KR20180050062A - Electric Power Consumption Forecasting and ESS control system using weather forecast information - Google Patents

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KR20180050062A KR1020160146763A KR20160146763A KR20180050062A KR 20180050062 A KR20180050062 A KR 20180050062A KR 1020160146763 A KR1020160146763 A KR 1020160146763A KR 20160146763 A KR20160146763 A KR 20160146763A KR 20180050062 A KR20180050062 A KR 20180050062A
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Abstract

The present invention relates to a system for predicting power demand and controlling an energy storage device using weather forecast. The system comprises: a power energy storage device for storing energy through a charging supply path; a power conversion and charging/discharging adjusting device for adjusting power supply of a commercial power source and the power energy storage device with respect to a power load; and a power charging and discharging control device for receiving weather forecast from a weather server for providing weather forecast including a local temperature for a set time interval, calculating a power demand prediction amount including a sensible temperature and a peak power amount and a peak time corresponding to the sensible temperature from the received weather forecast, reducing power supply of the commercial power source in the peak time for the calculated power demand prediction amount, determining a discharge schedule to a power load of the power energy storage device for supplying power stored in the power energy storage device, and controlling the power conversion and charging/discharging adjusting device to supply power stored in the power energy storage device to the power load according to the determined discharge schedule. According to the system for predicting power demand and controlling an energy storage device using weather forecast, power is charged in a power energy storage device in a night time zone in which electric charges are cheap, and it is possible to reduce the peak power for a commercial power source by using the power of the power energy storage device in a power peak time zone calculated from the weather forecast.

Description

기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템{Electric Power Consumption Forecasting and ESS control system using weather forecast information}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electric power demand forecasting system,

본 발명은 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 기상예보를 이용하여 체감온도를 산출하고 산출된 체감온도를 기준으로 계절별 월별 전력수용가의 전력수요를 실시간으로 예측하여 에너지 저장장치 전력제어에 필요한 전력요금이 저렴한 시간대에는 에너지저장장치에 전력을 저장하고, 피크전력 발생시간대에는 저장된 전력을 방전하여 수용가 전력설비에 전력을 공급함으로써 피크전력수요량을 적절히 조절할 수 있도록 하는 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a power demand forecasting system and an energy storage device control system using weather forecasting. More particularly, the present invention relates to a system and method for estimating power demand based on weather forecasting, So as to appropriately adjust the peak power demand by storing power in the energy storage device at an inexpensive time and discharging the stored power at the peak power generation time to supply electric power to the consumer electric power facility The present invention relates to a power demand forecasting system using a weather forecast and an energy storage device control system.

종래 기상정보는 일반인들의 일상생활과 레즈생활 등에 활용될 수 있도록 지역별로 날씨, 기온, 강수확율, 강수량, 풍속, 풍향, 습도, 적설량 등 다양한 정보를 정부의 기상청을 통해서 제공되고 있으며, 전력수요 예측에서 중요한 전력수요량과 피크전력 수요시간 예측과는 독립적으로 실시되어 왔다.Conventional weather information is provided through the government's Meteorological Agency to provide various information such as weather, temperature, probability of precipitation, precipitation, wind speed, wind direction, humidity, snowfall, etc. to the general people in daily life and residence life. Has been carried out independently of critical power demand and peak power demand time prediction.

최근에는 기상현상의 예측에는 기상 예측모델이라고 불리우는 대기 시뮬레이션 소프트웨어가 이용되는 경우가 많고, 이에 의해 하루에 수 시간대별로 수차려 하루에서부터 1주일 단위별로 실시간으로 기상현상의 예측이 실시되고 있다.In recent years, atmospheric simulation software, which is called a weather forecasting model, is often used to predict meteorological phenomena. Thus, prediction of meteorological phenomena is carried out in real time every day from a day to a week.

한편, 전력 수요량에 대해서는 날씨와 기온이나 습도, 풍속, 한파정보 등과 강한 상관관계를 나타내므로 기상 현상의 예측 결과를 기초로 피크 시의 전력 수요량의 예측 등이 실시되고 있고, 이러한 예가 일본 특개2003-180032호에 게시되어 있다.On the other hand, electric power demand is strongly correlated with weather, temperature, humidity, wind speed, cold wave information, etc. Therefore, prediction of electric power demand at peak time based on prediction result of meteorological phenomenon is performed. 180032. < / RTI >

또한, 현재 한국전력의 전기 요금체계는 15분 단위의 피크치를 기반으로 기본요금을 계산하는 방식을 채택하고 있다. 즉, 1년 중 가장 높은 전력을 사용한 15분에 의해 기본요금이 결정되고 추가하여 전력수요 시간대별로 심야시간, 피크전력시간, 일반시간 등 3단계로 분류되어 전력수요 시간대별로 차등화된 전력요금이 계산되는 것이다.Currently, KEPCO's electricity billing system is based on calculating a base rate based on a peak value of 15 minutes. That is, the base rate is determined by 15 minutes using the highest power of the year, and in addition, it is classified into three stages such as the night time, the peak power time, and the general time by the power demand time zone. .

이에, 일반적으로 전력 관리가 잘 되고 있다 하더라도, 1년 중 단 15분만이라도 피크를 잘못 관리하게 되면 기본요금이 현저하게 비싸지는 현상이 발생하게 된다.Therefore, even if the power management is generally performed, if the peak is mistakenly managed even for only 15 minutes in a year, a phenomenon occurs in which the base charge becomes remarkably high.

뿐만 아니라, 피크 전력은 국가적으로도 전력 공급에 차질이 생기는 중대한 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라, 피크 전력을 관리하는 것은 개인적/국가적으로 매우 중요하다.In addition, peak power can cause serious problems in the national power supply. Accordingly, managing the peak power is very important personally / nationally.

국내 국내 등록특허 제10-1656833호에는 기상정보를 이용하여 목표전력을 관리할 수 있는 시스템이 게시되어 있다. 그런데, 단순히 목표전력에 도달하기 이전에 전력소비그룹에 대한 전력을 차단하는 방식을 적용하고 있어 이 방식은 사용자의 쾌적지수를 만족시키기 어려운 단점이 있다.Korean Patent Registration No. 10-1656833 discloses a system capable of managing target power using weather information. However, since the power consumption is cut off to the power consumption group before the target power is simply reached, this method has a disadvantage that it is difficult to satisfy the user comfort index.

따라서, 사용자의 쾌적지수를 만족시킬 수 있으면서도 피크 전력을 효율적으로 관리할 수 있는 방안이 요구되고 있다. Therefore, there is a demand for a method of efficiently managing the peak power while satisfying the user comfort index.

본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 기상예보를 이용하여 전력피크 사용시간대를 예측하고, 전력요금이 상대적으로 저렴한 시간대에 전력에너지를 충전하여 저장하고 예측된 전력피크 사용시간대에 전력 에너지저장장치에 저장된 전력을 적절히 조절하여 공급하도록 함으로써 피크 전력을 효율적으로 관리할 수 있는 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for predicting a power peak use time using weather forecast, charging and storing power energy in a time period in which a power charge is relatively low, The present invention provides a power demand forecasting system and an energy storage system control system using weather forecasting that can efficiently manage peak power by appropriately adjusting and supplying power stored in a power energy storage device.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템은 충전공급경로를 통해 에너지를 저장하는 전력 에너지 저장장치와; 전력부하에 대해 상용전원과 상기 전력 에너지 저장장치의 전력 공급을 조정할 수 있도록 된 전력변환 및 충방전 조절장치와; 설정된 시간 간격에 대한 지역 온도를 포함한 기상예보를 제공하는 기상서버로부터 기상예보를 수신하고, 수신된 기상예보로부터 체감온도 및 체감온도에 대응한 피크 전력량 및 피크시간을 포함한 전력수요 예측량을 산출하고, 산출된 전력수요 예측량에 대해 상기 피크시간에서 상기 상용전원의 전력공급을 감소시키고 상기 전력 에너지 저장장치에 저장된 전력이 공급되게 하는 상기 전력 에너지 저장장치의 전력부하로의 방전스케줄을 결정하고, 결정된 방전스케줄에 따라 상기 전력 에너지 저장장치에 저장된 전력이 전력부하로 공급되게 상기 전력변환 및 충방전 조절장치를 제어하는 전력충방전 제어장치;를 구비한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a power demand forecasting and energy storage device control system using weather forecasting, comprising: a power energy storage device for storing energy through a charge supply path; A power conversion and charge / discharge regulating device adapted to regulate a commercial power source and a power supply of the power energy storage device with respect to the power load; Receiving a weather forecast from a weather server providing a weather forecast including a local temperature for a set time interval, calculating a predicted power demand including a peak power amount and a peak time corresponding to the sensed temperature and the sensible temperature from the received weather forecast, Determining a discharge schedule to the power load of the power energy storage device for reducing the power supply of the commercial power supply at the peak time and for supplying the power stored in the power energy storage device to the calculated power demand prediction amount, And a power charge / discharge control device for controlling the power conversion and charge / discharge control device such that the power stored in the power energy storage device is supplied to the power load according to a schedule.

상기 전력충방전 제어장치는 상기 기상서버로부터 기상예보를 수신하는 기상예보 수신처리부와; 상기 기상예보 수신처리부에 수신된 기상예보로부터 체감온도를 산출하는 체감온도 산출부와; 상기 체감온도 산출부에서 산출된 체감온도에 대응한 난방지수 또는 냉방지수를 산출하는 냉/난방지수 산출부와; 상기 냉/난방지수 산출부에서 산출된 난방지수 또는 냉방지수에 대응한 전력수요 예측량을 산출하는 전력수요량 예측 산출부와; 상기 전력수요량 예측 산출부에서 산출된 전력수요 예측량에 대해 상기 피크시간에서 상기 상용전원의 전력공급을 감소시키고 상기 전력 에너지 저장장치에 저장된 전력이 공급되게 하는 상기 전력 에너지 저장장치의 전력부하로의 방전스케줄을 결정하고, 결정된 방전스케줄에 따라 상기 전력 에너지 저장장치에 저장된 전력이 전력부하로 공급되게 상기 전력변환 및 충방전 조절장치를 제어하는 ESS방전 조정부;를 구비한다.Wherein the power charge / discharge control device comprises: a weather forecast reception processing section for receiving weather forecasts from the weather server; A bodily-sensation temperature calculation unit for calculating a bodily sensation temperature from the weather forecast received by the weather forecast reception processing unit; A cooling / heating index calculating unit for calculating a heating index or a cooling index corresponding to the bodily sensation temperature calculated by the bodily sensation temperature calculating unit; A power demand prediction calculation unit for calculating a power demand prediction amount corresponding to a heating index or a cooling index calculated by the cooling / heating index calculation unit; A power demand prediction unit for calculating a power demand predicted by the power demand prediction unit based on the predicted power demand and the power demand predicted by the power demand prediction unit; And an ESS discharge adjusting unit for determining the schedule and controlling the power conversion and charge / discharge control unit such that the power stored in the power storage unit is supplied to the power load according to the determined discharge schedule.

또한, 상기 ESS방전 조정부는 설정된 심야 시간대에 상기 전력 에너지 저장장치에 충전이 이루어지도록 상기 전력변환 및 충방전 조절장치를 조정한다.In addition, the ESS discharge adjustment unit adjusts the power conversion and charge / discharge control unit so that the electric energy storage device is charged in the set night time zone.

본 발명에 따른 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템에 의하면, 전기요금이 싼 심야시간대에 전력 에너지저장장치로 전력을 충전하고, 기상예보로부터 산출된 전력 피크시간대에 전력 에너지저장장치의 전력을 상용전원과 동시에 사용하도록 하여 전력부하에서 요구되는 상용 전력수요의 피크전력을 저감시켜 전력소비자의 입장에서는 저렴한 전력단가로 전력요금이 부과되게 함으로써 전력요금을 절감할 수 있고, 전력공급자 입장에서는 상용전원의 피크부하를 저감시켜 전력공급의 안정화를 꾀할 수 있어 결과적으로 상용전원에 대한 피크전력을 저감되게 조정할 수 있는 장점을 제공한다.According to the electric power demand forecasting and energy storage device control system using the weather forecast according to the present invention, electric power is charged to the electric energy storage device in the middle of the night when electric bill is cheap, and electric energy is stored in the electric energy storage device The power consumption can be reduced by lowering the peak power of the commercial power demand required by the power load so that the electric power fee is charged at a lower power unit cost from the viewpoint of the electric power consumer, It is possible to stabilize the power supply by reducing the peak load of the commercial power supply, and as a result, it is possible to adjust the peak power of the commercial power supply to be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템을 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 전력충방전 제어장치를 상세하게 나타내 보인 블록도이고,
도 3은 도 1의 전력충방전 제어장치의 기상예보로부터 전력 에너지 저장장치의 방전 스케줄을 산출하는 과정을 개략적으로 나타내 보인 플로우도이고,
도 4는 도 2의 냉/난방 지수 산출부에서 산출된 냉방지수 및 난방지수와 전력소비 증가의 관계를 나타내 보인 그래프이고,
도 5 및 도 6은 도 4의 난방지수와 냉방지수의 전력소비 증가와의 관계를 분리하여 도시한 그래프이고,
도 7은 도 4의 난방지수와 냉방지수로부터 전력수요를 예측하는 과정을 설명하기 위한 그래프이고,
도 8 및 도 9는 도 1의 전력 에너지 저장장치의 방전전류량과 방전시간을 조절하는 과정과 충전시간대를 결정하는 과정을 나타내 보인 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a power demand prediction and energy storage device control system using weather forecasting according to the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a detailed block diagram of the power charge / discharge control device of FIG. 1,
FIG. 3 is a flow chart schematically illustrating a process of calculating a discharge schedule of a power energy storage device from the weather forecast of the power charge / discharge control device of FIG. 1,
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the cooling index and the heating index and the power consumption increase calculated by the cooling / heating index calculating unit of FIG. 2,
FIGS. 5 and 6 are graphs separately showing the relationship between the heating index and the increase in power consumption of the cooling index in FIG. 4,
FIG. 7 is a graph for explaining a process of predicting power demand from the heating index and the cooling index of FIG. 4,
FIG. 8 and FIG. 9 are diagrams illustrating a process of adjusting the discharge current amount and discharge time of the power energy storage device of FIG. 1, and a process of determining a charge time zone.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a power demand forecasting and energy storage device control system using weather forecasting according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템을 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 전력충방전 제어장치를 상세하게 나타내 보인 블록도이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a power demand prediction and energy storage device control system using weather forecasting according to the present invention, and FIG. 2 is a detailed block diagram of the power charge / discharge control apparatus of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템(100)은 전력 에너지 저장장치(ESS;Energy storage system)(110), 전력충방전 제어장치(130) 및 전력변환 및 충방전 조절장치(150)를 구비한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a system 100 for controlling power demand prediction and energy storage using weather forecasting according to the present invention includes an energy storage system (ESS) 110, (130) and a power conversion and charge / discharge regulator (150).

기상서버(180)는 지역별 기상예측정보인 기상예보를 통신망(190)을 통해 제공한다.The weather server 180 provides the weather forecast, which is weather forecast information for each region, via the communication network 190.

여기서, 기상서버(180)는 지역별 온도, 습도, 강수확률, 강수량, 풍향, 풍속, 적설량과 관련된 정보를 제공하며 기상청에서 운용하는 것, 또는 기상청으로부터 기상예보를 중계 전송하는 것이 적용될 수 있다.Here, the weather server 180 provides information related to temperature, humidity, precipitation probability, precipitation amount, wind direction, wind speed, snowfall amount by region and operates it at the weather station or relay transmission of the weather forecast from the weather station.

기상청에서 운용하는 기상서버(180)는 매일 0시부터 21시까지 매 3시간마다(하루 8회) 앞으로의 날씨에 대한 기사예보를 갱신하여 제공한다. The weather server 180 operated by the weather station updates every three hours (eight times a day) from 0 to 21 every day to update the article forecast for the future weather.

전력 에너지 저장장치(110)는 충전공급경로를 통해 전기 에너지를 저장하고, 저장된 전기에너지를 방전경로를 통해 방전할 수 있도록 설치되어 있다.The electric energy storage device 110 is installed to store electric energy through the charge supply path and to discharge the stored electric energy through the discharge path.

도시된 예에서 전력 에너지 저장장치(110)는 상용전원(160)으로부터 전력을 공급받아 충전할 수 있도록 충전공급경로가 구축되어 있고, 충전된 전력을 전력부하(170)로 이어지는 방전경로로 방전할 수 있도록 되어 있다.In the illustrated example, the power energy storage device 110 is constructed such that a charge supply path is established so that power can be supplied from the commercial power supply 160 and the charged power is discharged to a discharge path leading to the power load 170 .

전력 에너지 저장장치(110)는 다수의 배터리팩과 배터리 관리시스템(Battery Management System)으로 구축될 수 있다.The power energy storage device 110 may be constructed with a plurality of battery packs and a battery management system.

도시된 예와 다르게 전력 에너지 저장장치(110)는 태양광 발전장치, 풍력발전장치로부터 생성된 전력을 충전할 수 있도록 충전공급경로가 형성될 수 있음은 물론이다.It is needless to say that, unlike the illustrated example, the electric power storage device 110 may be formed with a charge supply path so as to charge electric power generated from the solar power generation device and the wind power generation device.

전력변환 및 충방전 조절장치(150)는 상용전원(160)에서 공급되는 전력과 전력 에너지 저장장치(110)에 저장된 전력에 대한 전력부하(170)로의 공급을 조정할 수 있도록 되어 있다.The power conversion and charge / discharge regulator 150 is adapted to adjust the power supplied from the commercial power supply 160 and the power stored in the power energy storage device 110 to the power load 170.

전력변환 및 충방전 조절장치(150)는 상용전원(160)으로부터 전력부하(170)로 이어지는 메인 전력공급경로를 접속 및 차단하게 설치된 제1스위치(152)와, 상용전원(160)으로부터 에너지 저장장치(110)로 이어지는 충전공급경로를 접속 및 차단하게 설치된 제2스위치(154)와, 전력 에너지 저장장치(110)로부터 전력부하(170)로 이어지는 방전경로를 접속 및 차단하게 설치된 제3스위치(156)를 구비한다.The power conversion and charge / discharge regulator 150 includes a first switch 152 for connecting and disconnecting the main power supply path leading from the commercial power supply 160 to the power load 170, A second switch 154 provided to connect and disconnect the charge supply path leading to the apparatus 110 and a third switch 154 connected to disconnect and disconnect the discharge path leading from the power energy storage device 110 to the power load 170 156).

제1 내지 제3스위치(152)(154)(156)은 후술되는 ESS방전 조절부(139)에 의해 작동이 제어된다.The first to third switches 152, 154 and 156 are controlled in operation by an ESS discharge control unit 139, which will be described later.

참조부호 157은 상용전원(160)으로부터 공급되는 교류전력을 직류전력으로 변환하는 AC-DC변환장치이고, 참조부호 158을 전력 에너지 저장장치(110)의 방전경로상에 설치되어 전력 에너지 저장장치(110)에서 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 DC-AC 변환장치 즉 인버터이다.Reference numeral 157 denotes an AC-DC converter for converting AC power supplied from the commercial power supply 160 to DC power. Reference numeral 158 denotes an AC / DC converter installed on the discharge path of the power energy storage device 110, DC converter or inverter that converts the DC power output from the inverter 110 into AC power.

전력충방전 제어장치(130)는 설정된 시간 간격에 대한 지역 온도를 포함한 기상예보를 제공하는 기상서버(180)로부터 기상예보를 수신하고, 수신된 기상예보로부터 체감온도 및 체감온도에 대응한 피크 전력량 및 피크시간을 포함한 전력수요 예측량을 산출하고, 산출된 전력수요 예측량에 대해 피크시간대에서 상용전원(160)의 전력공급을 감소시키고 전력 에너지 저장장치(110)에 저장된 전력이 공급되게 하는 에너지 저장장치(110)의 전력부하로의 방전스케줄을 결정하고, 결정된 방전스케줄에 따라 전력 에너지 저장장치(110)에 저장된 전력이 전력부하(170)로 공급되게 전력변환 및 충방전 조절장치(150)를 제어한다.The electric charge / discharge control device 130 receives the weather forecast from the weather server 180 that provides weather forecasts including the local temperature for the set time interval, and calculates a peak electric energy amount corresponding to the sensed temperature and the sensible temperature from the received weather forecast And an energy storage device 110 for reducing the power supply of the commercial power supply 160 and supplying the power stored in the power storage device 110 during peak hours to the calculated power demand prediction amount, Discharge control device 150 to determine the discharge schedule to the power load of the power storage device 110 and supply the power stored in the power storage device 110 to the power load 170 according to the determined discharge schedule do.

전력 충방전 제어장치(130)는 기상예보 수신처리부(131), 체감온도 산출부(133), 냉/난방지수 산출부(135), 전력수요량 예측 산출부(137) 및 ESS방전 조정부(139)를 구비한다.The electric power charge / discharge control device 130 includes a weather forecast reception processing section 131, a bodily sensation temperature calculation section 133, a cooling / heating index calculation section 135, a power demand prediction calculation section 137 and an ESS discharge adjustment section 139, Respectively.

기상예보 수신처리부(131)는 통신망(190)을 통해 기상서버(180)로부터 전력부하(170)가 사용되는 지역에 대한 기상예보를 수신한다.The weather forecast reception processing unit 131 receives the weather forecast for the area where the power load 170 is used from the weather server 180 through the communication network 190. [

기상예보 수신 처리부(131)는 기상서버(180)와 통신이 가능하게 구축되면 된다.The weather forecast reception processing section 131 may be constructed so as to be capable of communicating with the weather server 180.

체감온도 산출부(133)는 기사예측정보 수신처리부(131)에 수신된 기상예보 즉, 온도, 습도, 풍속, 적설량 정보를 이용하여 체감온도를 산출한다.The sensation temperature calculating section 133 calculates the sensation temperature using the weather forecast, that is, temperature, humidity, wind speed, and snowfall amount information received in the article prediction information reception processing section 131. [

체감온도 산출부(133)는 도 3에 예시된 바와 같이 봄, 가을에는 습도를 반영하여 체감온도(Tf)를 산출하고, 여름에는 습도와 불쾌지수를 반영하여 체감온도를 산출하고, 겨울철에는 한파에 따른 적설량과, 풍속을 반영하여 체감온도를 산출하도록 구축되어 있다. As shown in Fig. 3, the sensation-feeling-temperature calculating unit 133 calculates the sensible temperature ( Tf ) by reflecting the humidity in spring and autumn, calculates the sensible sensation temperature by reflecting the humidity and the discomfort index in summer, It is constructed to calculate the sensible temperature by reflecting the amount of snowfall along with the cold waves and the wind speed.

체감온도 산출부(133)는 계절별 체감온도를 산출하는 연산식에 따라 관련 파라미터 값을 입력하여 산출하면 된다.The bodily sensation temperature calculating section 133 may calculate and input the related parameter values according to an arithmetic expression for calculating the seasonal bodily sensation temperature.

냉/난방지수 산출부(135)는 체감온도 산출부(133)에서 산출된 체감온도에 대응한 난방지수 또는 냉방지수를 산출한다.The cooling / heating index calculating unit 135 calculates a heating index or a cooling index corresponding to the bodily sensation temperature calculated by the bodily sensation temperature calculating unit 133. [

난방지수(HDD)와 냉방지수(CDD)는 도 4 내지 도 6에 예시된 바와 같이 체감온도를 입력파라미터로 한 산출식에 의해 산출하도록 되어 있다.The heating index (HDD) and the cooling index (CDD) are calculated by a calculation formula using the bodily sensation temperature as an input parameter as exemplified in Figs. 4 to 6.

전력수요량 예측 산출부(137)는 냉/난방지수 산출부(135)에서 산출된 난방지수 또는 냉방지수에 대응한 전력수요 예측량을 산출한다.The electric power demand forecasting and calculating section 137 calculates the electric power demand predicted value corresponding to the heating index or the cooling index calculated by the cooling / heating index calculating section 135.

난방지수 또는 냉방지수에 대응한 전력수요 예측량은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 난방지수 또는 냉방지수에 대응하여 전력소비증가 또는 감소가 선형적으로 이루어지며 이러한 관계에 따라 난방지수 및 냉방지수에 대응한 전력수요 예측량을 산출하는 연산식에 의해 전력 수요예측량을 시간대별로 산출할 수 있도록 되어 있다.As shown in FIG. 4 to FIG. 6, the power demand predicted quantity corresponding to the heating index or the cooling index is linearly increased or decreased in power consumption corresponding to the heating index or the cooling index, and the heating index and the cooling index The predicted electric power demand can be calculated for each time zone by an arithmetic expression that calculates the estimated electric power demand corresponding to the electric power demand.

여기서, 전력수요량 예측 산출부(137)는 기상예보에 대응하여 다음날에 대한 전력 수요예측량을 시간대별로 산출하도록 되어 있다.Here, the electric power demand forecasting and calculating section 137 is adapted to calculate the electric power demand forecast amount for the next day in correspondence with the weather forecast for each time zone.

일 예로서, 전력수요량 예측 산출부(137)는 전력부하(170)의 전력사용량을 계측하고, 전일 전력평균 사용량 정보에 앞서 산출된 난방지수 또는 냉방지수에 대응한 전력소비 증가분 또는 감소분을 도 7에 도시된 바와 같이 반영하여 전력수요예측량을 산출하도록 구축될 수 있다. 전일 전력 평균사용량인 기준전력수요량은 전력 에너지 저장장치(110)가 충전하는 심야시간과 방전하는 시간대인 주간시간을 구별하여 전력 평균사용량을 적용한다.For example, the power demand prediction calculation unit 137 measures the power consumption of the power load 170, and calculates the power consumption increase or decrease corresponding to the heating index or the cooling index calculated before the previous day power average usage amount information, To estimate the electric power demand prediction amount as shown in FIG. The reference power demand amount that is the average power consumption of the day before is applied to the average power consumption by distinguishing the night time charged by the power storage device 110 from the weekly time when the battery is discharged.

ESS방전 조정부(139)는 전력수요량 예측 산출부(137)에서 산출된 시간대별 전력수요 예측량에 대해 피크시간에서 상용전원(160)의 전력공급을 감소시키고 전력 에너지 저장장치(110)에 저장된 전력이 공급되게 하는 전력 에너지 저장장치(110)의 전력부하(170)로의 방전스케줄을 결정하고, 결정된 방전스케줄에 따라 전력 에너지 저장장치(110)에 저장된 전력이 전력부하(170)로 공급되게 전력변환 및 충방전 조절장치(150)를 제어한다.The ESS discharge adjustment unit 139 decreases the power supply of the commercial power supply 160 at the peak time with respect to the estimated power demand for each time period calculated by the power demand prediction calculation unit 137 and outputs the power stored in the power energy storage device 110 The power stored in the power energy storage device 110 is supplied to the power load 170 in accordance with the determined discharge schedule and the power stored in the power energy storage device 110 is supplied to the power load 170. [ And controls the charge / discharge regulator (150).

ESS방전 조정부(139)의 방전 스케줄 결정방식은 전력 에너지 저장장치(110)의 충전용량과 상용전원(160)에 대해 사용을 제한하고자 설정된 최대 목표전력치를 고려하여 방전시간 및 방전전류량을 산출하도록 구축되어 있다.The discharge schedule determination method of the ESS discharge adjustment unit 139 is configured to calculate the discharge time and the discharge current amount in consideration of the charging capacity of the electric energy storage device 110 and the maximum target electric power value set for restricting use to the commercial power supply 160 .

ESS방전 조정부(139)는 전력 에너지 저장장치(110)의 방전시간대에 도달하면 제3스위치(156)가 온되게 제어한다.The ESS discharge adjusting unit 139 controls the third switch 156 to be turned on when the discharge time of the electric energy storage device 110 is reached.

또한, ESS방전 조정부(139)는 상용전원(160)의 공급을 차단하는 경우 제1스위치(152)를 오프되게 제어하고, 전력 에너지 저장장치(110)와 함께 전력부하(170)로 전력을 병렬적으로 공급하는 경우 제1스위치(152)를 온시킨다.The ESS discharge adjustment unit 139 controls the first switch 152 to be turned off when the supply of the commercial power supply 160 is turned off and the power to the power load 170 in parallel with the power energy storage device 110. [ The first switch 152 is turned on.

한편, ESS방전 조정부(139)는 설정된 심야 시간대에 전력 에너지 저장장치(110)에 충전이 이루어지도록 도 9에 도시된 과정을 거치면서 전력변환 및 충방전 조절장치(150)를 조정한다. ESS방전 조정부(139)는 전력 에너지 저장장치(110)를 충전하는 조건에 해당하면 제2스위치(154)를 온시킨다.Meanwhile, the ESS discharge adjuster 139 adjusts the power conversion and charge / discharge regulator 150 while performing the process shown in FIG. 9 so that the electric energy storage device 110 is charged in the set night and time zone. The ESS discharge adjusting unit 139 turns on the second switch 154 when the condition for charging the electric energy storage device 110 is satisfied.

이러한 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어과정이 도 8에 도시되어 있다.The power demand prediction using the weather forecast and the energy storage device control process are shown in FIG.

한편, 기억부(140)는 기상예보 수신부(131)에서 수신된 정보를 기록하고, 전력부하(170)에서 실제 사용한 전력을 계측(도 8의 부하전류 실시간 측정)하는 전력검출부(미도시)에 의해 검출된 일일 시간대별 전력사용량 정보가 기록되는데 이용되며, 앞서 체감온도 산출식, 냉/난방지수 산출식, 전력수요량 산출식이 기록되어 있다. 또 다르게는 전력수요량 산출식 대신 냉방지수 및 난방지수에 대응한 전력수요량이 룩업데이블(LUT)(142)에 기록되어 있고, 룩업데이블을 이용하여 전력수요량을 산출하도록 구축될 수 있음은 물론이다. 룩업테이블에는 요일별 및 계절별로 구분되어 기록되어 있다.On the other hand, the storage unit 140 stores the information received by the weather forecast reception unit 131, and stores the information in the power detection unit (not shown) for measuring the actually used power in the power load 170 Is used to record power consumption information for each day of the week detected by the power consumption calculating unit, and a bithermal temperature calculating formula, a cold / heating index calculating formula, and a power demand calculating formula are recorded. Alternatively, instead of the power demand calculation formula, a power demand corresponding to the cooling index and the heating index is recorded in the lookup table (LUT) 142, and it can be constructed to calculate the power demand using the lookup table. The lookup table is recorded separately for each day of the week and for each season.

이상에서 설명된 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템에 의하면, 전기요금이 싼 심야시간대에 전력 에너지저장장치로 전력을 충전하고, 기상예보로부터 산출된 전력 피크시간대에 전력 에너지저장장치의 전력을 사용하여 상용전원에 대한 피크전력을 저감되게 조정할 수 있는 장점을 제공한다.According to the power demand forecasting and energy storage device control system using the weather forecast described above, electric power is charged to the electric energy storage device in the middle of the night when the electric charge is low, and electric energy is stored in the electric energy storage device The peak power for the commercial power supply can be adjusted to be reduced.

특히, 본 제어 시스템에 의하면, 기온과 습도, 한파 등에 의해 사람이 체감하는 온도차를 최대한 반영함으로써 전력수요량 예측의 정확도를 높일 수 있고, 전력수요예측을 매시간 단위로 예측하여 피크전력량 예측을 통하여 전력 에너지저장장치(110)의 방전전류량과 방전시간을 최적으로 관리하여 피크전력 저감효과를 높이고, 궁극적으로 전력에너지 저장장치의 활용도를 높여 수용가의 전력요금 절감과 에너지 절감을 유도하는 효과를 얻는다. Particularly, according to the present control system, it is possible to increase the accuracy of prediction of power demand by maximally reflecting a temperature difference that a person experiences by temperature, humidity, cold wave, etc., and predict power demand prediction every hour, It is possible to optimize the discharging current amount and discharging time of the storage device 110 to improve the peak power reduction effect and ultimately enhance the utilization of the electric energy storage device, thereby reducing the electric power charges and reducing energy consumption of the consumer.

이에 의해 분산전원 확대와 전력 에너지 저장장치 산업 활성화에도 도움을 줄 수 있다. 또한, 전력 수요량의 예측 정밀도가 높아지는 효과도 있다. 이에 의해 수용가는 전력사용계획의 최적화와 전력요금 절약방안을 강구할 수 있으며, 전력회사는 각 지역마다의 예측 전력 수요량을 기초로 발전기의 선택, 발전 전력의 조정, 송전 경로의 선택, 전력의 융통 등을 실시하는 것이 가능해지고, 보다 안정적이고, 또 효율적으로 전력 계통의 운용을 도모할 수 있다.This can also help to expand the distributed power and activate the electric energy storage device industry. In addition, there is an effect that the prediction accuracy of the electric power demand amount is increased. As a result, the customer can optimize the power usage plan and plan for saving electric power cost. The electric power company can select the generator, adjust the generated power, select the transmission route, It is possible to perform the power system more efficiently and more stably.

110: 에너지 저장장치(ESS) 130: 전력제어장치
150: 전력공급계통 조정부110: Energy storage device (ESS) 130: Power control device
150: Power supply system adjustment section

Claims (3)

충전공급경로를 통해 에너지를 저장하는 전력 에너지 저장장치와;
전력부하에 대해 상용전원과 상기 전력 에너지 저장장치의 전력 공급을 조정할 수 있도록 된 전력변환 및 충방전 조절장치와;
설정된 시간 간격에 대한 지역 온도를 포함한 기상예보를 제공하는 기상서버로부터 기상예보를 수신하고, 수신된 기상예보로부터 체감온도 및 체감온도에 대응한 피크 전력량 및 피크시간을 포함한 전력수요 예측량을 산출하고, 산출된 전력수요 예측량에 대해 상기 피크시간에서 상기 상용전원의 전력공급을 감소시키고 상기 전력 에너지 저장장치에 저장된 전력이 공급되게 하는 상기 전력 에너지 저장장치의 전력부하로의 방전스케줄을 결정하고, 결정된 방전스케줄에 따라 상기 전력 에너지 저장장치에 저장된 전력이 전력부하로 공급되게 상기 전력변환 및 충방전 조절장치를 제어하는 전력충방전 제어장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템.A power energy storage device for storing energy through a charge supply path;
A power conversion and charge / discharge regulating device adapted to regulate a commercial power source and a power supply of the power energy storage device with respect to the power load;
Receiving a weather forecast from a weather server providing a weather forecast including a local temperature for a set time interval, calculating a predicted power demand including a peak power amount and a peak time corresponding to the sensed temperature and the sensible temperature from the received weather forecast, Determining a discharge schedule to the power load of the power energy storage device for reducing the power supply of the commercial power supply at the peak time and for supplying the power stored in the power energy storage device to the calculated power demand prediction amount, And a power charge / discharge control device for controlling the power conversion and charge / discharge control device such that the power stored in the power energy storage device is supplied to the power load according to a schedule. Storage control system. 제1항에 있어서, 상기 전력충방전 제어장치는
상기 기상서버로부터 기상예보를 수신하는 기상예보 수신처리부와;
상기 기상예보 수신처리부에 수신된 기상예보로부터 체감온도를 산출하는 체감온도 산출부와;
상기 체감온도 산출부에서 산출된 체감온도에 대응한 난방지수 또는 냉방지수를 산출하는 냉/난방지수 산출부와;
상기 냉/난방지수 산출부에서 산출된 난방지수 또는 냉방지수에 대응한 전력수요 예측량을 산출하는 전력수요량 예측 산출부와;
상기 전력수요량 예측 산출부에서 산출된 전력수요 예측량에 대해 상기 피크시간에서 상기 상용전원의 전력공급을 감소시키고 상기 전력 에너지 저장장치에 저장된 전력이 공급되게 하는 상기 전력 에너지 저장장치의 전력부하로의 방전스케줄을 결정하고, 결정된 방전스케줄에 따라 상기 전력 에너지 저장장치에 저장된 전력이 전력부하로 공급되게 상기 전력변환 및 충방전 조절장치를 제어하는 ESS방전 조정부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템.The apparatus of claim 1, wherein the power charge /
A weather forecast reception processing section for receiving weather forecasts from the weather server;
A bodily-sensation temperature calculation unit for calculating a bodily sensation temperature from the weather forecast received by the weather forecast reception processing unit;
A cooling / heating index calculating unit for calculating a heating index or a cooling index corresponding to the bodily sensation temperature calculated by the bodily sensation temperature calculating unit;
A power demand prediction calculation unit for calculating a power demand prediction amount corresponding to a heating index or a cooling index calculated by the cooling / heating index calculation unit;
A power demand prediction unit for calculating a power demand predicted by the power demand prediction unit based on the predicted power demand and the power demand predicted by the power demand prediction unit; And an ESS discharge adjustment unit for determining the schedule and controlling the power conversion and charge / discharge regulator so that the power stored in the power energy storage device is supplied to the power load in accordance with the determined discharge schedule. Power demand prediction and energy storage device control system. 제2항에 있어서, 상기 ESS방전 조정부는 설정된 심야 시간대에 상기 전력 에너지 저장장치에 충전이 이루어지도록 상기 전력변환 및 충방전 조절장치를 조정하는 것을 특징으로 하는 기상예보를 이용한 전력수요 예측 및 에너지 저장장치 제어 시스템.
3. The method of claim 2, wherein the ESS discharge adjustment unit adjusts the power conversion and charge / discharge control device to charge the power energy storage device in the set night time zone. Device control system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111391692A (en) * 2019-12-09 2020-07-10 重庆邮电大学 Electric automobile ordered charging and discharging system and method based on cabin temperature difference control
KR20240017475A (en) 2022-08-01 2024-02-08 한국생산기술연구원 System for estimating thermal energy demand using meteorological data and method thereof
WO2024179464A1 (en) * 2023-03-02 2024-09-06 广州疆海科技有限公司 Power supply control method and apparatus, and computer device and storage medium

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