KR20170017022A - Method for controlling electric power system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for controlling an electric power system, which runs a diesel generator in an island area to supply electricity. The method of controlling the electric power system comprises: a step in which a hybrid power conversion apparatus for transmitting power to an electric grid transmits an operation state of a renewable energy source generator and a remaining amount of a power storage apparatus to a power management apparatus; a power operation state monitoring step in which the power management apparatus, which manages a power generation amount and power supply according to power demand, monitors in real time a power generation amount of the diesel generator, an operation state of the renewable energy source generator, and the remaining amount of the power storage apparatus; a step in which the power management apparatus calculates a charge time to reach a preset charge target by predicting a predicted power generation amount of the renewable energy source generator; a charge target-per-hour calculation step in which the power management apparatus calculates a charge target per hour to be stored in the power storage apparatus, using the power generation amount of the diesel generator, the predicted power generation amount of the renewable energy source generator, and the charge time; a step in which the power management apparatus transmits the charge target per hour to the hybrid power conversion apparatus which is in charge of power transmission from the electric grid to a power station; and a charge execution step in which the hybrid power conversion apparatus executes charging of the power storage apparatus, using one from among generated power of the renewable energy source generator and generated power of the diesel generator, until the charge target per hour is reached.

Description

전력 계통 제어 방법{Method for controlling electric power system}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 전력 계통 제어 방법으로서, 도서 지역에 디젤 발전기를 운용하며 전력을 공급하는 전력 계통 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a power system control method, and more particularly, to a power system control method of operating a diesel generator and supplying power to a book area.

도 1은 디젤 발전기의 발전 전력을 가정에 공급하는 전력 공급로를 도시한 그림이다.1 is a view showing a power supply path for supplying generated power of a diesel generator to a home.

계통 연계가 어려운 일부 도서 지역에서는 독립적으로 디젤 발전기를 이용하여 전력을 생산하여 사용하게 된다.In some islands where grid-linking is difficult, power is produced and used independently from diesel generators.

도서 지역 내의 디젤 발전기의 경우 대용량 디젤 발전기 1대를 운영하기 보다는 저용량 디젤 발전기 2대 이상을 병렬로 연결하여 분산 운영하는 경우가 대부분이다. 예를 들어, 저용량의 디젤 발전기 1대 용량이 초과하는 부하가 발생하는 경우 2번째 디젤 발전기가 운영을 실시하여 부하를 제어한다.In the case of diesel generators in the island area, rather than operating one high-capacity diesel generator, two or more low-capacity diesel generators are connected in parallel and distributed. For example, in case of a load exceeding the capacity of one low-capacity diesel generator, the second diesel generator operates and controls the load.

이를 위하여 전력관리장치(10)(PMS;Power Management System)는 독립형 디젤 발전기의 전력 공급과 송전단의 전력 수요를 모니터링하여 전력 변동에 따라서 전력변환장치(20)(PCS;Power Conditioning System)에 지령을 내려 예비력 회복, 주파수 제어, 전력 품질 및 신뢰도 향상, 신재생 에너지 관리, 에너지 관리, 전압 관리 등을 통해서 송배전 효과를 높이게 된다.To this end, the power management system 10 (PMS) monitors the power supply of the stand-alone diesel generator and the power demand of the power transmission terminal, and instructs the power conversion system 20 (PCS; Power Conditioning System) To improve the transmission and distribution effect through reserve recovery, frequency control, power quality and reliability improvement, renewable energy management, energy management, and voltage management.

그런데 이러한 기존의 전력관리장치(10)(PMS)는, 전력 소모가 적은 심야 시간대에도 디젤 발전기를 가동하여야 하기 때문에 에너지 효율성이 떨어진다. 따라서 에너지 효율성을 높일 수 있는 수단의 필요성이 절실하다.
However, since the conventional power management apparatus 10 (PMS) is required to operate the diesel generator even in the middle of the night when power consumption is low, energy efficiency is low. Therefore, there is a need for a means for enhancing energy efficiency.

한국등록특허 10-1316550호Korean Patent No. 10-1316550

본 발명의 기술적 과제는 전력 공급을 효율적으로 할 수 있는 전력 계통의 제어 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 전력변환장치의 안정적인 전력 송전이 이루어지도록 하는데 있다.
The technical problem of the present invention relates to a power system control method capable of efficiently supplying power. Further, the technical problem of the present invention is to enable stable power transmission of the power conversion apparatus.

본 발명의 실시 형태는 전력망으로의 전력 송전을 담당하는 하이브리드 전력변환장치가, 신재생 에너지원 발전기의 운행 상태 및 전력저장장치의 잔량을 상기 전력관리장치에 전송하는 과정; 전력 생산량과 송전단의 전력 수요량에 따른 전력 공급을 관리하는 전력관리장치가, 디젤 발전기의 전력 생산량, 신재생 에너지원 발전기의 운행 상태 및 전력저장장치의 잔량을 실시간으로 모니터링하는 전력 운행 상태 모니터링 과정; 상기 전력관리장치가, 신재생 에너지원 발전기의 당일 전력 예측 생산량을 예측하여 미리 설정된 충전 목표치에 도달하도록 하는 충전 시간량을 산출하는 과정; 상기 전력관리장치가, 상기 디젤 발전기의 전력 생산량, 신재생 에너지원 발전기의 당일 전력 예측 생산량, 충전 시간량을 이용하여 전력저장장치에 저장할 시간별 충전 목표치를 산출하는 시간별 충전 목표치 산출 과정; 상기 전력관리장치가, 상기 시간별 충전 목표치를 전력망에서의 송전단으로의 송전을 담당하는 하이브리드 전력변환장치에 전송하는 과정; 및 상기 하이브리드 전력변환장치가, 신재생 에너지원 발전기의 발전 전력과, 디젤 발전기의 발전 전력 중 어느 하나 이상을 이용하여 상기 시간별 충전 목표치에 도달할 때까지 상기 전력저장장치의 충전을 수행하는 충전 수행 과정;을 포함할 수 있다.The embodiment of the present invention is characterized in that a hybrid power conversion apparatus for power transmission to a power network includes a process of transmitting a running state of a renewable energy source generator and a remaining amount of a power storage device to the power management apparatus; A power management device that manages the power supply according to the power generation amount and the electric power demand of the power transmission line is a power management state monitoring process that monitors in real time the power generation amount of the diesel generator, the operation state of the renewable energy source generator, ; Calculating the amount of charge time for predicting the predicted power generation amount of the renewable energy source generator on the same day to reach a preset target value of the charge; Wherein the power management apparatus calculates a target charging target value for each hour to be stored in the power storage device using the power generation amount of the diesel generator, the predicted power generation amount of the renewable energy source on the same day, and the charging time amount; Transmitting the target charging target value to the hybrid power converter in charge of transmission to a transmission terminal in a power grid; And charging the power storage device until the hybrid power converter reaches the charging target value for each hour by using at least one of the generated power of the renewable energy source generator and the generated power of the diesel generator Process.

상기 신재생 에너지원 발전기는, 풍력 발전기 및 태양광 발전기를 포함하며, 전력저장장치는, B는 전력저장장치의 용량[Kwh], R2는 도서지역의 심야 시간대의 평균 소비 전력[Kw], t2[hour]는 전력변환장치가 전력저장장치에 충전된 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 할 수 있는 최대 가능 시간이라 할 때, B[Kwh] = R2 × t2× 1.3에 의해 결정되는 용량을 가지는 전력저장장치임을 특징으로 할 수 있다.Wherein the renewable energy source generator includes a wind power generator and a solar power generator, wherein B is a capacity of a power storage device [Kwh], R 2 is an average power consumption [Kw] t 2 [hour] is the maximum possible time at which the power converter can transmit power to the transmission line using only the power charged to the power storage device. B [Kwh] = R 2 × t 2 × 1.3 And a power storage device having a capacity determined by the power storage device.

상기 충전 시간량을 산출하는 것은, B는 전력저장장치의 용량[Kwh], Wp는 풍력 발전기의 당일 전력 예측 생산량[Kw], Sp는 태양광 발전기의 당일 전력 예측 생산량[Kw], Cp는 충전 목표치 도달을 위한 전력 변동량[Kw]이라 할 때,

Figure pat00001
에 의해 충전 시간량(t1)이 산출됨을 특징으로 할 수 있다.In the calculation of the charging time amount, B is the capacity of the power storage device [Kwh], Wp is the predicted power generation amount on the day of the wind power generator [Kw], Sp is the predicted power generation amount on the day of the solar power generator [Kw] And a power fluctuation amount [Kw] for reaching a target value,
Figure pat00001
That the charge amount of time (t 1) is calculated from may be characterized.

상기 시간별 충전 목표치를 산출하는 것은, W는 풍력 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], S는 태양광 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], C는 전력저장장치의 시간당 예측 변동전력[Kw], R2는 도서지역의 심야 시간대의 평균 소비 전력[Kw], t2[hour]는 전력변환장치가 전력저장장치에 충전된 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 할 수 있는 최대 가능 시간, t1은 충전 시간량이라 할 때,The calculating the hourly charging target value, W is a per generation capacity [Kw] of the wind turbine, S is per generation capacity of the solar generator [Kw], C are hourly forecast change power of the power storage device [Kw], R 2 The average power consumption [Kw] in the night time zone of the book area, t 2 [hour] is the maximum possible time that the power conversion device can make transmission to the power transmission end using only the power charged in the power storage device, t 1 is the charge time amount,

Figure pat00002
Figure pat00002

에 의해 시간별 충전 목표치(A)가 산출됨을 특징으로 할 수 있다.The charging target value A per hour is calculated by the following equation (1).

상기 충전 수행 과정은, 상기 전력저장장치에 전력 충전 중에 신재생 에너지원 발전기의 전력 생산량이 기준치 이하로 떨어진 경우 디젤 발전기의 전력 생산량을 높이도록 제어할 수 있다.The charging operation may control the power generation amount of the diesel generator to increase when the power generation amount of the renewable energy source generator falls below a reference value during the charging of the power storage device.

상기 디젤 발전기의 전력 생산량을 높이도록 제어하는 것은, 디젤 발전기의 전력 생산의 변동량(D)을 제어하며, W는 풍력 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], S는 태양광 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], C는 전력저장장치의 시간당 예측 변동전력[Kw], R1은 도서지역의 평일 전력 수요량[Kw]이라 할 때,(D) of the power generation of the diesel generator is controlled so as to increase the power generation amount of the diesel generator, W is the power generation capacity per hour [Kw] of the wind power generator, S is the power generation capacity [Kw ], C is the predicted fluctuation power [Kw] per hour of the power storage device, and R 1 is the weekday power demand [Kw]

Figure pat00003
Figure pat00003

에 의해 디젤 발전기의 전력 생산의 변동량(D)이 산출됨을 특징으로 할 수 있다.(D) of the electric power generation of the diesel generator is calculated.

상기 충전 수행 과정이 있은 후, 상기 전력관리장치는, 전력저장장치의 충전이 완충되거나, 상기 시간별 충전 목표치에 도달한 경우, 전력저장장치의 충전을 중지하고 송전을 수행하라는 송전 메시지를 상기 하이브리드 전력변환장치에 전송하는 과정; 상기 하이브리드 전력변환장치는, 상기 송전 메시지를 수신하면 전력저장장치의 충전을 중지하고 전력저장장치에 충전된 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 하는 과정; 상기 하이브리드 전력변환장치는, 상기 전력저장장치의 충전된 전력을 주기적으로 파악하여 30% 미만으로 충전되어 있는 경우, 상기 전력관리장치에 방전 경고 메시지를 전송하는 과정; 상기 전력관리장치가, 상기 방전 경고 메시지를 수신한 경우, 디젤 발전기의 전력 생산이 이루어지도록 제어하며, 디젤 발전기 전력 생산 메시지를 상기 하이브리드 전력변환장치에 전송하는 과정; 및 상기 하이브리드 전력변환장치가, 상기 디젤 발전기 전력 생산 메시지를 수신한 경우, 디젤 발전기의 발전 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 하는 과정;을 포함할 수 있다.
The power management apparatus according to claim 1, wherein the power management apparatus stops the charging of the power storage device when the charging of the power storage device is completed or the charging target value is reached to the charging target time, Transmitting to the conversion device; Wherein the hybrid power conversion device stops charging the power storage device upon receiving the transmission message and transmits power to the transmission terminal using only the electric power charged in the power storage device; The hybrid power converter periodically grasping charged power of the power storage device and transmitting a discharge warning message to the power management device when the power is charged to less than 30%; Controlling the generation of electric power of the diesel generator when the electric power management apparatus receives the discharge warning message and transmitting the diesel generator electric power production message to the hybrid electric power conversion apparatus; And a step in which, when the hybrid power converter receives the diesel generator power production message, transmission to the transmission terminal is performed using only the generated power of the diesel generator.

본 발명의 실시 형태에 따르면 심야 시간대에 디젤 발전기의 운행을 하지 않고 하이브리드 전력변환장치의 단독 운행이 이루어질 경우 연료절감 및 디젤발전기의 안정성의 향상을 이룰 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, when the hybrid electric power conversion apparatus is operated alone without operating the diesel generator during the nighttime, it is possible to reduce the fuel consumption and improve the stability of the diesel generator.

도 1은 디젤 발전기의 발전 전력을 가정에 공급하는 전력 공급로를 도시한 그림.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 제어 시스템을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 제어 과정을 도시한 플로차트.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 당일 전력 예측 생산량을 예측하는 과정을 도시한 플로차트.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전기의 당일 전력 예측 생산량을 예측하는 과정을 도시한 플로차트.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 전력저장장치를 이용한 전력 송전 과정을 도시한 플로차트.
1 is a view showing a power supply path for supplying generated power of a diesel generator to a home.
2 is a configuration diagram showing a power system control system according to an embodiment of the present invention;
3 is a flowchart illustrating a power system control process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of predicting a day-to-day power production amount of a wind turbine according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a process of predicting a predicted power generation amount of a solar generator on the same day according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a power transmission process using a power storage device according to an embodiment of the present invention.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해서 보다 명확해질 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to explain the present invention in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. . Other objects, features, and operational advantages of the present invention, including its effects and advantages, will become more apparent from the description of the preferred embodiments. It should be noted that the same reference numerals are used to denote the same or similar components in the drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 제어 시스템을 도시한 구성도이다.2 is a configuration diagram illustrating a power system control system according to an embodiment of the present invention.

디젤 발전기는 디젤 발전을 수행하여 전력을 생산하는 발전기로서, 디젤 기관을 원동기로 하여 발전 전력을 생산한다.A diesel generator is a generator that generates electricity by performing diesel power generation, and generates electric power using a diesel engine as a prime mover.

신재생 에너지원 발전기(400)는 디젤과 같은 원료가 아닌 자연 환경을 이용하여 발전 전력을 생산하는 발전이다. 예를 들어, 신재생 에너지원 발전기(400)는 풍력 발전기, 태양광 발전기가 해당될 수 있다.The renewable energy source generator (400) is a power generation plant that generates electricity using natural environment instead of raw materials such as diesel. For example, the renewable energy source generator 400 may be a wind power generator or a solar generator.

전력저장장치(300)는 전력을 충전하여 심야에 송전단을 통해 전력을 제공하도록 전력의 충전 및 방전이 이루어질 수 있는 전력 저장체이다.The power storage device 300 is a power storage device capable of charging and discharging electric power to charge the electric power and provide electric power through the transmission terminal at midnight.

본 발명의 독립운전이 가능한 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS;Hybrid power conditioning system)는 기존의 PCS (power conditioning system) 기능 이외에도 전력 소모가 적은 심야 시간 때에 디젤 발전기를 가동하지 않고 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS) 단독 운영이 가능하며 전력관리장치(100)(PMS;power management system) 운영에 따라서 효율적으로 전력저장장치(300)에 전력저장 및 소비가 가능하다. 따라서 하이브리드 전력변환장치(HPCS)는 불안정한 신재생전력을 전력망에 안정적으로 연계하여 제공한다. 하이브리드 전력변환장치(200)는, 신재생 에너지원 발전기(400)의 운행 상태 및 전력저장장치(300)의 잔량을 전력관리장치(100)에 전송하며, 신재생 에너지원 발전기(400)의 발전 전력과, 디젤 발전기의 발전 전력 중 어느 하나 이상을 이용하여 시간별 충전 목표치에 도달할 때까지 전력저장장치(300)의 충전을 수행한다. 이를 상술하면, 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는 기본적은 상용화된 PCS(power conditioning system)의 전력변동에 따른 전력품질 향상도모등과 같은 기능은 기본적으로 갖추고 있으므로 상세한 설명을 생략한다. 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는 입력단은 풍력 발전기와 태양광 발전기에 병렬로 연결되어 전력 공급을 받아서 전력저장장치(300)에 전력을 저장한다.The hybrid power conditioning system (HPCS) capable of the independent operation of the present invention can operate the hybrid power conversion system 200 without operating the diesel generator at the time of the nighttime when the power consumption is low in addition to the conventional power conditioning system (PCS) (HPCS) can be operated independently and the power storage device 300 can be efficiently stored and consumed in accordance with the power management system (PMS) operation. Therefore, the hybrid power converter (HPCS) provides unstable renewable power to the grid in a stable manner. The hybrid power conversion apparatus 200 transmits the operation state of the renewable energy source generator 400 and the remaining amount of the power storage apparatus 300 to the power management apparatus 100, The electric power storage device 300 is charged until the target charging target value is reached by using at least one of electric power and generated electric power of the diesel generator. In detail, the hybrid power converter 200 (HPCS) basically has the functions such as improving the power quality due to power fluctuation of a commercial power conditioning system (PCS) basically, and therefore, detailed description thereof will be omitted. In the hybrid power converter 200 (HPCS), an input terminal is connected in parallel to a wind power generator and a photovoltaic generator to receive power and store power in the power storage device 300.

하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)의 출력단은 양방향구조로 이루어져 있으며 기존의 PCS (power conditioning system) 기능과 같이 독립디젤 발전기의 전력 변동 발생하는 경우 송전단에 예비전력을 공급하여 전력품질 향상 역할을 기본적으로 하면서 전력저장장치(300)의 전력이 부족하거나 독립형 디젤발전기 발전효율을 고려한 발전기 운영 시 발생하는 잉여전력을 전력저장장치(300)에 저장할 수 있다.The output stage of the hybrid power converter 200 (HPCS) has a bidirectional structure. When the power fluctuation of the independent diesel generator occurs as in the conventional power conditioning system (PCS) function, The power storage device 300 may store the surplus power generated during operation of the power generator 300 considering the power generation efficiency of the power storage device 300 or the power generation efficiency of the independent diesel generator.

하이브리드전력변환장치(HPCS)는 풍력 발전기 및 태양광 발전기와 송전단이 완벽하게 분리되어 있으므로 풍력 발전기와 태양광 발전기에서 발생할 수 있는 이상전력으로 인해서 발생할 수 있는 송전단 전력 사고를 미연에 방지할 수 있다.Since the hybrid power conversion unit (HPCS) is completely separated from the wind power generator and the solar power generator and the power transmission unit, it is possible to prevent a power transmission accident that may occur due to the abnormal power generated by the wind power generator and the solar power generator have.

하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)를 운영하기 위해서 높이 30M 가량의 기상탑이 설치되며 데이터로서, 풍속센서, 풍향센서, 온도센서, 습도센서, 기압센서, 일사량센서, 강우량센서로 구성되어 있다. 기상탑에 설치되어 있는 모든 센서들의 신호측정 및 측정신호 변환하여 데이터화하여 수집 및 개별적 데이터 저장을 하면서 실시간으로 전력관리장치(100)(PMS)으로 데이터를 전송한다.A weather tower of about 30M in height is installed to operate the hybrid power converter 200 (HPCS), and is composed of an air speed sensor, a wind direction sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, an air pressure sensor, a radiation amount sensor and a rainfall sensor . All the sensors installed in the meteorological tower are measured and converted into signals, converted into data, collected and stored in separate data, and data is transmitted to the power management apparatus 100 (PMS) in real time.

또한 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는 상시 운영 중에는 전력관리장치(100)(PMS)의 명령에 따라서 송전단에서 전력 공급받기도 하고 반대로 공급해주기도 한다. 전력관리장치(100)(PMS)는 현재 운영 중인 디젤 발전기의 출력 용량을 상시 추정한다.In addition, the hybrid power converter 200 (HPCS) receives electric power from the transmission terminal and supplies electric power to the hybrid electric power conversion device 200 (HPCS) according to a command from the power management device 100 (PMS) during normal operation. The power management device 100 (PMS) always estimates the output capacity of the diesel generator currently in operation.

하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는 전력관리장치(100)(PMS)의 명령에 따라서 풍력 발전기와 태양과 발전기의 현재 운행 상태 및 전력 저장 장치의 잔량을 체크하여 전력관리장치(100)(PMS)로 전송한다. 또한 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는 상시 운영 중에는 전력관리장치(100)(PMS)의 지령에 따라서 송전단에서 전력 공급받기도 하고 반대로 공급해주기도 한다. 전력관리장치(100)(PMS)는 현재 운영 중인 디젤 발전기의 출력 용량을 상시 추정한다.The hybrid power converter 200 (HPCS) checks the current operating state of the wind turbine, the sun and the generator, and the remaining capacity of the power storage device according to the command of the power management device 100 (PMS) PMS). In addition, the hybrid power converter 200 (HPCS) receives electric power from the transmission terminal and supplies electric power to the hybrid power converter 200 (HPCS) in accordance with the command of the power management device 100 (PMS) during normal operation. The power management device 100 (PMS) always estimates the output capacity of the diesel generator currently in operation.

하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는 전력관리장치(100)(PMS)의 명령에 따라서 풍력 발전기와 태양과 발전기의 현재 운행 상태 및 전력 저장 장치의 잔량을 체크하여 전력관리장치(100)(PMS) 전송한다.
The hybrid power converter 200 (HPCS) checks the current operating state of the wind turbine, the sun and the generator, and the remaining capacity of the power storage device according to the command of the power management device 100 (PMS) PMS).

전력관리장치(100)(PMS;Power Management System)는, 디젤 발전기의 전력 생산량, 신재생 에너지원 발전기(400)의 운행 상태 및 전력저장장치(300)의 잔량을 실시간으로 모니터링하는 전력 운행 상태 모니터링한다. 전력관리장치(100)(PMS)는, 신재생 에너지원 발전기(400)의 당일 전력 예측 생산량을 예측하여 미리 설정된 충전 목표치에 도달하도록 하는 충전 시간량을 산출하고, 디젤 발전기의 전력 생산량, 신재생 에너지원 발전기(400)의 당일 전력 예측 생산량, 충전 시간량을 이용하여 전력저장장치(300)에 저장할 시간별 충전 목표치를 산출하는 시간별 충전 목표치 산출한다. 그리고 전력관리장치(100)는 시간별 충전 목표치를 전력망에서의 송전단으로의 송전을 담당하는 하이브리드 전력변환장치(200)에 전송한다.The power management system 100 includes a power management system 100 for monitoring the power generation amount of the diesel generator, the running state of the renewable energy source generator 400, and the remaining amount of the power storage device 300 in real time, do. The power management apparatus 100 (PMS) calculates the amount of charge time for predicting the predicted power generation amount of the renewable energy source generator 400 on the same day to reach a preset charge target value, and calculates a power generation amount of the diesel generator, The charge target value for each hour to be stored in the power storage device 300 is calculated using the predicted power generation amount and the charge time amount of the energy source generator 400 on the same day. Then, the power management apparatus 100 transmits the charging target value per hour to the hybrid power conversion apparatus 200 that is responsible for transmission to the power transmission end in the power network.

이하 상술하면, 전력관리장치(100)(PMS)는 도서 지역의 시간별 전력 소비 데이터를 다량으로 보유하고 있다. 전력관리장치(100)(PMS)는 각각의 독립형 디젤 발전기의 전력 생산 및 기름 소비 기준율에 대한 데이터를 보유 하고 있다. 전력관리장치(100)(PMS)는 풍력 발전기와 태양광 발전기의 실시간 발전량 측정 및 누적 발전량을 저장하고 있다. 전력관리장치(100)(PMS)는 송전단에 지령을 내려 현재의 부하용량 증가와 감소를 상시 추정한다.Described below in detail, the power management apparatus 100 (PMS) holds a large amount of power consumption data of the book area over time. The power management device 100 (PMS) has data on power generation and oil consumption reference rate of each stand-alone diesel generator. The power management device 100 (PMS) stores real-time power generation and cumulative power generation of the wind turbine and the solar generator. The power management apparatus 100 (PMS) issues a command to the transmission terminal to constantly estimate the current load capacity increase and decrease.

전력관리장치(100)(PMS)는 현재 운영 중인 디젤 발전기의 출력 용량을 상시 추정한다. 전력관리장치(100)(PMS)가 풍력 발전기의 발전량 예측을 위해서는 설치 장소의 신뢰할 수 있는 기상청 자료 10년 이상의 데이터 또는 기상탑을 설치하여 실측을 통해서 얻은 데이터를 저장되어 있어야하며 현재 날짜를 기준으로 하여 ±3개월 이사의 데이터만 추출할 수 있어야 하며, 추출된 ±3개월의 데이터와 현재 풍속센서에 의해서 현재 지역의 측정된 풍속데이터를 10분 간격으로 저장되고 있는 데이터와 비교 분석하여 현재의 풍속 데이터와 가장 비슷하면서 확률이 높은 패턴주기를 찾아서 당일 평균풍속 대를 예측하여 풍력 발전기의 출력용량과 대입하여 당일 발전량을 예측한다.The power management device 100 (PMS) always estimates the output capacity of the diesel generator currently in operation. The power management apparatus 100 (PMS) must have reliable data of the meteorological station installed at the place of installation for predicting the generation amount of the wind power generator, data of 10 years or more, or data obtained from actual measurement by installing the meteorological tower, It is necessary to be able to extract only the data of ± 3 months moving. The extracted ± 3 month data and the current wind speed data measured by the current wind speed sensor are compared with the stored data at intervals of 10 minutes, Find the pattern cycle with the most similarity to the data, predict the average wind speed on that day, and substitute it with the output capacity of the wind power generator to predict the generation amount on that day.

전력관리장치(100)(PMS)가 태양광 발전기의 발전량을 예측하기 위해서는 설치장소의 신뢰할 수 있는 천문우주지식정보에서 제공하는 일출,일몰 데이터를 보유하고 있어야 하며 현재 날짜를 기준으로 당일 일출,일몰 데이터와 현재 실시간으로 측정한 기상탑에서 풍속, 온도, 습도, 기온 데이터를 대입하여 당일 일조량을 예측하고 현재 측정된 일사량 데이터와 대입하여 평균 일사량을 예측하여 태양과 발전 용량과 대입하여 당일 발전량을 예측한다.In order for the power management device 100 (PMS) to predict the power generation of the photovoltaic generator, it should have the sunrise and sunset data provided by the reliable astronomical knowledge information of the installation site, Data on the day and current wind speed, temperature, humidity, and temperature data are input from the meteorological tower measured in the current real-time to predict the day's sunshine amount, and the average solar radiation amount is predicted by substituting the currently measured solar radiation amount data. do.

전력관리장치(100)(PMS)는 예측한 전력저장에 있어서 시간별 충전 목표치를 산정하고 전력저장장치(300)에 전력을 저장한다. 전력관리장치(100)(PMS)는 전력저장장치(300)에 전력저장 과정 중에 풍력 발전기와 태양광 발전기의 전력 생산이 저하되거나 발전하지 않을 경우 디젤 발전기에 지령을 내려 디젤 발전기의 출력을 높여 시간에 따른 목표치에 도달하도록 한다.The power management apparatus 100 (PMS) estimates the charge target for each hour in the predicted power storage and stores the power in the power storage device 300. [ The power management apparatus 100 (PMS) instructs the diesel generator to increase the output of the diesel generator when the power generation of the wind turbine and the photovoltaic generator is not reduced or generated during the power saving process in the power storage device 300 As shown in FIG.

전력관리장치(100)(PMS)는 전력저장장치(300)에 전력저장 과정 중에 시간에 따른 목표치에 도달하는 경우에나 전력저장장치(300)의 전력이 완전 충전되었을 경우에는 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)에 지령을 내려 도서지역의 평시 전력소모를 도와 디젤 발전기의 운전 효율을 높이다.When the power management apparatus 100 (PMS) reaches the target value over time during the power storage process in the power storage apparatus 300 or when the power of the power storage apparatus 300 is fully charged, the hybrid power conversion apparatus 200 (HPCS) to increase power efficiency of diesel generators by helping to conserve electricity in the island.

전력관리장치(100)(PMS)는 심야시간이 되면 디젤 발전기에 지령을 내려 운영 정지하고 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)에 지령을 내려 단독운영을 실시한다. 전력저장장치(300)의 전력량이 30% 미만으로 감소하는 경우 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는 전력관리장치(100)(PMS)에게 경고 메시지를 전달한다. 전력관리장치(100)(PMS)는 경고 메시지를 확인하고 디젤 발전기 지령을 내려 디젤발전기를 가동한다. 시스템 운영자는 전력관리장치(100)(PMS)가 전송한 시스템 운영 계획을 확인하여 운영 명령 여부를 부여 및 취소 할 수 있다. 시스템 운영자는 전력관리장치(100)(PMS)는 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)의 운영 중에도 취소 및 비상 정지를 부여할 수 있다. 전력관리장치(100)(PMS)는 도서지역을 관리하는 한전 통합운영시스템이 있는 경우에 모든 데이터 전송과 모든 제어권한을 부여할 수 있으므로 별다른 관리자가 없어도 기존의 독립형 디젤발전기 관리자가 통합하여 운영 및 관리가 가능하다. 참고로, 전력관리장치(100)(PMS)와 한전 통합운영시스템간의 데이터 전송 및 지령과 제어시호는 광케이블로 안전적으로 송수신할 수 있다.
The power management apparatus 100 (PMS) issues a command to the diesel generator when it is in the middle of the night, and operates the hybrid power converter 200 (HPCS) to issue the command to the diesel generator 200 alone. When the power amount of the power storage device 300 is reduced to less than 30%, the hybrid power converter 200 (HPCS) delivers a warning message to the power management device 100 (PMS). The power management apparatus 100 (PMS) confirms the warning message and issues a diesel generator command to start the diesel generator. The system operator can confirm whether the system operation plan transmitted from the power management apparatus 100 (PMS) is transmitted and to grant or cancel the operation command. The system operator can grant the power management apparatus 100 (PMS) cancel and emergency stop during operation of the hybrid power converter 200 (HPCS). The power management apparatus 100 (PMS) can grant all data transfer and all control authority when there is a KEPCO integrated operating system that manages the book area, so that the existing stand-alone diesel generator manager can be integrated and operated without any administrator Management is possible. For reference, the data transmission, command, and control signal between the power management apparatus 100 (PMS) and the KEPCO integrated operating system can be transmitted and received securely to the optical cable.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 제어 과정을 도시한 플로차트이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전기의 당일 전력 예측 생산량을 예측하는 과정을 도시한 플로차트이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전기의 당일 전력 예측 생산량을 예측하는 과정을 도시한 플로차트이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 전력저장장치를 이용한 전력 송전 과정을 도시한 플로차트이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a power system control process according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of predicting a day-to-day power production amount of a wind turbine according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart illustrating a power transmission process using a power storage device according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of predicting the predicted power generation amount of a solar power generator on the same day according to an embodiment of the present invention.

전력망으로의 전력 송전을 담당하는 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)가, 신재생 에너지원 발전기(400)의 운행 상태 및 전력저장장치(300)의 잔량을 전력관리장치(100)에 전송하는 과정(S310)을 가진다. 신재생 에너지원 발전기(400)는, 풍력 발전기 및 태양광 발전기를 포함할 수 있다. 따라서 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는 풍력 발전기의 운행 상태 및 태양광 발전기의 운행 상태를 전력관리장치(100)(PMS)에 전송하다. 아울러 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는 디젤 발전기의 운행 상태 역시 전력관리장치(100)(PMS)에 전송하다.The hybrid power converter 200 (HPCS) that is responsible for power transmission to the power network transmits the operation state of the renewable energy source generator 400 and the remaining amount of the power storage device 300 to the power management device 100 (S310). The renewable energy source generator 400 may include a wind power generator and a solar generator. Accordingly, the hybrid power converter 200 (HPCS) transmits the operation state of the wind power generator and the operation state of the solar generator to the power management apparatus 100 (PMS). In addition, the hybrid power converter 200 (HPCS) also transmits the operating state of the diesel generator to the power management device 100 (PMS).

풍력 발전기의 발전 용량 및 태양광 발전기의 발전 용량을 합한 신재생 에너지 발전 총용량이, 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)에 입력되는 입력 허용 용량의 30% 미만으로 되도록 설계되어야 한다. 심야 시간 때 단독운전을 위해 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는, 전력저장장치(300)의 전력을 저장시에 전력생산 부하에 대해서는 전력생산 및 공급이 어려운 도서지역을 고려하여 디젤 발전기가 아닌 풍력 발전기와 태양광 발전기를 병렬로 연결하여 운영하며 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)의 안정성을 보장하기 위해서는 풍력 발전기와 태양광 발전기의 출력 용량이 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)의 입력용량의 30% 미만으로 산정이 매우 중요하며 용량 산정은 하기의 [수학식 1]과 같다.The total renewable energy generation capacity, which is the sum of the generation capacity of the wind turbine generator and the generation capacity of the photovoltaic generator, should be designed to be less than 30% of the input capacity input to the hybrid power converter 200 (HPCS). The hybrid power converter 200 (HPCS) for the stand-alone operation at the time of the night-time is not a diesel generator in consideration of the area where the electric power production load is difficult to produce and supply with respect to the electric power production load at the time of storing the electric power of the electric power storage device 300 In order to ensure the stability of the hybrid power converter 200 (HPCS) by operating the wind turbine and the solar generator in parallel, the output capacity of the wind power generator and the photovoltaic generator is controlled by the hybrid power converter 200 It is very important to estimate the load capacity to be less than 30% of the input capacity, and the capacity calculation is as shown in the following equation (1).

Figure pat00004
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여기서 W는 풍력 발전기의 발전 용량이며, S는 태양광 발전기의 발전 용량이며, P는 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)의 허용 용량을 나타낸다.
Where W is the generating capacity of the wind power generator, S is the generating capacity of the solar generator, and P is the allowable capacity of the hybrid power converter 200 (HPCS).

한편, 전력 생산량과 송전단의 전력 수요량에 따른 전력 공급을 관리하는 전력관리장치(100)(PMS)가, 디젤 발전기의 전력 생산량, 신재생 에너지원 발전기(400)의 운행 상태 및 전력저장장치(300)의 잔량을 실시간으로 모니터링하는 전력 운행 상태 모니터링 과정(S320)을 가진다. 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)로부터 풍력 발전기의 운행 상태 및 태양광 발전기의 운행 상태, 디젤 발전기의 운행 상태, 전력저장장치(300)의 잔량을 수신하여 실시간으로 모니터링하는 것이다.On the other hand, the power management apparatus 100 (PMS) that manages the power supply according to the electric power production amount and the power demand amount of the power transmission terminal determines the power generation amount of the diesel generator, the operation state of the renewable energy source generator 400, (S320) for monitoring the remaining amount of the electric power supplied from the electric power source (300) in real time. The operation state of the wind power generator, the operation state of the solar generator, the operation state of the diesel generator, and the remaining amount of the electric power storage device 300 from the hybrid power inverter 200 (HPCS) and monitors the received data in real time.

전력관리장치(100)(PMS)는 신재생 에너지원 발전기(400)의 당일 전력 예측 생산량을 예측하여 미리 설정된 충전 목표치에 도달하도록 하는 충전 시간량을 산출하는 과정(S330)을 가진다. 신재생 에너지원 발전기(400)에 해당하는 풍력 발전기의 당일 전력 예측 생산량의 예측 과정을 도 4에 도시하였는데, 전력관리장치(100)(PMS)가 풍력 발전기의 발전량 예측을 위해서는 설치 장소의 신뢰할 수 있는 기상청 자료 10년 이상의 데이터 또는 기상탑을 설치하여 실측을 통해서 얻은 데이터를 저장되어 있어야 하며 현재 날짜를 기준으로 하여 ±3개월 이사의 데이터만 추출할 수 있어야 하며, 추출된 ±3개월의 데이터와 현재 풍속센서에 의해서 현재 지역의 측정된 풍속 데이터를 10분 간격으로 저장되고 있는 데이터와 비교 분석하여 현재의 풍속 데이터와 가장 비슷하면서 확률이 높은 패턴주기를 찾아서 당일 평균 풍속대를 예측하여 풍력 발전기의 출력 용량과 대입하여 당일 생산량(당일 전력 예측 생산량)을 예측한다.The power management apparatus 100 (PMS) has a step of calculating a charging time amount for predicting the predicted power generation amount of the renewable energy source generator 400 on the same day to reach a preset charging target value (S330). 4 shows a process of predicting the predicted output of the wind power generator on the same day as that of the renewable energy source generator 400. In order to predict the power generation amount of the wind power generator 100, the power management apparatus 100 (PMS) Meteorological Agency Data should be stored for more than 10 years or data obtained through actual installation by installing a weather tower and it should be possible to extract only data of ± 3 months moving based on the current date. The present wind speed sensor compares the measured wind speed data of the current area with the stored data at intervals of 10 minutes, finds the pattern period having the highest likelihood of the current wind speed data, predicts the average wind speed range on that day, Output capacity and substitution are used to predict the amount of production on that day (the predicted output of the day).

Figure pat00005
Figure pat00005

상기의 [수학식 2]에서 Wp는 10년 이상의 신뢰할 수 있는 풍속 데이터이고, Wm은 현재 날짜를 기준으로 ±3개월 내의 풍속데이터 범위이고, Wd는 현재 측정한 풍속 데이터이며, Wp는 풍력 발전기의 예측 발전량을 의미한다.In the above equation (2), W p is reliable wind speed data over 10 years, W m is the wind speed data range within ± 3 months based on the current date, W d is the currently measured wind speed data, W p Means the predicted power generation of the wind power generator.

또한 신재생 에너지원 발전기(400)에 해당하는 태양광 발전기의 당일 전력 예측 생산량의 예측 과정을 도 5에 도시하였는데, 전력관리장치(100)(PMS)가 태양광 발전기의 발전량을 예측하기 위해서는 설치장소의 신뢰할 수 있는 천문우주지식정보에서 제공하는 일출,일몰 데이터를 보유하고 있어야 하며 현재 날짜를 기준으로 당일 일출,일몰 데이터와 현재 실시간으로 측정한 기상탑에서 풍속, 온도, 습도, 기온 데이터를 대입하여 당일 일조량을 예측하고 현재 측정된 일사량 데이터와 대입하여 평균 일사량을 예측하여 태양과 발전 용량과 대입하여 당일 발전량을 예측한다.5, the power management apparatus 100 (PMS) estimates the power generation amount of the photovoltaic generator corresponding to the renewable energy source power generator 400, You should have sunrise and sunset data provided by reliable astronomical space information of the place, and assign the wind speed, temperature, humidity and temperature data on the same day sunrise and sunset data and the current real-time weather tower Predicts the amount of sunshine on that day, substitutes it with the currently measured solar radiation data, predicts the average solar radiation, and assigns it to the solar and power generation capacity.

태양광 발전기의 발전량 예측을 위해서 한국천문연구원에서 제공하는 일출, 일몰 시각표 데이터와 태양광 발전기 설치 단지 다량의 기존 기상데이터에서 현재 날짜를 기준으로 하여 일조량을 추출하고 현재 측정한 일사량과 비교하여 당일 발전량을 예측한다.In order to estimate the power generation of the solar power generator, the sunrise and sunset timetable data provided by the Korea Astronomy and Space Science Institute and a large amount of existing meteorological data of the solar power generator installation are extracted based on the current date and compared with the currently measured solar radiation amount, .

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서 Ss는 당일 일출, 일몰 시간 Sc는 태양광발전 단지의 당일 예상 기상 데이터, Sd는 현재 측정한 일사량 데이터이며, Sp는 태양광발전 예측 발전량을 의미한다.
Where S s is the day-to-day sunrise, S c is the day-to-day meteorological data of the PV plant, S d is the currently measured solar radiation data, and S p is the predicted solar power generation.

한편, 신재생 에너지원 발전기(400)의 당일 전력 예측 생산량을 예측한 후에는, 미리 설정된 충전 목표치에 도달하도록 하는 충전 시간량을 산출하게 되는데, 이때 고려되어야 할 것이 전력저장장치(300)의 용량이다. 전력 소모가 적은 심야시간에는 디젤 발전기 가동하지 않고 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는 단독적으로 운영하여 도서지역의 전력을 공급하기 위해서는 전력저장장치(300)의 용량산정이 매우 중요하며 전력저장장치(300)의 안전적인 전력공급 및 전력저장장치(300) 보호를 위해서 30%이상의 추가 용량을 가질 수 있어야 한다.On the other hand, after predicting the predicted power generation amount of the renewable energy source generator 400 on the same day, the amount of charging time required to reach the preset charging target value is calculated. In this case, the capacity of the power storage device 300 to be. The hybrid power converter 200 (HPCS) is operated solely in the middle of the night when the power consumption is low and the diesel generator is not operated. In order to supply electric power to the island area, the capacity of the power storage device 300 is very important. It must be able to have an additional capacity of 30% or more for the safe power supply of the device 300 and for the protection of the power storage device 300.

이를 위해, 신재생 에너지원 발전기(400)는, 풍력 발전기 및 태양광 발전기라 할 때, B는 전력저장장치(300)의 용량[Kwh], R2는 도서지역의 심야 시간대의 평균 소비 전력[Kw], t2[hour]는 전력변환장치가 전력저장장치(300)에 충전된 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 할 수 있는 최대 가능 시간이라 할 때, B[Kwh] = R2 × t2× 1.3에 의해 결정되는 용량 이상을 가지는 전력저장장치(300)가 사용되어야 한다.B is the capacity of the power storage device 300 [Kwh], R 2 is the average power consumption in the night time zone of the book area [ Kw], t 2 [hour] is a power conversion when the device is to be referred to as a by using only power up time that can be to occur the power transmission of the power transmission stage charging a power storage device (300), B [Kwh] = R A power storage device 300 having a capacity or more determined by 2 x t 2 x 1.3 should be used.

충전 시간량은, 전력저장장치(300)에 충전이 이루어질 수 있는 시간량으로서, B는 전력저장장치(300)의 용량[Kwh], Wp는 풍력 발전기의 당일 전력 예측 생산량[Kw], Sp는 태양광 발전기의 당일 전력 예측 생산량[Kw], Cp는 충전 목표치 도달을 위한 전력 변동량[Kw]이라 할 때, 충전 시간량(t1)은 하기의 수학식 4에 의해 산출될 수 있다.The amount of charging time is the amount of time that charging can be performed in the power storage device 300, B is the capacity [Kwh] of the power storage device 300, Wp is the predicted power generation amount [Kw] day predicted power output of the solar generator [Kw], Cp can be calculated by a time referred to the power fluctuation amount [Kw] for charging the target value is reached, the filling amount of time (t 1) is expression (4) below.

Figure pat00007
Figure pat00007

한편, 충전 시간량의 산출(S330)이 된 후에는, 전력관리장치(100)가, 상기 디젤 발전기의 전력 생산량, 신재생 에너지원 발전기(400)의 당일 전력 예측 생산량, 충전 시간량을 이용하여 전력저장장치(300)에 저장할 시간별 충전 목표치를 산출하는 시간별 충전 목표치 산출 과정(S340)을 가진다.On the other hand, after the calculation of the charging time amount (S330), the power management apparatus 100 uses the power generation amount of the diesel generator, the predicted power generation amount of the renewable energy source generator 400 on that day, And a time-based charge target value calculation process (S340) for calculating the charge target value per hour to be stored in the power storage device (300).

시간별 충전 목표치를 산출하는 것은, W는 풍력 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], S는 태양광 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], C는 전력저장장치(300)의 시간당 예측 변동전력[Kw], R2는 도서지역의 심야 시간대의 평균 소비 전력[Kw], t2[hour]는 전력변환장치가 전력저장장치(300)에 충전된 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 할 수 있는 최대 가능 시간, t1은 충전 시간량이라 할 때, 하기의 [수학식 5]에 의하여 산출될 수 있다.S is the generation capacity per hour [Kw] of the photovoltaic generator, C is the predicted fluctuation power [Kw] per hour of the power storage device 300, R 2 is the average power consumption [Kw] in the night time zone of the book area, t 2 [hour] is the average power consumption of the power storage device 300 that can be transmitted to the power transmission terminal using only the power stored in the power storage device 300 the maximum possible time, t is 1, can be calculated by [equation 5] below when referred to the amount of charging time.

Figure pat00008
Figure pat00008

충전 목표치 산출 과정(S340)이 있은 후, 전력관리장치(100)가, 시간별 충전 목표치를 전력망에서의 송전단으로의 송전을 담당하는 하이브리드 전력변환장치(200)에 전송(S350)한다. 그리고, 하이브리드 전력변환장치(200)가, 신재생 에너지원 발전기(400)의 발전 전력과, 디젤 발전기의 발전 전력 중 어느 하나 이상을 이용하여 시간별 충전 목표치에 도달할 때까지 전력저장장치(300)의 충전을 수행하는 충전 수행 과정(S360)을 가진다.After the charging target value calculation process S340, the power management apparatus 100 transmits the charging target value per hour to the hybrid power conversion device 200 responsible for transmission to the power transmission side in the power network (S350). The hybrid electric power conversion apparatus 200 uses the electric power generated by the renewable energy source generator 400 and the electric power generated by the diesel generator 300 until the hybrid electric power conversion apparatus 200 reaches the charge target value per hour, (S360).

충전 수행 과정(S360)은, 전력저장장치(300)에 전력 충전 중에 신재생 에너지원 발전기(400)의 전력 생산량이 기준치 이하로 떨어진 경우 디젤 발전기의 전력 생산량을 높이도록 제어한다. 이때, 디젤 발전기의 전력 생산량을 높이도록 제어하는 것은, 디젤 발전기의 전력 생산의 변동량(D)을 제어하며, W는 풍력 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], S는 태양광 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], C는 전력저장장치(300)의 시간당 예측 변동전력[Kw], R1은 도서지역의 평일 전력 수요량[Kw]이라 할 때, 하기의 [수학식 6]에 의해 디젤 발전기의 전력 생산의 변동량(D)이 산출될 수 있다.The charging execution process S360 controls the diesel generator to increase the power generation amount when the power generation amount of the renewable energy source generator 400 falls below a reference value during the charging of the power storage device 300. [ In this case, controlling to increase the power generation amount of the diesel generator controls the fluctuation amount (D) of the power generation of the diesel generator, W is the power generation capacity per hour of the wind power generator [Kw], S is the power generation capacity per hour Kw], C is the predicted fluctuation power [Kw] per hour of the power storage device 300, and R 1 is the weekday power demand [Kw] in the book area. The amount of variation D can be calculated.

Figure pat00009
Figure pat00009

풍력발전기와 태양광발전의 전력 생산이 적어 매 시간 목표치 도달이 어려울 경우에 는 디젤 발전기 전력에서 추가적인 전력 공급을 해주고 반대로 풍력발전기와 태양광발전의 전력 생산이 높을 경우에는 디젤 발전기의 보조 전원으로 전력을 공급해주게 된다.If wind power generators and photovoltaic power generation are low, it is difficult to reach the target value every hour, the additional power supply is provided from the diesel generator power. On the other hand, when the power generation of the wind power generator and the photovoltaic power generation is high, .

이를 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)가 미리 예측하여 미리 변동전력 컨트롤 위해서 디젤 발전기를 효율적으로 운영하기 위한 디젤 발전기의 전력 발전량 K는 하기의 [수학식 7]과 같다.The power generation amount K of the diesel generator for efficiently operating the diesel generator for controlling the variable power in advance by the hybrid power converter 200 (HPCS) in advance is expressed by Equation (7).

Figure pat00010
Figure pat00010

상기의 [수학식 7]에서 A는 시간별 충전 목표치, Wp는 풍력 발전기의 당일 전력 예측 생산량[Kw], Sp는 태양광 발전기의 당일 전력 예측 생산량[Kw]이다.In Equation (7), A represents a charge target value per hour, Wp represents a predicted power generation amount of the wind power generator on the same day [Kw], and Sp represents a predicted power generation amount of the solar power generator on the same day [Kw].

한편, 상기와 충전 수행 과정(S360)이 있은 후, 전력저장장치(300)에 저장된 전력을 이용하여 송전단을 통해 각 가정에 공급하게 된다. 이를 위해 전력관리장치(100)(PMS)는, 도 6에 도시한 바와 같이 전력저장장치(300)의 충전이 완충되거나, 상기 시간별 충전 목표치에 도달한 경우, 전력저장장치(300)의 충전을 중지하고 송전을 수행하라는 송전 메시지를 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)에 전송하는 과정(S370)을 가진다. 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는, 송전 메시지를 수신하면 전력저장장치(300)의 충전을 중지하고 전력저장장치(300)에 충전된 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 하는 과정(S372)을 가진다.Meanwhile, after the above-described charging process (S360), the power stored in the power storage device 300 is supplied to each household through the power transmission terminal. To this end, the power management apparatus 100 (PMS), as shown in FIG. 6, charges the power storage device 300 when the charging of the power storage device 300 is fully charged or the charging target time is reached And transmitting the transmission message to the hybrid power converter 200 (HPCS) to stop transmission and perform power transmission (S370). Upon receiving the transmission message, the hybrid power converter 200 (HPCS) stops charging the power storage device 300 and transmits power to the transmission terminal using only the electric power charged in the power storage device 300 (S372).

하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)는, 전력저장장치(300)의 충전된 전력을 주기적으로 파악하여 30% 미만으로 충전되어 있는 경우, 전력관리장치(100)(PMS)에 방전 경고 메시지를 전송(S374)한다. 전력관리장치(100)가, 방전 경고 메시지를 수신한 경우, 디젤 발전기의 전력 생산이 이루어지도록 제어하며, 디젤 발전기 전력 생산 메시지를 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)에 전송하는 과정(S376)을 가진다. 하이브리드 전력변환장치(200)(HPCS)가, 디젤 발전기 전력 생산 메시지를 수신한 경우, 디젤 발전기의 발전 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 한다(S378).The hybrid power converter 200 (HPCS) periodically grasps the charged power of the power storage device 300 and sends a discharge warning message to the power management device 100 (PMS) when it is charged to less than 30% (S374). In the step S376, when the power management apparatus 100 receives the discharge warning message, it controls the power generation of the diesel generator, and transmits the diesel generator power production message to the hybrid power converter 200 (HPCS) . When the hybrid power converter 200 (HPCS) receives the diesel generator power production message, transmission to the power transmission end is performed using only the generated power of the diesel generator (S378).

따라서 대부분의 도서 지역내의 부하 패턴은 비슷하며 예를 들어 선정한 섬은 가사도이며 이 섬 내의 평균부하는 124kW이며 최대부하는 305kW이며 최소부하 80kW이다. 또한 시간대로 보면 평균적으로 19시 이후부터 04시 이전까지 전력 소모가 급격하게 떨어지면 이때 디젤 발전기의 운행을 하지 않고 하이브리드 전력변환장치(200)의 단독 운행이 이루어질 경우 연료절감 및 디젤발전기의 안정성의 향상을 이룰 것이다.Therefore, the load pattern in most of the island areas is similar. For example, the selected island is the island. The average load in this island is 124 kW, the maximum load is 305 kW, and the minimum load is 80 kW. Also, if the power consumption of the hybrid power converter 200 is operated without operating the diesel generator at a time when the power consumption is drastically decreased from after 19:00 to before 04:00 in the time zone, fuel efficiency and stability of the diesel generator are improved .

예를 들어, 500kW 독립형 디젤발전기 2대로 전력을 공급하는 도서지역이 있으며 지역의 부하가 상시적으로 600kW 이상이 발생한다며 디젤 발전기 2대를 운영하게 되며 1대는 100% 운영과 25%로 운영하게 된다.For example, there are two 500kW stand - alone diesel generators that supply power to the island area, and that there are over 600kW of load on the area at all times. Two diesel generators will operate and one will operate at 100% and operate at 25%.

디젤 발전기 운영에 따른 연비를 계산해보면 100% 운영 시 에는 155.2ℓ / 500kW= 0.31ℓ이고 75% 운영 시 에는 116.2ℓ / 375kW = 0.31ℓ이고 50% 운영 시 에는 185.5ℓ / 250kW = 0.3.4ℓ이고 25% 운영 시 에는 155.6ℓ / 125kW = 0.45ℓ이다.When calculating the fuel consumption by operating the diesel generator, it is 155.2 l / 500 kW = 0.31 l at 100% operation, 116.2 l / 375 kW = 0.31 l at 75% operation and 185.5 l / % Operating: 155.6 l / 125 kW = 0.45 l.

100% 운영을 기준으로 하여 75% 운영 중에는 기름소모가 같으며 50% 운영 중에는 기름소모가 0.03ℓ가 더 발생하였으며 25% 발전 시에 0.14ℓ 추가적으로 연료를 소모하게 연비가 감소하는 것을 확인할 수 있으므로 최대한 디젤 발전기를 100%로에 가깝게 운영하는게 매우 중요하며 이에 발생하는 잉여 전력을 활용하는 것이 매우 중요하다.As a result of 100% operation, oil consumption is the same during 75% operation, oil consumption is 0.03ℓ during 50% operation and 0.14ℓ during 25% power generation. It is very important to operate diesel generators as close to 100% as possible, and it is very important to utilize the surplus power generated.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.
The embodiments of the present invention described above are selected and presented in order to facilitate the understanding of those skilled in the art from a variety of possible examples. The technical idea of the present invention is not necessarily limited to or limited to these embodiments Various changes, modifications, and other equivalent embodiments are possible without departing from the spirit of the present invention.

100:전력관리장치
200:하이브리드 전력변환장치
300:전력저장장치
400;신재생 에너지원 발전기
100: power management device
200: Hybrid power converter
300: Power storage device
400; Renewable energy source generator

Claims (7)

전력망으로의 전력 송전을 담당하는 하이브리드 전력변환장치가, 신재생 에너지원 발전기의 운행 상태 및 전력저장장치의 잔량을 상기 전력관리장치에 전송하는 과정;
전력 생산량과 송전단의 전력 수요량에 따른 전력 공급을 관리하는 전력관리장치가, 디젤 발전기의 전력 생산량, 신재생 에너지원 발전기의 운행 상태 및 전력저장장치의 잔량을 실시간으로 모니터링하는 전력 운행 상태 모니터링 과정;
상기 전력관리장치가, 신재생 에너지원 발전기의 당일 전력 예측 생산량을 예측하여 미리 설정된 충전 목표치에 도달하도록 하는 충전 시간량을 산출하는 과정;
상기 전력관리장치가, 상기 디젤 발전기의 전력 생산량, 신재생 에너지원 발전기의 당일 전력 예측 생산량, 충전 시간량을 이용하여 전력저장장치에 저장할 시간별 충전 목표치를 산출하는 시간별 충전 목표치 산출 과정;
상기 전력관리장치가, 상기 시간별 충전 목표치를 전력망에서의 송전단으로의 송전을 담당하는 하이브리드 전력변환장치에 전송하는 과정; 및
상기 하이브리드 전력변환장치가, 신재생 에너지원 발전기의 발전 전력과, 디젤 발전기의 발전 전력 중 어느 하나 이상을 이용하여 상기 시간별 충전 목표치에 도달할 때까지 상기 전력저장장치의 충전을 수행하는 충전 수행 과정;
을 포함하는 전력 계통 제어 방법.
A hybrid power conversion apparatus for power transmission to a power network, the method comprising: transmitting a running state of a renewable energy source generator and a remaining amount of a power storage device to the power management apparatus;
A power management device that manages the power supply according to the power generation amount and the electric power demand of the power transmission line is a power management state monitoring process that monitors in real time the power generation amount of the diesel generator, the operation state of the renewable energy source generator, ;
Calculating the amount of charge time for predicting the predicted power generation amount of the renewable energy source generator on the same day to reach a preset target value of the charge;
Wherein the power management apparatus calculates a target charging target value for each hour to be stored in the power storage device using the power generation amount of the diesel generator, the predicted power generation amount of the renewable energy source on the same day, and the charging time amount;
Transmitting the target charging target value to the hybrid power converter in charge of transmission to a transmission terminal in a power grid; And
Wherein the hybrid power converter performs a charging operation to charge the power storage device until the charging target value reaches the charging target value by time using at least one of the generated power of the renewable energy source generator and the generated power of the diesel generator, ;
≪ / RTI >
청구항 1에 있어서,
상기 신재생 에너지원 발전기는, 풍력 발전기 및 태양광 발전기를 포함하며,
전력저장장치는, B는 전력저장장치의 용량[Kwh], R2는 도서지역의 심야 시간대의 평균 소비 전력[Kw], t2[hour]는 전력변환장치가 전력저장장치에 충전된 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 할 수 있는 최대 가능 시간이라 할 때, B[Kwh] = R2 × t2× 1.3에 의해 결정되는 용량을 가지는 전력저장장치임을 특징으로 하는 전력 계통 제어 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the renewable energy source generator includes a wind power generator and a solar generator,
In the power storage device, B is the capacity of the power storage device [Kwh], R 2 is the average power consumption [Kw] in the night time zone of the book area, t 2 [ Is a power storage device having a capacity determined by B [Kwh] = R 2 x t 2 x 1.3, where x is the maximum possible time at which power can be transmitted to the power transmission terminal .
청구항 2에 있어서, 상기 충전 시간량을 산출하는 것은,
B는 전력저장장치의 용량[Kwh], Wp는 풍력 발전기의 당일 전력 예측 생산량[Kw], Sp는 태양광 발전기의 당일 전력 예측 생산량[Kw], Cp는 충전 목표치 도달을 위한 전력 변동량[Kw]이라 할 때,
Figure pat00011
에 의해 충전 시간량(t1)이 산출됨을 특징으로 하는 전력 계통 제어 방법.
The method according to claim 2, wherein calculating the amount of charge time comprises:
B is the capacity of the power storage device [Kwh], Wp is the predicted output of the wind turbine on the day [Kw], Sp is the predicted output of the solar generator on the same day [Kw], Cp is the power variation [Kw] In other words,
Figure pat00011
A power system control method, characterized in that the calculated filling amount of time (t 1) by.
청구항 3에 있어서, 상기 시간별 충전 목표치를 산출하는 것은,
W는 풍력 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], S는 태양광 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], C는 전력저장장치의 시간당 예측 변동전력[Kw], R2는 도서지역의 심야 시간대의 평균 소비 전력[Kw], t2[hour]는 전력변환장치가 전력저장장치에 충전된 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 할 수 있는 최대 가능 시간, t1은 충전 시간량이라 할 때,
Figure pat00012

에 의해 시간별 충전 목표치(A)가 산출됨을 특징으로 하는 전력 계통 제어 방법.
4. The method of claim 3, wherein calculating the hourly charging target value comprises:
W is the power generation capacity per hour of the wind power generator [Kw], S is the generation capacity per hour of the photovoltaic generator [Kw], C is the predicted fluctuation power per hour of the power storage device [Kw], R 2 is the average consumption The electric power [Kw] and t 2 [hour] are the maximum possible time that the power conversion apparatus can transmit power to the transmission terminal using only the electric power charged in the electric power storage device, and t 1 is the charging time amount,
Figure pat00012

To calculate a charge target value (A) by time.
청구항 4에 있어서, 상기 충전 수행 과정은,
상기 전력저장장치에 전력 충전 중에 신재생 에너지원 발전기의 전력 생산량이 기준치 이하로 떨어진 경우 디젤 발전기의 전력 생산량을 높이도록 제어하는 전력 계통 제어 방법.
The method according to claim 4,
And controlling the power generation amount of the diesel generator to increase when the power generation amount of the renewable energy source generator falls below a reference value during the charging of the power storage device.
청구항 5에 있어서, 상기 디젤 발전기의 전력 생산량을 높이도록 제어하는 것은, 디젤 발전기의 전력 생산의 변동량(D)을 제어하며,
W는 풍력 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], S는 태양광 발전기의 시간당 발전 용량[Kw], C는 전력저장장치의 시간당 예측 변동전력[Kw], R1은 도서지역의 평일 전력 수요량[Kw]이라 할 때,
Figure pat00013

에 의해 디젤 발전기의 전력 생산의 변동량(D)이 산출됨을 특징으로 하는 전력 계통 제어 방법.
The method of claim 5, wherein controlling the diesel generator to increase the power output comprises controlling a variation (D) of power production of the diesel generator,
W is the hourly power generation capacity [Kw] of the wind power generator, S is the power generation capacity per hour of the photovoltaic generator [Kw], C is the predicted fluctuation power [Kw] per hour of the power storage device, R 1 is the weekday power demand [Kw ],
Figure pat00013

(D) of the power generation of the diesel generator is calculated by the following equation (1).
청구항 1에 있어서, 상기 충전 수행 과정이 있은 후,
상기 전력관리장치는, 전력저장장치의 충전이 완충되거나, 상기 시간별 충전 목표치에 도달한 경우, 전력저장장치의 충전을 중지하고 송전을 수행하라는 송전 메시지를 상기 하이브리드 전력변환장치에 전송하는 과정;
상기 하이브리드 전력변환장치는, 상기 송전 메시지를 수신하면 전력저장장치의 충전을 중지하고 전력저장장치에 충전된 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 하는 과정;
상기 하이브리드 전력변환장치는, 상기 전력저장장치의 충전된 전력을 주기적으로 파악하여 30% 미만으로 충전되어 있는 경우, 상기 전력관리장치에 방전 경고 메시지를 전송하는 과정;
상기 전력관리장치가, 상기 방전 경고 메시지를 수신한 경우, 디젤 발전기의 전력 생산이 이루어지도록 제어하며, 디젤 발전기 전력 생산 메시지를 상기 하이브리드 전력변환장치에 전송하는 과정; 및
상기 하이브리드 전력변환장치가, 상기 디젤 발전기 전력 생산 메시지를 수신한 경우, 디젤 발전기의 발전 전력만을 이용하여 송전단으로의 송전이 이루어지도록 하는 과정;
을 포함하는 전력 계통 제어 방법.
The method of claim 1, further comprising:
Transmitting the power transmission message to the hybrid power conversion apparatus to stop charging of the power storage device and perform transmission when the charging of the power storage device is fully charged or the charging target value is reached at the time;
Wherein the hybrid power conversion device stops charging the power storage device upon receiving the transmission message and transmits power to the transmission terminal using only the electric power charged in the power storage device;
The hybrid power converter periodically grasping charged power of the power storage device and transmitting a discharge warning message to the power management device when the power is charged to less than 30%;
Controlling the generation of electric power of the diesel generator when the electric power management apparatus receives the discharge warning message and transmitting the diesel generator electric power production message to the hybrid electric power conversion apparatus; And
The hybrid electric power conversion apparatus comprising: a step of transmitting power to a power transmission terminal using only the generated electric power of the diesel generator when the diesel generator power production message is received;
≪ / RTI >
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