KR20190050318A - 전력 공급 제어 방법 및 마이크로그리드 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 마이크로그리드 시스템에서 전력 공급을 제어하는 방법에 있어서, 외부 계통의 상태에 대한 모니터링을 수행하여, 상기 외부 계통의 고장을 감지하는 단계; 및 상기 외부 계통의 고장이 감지되면, 상기 외부 계통과 연결이 차단되도록 제어한 후, 독립 운전 모드로 운영되도록 동작하는 단계를 포함하며, 상기 독립 운전 모드는, 에너지 저장 시스템(ESS : Energy Storage System)에 저장된 전력이 부하에 공급되도록 제어하는, 제1차 무중단 운전을 수행하는 단계; 및 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력 및 연료 전지를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 상기 부하에 공급되도록 제어하는, 제2차 무중단 운전을 수행하는 단계를 포함하는, 전력 공급 제어 방법이 제공된다.

Description

전력 공급 제어 방법 및 마이크로그리드 시스템{METHOD FOR CONTROLLING POWER SUPPLY AND MICROGRID SYSTEM}
본 발명은 전력 공급 제어 방법 및 마이크로그리드 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 에너지 저장 시스템(ESS), 연료 전지 및 무정전 전원 장치(UPS)를 통한 3차 사고 방지책을 구축하여, 수용가의 전력 공급 신뢰도를 향상시키고자 하는 전력 공급 제어 방법 및 마이크로그리드 시스템에 관한 것이다.
최근, 전기 사용의 급증으로 인해 정전 사태가 빈번하게 발생함에 따라 안정적인 전력 공급에 대한 관심이 증대되고 있으며, 전력의 자급자족을 위해 마이크로그리드 시스템의 구축도 증가하고 있다.
하지만, 종래의 마이크로그리드 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 열 에너지와 전기 에너지의 개별 관리로 인해 에너지를 비효율적으로 사용하는 문제가 있다.
또한, 정전에 대비한 비상 전원으로 디젤 발전기, 가스엔진 발전기 등의 비상 발전기가 사용되고 있는데, 이러한 비상 발전기는 연료를 상시 구비하고 있어야 하기 때문에 주기적인 유지 보수로 많은 비용이 발생할 수 밖에 없다.
또한, 무정전 전원 장치(UPS)를 통해 전력을 공급하는 경우, 무정전 전원 장치(UPS)의 충전 상태 및 수명 상태의 확인이 어렵기 때문에 전력 공급의 신뢰성을 확보하지 못하는 문제도 있다.
또한, 외부 계통 고장 시, 무정전 전원 장치(UPS) 및 비상 발전기를 통해 전력을 공급하는 경우, 소정의 대기 시간이 필요하여 불가피한 정전이 발생할 수 밖에 없다.
따라서, 외부 계통의 고장 시, 순간 정전을 발생시키지 않으면서 전력을 안정적으로 공급하여, 전력 공급의 신뢰도를 향상시키고자 하는 요구가 증대되고 있으며, 상술한 문제점을 해결하기 위한 방안이 시급한 실정이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 에너지 저장 시스템(ESS), 연료 전지 및 무정전 전원 장치(UPS)를 통한 3차 사고 방지책을 구축하여, 수용가의 전력 공급 신뢰도를 향상시키고자 하는 전력 공급 제어 방법 및 마이크로그리드 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마이크로그리드 시스템에서 전력 공급을 제어하는 방법에 있어서, 외부 계통의 상태에 대한 모니터링을 수행하여, 상기 외부 계통의 고장을 감지하는 단계; 및 상기 외부 계통의 고장이 감지되면, 상기 외부 계통과 연결이 차단되도록 제어한 후, 독립 운전 모드로 운영되도록 동작하는 단계를 포함하며, 상기 독립 운전 모드는, 에너지 저장 시스템(ESS : Energy Storage System)에 저장된 전력이 부하에 공급되도록 제어하는, 제1차 무중단 운전을 수행하는 단계; 및 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력 및 연료 전지를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 상기 부하에 공급되도록 제어하는, 제2차 무중단 운전을 수행하는 단계를 포함하는, 전력 공급 제어 방법이 제공된다.
상기 외부 계통 고장 감지 단계는, 상태 측정 기기를 통해 측정된 값을 기 설정된 값과 비교하여, 상기 외부 계통의 고장 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1차 무중단 운전 수행 단계는, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값과 무효전력 출력 제어값을 산출하여, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2차 무중단 운전 수행 단계는, 상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값과 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 산출하여, 상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하고, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전력 공급 제어 방법은, 상기 외부 계통의 고장이 감지되지 않으면, 상기 외부 계통과 연결되도록 제어한 후, 정상 운전 모드로 운영되도록 동작하는 단계를 더 포함하며, 상기 정상 운전 모드는, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력 및 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 상기 부하에 공급되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정상 운전 모드는, 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력이 상기 외부 계통에 판매되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전력 공급 제어 방법은, 상기 외부 계통의 고장이 감지되고, 상기 에너지 저장 시스템(ESS) 및 연료 전지의 고장도 감지되면, 무정전 전원 장치(UPS : Uninterruptible Power Supply)가 연결되도록 제어한 후, 비상 운전 모드로 운영되도록 동작하는 단계를 더 포함하며, 상기 비상 운전 모드는, 상기 무정전 전원 장치(UPS)로부터 인가된 전력이 중요 부하에 공급되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 외부 계통의 상태에 대한 모니터링을 수행하여, 상기 외부 계통의 고장을 감지하고, 상기 외부 계통의 고장이 감지되면, 상기 외부 계통과 연결이 차단되도록 제어한 후, 독립 운전 모드로 운영되도록 동작하며, 상기 독립 운전 모드로 동작 시, 제1차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력이 부하에 공급되도록 제어하고, 제2차 무중단 운전이 수행되면, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력 및 연료 전지를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 상기 부하에 공급되도록 제어하는 에너지 관리 시스템(EMS : Energy Management System)을 포함하는, 마이크로그리드 시스템이 제공된다.
상기 에너지 관리 시스템(EMS)은, 상태 측정 기기를 통해 측정된 값을 기 설정된 값과 비교하여, 상기 외부 계통의 고장 여부를 판단할 수 있다.
상기 에너지 관리 시스템(EMS)은, 상기 제1차 무중단 운전이 수행되면, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값과 무효전력 출력 제어값을 산출하여, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어할 수 있다.
상기 에너지 관리 시스템(EMS)은, 상기 제2차 무중단 운전이 수행되면, 상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값과 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 산출하여, 상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하고, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어할 수 있다.
상기 에너지 관리 시스템(EMS)은, 상기 외부 계통의 고장이 감지되지 않으면, 상기 외부 계통과 연결되도록 제어한 후, 정상 운전 모드로 운영되도록 동작하여, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력 및 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 상기 부하에 공급되도록 제어할 수 있다.
상기 에너지 관리 시스템(EMS)은, 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력이 상기 외부 계통에 판매되도록 제어할 수 있다.
상기 마이크로그리드 시스템은, 중요 부하에 전력을 공급하는 무정전 전원 장치(UPS : Uninterruptible Power Supply)를 더 포함하며, 상기 에너지 관리 시스템(EMS)은, 상기 외부 계통의 고장이 감지되고, 상기 에너지 저장 시스템(ESS) 및 연료 전지의 고장도 감지되면, 상기 무정전 전원 장치(UPS)가 연결되도록 제어한 후, 비상 운전 모드로 운영되도록 동작하고, 상기 무정전 전원 장치(UPS)는, 상기 비상 운전 모드로 동작 시, 상기 중요 부하에 전력을 공급할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 외부 계통의 고장이 감지되어, 상기 외부 계통과 연결이 차단되면, 독립 운전 모드로 운영되도록 동작하며, 상기 독립 운전 모드로 동작 시, 저장된 전력을 부하에 공급하는 에너지 저장 시스템(ESS : Energy Storage System)을 포함하며, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)은, 제1차 무중단 운전이 수행되면, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력을 상기 부하에 공급하고, 제2차 무중단 운전이 수행되면, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력 및 연료 전지를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나를 상기 부하에 공급하는, 마이크로그리드 시스템이 제공된다.
상기 에너지 저장 시스템(ESS)은, 상기 제1차 무중단 운전이 수행되면, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값과 무효전력 출력 제어값을 산출하여, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력을 상기 부하에 공급할 수 있다.
상기 에너지 저장 시스템(ESS)은, 상기 제2차 무중단 운전이 수행되면, 상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값과 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 산출하여, 상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하고, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력을 상기 부하에 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 정상 운전 모드로 운영 시, 연료 전지에서 생산된 열 에너지는 수용가의 중온수로 공급되며, 연료 전지에서 생산된 전기 에너지는 외부 계통에 판매함으로써, 수익성을 확대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지 저장 시스템(ESS)에서 피크 절감, 수요 반응 등의 전력 서비스를 제공함으로써, 수용가의 에너지를 절감시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 계통 고장 시, 속응성이 빠른 에너지 저장 시스템(ESS)이 먼저 독립 운전으로 변환하여, 순간 정전이 없는 독립 운전의 운영이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 독립 운전 모드로 운영 시, 연료 전지를 통해 생산된 전력을 추가적으로 부하에 공급함으로써, 독립 운전의 지속성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지 저장 시스템(ESS) 및 연료 전지의 비가동시에는 무정전 전원 장치(UPS)에서 전력을 공급함으로써, 중요 부하의 전력 공급을 유지시켜 인명 피해를 억제시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 마이크로그리드 시스템에 대한 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템에 대한 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템에서의 전력 관리를 위한 운영 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템이 정상 운전 모드로 운영되는 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템이 독립 운전 모드로 운영되는 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템이 비상 운전 모드로 운영되는 동작 과정을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템에 대한 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템은 외부 계통(100)과 연결되어 있으며, 부하(200), 에너지 저장 시스템(ESS)(300), 연료 전지(400) 및 무정전 전원 장치(UPS)(500)를 포함할 수 있다.
먼저, 마이크로그리드 시스템은 연료 전지(400)를 통한 열병합 발전을 이용하여 전력을 생산할 수 있으며, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 전력을 저장할 수 있으며, 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력 및 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력 중 적어도 하나를 부하(200)에 공급할 수 있다.
마이크로그리드 시스템은 정상 운전 모드, 독립 운전 모드 및 비상 운전 모드 등 3 단계로 운영되어 동작될 수 있는데, 이와 관련하여 자세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
도 2에 도시되어 있지는 않지만, 마이크로그리드 시스템에는 에너지 관리 시스템(EMS)이 더 포함될 수 있으며, 에너지 관리 시스템(EMS)은 전력 생산, 저장, 공급 등의 전력 관리가 마이크로그리드 환경에서 운영되도록 제어할 수 있다.
에너지 관리 시스템(EMS)은 정상 운전 모드로 동작하는 경우, 외부 계통(100)에 전력을 공급하여, 전력이 판매되도록 제어할 수 있으며, 외부 계통(100)의 고장, 사고 등으로 인해 독립 운전 모드로 전환되어 동작하는 경우, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어하고, 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력도 부하(200)에 추가 공급되도록 제어할 수 있다.
에너지 저장 시스템(ESS)(300)은 정상 운전 모드로 동작 시 수용가의 피크 절감, 수요 반응 등의 에너지 서비스를 제공할 수 있으며, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)을 통해 종래에 사용되는 비상 발전기 보다 연료 및 유지보수 비용을 절감시킬 수 있다.
연료 전지(400)에서 생산된 전력은 열 에너지 및 전기 에너지의 열병합으로 생산되어, 에너지 효율이 향상될 수 있으며, 별도로 구비된 라인을 통해 직접 부하(200)에 공급될 수 있다.
정상 운전 모드로 동작 시, 연료 전지(400)에서 생산된 열 에너지는 수용가의 중온수로 공급될 수 있으며, 연료 전지(400)에서 생산된 전기 에너지는 외부 계통(100)에 공급되어 판매될 수 있다.
무정전 전원 장치(UPS)(500)는 다수의 부하(200) 중 특수 부하에만 연결되어 있을 수 있으며, 예를 들어, 생명과 관련된 특수 부하인 중요 부하A에만 연결되어, 비상 운전 모드의 동작 시에만 무정전 전원 장치(UPS)(500)에서 중요 부하 A로 전력이 공급될 수 있다.
외부 계통(100)에 사고가 발생하면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 1차로 에너지 저장 시스템(ESS)(300)을 통해 전력이 공급되도록 제어하고, 2차로 연료 전지(400)를 통해 전력이 공급되도록 제어하고, 3차로 무정전 전원 장치(UPS)(500)를 통해 전력이 공급되도록 제어함으로써, 에너지 저장 시스템(ESS)(300), 연료 전지(400) 및 무정전 전원 장치(UPS)(500)을 통한 3차 사고 방지책을 구축하여, 수용가의 전력 공급 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 외부 계통(100)과 에너지 저장 시스템(ESS)(300) 사이와 외부 계통(100)과 연료 전지(400) 사이에 정산용 계전기(MOF)가 각각 위치할 수 있으며, 이를 통해, 마이크로그리드 시스템이 독립 운전을 고려한 네트워크로 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템에서의 전력 관리를 위한 운영 동작 과정을 도시한 도면이다.
먼저, 에너지 관리 시스템(EMS)은 상태 모니터링 단계(S301)를 수행하여, 외부 계통(100)의 상태를 실시간 또는 주기적으로 모니터링 할 수 있다.
이후, 에너지 관리 시스템(EMS)은 외부 계통(100) 고장 상태 확인 단계(S302)를 수행하여, 모니터링 결과를 통해 외부 계통(100)의 고장을 감지할 수 있다.
외부 계통(100)의 고장 상태 확인 시, 에너지 관리 시스템(EMS)은 마이크로그리드 시스템에 구비된 다수의 상태 측정 기기를 통해 측정된 값과 기 설정된 값을 비교하여, 외부 계통(100)의 고장 여부를 판단할 수 있다.
외부 계통(100) 고장 상태 확인 단계(S302)에서, 외부 계통(100)에 대한 고장이 감지되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 마이크로그리드 시스템과 외부 계통(100)의 연결이 차단되도록 제어할 수 있다.
이후, 에너지 관리 시스템(EMS)은 에너지 저장 시스템(ESS)(300) 고장 상태 확인 단계(S303)를 수행하여, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 고장을 감지할 수 있다.
에너지 저장 시스템(ESS)(300) 고장 상태 확인 단계(S303)에서, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 대한 고장이 감지되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 비상 운전 모드 단계(S304)를 수행하여, 마이크로그리드 시스템이 비상 운전 모드로 운영되도록 동작할 수 있다. 여기서, 비상 운전 모드와 관련된 자세한 설명은 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
외부 계통(100), 에너지 저장 시스템(ESS)(300), 연료 전지(400) 등의 고장이 감지되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 무정전 전원 장치(UPS)(500) 가동 단계(S305)를 수행하여, 무정전 전원 장치(UPS)(500)가 중요 부하 A에 연결되어 가동되도록 제어할 수 있다.
무정전 전원 장치(UPS)(500)가 가동되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 무정전 전원 장치(UPS)(500)로부터 인가된 전력이 중요 부하 A에 공급되도록 제어할 수 있다.
마이크로그리드 시스템이 비상 운전 모드로 운영되는 동안, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 고장이 복구되는 경우, 에너지 저장 시스템(ESS)(300) 고장 복구 단계(S306)가 수행되어, 에너지 관리 시스템(EMS)은 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 고장이 복구된 것을 감지할 수 있다.
에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 고장이 복구되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 독립 운전 모드 단계(S307)를 수행하여, 마이크로그리드 시스템이 독립 운전 모드로 운영되도록 동작할 수 있다.
또한, 에너지 저장 시스템(ESS)(300) 고장 상태 확인 단계(S303)에서, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 대한 고장이 감지되지 않으면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 독립 운전 모드 단계(S307)를 수행하여, 마이크로그리드 시스템이 독립 운전 모드로 운영되도록 동작할 수 있다. 여기서, 독립 운전 모드와 관련된 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
마이크로그리드 시스템이 독립 운전 모드로 운영되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 1차 무중단 운전 단계(S308)를 수행하여, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있다.
1차 무중단 운전이 수행될 때, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)은 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 산출할 수 있으며, 산출된 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 기초로, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력을 부하(200)에 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 1차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)이 독립 운전으로 변환될 수 있으며, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)이 독립 운전으로 동작되기 위해, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 및 무효 전력에 대한 출력값을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 산출하는 방식은 다음과 같다.
Figure pat00001
1차 무중단 운전 수행 이후, 에너지 관리 시스템(EMS)은 2차 무중단 운전 단계(S309)를 수행하여, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력 및 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있다.
2차 무중단 운전이 수행될 때, 에너지 관리 시스템(EMS)은 연료 전지(400)의 유효전력 출력 제어값 및 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 기준값을 산출할 수 있으며, 산출된 연료 전지(400)의 유효전력 출력 제어값을 기초로, 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있으며, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 기준값을 기초로, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 2차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 전력 수급이 정상적으로 운전될 수 있도록, 연료 전지(400)의 유효전력에 대한 출력값을 제어하고, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력에 대한 기준값을 조정할 수 있다. 이와 관련하여, 연료 전지(400)의 유효전력 출력 제어값 및 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 기준값을 산출하는 방식은 다음과 같다.
Figure pat00002
2차 무중단 운전 수행 이후, 에너지 관리 시스템(EMS)은 외부 계통(100) 고장 복구 확인 단계(S310)를 수행하여, 외부 계통(100)의 고장이 복구되었는지 여부를 확인할 수 있다.
외부 계통(100) 고장 복구 확인 단계(S310)에서, 외부 계통(100)에 대한 고장이 복구되지 않은 것으로 감지되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 에너지 저장 시스템(ESS)(300) 고장 상태 확인 단계(S303)를 다시 수행하여, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 고장을 감지할 수 있다.
외부 계통(100) 고장 복구 확인 단계(S310)에서, 외부 계통(100)에 대한 고장이 복구된 것으로 감지되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 계통 재연계 단계(S311)를 수행하여, 마이크로그리드 시스템과 외부 계통(100)이 다시 연결되도록 제어할 수 있다.
이후, 에너지 관리 시스템(EMS)은 정상 운전 모드 단계(S312)를 수행하여, 마이크로그리드 시스템이 정상 운전 모드로 운영되도록 동작할 수 있다.
또한, 외부 계통(100) 고장 상태 확인 단계(S302)에서, 외부 계통(100)에 대한 고장이 감지되지 않으면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 정상 운전 모드 단계(S312)를 수행하여, 마이크로그리드 시스템이 정상 운전 모드로 운영되도록 동작할 수 있다. 여기서, 정상 운전 모드와 관련된 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
에너지 관리 시스템(EMS)은 외부 계통(100)의 고장이 감지되지 않으면, 마이크로그리드 시스템과 외부 계통(100)이 연결되도록 제어하여, 마이크로그리드 시스템이 정상 운전 모드로 운영되도록 동작할 수 있다.
마이크로그리드 시스템이 정산 운전 모드로 운영되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력 및 연료 전지(400)에서 생산된 전력 중 적어도 하나가 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있다.
즉, 마이크로그리드 시스템이 정상 운전 모드로 운영되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 에너지 저장 시스템(ESS)(300) 에너지 서비스 운전 단계(S313)를 수행하여, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있으며, 연료 전지(400) 열병합 운전 단계(314)를 수행하여, 연료 전지(400)에서 생산된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있다.
마이크로그리드 시스템이 정상 운전 모드로 운영되는 동안, 에너지 관리 시스템(EMS)은 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력이 외부 계통(100)에 판매되도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템이 정상 운전 모드로 운영되는 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 외부 계통(100)이 고장되지 않은 평상 시, 마이크로그리드 시스템은 외부 계통(100)과 연계되어 정상 운전 모드로 운영되도록 동작할 수 있다.
즉, 에너지 관리 시스템(EMS)은 외부 계통(100)의 고장이 감지되지 않으면, 외부 계통(100)과 연결되도록 제어할 수 있는데, 정산용 계전기(MOF)와 연결된 각각의 차단기를 개방(On)하여, 마이크로그리드 시스템과 외부 계통(100)이 연결되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 마이크로그리드 시스템에는 다수의 차단기가 구비되어 있을 수 있는데, 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 정산용 계전기(MOF), 부하(200), 에너지 저장 시스템(ESS)(300), 연료 전지(400), 무정전 전원 장치(UPS)(500) 등에 각각 연결되어 차단기가 배치될 수 있다.
차단기는 스위치, 제어부, 통신부 및 메모리로 구성될 수 있으며, 스위치는 개폐를 통해 전기적으로 분리시키거나 연결시키는 기능을 수행할 수 있고, 제어부는 통신부에 의해 수집된 상태 정보 또는 에너지 관리 시스템(EMS)의 지시에 기반하여, 제어 기준에 따라 동작을 결정하는 기능을 수행할 수 있고, 통신부는 상태 측정 기기로부터 측정된 상태값을 수집하고, 에너지 관리 시스템(EMS)과 통신하는 기능을 수행할 수 있고, 메모리는 설정값, 제어 정보 등을 저장하는 기능을 수행할 수 있다.
즉, 마이크로그리드 시스템에 구비된 다수의 차단기를 통해 각각의 장치들이 전기적으로 분리되거나 연결될 수 있다.
마이크로그리드 시스템이 정상 운전 모드로 운영될 때, 정산용 계전기(MOF), 부하(200), 에너지 저장 시스템(ESS)(300)과 연결된 각각의 차단기는 개방(On) 상태로 전기적으로 연결된 연계 상태이며, 연료 전지(400)와 부하(200) 사이에 배치된 차단기와 무정전 전원 장치(UPS)(500)와 중요 부하 A 사이에 배치된 차단기는 폐쇄(Off) 상태로 전기적으로 분리된 미연계 상태일 수 있다.
에너지 관리 시스템(EMS)은 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력이 외부 계통(100)에 판매되도록 제어하고, 연료 전지(400)를 통해 생산된 열은 수용가에 증온수로 공급되도록 제어할 수 있다. 이 때, 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력 및 열 에너지 생산량은 에너지 관리 시스템(EMS) 또는 개별 컨트롤러에 의해 예측된 수요 예측값에 따라 정해질 수 있다.
에너지 관리 시스템(EMS)은 마이크로그리드 시스템이 정상 운전 모드로 운영 시, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력 및 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있다.
에너지 저장 시스템(ESS)(300)은 수용가의 피크 절감, 수요 반응 등의 에너지 서비스를 제공할 수 있으며, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 충방전량은 에너지 관리 시스템(EMS) 또는 개별 컨트롤러에 의해 정해질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템이 독립 운전 모드로 운영되는 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 외부 계통(100)의 고장 시, 마이크로그리드 시스템은 외부 계통(100)과 차단되어 독립 운전 모드로 운영되도록 동작할 수 있다.
구체적으로, 에너지 관리 시스템(EMS)은 정산용 계전기(MOF)와 연결된 각각의 차단기를 통해, 외부 계통(100)의 상태에 대한 모니터링을 수행할 수 있으며, 외부 계통(100)의 고장이 감지되면, 외부 계통(100)과 연결이 차단되도록 제어할 수 있는데, 정산용 계전기(MOF)와 연결된 각각의 차단기를 폐쇄(Off)하여, 마이크로그리드 시스템과 외부 계통(100)이 차단되도록 제어하여, 마이크로그리드 시스템과 외부 계통(100)을 분리시킬 수 있다.
에너지 관리 시스템(EMS)은 마이크로그리드 시스템에 구비된 상태 측정 기기를 통해 측정된 값(예를 들면, 전압, 주파수 등)을 기 설정된 값과 비교하여, 외부 계통(100)의 고장 여부를 판단할 수 있다.
마이크로그리드 시스템이 독립 운전 모드로 동작되면, 제1차 무중단 운전 및 제2차 무중단 운전이 수행될 수 있다.
에너지 관리 시스템(EMS)은 제1차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있으며, 제2차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력 및 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있다.
제1차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)은 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 출력 제어값과 무효전력 출력 제어값을 산출하여, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 기초로, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력을 부하(200)에 공급할 수 있다.
제2차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 연료 전지(400)와 부하(200) 사이에 배치된 차단기를 개방(On)하여, 연료 전지(400)에서 생산된 전력이 부하(200)에 추가적으로 공급되도록 제어할 수 있다.
에너지 관리 시스템(EMS)은 연료 전지(400)의 유효전력 출력 제어값을 산출하여 연료 전지(400)로 전송하고, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 기준값을 산출하여 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 전송할 수 있다.
연료 전지(400)는 연료 전지(400)의 유효전력 출력 제어값을 기초로, 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력을 부하(200)에 공급할 수 있으며, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)은 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 기준값을 기초로, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)을 부하(200)에 공급할 수 있다. 이 때, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)은 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 기준값에 따라 부하(200)에 공급하는 전력량을 조정하여, 정상 운전 모드에서 공급하는 전력량이 독립 운전 모드에서 변동될 수 있다.
에너지 관리 시스템(EMS)은 다수의 부하(200) 중 정전 가능 부하와 연결된 차단기를 폐쇄(Off)하여, 정전 가능 부하에만 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 마이크로그리드 시스템이 독립 운전 모드로 운영 시, 1차적으로 속응성이 빠른 에너지 저장 시스템(ESS)(300)이 독립 운전으로 변환되어 전력 공급에 투입되도록 제어하고, 2차적으로 연료 전지(400)가 전력 공급에 투입되어 지속적인 독립 운전이 유지되도록 제어할 수 있다.
외부 계통(100)의 고장이 복구되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 외부 계통(100)과 마이크로그리드 시스템이 다시 연결되도록 제어하여, 정상 운전 모드로 운영되도록 복구시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템이 비상 운전 모드로 운영되는 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 외부 계통(100), 에너지 저장 시스템(ESS)(300) 및 연료 전지(400) 모두 고장 시, 마이크로그리드 시스템은 무정전 전원 장치(UPS)(500)를 통해 중요 부하 A에 전력을 공급할 수 있다.
즉, 에너지 관리 시스템(EMS)은 외부 계통(100)의 고장이 감지되고, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)(300) 및 연료 전지(400)의 고장도 감지되면, 무정전 전원 장치(UPS)(500)와 연결된 차단기를 개방(On)하여, 무정전 전원 장치(UPS)(500)와 중요 부하 A가 연결되도록 제어할 수 있으며, 무정전 전원 장치(UPS)(500)은 중요 부하 A에 전력을 공급하여, 인명 피해를 억제시킬 수 있다.
에너지 저장 시스템(ESS)(300) 및 연료 전지(400)의 고장이 복구되면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 마이크로그리드 시스템이 독립 운전 모드로 운영되도록 복구시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지 관리 시스템(EMS)은 독립 운전 모드로 동작 시, 제1차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어하고, 제2차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력 및 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 에너지 관리 시스템(EMS)은 제1차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 출력 제어값과 무효전력 출력 제어값을 산출하여, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 기초로, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있으며, 제2차 무중단 운전이 수행되면, 연료 전지(400)의 유효전력 출력 제어값과 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 기준값을 산출하여, 연료 전지(400)의 유효전력 출력 제어값을 기초로, 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어하고, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 기준값을 기초로, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)은 독립 운전 모드로 동작 시, 에너지 관리 시스템(EMS)의 제어 없이 자체적으로, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력을 부하(200)에 공급할 수 있는데, 제1차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력을 부하(200)에 공급하고, 제2차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력 및 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나를 부하(200)에 공급할 수 있다.
구체적으로, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)은 제1차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 출력 제어값과 무효전력 출력 제어값을 산출하여, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 기초로, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력을 부하(200)에 공급할 수 있으며, 제2차 무중단 운전이 수행되면, 연료 전지(400)의 유효전력 출력 제어값과 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 기준값을 산출하여, 연료 전지(400)의 유효전력 출력 제어값을 기초로, 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력이 부하(200)에 공급되도록 제어하고, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)의 유효전력 기준값을 기초로, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에 저장된 전력을 부하(200)에 공급할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 정상 운전 모드로 운영 시, 연료 전지(400)에서 생산된 열 에너지는 수용가의 중온수로 공급되며, 연료 전지(400)에서 생산된 전기 에너지는 외부 계통(100)에 판매함으로써, 수익성을 확대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300)에서 피크 절감, 수요 반응 등의 전력 서비스를 제공함으로써, 수용가의 에너지를 절감시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 계통(100) 고장 시, 속응성이 빠른 에너지 저장 시스템(ESS)(300)이 먼저 독립 운전으로 변환하여, 순간 정전이 없는 독립 운전의 운영이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 독립 운전 모드로 운영 시, 연료 전지(400)를 통해 생산된 전력을 추가적으로 부하(200)에 공급함으로써, 독립 운전의 지속성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지 저장 시스템(ESS)(300) 및 연료 전지(400)의 비가동시에는 무정전 전원 장치(UPS)(500)에서 전력을 공급함으로써, 중요 부하의 전력 공급을 유지시켜 인명 피해를 억제시킬 수 있다.
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 실시예들은 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 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.
100 : 외부 계통
200 : 부하
300 : 에너지 저장 시스템(ESS)
400 : 연료 전지
500 : 무정전 전원 장치(UPS)

Claims (17)

  1. 마이크로그리드 시스템에서 전력 공급을 제어하는 방법에 있어서,
    외부 계통의 상태에 대한 모니터링을 수행하여, 상기 외부 계통의 고장을 감지하는 단계; 및
    상기 외부 계통의 고장이 감지되면, 상기 외부 계통과 연결이 차단되도록 제어한 후, 독립 운전 모드로 운영되도록 동작하는 단계를 포함하며,
    상기 독립 운전 모드는,
    에너지 저장 시스템(ESS : Energy Storage System)에 저장된 전력이 부하에 공급되도록 제어하는, 제1차 무중단 운전을 수행하는 단계; 및
    상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력 및 연료 전지를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 상기 부하에 공급되도록 제어하는, 제2차 무중단 운전을 수행하는 단계를 포함하는, 전력 공급 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 계통 고장 감지 단계는,
    상태 측정 기기를 통해 측정된 값을 기 설정된 값과 비교하여, 상기 외부 계통의 고장 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 전력 공급 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1차 무중단 운전 수행 단계는,
    상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값과 무효전력 출력 제어값을 산출하여, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하는 단계를 포함하는, 전력 공급 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2차 무중단 운전 수행 단계는,
    상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값과 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 산출하여, 상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하고, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하는 단계를 포함하는, 전력 공급 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외부 계통의 고장이 감지되지 않으면, 상기 외부 계통과 연결되도록 제어한 후, 정상 운전 모드로 운영되도록 동작하는 단계를 더 포함하며,
    상기 정상 운전 모드는,
    상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력 및 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 상기 부하에 공급되도록 제어하는 단계를 포함하는, 전력 공급 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정상 운전 모드는,
    상기 연료 전지를 통해 생산된 전력이 상기 외부 계통에 판매되도록 제어하는 단계를 포함하는, 전력 공급 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외부 계통의 고장이 감지되고, 상기 에너지 저장 시스템(ESS) 및 연료 전지의 고장도 감지되면, 무정전 전원 장치(UPS : Uninterruptible Power Supply)가 연결되도록 제어한 후, 비상 운전 모드로 운영되도록 동작하는 단계를 더 포함하며,
    상기 비상 운전 모드는,
    상기 무정전 전원 장치(UPS)로부터 인가된 전력이 중요 부하에 공급되도록 제어하는 단계를 포함하는, 전력 공급 제어 방법.
  8. 외부 계통의 상태에 대한 모니터링을 수행하여, 상기 외부 계통의 고장을 감지하고, 상기 외부 계통의 고장이 감지되면, 상기 외부 계통과 연결이 차단되도록 제어한 후, 독립 운전 모드로 운영되도록 동작하며, 상기 독립 운전 모드로 동작 시, 제1차 무중단 운전이 수행되면, 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력이 부하에 공급되도록 제어하고, 제2차 무중단 운전이 수행되면, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력 및 연료 전지를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 상기 부하에 공급되도록 제어하는 에너지 관리 시스템(EMS : Energy Management System)을 포함하는, 마이크로그리드 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 에너지 관리 시스템(EMS)은,
    상태 측정 기기를 통해 측정된 값을 기 설정된 값과 비교하여, 상기 외부 계통의 고장 여부를 판단하는, 마이크로그리드 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 에너지 관리 시스템(EMS)은,
    상기 제1차 무중단 운전이 수행되면, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값과 무효전력 출력 제어값을 산출하여, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하는, 마이크로그리드 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 에너지 관리 시스템(EMS)은,
    상기 제2차 무중단 운전이 수행되면, 상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값과 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 산출하여, 상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하고, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하는, 마이크로그리드 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 에너지 관리 시스템(EMS)은,
    상기 외부 계통의 고장이 감지되지 않으면, 상기 외부 계통과 연결되도록 제어한 후, 정상 운전 모드로 운영되도록 동작하여, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력 및 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나가 상기 부하에 공급되도록 제어하는, 마이크로그리드 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 에너지 관리 시스템(EMS)은,
    상기 연료 전지를 통해 생산된 전력이 상기 외부 계통에 판매되도록 제어하는, 마이크로그리드 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    중요 부하에 전력을 공급하는 무정전 전원 장치(UPS : Uninterruptible Power Supply)를 더 포함하며,
    상기 에너지 관리 시스템(EMS)은,
    상기 외부 계통의 고장이 감지되고, 상기 에너지 저장 시스템(ESS) 및 연료 전지의 고장도 감지되면, 상기 무정전 전원 장치(UPS)가 연결되도록 제어한 후, 비상 운전 모드로 운영되도록 동작하고,
    상기 무정전 전원 장치(UPS)는,
    상기 비상 운전 모드로 동작 시, 상기 중요 부하에 전력을 공급하는, 마이크로그리드 시스템.
  15. 외부 계통의 고장이 감지되어, 상기 외부 계통과 연결이 차단되면, 독립 운전 모드로 운영되도록 동작하며, 상기 독립 운전 모드로 동작 시, 저장된 전력을 부하에 공급하는 에너지 저장 시스템(ESS : Energy Storage System)을 포함하며,
    상기 에너지 저장 시스템(ESS)은,
    제1차 무중단 운전이 수행되면, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력을 상기 부하에 공급하고,
    제2차 무중단 운전이 수행되면, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력 및 연료 전지를 통해 생산된 전력 중 적어도 하나를 상기 부하에 공급하는, 마이크로그리드 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 에너지 저장 시스템(ESS)은,
    상기 제1차 무중단 운전이 수행되면, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값과 무효전력 출력 제어값을 산출하여, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 출력 제어값 및 무효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력을 상기 부하에 공급하는, 마이크로그리드 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 에너지 저장 시스템(ESS)은,
    상기 제2차 무중단 운전이 수행되면, 상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값과 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 산출하여, 상기 연료 전지의 유효전력 출력 제어값을 기초로, 상기 연료 전지를 통해 생산된 전력이 상기 부하에 공급되도록 제어하고, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)의 유효전력 기준값을 기초로, 상기 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장된 전력을 상기 부하에 공급하는, 마이크로그리드 시스템.
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