KR20180077979A

KR20180077979A - 전력 저장 시스템과 실시간 수요전력 예측을 통한 피크 저감 시스템

Info

Publication number: KR20180077979A
Application number: KR1020160182901A
Authority: KR
Inventors: 이재규
Original assignee: 벽산파워 주식회사
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2018-07-09

Abstract

본 발명은 전력 저장 시스템과 실시간 수요전력 예측을 통한 피크 저감 방법에 관한 것이다. 본 발명은 전력 계통에 연결되어 전력이 충전되거나 또는 방전하여 상기 전력 계통에 전력을 공급하는 전력 저장 시스템, 전력 저장 시스템과 전력 계통 사이에 배치되어 전력 계통의 AC 전력을 DC로 변환하여 전력 저장 시스템에 저장해 두었다가 필요시 DC 전력을 AC로 변환하여 계통에 공급해 주는 전력 변환 장치(PCS, Power Conditioning System) 및 전력 변환 장치에 연결되고, 수용가의 계량기로부터 KYZ 펄스 신호를 받아 유효 전력량을 카운트하여 15분 간의 예측 전력을 계산하는 로컬 전력 감시 장치(LPMS, Local Power Monitoring System)을 포함하고, 로컬 전력 감시 장치에서 실시간으로 수용가의 전력 사용 경향과 15분 예측 전력을 실시간으로 모니터링 하여 전력 사용의 피크에 가까워지는 경우 전력 변환 장치는 전력 저장 시스템이 방전되어 전력 계통에 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력 저장 시스템과 실시간 수요전력 예측을 통한 피크 저감 시스템{a power peak lowering system having a power storage system and a real-time estimation of power demand}

본 발명은 전력 저장 시스템과 실시간 수요전력 예측을 통한 피크 저감 시스템에 관한 것이다.

에너지 효율 향상과 온실가스 배출 감축을 위한 정부의 규제 강화, 에너지 비용 부담 증가, 전력 공급 부족 등의 사태로 에너지 소비 절약과 효율 향상에 대한 관심이 크게 높아지고 있다. 에너지의 절약을 위해서는 무엇보다 에너지가 어디서 얼마나 사용되고 있는지 파악하여 낭비되고 있는 요인과 개선 방안을 찾아 실천에 옮길 수 있는 강력한 수단이 요구된다.

이러한 수단으로 에너지 흐름의 모니터링 기능과 제어기능을 제공하는 에너지 관리 시스템(EMS: Energy Management System)이 세계적으로 크게 주목을 받고 있다. 이러한 에너지 관리 시스템은 하드웨어, 소프트웨어 및 ICT 기반 모니터링과 제어 기술을 토대로 에너지 사용현황을 실시간으로 모니터링하고 집계 데이터를 분석하여 에너지 사용을 최적화하는 통합 에너지관리 솔루션이다.

근래에는 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System)도 크게 주목받고 있다. 에너지 저장 시스템은 에너지를 배터리처럼 저장해서 언제든 꺼내 쓸 수 있는 저장장치를 의미하는 것으로, 지금까지의 전기에너지는 생산과 저장의 차이가 있으므로 전기에너지를 사용하는데 있어서 생산이 함께 움직여줘야 하는데, 에너지 저장 시스템은 에너지를 효과적으로 저장해 사용하기 위한 시스템으로 에너지 생산에 대한 여유를 가질 수 있게 해준다.

실시간으로 전력 수요를 예측하고 피크 시간에 있어서는 에너지 저장장치를 이용하여 전력 사용량을 감소시킬 수 있는 시스템에 대한 요구가 증대되고 있다.

1. 공개특허공보 제10-2014-0080715호(2014.07.01)

본 발명은 전력 저장 시스템과 실시간 수요전력 예측을 통한 피크 저감 시스템을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면은, 전력 계통에 연결되어 전력이 충전되거나 또는 방전하여 전력 계통에 전력을 공급하는 전력 저장 시스템, 전력 저장 시스템과 전력 계통 사이에 배치되어 전력 계통의 AC 전력을 DC로 변환하여 전력 저장 시스템에 저장해 두었다가 필요시 DC 전력을 AC로 변환하여 계통에 공급해 주는 전력 변환 장치(PCS, Power Conditioning System) 및 전력 변환 장치에 연결되고, 수용가의 계량기로부터 KYZ 펄스 신호를 받아 유효 전력량을 카운트하여 15분 간의 예측 전력을 계산하는 로컬 전력 감시 장치(LPMS, Local Power Monitoring System)를 포함하고, 로컬 전력 감시 장치에서 실시간으로 수용가의 전력 사용 경향 및 15분 예측 전력을 실시간으로 모니터링 하여 전력 사용의 피크에 가까워지는 경우 전력 변환 장치는 전력 저장 시스템에서 방전되어 전력 계통에 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전력 저장 시스템과 실시간 수요전력 예측을 통하여 전력 사용량의 피크를 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 시스템의 PCS의 단선도이다.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 시스템의 PCS의 외관 구성을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 시스템의 PCS의 내부 구성을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 측면에 따른 시스템의 PCS의 스위칭 손실 감소율을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 시스템의 PCS의 2 level topology 와 3 level topology를 개략적으로 나타낸 그림이다.
도 7은 본 발명의 일 측면에 따른 시스템의 LPMS 소프트웨어 스택을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 측면에 따른 시스템의 ESS 패키징을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일 측면에 따른 시스템을 이용하여 구성한 통합 운영 관리 시스템 (NOC)을 개략적으로 나타낸 모식도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면은, 전력 계통에 연결되어 전력이 충전되거나 또는 방전하여 전력 계통에 전력을 공급하는 전력 저장 시스템, 전력 저장 시스템과 전력 계통 사이에 배치되어 전력 계통의 AC 전력을 DC로 변환하여 전력 저장 시스템에 저장해 두었다가 필요시 DC 전력을 AC로 변환하여 계통에 공급해 주는 전력 변환 장치(PCS, Power Conditioning System) 및 전력 변환 장치에 연결되고, 수용가의 계량기로부터 KYZ 펄스 신호를 받아 유효 전력량을 카운트하여 15분 간의 예측 전력을 계산하는 로컬 전력 감시 장치(LPMS, Local Power Monitoring System)를 포함하고, 로컬 전력 감시 장치에서 실시간으로 수용가의 전력 사용 경향 및 15분 예측 전력을 실시간으로 모니터링 하여 전력 사용의 피크에 가까워지는 경우 전력 변환 장치는 전력 저장 시스템이 방전되어 전력 계통에 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템과 실시간 수요전력 예측을 통한 피크 저감 시스템일 수 있다.

먼저, 본 발명에서 사용하는 용어를 정리한다.

ESS (Energy Storage System): 에너지 저장 장치.

PCS (Power Conditioning System): 전력 변환 장치.

MESA (Modular Energy Storage Architecture): 모듈라 에너지저장 아키텍처.

UL (Underwriter Laboratories): 미국 내 제품 인증마크.

LPMS (Local Power Monitoring System): 로컬 전력 감시 장치.

EMS (Energy Management System): 에너지관리장치.

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition): 관제제어 및 데이터 취득장치.

BMS (Battery Management System): 배터리 관리장치.

NOC (Network Operation Center): 통합관제센터.

도 1에 본 발명에 따른 시스템 구성도를 나타내었다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템에서, ESS는 다양한 요구사항을 만족시킬 수 있도록 유연하고 모듈화된 아키텍쳐를 채용하고 있다. 또한, 어떤 어플리케이션이나 네트워크 상황에서도 ESS를 도입할 수 있도록 모든 상황에 대비할 수 있다. ESS 는 전력 저장 장치라고 할 수 있다.

LPMS는 PC기반 자동제어기를 사용하기 때문에 DI(Digital Input) 입력을 받을 수 있다. DI (Digital Input)은 0와 1을 나타내는 디지털 전기 신호를 읽는 장치이다.

BTM에 설치된 경우 유틸리티 미터의 KYZ 펄스 신호를 직접 입력 받아 수용가의 전체 전력 사용량을 얻을 수 있다. 내장된 알고리즘을 통해 15분간 예측 전력을 구하면, ESS를 이용하여 피크 쉐이빙(Peak Shaving) 운전을 할 수 있다.

유틸리티의 변전소에 설치되거나 전력품질에 민감한 수용가인 경우 정밀 초고속 PQM(Power Quality Meter)을 사용하여 100msec 단위로 주파수, 유효전력, 무효전력, 전압을 정밀하게 얻을 수 있다. PQM(Power Quality Meter) 전력 품질을 계측하는 고급 계량기이다. 이를 통해 스마트 인버터 기능인 Volt-VAR운전이나 Frequency/Watt 운전 등을 할 수 있다.

유틸리티/ISO의 보조서비스에 참여할 경우 해당 시스템으로부터 지령을 받고 보고를 해야 하는데, 이를 위해 DNP3 인터페이스를 구비할 수 있다. 또한 OpenADR 신호를 수신하여 수요반응(Demand Response) 시장에도 참여가 가능하다.

설치 현장의 네트워크 환경은 대부분 NAT나 방화벽으로 차단되어 있거나, 아예 네트워크가 없는 경우도 있다. 이러한 환경에 대비하여 어플리케이션 레이어에서는 경량 메시지큐인 MQTT를 사용할 수 있다. NOC에 설치된 MQTT 브로커를 통해 원격 접속이 가능하다. 네트워크가 없는 환경에서는 LTE-M이나 LoRa와 같은 사물인터넷용 네트워크 모듈을 사용할 수 있다.

< 전력변환장치(PCS, Power Conditioning System) >

전력변환장치(PCS)는 계통의 AC전력을 DC로 변환하여 배터리(전력 저장 장치)에 저장해 두었다가 필요시 배터리 DC 전력을 AC로 변환하여 계통(부하)에 공급해 주는 전력변환장치이다.

도 3 및 4에는 PCS 의 구성을 개략적으로 나타내었다. 도 3 및 4를 참조하여 PCS 의 구성과 기능에 대하여 설명한다.

A: DCE - DC Enclosure

B-1: SE501 - Stack Enclosure

B-2: SE502 - Stack Enclosure

B-3: SE503 - Stack Enclosure

C: ACE - AC Enclosure

D: HMI

E: Lamp

F: Emergency Stop Switch

DC 판넬은 배터리와 연결되는 DC케이블, 배터리 보호를 위한 DC차단기, 노이즈 저감장치 등을 포함하여 구성될 수 있다. Stack 판넬은 DC/AC 변환을 위한 전력용 반도체 소자와 LC필터 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 전력용 반도체 소자 블록(PEBB)은 모듈형으로 제작되어 유지보수가 편리하다. AC 판넬은 계통과 연계되는 AC케이블이 연결되며 계통 보호를 위한 AC차단기, 노이즈 저감장치 등을 포함하여 구성될 수 있다.

MQTT (Message Queue Telemetry Transport)는 사물인터넷(IoT)에 적합하도록 데이터 량을 최소화하고 단순하게 만든 메시지큐 프로토콜을 말한다. LTE-M (Long Term Evolution-M)는 고속무선통신망인 LTE의 일부 대역을 할당하여 사물인터넷용으로 제공하는 저속 통신을 말한다. LoRa는 사물인터넷용으로 고안된 저전력 장거리 무선 통신 규격인 LPWAN(Low Power Wide Area Network)의 하나이다. PEBB (Power Electronics Building Block)은 스위칭 전력 반도체 모듈을 말한다.

직류(DC)측 차단기는 전기 저장 매체(배터리)와 전력변환 모듈 사이에 위치하여, 전기 저장 매체의 연결 또는 분리하는 기능을 수행할 수 있다.

직류(DC) EMC 필터는 직류 측에 설치된 EMC(Electromagnetic Compatibility) 필터로서 전력 변환 중 발생되는 EMI 노이즈가 외부로 방출되는 것을 차단하고, 외부 다른 장치에서 유입될 수 있는 EMI 노이즈를 차단하는 역할을 수행할 수 있다.

초기 충전부는 전력변환 모듈 내의 직류 커패시터의 완만한 충전을 유도하는 장치로서, 전기 저장 매체(배터리)로부터 충전 에너지를 공급받을 수 있다.

양방향 전력변환 모듈은 전력반도체인 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), 방열판, 직류 커패시터, 게이트 구동회로, 직류 퓨즈 등으로 구성되며, 충전 중에는 교류를 직류로 변환하고 방전 중에는 직류를 교류로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)는 절연 게이트 양극성 트랜지스터로서, 고속으로 스위칭을 수행하여 직류와 교류간의 변환을 가능케 하는 모듈을 말한다.

LC 필터는 3상 인덕터와 교류 캐패시터로 구성되어 양방향 전력변환 모듈에서 생성한 구형파 전압을 사인파 전압으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

교류측 차단기는 교류측 전자 접촉기와 계통 사이에 위치하여 계통과 연결하거나 또는 분리하는 기능을 수행할 수 있다.

교류측 EMC 필터는 전력변환 중 발생하는 EMI 노이즈가 계통으로 방출되는 것을 차단하고, 계통에서 유입될 수 있는 EMI 노이즈를 차단하는 역할도 수행할 수 있다.

제어 모듈은 DSP(Digital Signal Processor)와 각종 IC 등을 포함하는 인쇄회로 기판으로 구성되어 양방향 전력 변환 수행을 포함한 PCS의 전체 제어 및 보호 기능을 수행할 수 있다.

디스플레이 모듈은 LED 램프와 LCD등으로 구성되며, 운전 및 계측 상채의 식별이 용이하도록 PCS 기기 전면에 설치되어 사용자에게 운전 조작 수단 및 상태 정보를 제공할 수 있다.

PCS는 모듈러 방식으로 설계되어 있다. 즉 PCS는 DC 블럭, AC 블럭, 전력변환블럭(Stack Panel)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 2에는 PCS 의 단선도를 나타내었다. 도 2를 참조하면, 전력변환부는 모듈러 방식으로 설계되어 필요에 따라 용량 변경 설계가 용이하고 모듈에 고장이 발생시 고장모듈을 제외한 나머지 정상모듈들로 운전이 가능하다는 특징을 가진다.

본 발명에 따른 PCS는 효율이 높다. UL type PCS에 전력변환 반도체소자로 Hybrid SiC IGBT를 사용함으로써, 기존 Si 모듈 대비 스위칭 손실을 30% 감소시켜 전체 시스템 효율이 향상되었다. 또한, SiC 모듈 사용의 2 level topology 채용함으로써 효율은 3 level topology 사용 인버터와 동일하면서 IGBT 수량은 3 level topology 에 비해 50% 감소시킬 수 있다. 도 5에는 스위칭 손실 감소율을 비교하여 나타내었고, 도 6에는 2 level topology 와 3 level topology 를 나타내었다.

본 발명에 따른 PCS 는 무효전력 제어 기능을 가질 수 있다. PCS 정격 범위 내에서 충전 또는 방전 모드와는 무관하게 진상 및 지상 무효전력을 공급할 수 있다. 이러한 기능의 적용 여부는 사용자가 선택할 수 있다.

본 발명에 따른 PCS 는 단독운전 방지 기능을 가질 수 있다. 계통 전압이 무압인 경우 160ms 이내 PCS 차단기 개방 또는 게이트 블록 기능이 동작할 수 있다. 이러한 기능의 적용 여부는 사용자가 선택 가능하다.

본 발명에 따른 PCS 는 배터리와 연결되어 충전 및 방전 동작을 수행할 수 있다. PCS는 리튬 배터리에 연결되어 충전 및 방전 동작을 수행할 있다. 배터리 연결시 BMS와의 통신을 수행하여 배터리 정보를 반영한 정전압 제어모드, 정전류 제어모드 등의 충전방식을 지원하고 SOC 추정제어를 지원하여 배터리의 수명단축 및 배터리의 파괴 등의 위험으로부터 보호하기 위해 충전 및 방전 전력량을 제한할 수 있다.

본 발명에 따른 PCS 는 고성능 제어기를 구비할 수 있다. 즉 고성능 P+R 제어기를 구비할 수 있다. 교류 신호의 정상상태 없어 삼각함수를 이용한 좌표변환 없이 정지 좌표상에서 제어가 가능하다. 고조파 저감 계통 임피던스와 무관하게 전류 TDD 3% 이하, 3상 불평형율을 종래의 d-q 제어기와 대비하여 90% 감소시킬 수 있다. 메인 프로세서는 TI사의 TMS320C28346 DSP를 사용함으로써 Core 성능을 극대화하여 최대 300MHz/600MFLOPS 연산 능력을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 PCS 는 빠른 응답 속도를 가질 수 있다. PCS 출력이 0에서 100%까지 변화하는 시간이 약 10ms 이내(ramp rate - 3상 전류 측정)일 수 있다. 정격 파워 도달시 오버슈트가 없으며, 정상 상태 전류 불평형이 없다.

본 발명에 따른 PCS 의 사용자 인터페이스(HMI)는 PCS의 컨트롤과 모니터링은 원격 소프트웨어 및 장비의 사용자 인터페이스인 HMI에서 수행될 수 있다. HMI 나 소프트웨어(LOGOS)에서 파라미터 값 설정을 통해 장비 각 기능을 “on", "off"하거나 동작에 Limit값을 설정할 수 있다.

< 로컬 전력 감시 장치 ( LPMS , Local Power Monitoring System) >

본 발명에 따른 LPMS 는 높은 성능과 안정성을 보장하기 위해 Advantech의 산업용 모듈라 PC를 채용할 수 있다.

유틸리티에 주로 공급되는 LPMS는 PLC를 기반으로 한다. PLC는 높은 안정성과 IEC 61131-3에서 정의한 Ladder Logic, Structured Text, Function Block Diagram 등을 지원하여 프로그래밍이 단순하다. PLC는 아날로그/디지털 입출력에 특화되어 있지만, ESS에 사용되는 구성요소들은 모두 이더넷이나 RS-485 통신으로 정보를 교환한다. 따라서 가격이 비싸고, 유연성이 떨어지며, 성능도 부족한 PLC 대신, PC 기반의 하드웨어를 채택하는 것이 바람직하다.

APAX-5000 시리즈는 Intel Core i3 CPU를 채용하여 적당한 성능을 제공하며, Linux OS와 Java 기술 등을 활용할 수 있어 프로그램의 이식성이 좋고 다양한 리소스들을 활용할 수 있다. 무엇보다 C++, Java 같은 범용 언어를 이용하여 기능 구현에 한계가 없다.

APAX-5000 시리즈는 PC 아키텍쳐를 채용했지만, 외형은 PLC와 유사한 모듈 타입이다. DIN 레일에 마운트할 수 있으며 IO 모듈들을 핫스왑 방식으로 교체할 수도 있다. 또한 PLC를 능가하는 MTBF 40만 시간을 보장할 수 있다.

본 발명에 따른 LPMS는 성능과 안정성이 입증된 ESS 소프트웨어 Energle을 기반으로 할 수 있다. LPMS의 소프트웨어 스택은 도 7에 도시되어 있다.

OS는 Linux를 사용할 수 있다. Linux는 무장애로 운영되어야 하는 시스템에서 가장 안정적이다. 원격지원이 용이하고, 바이러스와 같은 보안 문제에서 자유롭다.

데이터 베이스는 고속 No-SQL DB인 Arango DB를 사용할 수 있다. OrientDB는 Key-Value, Document, Graph 데이터를 모두 다루는 유연성이 있고, 성능도 매우 뛰어나 초고속 실시간 데이터를 다루어야 하는 LPMS에 가장 적합할 수 있다.

PQM Reader는 실시간으로 주파수, 역률, 전압, 유효전력, 무효전력 등의 값을 읽기 위한 전용 모듈이다. 스마트 인버터의 Volt-VAR, Frequency-Watt 등의 운전을 위해서 계측값이 특정 범위를 벗어나면 곧바로 PCS를 제어할 수 있다.

펄스 카운터(pulse counter)와 수요 예측(demand predict) 예측 모듈은 수용가의 계량기로부터 KYZ 펄스 신호를 받아 유효 전력량을 카운트하고, 15분 단기 수요(demand) 예측을 수행할 수 있다. 수요 예측은 기본적으로 선형회귀법을 사용하지만, 통계 학습법을 적용하여 보다 정확한 예측이 되도록 할 수 있다. 15분 수요 예측을 통해 수용가의 전력 기본요금을 결정하는 최대 수요를 줄일 수 있다.

지능적인 스캐너(intelligent scanner)는 계측 포인트에 부여된 가중치에 따라 읽는 주기가 각각 상이하지만, PLC는 모든 계측 포인트에 대해 동일한 가중치를 가지고 읽는다. 지능적인 스캐너는 실시간으로 읽어야 하는 알람, 충전/방전 전력 제한량, PCS 상태, 배터리 상태, 컨택터 상태 등은 수십 msec 마다 읽어 들이며, SOC 등과 같이 큰 변동이 없는 데이터는 1초에 한번, 랙이나 셀의 전압/온도 정보같이 빈번하게 읽을 필요가 없는 경우는 10초에 한번과 같이 조절할 수 있다. 이렇게 함으로서 중요한 계측치는 더욱 빨리 읽어 처리할 수 있고, 불필요한 CPU 리소스 사용과 데이터 저장을 줄여 시스템을 효율적으로 운영할 수 있다.

스마트 인버터 기능을 수행하기 위한 알고리즘은 스태틱하게 컴파일되어 저장되지 않고, 스크립트에 의해 작성되어 스크립트 엔진에 의해 수행될 수 있다. ESS를 운행하는 규칙은 써드파티 혹은 운영자에 의해 쉽게 변경할 수 있다.

< ESS 통합 구축>

ESS는 현지에서 옥내에 설치될 수도 있고, 옥외에 설치될 수도 있다. 옥외에 설치될 경우 컨테이너에 PCS / 배터리 / LPMS를 모두 탑재하고 독립적으로 운영될 수 있도록 패키징할 수 있다. 도 8에 패키징에 대한 개략도를 나타내었다. 컨테이너와 내부에 설치될 공조, 소방 등의 장비들은 소방법에 맞는 장비를 현지에서 조달하여 설치할 수 있다. 컨테이너는 40ft High-Cube 표준 컨테이너를 사용할 수 있다. 작업의 편의성과 안전을 고려할 출입구는 양쪽으로 낼 수 있다. 원할한 공기흐름을 위해 PCS와 배터리 뒤는 130mm 이상 여유를 두고, 배터리 트레이의 원할한 교체를 위해 복도는 700mm 이상 확보하는 것이 바람직하다. 또한, 컨테이너 내부의 온도와 습도를 측정하는 센서 설치하여 지정한 온도 및 습도 이상이 되면 ESS의 동작을 정지시킬 수 있도록 할 수 있다. 공조설비는 원격에서 제어가 가능한 제품을 사용하고, 컨테이너 옆면과 윗면에 환기구를 뚫어 자연 냉각이 되게 하여 냉각 효율을 높일 수 있다. 빗물이 들이치지 않도록 IP65 이상의 방수 기능 확보하는 것이 바람직하다. 컨테이너 내벽에는 효율 좋은 난연성 단열재를 설치하여 열효율을 높일 수 있다. 컨테이너 주요부를 볼 수 있는 CCTV를 설치하여 원격에서 확인할 수 있다.

< ESS 자원 관리를 위한 통합 운영 관리 시스템 (NOC, Network operating center)>

본 발명에 따른 NOC(Network operating center)는 산재한 ESS 자원을 효율적으로 운영하기 위한 통합 운영 관리 시스템으로서 대용량 데이터 분석을 위한 빅데이터 플랫폼을 구축할 수 있다. 이에 대하여는 도 9에 나타내었다.

- 본 발명에 따른 NOC에 의하면, 경계값 설정 및 통계 학습에 의한 이상치 검출 알고리즘을 통해 배터리 이상 징후 식별하고 장애를 예측하고 예방할 수 있다. 배터리 수명을 추정할 수 있는 모델링 기법을 구현하고, 배터리의 긴 수명(10년 이상)을 보장하기 위한 운전 가이드를 실행할 수 있다. -대용량 시계열 데이터의 실시간 처리를 위해 Apache Storm 프레임워크를 도입하여 실시간 데이터 스트림 마이닝 수행할 수 있다. BTM ESS로 최대의 경제적 성과를 내기 위한 최적 운전 시뮬레이션 기능 제공할 수 있다. 관리하는 ESS들의 실시간 상태 관리 및 통합 모니터링(장애 관리, 성능 관리, 배터리 구성 변화)할 수 있다. 기타 다양한 통계 및 분석 제공할 수 있다. 또한, 장애 및 중요 이벤트를 효과적으로 빨리 알리기 위해 메신저 Bot 기술을 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 용어는 특정한 실시형태를 설명하기 위한 것으로 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다고 보아야 할 것이다. '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재한다는 것을 의미하는 것이지, 이를 배제하기 위한 것이 아니다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부한 도면에 의하여 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 보아야 할 것이다.

Claims

전력 계통에 연결되어 전력이 충전되거나 또는 방전하여 상기 전력 계통에 전력을 공급하는 전력 저장 시스템;
상기 전력 저장 시스템과 상기 전력 계통 사이에 배치되어, 상기 전력 계통의 AC 전력을 DC로 변환하여 상기 전력 저장 시스템에 저장해 두었다가 필요시 DC 전력을 AC로 변환하여 계통에 공급해 주는 전력 변환 장치(PCS, Power Conditioning System); 및
상기 전력 변환 장치에 연결되고, 수용가의 계량기로부터 KYZ 펄스 신호를 받아 유효 전력량을 카운트하여 15분 간의 예측 전력을 계산하는 로컬 전력 감시 장치(LPMS, Local Power Monitoring System);를 포함하고,
상기 로컬 전력 감시 장치에서 실시간으로 상기 수용가의 전력 사용 경향 및 15분 예측 전력을 실시간으로 모니터링 하여 전력 사용의 피크에 가까워지는 경우 전력 변환 장치는 전력 저장 시스템이 방전되어 상기 전력 계통에 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 전력 저장 시스템과 실시간 수요전력 예측을 통한 전력 피크 저감 방법.