KR20180066438A - 배터리 충전상태에 기반한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템. - Google Patents

배터리 충전상태에 기반한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템. Download PDF

Info

Publication number
KR20180066438A
KR20180066438A KR1020160167237A KR20160167237A KR20180066438A KR 20180066438 A KR20180066438 A KR 20180066438A KR 1020160167237 A KR1020160167237 A KR 1020160167237A KR 20160167237 A KR20160167237 A KR 20160167237A KR 20180066438 A KR20180066438 A KR 20180066438A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
amount
battery
load
power generation
Prior art date
Application number
KR1020160167237A
Other languages
English (en)
Inventor
고희상
장문석
이광세
유경상
김병기
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020160167237A priority Critical patent/KR20180066438A/ko
Publication of KR20180066438A publication Critical patent/KR20180066438A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H02J3/382—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/004—Generation forecast, e.g. methods or systems for forecasting future energy generation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/123—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving renewable energy sources
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/14—Energy storage units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

본 기술은 배터리 충전상태에 기반한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 기술의 구현 예에 따르면 ESS에 있어서 배터리의 충전 상태 및 발전량 정보에 따라 경제적으로 전력 계통을 이용할 수 있는 배터리 충전상태에 기반한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템을 제공할 수 있는 이점이 있다.

Description

배터리 충전상태에 기반한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템.{ Building Energy Management Method and System Based on State of Battery Charge }
본 발명은 배터리 충전상태에 기반한 에너지 관리 방법 및 시스템에 관한 것이다.
에너지 저장(Energy storage)은 장치 혹은 물리적 매체를 이용하여 에너지를 나중에 사용하기 위해 저장하는 것을 말한다. 이에 쓰이는 장치를 축압기라고 하고, 더 넓은 범위의 체계 전체를 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)라고 한다.
ESS는 전력계통에서 발전, 송배전, 수용가에 설치되어 운영이 가능하며, 주파수 조정(Frequency Regulation), 신재생발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감(Peak Shaving), 부하평준화(Load Leveling), 비상전원 등의 기능으로 사용된다.
에너지 저장은 저장방식에 따라 크게 물리적 에너지저장과 화학적 에너지저장으로 구분할 수 있다. 대표적인 물리적 에너지저장으로는 양수발전과 압축공기저장, 플라이휠 등을 들 수 있으며, 화학적 에너지저장으로는 리튬이온배터리, 납축전지, NaS 전지 등이 있다. 배터리 형식의 ESS를 BESS(Battery Energy Storage System) 이라고 하며, 흔히 ESS라고 하면 BESS를 말한다.
ESS는 늘어나는 전력 수요 대비 발전소 투자에 드는 막대한 비용과 건설 소요 시간을 고려해 볼 때 전력 수요 평준화, 전력 계통 안정 운영, 능동적 관리의 장점을 지니고 있다.
즉 ESS는 신재생에너지 확대를 위한 필수 기술로 인식되고 있는데, ESS를 이용하면 발전량과 발전시점이 불규칙한 태양광, 풍력 등 신재생에너지와 결합해 시간대별로 전력 공급을 일정하게 조정할 수 있다.
이에 본 출원인은 배터리 충전상태에 기반하여 ESS를 관리함에 따라 신재생에너지가 연계된 전력계통을 경제적으로 이용할 수 있도록 하는 본 발명의 고안에 이르게 되었다.
1. 한국 등록특허 제1324479호
본 발명은 배터리의 충전 상태정보(State of Charge, SOC)에 기반하여 신재생에너지가 연계된 계통을 경제적으로 운영하기 위한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전력수용가에 전력을 공급하는 신재생에너지 발전장치로부터 발전량을 산출하는 단계; 상기 전력수용가로부터 부하전력량을 산출하는 단계; 상기 전력수용가에 연결된 배터리로부터 배터리충전량을 산출하는 단계; 상기 배터리충전량, 발전량 및 부하전력량에 따라 전력계통을 이용하여 전력수용가의 전력을 운용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 전력을 운용하는 단계는, 상기 배터리충전량이 최소 충전량 이상이고, 최대 충전량 이하 일 때 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 더 클 때 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 전력을 운용하는 단계는, 상기 배터리 충전량이 최소 충전량 이하일 때, 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 더 클 때는 상기 배터리를 충전하고, 작을 때에는 전력계통으로부터 전력을 받아 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 전력을 운용하는 단계는, 상기 배터리 충전량이 최대 충전량을 초과할 때, 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 부하전력량보다 클 때에는 상기 배터리의 전력을 전력계통으로 송전하고, 발전량이 부하전력량보다 작을 때에는 상기 배터리의 전력을 우선적으로 전력수용가의 다른 부하에 공급하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
다른 실시예에 따른 본 발명은 전력수용가 에너지 관리 시스템에 있어서, 전력수용가에 전력을 공급하는 신재생에너지 발전장치로부터 발전량을 산출하는 발전량산출부; 상기 전력수용가로부터 부하전력량을 산출하는 부하전력량산출부; 상기 전력수용가에 연결된 배터리로부터 배터리충전량을 산출하는 배터리충전량산출부; 상기 배터리충전량, 발전량 및 부하전력량에 따라 전력계통을 이용하여 전력수용가의 전력을 운용하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 배터리충전량이 최소 충전량 이상이고, 최대 충전량 이하 일 때 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 더 클 때 상기 배터리를 충전하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 배터리 충전량이 최소 충전량 미만일 때, 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 더 클 때는 상기 배터리를 충전하고, 작을 때에는 전력계통으로부터 전력을 받아 상기 배터리를 충전하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 배터리 충전량이 최대 충전량을 초과할 때, 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 부하전력량보다 클 때에는 상기 배터리의 전력을 전력계통으로 송전하고, 발전량이 부하전력량보다 작을 때에는 상기 배터리의 전력을 우선적으로 전력수용가의 다른 부하에 공급하는 것일 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, ESS에 있어서 배터리의 충전 상태 및 발전량 정보에 따라 경제적으로 전력 계통을 이용할 수 있는 배터리 충전상태에 기반한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력수용가 에너지 관리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력수용가 에너지 관리 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 제어에 따라 이루어질 수 있는 전력의 흐름 관계를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력수용가 에너지 관리 방법의 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 전력 운용 단계의 상세 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 게재될 수도 있다는 것을 의미한다.
어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1은 본 발명에 따른 전력수용가 에너지 관리 시스템의 개념도를 도시한다. 예를 들면, PV는 태양광, WT는 풍력 B는 바이오 MT(DG)는 지열과 같은 신재생에너지를 의미하고, P
Figure pat00001
등은 해당 종류의 신재생에너지 발전장치로부터의 발전량을 의미한다. 본 명세서에서 BEMS(Building Energy Management System)는 본 발명에 따른 발전량산출부, 부하전력량산출부, 배터리충전량산출부 및 제어부를 포함하여 구성되는 전력수용가 에너지 관리 시스템을 지칭할 수 있다.
또한 전력수용가에 공급되는 신재생 에너지의 총량을 P
Figure pat00002
으로 나타낼 수 있고, 전력수용가의 부하전력량은 P
Figure pat00003
로 나타낼 수 있으며 P
Figure pat00004
는 전력계통으로부터의 전력을 나타내는 것일 수 있다.
본 명세서에서 전력수용가(미도시)는 가정 혹은 기업 등 전력을 사용하는 소비자를 말하고, 신재생에너지 발전장치(1) 또는 전력계통(4)으로부터 전력을 공급받을 수 있으며 공급 받은 전력은 전력수용가 부하(2)에 이용되거나 배터리(3)의 충전에 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 신재생에너지 발전장치(1)에서는 신재생 에너지 발전을 수행하며, 예를 들어, 태양광에서 발전되는 DC 전류는 인버터를 통하여 AC로 변환되어 전력수용가로 공급될 수 있으며, 태양광, 태양열, 풍력, 연료전지, 수소, 바이오, 폐기물, 석탄가스화 및 액화, 지열, 수력, 해양 에너지 등 다양한 종류의 신재생 에너지 중 하나 이상의 에너지를 생산한다.
본 명세서에서 전력계통(4)은 지능형 전력망을 뜻하는 스마트 그리드의 개념을 포함한다. 스마트 그리드는 발전으로부터 송배전을 거쳐 판매로 이어지는 전력망에 IT 기술을 접목하여, 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하고 에너지효율을 최적화한 전력망을 의미한다.
전력계통(4)은 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 전력수용가의 전력을 관리하는 전력수용가 에너지 관리 시스템(10)과 밀접하게 연동한다.
본 발명에 따른 전력수용가 에너지 관리 시스템은 각 요소와 유, 무선으로 연결되어 정보를 얻으며 이로부터 신재생에너지 발전장치로부터 발전량을 산출할 수 있고, 전력수용가로부터 부하에 사용되는 부하전력량을 산출할 수 있으며 배터리로부터 배터리의 잔존용량인 배터리충전량을 산출할 수 있다. 또한, 위와 같이 산출된 배터리충전량을 기반으로 발전량과 부하전력량의 비교 결과에 따라 배터리의 충방전 및 배터리 전력의 전력계통에 대한 판매를 가능하게 하여 경제적으로 전력수용가의 전력을 운용한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력수용가 에너지 관리 시스템(10)의 블록도를 도시한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전력수용가 에너지 관리 시스템(10)은 발전량산출부(100), 부하전력량산출부(200), 배터리충전량산출부(300), 제어부(400)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 발전량산출부(100)는 전력수용가에 전력을 공급하는 신재생에너지 발전장치(1)로부터 발전량을 산출한다.
본 발명에 있어서, 배터리(3)는 도 1, 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이 배터리(3)를 충전하기 위한 전력을 일정한 조건에 따라 신재생 에너지 발전장치(1) 또는 전력계통(4)으로부터 공급받아 충전되거나 배터리(3)에 저장된 전력을 일전한 조건에 따라 전력계통(4)으로 판매하게 되고, 이로써 경제적으로 전력수용가의 전력 운용이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 부하전력량산출부(200)는 전력수용가로부터 전력수용가에서 전력을 소비하는 부하(2)의 부하전력량을 산출한다. 도 1에 도시된 바와 같이 부하전력량 P
Figure pat00005
는 일반부하와 배터리 충전장치로 인한 부하의 합으로 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 배터리충전량산출부(300)는 전력수용가에 연결된 배터리로부터 배터리 충전량을 산출한다. 전력수용가에 연결된 배터리(3)는 ESS에 포함될 수 있는 배터리로서 예를 들면, 전기자동차 배터리 등 일체의 배터리일 수 있으며 복수 개일 수 있다.
상기 발전량산출부(100), 부하전력량산출부(200), 배터리충전량산출부(300)는 각각 발전량(P
Figure pat00006
), 부하전력량(P
Figure pat00007
), 배터리충전량(State of Charge, SOC)를 전력 운용을 위한 제어부(400)에 전달한다.
본 발명에 따른 제어부(400)는 배터리충전량(SOC), 발전량(P
Figure pat00008
), 부하전력량(P
Figure pat00009
), 에 따라 전력계통(4)을 이용하여 전력수용가의 전력을 운용한다.
제어부(400)는 배터리충전량(SOC)이 최소 충전량(SOC
Figure pat00010
) 이상이고, 최대 충전량(SOC
Figure pat00011
) 이하 일 때 발전량(P
Figure pat00012
)과 부하전력량(P
Figure pat00013
)을 비교하여 발전량(P
Figure pat00014
)이 더 클 때 배터리(3)를 충전하는 것일 수 있다.
또는 제어부(400)는 배터리충전량(SOC)이 최소 충전량(SOC
Figure pat00015
) 미만일 때, 발전량(P
Figure pat00016
)과 부하전력량(P
Figure pat00017
)을 비교하여 발전량(P
Figure pat00018
)이 더 클 때는 배터리(3)를 충전하고, 작을 때는 전력계통(4)으로부터 전력을 받아 배터리(3)를 충전하는 것일 수 있다.
또는 제어부(400)는 배터리충전량(SOC)이 최대 충전량(SOC
Figure pat00019
)을 초과할 때, 발전량(P
Figure pat00020
)과 부하전력량(P
Figure pat00021
)을 비교하여 발전량(P
Figure pat00022
)이 부하전력량(P
Figure pat00023
)보다 클 때에는 배터리(3)의 전력을 전력계통(4)으로 송전하고, 발전량(P
Figure pat00024
)이 부하전력량(P
Figure pat00025
)보다 작을 때에는 배터리(3)의 전력을 우선적으로 전력수용가의 다른 부하(2)에 공급하는 것일 수 있다.
상기 최소 충전량(SOC
Figure pat00026
), 최대 충전량(SOC
Figure pat00027
)는 배터리(3) 각각의 특성에 따라 정해질 수 있는 소정의 값일 수 있고, 필요에 따라 일정 범위 내에서 시스템 사용자에 의하여 설정될 수도 있는 값이다.
도 3은 신재생에너지 발전장치(1), 부하(2), 배터리(3), 전력계통(4)간에 제어부(400)의 제어에 따라 이루어질 수 있는 전력의 흐름 관계를 도시한다. 상술한 바와 같은 조건에 따라 상기 요소들 간에 전력의 흐름이 제어됨에 따라 경제적으로 전력수용가의 전력이 운용될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 신재생에너지가 연계된 전력계통의 운영에 있어서 배터리 잔존용량을 판단한 후에 부하 전력과 신재생에너지 출력 전력을 대비한 결과에 따라 배터리 충방전 여부 또는 전력계통과의 전력매매를 결정한다. 이에 따라 본 발명은 발전량과 발전시점이 불규칙한 태양광, 풍력 등 신재생에너지와 결합해 시간대별로 전력 공급을 일정하게 조정할 수 있으며 배터리 잔존용량에 기반하여 이와 같은 동작이 이루어지기 때문에 경제적인 전력수용가의 전력 운용이 가능하다.
본 발명에 따른 전력수용가 에너지 관리 시스템은 하나의 전력수용가를 위한 시스템일 수 있고, 복수의 전력수용가를 통합 관리할 수 있는 시스템일 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력수용가 에너지 관리 방법의 흐름도이다.
먼저, 전력수용가에 전력을 공급하는 신재생에너지 발전장치로부터 정보를 얻어 발전량을 산출한다(S401). 다음에는 전력수용가로부터 정보를 얻어 부하전력량을 산출한다(S403). 다음에는 배터리로부터 정보를 얻어 배터리충전량을 산출한다(S405). 다음에는 배터리충전량, 발전량 및 부하전력량에 따라 전력계통을 이용하여 전력을 운용한다(S407).
도 3은 도 2에 도시된 전력을 배터리충전량, 발전량 및 부하전력량 에 따라 운용하는 단계의 상세 흐름도이다.
도 3을 참조하면 전력을 운용하는 단계(S407)는 상기 배터리충전량이 최소 충전량 이상이고, 최대 충전량 이하 일 때(SOC
Figure pat00028
Figure pat00029
SOC
Figure pat00030
SOC
Figure pat00031
) 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 더 클 때(P
Figure pat00032
Figure pat00033
P
Figure pat00034
) 상기 배터리를 충전할 수 있다(S4071).
또는 상기 배터리 충전량이 최소 충전량 이하일 때(SOC
Figure pat00035
SOC
Figure pat00036
), 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 더 클 때(P
Figure pat00037
Figure pat00038
P
Figure pat00039
)는 상기 배터리를 충전하고, 작을 때(P
Figure pat00040
Figure pat00041
P
Figure pat00042
)에는 전력계통()으로부터 구입(buying)하여 전력을 받아 상기 배터리를 충전할 수 있다(S4073).
또는 상기 배터리 충전량이 최대 충전량을 초과할 때(SOC
Figure pat00043
SOC
Figure pat00044
), 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 부하전력량보다 클 때(P
Figure pat00045
Figure pat00046
P
Figure pat00047
)에는 상기 배터리의 전력을 전력계통으로 송전하여 판매(selling)하고, 발전량이 부하전력량보다 작을 때(P
Figure pat00048
Figure pat00049
P
Figure pat00050
)에는 상기 배터리의 전력을 우선적으로 전력수용가의 다른 부하에 공급할 수 있다(S4075).
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 신재생에너지발전장치
2 부하
3 배터리
4 전력계통
10 전력수용가 에너지 관리 시스템
100 발전량산출부
200 부하전력량산출부
300 배터리충전량산출부
400 제어부

Claims (8)

  1. 전력수용가에 전력을 공급하는 신재생에너지 발전장치로부터 발전량을 산출하는 단계;
    상기 전력수용가로부터 부하전력량을 산출하는 단계;
    상기 전력수용가에 연결된 배터리로부터 배터리충전량을 산출하는 단계; 및
    상기 배터리충전량, 발전량 및 부하전력량에 따라 전력계통을 이용하여 전력수용가의 전력을 운용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수용가 에너지 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력을 운용하는 단계는,
    상기 배터리충전량이 최소 충전량 이상이고, 최대 충전량 이하 일 때 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 더 클 때 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수용가 에너지 관리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력을 운용하는 단계는,
    상기 배터리 충전량이 최소 충전량 이하일 때, 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 더 클 때는 상기 배터리를 충전하고, 작을 때에는 전력계통으로부터 전력을 받아 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수용가 에너지 관리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력을 운용하는 단계는,
    상기 배터리 충전량이 최대 충전량을 초과할 때, 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 부하전력량보다 클 때에는 상기 배터리의 전력을 전력계통으로 송전하고, 발전량이 부하전력량보다 작을 때에는 상기 배터리의 전력을 우선적으로 전력수용가의 다른 부하에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수용가 에너지 관리 방법.
  5. 전력수용가 에너지 관리 시스템에 있어서,
    전력수용가에 전력을 공급하는 신재생에너지 발전장치로부터 발전량을 산출하는 발전량산출부;
    상기 전력수용가로부터 부하전력량을 산출하는 부하전력량산출부;
    상기 전력수용가에 연결된 배터리로부터 배터리충전량을 산출하는 배터리충전량산출부; 및
    상기 배터리충전량, 발전량 및 부하전력량에 따라 전력계통을 이용하여 전력수용가의 전력을 운용하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력수용가 에너지 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리충전량이 최소 충전량 이상이고, 최대 충전량 이하 일 때 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 더 클 때 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 전력수용가 에너지 관리 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리 충전량이 최소 충전량 미만일 때, 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 더 클 때는 상기 배터리를 충전하고, 작을 때에는 전력계통으로부터 전력을 받아 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 전력수용가 에너지 관리 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 배터리 충전량이 최대 충전량을 초과할 때, 상기 발전량과 부하전력량을 비교하여 발전량이 부하전력량보다 클 때에는 상기 배터리의 전력을 전력계통으로 송전하고, 발전량이 부하전력량보다 작을 때에는 상기 배터리의 전력을 우선적으로 전력수용가의 다른 부하에 공급하는 것을 특징으로 하는 전력수용가 에너지 관리 시스템.

KR1020160167237A 2016-12-09 2016-12-09 배터리 충전상태에 기반한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템. KR20180066438A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160167237A KR20180066438A (ko) 2016-12-09 2016-12-09 배터리 충전상태에 기반한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160167237A KR20180066438A (ko) 2016-12-09 2016-12-09 배터리 충전상태에 기반한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180066438A true KR20180066438A (ko) 2018-06-19

Family

ID=62790305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160167237A KR20180066438A (ko) 2016-12-09 2016-12-09 배터리 충전상태에 기반한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템.

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180066438A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11038353B2 (en) 2019-11-18 2021-06-15 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for controlling output of energy storage apparatus for reliability of output of photovoltaic power generation
KR20220085187A (ko) * 2020-12-15 2022-06-22 부강이엔에스 주식회사 전기 에너지 제어 모드를 구비하는 건물일체형 태양광·태양열 시스템
KR20220152039A (ko) * 2021-05-07 2022-11-15 주식회사 그리드위즈 최소 요구 충전량을 이용한 충전 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101324479B1 (ko) 2011-12-07 2013-11-01 한국전기연구원 신재생에너지원, 보조 에너지 저장 장치 및 전기자동차 충전소를 연계한 ｖ２ｇ 서비스 방법
KR20160028884A (ko) * 2014-09-04 2016-03-14 안대건 태양광 발전장치 및 전력저장장치가 구비된 전력공급 시스템의 운영방법
KR20160081216A (ko) * 2014-12-31 2016-07-08 한국전력공사 독립형 마이크로그리드 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101324479B1 (ko) 2011-12-07 2013-11-01 한국전기연구원 신재생에너지원, 보조 에너지 저장 장치 및 전기자동차 충전소를 연계한 ｖ２ｇ 서비스 방법
KR20160028884A (ko) * 2014-09-04 2016-03-14 안대건 태양광 발전장치 및 전력저장장치가 구비된 전력공급 시스템의 운영방법
KR20160081216A (ko) * 2014-12-31 2016-07-08 한국전력공사 독립형 마이크로그리드 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11038353B2 (en) 2019-11-18 2021-06-15 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for controlling output of energy storage apparatus for reliability of output of photovoltaic power generation
KR20220085187A (ko) * 2020-12-15 2022-06-22 부강이엔에스 주식회사 전기 에너지 제어 모드를 구비하는 건물일체형 태양광·태양열 시스템
KR20220152039A (ko) * 2021-05-07 2022-11-15 주식회사 그리드위즈 최소 요구 충전량을 이용한 충전 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
You et al. Comparative assessment of tactics to improve primary frequency response without curtailing solar output in high photovoltaic interconnection grids
Jallouli et al. Sizing, techno-economic and generation management analysis of a stand alone photovoltaic power unit including storage devices
Alhelou et al. Multi agent electric vehicle control based primary frequency support for future smart micro-grid
Li et al. Control strategy of battery state of charge for wind/battery hybrid power system
KR101379343B1 (ko) 에너지 저장 시스템，및 에너지 저장 시스템의 제어 방법
Amin et al. Integration of renewable energy resources in microgrid
KR20170095578A (ko) 에너지 저장 시스템 및 시스템 운용 방법
JP2015192566A (ja) 電力システム及び直流送電方法
US20190058340A1 (en) Energy storage system with improved operating time and operation method thereof
Thirugnanam et al. Battery integrated solar photovoltaic energy management system for micro-grid
KR20180066438A (ko) 배터리 충전상태에 기반한 전력수용가 에너지 관리 방법 및 시스템.
Alhamrouni et al. Optimal power scheduling of renewable energy sources in micro-grid via distributed energy storage system
KR101464411B1 (ko) 전력 관리 시스템 및 관리 방법
Rana et al. Peak load shaving in isolated microgrid by using hybrid PV-BESS system
Garces et al. Optimal operation of distributed energy storage units for minimizing energy losses
KR20150085227A (ko) 에너지 저장 시스템 및 그의 제어 방법
Sakagami et al. Performance of a DC-based microgrid system in Okinawa
Astriani et al. Additional controls to enhance the active power management within islanded microgrids
Abegaz et al. Optimal real-time integration control of a virtual power plant
KR20200129555A (ko) 충전율 제어가 가능한 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법
Zhou et al. Integration of a PV-battery hybrid system with the main power grid
Azmi et al. Review on photovoltaic based active generator
Das et al. Demand side management for active power control of autonomous hybrid power system
Alahaivaia et al. Sizing of a photo voltaic-storage system for power system frequency support
Ghosh et al. Energy management techniques to enhance DC-bus voltage transient stability and power balancing issues for islanded DC microgrids

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application