KR20190109017A - Energy Management System of Islanded Micro-Grid - Google Patents

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KR20190109017A
KR20190109017A KR1020180030840A KR20180030840A KR20190109017A KR 20190109017 A KR20190109017 A KR 20190109017A KR 1020180030840 A KR1020180030840 A KR 1020180030840A KR 20180030840 A KR20180030840 A KR 20180030840A KR 20190109017 A KR20190109017 A KR 20190109017A
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지현균
박성희
김영동
안민호
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주식회사 우진산전
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Abstract

The present invention relates to an energy management system of an independent micro-grid. The energy management system of an independent micro-grid determines all comprehensive situations including a power generation state of renewable energy sources, a battery charging amount state, a system load amount, and a change estimated value of the load amount and the power generation amount, and controls the system suitable for the situation. Not only efficient and stable operation of the independent micro-grid but reduced operation time of a diesel generator can contribute to an environment and reduce diesel fuel costs.

Description

독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템{Energy Management System of Islanded Micro-Grid}Energy Management System of Stand-alone Micro Grids

본 발명은 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 신재생에너지원의 발전상황, 배터리 충전량 상태, 계통 부하량, 부하량과 발전량의 변동 추정값을 포함한 모든 종합적인 상황을 판단하고 상황에 적합하게 시스템을 제어함으로써 독립형 마이크로그리드의 효율적이고 안정적인 운영뿐만 아니라 디젤 발전기의 운전시간을 줄여 환경에 기여하고 디젤 연료 비용을 저감할 수 있게 한 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an energy management system of a stand-alone microgrid, and more particularly, it is suitable to determine all comprehensive situations including power generation status of the renewable energy source, state of charge of the battery, system load, estimated load and generation fluctuations. The present invention relates to an energy management system of a stand-alone microgrid that not only enables efficient and stable operation of the stand-alone microgrid, but also contributes to the environment by reducing the operating time of the diesel generator and reduces the cost of diesel fuel.

주지된 바와 같이, 마이크로 그리드는 신재생 에너지원을 이용한 분산 발전 시스템이 배전계통의 일정 지역의 부하를 감당할 만큼 충분히 보급된 상태를 전제로 이들을 통합적으로 제어하고 운영하는 새롭게 대두되는 배전망의 한 형태이다.As is well known, microgrids are a form of emerging power grid that integrates control and operation of distributed power generation systems using renewable energy sources, provided that they are sufficiently distributed to handle the loads of certain areas of the distribution system. to be.

이러한 마이크로 그리드의 배전망에서 주 배전선로 상에 문제가 발생되어도 마이크로 그리드는 자체의 발전으로 중요 부하에 전원을 안정적으로 공급할 수 있다.Even if a problem occurs on the main distribution line in the micro grid distribution network, the micro grid can generate power stably to important loads through its own power generation.

독립형 마이크로그리드의 경우 상용 전력망의 접근이 불가능하거나, 상용 전력망을 통해 전기를 보급하는데 비용이 너무 많이 투자될 수밖에 없는 도서산간지역에서 신재생에너지원 및 디젤 발전기와 에너지 저장장치를 이용하여 전기를 보급하기 위한 목적으로 주로 사용되고 있다.In the case of stand-alone microgrids, electricity is supplied using renewable energy sources, diesel generators and energy storage devices in the mountainous regions of the islands, where access to the commercial grid is inaccessible or too expensive to supply electricity through the grid. It is mainly used for the purpose of doing so.

기존의 독립형 마이크로그리드는 디젤발전기가 계통(부하) 송전의 주된 역할을 담당하고 신재생에너지를 이용한 에너지저장장치 및 전련변환장치는 유사시 디젤발전기 탈락과 같은 비상 상황이나 디젤발전기의 정격 용량을 초과하는 부하에 대한 백업용으로 주로 사용되고 있다. Conventional stand-alone microgrids play a major role in the transmission of diesel (load) power to diesel generators, and energy storage and retardant converters using renewable energy exceed the rated capacity of diesel generators in emergencies such as diesel generator failure in case of emergency. It is mainly used for backup to load.

즉, 이러한 기존의 독립형 마이크로그리드의 에너지 관리 시스템은 단순 백업용인 것으로, 독립형 마이크로그리드의 운영에 적극적으로 개입하지 않고 백업 전력 송전에 관련된 임무를 주로 수행하는 비교적 간단한 역할만을 수행하는 시스템이다.In other words, the energy management system of the existing stand-alone microgrid is for a simple backup, and is a system that performs a relatively simple role mainly performing a task related to backup power transmission without actively intervening in the operation of the stand-alone microgrid.

하지만, 현재 기후변화와 국제 정세에 따른 화석연료 사용의 최소화 및 설비의 운영비를 줄이기 위한 유류비 절약을 위해 독립형 마이크로그리드의 주된 전력 생산 및 공급의 주체가 신재생에너지원과 에너지 저장장치를 이용한 전력변환장치로 변화되어야 할 시대적 요구가 강하게 일어나고 있는 실정이다.However, in order to minimize the use of fossil fuels due to climate change and international situation and to save fuel costs to reduce the operating cost of facilities, the main power producer and independent power generator of independent microgrids is power conversion using renewable energy sources and energy storage devices. There is a strong demand of the times to be transformed into devices.

따라서, 다양한 모드와 상황에 따라 신재생에너지 발전장치와 디젤발전기가 종합적으로 제어되어 더욱 효율적인 에너지 관리가 필요한 실정이다.Therefore, the new renewable energy generator and the diesel generator is comprehensively controlled according to various modes and situations, more efficient energy management is required.

하지만, 종래의 마이크로 그리드기술은 부하나 분산 전원 출력 변동에 따른 오동작의 가능성이나 연산량의 과다 등의 문제점들을 가지고 있다.However, the conventional micro grid technology has problems such as a possibility of malfunction due to load or variation of distributed power output or an excessive amount of calculation.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제2013-0003615 호(2013.01.11)에 기재되어 있다.The background technology of the present invention is described in Korean Unexamined Patent Publication No. 2013-0003615 (2013.01.11).

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 신재생에너지원의 발전상황, 배터리 충전량 상태, 계통 부하량, 부하량과 발전량의 변동 추정값을 포함한 모든 종합적인 상황을 판단하고 상황에 적합하게 시스템을 제어함으로써 독립형 마이크로그리드의 효율적이고 안정적인 운영뿐만 아니라 디젤 발전기의 운전시간을 줄여 환경에 기여하고 디젤 연료 비용을 저감할 수 있게 한 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above-described circumstances of the prior art, and judges the overall situation including the power generation status of the renewable energy source, the state of charge of the battery, the system load, the estimated amount of load and the amount of power generation, and the system appropriately. The aim is to provide a stand-alone microgrid energy management system that can contribute to the environment by reducing the operating time of diesel generators and reduce diesel fuel costs, as well as the efficient and stable operation of standalone microgrids.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 디젤 발전기(16), 신재생에너지 발전기(4,6) 및 전력 변환부를 포함하는 마이크로그리드 시스템에 있어서, 상기 전력 변환부는, 교류 모선을 통해 상기 디젤 발전기와 공통으로 연결되고, 직류 모선 또는 상기 교류 모선을 통해 상기 신재생에너지 발전기(4,6)에 연결되고, 상기 전력 변환부는 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키거나 교류 전력을 직류 전력으로 변환시키는 양방향 변환이 가능하되, 각 발전기와 부하(22)의 발전 전력량과 필요 부하량과 충전량을 모니터링하여 신재생에너지 발전기(4,6)의 주발전에 보조발전으로 디젤 발전기(16)가 구동 제어되는 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템이 제공된다.In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, in the microgrid system including a diesel generator 16, renewable energy generators 4,6 and a power converter, the power converter, AC bus Commonly connected to the diesel generator through the, and connected to the renewable energy generator (4,6) through a DC bus or the AC bus, the power converter converts the DC power into AC power or direct current AC power Bi-directional conversion is possible to convert the power, the diesel generator 16 as a secondary power generation to the main power generation of the renewable energy generator (4,6) by monitoring the amount of power generated and the required load and charge amount of each generator and load 22 An energy management system of a drive-controlled standalone microgrid is provided.

바람직하게, 상기 전력 변환부는 태양광 발전기(4)에서 생성된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 교류 공통 모선으로 출력하는 태양광 전력변환부(8)와; 풍력 발전기(6)에서 생성된 교류 전력을 변환하여 교류 공통 모선으로 출력하는 풍력 전력변환부(10)와; 상기 직류나 교류 공통모선으로부터 공급된 전력을 직류 전력으로 변환하여 전력저장장치(20)를 충전시키고, 상기 전력저장장치(20)에 충전된 전력을 교류로 변환하여 상기 교류 공통모선으로 출력하는 전력저장장치 전력변환부(12)와; 상기 태양광 전력변환부(8)와, 풍력 전력변환부(10)와, 전력저장장치 전력변환부(12)를 제어하는 전력변환 제어부(14)가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템이 제공된다.Preferably, the power converter is a solar power converter (8) for converting the DC power generated in the solar generator (4) to AC power to output to the AC common bus; A wind power converter 10 converting the AC power generated by the wind generator 6 and outputting the AC power to the AC common bus; Converts the power supplied from the DC or AC common bus into DC power to charge the power storage device 20, and converts the power charged in the power storage device 20 into AC to output power to the AC common bus. A storage device power converter 12; The solar power converter 8, the wind power converter 10, and a power conversion controller 14 for controlling the power storage device power converter 12 is configured to include a standalone micro grid An energy management system is provided.

바람직하게, 상기 전력변환부는 그 내부에, 부하 전단에 구비된 AMI(Advanced metering infrastructure: 24) 및 전력 저장장치(20), 전력변환 제어부(14), 디젤발전기(16)와 통신하여 부하에 따른 발전수단의 구동을 스위칭 제어하는 EMI(28)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템이 제공된다.Preferably, the power conversion unit communicates with the advanced metering infrastructure (AMI) 24 and the power storage device 20, the power conversion control unit 14, and the diesel generator 16 provided at the front end of the power converter. Provided is an independent microgrid energy management system further comprising an EMI 28 for switching and controlling the drive of the power generation means.

바람직하게, 상기 EMI(28)는 그 내부에, 전력 저장장치(20)의 충전상태를 감시하는 충전상태 감지부(30)와; 태양광 발전기(4)와 풍력 발전기(6)로부터 생성되는 신재생 발전량을 시간대와 계절에 따른 백업 데이터를 통해 추정하는 신재생 발전량 추정부(38)와; 각 부하(22)에 부가된 AMI(24)와의 통신으로 부하를 검지하는 부하검지부(34)와; 시간대와 계절에 따른 백업 데이터를 통해 각 부하(22)의 변화량을 예측하는 부하 예측부(36)와; 상기 전력저장장치(20)에 충전된 충전량과, 상기 신재생 발전량과 신재생 발전량 추정부 및 실제 부하와 부하 변동 추정값을 통해 현재 디젤 발전기(32)를 자동으로 구동 제어하고 그 구동 강도와 구동 시점을 제어하는 디젤발전기 구동제어부(32)가 구성된 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템이 제공된다. Preferably, the EMI 28 includes a charge state detector 30 for monitoring a state of charge of the power storage device 20 therein; A renewable generation amount estimating unit (38) for estimating renewable generation amounts generated from the solar generator (4) and the wind generator (6) through backup data according to time zones and seasons; A load detector 34 which detects a load by communicating with an AMI 24 added to each load 22; A load estimating unit 36 for predicting a change amount of each load 22 through backup data according to time and season; Through the charge amount charged in the power storage device 20, the new renewable power generation amount and the new renewable power generation amount estimating unit and the actual load and load fluctuation estimated value, the current diesel generator 32 is automatically driven and controlled, and the driving strength and driving time point Provided is an energy management system of a stand-alone micro grid, characterized in that the diesel generator drive control unit 32 is configured to control.

본 발명에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템은 EMI가 검지한 실제 부하량과 신재생 발전량 및, 백업데이터에 의한 가중치값을 반영하여 디젤 발전기의 발전 강도와 구동 타이밍을 그 가중치 범위에 부합되게 자동 제어하고, 이를 통해 부하량의 변화와 발전량을 미리 예측하여 매우 빠르게 필요한 만큼의 디젤 발전이 이루어지게 되어 매우 안정적인 에너지 관리를 수행할 수 있다.The energy management system of the independent microgrid according to the present invention automatically controls the power generation intensity and driving timing of the diesel generator according to the weight range by reflecting the actual load and renewable power detected by EMI and the weight value based on the backup data. In this way, the change in load and the amount of power generation are predicted in advance, so that diesel power generation is performed as quickly as necessary, so that stable energy management can be performed.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템에 포함된 EMS의 구성을 도시한 블록구성도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an energy management system of a standalone microgrid according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram illustrating a configuration of an EMS included in an energy management system of a standalone microgrid according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail with reference to drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템의 구성을 도시한 블록도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템에 포함된 EMS의 구성을 도시한 블록구성도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of an energy management system of a standalone microgrid according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration of an EMS included in an energy management system of a standalone microgrid according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram showing.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템은 신재생에너지원의 발전상황, 배터리 충전량 상태, 계통 부하량, 부하량과 발전량의 변동 추정값을 포함한 모든 종합적인 상황을 판단하고 상황에 적합하게 시스템을 제어함으로써 독립형 마이크로그리드의 효율적이고 안정적인 운영뿐만 아니라 디젤 발전기의 운전시간을 줄여 환경에 기여하고 디젤 연료 비용을 저감할 수 있게 한 시스템이다.Referring to this, the energy management system of the stand-alone micro grid according to an embodiment of the present invention determines all the comprehensive situations including the power generation status of the renewable energy source, the state of charge of the battery, the system load, the estimated amount of load and generation By controlling the system appropriately for the situation, the system not only enables efficient and stable operation of stand-alone microgrids, but also reduces the operating time of diesel generators, contributing to the environment and reducing diesel fuel costs.

보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템은 디젤 발전기(16), 신재생에너지 발전기(4,6) 및 전력 변환부를 포함하는 마이크로그리드 시스템에 있어서, 상기 전력 변환부는, 교류 모선을 통해 상기 디젤 발전기와 공통으로 연결되고, 직류 모선 또는 상기 교류 모선을 통해 상기 신재생에너지 발전기(4,6)에 연결되고, 상기 전력 변환부는 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키거나 교류 전력을 직류 전력으로 변환시키는 양방향 변환이 가능하되, 각 발전기와 부하(22)의 발전 전력량과 필요 부하량과 충전량을 모니터링하여 신재생에너지 발전기(4,6)의 주발전에 보조발전으로 디젤 발전기(16)가 구동 제어된다.More specifically, the energy management system of the stand-alone micro grid according to an embodiment of the present invention is a microgrid system including a diesel generator 16, renewable energy generators 4,6 and a power converter, the power conversion The unit is commonly connected to the diesel generator through an AC bus, and connected to the renewable energy generators 4 and 6 through a DC bus or the AC bus, and the power converter converts DC power into AC power. Bi-directional conversion is possible, which converts AC power into DC power, and monitors the amount of generated power, required load, and charge of each generator and load 22, and as a secondary power generation for the main power generation of new and renewable energy generators 4,6. 16 is drive controlled.

한편, 상기 전력 변환부는 태양광 발전기(4)에서 생성된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 교류 공통 모선으로 출력하는 태양광 전력변환부(8)와; 풍력 발전기(6)에서 생성된 교류 전력을 변환하여 교류 공통 모선으로 출력하는 풍력 전력변환부(10)가 포함된다.On the other hand, the power converter is a solar power converter (8) for converting the DC power generated by the solar generator (4) to AC power to output to the AC common bus; The wind power converter 10 converts the AC power generated by the wind generator 6 and outputs it to the AC common bus.

또한, 상기 전력 변환부는 상기 직류나 교류 공통모선으로부터 공급된 전력을 직류 전력으로 변환하여 전력저장장치(20)를 충전시키고, 상기 전력저장장치(20)에 충전된 전력을 교류로 변환하여 상기 교류 공통모선으로 출력하는 전력저장장치 전력변환부(12)와; 상기 태양광 전력변환부(8)와, 풍력 전력변환부(10)와, 전력저장장치 전력변환부(12)를 제어하는 전력변환 제어부(14)가 포함된다.In addition, the power converter converts the power supplied from the DC or AC common bus into DC power to charge the power storage device 20, and converts the power charged in the power storage device 20 into AC to the AC A power storage device power converter 12 outputting the common bus; The solar power converter 8, a wind power converter 10, and a power conversion controller 14 for controlling the power storage device power converter 12 are included.

또, 상기 전력변환부는 그 내부에, 부하 전단에 구비된 AMI(Advanced metering infrastructure: 24) 및 전력 저장장치(20), 전력변환 제어부(14), 디젤발전기(16)와 통신하여 부하에 따른 발전수단의 구동을 스위칭 제어하는 EMI(28)가 더 포함된다.In addition, the power conversion unit communicates with the advanced metering infrastructure (AMI) 24 and the power storage device 20, the power conversion control unit 14, and the diesel generator 16 provided at the front end of the power generation unit. EMI 28 is further included to control the switching of the means.

이때, 상기 EMI(28)는 그 내부에, 전력 저장장치(20)의 충전상태를 감시하는 충전상태 감지부(30)와; 태양광 발전기(4)와 풍력 발전기(6)로부터 생성되는 신재생 발전량을 시간대와 계절에 따른 백업 데이터를 통해 추정하는 신재생 발전량 추정부(38)와; 각 부하(22)에 부가된 AMI(24)와의 통신으로 부하를 검지하는 부하검지부(34)와; 시간대와 계절에 따른 백업 데이터를 통해 각 부하(22)의 변화량을 예측하는 부하 예측부(36)와; 상기 전력저장장치(20)에 충전된 충전량과, 상기 신재생 발전량과 신재생 발전량 추정부 및 실제 부하와 부하 변동 추정값을 통해 현재 디젤 발전기(32)의 구동 여부를 판단하고 디젤 발전기(32)를 자동으로 구동 제어하는 디젤발전기 구동제어부(32)가 포함되어 구성된다.At this time, the EMI (28) therein, the charge state detection unit 30 for monitoring the state of charge of the power storage device 20; A renewable generation amount estimating unit (38) for estimating renewable generation amounts generated from the solar generator (4) and the wind generator (6) through backup data according to time zones and seasons; A load detector 34 which detects a load by communicating with an AMI 24 added to each load 22; A load estimating unit 36 for predicting a change amount of each load 22 through backup data according to time and season; It is determined whether the diesel generator 32 is currently driven or not based on the charge amount charged in the power storage device 20, the renewable energy generation amount and the renewable energy generation amount estimating unit, and the actual load and load variation estimation value. Diesel generator drive control unit 32 for automatically controlling the drive is configured to include.

또한, 상기 교류 공통 모선에 연결된 디젤 발전기를 제어하는 상기 EMI(28)는 디젤 발전기(16)를 제어하고, 상기 디젤 발전기(16)가 동작중인 경우에는, 상기 디젤 발전기가 생산하는 전력량을 모니터링하고, 상기 AMI(24)와 통신하여 부하(22)가 소비하는 전력량을 제외한 나머지 전력량을 상기 전력저장장치(20)가 충전하도록 제어할 수 있다.In addition, the EMI 28 that controls the diesel generator connected to the AC common bus controls the diesel generator 16, and when the diesel generator 16 is in operation, monitors the amount of power generated by the diesel generator. In addition, the power storage device 20 may control the power storage device 20 to charge the remaining amount of power except the amount of power consumed by the load 22 by communicating with the AMI 24.

즉, 상기 디젤발전기(16)에서 발전된 전력은 교류 공통모선의 연결에 의해 부하(22)로 제공되고, 남은 전력량은 상기 전력저장장치(20) 충전용으로 사용되게 EMS(28)의 제어가 이루어진다.That is, the electric power generated by the diesel generator 16 is provided to the load 22 by the connection of the AC common bus, and the amount of power remaining is controlled by the EMS 28 to be used for charging the electric power storage device 20. .

한편, 상기 전력 저장장치(20)와 디젤발전기(16)의 사이에는 그 디젤발전기(16)에서 발생된 교류의 전력을 직류로 정류시켜서 상기 전력 저장장치(20)에 저장할 수 있게 하는 교류-직류 정류기(18)가 더 구성된다.On the other hand, between the electric power storage device 20 and the diesel generator 16 AC-DC to rectify the electric power of the AC generated in the diesel generator 16 to direct current to be stored in the electric power storage device 20 Rectifier 18 is further configured.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템(2)은 상기 EMI(28)와 통신하면서 전체 발전기 상태와 부하 및 각종 장치의 데이터를 작업자가 점검하고 모니터링할 수 있게 한 관제부(26)가 구성되는 바, 작업자는 자동으로 발전수단에 대한 스위칭과 구동이 이루어질 수 있도록 조건 데이터를 설정하고, 일정 주기별로 관제부(26)를 통해 직접 모니터링한다.On the other hand, the energy management system 2 of the stand-alone micro grid according to an embodiment of the present invention communicates with the EMI 28 to allow the operator to check and monitor the overall generator status, load and data of various devices. Bar 26 is configured, the operator sets the condition data so that the switching and driving for the power generation means automatically, and directly monitors through the control unit 26 at regular intervals.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템(2)은 통상의 마이크로 그리드 에너지 관리시스템과는 상이하게, 매우 복합적으로 에너지 관리가 이루어진다.The energy management system 2 of the independent microgrid according to the embodiment of the present invention having the above-described configuration is different from the conventional microgrid energy management system, and is very complex energy management.

즉, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템(2)은 상기 전력저장장치(20)에 충전된 충전량과, 상기 신재생 발전량과 신재생 발전량 추정부 및 실제 부하와 부하 변동 추정값을 통해 현재 디젤 발전기(32)의 구동 여부를 판단하고 디젤 발전기(32)를 자동으로 구동 제어하는 방식으로 에너지 관리가 이루어진다. That is, as described above, the energy management system 2 of the independent microgrid according to an embodiment of the present invention includes a charge amount charged in the power storage device 20, the renewable energy generation amount and the renewable energy generation amount estimation unit, and Energy management is performed in such a manner as to determine whether the current diesel generator 32 is driven based on the actual load and the load variation estimate, and to automatically drive-control the diesel generator 32.

보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템(2)은 EMI(28)는 직류 모선의 전력량 또는 교류 모선의 전력량의 잉여/부족 상태에 따라 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키거나 교류 전력을 직류 전력으로 변환시켜 전력 저장장치(20) 또는 부하(22)로 전력을 공급한다.In more detail, the energy management system 2 of the independent microgrid according to an embodiment of the present invention, the EMI 28 is a DC power according to the surplus / lack state of the power amount of the DC bus or the power of the AC bus. The power is supplied to the power storage device 20 or the load 22 by converting or converting AC power into DC power.

그 상태에서, 상기 EMI(28)는 상기 AMI(24)와 통신하여 현재의 부하량을 모니터링하고, 시간대와 계절에 따른 백업데이터를 이용하여 추가적으로 변동될 부하량을 모니터링하고, 변동 가능성이 있는 부하량은 가중치 범위로 넣는다.In that state, the EMI 28 communicates with the AMI 24 to monitor the current load, and monitor the load to be additionally changed by using backup data according to time zones and seasons, and the load that can be varied is a weight range. Put it in.

그리고, 실제로 신재생 발전인 태양광 발전과 풍력 발전은 상기 충전 상태 감지부(30)를 통해서 감지함으로써 발전량을 모니터링할 수 있으며, 더 정밀한 제어를 위해서 상기 신재생 발전량 추정부(38)를 통해 추가적으로 시간대와 계절에 따른 백업데이터를 이용하여 신재생 발전량을 추정하고 그 추정 발전량을 가중치 범위로 넣는다.In addition, the photovoltaic power generation and the wind power generation, which are actually renewable power, may be monitored through the state of charge detection unit 30 to monitor the amount of power generation, and further through the renewable power generation amount estimating unit 38 for more precise control. Estimate the amount of renewable energy generation by using backup data according to time zone and season and put the estimated generation amount into weight range.

그 상태에서는, 상기 EMI(28)는 가중치 범위로 설정된 상기 부하량과 신재생 발전량의 변동 범위를 매우 정밀하게 모니터링할 수 있으며, 부하량이 가중치 범위의 하단을 초과할 경우 선제적으로 디젤 발전기(10)를 자동으로 기동시킬 수 있게 된다.In this state, the EMI 28 can monitor the load range set in the weight range and the fluctuation range of the renewable power generation very precisely, and if the load exceeds the lower end of the weight range, the diesel generator 10 is preemptively. Can be started automatically.

반면, 상기 EMI(28)는 가중치 범위로 설정된 상기 신재생 발전량의 변화량을 미리 예측할 수 있으므로 상기 신재생 발전 추정값이 가중치 범위의 상단을 초과할 경우에는 선제적으로 디젤 발전기(10)를 자동으로 구동 정지하게 할 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 EMI(28)는 가중치 범위에 부하량 또는 신재생 발전량이 포함될 경우라면, 상기 디젤 발전기(10)의 발전 강도를 그 가중치 범위에 부합되게 조절하도록 제어한다.On the other hand, since the EMI 28 can predict the amount of change in the renewable power generation amount set in the weight range in advance, when the renewable power estimation value exceeds the upper end of the weight range, the diesel generator 10 is automatically preemptively driven. You can stop it. More preferably, the EMI 28 controls to adjust the power generation strength of the diesel generator 10 to match the weight range, if the weight range includes a load amount or a renewable power generation amount.

결과적으로, 상기 EMI(28)는 부하량의 변화와 발전량을 미리 예측하여 매우 빠르게 필요한 만큼의 상기 디젤 발전기(10)의 발전이 이루어지게 되므로 구동 강도를 정밀하게 제어할 수 있고, 꼭 필요한 타이밍에 디젤 발전기(10)를 구동시킬 수 있어서 에너지 효율이 높고, 친환경적이다.As a result, the EMI 28 can predict the change of the load and the amount of power generation in advance so that the generation of the diesel generator 10 can be generated as quickly as necessary, so that the driving strength can be precisely controlled, and the diesel at the necessary timing is required. Since the generator 10 can be driven, energy efficiency is high and it is environmentally friendly.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다. On the other hand, the energy management system of the stand-alone micro grid according to the embodiment of the present invention is not limited only to the above-described embodiment, various modifications can be made without departing from the technical gist of the present invention.

4:태양광 발전기, 6:풍력발전기,
8:태양광 전력변환부, 10:풍력 전력변환부,
12:전력저장장치 전력변환부, 14:전력변환 제어부,
16:디젤발전기, 24:AMI,
28:EMI.4: solar generator, 6: wind generator,
8: solar power converter, 10: wind power converter,
12: power storage unit power conversion unit, 14: power conversion control unit,
16: diesel generator, 24: AMI,
28: EMI.

Claims (4)

디젤 발전기(16), 신재생에너지 발전기(4,6) 및 전력 변환부를 포함하는 마이크로그리드 시스템에 있어서,
상기 전력 변환부는, 교류 모선을 통해 상기 디젤 발전기와 공통으로 연결되고, 직류 모선 또는 상기 교류 모선을 통해 상기 신재생에너지 발전기(4,6)에 연결되고,
상기 전력 변환부는 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키거나 교류 전력을 직류 전력으로 변환시키는 양방향 변환이 가능하되, 각 발전기와 부하(22)의 발전 전력량과 필요 부하량과 충전량을 모니터링하여 신재생에너지 발전기(4,6)의 주발전에 보조발전으로 디젤 발전기(16)가 구동 제어되는 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템.In the microgrid system comprising a diesel generator (16), renewable energy generators (4,6) and a power converter,
The power converter is connected to the diesel generator in common through an AC bus, and connected to the renewable energy generators 4 and 6 through a DC bus or the AC bus,
The power converter is capable of bidirectional conversion to convert DC power into AC power or AC power into DC power, and monitors the amount of generated power, required load, and charge of each generator and load 22 to generate new and renewable energy generators ( The energy management system of the independent microgrid in which the diesel generator 16 is driven and controlled as a secondary power generation to the main power generation of 4 and 6). 제 1항에 있어서,
상기 전력 변환부는,
태양광 발전기(4)에서 생성된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 교류 공통 모선으로 출력하는 태양광 전력변환부(8)와;
풍력 발전기(6)에서 생성된 교류 전력을 변환하여 교류 공통 모선으로 출력하는 풍력 전력변환부(10)와;
상기 직류나 교류 공통모선으로부터 공급된 전력을 직류 전력으로 변환하여 전력저장장치(20)를 충전시키고, 상기 전력저장장치(20)에 충전된 전력을 교류로 변환하여 상기 교류 공통모선으로 출력하는 전력저장장치 전력변환부(12)와;
상기 태양광 전력변환부(8)와, 풍력 전력변환부(10)와, 전력저장장치 전력변환부(12)를 제어하는 전력변환 제어부(14)가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템.The method of claim 1,
The power converter,
A solar power converter 8 converting the DC power generated by the solar generator 4 into AC power and outputting the AC power to the AC common bus;
A wind power converter 10 converting the AC power generated by the wind generator 6 and outputting the AC power to the AC common bus;
Converts the power supplied from the DC or AC common bus into DC power to charge the power storage device 20, and converts the power charged in the power storage device 20 into AC to output power to the AC common bus. A storage device power converter 12;
The solar power converter 8, the wind power converter 10, and a power conversion controller 14 for controlling the power storage device power converter 12 is configured to include a standalone micro grid Energy management system. 제 1항에 있어서,
상기 전력변환부는 그 내부에, 부하 전단에 구비된 AMI(Advanced metering infrastructure: 24) 및 전력 저장장치(20), 전력변환 제어부(14), 디젤발전기(16)와 통신하여 부하에 따른 발전수단의 구동을 스위칭 제어하는 EMI(28)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템.The method of claim 1,
The power converter communicates with an AMI (Advanced metering infrastructure) 24 and a power storage device 20, a power conversion controller 14, and a diesel generator 16 provided at the front end of the power converter. Energy management system of a stand alone micro grid further comprises an EMI (28) to control the switching. 제 3항에 있어서,
상기 EMI(28)는 그 내부에, 전력 저장장치(20)의 충전상태를 감시하는 충전상태 감지부(30)와;
태양광 발전기(4)와 풍력 발전기(6)로부터 생성되는 신재생 발전량을 시간대와 계절에 따른 백업 데이터를 통해 추정하는 신재생 발전량 추정부(38)와;
각 부하(22)에 부가된 AMI(24)와의 통신으로 부하를 검지하는 부하검지부(34)와;
시간대와 계절에 따른 백업 데이터를 통해 각 부하(22)의 변화량을 예측하는 부하 예측부(36)와;
상기 전력저장장치(20)에 충전된 충전량과, 상기 신재생 발전량과 신재생 발전량 추정부 및 실제 부하와 부하 변동 추정값을 통해 현재 디젤 발전기(32)를 자동으로 구동 제어하고 그 구동 강도와 구동 시점을 제어하는 디젤발전기 구동제어부(32)가 구성된 것을 특징으로 하는 독립형 마이크로 그리드의 에너지 관리 시스템.The method of claim 3, wherein
The EMI 28 includes a charge state detector 30 for monitoring a state of charge of the power storage device 20 therein;
A renewable generation amount estimating unit (38) for estimating renewable generation amounts generated from the solar generator (4) and the wind generator (6) through backup data according to time zones and seasons;
A load detector 34 which detects a load by communicating with an AMI 24 added to each load 22;
A load estimating unit 36 for predicting a change amount of each load 22 through backup data according to time and season;
Through the charge amount charged in the power storage device 20, the new renewable power generation amount and the new renewable power generation amount estimating unit and the actual load and load fluctuation estimated value, the current diesel generator 32 is automatically driven and controlled, and the driving strength and driving time point Energy management system of the independent micro grid, characterized in that the diesel generator drive control unit 32 is configured to control.
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