KR20190131378A - 전력 관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 시스템은 전력을 저장하는 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치(ESS), 및 상기 에너지 저장 장치에 저장된 전력을 복수의 클라이언트들로 공급하도록 제어하는 제어 장치(EMS)를 포함하여, 복수의 클라이언트들이 에너지 저장 장치에 저장된 전력을 공급받을 수 있다.

Description

전력 관리 시스템{POWER MANAGEMENT SYSTEM USING SHARED-ENERGY STORAGE SYSTEM}
본 발명은 복수의 클라이언트들 각각으로 전력을 공급 가능한 ESS를 포함하는 전력 관리 시스템에 관한 것이다.
전력 관리 시스템은 설치 대상(예컨대, 가정, 건물 등)의 전력 사용을 효율적으로 관리하기 위한 시스템을 의미한다. 이러한 전력 관리 시스템은 에너지 저장 시스템 (Energy Storage System (ESS))에 포함된 배터리의 충, 방전을 관리하거나, 설치 대상에 구비된 전력 소비 기기들에 의한 전력 소모 상태를 모니터링할 수 있다. 또는, 전력 관리 시스템은 태양광 발전과 같은 신재생에너지 발전에 의해 생산된 전력을 공급, 저장, 판매하는 등 전력 관리에 대한 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
태양광 발전과 같은 신재생에너지 발전의 보급이 증가하면서, 전력 관리 시스템의 보급 또한 확대되고 있다. 특히, HEMS (home energy management system)와 같이 가정에 설치되는 소형 전력 관리 시스템의 보급이 증가하고 있다.
이러한 전력 관리 시스템의 경우, 배터리의 용량 등으로 인해 어느 정도의 설치 면적을 요구한다. 그러나, 아파트나 빌라, 오피스텔과 같은 공동주택이 주를 이루는 우리나라의 주거 환경에서는, 각 가정(클라이언트)은 전력 관리 시스템의 설치 면적을 확보하기 어려울 수 있다. 이 경우, 전력 관리 시스템은 대용량의 배터리를 구비하지 못할 수 있고, 배터리 용량이 적은 경우 전력 관리 시스템의 효율이 급격히 감소할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 복수의 클라이언트들과 연결되어, 복수의 클라이언트들 각각의 부하로 전력을 공급하는 ESS를 포함하는 전력 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 시스템은 전력을 저장하는 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치(ESS), 및 상기 에너지 저장 장치에 저장된 전력을 복수의 클라이언트들로 공급하도록 제어하는 제어 장치(EMS)를 포함하여, 복수의 클라이언트들이 에너지 저장 장치에 저장된 전력을 공급받을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 전력 관리 시스템은 복수의 클라이언트들이 ESS로부터 전력을 공급받을 수 있도록 구현되어, 아파트와 같은 공동주택에서 보다 효과적인 전력 관리 설비를 구현할 수 있다. 즉, 복수의 클라이언트들 각각에 별개의 전력 관리 시스템이 구현되는 것에 비해 대용량의 배터리를 구비할 수 있으므로, 전력 관리의 효율성이 향상될 수 있다.
또한, 전력 관리 시스템은 복수의 클라이언트들 각각의 전력 소비량에 기초하여 클라이언트 간의 손쉬운 전력 거래를 가능하게 한다. 이에 따라, 각 클라이언트는 ESS의 배터리에 저장된 전력의 거래를 통해 전기요금을 효과적으로 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전력 관리 시스템의 일 실시 예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 전력 관리 시스템이 신재생에너지 발전 전력을 관리하는 동작의 일례를 보여주는 도면이다.
도 4는 전력 관리 시스템이 전력 계통으로부터 심야 전력을 공급받는 동작의 일례를 보여주는 도면이다.
도 5는 전력 관리 시스템이 배터리에 저장된 전력을 클라이언트들로 공급하는 동작의 일례를 보여주는 도면이다.
도 6은 전력 관리 시스템이 클라이언트들 간의 전력 거래를 수행하는 동작을 보여주는 예시도이다.
도 7 내지 도 10은 전력 관리 시스템이 각종 전력 관리 데이터를 클라이언트에게 제공하는 동작을 나타내는 예시도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전력 관리 시스템(10)은 에너지 저장 장치(100; 예컨대 ESS(energy storage system)), 에너지 관리 장치(200; 예컨대 EMS(energy management system))를 포함할 수 있다.
ESS(100)는 신재생에너지 발전 장치(300) 또는 전력 계통(500)으로부터 공급되는 전력을 변환 및 저장할 수 있다. ESS(100)에 대해서는 추후 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
EMS(200)는 ESS(100)의 전력 변환 동작을 제어하거나, 신재생에너지 발전 장치(300) 또는 전력 계통(500)으로부터 공급되는 전력을 ESS(100)에 저장하도록 제어할 수 있다. 또는, EMS(200)는 ESS(100)에 저장된 전력을 복수의 클라이언트들(400a~400N)로 공급하거나, 전력 계통(500)으로 판매하는 동작을 제어할 수 있다.
또한, EMS(200)는 복수의 클라이언트들(400a~400N) 각각의 전력 소비 상태(전력 소비량 등)와 관련된 정보를 획득할 수 있고, 복수의 클라이언트들(400a~400N)으로의 전력 공급을 제어할 수도 있다.
신재생에너지 발전 장치(300)는 태양광 발전 장치나 풍력 발전 장치 등으로 구현될 수 있다. EMS(200)는 신재생에너지 발전 장치(300)에 의해 발전된 전력을 ESS(100)에 저장하거나, 복수의 클라이언트들(400a~400N)로 제공하거나, 전력 계통(500)으로 판매할 수 있다.
복수의 클라이언트들(400a~400N) 각각은 ESS(100), 신재생에너지 발전 장치(300), 또는 전력 계통(500)으로부터 전력을 공급받아 각종 전력 소비 기기를 구동시킬 수 있다. 예컨대, 전력 관리 시스템(10)이 아파트와 같은 공동주택에 설치되는 경우, 복수의 클라이언트들은 공동주택의 가정이나 공용시설 등에 해당할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 전력 관리 시스템(10)의 구체적 구성의 일례를 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 전력 관리 시스템의 일 실시 예를 나타내는 블록도이다.
이하 도면들에서, 신재생에너지 발전 장치(300)는 태양광 발전 장치로 구현되는 것으로 가정한다. 태양광 발전 장치는 태양광 패널(301) 및 태양광 패널(301)로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 PV 인버터(302)를 포함할 수 있다. 비록 도시되지는 않았으나, 전력 관리 시스템(10)은 PV 인버터(302)로부터 출력되는 전력량을 측정하는 미터기를 더 포함할 수 있다.
또한, 실시 예에 따라 ESS(100)의 전력 변환 장치(110)와 PV 인버터(302)가 일체의 전력 변환 장치로서 구현될 수도 있다. 이 경우, 태양광 패널(301)로부터 출력되는 직류 전력은 전력 변환 장치로 입력되고, 전력 변환 장치에 의해 변환되어 배터리(130)에 저장될 수도 있다. 태양광 패널(301)로부터 출력되는 전력량은 전력 변환 장치 (110) 내부에서 별도로 측정될 수 있다.
도 2를 참조하면, ESS(100)는 전력 변환 장치(110)와 배터리(130)를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라, ESS(100)는 미터기(120)를 더 포함할 수 있으나, 미터기(120)는 ESS(100)와 전력 계통(500) 사이에 구비될 수도 있다.
전력 변환 장치(110)는 복수의 인버터 및 컨버터를 포함할 수 있다. 예컨대, 전력 변환 장치(110)는 배터리(130)에 저장된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 클라이언트(예컨대, 제1 클라이언트(400a)) 또는 전력 계통(500)으로 제공할 수 있다. 또한, 전력 변환 장치(110)는 태양광 패널(301)에 의해 생산되어 제공되는 전력을 변환하여 배터리(130)에 저장할 수도 있다. 뿐만 아니라, 전력 변환 장치(110)는 전력 계통(500)으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리(130)에 저장할 수도 있다.
미터기(120)는 ESS(100)로부터 방전되는 전력량을 측정할 수 있다. ESS(100)로부터 방전되는 전력량은, ESS(100)로부터 전력 계통(500)으로 공급(판매)되는 전력량, 및 ESS(100)로부터 복수의 클라이언트들(400a~400N)로 공급되는 전력량을 포함할 수 있다.
배터리(130)는 태양광 패널(301) 또는 전력 계통(500)으로부터 공급되는 전력을 저장할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 배터리(130)는 복수의 클라이언트들(400a~400N) 각각에 전력 관리 시스템이 별도로 구현되는 것에 비해 대용량을 갖도록 구현될 수 있다. 이는, 전력 관리 시스템(10)이 아파트에 구현되는 경우, ESS(100)는 아파트 옥상, 지하, 기타 공용 시설 내에 구비될 수 있으므로, ESS가 각 가정 내에 구비되는 것에 비해 넓은 면적의 확보가 가능하기 때문이다.
전력 관리 시스템(10)은 배터리(130)에 저장된 전력을 복수의 클라이언트들(400a~400N) 각각으로 분배할 수 있다. 전력 관리 시스템(10)은 배터리(130)에 저장된 전력량을 각 클라이언트(400a~400N)에 할당하고, 할당된 전력량을 각 클라이언트(400a~400N)에 제공할 수 있다. 예컨대, 배터리(130)의 용량이 500kWh이고, 클라이언트가 50 가구인 경우, 각 클라이언트에 할당되는 배터리(130)의 전력량은 10kWh에 해당할 수 있다. 따라서, EMS(200)는 각 클라이언트의 일일 전력 소비량 중, 10kWh의 전력량은 배터리(130)로부터 제공되고, 나머지 전력량은 전력 계통(500)으로부터 제공되는 것으로 간주하여 각 클라이언트의 전기요금을 산출할 수 있다.
한편, 클라이언트들(400a~400N)마다 일일 전력 소비량은 서로 다를 수 있다. 예컨대, 제1 클라이언트(400a)는 할당된 전력량을 초과하는 전력량을 소비할 수 있고, 제2 클라이언트(400b)는 할당된 전력량에 미달하는 전력량을 소비할 수 있다. 이 경우, 전력 관리 시스템(10)은 제2 클라이언트(400b)에 대한 잉여 전력을 제1 클라이언트(400a)로 제공하도록 ESS(100)를 제어할 수 있다. 즉, 제1 클라이언트 (400a)는 제2 클라이언트(400b)로부터 상기 잉여 전력을 구매할 수 있다. 상기 잉여 전력은 전력 계통(500)의 전력보다 저렴할 수 있다. 따라서, 제1 클라이언트(400a)는 잉여 전력을 저렴하게 구매하여 전기요금의 효과적인 절감이 가능하다. 또한, 제2 클라이언트(400b)는 상기 잉여 전력을 다른 클라이언트에게 판매함으로써 수익을 얻을 수 있다. 이에 대해서는 추후 도 6과 도 9를 통해 후술한다.
EMS(200)는 전력 관리 시스템(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예컨대 EMS(200)는 ESS(100), 클라이언트들(400a~400N), 전력 계통(500)과 각각 통신 연결 (유선 또는 무선 연결)되는 서버 형태로 구현될 수 있으나, EMS(200)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
EMS(200)는 미터기(120)에 의해 측정된 전력량(ESS(100)로부터 방전된 전력량)과 전력 계통(500) 단 미터기(미도시)를 통해 계통으로부터 공급 받은(구매한) 전력량과 계통으로 공급한(판매한) 전력량을 측정하고, 각 클라이언트로 공급한(소비한) 전력량을 획득할 수 있다.
또한, 획득된 각각의 전력량 정보에 기초하여, EMS(200)는 클라이언트들 (400a~400N) 각각에 대한 전기요금을 산출할 수 있다. EMS(200)는 클라이언트들 (400a~400N) 각각에 대해 할당된 배터리(130) 전력량에 기초하여, 클라이언트들(400a~400N) 각각의 전력 소비량을 배터리(130)로부터 공급된 전력량과 전력 계통(500)으로부터 공급된 전력량으로 구분할 수 있다. EMS(200)는 구분 결과에 기초하여, 클라이언트들(400a~400N) 각각의 전기요금을 산출할 수 있다. 일례로, 제1 클라이언트(400a)의 전력 소비량이 15kWh이고, 제1 클라이언트(400a)에 대해 할당된 배터리(130)의 전력량이 10kWh인 경우, EMS(200)는 제1 클라이언트(400a)의 전력 소비량은 배터리(130)로부터 공급된 10kWh의 전력량과 전력 계통(500)으로부터 공급된 5kWh의 전력량을 포함하는 것으로 구분할 수 있다. EMS(200)는 구분 결과에 기초하여 제1 클라이언트(400a)의 전기요금을 산출할 수 있다.
클라이언트들(400a~400N) 각각은 EMS(200)와 통신 가능한 단말기 등에 설치된 애플리케이션을 통해 상기 전기 요금 정보를 제공받을 수 있다.
한편, EMS(200)는 ESS(100), 신재생에너지 발전 장치(300), 클라이언트들 (400a~400N)의 동작 상태나 이상 유무를 감지하여 관리자 등에게 알릴 수도 있다.
클라이언트들(400a~400N) 각각은 미터기, 부하, 및 게이트웨이를 포함할 수 있다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해 제1 클라이언트(400a) 및 그에 포함된 미터기(410a), 부하(420a), 및 게이트웨이(430a)만을 도시하였으나, 다른 클라이언트들 또한 제1 클라이언트(400a)와 유사한 구성을 포함하도록 구현될 수 있다.
미터기(410a)는 제1 클라이언트(400a)의 부하로 공급되는 전력량을 측정할 수 있다. 부하(420a)는 ESS(100) 또는 전력 계통(500)으로부터 전력을 공급받아 구동하는 각종 기기들을 포함할 수 있다. 게이트웨이(430a)는 미터기(410a)에 의해 측정된 전력량 정보나, 부하(420a)의 동작 상태나 이상 유무 등에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보를 EMS(200)로 전송할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 시스템이 수행하는 다양한 동작들에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 전력 관리 시스템이 신재생에너지 발전 전력을 관리하는 동작의 일례를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 태양광 패널(301)은 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환함으로써, 전력을 생산할 수 있다. PV 인버터(302)는 생산된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 출력할 수 있다. PV 인버터(302)로부터 출력되는 전력은, 클라이언트들의 부하(예컨대, 제1 클라이언트(400a)의 부하(420a))로 공급되거나, 배터리(130)에 저장되거나, 전력 계통(500)으로 판매될 수 있다.
예컨대, 클라이언트들(400a~400N)의 부하들로 공급되는 전력이 PV 인버터(302)로부터 출력되는 전력보다 낮은 경우, PV 인버터(302)로부터 출력되는 전력 중 일부에 해당하는 제1 전력(PVE1)은 배터리(130)에 저장될 수 있다. 이 때, 전력 변환 장치(110)는 교류 형태의 제1 전력(PVE1)을 직류 전력으로 변환하여 배터리(130)에 저장할 수 있다.
실시 예에 따라, 클라이언트들(400a~400N)의 부하들로 공급되는 전력이 PV 인버터(302)로부터 출력되는 전력보다 낮고, 배터리(130)의 충전이 완료된 상태인 경우, EMS(200)는 PV 인버터(302)로부터 출력되는 전력 중 일부에 해당하는 제2 전력(PVE2)을 전력 계통(500)으로 판매할 수 있다. EMS(200)는 전력 계통(500) 또는 전력 계통(500)과 연결된 미터기(미도시)로부터, 판매한 제2 전력(PVE2)의 양에 대한 정보를 획득할 수 있다. 전력 관리 시스템의 사업자는, 태양광 패널(301)에 의해 생산된 전력량에 대응하는 보상(예컨대, REP(renewable energy point))을 전력사로부터 획득하고, 전력 계통(500)으로 제공(판매)한 제2 전력(PVE2)의 양에 대응하는 보상을 전력사로부터 획득할 수 있다.
도 4는 전력 관리 시스템이 전력 계통으로부터 심야 전력을 공급받는 동작의 일례를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 전력 계통(500)으로부터 제공되는 전력의 요금은, 시간에 따라 서로 다를 수 있다. 전력의 수요가 상대적으로 많은 시간대(예컨대, 오후 2시~5시)의 요금은, 전력의 수요가 상대적으로 적은 시간대(예컨대, 오전 2시~5시)의 요금에 비해 높을 수 있다.
따라서, 전력 관리 시스템(10)은 요금이 낮은 시간대에 전력 계통(500)으로부터 전력을 구매하여 ESS(100)의 배터리(130)에 저장할 수 있다. 예컨대, 심야 시간(오전 2시~5시)의 요금이 일일 중 가장 낮은 요금에 해당하는 경우, 전력 관리 시스템(10)은 심야 시간의 심야 전력(LNE)을 전력 계통(500)으로부터 공급받아 배터리(130)에 저장할 수 있다. 즉, 배터리(130)는 일일 2회의 전력 저장(심야 전력(LNE) 및 신재생에너지 발전 전력(PVE1) 저장)이 가능할 수 있다.
전력 관리 시스템(10)은 배터리(130)에 저장된 전력을 요금이 최대인 시간대에 방전하도록 ESS(100)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 복수의 클라이언트들(400a~400N)은 요금이 최대인 시간대에서 배터리(130)에 저장된 전력을 공급받아 부하를 구동시킬 수 있으므로, 보다 저렴한 가격으로 전력을 이용할 수 있다.
도 5는 전력 관리 시스템이 배터리에 저장된 전력을 클라이언트들로 공급하는 동작의 일례를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 전력 관리 시스템(10)은 배터리(130)에 저장된 전력을 클라이언트들(400a, 400b) 각각으로 공급할 수 있다. 예컨대, 제1 클라이언트 (400a)는 ESS(100)로부터 공급되는 제1 전력(E1)을 부하(420a)로 제공할 수 있다. 제2 클라이언트(400b)는 ESS(100)로부터 공급되는 제2 전력(E2)을 부하(420b)로 제공할 수 있다.
실시 예에 따라, 전력 관리 시스템(10)은 전력 계통(500)으로부터 공급되는 전력의 가격이 상대적으로 높은 시간대(피크타임)에, 배터리(130)로부터 클라이언트들(400a, 400b)로 전력이 공급되도록 제어할 수도 있다. 이에 따라, 클라이언트들(400a, 400b)은 심야 시간에 충전된 전력 또는 신재생에너지 발전에 의해 충전된 전력을 저렴하게 이용할 수 있다. 또한, EMS(200)는 피크타임에서 전력 계통(500)으로부터의 전력 구매를 최소화함으로써, 전력 계통(500)으로부터 수요자원 거래시장(Demand Response (DR))에 따른 보상(인센티브, 포인트, 요금할인 등)을 획득할 수도 있다.
도 6은 전력 관리 시스템이 클라이언트들 간의 전력 거래를 수행하는 동작을 보여주는 예시도이다.
도 5의 실시 예에서, 제1 클라이언트(400a)와 제2 클라이언트(400b)는 배터리(130)에 저장된 전력 중 할당된 전력만을 사용할 수 있다. 다만, 클라이언트마다 사용하는 전력량은 서로 다를 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 클라이언트(400a)와 제2 클라이언트(400b)에는 배터리(130)에 충전된 전력 중 1kWh가 각각 할당되어 있을 수 있다. 예컨대, 제1 클라이언트(400a)는 할당된 1kWh 중 800Wh만을 사용할 수 있고, 제2 클라이언트(400b)는 1kWh를 초과하는 1.2kWh를 사용할 수 있다. 각 클라이언트(400a~400N)에는 동일한 전력이 할당될 수 있으나, 실시 예에 따라서는 서로 다른 전력이 할당될 수 있다(예컨대, 각 가정의 평형 등에 기초하여 서로 다른 전력이 할당되는 등).
이 경우, EMS(200)는 제1 클라이언트(400a)에 할당된 전력 중 잉여 전력에 해당하는 200Wh의 전력량을 제2 클라이언트(400b)로 제공하도록 ESS(100)를 제어할 수 있다. 즉, 제1 클라이언트(400a)는 잉여 전력을 제2 클라이언트(400b)에 판매함으로써 수익을 얻을 수 있고, 제2 클라이언트(400b)는 제1 클라이언트(400a)의 잉여 전력을 전력 계통(500)의 전력보다 저렴하게 구매함으로써 전기 요금을 절감할 수 있다.
도 7 내지 도 10은 전력 관리 시스템이 각종 전력 관리 데이터를 클라이언트에게 제공하는 동작을 나타내는 예시도들이다.
EMS(200)는 상술한 각종 실시 예에 따른 전력의 공급, 구매, 판매 결과에 기초하여, 클라이언트들(400a~400N) 각각에 대한 전력 정보를 제공할 수 있다. 예컨대 상기 전력 정보는 배터리(130)의 충전, 방전, 사용량과 관련된 정보(도 7 참조), 각 클라이언트의 전력 소비량 정보(도 8 참조), 각 클라이언트의 전력 거래 정보(도 9 참조), 및/또는 프로모션이나 이벤트, 보상 관련 정보(도 10 참조) 등을 포함할 수 있다.
EMS(200)는 상기 전력 정보를 클라이언트(사용자)의 단말기에 설치된 애플리케이션 등을 통해 클라이언트에게 제공할 수 있다.
도 7을 참조하면, EMS(200)는 ESS(100)의 배터리(130)의 충전량 정보, 충방전 스케쥴 정보, 및/또는 배터리(130)의 사용량 정보를 포함하는 전력 정보를 생성할 수 있다. 사용자의 단말기는 상기 전력 정보를 포함하는 화면(700)을 표시하여, 사용자에게 상기 전력 정보를 제공할 수 있다. 사용자는 화면(700)에 기초하여 ESS(100)의 배터리(130)의 충/방전이나 전력 사용량을 직관적으로 인식할 수 있다.
도 8을 참조하면, EMS(200)는 클라이언트의 전력 소비량, 예상 전기요금, 타 클라이언트와의 비교, 및/또는 전력 절약 메시지를 포함하는 전력 정보를 생성하고, 사용자의 단말기는 상기 전력 정보를 포함하는 화면(800)을 표시할 수 있다. 사용자는 표시된 화면(800)을 통해, 전기요금의 예측, 전력 사용 현황 등을 편리하게 파악할 수 있다.
도 9를 참조하면, EMS(200)는 도 6에서 상술한 바와 같이 클라이언트 간의 전력 거래가 발생한 경우, 전력 거래에 따른 판매 수익금액 또는 전기요금 절감 금액을 포함하는 전력 정보를 생성하고, 사용자의 단말기는 상기 전력 정보를 포함하는 화면(900)을 표시할 수 있다. 사용자는 표시된 화면(900)을 통해 전력 거래에 따른 이익을 확인할 수 있다.
도 10을 참조하면, EMS(200)는 전력 계통(500) 또는 전력사의 서버로부터 각종 프로모션이나 이벤트, 수요자원 거래시장(DR)과 관련된 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기초한 전력 정보를 생성할 수 있다. 사용자의 단말기는 상기 전력 정보를 포함하는 화면(1000)을 표시함으로써, 사용자에게 상기 프로모션이나 이벤트 등의 참여를 유도하여 전기요금의 추가 절감을 가능하게 할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 전력 변환 장치, 전력을 저장하는 배터리, 및 상기 배터리로부터 방전되는 전력량을 측정하는 미터기를 포함하는 에너지 저장 장치; 및
    상기 배터리에 저장된 전력이 복수의 클라이언트들로 공급되도록 제어하는 에너지 관리 장치를 포함하고,
    상기 배터리의 전력량은 상기 복수의 클라이언트들 각각에 분배되고,
    상기 에너지 관리 장치는,
    상기 복수의 클라이언트들 각각의 전력 소비량, 및 상기 분배된 전력량에 기초하여, 상기 복수의 클라이언트들 각각이 전력 계통으로부터 공급받은 전력량을 산출하는
    전력 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 관리 장치는,
    상기 복수의 클라이언트들 각각에 포함된 미터기로부터, 상기 복수의 클라이언트들 각각의 전력 소비량에 대한 정보를 획득하는
    전력 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 관리 장치는,
    상기 복수의 클라이언트들 각각이 상기 전력 계통으로부터 공급받은 전력량의 산출 결과에 기초하여, 상기 복수의 클라이언트들 각각에 대한 전기요금을 산출하는
    전력 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 관리 장치는,
    상기 복수의 클라이언트들 중 제1 클라이언트의 전력 소비량이 상기 제1 클라이언트에 대해 분배된 전력량보다 적은 경우,
    상기 제1 클라이언트에 대해 분배된 전력량 중 잉여 전력을, 상기 복수의 클라이언트들 중 제2 클라이언트로 공급하도록 상기 에너지 저장 장치를 제어하는
    전력 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에너지 관리 장치는,
    상기 제1 클라이언트의 잉여 전력의 공급량에 기초하여 상기 제1 클라이언트의 수익을 산출하고,
    상기 제2 클라이언트의 전력 소비량, 분배된 전력량, 및 상기 잉여 전력의 공급량에 기초하여 상기 제2 클라이언트가 전력 계통으로부터 공급받은 전력량을 산출하고,
    상기 잉여 전력의 공급량 및 상기 전력 계통으로부터 공급받은 전력량에 기초하여 상기 제2 클라이언트의 전기 요금을 산출하는
    전력 관리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 관리 장치는,
    상기 배터리의 충전량, 충방전 스케쥴, 및 사용량 정보 중 적어도 하나를 포함하는 전력 정보를 생성하고,
    생성된 전력 정보를 상기 복수의 클라이언트들 중 적어도 하나의 클라이언트 각각에 대응하는 단말기로 전송하는
    전력 관리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 저장 장치는,
    신재생에너지 발전 장치로부터 공급되는 전력을 상기 전력 변환 장치를 통해 변환하고,
    변환된 전력을 상기 배터리에 저장하는
    전력 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 에너지 관리 장치는,
    상기 복수의 클라이언트들의 전력 소비량이 상기 신재생에너지 발전 장치로부터 공급되는 전력량보다 작고, 상기 배터리의 충전이 완료된 상태인 경우, 상기 신재생에너지 발전 장치로부터 공급되는 전력량 중 일부를 전력 계통으로 판매하는
    전력 관리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 관리 장치는,
    전력 계통으로부터의 전력 구매 요금이 가장 낮은 시간대에서, 상기 전력 계통으로부터 전력을 공급받아 상기 배터리에 저장하도록 제어하는
    전력 관리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 관리 장치는,
    전력 계통으로부터의 전력 구매 요금이 가장 높은 시간대에서, 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 복수의 클라이언트들 각각으로 공급하도록 제어하는
    전력 관리 시스템.
  11. 복수의 클라이언트들에 할당되는 전력이 저장된 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치, 및 전력 공급을 제어하는 에너지 관리 장치를 포함하는 전력 관리 시스템의 동작 방법에 있어서,
    상기 복수의 클라이언트들 각각의 전력 소비량을 획득하는 단계;
    상기 복수의 클라이언트들 각각에 할당된 전력량에 기초하여, 상기 복수의 클라이언트들 각각이 전력 계통으로부터 공급받은 전력량을 산출하는 단계; 및
    산출 결과에 기초하여, 상기 복수의 클라이언트들 각각에 대한 전력 정보를 생성하는 단계를 포함하는 전력 관리 시스템의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전력 정보를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 클라이언트들 각각에 대한 전기요금을 포함하는 상기 전력 정보를 생성하는 단계인 전력 관리 시스템의 동작 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 클라이언트들 중 제1 클라이언트의 전력 소비량이 상기 제1 클라이언트에 대해 할당된 전력량보다 작은 경우,
    상기 제1 클라이언트에 대해 할당된 전력량 중 잉여 전력을 상기 복수의 클라이언트들 중 제2 클라이언트로 공급하는 단계를 더 포함하는 전력 관리 시스템의 동작 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는,
    상기 제2 클라이언트의 전력 소비량, 할당된 전력량, 및 상기 잉여 전력의 공급량에 기초하여 상기 제2 클라이언트가 상기 전력 계통으로부터 공급받은 전력량을 산출하는 단계인 전력 관리 시스템의 동작 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    신재생에너지 발전 장치로부터 전력을 공급받는 단계; 및
    공급된 전력을 상기 배터리에 저장하는 단계를 더 포함하고,
    상기 저장하는 단계는,
    상기 복수의 클라이언트들의 전력 소비량이 상기 공급된 전력량보다 작고, 상기 배터리의 충전이 완료된 경우, 상기 공급된 전력량 중 일부를 전력 계통으로 판매하는 단계를 포함하는 전력 관리 시스템의 동작 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220072292A (ko) * 2020-11-25 2022-06-02 한국에너지기술연구원 다입력 다출력 에너지 인터린커
KR102536753B1 (ko) * 2022-08-01 2023-05-31 주식회사 크로커스 전압 최적화 제어를 통한 보존 전압 강하에 기반한 공동주택용 전압 제어 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011167048A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Toshiba Corp 電力管理システム
JP2016085531A (ja) * 2014-10-23 2016-05-19 トヨタ自動車株式会社 電力供給管理システム
KR20160129462A (ko) * 2015-04-30 2016-11-09 한국전자통신연구원 전력자원 공유 공동주거 단지 전력 관리 시스템
KR20180016016A (ko) * 2016-08-05 2018-02-14 엘지전자 주식회사 홈 에너지 관리 시스템의 제어 장치
KR20180016017A (ko) * 2016-08-05 2018-02-14 엘지전자 주식회사 홈 에너지 관리 시스템을 제어하기 위한 제어 장치 및 게이트 웨이

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011167048A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Toshiba Corp 電力管理システム
JP2016085531A (ja) * 2014-10-23 2016-05-19 トヨタ自動車株式会社 電力供給管理システム
KR20160129462A (ko) * 2015-04-30 2016-11-09 한국전자통신연구원 전력자원 공유 공동주거 단지 전력 관리 시스템
KR20180016016A (ko) * 2016-08-05 2018-02-14 엘지전자 주식회사 홈 에너지 관리 시스템의 제어 장치
KR20180016017A (ko) * 2016-08-05 2018-02-14 엘지전자 주식회사 홈 에너지 관리 시스템을 제어하기 위한 제어 장치 및 게이트 웨이

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220072292A (ko) * 2020-11-25 2022-06-02 한국에너지기술연구원 다입력 다출력 에너지 인터린커
KR102536753B1 (ko) * 2022-08-01 2023-05-31 주식회사 크로커스 전압 최적화 제어를 통한 보존 전압 강하에 기반한 공동주택용 전압 제어 장치

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