KR20180008799A - 발전 장비용 지능형 제어 시스템 - Google Patents

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KR20180008799A
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타나차트 포차나
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클린퓨쳐 에너지 컴퍼니 리미티드.
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Abstract

발전 장비를 위한 지능형 양방향 전력 관리 제어 시스템은 장비 제어 유닛이 환경 및 발전 시스템 내에서 이용 가능한 전력에 의하여 시간에 따라 변할 수 있는 구성 가능한 방식에 따라 작동하도록 교환될 정보를 제공하여 에너지 비용을 절감하고 안전성을 향상시킨다.

Description

발전 장비용 지능형 제어 시스템
연관된 특허 출원
이 출원은 2015년 6월 10일 출원된 미국 가출원 제62/173,425호, 발명의 명칭 "전력 공급 장비용 지능형 제어 시스템"의 이익을 주장하며 이는 그 전체로서 본원에 참조로 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 주 제어 유닛 및 태양광 제어 유닛, 풍력 제어 유닛, 엔진 발전기 제어 유닛 및 배터리 백업 제어 유닛과 같은 장비 제어 유닛으로 구성되는 지능형 제어 시스템에 관한 것으로, 시간이 경과함에 따라 변할 수 있는 구성 가능한 전력 계획에 따라 그리고 고객에 대한 최적의 전력 전달을 달성하기 위해 요금 규칙 및 현재의 전력 공급 및 소비 상황의 변화에 따라 작동되도록 하는 방식으로 지속적인 전력 측정 및 제어 유닛과 교환할 정보를 제공하여, 에너지 비용을 절감하고 전력 안전을 향상시킨다.
발명의 배경
전기 공급자로부터 공급되는 전통적인 전력을 보완하거나 대체하기 위해 대안적인 에너지 장비를 더욱 효율적으로 사용하는 방법을 찾도록 많은 독창성이 최근 유도되었다.
태양광 패널 및 풍력 터빈과 같은 고유한 제한이 있는 특정 조건에서 전력을 공급할 수 있는 많은 로컬 및 소규모 발전 솔루션이 현재 사용 가능하다. 이러한 발전 시스템은 고객이 위치한 곳에 지역적으로 설치될 수 있으며 전통적인 전력 공급 장치와 함께 작동하여 전력 그리드로부터의 고객 소비를 줄이거나 심지어는 이를 전적으로 대체하도록 만들 수 있다. 또한, 특정 시간의 고객 전력 소비가 발생 가능한 전력보다 적고 전기 회사가 허용하는 경우, 일부 시스템은 고객의 발전 시스템에서 전력 그리드로 잉여 전력을 전송할 수 있는 가능성을 제공한다.
발전 설비의 제조업체는 일반적으로 특정 유형의 장비의 올바른 작동을 모니터링하여 전력 그리드와 동기화하고 허용되면 일부 경우에서 전력 그리드로의 전력 전송을 관리할 수 있는 제어 유닛을 제공한다. 일부 제어 유닛은 로컬로 또는 인터넷을 통해 액세스할 수 있는 보고를 제공한다. 그러나 이러한 모든 기능은 사실상 모든 경우에 특정 발전 설비에만 사용하도록 제한되거나 동일한 제조업체에서 제조된 제품에만 제한된다. 발전 장비가 다른 제조업체의 다른 기존 장비 또는 발전 장비와 함께 작동할 수 있도록 하는 통합 솔루션은 제공되지 않는다.
로컬 또는 소규모 발전 시장의 다른 결점은 전력을 효율적으로 분배하고 효과적인 전력 절감에 대한 사용자 보고를 제공하기 위하여 제어 유닛이 그리드의 비용과 시간대, 계절별 사용 및 기타 사용자 조건을 고려한 다양한 규칙에 따라 장비의 작동을 조절할 수 있는 능력이다. 더욱 상세하고 구체적인 보고는 다른 로컬 및 소규모 발전 프로젝트의 지원과 재정 투자에 사용될 수 있다.
이러한 결점은 경제적으로 구현할 수 있는 효율적이고 비용 효과적인 솔루션을 찾는 것을 어렵게 하며, 따라서 대부분의 주거 및 산업 고객은 대체 에너지 전력 장비를 구매하기로 결정하지 않는다.
종래 기술
제어 유닛은 특정 전력 생산 장비의 발전 제조업체에서 구할 수 있으며 일반적으로 그 해당 장비에서만 작동하도록 설계된다. 일부 경우에는, 예를 들어 다른 제조업체의 디젤 발전기를 단일 제어 유닛으로 제어할 수 있는 것과 같이 제어 유닛이 경쟁 업체의 유사한 장치와도 작동할 수 있는 유연성이 있다.
종래 기술의 일부 제어 유닛은 전력 그리드에 의해 공급된 전력과 로컬 생성된 전력의 동기화를 허용한다. 전력 그리드에 전력을 공급하는 부속 장치를 사용할 수 있고 전력 회사와 계약이 있는 경우, 사용 가능한 로컬 생성된 전력 시스템을 사용하여 로컬 전력이 전력 그리드에 주입될 수 있는 전력 흐름의 역전이 가능하다. 그러나 일부 경우에, 전력 회사는 로컬 발전된 전력을 수용하는 것을 거부하며 과부하, 주파수 규제 문제 및 기타 문제를 야기할 수 있는 전력이 주입되지 않을 것이라는 보증을 요구한다.
대형 전력 공급 회사 및 전력 유틸리티 시스템이 전력 그리드를 통해 전력원 및 전력 분배를 관리하지만, 최적의 전력 분배 및 실제 비용과 전력 사용 효율을 결정하기 위하여 각 발전 시스템의 비용, 시간대, 계절별 사용량 및 기타 정보의 비교에 기반하고 전기 회사의 요금 규칙 및 가격 결정에 기반하여 로컬 또는 소규모 발전 시스템과 통합되어 전력 분배를 더욱 효과적으로 관리 및 제어할 수 있는 독립형 시스템 제어 시스템이 현재는 없다.
종래 기술의 제어 유닛은 로컬 전력 공급 준비가 부족하거나 이용 가능하지 않을 때 전력을 켜고 로컬 전력이 이용 가능할 때 전력 그리드로부터의 전력을 차단하기 위한 전력 그리드로부터의 전력 제어를 제공하지 못하여, 로컬 전원 공급 장치로부터 전력 그리드로의 전력 주입을 방해한다.
종래 기술의 대부분의 제어 유닛은 또한 소비 보고 및 다른 유용한 정보를 고객에게 제공한다. 일부 제어 유닛은 인터넷 연결이 이용 가능하면 이를 통해 정보를 전송할 수 있다. 그러나 현재의 제어 유닛은 일반적으로 요금 규칙과 전력 회사가 발행하는 에너지 단위당 가격을 고려할 수 없다. 이러한 결점은 제어 유닛이 요금 규칙 및 가격 책정을 최대한 활용하여 절약된 에너지량뿐 아니라 이러한 에너지 절약이 나타내는 총 금액을 나열하는 상세한 절약 보고서를 생성하도록 시스템을 구성하는 것을 방해한다. 즉, 고객이 절약된 금액을 알고 싶다면, 소비 후에 전력 회사로부터 전력 생산 보고서를 수집하여 컴파일하고 사후 처리해야 한다. 그러나 실제 비용 절감을 정확하게 계산하려면 배터리 충전 및 방전 주기를 포함하여 전력 사용 시간과 정확하게 연관된 전력 소비 정보가 필요하지만, 많은 경우 이는 시간 정보가 부정확하거나 누락되어서 불가능하다. 본 발명은 종래 기술의 이들 전력 제어 장치의 결점을 해소하고, 로컬 발전 환경 내에서 전체 에너지 효율 및 전력 사용을 개선하기 위해 단위 에너지당 사용 가능성 및 비용에 기초하여 전력 사용량을 최적화하는 간편한 통합 시스템을 제공한다.
주 제어 유닛 및 태양광 제어 유닛, 풍력 제어 유닛, 엔진 발전기 제어 유닛 및/또는 다른 발전 제어 유닛 및 배터리 백업 제어 유닛과 같은 하나 이상의 장비 제어 유닛으로 구성되는 새로운 양방향 전력 관리 제어 시스템이 본원에서 설명된다.
전력 관리 제어 시스템은 사용 가능한 전원, 전원 주파수, 전원 위상 및 각 장비 제어 유닛에 특정한 기타 측정값과 같은 정보를 주 제어 유닛과 장비 제어 유닛 사이에서 교환할 수 있게 하여, 주 제어 유닛이 언제든지 이용 가능한 발전 장비의 최적 구성을 결정하거나 또는 전력 분배를 위한 특정 최적 전력 계획을 설정할 수 있게 한다. 최적 구성은 장비 제어 유닛으로부터 수신한 정보, 기록된 사용 이력, 피크 시간, 풍력 및 태양광 발전기 출력에 영향을 미칠 수 있는 일기 예보와 같은 다른 에너지 정보 자원으로부터의 계절적 고려 사항 및 계약된 요금과 같은 고객별 공급 조건, 최소 및 최대 사용량 및 전력 공급 회사에서 수집한 기타 정보를 기반으로 한다. 고객이 전력 공급 회사와의 전기 공급 계약의 고객 특정 조항 및 조건을 포함하여 전력 공급 조건에 관한 모든 정보는 전력 그리드 및 하나 이상의 발전 시스템에서 전력 분배를 최적화 및 제어하는 데 사용된다. 일부 실시예에서, 전력 관리 제어 시스템은 전력 그리드로부터의 전력 분배를 제어하여 전력 그리드로부터 최소 전력 사용을 설정 및 유지함으로써 계약 협약서에 명시된 구매 요구 사항을 준수하는 전력 공급 회사의 요구 사항에 관한 정보를 사용할 수 있다. 본 발명의 전력 관리 시스템을 사용하여, 전력 그리드로부터의 최소 전력 사용량 요건은 고객과 계약된 공급 수치 또는 백분율에 기초하여 설정 및 유지될 수 있으며, 이는 고정된 전력 사용량 최소 설정 또는 전력 그리드의 현재 사용 가능한 전력 용량 및 환경 조건 및 전력 관리 시스템 내 발전 시스템의 전력 출력에 영향을 미칠 수 있는 다른 요인에 기초하여, 하루 동안 또는 일 년의 몇 달에 걸쳐 증가 또는 감소할 수 있는 가변 전력 사용 설정일 수 있다. 전력 관리 시스템은 발전 조건의 업데이트, 고객과 전력 공급 회사 간의 계약 조건에 영향을 주거나 수정하는 이용 가능한 전력 및 비용을 포함하는 전력 공급 회사로부터의 저장되고 액세스된 유선 및 무선 전송 일자의 계약 요구 사항에 기초하여 고객의 발전 시스템으로부터 여분의 전력 공급을 그리드로 다시 제어할 수 있다. 예를 들어, 전력 그리드 내의 정전은 전력 관리 시스템이 전력 그리드에 전력을 다시 전송하여 고객의 발전 시스템의 가용 전력 용량을 기반으로 전력을 로컬로 제공하도록 할 수 있다. 전력 관리 시스템을 사용하는 전력의 제어는 또한 이러한 계약상의 요구 사항에 기반하여 고객의 발전 시스템으로부터 전력 그리드로 다시 전력이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
각 장비 제어 유닛은 발전 장비로부터 적절하게 제어하고 정보를 수집하기 위하여 필요한 모든 파라미터를 갖는 구성 파일 세트에 의하여 장비 제어 유닛이 제어하는 발전 장비에 따라 본 발명의 전력 제어 소프트웨어 애플리케이션을 사용하여 구성될 수 있다.
주 제어 유닛 시스템은 본 발명의 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션을 사용하는 발전 시스템 내에서 사용하도록 구성될 수 있다. 주 제어 유닛 및 장비 제어 유닛의 액세스 및 설정은 운영자 사용자 수준의 액세스 및 상이한 범주의 추가 사용자를 생성하는 데 사용할 수 있는 운영 모듈을 통해 이루어질 수 있으며, 각 범주는 특정 권한이 있어 보고, 유지보수, 주 제어 유닛 및 장비 제어 유닛 전력 관리 시스템 구성, 사용자 생성 및 기타 기능은 적절한 운영 허가를 받은 사용자에게만 부여될 수 있다.
전력 관리 제어 시스템은 사용자의 편의 및 안전 요구 사항에 따라 인터넷에 연결되거나 격리되도록 구성될 수 있다. 허용 및 차단된 기능 목록은 인터넷을 통해 어떤 기능이 수행될 수 있는지 및 어떤 사용자 범주로 수행될 수 있는지 결정한다. 이 목록은 운영자 수준의 사용자에 의해서만 편집될 수 있다.
일 실시예에서, 주 제어 유닛은 포괄적인 정보 세트로 구성되며, 다음을 포함한다.
1. 로컬 인트라넷 연결을 이용하여 또는 유선 또는 무선 인터넷 연결을 통해 하나 이상의 컴퓨터 연결을 통해 액세스 가능한 파일. 전기 회사의 공급 조건에 따라 전력 그리드로부터의 전력 비용을 상세히 설명하는 파일. 이 파일은 설치된 최대 전력 공급, 계약된 월간 전력 소비, 피크 시간 및 오프 피크 시간의 전력 비용, 전력 비용 계절 변동, 계약된 전력 소비 이상 사용에 대한 할증료, 최소 요구 소비(≥ 0)와 및 그리드에 주입할 수 있는 최대 전력(≥ 0) 및 기타 정보와 같은 모든 관련 정보를 포함한다.
2. 최대 비상 전력, 최대 연속 전력, 생성된 전력에 대한 예상 비용, 하루 최대 연속 작동 시간, 예방 유지보수 요구 사항(특정 작동 시간 후에 필터 또는 기타 구성 부품의 교체와 같은) 및 기타 특정 정보와 같은 관련 정보를 제공하는 사용 가능한 각 로컬 또는 소규모 발전기에 대해 로컬 인트라넷 연결을 사용하여 또는 유선 또는 무선 인터넷 연결을 통해 하나 이상의 컴퓨터 연결을 통해 액세스할 수 있는 구성 파일.
3. 로컬 인트라넷 연결을 사용하여 또는 유선 또는 무선 인터넷 연결을 통해 하나 이상의 컴퓨터 연결을 통해 액세스 가능한 파일. 태양, 풍력 및 기타 전력 공급 발전기에 대한 발전 예측과 연중 각 날짜의 예상 최고 출력 및 평균 출력에 대한 시간별 및 일별 값을 제공하는 전력 시스템을 상세히 설명하는 파일. 로컬 또는 소규모 전력 시스템은 다음 시간과 다음 24 시간 동안 태양, 풍력 및 기타 발전기의 출력을 추정하기 위해 주어진 시간에 발전 예측 및 실제 전력 출력을 사용한다.
4. 총 에너지 용량, 최대 충전 및 방전 속도, 최소 충전 한도 및 기타 관련 매개 변수를 식별하는 배터리 백업 장비에 대한 로컬 인트라넷 연결을 사용하여 또는 유선 또는 무선 인터넷 연결을 통해 하나 이상의 컴퓨터 연결을 통해 액세스할 수 있는 구성 파일.
5. 로컬 인트라넷 연결을 사용하여 또는 유선 또는 무선 인터넷 연결을 통해 하나 이상의 컴퓨터 연결을 통해 액세스 가능한 파일. 각 시간 및 연중 날짜에 대해 고객의 시간별 및 일별 예상 전력 요구사항에 대한 소비 예측을 상세히 설명하는 파일. 전력 시스템은 다음 1 시간 및 다음 24 시간 동안의 전력 소비를 추정하기 위하여 주어진 시간에 소비 예측 및 실제 전력 소비를 사용한다.
로컬 또는 소규모 발전 시스템의 주 제어 유닛은 각 발전기의 발전 전력 비용 및 최대 연속 전력, 현재 사용 가능한 전력 용량, 유지보수를 위한 가동 중지 시간 및 환경 조건과 같은 발전기의 구성 파일 내에 기록된 기타 정보에 따라 사용 가능한 전력 공급 발전기에 우선 순위를 할당한다. 주 제어 유닛은 또한 사용 가능한 전력 공급 발전기 및 배터리 백업 유닛에 대한 가능한 최고의 전력 구성을 지속적으로 결정하기 위하여 그리드 전력 구성 파일에 따라 일간 및 계절적 변화에 따르는 전기 회사의 그리드 전력 비용을 고려한다.
전력 용량 및 비용 분석 및 전력 공급 회사와의 계약을 통해 설정된 요구 사항으로부터, 주 제어 유닛은 로컬 전력 공급 발전기의 초과 전력을 전력 그리드에 주입하거나 초과 전력의 주입을 방지하고 전력 그리드로의 전력 연결을 일시적으로 종료하고, 초과 전력을 배터리 백업 장비로 유도한다. 또한, 전력 공급 회사가 고객의 발전 시스템으로부터 전력을 주입하지 않는 엄격한 규칙을 부과하는 경우, 본 발명의 전력 관리 시스템은 전력 그리드가 연결될 때마다 전력 그리드로부터의 최소 전력이 항상 고객에게 공급되는 것을 보장하도록 최소 사용량 변수를 설정함으로써 임의의 조건 하에서 전력 그리드에 전력이 주입되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 최소 사용량 변수는 시스템이 적절한 조치를 취하기 전에 측정 오류 또는 서지(surge)로 인해 고객의 발전 시스템으로부터 전력이 주입되는 것을 방지하기 위한 적절한 임계치로 설정될 수 있다. 최소 사용량 변수를 사용하는 최소 전력 소비는 또한 임의의 계약 요구 사항에 따른 임계치로 설정될 수 있다.
본 발명의 이러한 고유한 특징을 통해, 주 제어 유닛은 로컬 발전 시스템으로부터의 전력이 전력 그리드로 공급될 가능성이 없고 과부하, 주파수 변경 및 기타 공급 문제의 위험을 제거한다는 보증을 전기 회사에 대해 제공한다.
본 발명의 목적은 전력 관리 제어 시스템에 의한 비용 정보, 추정된 발전 전력, 추정된 전력 소비, 용량 및 배터리에 저장된 사용 가능한 전력, 실제 전력 출력 및 실제 전력 소비를 사용하여 최상의 절감 결과를 생성할 최적의 전력 구성을 결정하고 구현하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전력 관리 제어 시스템이 그리드 정전, 발전기 고장, 소비 전력 서지, 예정 및 예정되지 않은 유지보수 및 기타 전력 저하 문제와 같은 외부 사건에 대응하고 즉시 차선의 전력 구성을 재구성할 수 있는 전력 관리 제어 시스템의 능력이다.
본 발명의 다른 목적은 전력 소비, 각 발전기에 의해 생성된 전력, 배터리 상태, 비용 절감 및 고객 생성 보고서에 대한 보고서의 생성이다. 이들 보고서는 주 제어 유닛에서 사용할 수 있으며 그렇게 프로그래밍되면 인터넷을 통해 저장된 수취인 목록으로 전송될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 로컬 발전 시스템으로부터 전력 그리드로, 그리고 추가적으로 또는 대안적으로 배터리 백업 시스템으로 여분의 전력을 라우팅하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전력 관리 시스템에 의해 로컬 발전 시스템을 전력 그리드로부터 일시적으로 차단하거나 로컬 발전 시스템으로부터 전력 그리드로 전력의 주입을 방지하기 위하여 가능한 최대 측정 오차 및 서지보다 큰 최소 소비 임계치를 보장하는 제어이다
본 발명의 다른 목적 및 이점은 독자에게 명백해질 것이며, 이들 목적 및 이점은 본 발명의 범위 내에 있다. 상기 및 관련 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 형태로 구현될 수 있지만, 도면은 단지 예시적인 것이며, 이 출원의 범위 내에서 도시되고 설명된 특정 구성에서 변경이 가능하다는 사실이 주목된다.
본 발명의 다양한 다른 목적, 특징 및 부수적인 이점은 첨부된 도면과 관련하여 고려될 때 더 잘 이해될 것이므로 충분히 인식될 것이며, 유사한 도면 부호는 여러 도면에 걸쳐 동일하거나 유사한 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제어 유닛의 제1 실시예의 사시도이다.
도 2는 고객이 위치한 곳 또는 소규모 발전 시스템에 로컬 설치된 장비를 구성하고 관리하는데 사용되는 전력 관리 제어 시스템의 제 1 실시예의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 주 제어 유닛에 로드된 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션의 실시예의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 주 제어 유닛에 로드된 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션의 관리 전력 서브루틴의 일 실시예의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 태양광 제어 유닛, 풍력 제어 유닛, 엔진 발전기 제어 유닛 및 배터리 백업 제어 유닛과 같은 장비 제어 유닛에 로드된 전력 제어 소프트웨어 애플리케이션의 실시예의 흐름도이다.
도 6은 주 제어 유닛 상에 구현된 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션 모듈의 실시예의 블록도이다.
도 7은 장비 제어 유닛 상에 구현된 전력 제어 소프트웨어 애플리케이션 모듈의 실시예의 블록도이다.
도 1에 도시된 주 제어 유닛(10)은 기본적으로 케이블 텔레비전 동작에 사용되는 디코더와 크기 및 형태가 유사한 소형 박스(21) 내에 패킹되도록 구성된 집적 회로를 갖는 커스텀 디지털 장치이다. 독립형 장치로서, 주 제어 유닛(10)은 마이크로프로세서(23) 및 메모리, 입력 출력 인터페이스, 센서 및 다른 구성요소와 같은 모든 필요한 전자기기(24)를 갖는 전자 마더보드(22)를 포함한다. 이는 정규 AC 전원(25) 또는 배터리 전원으로 작동하며 이더넷, Wi-Fi, 블루투스와 같은 컴퓨터 네트워크를 통해 데이터를 송수신하기 위하여 네트워크 케이블(26) 및/또는 무선(27) 수단을 사용할 수 있는 인터넷 연결을 갖는다. 이는 AC 메인(25), 인터넷 네트워크 케이블(26), 무선 인터넷(27) 또는 FDM(frequency division multiplex) 무선 인터페이스(28)를 사용하여 다른 장비 제어 유닛과 통신할 수 있다. 주 제어 유닛(10)은 고객의 식별을 허용하는 전자 칩(31)을 포함하는 스마트 고객 카드(30)가 삽입될 슬롯(29) 및/또는 정보가 쉽게 추출되고 시스템으로 삽입될 수 있게 하는 케이블 또는 메모리 스틱(33)에 대한 USB 인터페이스(32)를 가질 수 있다. 이는 또한 사용자가 중요한 정보를 쉽게 얻고 그에 따라 대응할 수 있도록 전원, 통신 및 일반 알람에 대한 표시등(34)을 갖는다. 범용 아날로그 및 디지털 인터페이스(35)는 주 제어 유닛(10)이 이미 현장에 설치되거나 장래에 설치될 수 있는 다른 장비와 인터페이스할 수 있게 한다. LCD 디스플레이(36) 또는 터치스크린과 같은 다른 유형의 디스플레이는 전압, 전류, 동작 시간 및 다른 연관된 정보와 같은 정보가 국부적으로 표시될 수 있게 한다. 터치스크린 또는 다른 사용자 인터페이스를 사용하는 다수의 버튼(37)은 사용자가 시스템에 입력을 하거나 정보를 표시하기 위해 다른 옵션을 선택할 수 있게 한다.
태양광 제어 유닛(40), 풍력 제어 유닛(50), 디젤 발전기 제어 유닛(60) 및 배터리 백업 제어 유닛(70)과 같은 다른 장비 제어 유닛(20)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 발전 시스템에서 의도되는 것과 같이 상이한 역할을 가정하도록 구성 파일을 변경하여 주 제어 유닛(10)과 동일한 하드웨어로 만들어질 수 있거나, 동일한 베이스 컴퓨터 회로, 집적 전기 회로 및 하드웨어로 이루어지지만, 예를 들어 스마트 카드용 슬롯(29)과 같은 주 제어 유닛(10)의 특징들 중 일부를 갖지 않는 약간 다른 하드웨어로 만들어질 수 있다. 장비 제어 유닛(20)은 상이한 양의 내부 메모리, 더 많은 아날로그 또는 디지털 인터페이스, 및 전력 공급 발전기 및 전력 관리 시스템 요건에 특정한 다른 특징을 가질 수 있다.
단일 구성요소 및 하드웨어 플랫폼을 갖는 것은, 부피 절감 및 하나의 공통 유닛이 제공하는 시스템 내의 하나의 유닛과 다른 유닛에 중복되는 기능을 가짐으로써 보완을 제공하는 공급 및 유지 보수에 대한 융통성 때문에 더 매력적이다. 주 제어 유닛(10) 또는 장비 유닛(20)의 혼란 또는 잘못된 설정의 가능성을 피하기 위해, LCD 디스플레이(36), 터치스크린 또는 다른 유형의 디스플레이가 구성되어 어떤 유형의 유닛이 구성되었는지 나타낼 수 있으며 포장 라벨링, 색상 또는 다른 표시가 특정 제어 유닛 박스에 제공될 수 있다.
도 2는 전력 관리 제어 시스템의 일반적인 구현을 보여준다. 전력 회사에 의해 공급되는 전력 그리드(11)로부터의 전력은 고객에게 도착하고 계량기(12)를 통해 흘러 소비되는 에너지의 양 및 최대 순시 전력(maximum instantaneous power)이 측정될 수 있다. 또한 고객을 전력 그리드(11)로부터 분리하기 위한 마스터 회로 차단기(13)가 있다. 전력 공급 회사는 통상적으로 계량기(12)와 회로 차단기(13)에 대한 표준을 잘 정립하고 있으며, 이 시점에서 장비 작동을 변경하는 임의의 수정이나 장비의 설치를 허용하지 않는다.
주 회로 차단기(13) 이후에, 주 전력선(14)이 사용되어 태양광 장비(45), 풍력 발전기(55), 엔진 발전기(65) 및 배터리 백업 장비(75)를 보호되지 않은 접속(81)을 통해 고객 장비(80)에 연결한다. 우선 보호 접속(82) 및 정상 보호 접속(83)을 통해 고객 장비로 배터리 백업 장비(75)를 접속하기 위해 보호 전력선(15)이 제공된다.
주 제어 유닛(10)은 제어선(16)을 통해 전압 및 전류와 같은 정보를 수집하고 전력 그리드(11)로부터 비보호 전력선(14)을 분리할 수 있는 회로 차단기(9)를 제어한다. 주 제어 유닛(10)은 또한 추가 제어선(17)을 통해 전압 및 전류와 같은 정보를 수집하고 비보호 접속(81)을 통해 고객 장비(80)로의 전력 스위칭을 제어하는 회로 차단기(19)를 제어한다.
주 제어 유닛(10), 태양광 제어 유닛(40), 풍력 제어 유닛(50), 엔진 발전기 제어 유닛(60) 및 배터리 백업 제어 유닛(70)은 데이터 접속(18)을 통해 정보를 교환한다.
태양광 장비(45)는 다수의 아날로그 및 디지털 태양광 제어선(41)에 의해 태양광 제어 유닛(40)에 의해 제어된다. 태양광 제어 유닛(40)은 태양광 장비(45)로부터 데이터를 수집하고 태양광 장비(45)로 다시 명령을 전송한다. 태양광 제어 유닛(40)은 태양광 제어선(42)을 통해 압력 및 전류와 같은 정보를 수집하고 비보호 전력선(14)으로부터 태양광 장비(45)를 분리할 수 있는 회로 차단기(43)를 제어한다.
풍력 발전기(55)는 다수의 아날로그 및 디지털 풍력 제어선(51)에 의해 풍력 제어 유닛(50)에 의해 제어된다. 풍력 제어 유닛(50)은 풍력 발전기(55)로부터 데이터를 수집하고 풍력 발전기(55)로 다시 명령을 전송한다. 풍력 제어 유닛(50)은 풍력 제어선(52)을 통해 압력 및 전류와 같은 정보를 수집하고 비보호 전력선(14)으로부터 풍력 장비(55)를 분리할 수 있는 회로 차단기(53)를 제어한다.
엔진 발전기(65)는 다수의 아날로그 및 디지털 엔진 발전기 제어선(61)에 의해 엔진 발전기 제어 유닛(60)에 의해 제어된다. 엔진 발전기 제어 유닛(60)은 엔진 발전기 장비(65)로부터 데이터를 수집하고 엔진 발전기 장비(65)로 다시 명령을 전송한다. 엔진 발전기 제어 유닛(60)은 엔진 발전기 제어선(62)을 통해 압력 및 전류와 같은 정보를 수집하고 비보호 전력선(14)으로부터 엔진 발전기 장비(65)를 분리할 수 있는 회로 차단기(63)를 제어한다.
배터리 백업 장비(75)는 다수의 아날로그 및 디지털 배터리 백업 제어선(71)에 의한 배터리 백업 제어 유닛(70)에 의해 제어된다. 배터리 백업 제어 유닛(70)은 배터리 백업 장비(75)로부터 데이터를 수집하고 배터리 백업 장비(75)로 다시 명령을 전송한다. 배터리 백업 제어 유닛(70)은 배터리 백업 제어선(72)을 통해 압력, 전류 및 저장 용량과 같은 정보를 수집하고 비보호 전력선(14)으로부터 배터리 백업 장비(75)를 분리할 수 있는 회로 차단기(74)를 제어한다. 배터리 백업 제어 유닛(70)은 또한 배터리 백업 추가 제어선(73)을 통해 우선 보호 접속(82) 및 정상 보호 접속(83)을 통해 고객 장비(80)의 스위칭을 제어하는 회로 차단기(76)를 제어한다.
유닛 및 시스템의 구성 및 작동:
특정 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션은 전력 용량 및 비용 분석을 통해 결정된 바와 같이 전력 흐름을 변경하고 재배치하기 위하여 주 제어 유닛(10), 장비 제어 유닛(20), 회로 차단기 및 스위치와 같은 다른 시스템 구성 요소에 액세스하여 실행되도록 작성된 것이다. 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션은 컴퓨터, 아이팟(iPod), 아이패드(iPad), 태블릿 컴퓨터, 노트북, 랩톱, 스마트폰, 휴대 전화 또는 처리 장치로 사용될 수 있는 다른 장치, 디스플레이 장치, 및/또는 주 제어 유닛(10), 장비 제어 유닛(20) 및 처리 유닛, 디스플레이 유닛, 및/또는 회로 차단기 및 스위치와 같은 다른 시스템 구성요소와 통신하기 위한 처리 명령을 제공하는 유닛과 같은 디지털 장치를 사용하여 액세스될 수 있다. 제어 유닛(10 및 20) 및 다른 디지털 장치 상의 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션의 구현은 전력 사용량 및 비용 정보를 그래픽으로 표시, 발전 장비 및 장비 제어 유닛(20)의 구성 정보를 검사 및 변경, 또는 고객에 대한 전력 사용량을 최적화하는 다른 동작을 수행하는 기능과 같은 사용자가 액세스할 수 있는 고급 기능을 제공한다. LCD 디스플레이 장치(36), 터치스크린 또는 다른 디스플레이는 주 제어 유닛 또는 장비 제어 유닛(20)의 컴퓨터 회로 상에 구현된 본 발명의 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)을 사용하여 변환될 대상인 거래 데이터를 시각적으로 사용자에게 제공한다. 디스플레이 장치(36)는 모니터, 태블릿 컴퓨터, 또는 다른 시각적 컴퓨터 스크린 또는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI), 프린터 또는 마이크로 프로세서 기반의 최종 출력의 시각적 또는 다른 유형 표현을 제공하는 다른 디지털 장치일 수 있다. 디스플레이 장치(36)는 거래 데이터를 디지털 파일로 제공하는 출력 장치일 수도 있다. 마이크로 프로세서 기반 유닛(23)은 거래 데이터를 처리하여 의도된 출력 디스플레이 장치(36) 또는 매체 상에 용이하게 식별 가능하고, 정보를 제공하며 조직화된 이미지 및 데이터를 생성하는 수단을 제공한다.
안전성을 향상시키기 위해, 도 6에 도시된 바와 같이 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)의 운영 모듈(122)을 사용하는 주 제어 유닛(10)은 특정 기능에 대한 액세스를 허용하거나 제한하기 위해 사용자 이름 및 패스워드를 요구하는 액세스 시스템을 갖는다. 사용자는 최신 컴퓨터와 비슷한 방식으로 다른 범주와 권한을 가지며 시스템은 실패한 로그인 시도를 운영자 및 다른 사용자에게 다음에 성공적으로 로그인할 때 보고한다. 데이터 암호화, 무차별 대입 공격을 막기 위해 로그인 시도가 실패할 때마다 다음 로그인 시도까지 구성 가능한 시간 지연, 실패한 로그인 시도가 발생한 경우 라우트 레벨 운영자 또는 권한이 있는 사용자에 의해 승인되고 지워질 때까지 주 제어 유닛(10)에서 쉽게 볼 수 있는 위치에 불이 들어오는 경고 표시등과 같은 추가적인 안전 대책도 마련된다.
주 제어 유닛(10)은 루트 운영자 사용자가 사전 구성한 디폴트 패스워드로 공장 출하된다. 처음 사용에 따라, 이 운영자 사용자는 운영자, 관리, 사용자, 게스트 등과 같은 각자의 권한을 가지고 시스템의 다른 기능에 액세스할 수 있는 각기 다른 범주의 추가 사용자를 구성할 수 있다.
루트 운영자는 유자격자에 의해서만 사용되어야 하며 바람직하게는 시스템 구성, 업그레이드 및 변경에 대해서만 사용되어야 한다. 안전을 위해 한 명만 루트 운영자 사용자에게 액세스하고 출고시 디폴트 라우트 사용자 비밀번호는 보안을 위해 최대한 빨리 변경하는 것이 좋다.
사용자는 동일한 레벨 또는 그 이하의 사용자에 의해 생성된 구성에 대한 변경만을 적용할 수 있으므로 사용자는 라우트 사용자에 의해 생성된 구성을 변경할 수 없다. 이는 우발적으로 또는 의도적으로 수행되는 전원 관리 시스템의 바람직하지 않은 변경을 방지하는 데 유용할 수 있다.
최상위 레벨의 사용자가 루트 운영자인 이 사용자 계층 구조는 비즈니스를 구축하기 위한 수단으로도 사용할 수 있는 플랫폼을 제공한다. 예를 들어, 회사는 일부 또는 모든 장비를 구매하고, 다른 회사의 로컬 에너지 발전소를 설정 및 설치할 수 있다. 수령 회사에게는 일반 운영자 수준, 관리 수준, 사용자 수준 및 게스트 수준에서만 액세스 수준이 주어지며 루트 운영자 수준에는 액세스할 수 없다. 시스템을 소유한 회사는 구성 설정으로 관리 시스템을 설정하여 에너지 절약을 정확하게 측정하고 실제 금전적 절약으로 변환하며 보고서를 인터넷을 통해 본사로 보낼 수 있다. 장비를 수령한 회사는 계약에서 합의한 대로 이러한 절감액의 일정 비율을 부과받게 된다. 이 시스템을 수령하는 회사는 장비 비용을 지불하기 위해 선금을 투자할 필요 없이 전기 비용을 절약할 수 있고 이미 절약한 비용으로 월 사용료를 지불함으로써 이익을 얻는다. 동시에 회사 내의 전력 사용량의 더 나은 관리, 자세한 소비 및 절약 보고서, 전력 안전 강화 및 전력 회사가 허용하면 그리드에 잉여 전력을 주입하거나 그리드로부터의 연결을 일시적으로 해제하여 잉여 전력을 배터리 백업 시스템으로 재 라우팅하여 정전 또는 그리드 또는 로컬 발전 시스템의 전력 공급 부족시 사용할 수 있도록 하는 완전한 제어 기능과 같은 전력 관리 시스템이 제공하는 추가 기능의 이점도 얻을 수 있다. 발전 장비를 소유한 회사는 고객이 액세스할 수 있는 재생 에너지량 및 유지 보수와 같은 서비스에 따라 상이한 발전 패키지를 만들 수 있으며 이들 서비스에 대해 별도로 청구할 수 있다. 다른 많은 가능한 합의가 이루어질 수 있다.
고객이 지불을 불이행하는 경우, 장비를 소유한 회사는 예를 들어 인터넷을 통해 원격으로 명령을 보내어 발전 장비를 사용 불가능하게 하여, 사용 가능하면 고객의 자체 발전 장비 및/또는 전기 회사의 그리드로부터의 전력에만 의존하도록 하여, 그렇지 않으면 얻을 수 있는 비용 절감 효과를 제거할 수 있다. 전원 관리 시스템 내에서, 시스템 안전 장치는 고객이 발전 장비에 대한 명령 전송을 중단하거나 방해하거나 장비에 사용할 수 있는 인터넷 연결을 방해하지 못하게 할 수 있다. 인터넷 연결이 물리적으로 단절된 경우, 임시 인터넷 연결이 없는 30일 이상과 같이 사전 설정된 시간 후에, 영향을 받은 발전 장비, 주 제어 유닛(10) 및 장비 제어 유닛(20)은 자동적으로 사용 불가능하게 될 것이다. 발전 시스템 내의 구성요소를 사용 불가능하게 하는 설정은 주 제어 유닛(10) 상에 구현된 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)의 운영 모듈(122)을 통해 권한을 가진 고수준 운영자를 통해 설정 및 제어된다. 발전 시스템을 수령하는 회사는 이 운영 수준에 액세스할 수 없으며, 수령 회사는 사용 불가능 구성을 변경할 수 없다. 고수준 운영자로서 임의의 로그인 실패는 차단될 수 있으며 발전 장비를 소유한 회사에 위조 시도를 알리는 메시지를 생성할 수 있다.
이러한 방식으로 회사는 전기 절약을 생성하고 전력 관리 시스템을 수령하는 회사와 전력 절감으로 인한 재정적 결과를 공유하는 데 사용할 수 있는 발전 장비 임대 사업에 진입할 수 있다.
기본적으로, 임의의 유닛은 주 제어 유닛(10)으로 구성된다. 루트 운영자 또는 운영자 권한을 가진 사용자는 유닛이 발전 장비에 연결되면 유닛을 장비 제어 유닛(20)으로 개조하기 위하여 필요한 구성 정보 및 그런 다음 전력 생성 장비에 관한 정보를 제공함으로써 주 제어 유닛(10)을 장비 제어 유닛(20)이 되도록 개조할 수 있다.
주 제어 유닛(10)의 동작은 제어 유닛 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)에 의해 제어된다. 도 3은 제어 유닛 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)의 기본 절차 단계의 일 실시예를 도시한다. 주 제어 유닛(10) 또는 장비 제어 유닛(20)의 전원이 켜지면, 전원 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)이 실행되어(90), 초기화하고(91), 제어 유닛이 무엇을 할 것으로 예상되는지를 결정하기 위해 구성 파일(92)을 로드한다. 구성 파일이 로드되지 않은 경우, 소프트웨어 애플리케이션(120)은 주 제어 유닛(10)의 기본 동작을 가정하고 구성을 기다린다. 제어 유닛 세트의 구성 파일이 정확하게 로드될 때, 소프트웨어 애플리케이션(120)은 정상 동작 부분(93)으로 계속된다.
주 제어 유닛(10)용 구성 파일 세트는 다음을 포함한다:
1. 현재 유닛을 주 제어 유닛(10)으로 할당하고 전력 관리 시스템에 구성된 모든 장비 제어 유닛(20)을 열거하는 시스템 구성 파일;
2. 시스템 구성 파일 내에 참조된 각 장비 제어 유닛(20)에 의해 제어되는 전력 공급 발전기 장비에 대한 발전 장비 유형, 최대 출력, 최대 연속 출력, 유지 보수 일정 및 발전 장비 유형에 기반한 기타 장비 특정 정보와 같은 기술 데이터를 나열하는 장비 구성 파일;
3. 장비 구성 파일에 나열된 각 전력 공급 발전기의 에너지 생성 비용 및 전력 회사가 결정한 그리드 비용을 나열하는 비용 구성 파일. 데이터는 전력 관리 시스템 내의 전력 공급 발전기에서 수집 및 컴파일할 수 있으며 에너지 비용을 나타내는 외부 소스와의 비교를 특정 시점에서 각 유형의 발전기에 대한 킬로와트/시간 비용을 결정하거나 일 또는 주 단위와 같은 시간대의 비용 평균을 결정하기 위해 사용할 수 있다.
다음으로, 제어 유닛 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 전력 관리 시스템 내의 각 발전기에 대해 각 장비 제어 유닛(20)으로부터 제공된 전압 및 전류와 같은 모든 입력 변수(94)를 판독한다. 입력 변수는 아날로그 또는 디지털 인터페이스를 사용하여 주 제어 유닛(10)에 직접 연결을 통해 주 제어 유닛(10)으로 전송될 수 있으며, 이들 변수(94)는 먼저 표본 추출될 수 있고 시스템 구성 파일에 열거되어 있는 장비 제어 유닛(20)으로부터 전송된 다른 변수(94)는 무선 접속일 수 있는 데이터 접속(18)을 통해 획득될 수 있다.
전력 관리 소프트웨어 어플리케이션(120)은 다음으로 고객 장비(80)의 전류 소비(95) 및 장비 제어 유닛(20)으로부터 수집된 정보에 의해 제공되는 이용 가능한 발전량을 계산한다.
주 제어 유닛(10)은 다음으로 장비 제어 유닛(20)으로부터 명령 송신 및 데이터 수신을 통해 발전 장비로부터의 전력 분배를 관리하여 전력 출력을 증가 또는 감소시키고 전력 관리 시스템 내의 회로 차단기 및 스위치를 제어하여 발전 장비 및 그리드로부터 전력을 할당하여 고객에 대한 에너지 비용을 최소화한다(96). 관리 전력 루틴은 도 4에 더 자세히 도시되어 있다.
관리 전력 루틴이 시작되고(100) 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 고객의 현재 전력 요구가 사전 설정된 기간 동안 증가되었거나 감소되었는지를 결정한다. 전력 공급 발전기 중 하나의 발전 능력이 변경되거나 전력 그리드(11)로부터의 전력의 비용 구조가 최종 주기 평가 이후 변경된 경우, 주 제어 유닛(10) 또는 영향 받은 발전기를 제어하는 장비 제어 유닛(20)에 전력 불균형 플래그가 설정된다. 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 전력 불균형 플래그에 대한 상태 체크를 실행하고(101), 설정되었으면(102), 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 각 발전기에서 생성된 전력 비용을 결정하고 전기 회사의 전력 그리드(11)로부터의 전력 비용에 대한 비교를 실행하여 전력 비용에 의해 전력 공급 발전기와 전력 그리드를 순위화한다(104). 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)이 발전기가 전력 그리드보다 비용이 낮다고 결정하면, 주 제어 유닛(10)은 회로 차단기(9)와 같은 전력 관리 시스템 내 구성요소로 명령을 구현하여 전력 그리드(11)로부터 전력을 차단하고 고객에게 전력을 공급하는 가장 저렴한 비용을 제공하는 발전기로부터의 전력을 제공한다. 또한, 가장 저렴한 발전기에 의해 제공되는 최대 연속 전력이 고객 요구 사항을 제공하기에 불충분하지 않는 한, 장비 제어 유닛(20) 및 전력 관리 시스템 내의 구성요소에 대한 명령은 다른 전원 공급 발전기로부터의 전력을 차단하고, 이 경우 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 가장 저렴한 발전기에 최대 연속 전력을 할당하고 고객 요구 전력으로부터 이 계산된 전력을 차감하고, 전력 요건이 충족되거나 다음 발전기의 생성 비용이 동일하거나 전기 회사의 전력 그리드(11)로부터의 현재 에너지 비용과 동일 또는 그 이상이 될 다음으로 가장 저렴한 전력 공급 발전기에 전력을 공급하도록 명령한다.
다른 실시예에서, 고객이 그 옵션을 허용하는 경우, 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 배터리 백업 제어 유닛(105)을 관리하여 전력이 전력 그리드의 전기 비용보다 저렴할 때 설치된 발전기가 생산할 수 있는 양보다 많은 전력을 고객 장비(80)가 필요로 하는 피크 시간 동안에 배터리 백업 장비(75)가 전력을 공급하는데 사용될 수 있다. 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 배터리의 충전을 제어하여 고객의 전력 요구량이 감소되고 전력 공급 발전기가 예상되는 고객 요구량을 제공하고 배터리를 재충전할 수 있거나 24시간 주기 동안 전기 요금이 가장 낮을 때 나중에 재충전하도록 배터리를 충전하도록 스케줄링한다. 배터리 백업 장비(75)가 재충전될 것으로 예상될 때, 주 제어 유닛(10)은 작업을 수행할 수 있는 발전기를 선택하거나 유사한 방법에 따라 그리드 전력에 의존하여 배터리 백업 장비(75)를 재충전하기 위한 최적의 배치 및 최소 비용을 결정하는 동시에 고객 요구 사항에 맞게 공급된 전원을 관리한다.
전기 회사와의 계약이 허용하고 설치된 전력 공급 발전기가 경제적으로 실행 가능한 비용으로 잉여 전력을 생성할 수 있는 경우, 전력 관리 소프트웨어 어플리케이션(120)은 전력 그리드(11)로 다시 전송될 수 있는 전력을 생성하기 위하여 발전기의 출력을 계산한다. 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)이 배터리 백업 시스템(75)이 완전히 충전되었으며 가장 저렴한 발전기에 의해 제공되는 최대 연속 전력이 고객 요구 사항을 제공하거나 하나 이상의 다른 전원 공급 발전기로 잉여 전력이 있는 것으로 결정하면, 주 제어 유닛(10)의 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 전력 그리드(11)로 전력을 유도하도록 명령을 내린다. 고객 전력 요구가 증가하여 사용 가능한 잉여 전력을 감소시키면, 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 전력 그리드(11)로의 전력 공급을 차단하고 전력 용량 및 비용 분석을 사용하여 전력 공급 발전기로부터의 전력이 전력 그리드(11)로부터의 전력보다 저렴하면 다른 전력 공급 발전기로부터 공급되는 전력을 증가시키도록 장비 제어 유닛(20)에게 신호를 보내어 고객 장비(80)에 공급되는 전력을 조절한다(106). 전력 그리드(11)에 잉여 전력이 제공되도록 하는 합의가 없거나 과부하 및 주파수 조정 문제로 인해 전력 그리드(11)에 전력이 주입되면 고객에게 벌금이 부과되는 경우, 주 제어 장치(10)는 전력 관리 시스템 및 전력 공급 발전기를 전력 그리드(11)로부터 격리시키는 명령을 내림으로써 전력 공급 발전기로부터의 잉여 전력이 전력 그리드(11)에 들어가지 않도록 보장한다. 주 제어 유닛(10)은 전력 공급 발전기의 회로 차단기(43,53, 또는 63)로, 배터리 백업용 회로 차단기(74)로, 또는 회로 차단기(9)로 전력이 전력 그리드(11)에 공급되는 것을 방지하는 명령을 발행할 수 있다. 전력은 고객 장비(80)로 유도되며 잉여 전력은 배터리 백업(75)으로 유도된다. 한다. 전력 관리 시스템을 사용하여 전력 공급 발전기를 완전히 격리시킴으로써, 전력 그리드(11)에 전력을 공급하는 고객에게 미치는 벌금의 위험이 제거된다. 부가적으로, 일부 실시예에서, 전력 그리드(11)에 대한 접속을 허용하도록 회로 차단기(9)가 폐쇄될 때마다, 주 제어 유닛(10)은 최소 전력 사용량 임계치를 설정하는 사전 프로그래밍된 최소 사용량 변수에 기반하여 전력 공급 발전기 및 배터리 백업에 명령을 내리며, 이는 적어도 사전 프로그래밍된 최소량의 전력이 전력 그리드(11)로부터 고객 장비(80)로 흘러서 측정 오류 또는 서지(surge)의 경우에도, 전력이 항상 전력 그리드(11)에 공급되지 않는다는 것을 의미한다. 최소 전력 사용량 변수는 또한 전력 공급 회사의 고객 사이의 계약에 의해 설정될 수도 있다.
특정 루프에서 전력 불균형이 검출되지 않으면 번호 103에서, 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 전력 관리 루틴의 종료(108)로 전환된다(107).
도 3에서 관리 전력 루틴(96) 이후에, 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 계속하여 각 전력 공급 발전기에서 생성된 전력, 고객 장비(80)에 의해 소비된 전력 및 소비, 비용, 에너지 효율 및 발전 장비와 관련된 기타 중요한 정보의 상세한 보고서를 생성하는 데 연관된 모든 변수를 기록한다(97).
그런 다음 소프트웨어는 93 부분에서 통상 동작으로 다시 분기하여, 변수를 판독하고 상황을 다시 액세스하여 전력이 지속적으로 모니터링되고 제어될 수 있으며 일관되고 안전한 전력이 고객에게 공급되도록 할 수 있다.
도 5는 장비 제어 유닛(20) 상에 설치되고 동작하며 유선 또는 무선 접속을 통해 다른 디지털 장치에 액세스할 수 있는 전력 제어 소프트웨어 애플리케이션(150)을 사용하는 장치 제어 유닛(20)의 기본적인 절차 단계의 일 실시예를 도시한다. 전원이 인가되면, 전력 제어 소프트웨어 애플리케이션(150)이 실행되기 시작하고(100), 초기화하며(111), 무엇을 할 것으로 예상되는지 결정하기 위하여 구성 파일을 로드한다(112). 구성 파일이 로드될 때, 전력 제어 소프트웨어 애플리케이션(150)은 장비 제어 유닛(20)의 디폴트 동작을 가정하고 구성을 기다린다. 장비 제어 유닛 세트 구성 파일이 올바르게 로드되면 소프트웨어는 일반 작동 부분(113)으로 계속 진행한다.
장비 제어 유닛(20)에 대한 구성 파일 세트는 다음을 포함한다:
1. 현재 유닛을 태양광 제어 유닛, 풍력 제어 유닛, 엔진 발전기 제어 유닛 또는 배터리 백업 제어 유닛 또는 장비 구성 파일 내에 특정된 바에 따라 다른 유형의 전력 공급 발전기로 지정하는 시스템 구성 파일. 시스템 구성 파일은 전원 관리 시스템으로 구성되는 주 제어 유닛(10) 및 모든 장비 제어 유닛(20)을 열거한다;
2. 장비 제어 유닛(20)에 의해 제어되는 발전 장비에 대한 최대 출력, 최대 연속 출력, 유지보수 스케줄 및 연관된 장비 정보와 같은 기술 데이터를 열거하는 장비 구성 파일;
3. 장비 제어 유닛(20)에 의해 제어되는 발전 장비로부터 에너지를 생성하는 비용을 열거하는 비용 구성 파일.
다음으로, 전력 제어 소프트웨어 애플리케이션(150)은 데이터 접속을 통해 수신된 명령(114)을 확인하고 구성 파일에 정의된 바와 같이 그 책임 하에 전압 및 전류와 같은 모든 입력 변수를 판독한다(115).
전력 제어 소프트웨어 애플리케이션(150)은 제어하는 발전 장비의 전력을 조절(116)하기 위해 수신된 명령을 구현하고, 전압, 전류, 알람, 작동 상태 및 기타 특정 장비 관련 정보와 같은 구성 파일에서 보고하도록 지시된 모든 정보를 전송하여 장비 상태를 주 제어 유닛(10)에 다시 보고한다(117).
이어서, 전력 제어 소프트웨어 애플리케이션(150)은 발전 장비로부터의 전력이 매우 짧은 간격으로 제어될 수 있고 일관되고 안전한 전력이 고객 장비(80)에 공급되도록 제어 주기를 반복하기 위해 다시 분기한다(113).
도 6에 도시된 바와 같이, 주 제어 유닛(10)에 구현된 전력 관리 소프트웨어 어플리케이션(120)은 전력 분배를 모니터링 및 제어하고 실제 전력 출력, 소비 및 비용에 대한 보고를 제공하며 발전 시스템의 효율을 최적화하는 모듈을 포함한다. 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)은 사용자에 대한 권한을 설정하고, 이들 권한 설정에 기반하여 사용자에 대한 액세스를 제한하는 운영 모듈(122)을 포함한다. 전력 관리 모듈(124)은 장비 제어 유닛(20)으로부터 이용 가능한 전력을 제어하는 발전기 선택 모듈(126), 전력 그리드(11)로부터의 전력을 제어하는 그리드 선택 모듈(128), 및 베터리 제어 유닛(70)으로의 전력을 제어하는 배터리 선택 모듈(130)을 포함하는 모듈을 통해 전력 분배를 관리한다. 전력 관리 모듈(124)은 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)의 전력 모니터링 모듈(132)로부터 제공되는 데이터의 실시간 분석을 통해 발전 시스템 내의 전력 공급 발전기, 전기 회사의 전력 그리드(11) 및 배터리 백업 장비(75)로부터의 전력의 분배를 제어한다.
전력 모니터링 모듈(132)의 실시간 분석은 소비 모니터링 모듈(134), 비용 추적기 모듈(136) 및 전력 추적기 모듈(138)로부터 수신한 데이터를 고유하게 변환한다. 소비 모니터링 모듈(134)은 고객이 위치한 곳에서의 전력 소비를 측정한다. 비용 추적기 모듈(136)은 전력 그리드(11)를 통해 전기 회사로부터 수신된 전력에 대한 가격 결정 단위 시간당 에너지에 관한 데이터를 인터넷 접속을 통해 수신하고, 특정 유형의 전력 공급 발전기에 대한 단위 시간당 에너지 비용에 관한 데이터를 장비 제어 유닛(20)으로부터 수신한다. 전력 추적기 모듈(138)은 발전 시스템 내의 각 장비 제어 유닛(20)으로부터 전력 용량 데이터 및 다른 정보를 수신한다. 전력 모니터링 모듈(132)은 전력 소비 모듈(134), 비용 추적기 모듈(136) 및 전력 추적기 모듈(138)로부터 수신된 데이터를 상관시키고 변환하며, 임의의 발전기로부터의 용량이 소비에 의해 초과되거나 및/또는 하나의 발전기로부터의 단위 시간당 에너지 비용이 전력 그리드(11)로부터의 에너지 비용을 초과하면 트리거를 발행하고 전력 관리 모듈(124)에 알람을 보낸다. 전력 모니터링 모듈(132)은 또한 임의의 발전기로부터 소비 요구 사항을 초과하는 초과 용량이 사용 가능하면 주 제어 유닛이 배터리 선택 모듈(130)을 사용하여 재충전을 위해 배터리 백업 장비에 에너지를 분배하도록 알람을 제공할 수 있다.
전력 모니터링 모듈(132)에 의해 제공되는 연속적인 추적 및 실시간 데이터는 비용, 전력 소비 및 전력 용량에 관한 데이터를 보고서 생성기(140)에 전송한다. 보고서 생성기(140)는 이 데이터를 사용하여 전력 스위칭이 발생한 시점, 전력 스위칭이 발생할 때 각 전력 공급 발전기 및 전력 그리드(11)의 용량, 발전 비용 및 발전 시스템을 사용하는 임의의 시점에서 실현되는 비용 절감을 포함하는 특정 사용량 보고서를 생성한다. 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)에 의해 변환된 데이터 및 수행되는 분석으로부터, 보고서 생성기(140)는 또한 전력 계획 모듈(142)을 사용하여 특정한 전력 분배 계획을 생성하여 이전 소비 요구사항, 하루 중 피크 사용량, 계절적 요구사항, 및 더 효율적으로 발전 시스템을 제어하기 위한 다른 정보에 기반하여 에너지 사용량을 최적화할 수 있으며, 허용되면, 전력 그리드(11)에 연결된 다른 고객들이 높은 전력 소비를 가질 때 피크 시간 동안 전력 그리드(11)에 전력을 다시 공급할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 장비 제어 유닛(20)은 전력 제어 소프트웨어 애플리케이션(150)을 구현하여 전력 출력을 제어하고 전력 용량 및 전력 공급 발전기로부터의 정보를 모니터링한다. 전력 제어 소프트웨어 애플리케이션(150)은 장비 제어 유닛(20)에 대한 사용자 액세스를 제어하는 장비 운영 모듈(152) 및 장비 제어 유닛(20)을 태양광 발전기(45), 풍력 발전기(55), 디젤 발전기(65) 또는 기타 발전 장비와 같은 제어되는 특정 발전기로 구성하는 장비 구성 모듈(154)을 갖는다. 장비 제어 유닛(20)의 발전 모듈(156)은 비용, 용량 및 소비 요구사항의 전력 관리 소프트웨어(120) 분석에 기반하여 전력을 공급하거나 전력 공급을 중단하도록 주 제어 유닛(10)으로부터 명령을 수신한다. 전력 관리 소프트웨어(120)는 장비 제어 유닛(20)의 장비 전력 모니터링 모듈(158)로부터 전송되는 데이터를 사용한다. 장비 전력 모니터링 모듈(158)은 장비 비용 추적기 모듈(160) 및 장비 전력 추적기 모듈(162)로부터 생성된 데이터를 변환한다. 장비 비용 추적기 모듈(160)은 단위 시간당 에너지의 실시간 비용을 제공하기 위해 인터넷 접속을 통해 특정 발전 장비 유형에 특정한 비용과 관련된 데이터를 수용할 수 있다. 이 정보는 전력 추적기 모듈(162)로부터의 데이터와 함께 전력 모니터링 모듈(158)에 제공된다. 전력 추적기 모듈(162)은 전력 공급 발전기의 측정된 전압, 전류, 전력 사용량, 최대 및 최소 전력 출력 및 전력 공급 발전기에 특정한 다른 정보로부터 데이터를 제공한다. 장비 전력 모니터링 모듈(158)은 임의의 시점에서 전력 공급 발전기로부터 이용 가능한 발전, 전송 및 용량을 포함하는 데이터를 주 제어 유닛(10)에 지속적으로 전송할 수 있다. 장비 전력 모니터링 모듈(158)은 또한 장비 보고서 생성기(164)에 데이터를 저장 및 전송하여, 발전기로부터 수집된 전력 전송 시점 및 기간, 사용 가능한 용량, 단위 시간당 에너지 비용 및 발전기가 켜지거나 꺼지는 특정 시점을 포함할 수 있는 데이터의 요약을 생성한다. 주 제어 유닛(10)은 각 장비 제어 유닛(20)으로부터 수집되고 저장된 실시간 데이터를 사용하여 로컬 또는 소규모 발전 시스템 내의 전력 사용량을 최적화한다. 전력 관리 소프트웨어 애플리케이션(120)의 보고서 생성기(140)는 각 전력 공급 발전기에 대한 장비 제어 유닛(20)으로부터 수집된 데이터의 요약을 생성하며, 이는 각 전력 공급 발전기가 전력을 공급하는 시점 및 기간, 사용 가능한 용량 및 각 전력 공급 발전기의 단위 시간당 에너지 비용, 각 발전기로부터 전력 그리드(11)에 공급되는 전력, 및 전력 그리드(11)로부터의 가격 결정에 비교한 비용 및 배터리 백업 장비(75)로부터 배터리 전력 사용에 기반한 각 전력 공급 발전기가 켜지고 꺼지는 특정 시점을 각각 포함하는 전력 전송을 포함할 수 있다. 전력 관리 제어 시스템에 의해 제공되는 최적화 및 분석으로부터 고객은 발전 시스템을 사용하는 동안 실시간으로 실제 비용 절감을 제공받을 수 있으며, 이는 제조회사에 특정한 제어 유닛을 사용해서는 현재 사용 가능하지 않은 정보이다.
발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이, 상술한 발명에서 특정한 변경이 이루어질 수 있으므로, 위의 설명의 대상 또는 첨부된 도면에 도시된 모든 것은 단지 본원에서 발명의 개념을 예시하는 예일 뿐이며 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (28)

  1. 주 제어 유닛; 및
    데이터 접속을 통해 상기 주 제어 유닛에 연결되고 복수의 장비 제어 유닛 각각을 복수의 전력 공급 발전기 중 하나로 인터페이스하는 집적 회로를 갖는 상기 복수의 장비 제어 유닛을 포함하는 전력 관리 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주 제어 유닛은 프로그래밍 가능한 네트워크 내에서 상기 복수의 장비 제어 유닛을 작동 가능하게 제어하고 동시에 발전 시스템 내에서 상기 복수의 전력 공급 발전기로부터의 전력 분배를 관리하는 전력 관리 모듈을 포함하는 전력 관리 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은:
    발전기 선택 모듈;
    그리드 선택 모듈; 및
    배터리 선택 모듈을 포함하며;
    상기 전력 관리 모듈은 상기 복수의 전력 공급 발전기, 전력 그리드 및 배터리로부터의 전력 분배를 제어하는 전력 관리 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 주 제어 유닛은 전력 모니터링 모듈을 포함하며;
    상기 전력 관리 모듈은 전력 소비, 전력 비용 및 전력 용량의 실시간 분석을 수행하는 상기 전력 모니터링 모듈을 사용하여 상기 복수의 전력 공급 발전기, 상기 전력 그리드 및 상기 배터리로부터의 전력 분배를 제어하는 전력 관리 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전력 모니터링 모듈은:
    고객이 위치한 곳에서 전력 소비를 측정하는 소비 모니터링 모듈;
    인터넷 연결을 통해 상기 전력 그리드로부터 수신되는 전력에 대한 단위 시간당 비용 및 상기 복수의 전력 공급 발전기 각각으로부터의 전력에 대한 단위 시간당 비용을 수신하는 비용 추적기 모듈; 및
    상기 복수의 전력 공급 발전기 각각과 연결되어 상기 복수의 장비 제어 유닛 각각으로부터 전력 용량 데이터를 수신하는 전력 추적기 모듈을 포함하며;
    상기 전력 모니터링 모듈은 상기 전력 공급 발전기로부터의 전력의 실시간 비용을 결정하는 전력 관리 제어 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은 상기 복수의 전력 공급 발전기, 상기 전력 그리드 또는 상기 배터리 중 가장 낮은 단위 시간당 에너지 비용을 갖는 것에 기반하여 전력 공급을 선택함에 의하여 에너지 사용량을 최적화하는 전력 관리 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은 상기 전력 공급 발전기 중 적어도 하나로부터의 전력을 상기 전력 그리드로 주입하는 전력 관리 제어 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은 상기 발전 시스템으로부터의 전력이 상기 전력 그리드로 주입되는 것을 방지하기 위하여 상기 발전 시스템을 상기 전력 그리드로부터 일시적으로 분리하는 전력 관리 제어 시스템.
  9. 제2항에 있어서, 상기 발전 시스템이 상기 전력 그리드에 연결될 때 상기 전력 관리 모듈은 최소 전력 사용량 변수를 사용하여 상기 전력 그리드로부터의 최소 전력 소비를 보장하는 임계치를 설정하는 전력 관리 제어 시스템.
  10. 제5항에 있어서, 상기 주 제어 유닛은 사용량 보고서를 생성하는 보고서 생성기를 포함하며, 상기 사용량 보고서는:
    상기 복수의 전력 공급 발전기 각각의 용량;
    전력 스위칭 발생 시간;
    단위 시간당 에너지 비용;
    전력 생성 비용; 및
    임의 시점에서 실현되는 비용 절감을 포함하는 전력 관리 제어 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 주 제어 유닛은 에너지 절감을 최대화하기 위하여 상기 복수의 전력 공급 발전기 각각의 사용 가능한 용량, 단위 시간당 에너지 비용, 일간 피크 사용량, 계절, 정전시 사용 가능한 전력 및 사용자 편의 및 안전 중 적어도 하나에 따라 전력 공급을 제어하기 위하여 상기 보고서 생성기를 사용하여 컴파일된 데이터로부터 구성 가능한 전력 계획을 구현하는 전력 계획 모듈을 포함하는 전력 관리 제어 시스템.
  12. 제2항에 있어서, 상기 주 제어 유닛은 비용 미지불(non-payment)을 위하여 상기 프로그램 가능 네트워크 내의 상기 복수의 전력 공급 발전기 중 하나 이상으로부터의 전력 출력을 동시에 감소 또는 사용 불가능하게 하는 운영 모듈을 포함하는 전력 관리 제어 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 복수의 장비 제어 유닛 각각은:
    운영 모듈;
    장비 구성 모듈;
    전력 생성 모듈;
    전력 모니터링 모듈; 및
    장비 보고서 생성기를 포함하는 전력 관리 제어 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 장비 구성 모듈은 상기 복수의 장비 제어 유닛 각각을 상기 복수의 전력 공급 발전기 중 특정한 하나에 구성하여 특정한 전력 공급 발전기를 제어하고, 상기 특정한 전력 공급 발전기로부터 데이터를 수집하도록 하는 전력 관리 제어 시스템
  15. 제14항에 있어서, 상기 전력 생성 모듈은 상기 주 제어 유닛으로부터의 명령에 기반하여 제어되는 상기 특정 전력 공급 발전기로부터의 전력 공급을 제어하는 전력 관리 제어 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 상기 장비 제어 유닛의 상기 전력 모니터링 모듈은:
    제어되는 상기 특정 전력 공급 발전기에 대한 단위 시간당 에너지 비용을 인터넷 연결을 통해 수신하는 비용 추적기 모듈; 및
    전압, 전류, 전력 사용량, 최대 및 최소 전력 출력 및 제어되는 상기 특정 전력 공급 발전기와 연관된 정보 중 적어도 하나를 측정하는 전력 추적기 모듈을 포함하는 전력 관리 제어 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 장비 보고서 생성기는 제어되는 상기 특정 전력 공급 발전기로부터의 데이터를 컴파일하며, 상기 데이터는 전력 전송이 언제 그리고 얼마나 오랫동안 지속되는지, 이용 가능한 용량, 단위 시간당 에너지 비용 및 전력 전송이 켜지거나 꺼질 때의 특정 시점을 포함하는 전력 관리 제어 시스템.
  18. 제1항에 있어서, 지불을 보장하기 위하여, 필요한 경우, 상기 복수의 전력 공급 발전기 중 적어도 하나로부터 성능을 저하시키거나 또는 전력을 사용 불가능하게 하도록 사용자 명령 및 설정을 재정의하여 관리 시스템이 상기 전력 관리 시스템 내의 상기 주 제어 유닛 및 상기 장비 제어 유닛의 작동 제어를 유지하면서 제 3자가 상기 전력 관리 제어 시스템을 완전히 활용할 수 있게 하는 관리 시스템을 포함하는 전력 관리 제어 시스템
  19. 복수의 장비 제어 유닛 각각이 발전 시스템 내의 복수의 전력 공급 발전기 중 하나로부터 데이터를 수집하고 제어하도록 상기 복수의 장비 제어 유닛을 구성하는 명령;
    상기 복수의 장비 제어 유닛에 명령을 전송하고 데이터를 수신하도록 주 제어 유닛을 구성하는 명령;
    전기 회사의 전력 그리드 및 상기 발전 시스템으로부터 전력을 수신하는 고객이 위치한 곳으로의 전력 공급을 제어하도록 상기 주 제어 유닛을 구성하는 명령;
    상기 전기 회사의 전력 그리드로부터 상기 고객이 위치한 곳에 공급되는 단위 시간당 에너지 비용을 결정하는 명령;
    상기 복수의 전력 공급 발전기 각각으로부터 상기 고객이 위치한 곳에 공급되는 단위 시간당 에너지 비용을 결정하는 명령; 및
    상기 복수의 전력 공급 발전기 및 상기 전력 그리드 중 어느 것이 단위 시간당 에너지 비용이 가장 낮은지의 결정에 기반하여 상기 복수의 전력 공급 발전기 각각 및 상기 전력 그리드로부터의 전력의 기여도를 제어하는 명령을 포함하는 발전 시스템의 전력 관리를 위한 명령의 컴퓨터 판독 가능 매체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전기 회사의 전력 그리드 및 상기 발전 시스템으로부터 전력을 수신하는 상기 고객이 위치한 곳의 전력 소비 요건을 결정하는 명령;
    상기 복수의 전력 공급 발전기 각각의 사용 가능 전력 용량을 결정하는 명령; 및
    상기 복수의 전력 공급 발전기 중 단위 시간당 비용이 가장 낮은 에너지를 갖는 하나의 전력 공급 발전기의 용량에 기반하여 전력을 공급하는 명령 및 상기 용량이 상기 전력 소비 요건을 충족시키기에 불충분한 경우 단위 시간당 에너지 비용이 다음으로 낮은 상기 복수의 전력 공급 발전기 중 하나의 전력 공급 발전기 또는 전력 그리드로부터 전력을 공급하는 명령 및 상기 전력 소비 요건을 충족할 때까지 상기 복수의 전력 공급 발전기와 상기 전력 그리드로부터의 전력을 결합하는 명령을 포함하는 발전 시스템의 전력 관리를 위한 명령의 컴퓨터 판독 가능 매체.
  21. 제20항에 있어서, 상기 발전 시스템으로부터의 초과 용량에 기반하여 상기 발전 시스템으로부터 상기 전력 그리드로 전력을 유도하는 명령을 포함하는 발전 시스템의 전력 관리를 위한 명령의 컴퓨터 판독 가능 매체.
  22. 제19항에 있어서, 상기 전력 그리드로의 전력 주입을 방지하기 위하여 상기 전력 그리드를 상기 발전 시스템으로부터 일시적으로 분리하는 명령을 포함하는 발전 시스템의 전력 관리를 위한 명령의 컴퓨터 판독 가능 매체.
  23. 제19항에 있어서, 상기 발전 시스템이 상기 전력 그리드에 연결될 때 상기 전력 그리드로부터의 최소 전력 소비를 보장하기 위하여 최소 전력 사용량 임계치를 설정하는 명령을 포함하는 발전 시스템의 전력 관리를 위한 명령의 컴퓨터 판독 가능 매체.
  24. 복수의 장비 제어 유닛 각각이 발전 시스템 내의 복수의 전력 공급 발전기 중 하나로부터 데이터를 수집하고 제어하도록 상기 복수의 장비 제어 유닛을 구성;
    상기 복수의 장비 제어 유닛에 명령을 전송하고 데이터를 수신하도록 주 제어 유닛을 구성;
    전기 회사의 전력 그리드 및 상기 발전 시스템으로부터 전력을 수신하는 고객이 위치한 곳으로의 전력 공급을 제어하도록 상기 주 제어 유닛을 구성;
    상기 전기 회사의 전력 그리드로부터 상기 고객이 위치한 곳에 공급되는 단위 시간당 에너지 비용을 결정;
    상기 복수의 전력 공급 발전기 각각으로부터 상기 고객이 위치한 곳에 공급되는 단위 시간당 에너지 비용을 결정; 및
    상기 복수의 전력 공급 발전기 및 상기 전력 그리드 중 어느 것이 단위 시간당 에너지 비용이 가장 낮은지의 결정에 기반하여 상기 복수의 전력 공급 발전기 각각 및 상기 전력 그리드로부터의 전력 기여도를 제어
    를 포함하는 발전 시스템 내의 전력 분배 관리 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 전기 회사의 전력 그리드 및 상기 발전 시스템으로부터 전력을 수신하는 상기 고객이 위치한 곳의 전력 소비 요건 결정;
    상기 복수의 전력 공급 발전기 각각의 사용 가능 전력 용량 결정; 및
    상기 복수의 전력 공급 발전기 중 단위 시간당 비용이 가장 낮은 에너지를 갖는 하나의 전력 공급 발전기의 용량에 기반하여 상기 복수의 전력 공급 발전기 각각 및 상기 전력 그리드로부터의 전력 기여도를 제어 및 상기 용량이 상기 전력 소비 요건을 충족시키기에 불충분한 경우 단위 시간당 에너지 비용이 다음으로 낮은 상기 복수의 전력 공급 발전기 중 하나의 전력 공급 발전기 또는 전력 그리드로부터 전력을 공급하도록 명령 및 상기 전력 소비 요건을 충족할 때까지 상기 복수의 전력 공급 발전기와 상기 전력 그리드로부터의 전력 결합을 포함하는 발전 시스템 내의 전력 분배 관리 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 발전 시스템으로부터의 초과 용량에 기반하여 상기 발전 시스템으로부터 상기 전력 그리드로 전력 유도를 포함하는 발전 시스템 내의 전력 분배 관리 방법.
  27. 제24항에 있어서, 상기 전력 그리드로의 전력 주입을 방지하기 위하여 상기 전력 그리드를 상기 발전 시스템으로부터 일시적으로 분리를 포함하는 발전 시스템 내의 전력 분배 관리 방법.
  28. 제24항에 있어서, 상기 발전 시스템이 상기 전력 그리드에 연결될 때 상기 전력 그리드로부터의 최소 전력 소비를 보장하기 위하여 최소 전력 사용량 임계치 설정을 포함하는 발전 시스템 내의 전력 분배 관리 방법.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11444464B1 (en) * 2016-03-25 2022-09-13 Goal Zero Llc Portable hybrid generator
EP3449413A1 (en) * 2016-04-25 2019-03-06 Intertrust Technologies Corporation Data management systems and methods
WO2018026964A1 (en) * 2016-08-03 2018-02-08 Zeco Systems Inc. Distributed resource electrical demand forecasting system and method
US10191506B2 (en) * 2016-09-29 2019-01-29 Enel X North America, Inc. Demand response dispatch prediction system including automated validation, estimation, and editing rules configuration engine
CN108345706B (zh) * 2017-01-24 2021-10-08 中国石油化工股份有限公司 一种电源快切的仿真方法及模型
US20210117307A1 (en) * 2020-12-26 2021-04-22 Chris M. MacNamara Automated verification of platform configuration for workload deployment
US11803634B2 (en) * 2021-02-25 2023-10-31 International Business Machines Corporation Secure preconfigured profile for role-based access control setup
US11635059B2 (en) * 2021-08-16 2023-04-25 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine power plant with power saving control method

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999026330A2 (en) * 1997-11-17 1999-05-27 Lifestyle Technologies Universal power supply
US8234876B2 (en) * 2003-10-15 2012-08-07 Ice Energy, Inc. Utility managed virtual power plant utilizing aggregated thermal energy storage
US20080046387A1 (en) * 2006-07-23 2008-02-21 Rajeev Gopal System and method for policy based control of local electrical energy generation and use
US8086355B1 (en) * 2007-02-28 2011-12-27 Global Embedded Technologies, Inc. Method, a system, a computer-readable medium, and a power controlling apparatus for applying and distributing power
US20110004358A1 (en) * 2009-03-31 2011-01-06 Gridpoint, Inc. Systems and methods for electric vehicle power flow management
JP2010288375A (ja) * 2009-06-11 2010-12-24 Panasonic Electric Works Co Ltd 系統連系システム
CN101951014A (zh) * 2010-10-29 2011-01-19 上海致远绿色能源有限公司 风光柴市电一体化供电系统
US20120166005A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Mayhew David E Shifting of computational load based on power criteria
EP3735109A3 (en) * 2011-03-21 2020-12-02 Digital Lumens Incorporated Methods, apparatus and systems for providing occupancy-based variable lighting
JP5790081B2 (ja) * 2011-03-30 2015-10-07 富士通株式会社 電力制御装置、電力制御プログラムおよび電力制御方法
JP2013013178A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Hitachi Ltd 電力系統の運転制御システム、運転制御装置及び運転制御方法
US20130123998A1 (en) * 2011-11-14 2013-05-16 Christopher Slaboszewicz King Electrical power distribution systems, smart electricity meters, and methods of controlling local power connection
KR101917077B1 (ko) * 2011-12-12 2019-01-25 삼성전자주식회사 전력 소비 제어 장치 및 방법
CN202333928U (zh) * 2011-12-14 2012-07-11 周登荣 太阳能风机综合供电系统
US9188109B2 (en) * 2012-02-16 2015-11-17 Spyros James Lazaris Virtualization, optimization and adaptation of dynamic demand response in a renewable energy-based electricity grid infrastructure
US20140015323A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-16 Arista Power, Inc. Power Management System
ES2623537T3 (es) * 2012-09-28 2017-07-11 Enrichment Technology Company Ltd. Instalación de almacenamiento de energía y comunicación de módulo
US9778627B2 (en) * 2012-11-16 2017-10-03 Siemens Aktiengesellschaft Method of controlling a power network
US9276425B2 (en) * 2012-12-28 2016-03-01 Younicos Inc. Power management systems with dynamic target state of charge
US10067199B2 (en) * 2013-01-30 2018-09-04 Eaton Intelligent Power Limited Electric power distribution system including metering function and method of evaluating energy metering
US20150081042A1 (en) * 2013-09-13 2015-03-19 Ivan Araujo Dayrell Intelligent interactive control system for electrical devices
US9660450B2 (en) * 2013-10-17 2017-05-23 Zhangjiakou Wind And Solar Power Energy Demonstration Monitoring system and method for megawatt level battery energy storage power plant
US9960601B2 (en) * 2014-07-04 2018-05-01 Xslent Energy Technologies, Llc Distributed power grid control with local VAR generation

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