESS(Energy Storage System)(300)을 포함하여 구축된다.

전력 관리 시스템(100)는 피크 부하 절감 시스템의 중심에서 핵심 역할을 하는 시스템으로, 실시간 전력 사용 모니터링 및 ESS(300)의 충/방전을 제어하여, 궁극적으로 전력 피크를 넘지 않도록 관리한다.

전력 관리 시스템(100)에 의한 전력 관리 방법에 대해서는, 도 2를 참조하여 상세히 후술한다.

신재생 에너지 발전 시스템(200)은, 풍력, 태양광 등을 이용한 발전시스템으로, 생성된 전력은 ESS(300)를 충전하는데 사용된다.

ESS(300)는 전기 에너지를 저장하고, 필요시 공급하기 위한 시스템으로, 충/방전은 전력 관리 시스템(100)에 의해 제어된다.

2. 실시간 피크 부하 절감 방법

이하에서는, 도 1에 도시된 전력 관리 시스템(100)에 의해 실시간으로 피크 부하가 절감되는 과정에 대해, 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 피크 부하 절감 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전력 관리 시스템(100)은 전력 부하(10)에서의 전력 사용을 실시간으로 모니터링하고(S210), 전력 피크 도달 가능성이 있는지 판단한다(S220).

전력 피크 도달 가능성은, 실시간 전력 사용 패턴을 도출하여, 한국전력의 피크 전력 계산 단위인 15분 단위로 판단한다. 실시간 전력 사용 패턴은 전력 사용량 증가율, 전력 사용량 증가속도 등을 말하며, 계절, 시간대, 기온 등을 파악하여 가중치를 부여할 수도 있다.

S220단계에서의 판단 결과 전력 피크 도달 가능성이 있으면(S220-Y), 전력 관리 시스템(100)은 ESS(300)를 방전시켜 전력 부하(10)로 전력이 공급되도록 제어한다(S230).

반면, S220단계에서의 판단 결과 전력 피크 도달 가능성이 없으면(S220-N), 전력 관리 시스템(100)은 전력망(20)으로부터 전력 부하(10)로 전력이 공급되도록 제어한다(S240).

그리고, 전력 관리 시스템(100)은 ESS(300)의 충전 상태를 파악한다(S250). S250단계에서의 충전 상태 파악도, S210단계에서의 전력 사용 모니터링과 마찬가지로 실시간으로 수행된다.

S250단계에서, ESS(300)의 충전 상태 파악은, ESS(300)의 충전량과 기준량(예를 들면, 20%)을 비교하여, 충전량이 기준량 미만이면 ESS(300)가 충전 부족 상태인 것으로 파악한다.

S260단계에서 ESS(300)가 충전 부족 상태인 것으로 파악되면(S260-Y), 전력 관리 시스템(100)은 ESS(300)를 충전한다(S270). S270단계에서 ESS(300)의 충전 전력을 공급할 전력 소스는, 전력 관리 시스템(100)이 적응적으로 선택/결정할 수 있다.

구체적으로, 신재생 에너지 발전 시스템(200)에서의 발전량이 요구량 이상인 경우, 전력 관리 시스템(100)은 신재생 에너지 발전 시스템(200)에서 공급되는 전력에 의해서만 ESS(300)가 충전되도록 제어한다.

하지만, 신재생 에너지 발전 시스템(200)에서의 발전량이 요구량 미만인 경우, 전력 관리 시스템(100)은 신재생 에너지 발전 시스템(200)에서 공급되는 전력 외에 전력망(20)으로부터 공급되는 전력(즉, 전력 회사인 한국 전력이 공급하는 전력)으로 ESS(300)가 충전되도록 제어한다.

한편, 전력 피크 도달 가능성이 있는 경우에는, ESS(300)를 충전하지 않는 것에 유념하여야 한다.

본 발명의 실시예에서는, ESS(300)의 충전이 보다 지능적으로 이루어진다. 즉, 실시간 충전 상태 모니터링에 의해 실시간 충전이 수행되며, 심야 시간대에서만 충전이 이루어지던 기존의 ESS와 차이가 있다.

3. 변형예

지금까지, 실시간 모니터링 및 ESS 연동을 통한 피크 부하 절감 시스템 및 방법에 대해 바람직한 실시예들을 들어 상세히 설명하였다.

위 실시예에서, 전력 피크 도달 가능성을 판단하는데 이용되는 실시간 전력 사용 패턴으로 전력 사용량 증가율, 전력 사용량 증가속도 등을 고려하는 것을 상정하였으나, 그 밖의 다른 파라미터를 고려하여 전력 피크 도달 가능성을 판단하도록 구현하는 것도 가능하다.

또한, 피크 전력 간격을 15분 보다 짧은 시간으로 구현하는 것이 가능하다. 이는, 한국전력에서 피크 전력을 계산하는 시점을 정확히 모르기 때문에, 보다 확실하게 피크 전력을 초과하지 않도록 하기 위한 방안에 해당한다.

또한, 위 실시예에서는, ESS(300)에 저장된 전기 에너지를 전력 부하(10)에 공급하는 용도로만 이용하는 것을 상정하였으나, 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하다. ESS(300)에 저장된 전기 에너지를 전력 시장에서 판매하는 것도 가능하다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100 : 전력 관리 시스템
200 : 신재생 에너지 발전 시스템
300 : ESS(Energy Storage System)

Claims (6)

1. 전기 에너지를 저장하는 ESS(Energy Storage System); 및
   부하에서의 전력 사용을 실시간으로 모니터링하고, 전력 피크 도달 가능성이 있으면 상기 ESS로부터 상기 부하로 전력을 공급하도록 제어하고, 상기 전력 피크 도달 가능성이 없으면 상기 ESS가 충전되도록 제어하는 전력 관리 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 부하 절감 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 관리 시스템은,
   상기 ESS로부터 상기 부하로 전력을 공급과 상기 ESS의 충전을 실시간으로 제어하는 것을 특징으로 하는 피크 부하 절감 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 관리 시스템은,
   상기 ESS의 충전 상태를 파악하고, 상기 ESS의 충전량이 기준량 미만이며 상기 전력 피크 도달 가능성이 없으면 상기 ESS가 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 피크 부하 절감 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 관리 시스템은,
   신재생 에너지 발전 시스템에 의한 발전량이 요구량 이상이면 상기 신재생 에너지 발전 시스템에서 생성되는 전력으로 상기 ESS를 충전시키는 것을 특징으로 하는 피크 부하 절감 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 전력 관리 시스템은,
   상기 신재생 에너지 발전 시스템에 의한 발전량이 요구량 미만이면 전력망으로부터 공급되는 전력으로 상기 ESS를 충전시키는 것을 특징으로 하는 피크 부하 절감 시스템.
   
6. 부하에서의 전력 사용을 실시간으로 모니터링하는 단계;
   전력 피크 도달 가능성이 있으면, 전기 에너지를 저장하는 ESS(Energy Storage System)로부터 상기 부하로 전력을 공급하도록 제어하는 단계; 및
   상기 전력 피크 도달 가능성이 없으면, 상기 ESS가 충전되도록 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 부하 절감 방법.
   

Images