KR20200111246A - 에너지 인터넷 시스템, 에너지 라우팅 변환 장치 및 에너지 제어 방법 - Google Patents

에너지 인터넷 시스템, 에너지 라우팅 변환 장치 및 에너지 제어 방법 Download PDF

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Abstract

에너지 정보 분야와 관련된 에너지 인터넷 시스템, 에너지 라우팅 변환 장치 및 에너지 제어 방법이 제공된다. 에너지 인터넷 시스템의 교류(AC) 측 에너지 라우팅 변환 장치(110)는 복수의 제1 라우트 포트를 포함하고, 직류(DC) 측 에너지 라우팅 변환 장치(120)는 복수의 제2 라우트 포트를 포함하며, 각각의 제2 라우트 포트는 대응하는 DC 버스 바(bus bar)에 의해 대응하는 제1 라우트 포트에 연결된다. 복수의 에너지 장치(130)는 대응하는 제1 AC/DC 컨버터 또는 제1 DC 컨버터에 의해 DC 버스 바에 연결된다. 상기 AC측 에너지 라우팅 변환 장치(110) 및 상기 DC측 에너지 라우팅 변환 장치(120)는 상기 에너지 장치(130)의 에너지 정보를 수집하고, 에너지 균형 제약 조건(energy balance constraint conditions)에 기초하여 상기 에너지 장치(130)의 에너지를 조정한다. 이는 에너지 인터넷 시스템의 에너지 교환의 균형 잡힌 운영을 달성하고 시스템의 안정성을 보장한다.

Description

에너지 인터넷 시스템, 에너지 라우팅 변환 장치 및 에너지 제어 방법
본 출원은 2018년 2월 2일에 출원된 중국 특허 출원 번호 201810108480.1에 기초하고 우선권을 주장하며, 그 전체가 여기에서 참조로 포함된다.
본 발명은 에너지 정보 분야에 관한 것으로, 특히 에너지 인터넷 시스템, 에너지 라우팅 변환 장치 및 에너지 제어 방법에 관한 것이다.
발전 에너지, 풍력 등과 같은 새로운 에너지의 광범위한 적용 및 광발전 공조 및 전기 자동차의 급속한 발전과 함께, 청결 및 지능화가 발전, 에너지 저장, 전력 소비 및 그리드에서 형성되어 직류(DC) 에너지 시스템의 인기와 개발을 촉진한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 에너지 인터넷 시스템, 에너지 라우팅 변환 장치 및 에너지 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 에너지 인터넷 시스템이 제공되며, 이는 복수의 제1 라우트 포트를 포함하는 교류(AC) 측 에너지 라우팅 변환 장치; 복수의 제2 라우트 포트를 포함하는 직류(DC) 측 에너지 라우팅 변환 장치-상기 복수의 제2 라우트 포트 각각은 대응하는 DC 버스 바(bus bar)에 의해 대응하는 제1 라우트 포트에 연결된다-; 및 각각이 대응하는 제1 AC/DC 컨버터 또는 제1 DC/DC 컨버터를 통해 상기 DC 버스 바에 연결된 복수의 에너지 장치를 포함하고, 상기 AC측 에너지 라우팅 변환 장치 및 상기 DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 상기 복수의 에너지 장치의 에너지 정보를 수집하고, 에너지 균형 제약 조건(energy balance constraint conditions)에 기초하여 상기 복수의 에너지 장치 각각의 에너지를 조정한다.
일부 실시예에서, AC측 에너지 라우팅 변환 장치는 상기 AC 분산 전력 그리드(distribution power grid) 장치에 액세스하도록 설정된 AC 액세스 터미널을 더 포함하고; 상기 DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 제2 DC/DC 컨버터를 통해 DC 분산 전력 그리드 장치에 액세스하도록 설정된 DC 액세스 터미널을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 AC측 에너지 라우팅 변환 장치는 AC측 에너지 라우터이고; 상기 DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 DC측 에너지 라우터이다.
일부 실시예에서, 상기 AC측 에너지 라우팅 변환 장치는 복수의 제3 AC/DC 컨버터를 포함하고; 상기 복수의 제3 AC/DC 컨버터의 일단은 서로 연결되고, 상기 복수의 제3 AC/DC 컨버터 각각의 타단은 제1 라우트 포트로 사용되며; 상기 DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 복수의 제3 DC/DC 컨버터를 포함하고; 상기 복수의 제3 DC/DC 컨버터의 일단은 서로 연결되고, 상기 복수의 제3 DC/DC 컨버터의 각각의 타단은 제2 라우트 포트로 사용된다.
일부 실시예에서, 복수의 에너지 장치의 에너지 정보 및 상기 AC 분산 전력 그리드 장치의 에너지 정보를 수집한 후, 상기 AC측 에너지 라우팅 변환 장치는 상기 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 상기 복수의 에너지 장치의 에너지 및 상기 AC 분산 전력 그리드 장치의 에너지를 조정한다.
일부 실시예에서, 복수의 에너지 장치의 에너지 정보 및 상기 DC 분산 전력 그리드 장치의 에너지를 수집한 후, 상기 DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 상기 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 상기 복수의 에너지 장치의 에너지 및 상기 DC 분산 전력 그리드 장치의 에너지를 조정한다.
일부 실시예에서, 상기 에너지 장치는 에너지 저장 장치, 전력 소비 장치 및 발전 장치 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 각각의 에너지 장치는 거동 특성(behavior characteristic)을 갖는다.
일부 실시예에서, 상기 에너지 정보는 전압 파라미터, 전류 파라미터, 전력 파라미터 및 전기량 파라미터를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 에너지 라우팅 변환 장치가 제공되며, 이는 복수의 에너지 장치의 에너지 정보를 수집하도록 설정된 에너지 수집 유닛과 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 상기 복수의 에너지 장치 각각의 에너지를 조절하도록 설정된 에너지 분산 유닛을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 에너지 수집 유닛은 분산 전력 그리드 장치의 에너지 정보를 더 수집하도록 설정되고; 상기 에너지 분산 유닛은 상기 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 상기 분산 전력 그리드 장치의 에너지 및 상기 복수의 에너지 장치의 에너지를 더 조정하도록 설정된다.
일부 실시예에서, 상기 에너지 수집 유닛은 각 DC 버스 바의 에너지 정보를 더 수집하도록 설정되고; 상기 에너지 분산 유닛은 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 각 DC 버스 바의 에너지를 더 조정하도록 설정된다.
일부 실시예에서, 에너지 정보는 전압 파라미터, 전류 파라미터, 전력 파라미터 및 전기량 파라미터를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 에너지 장치는 에너지 저장 장치, 전력 소비 장치 및 발전 장치 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 에너지 균형 제약 조건은 다음을 포함한다: 상기 발전 장치, 상기 에너지 저장 장치, 상기 전력 소비 장치 및 상기 분산 전력 그리드 장치의 상기 전압 파라미터, 상기 전류 파라미터, 상기 전력 파라미터 및 상기 전기량 파라미터는 각각의 임계 값 범위 내에 있다.
일부 실시예에서, 상기 에너지 균형 제약 조건은 다음을 더 포함한다: 상기 발전 장치, 상기 에너지 저장 장치, 상기 전력 소비 장치 및 상기 분산 전력 그리드 장치의 전력의 합이 0이고; 상기 발전 장치, 상기 에너지 저장 장치, 상기 전력 소비 장치 및 상기 분산 전력 그리드 장치의 전류의 합은 0이다.
일부 실시예에서, 상기 에너지 균형 제약 조건은 다음을 더 포함한다 : 모든 DC 버스 바의 전력의 합은 0이고; 모든 DC 버스 바의 전류의 합은 0이다.
일부 실시예에서, 발전 장치의 전력 파라미터는 발전 장치의 전압 파라미터, 전류 파라미터 및 특성 파라미터와 관련되고; 에너지 저장 장치의 전력 파라미터는 에너지 저장 장치의 전압 파라미터, 전류 파라미터, 온도 파라미터 및 용량 파라미터와 관련되고; 전력 소비 장치의 전력 파라미터는 전력 소비 장치의 전압 파라미터 및 전류 파라미터와 관련되고; 분산 전력 그리드 장치의 전력 파라미터는 분산 전력 그리드 장치의 전압 파라미터, 전류 파라미터 및 역률 파라미터와 관련된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 에너지 제어 방법이 제공되며, 이는 복수의 에너지 장치의 에너지 정보를 수집하는 단계; 및 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 복수의 에너지 장치 각각의 에너지를 조정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 에너지 제어 방법은 분산 전력 그리드 장치의 에너지 정보를 수집하는 단계; 및 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 분산 전력 그리드 장치의 에너지 및 복수의 에너지 장치의 에너지를 조정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 에너지 제어 방법은 각 DC 버스 바의 에너지 정보를 수집하는 단계; 및 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 각 DC 버스 바의 에너지를 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 에너지 라우팅 변환 장치가 제공되고, 이는 메모리, 및 상기 메모리에 연결되고 상기 메모리에 저장된 명령에 기초하여 상기 에너지 제어 방법을 실행하도록 설정된 프로세서를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공되고, 상기 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 그 위에 저장된 컴퓨터 프로그램 명령을 가지며, 컴퓨터 프로그램 명령은 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서가 상기 에너지 제어 방법의 단계를 구현하도록 한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 실시예들을 설명하고, 명세서와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된다.
첨부된 도면을 참조하면, 본 발명은 다음의 상세한 설명으로부터 더 명확하게 이해될 수 있다:
도 1은 본 발명의 에너지 인터넷 시스템의 일부 실시예를 예시하는 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 에너지 인터넷 시스템의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 발명의 에너지 인터넷 시스템의 또 다른 실시예를 예시하는 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 발명의 에너지 인터넷 시스템의 또 다른 실시예를 예시하는 개략적인 구조도이다.
도 5는 본 발명의 에너지 인터넷 시스템의 또 다른 실시예를 예시하는 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 발명의 에너지 라우팅 변환 장치의 일부 실시예의 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 발명의 에너지 제어 방법의 일부 실시예를 예시하는 개략적인 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 에너지 제어 방법의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 에너지 제어 방법의 또 다른 실시예를 예시하는 개략적인 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예의 에너지 라우팅 변환 장치를 예시하는 개략적인 구조도이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예의 에너지 라우팅 변환 장치를 예시하는 개략적인 구조도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명한다. 달리 명시되지 않는 한, 이들 실시예에서 설명된 구성 요소 및 단계의 상대적인 배열, 수치 표현 및 값은 본 개시의 범위를 제한하지 않는다는 점에 유의해야 한다.
또한, 설명의 편의를 위해, 첨부된 도면에 도시된 부분의 치수는 실제 비례와 일치하지 않음을 이해해야 한다.
적어도 하나의 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명은 사실상 단지 예시적인 것이며 본 개시 및 본 개시의 적용 또는 사용에 대한 어떠한 제한도 구성하지 않는다.
관련 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 기술, 방법 및 장치는 상세하게 논의되지 않을 수 있지만, 적절한 기술, 방법 및 장치가 허용된 명세서의 일부로 간주될 것이다.
본 명세서에 나타내고 논의된 모든 실시예에서, 임의의 특정 값은 제한이 아닌 단지 예로서 해석되어야 한다. 따라서 예시적인 실시예의 다른 예는 상이한 값을 가질 수 있다.
유사한 참조 번호 및 문자는 다음 도면에서 유사한 용어를 나타내므로, 특정 용어가 도면 중 하나에서 정의되면 후속 도면에서 추가 논의가 필요하지 않다는 점에 유의해야 한다.
본 개시의 목적, 기술적 옵션 및 이점을 더 명확하고 더 잘 이해하기 위해, 본 개시의 세부 사항이 첨부된 도면을 참조하여 특정 실시예와 결합하여 추가로 제공된다.
도 1은 본 발명의 에너지 인터넷 시스템의 일부 실시예의 개략적인 구조도이다. 에너지 인터넷 시스템은 교류(AC)측 에너지 라우팅 변환 장치(110), 직류(DC)측 에너지 라우팅 변환 장치(120) 및 복수의 에너지 장치(130)를 포함한다.
AC측 에너지 라우팅 장치(110)는 AC 전압을 DC 전압으로 변환할 수 있으며, 에너지 정보 수집 및 정보 라우팅 기능도 구현할 수 있다. DC측 에너지 라우팅 장치(120)는 하나의 DC 전압 값을 다른 DC 전압 값으로 변환하고, 에너지 정보 수집 및 정보 라우팅의 기능을 구현할 수 있다.
AC측 에너지 라우팅 변환 장치(110)는 복수의 제1 라우트 포트를 포함하고; DC측 에너지 라우팅 변환 장치(120)는 복수의 제2 라우트 포트를 포함하며; 제1 라우트 포트의 개수는 제2 라우트 포트의 개수와 동일하고; 각각의 제2 라우트 포트는 대응하는 DC 버스 바에 의해 대응하는 제1 라우트 포트에 연결된다. 도 1에서, 단지 2 개의 제1 라우트 포트와 2 개의 제2 라우트 포트가 도시된다. 즉, 2 차원 에너지 인터넷 시스템이 도시된다. 당업자는 더 높은 차원의 에너지 인터넷 시스템이 실제 조건에 따라 제공될 수 있음을 이해해야 한다.
에너지 장치(130)는 에너지 저장 장치, 전력 소비 장치 또는 발전 장치 등일 수 있다. 에너지 장치 (130)는 대응하는 제1 AC/DC 컨버터 또는 제1 DC/DC 컨버터에 의해 DC 버스 바에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 에너지 장치(130)가 에너지 저장 장치인 경우, 에너지 장치 (130)는 DC/DC 컨버터에 의해 DC 버스 바에 연결될 수 있다. 에너지 장치(130)가 AC 전력 소비 장치인 경우, 이는 DC/AC 컨버터에 의해 DC 버스 바에 연결된다. 에너지 장치(130)가 주방 기기와 같은 DC 전력 소비 장치인 경우, 이는 DC/DC 컨버터에 의해 DC 버스 바에 연결된다. 에너지 장치(130)가 조명 장치와 같은 저전압 DC 전력 소비 장치인 경우, 에너지 장치(130)는 저전압 DC 전력 소비의 안전성을 보장하기 위해 DC/DC 컨버터를 통해 DC 버스 바에 다시 연결될 수 있다. 에너지 장치(130)가 분산 풍력 터빈 어셈블리와 같은 발전 장치인 경우, 에너지 장치(130)는 AC/DC 컨버터를 통해 DC 버스 바에 연결된다. 에너지 장치(130)가 광발전 배터리 어셈블리인 경우, 에너지 장치(130)는 DC/DC 컨버터를 통해 DC 버스 바에 연결된다. 물론, 발전 장치는 다른 청정 에너지원일 수도 있으며, 대응하는 DC/DC 컨버터 또는 AC/DC 컨버터를 통해 DC 버스 바에 연결된다. 각 레벨의 버스 바 전압 값은 다른 DC 전압 레벨로 정의될 수 있다.
AC측 에너지 라우팅 장치(110), DC측 에너지 라우팅 장치(120) 및 복수의 에너지 장치(130) 사이의 정보 교환을 위해 마스터리스(masterless) 통신이 사용될 수 있다.
전술한 실시예에서, AC측 에너지 라우팅 변환 장치(110) 및 DC측 에너지 라우팅 변환 장치(120)는 각 에너지 장치(130)의 에너지 정보를 수집하고 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 각 에너지 장치(130)의 에너지를 조정한다. 이에 따라, 에너지 인터넷 시스템의 에너지 교환의 균형 잡힌 운영을 실현한다.
본 개시 내용의 다른 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, AC측 에너지 라우팅 변환 장치(110)는 AC 분산 전력 그리드 장치(140)에 액세스하도록 설정된 AC 액세스 터미널을 더 포함하고; DC측 에너지 라우팅 변환 장치(120)는 제2 DC/DC 변환기를 통해 DC 분산 전력 그리드 장치(150)에 액세스하도록 설정된 DC 액세스 터미널을 더 포함한다. 즉, 본 개시의 에너지 인터넷 시스템은 그리드 연결 모드 또는 아일랜드 모드로 동작할 수 있다.
일부 실시예에서, 에너지 인터넷 시스템이 AC 분산 전력 그리드 장치(140)를 포함하는 경우, AC측 에너지 라우팅 변환 장치(110)는 에너지 장치(130) 및 AC 분산 전력 그리드 장치(140)의 에너지 정보를 수집한 후 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 에너지 장치(130)의 에너지 및 AC 분산 전력 그리드 장치(140)의 에너지를 조정한다.
다른 실시예에서, 에너지 인터넷 시스템이 DC 분산 전력 그리드 장치(150)를 포함하는 경우, 에너지 장치(130) 및 DC 분산 전력 그리드 장치(150)의 에너지 정보를 수집한 후, DC측 에너지 라우팅 변환 장치(120)는 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 에너지 장치(130)의 에너지 및 DC 분산 전력 그리드 장치(150)의 에너지를 조정한다.
도 4는 본 발명의 에너지 인터넷 시스템의 또 다른 실시예의 개략적인 구조도이다. AC측 에너지 라우팅 변환 장치는 AC측 에너지 라우터(410)이고; DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 DC측 에너지 라우터(420)이다. 에너지 관점에서, 에너지 라우터는 에너지 인터넷 시스템의 전기 에너지 수급 균형을 유지할 수 있으며, 이에 따라 에너지 전송 방향을 자율적으로 라우팅하고 에너지의 자유 분배를 실현할 수 있다. 이 실시예는 3차원 에너지 인터넷 시스템을 예로 들어 설명한다.
AC측 에너지 라우터(410)의 3개의 제1 라우트 포트는 DC 버스바에 의해 DC측 에너지 라우터(420)의 3개의 제2 라우트 포트에 각각 연결된다. 전력 소비 장치(430)가 DC 로드인 경우, 전력 소비 장치(430)는 DC/DC 컨버터에 의해 DC 버스바의 노드
Figure pct00001
에 연결될 수 있다. 전력 소비 장치(430)가 AC 로드이면, 전력 소비 장치(430)는 DC/AC 컨버터에 의해 DC 버스바의 노드
Figure pct00002
에 연결될 수 있다. 전력 소비 장치(430)는 거동 특성(behavior characteristics)을 갖는다. 즉, 전력 소비 장치(430)는 동작 상태 파라미터뿐만 아니라 전압 파라미터, 전류 파라미터, 전력 파라미터, 전력량 파라미터 등의 에너지 파라미터를 실시간으로 수집할 수 있으며, 파라미터를 보고하고, 시스템에서 발행된 명령을 받을 수 있다. 에너지 저장 장치(440)는 DC/DC 컨버터에 의해 DC 버스 바의 노드
Figure pct00003
에 연결될 수 있고, 발전 장치(450)는 DC/DC 컨버터에 의해 DC 버스 바의 노드
Figure pct00004
에 연결될 수있다. 도면에서 DC 버스 바의 노드
Figure pct00005
Figure pct00006
및
Figure pct00007
는 도 4에 도시되지 않은, 대응하는 에너지 장치에 연결될 수도 있다.
AC측 에너지 라우터(410)의 AC 액세스 터미널은 AC 분산 전력 그리드 장치(460)에 액세스할 수 있고, DC측 에너지 라우터(420)는 DC/DC 컨버터를 통해 DC 분산 전력 그리드 장치(470)에 액세스할 수 있다. AC측 에너지 라우터(410)는 또한 AC 분산 전력 그리드로부터 분리될 수 있고, DC측 에너지 라우터(420)는 DC 분산 전력 그리드로부터 분리될 수있다. 즉,이 실시예의 다차원 에너지 인터넷 시스템은 AC 및 DC 이중 루프 네트워크 시스템, 이중 폐쇄 루프, AC 단일 루프 네트워크 또는 DC 단일 루프 네트워크의 모드로 동작할 수 있다.
일부 실시예에서, AC측 에너지 라우터(410)는 전력 소비 장치(430), 에너지 저장 장치(440), 발전 장치(450) 및 AC 분산 전력 그리드 장치(460)의 에너지 정보를 수집하고, 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 전력 소비 장치(430)의 에너지, 에너지 저장 장치(440)의 에너지, 발전 장치(450)의 에너지 및 AC 분산 전력 그리드 장치(460)의 에너지를 각각 조정한다. 시스템의 변환 손실 및 기타 손실이 무시된 조건 하에서, 에너지 흐름의 한 방향이 설정되고, 에너지 균형 관계가 DC 버스 바의 연결 지점에 존재해야 하며, 전력 소비 장치(430), 에너지 저장 장치(440), 발전 장치(450) 및 AC 분산 전력 그리드 장치(460)는 AC측 에너지 라우터(410)의 독립적인 제어 요구에 따라 자율 스케줄링 응답에 참여할 수 있다.
에너지 균형 제약 조건은 전력 소비 장치(430), 에너지 저장 장치(440), 발전 장치(450) 및 AC 분산 전력 그리드 장치(460)의 전압 파라미터, 전류 파라미터, 전력 파라미터 및 전기량 파라미터가 각각 임계 범위 내에 있는 것을 포함하고, 이는 전력 소비 장치(430), 에너지 저장 장치(440), 발전 장치(450) 및 AC 분산 전력 그리드 장치(460)의 전력의 합이 0이고 전류의 합계도 0이다. 또한, 3차원 에너지 인터넷 시스템의 경우, 3개의 DC 버스 바의 전력 합계와 전류 합계는 모두 0이다.
일부 실시예에서, DC측 에너지 라우터(420)는 전력 소비 장치(430), 에너지 저장 장치(440), 발전 장치(450) 및 DC 분산 전력 그리드 장치(470)의 에너지 정보를 수집하고, 전력 소비 장치(430)의 에너지, 에너지 저장 장치(440)의 에너지, 발전 장치(450)의 에너지 및 DC 분산 전력 그리드 장치(470)의 에너지를 각각 이전 실시예의 그것과 유사하게 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 조정한다.
상기 실시예들에서, 본 발명은 3 차원 에너지 인터넷 시스템에서 구성 요소들의 연결 관계 및 정보 교환을 통해, 에너지 인터넷 시스템 아키텍쳐 하에서 발전 장치, 에너지 저장 장치, 전력 소비 장치 및 분산 전력 그리드 장치의 자율 제어, 안정된 운영 및 경제적 스케줄링을 달성한다.
또한, 원래 차원의 에너지 인터넷 시스템에 1차원 에너지 인터넷 시스템이 추가되면, 라우터가 실시간으로 에너지를 스케줄링할 수 있으므로, 각 장치 자체가 전력 소비 수요에 대응할 수 있으므로, 시스템이 에너지 균형에 신속하게 도달하고, 이에 따라 시스템의 신뢰성있고 안전하게 작동하는 것을 보정하며, 시스템의 순환 문제를 줄인다.
도 5는 본 개시의 에너지 인터넷 시스템의 또 다른 실시예를 예시하는 개략적인 구조도이다. 실시예는 3차원 에너지 인터넷 시스템을 예로 들어 설명된다. AC측 에너지 라우팅 변환 장치는 3개의 제3 AC/DC 컨버터(510, 511, 512)를 포함하고, DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 3 개의 제3 DC/DC 컨버터(520, 521 및 522)를 포함한다. 제3 AC/DC 컨버터(510)의 제1 단부, 제3 AC/DC 컨버터(511)의 제1 단부 및 제3 AC/DC 컨버터(512)의 제1 단부는 PC 노드에 연결되고; 제3 DC/DC 컨버터(520)의 제1 단부, 제3 DC/DC 컨버터(521)의 제1 단부 및 제3 DC/DC 컨버터(522)의 제1 단부는 DPC 노드에 연결된다. 각 제3 AC/DC 컨버터의 제2 단부는 제1 라우트 포트로서 기능하고, 각 제3 DC/DC 컨버터의 제2 단부는 제2 라우트 포트로서 기능한다. 즉, 제3 AC/DC 컨버터(510)의 제2 단부는 DC 버스 바에 의해 제3 DC/DC 컨버터(520)의 제2 단부에 연결되고; 제3 AC/DC 컨버터(511)의 제2 단부는 DC 버스 바에 의해 제3 DC/DC 컨버터(521)의 제2 단부에 연결되고; 제3 AC/DC 컨버터(512)의 제2 단부는 DC 버스 바에 의해 제3 DC/DC 컨버터(522)의 제2 단부에 연결된다. AC 분산 전력 그리드 장치(460)는 PC 노드에 연결되고, DC 분산 장치(470)는 DPC 노드에 연결된다. 전력 소비 장치(430), 에너지 저장 장치(440) 및 발전 장치(450) 간의 연결 관계는 도 4에 도시 된 연결 관계와 동일하다.
이 실시예에서, 제3 AC/DC 컨버터(510, 511, 512) 및 제3 DC/DC 컨버터(520, 521, 522)는 자체 센서 및 계측 요소를 통해 또는 외부의 추가 전력 미터를 통해 구성 요소의 동작 상태 및 에너지를 모니터링할 수 있으며, 이에 따라 모든 차원 간, 모든 에너지 장치 간 및 모든 분산 전력 그리드 장치 간의 에너지 균형을 실현한다.
모든 변환기들 사이에 마스터리스 통신이 있을 수 있다. 다차원 시스템은 AC 및 DC 상호 연결의 네트워킹 모드와 마스터리스 스케줄링 모드를 채택하기 때문에, 시스템의 단일 차원 시스템 각각은 동등하고 병렬적인 아키텍쳐이고, 이는 분산 시스템의 "플러그 앤 플레이"도 용이하게 하며, 에너지의 자유 분산, 협력적 상보성 및 통합된 균형 동작을 달성한다.
도 6은 본 개시의 에너지 라우팅 변환 장치의 일부 실시예를 예시하는 개략적인 구조도이다. 에너지 라우팅 변환 장치는 AC측 에너지 라우팅 변환 장치 또는 DC측 에너지 라우팅 변환 장치일 수 있다. 에너지 라우팅 변환 장치는 에너지 수집 유닛(610) 및 에너지 분산 유닛(620)를 포함한다. 에너지 수집 유닛(610)은 에너지 분산 유닛(620)에 전기적으로 연결된다. 에너지 수집 유닛(610)은 전력계 또는 센서로 구현될 수 있다. 에너지 분산 유닛(620)은 컨트롤러에 의해 구현될 수있다. 컨트롤러는 PLC, 집적 회로, 관련 구성 요소 등으로 구성된 특정 하드웨어 장치일 수 있다.
에너지 수집 유닛(610)은 복수의 에너지 장치의 에너지 정보를 수집하도록 설정된다. 에너지 정보는 전압 파라미터, 전류 파라미터, 전력 파라미터 및 전기량 파라미터를 포함한다. 에너지 분산 유닛(620)은 에너지 균형 제약 조건에 따라 각 에너지 장치의 에너지를 조절하여 장치들 간의 에너지 균형을 실현하도록 설정된다.
일부 실시예에서, 에너지 인터넷 시스템이 분산 전력 그리드 장치를 포함하는 경우, 에너지 수집 유닛(610)은 분산 전력 그리드 장치의 에너지 정보를 추가로 수집하도록 설정되고, 에너지 분산 유닛(620)은 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 분산 전력 그리드 장치의 에너지 및 에너지 장치의 에너지를 조정하도록 설정된다.
일부 실시예에서, 다차원 에너지 인터넷 시스템의 경우, 에너지 수집 유닛(610)은 각 DC 버스 바의 에너지 정보를 추가로 수집하도록 설정되고, 에너지 분산 유닛(620)은 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 각 DC 버스 바의 에너지를 추가로 조정하도록 설정되며, 이에 따라 에너지 인터넷 시스템의 모든 차원들 간 에너지 균형을 실현한다.
일부 실시예에서, 에너지 균형 제약 조건은 발전 장치, 에너지 저장 장치, 전력 소비 장치 및 분산 전력 그리드 장치의 전압 파라미터
Figure pct00008
, 전류 파라미터
Figure pct00009
, 전력 파라미터
Figure pct00010
및 전기량 파라미터
Figure pct00011
가 각 임계 값 범위 내에 있는 것을 포함한다. 즉, 에너지 인터넷 시스템의 발전 장치, 에너지 저장 장치, 전력 소비 장치 및 분산 전력 그리드 장치는 다음 식에 도시된 바와 같이 각각 자체의 여분 범위(redundancy range) 내에서 동작한다.
Figure pct00012
여기서,
Figure pct00013
및
Figure pct00014
는 각각 안정적인 동작 상태에 있는 발전 장치, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치의 전압 파라미터
Figure pct00015
, 전류 파라미터
Figure pct00016
, 전력 파라미터
Figure pct00017
및 전력량 파라미터
Figure pct00018
의 값이다.
Figure pct00019
및
Figure pct00020
는 발전 장치, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치 각각의 전압 파라미터
Figure pct00021
, 전류 파라미터
Figure pct00022
, 전력 파라미터
Figure pct00023
및 전력량 파라미터
Figure pct00024
의 최소값이다. 그리고,
Figure pct00025
및
Figure pct00026
는 발전 장치, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치 각각의 전압 파라미터
Figure pct00027
, 전류 파라미터
Figure pct00028
, 전력 파라미터
Figure pct00029
및 전력량 파라미터
Figure pct00030
의 최대값이다.
즉, 발전 장치의 전력 파라미터는
Figure pct00031
이다. 즉, 발전 장치의 전력 파라미터는 전압 파라미터, 전류 파라미터, 특성 파라미터와 관련된다. 다양한 유형의 새로운 에너지 발전 장치는 특성 파라미터가 다르다. 예를 들어, 광전지 특성 파라미터는 조명 파라미터를 포함하고 ,풍력 특성 파라미터는 속도 및 기타 파라미터를 포함한다.
에너지 저장 장치의 전력 파라미터는
Figure pct00032
이다. 즉, 에너지 저장 장치의 전력 파라미터는 전압 파라미터, 전류 파라미터, 온도 파라미터 및 용량 파라미터와 관련된다. 배터리와 같은 에너지 저장 장치에 대하여, soc는0 내지 1 범위의 값으로 배터리의 충전 상태를 나타낸다. soc=0는 배터리가 완전히 방전되었음을 나타내고, soc=1은 배터리가 완전히 충전되었음을 나타낸다. soh는 배터리의 건강 상태, 즉 정격 용량에 대한 최대 방전 용량의 비율을 나타낸다. 새로 배송된 배터리의 경우 100 %이고, 폐기된 배터리의 경우 0 %이다.
전력 소비 장치의 전력 파라미터는
Figure pct00033
이다. 즉, 전력 소비 장치의 전력 파라미터는 전압 파라미터 및 전류 파라미터와 관련된다.
분산 전력 그리드 장치의 전력 파라미터는
Figure pct00034
이다. 즉, 분산 전력 그리드 장치의 전력 파라미터는 전압 파라미터, 전류 파라미터 및 역률 파라미터와 관련된다.
1차원 에너지 인터넷 시스템의 경우, 시스템의 에너지 균형은
Figure pct00035
를 충족해야 하며, 여기서
Figure pct00036
는 DC 버스 바의 전압을 나타내고,
Figure pct00037
는 DC 버스 바의 기준 전압을 나타내며; 발전 장치, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치의 전력 파라미터
Figure pct00038
의 합은 0, 즉
Figure pct00039
이다. 또한, 발전 장치, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치의 전류 파라미터
Figure pct00040
의 합은 0,
Figure pct00041
이다. 또한, 시스템의 에너지 균형은
Figure pct00042
를 충족하며,
Figure pct00043
는 발전 장치의 전압을 나타내고,
Figure pct00044
는 에너지 저장 장치의 전압을 나타낸다.
시스템의 에너지가 변하면, 발전 장치, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치는 모두 에너지 규제에 참여할 수 있다. 에너지가 변한 후, 시스템은 안정적으로 유지된다. 즉, 에너지는 균형을 유지하고 버스 바의 전압은 일정하게 유지된다.
다차원 에너지 인터넷 시스템이 운영 중일 때, 빛이 갑자기 증가하면, 새로운 에너지의 발전량이 갑자기 증가하고, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치를 포함하는 장치들은 모두 허용 가능한 여분 범위를 벗어난다. 이러한 장치가 과량의 에너지를 소비할 수 없는 경우, 이들은 제한된 전력으로 작동해야 한다. 고립 모드에서 작동할 때, 분산 전력 그리드의 허용 여분 용량은 0이다. 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 다차원 시스템이 작동 중일 때, 시스템
Figure pct00045
이 상기와 같은 상황을 경험하면 과량의 에너지는 소비할 시스템
Figure pct00046
또는 시스템
Figure pct00047
로 자유롭게 분산될 수 있고, 복수의 시스템이 서로 협력할 수 있다. 유사하게, 1차원 시스템의 에너지가 불충분하면, 1차원 시스템은 버스 바에 연결된 다른 시스템의 나머지 에너지를 자유롭게 얻을 수 있다.
모든 DC 버스 바의 전력의 합은 0, 즉 에너지 인터넷 시스템의 모든 차원의 전력의 합이 0이고,
Figure pct00048
가 만족되며, 여기서
Figure pct00049
이며, 및
Figure pct00050
는 에너지 인터넷 시스템 자체의 각 차원의 발전 시스템, 에너지 저장 시스템, 전력 소비 시스템에 따라 구성된 실시간 함수이며, 다차원 시스템의 직접적인 상호 작용 및 스케줄링 대상이다. 또한 모든 DC 버스 바의 전류의 합은 0, 즉 에너지 인터넷 시스템의 모든 차원의 전류의 합이 0이며,
Figure pct00051
가 만족된다.
시스템에 포함된 발전 장치의 부하, 에너지 저장 장치의 부하, 분산 전력 그리드 장치의 부하 및 전력 소비 장치의 부하가 그들 자체의 허용 여분 용량 이내에 있어야 하므로, 각 차원의 발전 장치, 에너지 저장 장치, 전력 소비 장치 및 분산 전력 그리드 장치의 전압 파라미터
Figure pct00052
, 전류 파라미터
Figure pct00053
, 전력 파라미터
Figure pct00054
및 전력량 파라미터
Figure pct00055
는 다음 조건을 충족해야 한다:
Figure pct00056
여기서,
Figure pct00057
및
Figure pct00058
는 동일한 차원에서 각각 안정적으로 작동하는 발전 장치, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치의 전압 파라미터
Figure pct00059
, 전류 파라미터
Figure pct00060
, 전력 파라미터
Figure pct00061
및 전력량 파라미터의
Figure pct00062
의 값이다.
Figure pct00063
및
Figure pct00064
는 동일한 차원에서 각각의 발전 장치, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치의 전압 파라미터
Figure pct00065
, 전류 파라미터
Figure pct00066
, 전력 파라미터
Figure pct00067
및 전력량 값의
Figure pct00068
의 최소값이다. 그리고,
Figure pct00069
Figure pct00070
및
Figure pct00071
는 동일한 차원에서 각각의 발전 장치, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치의 전압 파라미터
Figure pct00072
, 전류 파라미터
Figure pct00073
, 전력 파라미터
Figure pct00074
및 전력량 값의
Figure pct00075
의 최대값이다.
또한, 시스템의 에너지 균형은
Figure pct00076
를 충족해야 하며, 여기서
Figure pct00077
는 DC 버스 바의 전압을 나타내고,
Figure pct00078
는 DC 버스 바의 기준 전압을 나타내며; 동일한 차원에서 발전 장치, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치의 전력 파라미터
Figure pct00079
의 합은 0, 즉
Figure pct00080
이다. 또한, 동일한 차원에서 발전 장치, 에너지 저장 장치, 분산 전력 그리드 장치 및 전력 소비 장치의 전류 파라미터
Figure pct00081
의 합은 0,
Figure pct00082
이다. 또한, 시스템의 에너지 균형은
Figure pct00083
를 충족하며,
Figure pct00084
는 한 차원에서 발전 장치의 전압을 나타내고,
Figure pct00085
는 한 차원에서 에너지 저장 장치의 전압을 나타낸다.
다차원 시스템이 정상적으로 작동할 때, 버스 바의 전압은 일정하며, 1차원 시스템을 켜거나 끄는 것은 다차원 시스템의 정상적인 작동에 영향을 주지 않는다. 다차원 시스템에서 단일 차원 시스템은 각각 자율 제어 능력을 가진 병렬적이고 독립적인 각각이며 마스터리스 통신을 통해 서로 통신하고, 에너지 데이터는 실시간 제어 및 스케줄링에 포함될 수 있다.
특정 실시예에서, 1차원 에너지 인터넷 시스템의 경우, 시스템 내 발전 장치의 정격 전력, 에너지 저장 장치의 정격 전력, 분산 전력 그리드 장치의 정격 전력 및 전력 소비 장치의 정격 전력은 1 : 1 : 1 : 3의 극단적인 아키텍처로 설정될 수 있다. 세부 사항은 다음과 같다:
발전 장치는 광전지이고, 그 정격 전력은 5kW이고; 에너지 저장 장치의 정격 충방전 전력은 5kW이고 용량은 20kwh(4시간동안 방전)이다. 전력그리드 측의 정격 동작 전력은 5kW이고; 전력 소비 장치의 정격 소비 전력은 15kW이다.
발전 장치, 에너지 저장 장치 및 분산 전력 그리드 장치는 모두 에너지 인터넷 시스템이 최대 부하에서 작동할 때 최대 전력 출력을 제공한다. 광전지 전력이 3kW 감소되면, 제약 조건을 만족시키기 위해 전력 소비 장치는 에너지 균형 관계를 충족시키기 위해 자체적으로 소비 전력을 3kW 감소하도록 조절할 수 있다. 전력 소비 장치의 전력이 원래의 에너지 균형을 깨고 3kW 감소되면, 광전지 발전 장치, 에너지 저장 장치 및 분산 전력 그리드 장치는 1:1:1의 구성 관계에 따라 자율적으로 조정(발전 장치, 에너지 저장 장치 및 분산 전력 그리드 장치의 전력은 각각 1kW 씩 감소)되거나 특정 조정 비율에 따라 자율적으로 조정된다. 극한 조절 모드는 단일 에너지 조절이다. 예를 들어, 전력 소비 장치의 전력이 3kW 감소하면, 분산 전력 그리드 장치의 전력만 3kW 감소시켜 조절을 달성한다; 전력 그리드의 출력이 제약 조건을 충족하지 않을 때까지 전력 소비 장치의 전력이 감소하면 전기 분산 장치의 에너지가 조절되지 않는다. 이 경우, 시스템에 의해 설정된, 광전지 발전 장치의 전력은 5kW이고; 에너지 저장 장치의 전력은 5kW이며, 전기 부하의 전력은 10kW로, 이는 발전 장치, 에너지 저장 장치 및 전력 소비 장치가 아일랜드 모드의 극한 제한인 1:1:2에 따라 구성되어 있음을 의미한다. 마찬가지로 광전지 에너지 또는 부하 에너지가 바뀌는 경우, 설명된 에너지 균형 관계에 기초하여 설정된 비율 또는 특정 조절 방식에 따라 조절이 수행된다.
시스템 내의 발전 장치, 에너지 저장 장치, 전력 소비 장치 및 분산 전력 그리드 장치의 구성 요소의 에너지가 변경되면, 나머지 구성 요소는 미리 설정된 조절 모드에 따라 조정된다. 시스템의 여러 구성 요소의 에너지가 동시에 변경되면, 규칙에 따라 조절이 중첩될 수 있다. 시스템이 고립 모드에서 작동하는 경우,
Figure pct00086
이다.
다차원 에너지 인터넷 시스템에 대하여, 도 4 및 도 5에서 3차원 시스템에 의해 도시된 바와 같이, 시스템
Figure pct00087
, 시스템
Figure pct00088
및 시스템
Figure pct00089
는 모두 정상적이고 독립적으로 작동한다. 시스템에 대한 실시간 모니터링에서 알 수 있는 바와 같이, 시스템
Figure pct00090
의 에너지는 갑자기 10kW까지 증가한다. 시스템
Figure pct00091
의 내부 조정 후, 장치들 각각은 허용 가능한 여분 한계(redundancy limins)에 도달하고, 나머지 4kW의 에너지는 아직 소비되지 않았다. 이때, 에너지는 소비를 위해 시스템
Figure pct00092
와 시스템
Figure pct00093
에 스케줄링되고, 시스템
Figure pct00094
와 시스템
Figure pct00095
는 미리 설정된 스케줄링 방법에 따라 에너지를 분산하고 조절을 한다. 또 다른 예로, 시스템의 작동 중에 시스템
Figure pct00096
의 부하가 갑자기 증가한다. 시스템
Figure pct00097
의 내부 조정을 통해 각 장치가 허용 여분 한계에 도달한 후에도 전력 수요를 충족할 수 없는 경우, 시스템
Figure pct00098
또는/및 시스템
Figure pct00099
이 에너지를 보충하도록 예약된다.
또한, 에너지 인터넷은 관리 시스템에 의해 일부 특정 작동 모드 또는 맞춤형 스케줄로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 시스템 B가 전력 가격 피크에서 작동할 때, 이들이 잉여 에너지를 가질 때, 광전지 및 기타 발전 장치는 에너지 저장 장치를 충전하지 않고 그리드에 연결하여 수익을 창출해야 할 수 있다; 그리고 에너지 저장 장치는 전력 가격 밸리에서 전력 그리드 장치에 의해 충전된다.
도 7은 본 개시의 에너지 제어 방법의 일부 실시예의 개략적 인 플로우챠트이다.
단계 710에서, 복수의 에너지 장치의 에너지 정보가 수집된다. 에너지 정보는 전압 파라미터, 전류 파라미터, 전력 파라미터 및 전기량 파라미터를 포함한다.
단계 720에서, 각 에너지 장치의 에너지는 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 조정된다. 에너지 장치는 에너지 저장 장치, 전력 소비 장치 또는 발전 장치 등을 포함한다. 에너지 균형 제약 조건은 상기 실시예에서 상세하게 설명되었고, 이후 반복적으로 설명되지 않는다.
즉, 에너지 인터넷 시스템은 아일랜드 모드로 동작한다. 에너지 인터넷 시스템의 균형적이고 안정적인 운영은 에너지 장치의 에너지 스케줄링을 통해 달성될 수 있다.
도 8은 본 개시의 에너지 제어 방법의 다른 실시예의 개략적인 플로우챠트이다.
단계 810에서, 분산 전력 그리드 장치 및 복수의 에너지 장치의 에너지 정보가 수집된다.
단계 820에서, 분산 전력 그리드 장치의 에너지 및 에너지 장치의 에너지는 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 조정된다.
이 실시예에서, 전력 분산 전력 그리드가 추가된다. 즉, 에너지 인터넷 시스템은 그리드 연결 모드에서 동작한다. 분산 전력 그리드 장치 및 에너지 장치의 에너지를 스케줄링하는 것에 의해 에너지 인터넷 시스템의 균형적이고 안정적인 운영이 실현될 수 있다.
도 9는 본 개시의 에너지 제어 방법의 또 다른 실시예의 개략적인 플로우챠트이다. 에너지 인터넷 시스템이 다차원 시스템인 경우, 상기 방법은 다음을 포함한다:
단계 910에서, 각 DC 바의 에너지 정보가 수집된다. 즉, 시스템의 각 차원(dimension)의 전압 파라미터, 전류 파라미터, 전력 파라미터 및 전기량 파라미터가 감지된다.
단계 920에서, 각각의 DC 버스 바의 에너지는 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 조정된다. 시스템의 각 차원(dimension)의 에너지 흐름 방향이 결정되고, 시스템의 각 차원의 에너지는 각 차원의 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 종합적으로 계획된다.
이 실시예에서, 각 차원(dimension)의 전압 파라미터, 전류 파라미터, 전력 파라미터 및 전력량 파라미터는 에너지 균형 제약 조건을 충족해야 하며, 이에 따라 시스템의 에너지 균형을 실현하고 시스템이 안정적으로 동작할 수 있도록 한다.
도 10은 본 개시의 에너지 라우팅 변환 장치의 일부 실시예를 예시하는 개략적인 구조도이다. 장치는 메모리(1010) 및 프로세서(1020)를 포함한다. 메모리(1010)는 디스크, 플래시 또는 임의의 다른 비일시적 저장 매체일 수 있다. 메모리는 도 7 내지 도 9의 대응 실시예에서 명령어를 저장하도록 설정된다. 프로세서(1020)는 메모리(1010)에 연결되고 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컨트롤러와 같은 하나 이상의 집적 회로로서 구현될 수 있다. 프로세서(1020)는 메모리에 저장된 명령을 실행하도록 설정된다.
일부 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 장치(1100)는 메모리(1110) 및 프로세서(1120)를 포함한다. 프로세서(1120)는 BUS(1130)를 통해 메모리(1110)에 연결된다. 장치(1100)는 또한 저장 인터페이스(1140)를 통해 외부 저장 장치(1150)에 연결되어 외부 데이터를 호출할 수 있다. 또는, 네트워크 인터페이스(1160)를 통해 네트워크 또는 다른 컴퓨터 시스템(미도시)에 연결될 수 있다. 세부 사항은 여기서 설명되지 않는다.
이 실시예에서, 데이터 명령을 메모리에 저장한 다음 프로세서에 의해 명령을 처리함으로써, 에너지 인터넷 시스템의 에너지 교환 및 균형 동작이 달성될 수 있다.
다른 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 프로세서에 의해 실행될 때 도 7 내지 9의 대응 실시예의 방법의 단계를 구현하는 컴퓨터 프로그램 명령을 저장한다. 당업자는 본 개시의 실시예가 방법, 장치 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 개시는 전체 하드웨어 실시예, 전체 소프트웨어 실시예, 또는 소프트웨어와 하드웨어를 결합한 실시예의 형태를 사용할 수 있다. 또한, 본 개시는 컴퓨터 실행 가능 프로그램 코드를 포함하는 (디스크 저장 장치, CD-ROM, 광학 저장 장치 등을 포함하나 이에 제한되지 않는) 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능한 비휘발성 저장 매체 상에서 구현될 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 사용할 수 있다.
본 개시는 본 개시의 실시예에 따른 방법, 장비(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품의 플로우챠트 및/또는 블록 다이어그램을 참조하여 설명된다. 플로우챠트 및/또는 블록 다이어그램의 각 프로세스 및/또는 블록은 물론 플로우챠트 및/또는 블록 다이어그램의 프로세스 및/또는 블록의 조합이 컴퓨터 프로그램 명령에 의해 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 머신을 생성하는 일반 컴퓨터의 프로세서, 특수 컴퓨터, 임베디드 프로세서 또는 기타 프로그래밍 가능한 데이터 처리 장치에 제공되어, 컴퓨터의 프로세서 또는 기타 프로그래밍 가능한 데이터 프로시셍 장치에 의해 실행된 명령이 플로우차트의 하나 이상의 프로세스 및/또는 블록 다이어그램의 하나 이상의 블록에 지정된 기능을 수행하는 장치를 생성한다.
이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터 또는 임의의 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치가 특정 방식으로 작동하도록 지시할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장될 수 있으므로, 그러한 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 명령은 플로우챠트에서 하나 이상의 프로세스에서 지정되고 및/또는 블록 다이어그램에서 하나 이상의 블록에서 지정되는 기능을 구현하는 명령 장치를 포함하는 제조 물품을 생성한다.
이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터 또는 임의의 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치에 로드될 수 있으므로, 일련의 작동 단계가 컴퓨터 또는 임의의 다른 프로그램 가능한 장치에서 수행되어 컴퓨터 구현 프로세싱을 생성한다. 컴퓨터 또는 임의의 다른 프로그램 가능한 장치에서 수행되는 명령은 플로우챠트의 하나 이상의 프로세스에 지정되고 및/또는 블록 다이어그램의 하나 이상의 블록에 지정된 기능을 달성하기 위한 단계를 제공한다.
지금까지 본 개시 내용은 상세하게 설명되었다. 본 개시의 개념을 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 당업계에 알려진 일부 세부 사항은 설명되지 않는다. 위의 설명에 기초하여, 당업자는 여기에 개시된 기술 솔루션을 구현하는 방법을 완전히 이해할 수 있다.
본 개시의 일부 특정 구현이 실시예에 의해 상세하게 설명되었지만, 당업자는 상기 실시예가 단지 예시 목적을 위한 것이지만 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않음을 이해해야 한다. 당업자는 상기 실시예가 본 개시의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 수정될 수 있음을 이해해야 한다. 본 개시의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해 제한된다.

Claims (23)

  1. 복수의 제1 라우트 포트를 포함하는 교류(AC) 측 에너지 라우팅 변환 장치;
    복수의 제2 라우트 포트를 포함하는 직류(DC) 측 에너지 라우팅 변환 장치-상기 복수의 제2 라우트 포트 각각은 대응하는 DC 버스 바(bus bar)에 의해 대응하는 제1 라우트 포트에 연결된다-; 및
    각각이 대응하는 제1 AC/DC 컨버터 또는 제1 DC/DC 컨버터를 통해 상기 DC 버스 바에 연결된 복수의 에너지 장치를 포함하고,
    상기 AC측 에너지 라우팅 변환 장치 및 상기 DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 상기 에너지 장치의 에너지 정보를 수집하고, 에너지 균형 제약 조건(energy balance constraint conditions)에 기초하여 상기 에너지 장치 각각의 에너지를 조정하는 것을 특징으로 하는 에너지 인터넷 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 AC측 에너지 라우팅 변환 장치는 상기 AC 분산 전력 그리드(distribution power grid) 장치에 액세스하도록 설정된 AC 액세스 터미널을 더 포함하고;
    상기 DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 제2 DC/DC 컨버터를 통해 DC 분산 전력 그리드 장치에 액세스하도록 설정된 DC 액세스 터미널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 인터넷 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 AC측 에너지 라우팅 변환 장치는 AC측 에너지 라우터이고;
    상기 DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 DC측 에너지 라우터인 것을 특징으로 하는 에너지 인터넷 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 AC측 에너지 라우팅 변환 장치는 복수의 제3 AC/DC 컨버터를 포함하고;
    상기 복수의 제3 AC/DC 컨버터의 일단은 서로 연결되고, 상기 복수의 제3 AC/DC 컨버터 각각의 타단은 제1 라우트 포트로 사용되며;
    상기 DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 복수의 제3 DC/DC 컨버터를 포함하고;
    상기 복수의 제3 DC/DC 컨버터의 일단은 서로 연결되고, 상기 복수의 제3 DC/DC 컨버터의 각각의 타단은 제2 라우트 포트로 사용되는 것을 특징으로 하는 에너지 인터넷 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 에너지 장치의 에너지 정보 및 상기 AC 분산 전력 그리드 장치의 에너지 정보를 수집한 후, 상기 AC측 에너지 라우팅 변환 장치는 상기 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 상기 복수의 에너지 장치의 에너지 및 상기 AC 분산 전력 그리드 장치의 에너지를 조정하는 것을 특징으로 하는 에너지 인터넷 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 에너지 장치의 에너지 정보 및 상기 DC 분산 전력 그리드 장치의 에너지를 수집한 후, 상기 DC측 에너지 라우팅 변환 장치는 상기 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 상기 복수의 에너지 장치의 에너지 및 상기 DC 분산 전력 그리드 장치의 에너지를 조정하는 것을 특징으로 하는 에너지 인터넷 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 장치는 에너지 저장 장치, 전력 소비 장치 및 발전 장치 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 인터넷 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    각각의 에너지 장치는 거동 특성(behavior characteristic)을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 인터넷 시스템.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 정보는 전압 파라미터, 전류 파라미터, 전력 파라미터 및 전기량 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 인터넷 시스템.
  10. 복수의 에너지 장치의 에너지 정보를 수집하도록 설정된 에너지 수집 유닛; 그리고
    에너지 균형 제약 조건에 기초하여 상기 복수의 에너지 장치 각각의 에너지를 조절하도록 설정된 에너지 분산 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 라우팅 변환 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 에너지 수집 유닛은 분산 전력 그리드 장치의 에너지 정보를 더 수집하도록 설정되고;
    상기 에너지 분산 유닛은 상기 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 상기 분산 전력 그리드 장치의 에너지 및 상기 복수의 에너지 장치의 에너지를 더 조정하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 에너지 라우팅 변환 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 에너지 수집 유닛은 각 DC 버스 바의 에너지 정보를 더 수집하도록 설정되고;
    상기 에너지 분산 유닛은 에너지 균형 제약 조건에 기초하여 각 DC 버스 바의 에너지를 더 조정하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 에너지 라우팅 변환 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 에너지 정보는 전압 파라미터, 전류 파라미터, 전력 파라미터 및 전기량 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 라우팅 변환 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 에너지 장치는 에너지 저장 장치, 전력 소비 장치 및 발전 장치 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 라우팅 변환 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 에너지 균형 제약 조건은 다음을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 라우팅 변환 장치:
    상기 발전 장치, 상기 에너지 저장 장치, 상기 전력 소비 장치 및 상기 분산 전력 그리드 장치의 상기 전압 파라미터, 상기 전류 파라미터, 상기 전력 파라미터 및 상기 전기량 파라미터는 각각의 임계 값 범위 내에 있다.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 에너지 균형 제약 조건은 다음을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 라우팅 변환 장치:
    상기 발전 장치, 상기 에너지 저장 장치, 상기 전력 소비 장치 및 상기 분산 전력 그리드 장치의 전력의 합이 0이고;
    상기 발전 장치, 상기 에너지 저장 장치, 상기 전력 소비 장치 및 상기 분산 전력 그리드 장치의 전류의 합은 0이다.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 에너지 균형 제약 조건은 다음을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 라우팅 변환 장치:
    모든 DC 버스 바의 전력의 합은 0이고;
    모든 DC 버스 바의 전류의 합은 0이다.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 발전 장치의 전력 파라미터는 상기 발전 장치의 전압 파라미터, 전류 파라미터 및 특성 파라미터와 관련되고;
    상기 에너지 저장 장치의 전력 파라미터는 상기 에너지 저장 장치의 전압 파라미터, 전류 파라미터, 온도 파라미터 및 용량 파라미터와 관련되고;
    상기 전력 소비 장치의 전력 파라미터는 상기 전력 소비 장치의 전압 파라미터 및 전류 파라미터와 관련되고;
    상기 분산 전력 그리드 장치의 전력 파라미터는 상기 분산 전력 그리드 장치의 전압 파라미터, 전류 파라미터 및 역률 파라미터와 관련되는 것을 특징으로 하는 에너지 라우팅 변환 장치.
  19. 복수의 에너지 장치의 에너지 정보를 수집하는 단계; 및
    에너지 균형 제약 조건에 기초하여 복수의 에너지 장치 각각의 에너지를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    분산 전력 그리드 장치의 에너지 정보를 수집하는 단계; 및
    에너지 균형 제약 조건에 기초하여 분산 전력 그리드 장치의 에너지 및 복수의 에너지 장치의 에너지를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 제어 방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    각 DC 버스 바의 에너지 정보를 수집하는 단계; 및
    에너지 균형 제약 조건에 기초하여 각 DC 버스 바의 에너지를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 제어 방법.
  22. 메모리; 및
    상기 메모리에 연결되고 상기 메모리에 저장된 명령에 기초하여 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 에너지 제어 방법을 실행하도록 설정된 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 라우팅 변환 장치.
  23. 저장된 컴퓨터 프로그램 명령을 가지며, 상기 컴퓨터 프로그램 명령은 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서가 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 에너지 제어 방법의 단계를 구현하도록 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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