KR20180006846A - Ess를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ESS(Energy Storage System, 에너지 저장장치)를 이용한 스마트 그리드 사업 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 사업 시스템을 사용하면 기존의 불합리한 가격 체계를 바로 잡을 수 있을 뿐만 아니라 장기적으로는 PV (Photovoltaic, 태양광 발전), 풍력 발전 등 신 재생 에너지와 결합하여 경제성 있는 저 탄소 친환경 전기 발전 및 공급 시스템을 구축 할 수 있다. 본 발명은 ESS와 ICT(Information and Communications Technologies) 를 결합한 새로운 전력 사업으로 전기 소비자가 Prosumer (Producer와 Consumer 의 합성어로 생산에 참여하는 소비자를 뜻함)가 되어 전기를 싼 값으로 구매하여 저장하고 비싼 값에 판매 할 수 있는 길을 열어 주어 전기 요금이 수요와 공급의 법칙에 의해 합리적으로 형성된다.

Description

ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템{Smart gird business system of using ESS}
본 발명은 ESS(Energy Storage System, 에너지 저장장치)를 이용한 스마트 그리드 사업 시스템에 관한 것으로, 심야의 싼 전기요금 시간대에 전기를 구매하여 이를 ESS 에 저장 하고 전기 요금이 비싼 피크 시간대에 ESS 에 저장 된 전기를 방전하여 판매하는 스마트 그리드 사업 시스템에 관한 것이다.
현재 전기 발전 요금은 심야에는 기저 발전 설비로 발전을 하므로 저렴하고 피크 전력 시간대에는 보조 발전기를 가동하므로 비싼 구조이다.
그런데 소비자가 지불하는 전기요금은 심야 시간대나 피크 시간대에 동일한 요금을 받으므로 전기 소비자는 전기 요금이 싼 심야에는 전기 사용량이 적음으로 싼 전기요금의 혜택을 제대로 누리지 못하고, 피크시간 대에는 비싼 전기 요금을 지불해야 하는 불합리한 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 피크 전력 요금 제, 전기 요금 누진제 등을 도입하고 있으나 이는 수요의 비효율을 초래하여 근본적인 해결 책이 되지 못한다.
도 1은 기존의 전력 계통의 송전 배전 시스템에서 발전 된 전력이 소비자에게 전달되는 과정을 물통에 비유하여 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 발전소는 일정량을 발전하고 이를 물통에 담아 놓으면 소비자가 이를 퍼가는 구조이다.
물통의 수위가 떨어지면 PMS(Power management System)가 이를 감지하여 전력회사에 보내 주고, 전력회사는 보조 발전기를 가동하여 모자라는 물을 채워 준다.
이때, 추가로 가동되는 보조 발전기가 발전하는 발전 단가는 평상시에 발전소가 발전하는 발전단가 보다 비싸진다.
그 이유는 발전소는 항상 일정한 출력으로 발전을 하지만 보조 발전기는 필요할 경우에만 일시적으로 발전하므로 발전하는 시간보다 대기 시간이 길어 고정비용으로 인해 원가가 상승하기 때문이다.
따라서 소비자의 전력 수요가 심야에는 적고 주간에는 큰 소비 패턴에 능동적으로 대처하는데 한계가 있어 이 문제를 효율적으로 대응 할 수 있는 전력 공급 시스템이 필요하다.
도 2의 그래프는 발전 단가가 심야 시간대와 주간 피크 전력 시간대에 큰 차이를 보이고 있으나 전기 요금은 피크 전력 시간대를 기준으로 일정한 값으로 산정하는 현재의 불합리한 전기요금 제도를 보여 준다.
한편, 현재 각국의 정부는 전기 법을 개정 하여 누구나 전기를 생산 판매 할 수 있도록 하고 있으며 또한 발전사업, 송 배전 사업의 완전 분리도 추진 하고 있다.
따라서, 스마트 그리드 사업자 등 신생 전기 또는 에너지 사업자들은 기존의 송 배전 망을 자유롭게 임대하여 사용할 수 있는 길이 열리고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 문제를 해결하고자 하는 것으로, 발전 단가가 심야 시간대와 주간 피크 전력 시간대에 큰 차이를 보이는 점을 이용하여 합리적으로 전기를 이용하도록 하는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 문제를 해결하고자 하는 것으로, PV (Photovoltaic, 태양광 발전), 풍력 발전 등 신 재생 에너지와 결합하여 경제성 있는 저 탄소 친환경 전기 발전 및 공급 시스템을 구축 할 수 있는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 문제를 해결하고자 하는 것으로, 지구 온난화 문제를 해결하는 것은 물론 전기 요금도 현재 보다 저렴해지도록 하는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 스마트 그리드 사업 시스템은,
전력계통 송배전망에 연결된 전력회사의 전력관리시스템으로부터 계통전압을 모니터링하고, ESS를 설치한 전기 소비자 시스템과 인터넷망으로 연결되는 스마트 그리드 사업 시스템으로서,
전기를 구매 또는 판매 하는 전기 거래부;
전기를 구매 또는 판매 하면서 전기 요금 결제 수단으로 큐 머니를 사용하여 결제처리하는 결제부;
전기의 구매 또는 판매가 균형이 맞도록 조절하는 관리부를 포함한다.
상기 ESS를 설치한 전기 소비자 시스템은,
전기를 저장 하는 ESS;
상기 ESS 를 관리하는 배터리 관리 시스템인 BMS;
전기를 변환하는 장치로 전력 계통 전기를 AC/DC 변환하여 상기 ESS 에 충전하게 하거나 또는 상기 ESS 에 저장 되어 있는 전기를 DC/AC 변환하여 계통 또는 부하에 공급하는 PCS;
회원이 전기를 언제 얼마 만큼 구매를 했는지 또는 판매를 했는지를 알려 주는 전력 계량기를 포함한다.
상기 ESS 에 전기자동차 (EV, Electric Vehicle) 배터리를 접속하여 전기를 EV 배터리에 충전 또는 방전하는 것을 특징으로 한다.
인터넷망에 연결되는 ESS 사업자 시스템을 더 포함하고,
상기 ESS 사업자 시스템은 전기 요금이 저렴한 시간대에 전기를 구매하여 저장하였다가 전기 요금이 비싼 시간대 또는 고객이 원할 경우 전기를 판매하는 것을 특징으로 한다.
인터넷망에 연결되는 발전 사업자 시스템을 더 포함하고,
상기 관리부의 제어에 따라 상기 발전 사업자 시스템이 전기를 생산하는 것을 특징으로 한다.
ESS 를 설치 하지 않은 일반 전기 소비자 시스템을 더 포함하며,
상기 ESS 를 설치 하지 않은 일반 전기 소비자 시스템은,
상기 스마트 그리드 사업자 시스템으로부터 전기를 구매 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서는, 발전 단가가 심야 시간대와 주간 피크 전력 시간대에 큰 차이를 보이는 점을 이용하여 합리적으로 전기를 이용하도록 하는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, PV (Photovoltaic, 태양광 발전), 풍력 발전 등 신 재생 에너지와 결합하여 경제성 있는 저 탄소 친환경 전기 발전 및 공급 시스템을 구축 할 수 있는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 지구 온난화 문제를 해결하는 것은 물론 전기 요금도 현재 보다 저렴해지도록 하는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 ESS와 ICT(Information and Communications Technologies) 를 결합한 새로운 전력 사업으로 전기 소비자가 Prosumer (Producer 와 Consumer 의 합성어로 생산에 참여하는 소비자를 뜻함)가 되어 전기를 싼 값으로 구매하여 저장 하고 비싼 값에 판매 할 수 있는 길을 열어 주어 전기 요금이 수요와 공급의 법칙에 의해 합리적으로 형성될 수 있는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 기존의 전력 계통 송전 배전 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 기존의 전기 요금 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 스마트 그리드 사업자가 수행하는 전력 계통 관리 시스템을 물통과 물통의 수위에 비유한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 그리드 사업 시스템의 예시이다.
도 5는 도 4의 EMS의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 그리드 사업 시스템의 예시이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스마트 그리드 사업 시스템의 예시이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 스마트 그리드 사업자가 수행하는 전력 계통 관리 시스템을 물통과 물통의 수위에 비유한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 심야의 싼 전기요금 시간대에 전기를 구매하여 이를 ESS 에 저장 하고 전기 요금이 비싼 피크 시간대에 ESS 에 저장 된 전기를 방전하여 판매를 하는 것이 기본 기념이다. 여기서 ESS 는 전기를 저장 할 수 있는 장치로 배터리 등이 될 수 있다.
도 3은 스마트 그리드 사업자가 수행하는 전력계통 관리 시스템을 물통과 물통의 수위에 비유한 개념을 나타내었다.
발전 사업자의 발전소 시스템(720)은 전기를 발전하여 물통에 담는다.
ESS 를 설치 하지 않은 전기 소비자 시스템(800)은 물통의 물을 퍼간다. 이것은 기존의 방법과 동일하다.
본 발명의 실시예에서 ESS 를 설치한 전기소비자 시스템(100)은 기존의 방법과 마찬가지로 전기를 사용할 수도 있다.
또한, ESS 를 설치한 전기소비자 시스템(100)은 요금이 싼 시간대에 전기를 구매해 ESS 에 저장 하였다가 전기요금이 비싼 시간 대에 ESS 에 저장 되어 있는 전기를 비싼 값에 판매할 수 있다.
또한 ESS 사업자 시스템(200)도 전기 요금이 싼 전기를 ESS 에 저장 했다가 전기 요금이 비싸지면 판매한다.
그리고, 발전 사업자 시스템(300)은 전력 구매가 늘어 날 경우 발전을 하여 물통에 물을 채운다.
스마트 그리드 사업자 시스템(200)은 회원으로 가입한 발전 사업자, ESS 사업자, 그리고 ESS 를 설치한 전기 소비자 들을 ICT 기술을 이용해 하나의 네트워크로 묶어 관리한다. 여기서 ICT 기술이라 함은 인터넷, 인트라넷이나 클라우드 (Cloud) 가 될 수 있다. 여기서 구매와 판매를 관리하는데 필요한 물통의 수위에 관한 정보는 발전회사 또는 전기회사의 PMS(600) 로 부터 받을 수 있다.
스마트 그리드 사업 시스템(자는 물통 수위를 전력회사로부터 받은 정보를 이용하는 대신 자체적으로 수위를 모니터링 하거나 또는 실시간으로 구매와 판매를 원하는 수준으로 조절 할 수도 있다.
스마트 그리드 서비스에 가입한 회원들은 전기를 스마트 그리드 사업 시스템(200)이 제공하는 에너지 포털 (Portal) 에서 실시간으로 사고 팔 수 있다.
회원들은 전기를 스마트 그리드 사업자 시스템(200)으로 부터 원하는 시간에 구매하거나 스마트 그리드 사업자에게 판매 할 수 있다.
스마트 그리드 사업자 시스템(200)은 물통의 수위 정보를 입수 하여 전기의 매입 및 판매를 관리 하여 수위가 일정하게 유지하도록 관리 할 수 있다. 또는 실시간으로 전기의 구매 및 판매가 균형이 맞도록 관리할 수 도 있다. 판매 하려는 회원이 많으면 구매 가격을 낮추어 구매 량을 줄이고 구매하려는 회원이 많으면 가격을 올려 판매량을 줄인다.
스마트 그리드 사업자 시스템(200)은 회원들의 전기 구매 량이 판매 량보다 많을 때는 발전 사업자 회원인 발전소 시스템(720)으로 하여금 모자라는 전력을 발전 하여 물통에 물을 담아 주도록 할 수 있다.
회원들은 에너지 포털에서 전기를 증권 시장에서 증권을 사고 파는 것과 같이 현금으로 구매 또는 판매 할 수 있으며 현금대신 큐 머니 (Q Money)를 주고 받을 수도 있다. 큐 머니는 전기를 사거나 전기로 받을 수 있는 스마트 그리드 사업자 시스템(200)이 발행 및 관리하는 전기 크레디트이다.
스마트 그리드 사업자 시스템(200)은 전기 소비자 회원들을 위한 전기 수요관리 사업을 할 수도 있다. 전기 수요 관리 고객은 평시에 저렴한 가격으로 전시를 사용하는 대신 피크 시간대에는 또는 전력회사가 요구하는 시간대에는 전기 사용을 자제한다.
스마트 그리드 사업자 시스템(200)은 수요관리 대상 회원이 원할 경우 전기를 사용하게 하고 대신 스마트 그리드 사업자 시스템(200)은 회원들의 ESS 를 방전하여 수요 관리 대상 고객이 사용한 전기를 전력 송배전 망에 보충 해 준다. 수요 관리 회원은 큐 머니로 피크 시간대에 사용한 전기를 구매 할 수 도 있다.
여기서 물통은 전력 계통의 송전 배전 망(700)으로 전력회사 (예를 들어 한국전력) 가 운영 하는 설비로 스마트 그리드 사업자는 시스템(200)은 전력 회사의 물통을 사용하는 대가로 전력회사에 사용료 또는 수수료를 지급한다.
또한 스마트 그리드 사업자 시스템(200)은 회원으로 부터 전기를 사고 팔 때 마다 수수료를 받는다.
송 배전 망(700)은 커다란 물통과 여기에 물을 담고 푸는 파이프 같이 전기를 송전 배전하는 전선으로 된 방대한 물리적 구조이다. 전기적으로 용량 성분, 유도성분 및 저항 성분을 포함하고 있어 제한 적이기는 하지만 일종의 ESS 와 같은 역할을 한다.
이 물통이 서울과 부산에 걸쳐 있는 커다란 물통임으로 스마트 그리드 사업자 시스템(200)의 회원이 서울에 있던 부산에 있던 지역에 관계없이 전기를 마음대로 사고 팔 수 있다.
송 배전 망(700)에 Kirchhoff 의 전류 법칙을 적용하면 스마트 그리드 사업 회원이 서울 또는 부산의 어느 곳에 있던 전기를 사거나 또는 ESS 에 저장 되어 있는 전기를 팔거나 또는 신 재생 에너지로 발전을 하여 팔더라도 스마트 그리드 사업자 시스템(200)이 송 배전 망에 유입 유출되는 전기를 실시간으로 제어를 하면 기존의 일반 전기 소비자들의 전기 구매 또는 판매에 영향을 주지 않고 회원들의 전기를 구매 또는 판매 할 수 있다.
도 3의 LEMS(Local Energy Management System, 101, 201, 301)는 각 회원에 설치되어 있는 로컬 에너지 관리 시스템으로 인터넷 또는 인트라넷 등을 통해 스마트 그리드 사업자 시스템(200)의 에너지 포털에 연결되어 있다.
각 회원들은 LPMS(101, 201, 301)를 통해 스마트 그리드 사업자 시스템(200)에 접속하여 전기를 사고 팔 수 있다. EMS(410) 는 스마트 그리드 사업자 시스템(200)가 운영하는 에너지 관리 시스템으로 회원 들의 전기 판매, 구매 및 큐 머니를 관리한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 그리드 사업 시스템의 예시이고, 도 5는 도 4의 EMS의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 스마트 그리드 사업자 시스템(200)이 ESS 를 설치한 전기 소비자시스템(100)과 스마트 그리드 사업을 수행한다.
도 4를 참조하면, 상기 ESS를 설치한 전기 소비자 시스템(100)은,
전기를 저장 하는 ESS(130);
상기 ESS(130) 를 관리하는 배터리 관리 시스템인 BMS(131);
전기를 변환하는 장치로 전력 계통 전기를 AC/DC 변환하여 상기 ESS(130) 에 충전하게 하거나 또는 상기 ESS 에 저장 되어 있는 전기를 DC/AC 변환하여 계통 또는 부하에 공급하는 PCS(120);
회원이 전기를 언제 얼마 만큼 구매를 했는지 또는 판매를 했는지를 알려 주는 전력 계량기(110)를 포함한다.
BMS(131)는 ESS(130)를 관리하는 배터리 관리 시스템으로 ESS(130)를 구성하는 셀의 편차를 해소하는 기능, ESS(130)를 과 충전 및 과 방전으로 부터 보호하는 기능, ESS(130)의 현재 사용 가능한 전기의 잔존 용량 등을 알려 주는 기능을 수행한다.
BMS(131)는 LPMS(101)와 통신을 하여 ESS(130)의 모든 정보를 LPMS(101)에 전달 해 주고, LPMS(101) 의 지령에 따라 ESS(130)를 충전 또는 방전한다.
ESS(130)는 전기를 저장 하는 장치로 리튬 배터리 등이 이에 속한다. 도 4의 선택적 방법으로 ESS(130)에 전기자동차 (EV, Electric Vehicle) 배터리를 접속하여 전기를 EV 배터리에 충전 또는 방전을 할 수 도 있다.
회원은 전기 자동차를 예를 들어 전기 요금이 저렴한 전기 자동차 충전소에 서 충전을 하여 집에 와서 ESS(130)에 접속하여 EV 배터리에 충전 된 전기를 스마트 그리드 사업자 시스템(200)에 판 매 할 수도 있고 또는 충전을 할 수 도 있고 이때 큐 머니를 사용하여 전기 요금을 결제 할 수도 있다.
PCS 는 전기를 변환하는 장치로 여기서는 전력 계통 전기를 AC/DC 변환하여 ESS(130)에 충전하게 하거나 또는 ESS(130)에 저장 되어 있는 전기를 DC/AC 변환하여 계통 또는 부하에 공급 하는 역할을 한다. PCS 는 LPMS 와 통신을 하며 LPMS 의 지령을 받아 ESS(130)를 충전 또는 방전 한다. LPMS 는 인터넷 또는 인트라넷 등을 통해 스마트 그리드 사업자 시스템(200)가 운영하는 에너지 포털에 접속할 수 있으며 회원의 정보를 스마트 그리드 사업자 시스템(200)의 EMS 에 전달 하거나 또는 EMS 의 지령을 받아 ESS(130)를 충전 또는 방전을 한다. 회원은 인터넷 또는 인트라넷 등을 통해 EMS 와 접속하여 원하는 시간에 자유롭게 전기를 사고 팔 수 있다.
전력 계량기(110)는 회원이 전기를 언제 얼마 만큼 구매를 했는지 또는 판매를 했는지를 알려 주는 장치이다. ESS(130)는 LPMS 가 보내주는 이 정보를 가지고 회원의 전기 판매 액 및 구매 액을 판단 한다.
도 5를 참조하면, EMS(410)는,
전기를 구매 또는 판매 하는 전기 거래부(411);
전기를 구매 또는 판매 하면서 전기 요금 결제 수단으로 큐 머니를 사용하여 결제처리하는 결제부(412);
전기의 구매 또는 판매가 균형이 맞도록 조절하는 관리부(413)를 포함한다.
전기 소비자 회원은 전기 자동차를 예를 들어 전기 요금이 저렴한 전기 자동차 충전소에 서 충전을 하여 집에 와서 ESS를 설치한 전기 소비자 시스템(100)을 이용하여 전기 거래부(411)에 접속하여 EV 배터리에 충전 된 전기를 판매할 수 있다.
이때 결제부(412)가 큐머니로 결제를 하여 회원에게 충전을 해줄 수 있다.
그리고, 회원이 전기를 사는 경우에는 큐 머니를 사용하여 전기 요금을 결제 할 수도 있다.
이렇게 결제가 완료되면, 전기 거래부(412)는 인터넷(500)을 통해 LEMS(101)를 통해 BMS(131)에 제어명령을 보내고, BMS(131)는 ESS(130)에 저장된 전기를 PCS(120) 및 전력 계량기(110)를 통해 전력계통망(700)을 통해 구매자에게 전기를 공급해준다.
한편, 관리부(413)는 전력 정보를 입수 하여 전기의 매입 및 판매를 관리 하여 전력량이 일정하게 유지하도록 관리 할 수 있다.
또한 관리부(413)는 실시간으로 전기의 구매 및 판매가 균형이 맞도록 관리할 수 도 있다. 예를 들어 관리부(134)는 판매 하려는 회원이 많으면 구매 가격을 낮추어 구매 량을 줄이고 구매하려는 회원이 많으면 가격을 올려 판매량을 줄인다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 그리드 사업 시스템의 예시이다.
도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 스마트 그리드 사업 시스템은,
도 1실시예와 ESS를 설치 한 소비자 시스템(100)가 회원으로 가입한 것은 유사하며, ESS 사업자 시스템(200)가 회원으로 추가 가입한 것이 차이이다.
ESS 사업자 시스템(200)는 ESS(230)를 가지고 전기를 사고 파는 사업을 하는 사업자의 시스템으로 회사 또는 개인 또는 공공 기관이 될 수 있다.
ESS 사업자 시스템(200)는 전기 요금이 저렴한 시간대에 전기를 구매하여 ESS(230)에 저장을 하였다가 전기 요금이 비싼 시간대 또는 고객이 원할 경우 ESS(230)를 방전 하여 전기를 판매하는 사업자이다.
ESS 사업자 시스템(200)은,
전기를 저장 하는 ESS(230);
상기 ESS(230)를 관리하는 배터리 관리 시스템인 BMS(231);
전기를 변환하는 장치로 전력 계통 전기를 AC/DC 변환하여 상기 ESS(130) 에 충전하게 하거나 또는 상기 ESS 에 저장 되어 있는 전기를 DC/AC 변환하여 계통 또는 부하에 공급하는 PCS(220);
회원이 전기를 언제 얼마 만큼 구매를 했는지 또는 판매를 했는지를 알려 주는 전력 계량기(210)를 포함한다.
선택적 방법으로 ESS(230)에 전기자동차 (EV, Electric Vehicle) 배터리를 접속하여 전기를 EV 배터리에 충전 또는 방전을 할 수 도 있다
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스마트 그리드 사업 시스템의 예시이다.
도 7는 도 6의 제2 실시예와 ESS를 설치 한 소비자 시스템(100)과 ESS 사업자 시스템(200)가 회원으로 가입한 것은 유사하며, 발전 사업자 시스템(300)이 회원으로 가입한 것이 차이점이다.
그리고, 발전 사업자 시스템(320)은 전력 구매가 늘어 날 경우 EMS(410)의 관리부(413) 제어에 따라 발전을 하여 전력량을 보충한다.
특히, LEMS(310)를 통해 발전기(330)가 제어신호를 수신하고, 발전을 한다. 그리고, 발전기(330)가 발전을 하여 생산된 전기라 전력 계량기(310) 및 변전소(320)를 통해 전력 계통망(700)에 전기를 보충한다.
이때, 스마트 그리드 사업자 시스템(200)은 회원으로 가입한 발전 사업자, ESS 사업자, 그리고 ESS 를 설치한 전기 소비자 들을 ICT 기술을 이용해 하나의 네트워크로 묶어 관리한다.
필요에 따라 ESS를 설치 하지 않은 일반 전기 소비자 시스템(800)도 회원으로 가입할 수 있다. ESS를 설치 하지 않은 일반 전기 소비자 시스템(800)도 회원으로 가입하여 전기 수용관리 대상으로 관리 받을 수 있고 또는 누진 요금에 의해 비싼 전기요금을 피하기 위해 스마트 그리드 사업자 시스템(400)으로 부터 저렴하게 전기를 구매 할 수 있다.
선택적 방법으로 ESS(130, 230)에 전기자동차 (EV, Electric Vehicle) 배터리를 접속하여 전기를 EV 배터리에 충전 또는 방전을 할 수 도 있다.
본 발명의 실시예에서는, 발전 단가가 심야 시간대와 주간 피크 전력 시간대에 큰 차이를 보이는 점을 이용하여 합리적으로 전기를 이용하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, PV (Photovoltaic, 태양광 발전), 풍력 발전 등 신 재생 에너지와 결합하여 경제성 있는 저 탄소 친환경 전기 발전 및 공급 시스템을 구축 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 지구 온난화 문제를 해결하는 것은 물론 전기 요금도 현재 보다 저렴해지도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 ESS와 ICT(Information and Communications Technologies) 를 결합한 새로운 전력 사업으로 전기 소비자가 Prosumer (Producer 와 Consumer 의 합성어로 생산에 참여하는 소비자를 뜻함)가 되어 전기를 싼 값으로 구매하여 저장 하고 비싼 값에 판매 할 수 있는 길을 열어 주어 전기 요금이 수요와 공급의 법칙에 의해 합리적으로 형성될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (5)

  1. 전력계통 송배전망에 연결된 전력회사의 전력관리시스템으로부터 계통전압을 모니터링하고, ESS를 설치한 전기 소비자 시스템과 인터넷망으로 연결되는 스마트 그리드 사업 시스템으로서,
    전기를 구매 또는 판매 하는 전기 거래부;
    전기를 구매 또는 판매 하면서 전기 요금 결제 수단으로 큐 머니를 사용하여 결제처리하는 결제부;
    전기의 구매 또는 판매가 균형이 맞도록 조절하는 관리부를 포함하는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 ESS를 설치한 전기 소비자 시스템은,
    전기를 저장 하는 ESS;
    상기 ESS 를 관리하는 배터리 관리 시스템인 BMS;
    전기를 변환하는 장치로 전력 계통 전기를 AC/DC 변환하여 상기 ESS 에 충전하게 하거나 또는 상기 ESS 에 저장 되어 있는 전기를 DC/AC 변환하여 계통 또는 부하에 공급하는 PCS;
    회원이 전기를 언제 얼마 만큼 구매를 했는지 또는 판매를 했는지를 알려 주는 전력 계량기를 포함하는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템.
  3. 제2항에 잇어서,
    상기 ESS 에 전기자동차 (EV, Electric Vehicle) 배터리를 접속하여 전기를 EV 배터리에 충전 또는 방전하는 것을 특징으로 하는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    인터넷망에 연결되는 ESS 사업자 시스템을 더 포함하고,
    상기 ESS 사업자 시스템은 전기 요금이 저렴한 시간대에 전기를 구매하여 저장하였다가 전기 요금이 비싼 시간대 또는 고객이 원할 경우 전기를 판매하는 것을 특징으로 하는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    인터넷망에 연결되는 발전 사업자 시스템을 더 포함하고,
    상기 관리부의 제어에 따라 상기 발전 사업자 시스템이 전기를 생산하고,
    ESS 를 설치 하지 않은 일반 전기 소비자 시스템을 더 포함하며,
    상기 ESS 를 설치 하지 않은 일반 전기 소비자 시스템은,
    상기 스마트 그리드 사업자 시스템으로부터 전기를 구매 하는 것을 특징으로 하는 ESS를 사용한 스마트 그리드 사업 시스템.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220165317A (ko) 2021-06-07 2022-12-15 스칸젯매크론 주식회사 지능형 전력공급장치를 이용한 탄소제로 마이크로 그리드시스템
KR20230117997A (ko) 2022-02-03 2023-08-10 주식회사 포드림 정해진 주기에 따라 에너지저장장치(ess)와 무정전전원공급장치(ups)의 역할을 절체하는 자동절체장치를 포함하는 ess-ups겸용 전기 에너지 공급 장치
KR102664227B1 (ko) * 2023-09-04 2024-05-10 한국건설기술연구원 계통 연계형 pv-ess 시스템 및 그 제어방법

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