KR20200114424A - 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법 및 장치 - Google Patents

이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법은, 이종 신재생 에너지에 대한 각 발전 설비 용량과 상기 이종 신재생 에너지와 대응되는 각각의 환경 정보를 기반으로 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하는 단계, 상기 각각 예측된 발전량과 각 전력 시장 가격을 기반으로 발전 단가를 각각 확정하는 단계, 상기 각각 확정된 발전 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출하는 단계, 및 상기 산출된 발전 요금과 수용가 요금을 비교하여 발전원의 운전을 제어하는 단계를 포함한다.

Description

이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUSES FOR OPERATING POWER GENERATOR COMBINED WITH HETEROGENEOUS RENEWABLE ENERGY}
본 발명은 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법 및 장치에 관한 것이다.
에너지 산업의 발달과 국가 제도적인 변화에 따라, 신재생 에너지의 도입이 늘어나고 에너지 체계가 분산화되면서 에너지 저장 장치의 도입이 점차 증가하고 있다.
일반적으로 신재생 에너지는 신에너지와 재생에너지를 합쳐 부르는 말이다. 기존 화석연료를 변환하여 이용하거나 햇빛, 물, 강수, 생물유기체 등을 포함하여 재생이 가능한 에너지로 변환하여 이용하는 에너지를 말한다. 재생에너지에는 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력 등이 있고, 신에너지에는 연료전지, 수소에너지 등이 있다.
에너지 저장 장치(ESS: Energy Storage System)는 태양광으로 대표되는 신재생 에너지 발전 시스템과 전력 저장 시스템을 연계한 것으로, 충전 및 방전이 가능한 배터리에 신재생 에너지 또는 전력 계통의 잉여 전력을 저장하고 필요 시 부하에 전력을 공급하는 시스템이다.
대형 발전소 또는 관공서뿐만 아니라 상업시설 및 가정에도 에너지 저장 장치를 도입하는 사례가 늘고 있다. 이는 신재생 에너지의 도입이 늘어날 뿐만 아니라 시간대별 차등 요금제 등 에너지 가격 체계의 변화로 인해 도입이 증가하고 있다. 에너지 저장 장치가 발전원이 발전한 전력을 단순히 저장하여 그 전력을 사용하는 목적뿐만 아니라, 전력 수급을 안정화하고 전력 피크 수요와 시간대별 수요를 조절함으로써 수요절감과 전력 요금 절감을 할 수 있는 목적을 가지고 도입하는 경우가 확대되었기 때문이다. 또한, 에너지 저장 장치를 도입한 소규모 분산자원에 대한 관심이 높아지면서 에너지 저장 장치에 대한 제어 및 예측기술의 필요성이 증대되었다.
일반적으로 신재생 에너지 발전원과 연계된 에너지 저장 장치는 신재생 에너지 또는 계통의 전력으로 배터리를 충전하고, 부하에 전력 공급이 필요할 때 신재생 에너지, 계통, 배터리 중 어느 하나를 통해 부하에 전력을 공급한다. 신재생 에너지 및 에너지 저장 장치에 대한 관심이 점차 높아지고, 에너지 저장 장치가 복수의 전력 공급원을 통해 배터리를 충전하고 부하에 전력을 공급하면서 점차 시스템 복잡도가 높아지고 있는 상황이다. 따라서 복수의 신재생 에너지가 결합된 신재생 에너지원의 특성에 따라 최적화되고 이종 신재생 에너지의 저장 및 소비를 보다 효율적으로 관리할 수 있는 기술이 요구된다. 여러 에너지 저장 장치의 제어 및 예측 기술이 개발되고 있으나, 이종 신재생 에너지원이 결합되어 있는 경우라도 개별적인 신재생 에너지원에 대한 발전 제어 및 전력 저장 동작만이 수행되고 있다.
본 발명의 실시예들은 이종의 신재생 에너지원(예컨대, 소수력, 태양광, ESS)을 결합한 발전원 운영에 있어, 이종 신재생 에너지 상호 간의 발전원 특성을 고려하여 이종 신재생 에너지원의 발전량을 제어하여 이종 신재생 에너지원을 운영함으로써, 발전 단가를 저감시킬 수 있는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들은 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원을 통합적으로 운영함으로써, 단일 발전원으로 구성했을 때 보다 발전 단가를 저감시킬 수 있는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이종 신재생 에너지에 대한 각 발전 설비 용량과 상기 이종 신재생 에너지와 대응되는 각각의 환경 정보를 기반으로 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하는 단계; 상기 각각 예측된 발전량과 각 전력 시장 가격을 기반으로 발전 단가를 각각 확정하는 단계; 상기 각각 확정된 발전 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 발전 요금과 수용가 요금을 비교하여 발전원의 운전을 제어하는 단계를 포함하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법이 제공될 수 있다.
상기 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하는 단계는, 계절 정보, 건기 정보, 우기 정보, 일사량 정보, 온도 정보, 강수량 정보 및 풍량 정보 및 적어도 하나의 환경 정보를 조합하여 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측할 수 있다.
상기 발전 단가를 각각 확정하는 단계는, 상기 이종 신재생 에너지의 발전 설비에 대한 각 발전 실측량과 상기 각각 예측된 발전량을 비교하여 기설정된 오차율을 초과하면, 상기 예측된 발전량을 상기 발전 실측량으로 변경하여 발전 단가를 확정할 수 있다.
상기 발전 요금을 산출하는 단계는, 상기 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 미만이면 상기 각각 확정된 발전 단가에 각 발전 효율을 반영하여 발전 요금을 산출하고, 상기 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 이상이면 상기 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출할 수 있다.
상기 방법은, 기설정된 시간 이후 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 발전 효율 중에서 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상인지를 모니터링하는 단계를 더 포함하고, 상기 발전 요금을 산출하는 단계는, 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상이면, 상기 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출할 수 있다.
상기 발전 요금을 산출하는 단계는, 상기 각각 확정된 발전 단가의 평균 단가를 계산하고, 상기 계산된 평균 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출할 수 있다.
상기 발전 요금을 산출하는 단계는, 상기 이종 신재생 에너지에 대한 이종 발전원의 각 발전 효율을 계산하고, 상기 계산된 발전 효율을 통합한 통합 효율을 상기 이종 발전원에 대한 시스템 효율로 적용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출할 수 있다.
상기 발전원의 운전을 제어하는 단계는, 상기 산출된 발전 요금이 상기 수용가 요금 미만이면 발전을 지시하여 발전된 전력을 수용가에 공급할 수 있다.
상기 발전원의 운전을 제어하는 단계는, 상기 산출된 발전 요금이 상기 수용가 요금 이상이면 상기 이종 신재생 에너지의 발전을 대기하거나 발전된 전력을 에너지 저장 장치에 저장할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 신재생 에너지원과 통신하고, 상기 이종 신재생 에너지와 대응되는 각각의 환경 정보를 수신하는 통신 모듈; 적어도 하나의 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 통신 모듈 및 상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써, 이종 신재생 에너지에 대한 각 발전 설비 용량과 상기 이종 신재생 에너지와 대응되는 각각의 환경 정보를 기반으로 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하고, 상기 각각 예측된 발전량과 각 전력 시장 가격을 기반으로 발전 단가를 각각 확정하고, 상기 각각 확정된 발전 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출하고, 상기 산출된 발전 요금과 수용가 요금을 비교하여 발전원의 운전을 제어하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치가 제공될 수 있다.
상기 프로세서는, 건기 정보, 우기 정보, 일사량 정보, 온도 정보 및 강수량 정보 중에서 적어도 하나의 환경 정보를 조합하여 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 이종 신재생 에너지의 발전 설비에 대한 각 발전 실측량과 상기 각각 예측된 발전량을 비교하여 기설정된 오차율을 초과하면, 상기 예측된 발전량을 상기 발전 실측량으로 변경하여 발전 단가를 확정할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 미만이면 상기 각각 확정된 발전 단가에 각 발전 효율을 반영하여 발전 요금을 산출하고, 상기 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 이상이면 상기 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출할 수 있다.
상기 프로세서는, 기설정된 시간 이후 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 발전 효율 중에서 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상인지를 모니터링하고, 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상이면, 상기 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 각각 확정된 발전 단가의 평균 단가를 계산하고, 상기 계산된 평균 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 이종 신재생 에너지에 대한 이종 발전원의 각 발전 효율을 계산하고, 상기 계산된 발전 효율을 통합한 통합 효율을 상기 이종 발전원에 대한 시스템 효율로 적용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 산출된 발전 요금이 상기 수용가 요금 미만이면 발전을 지시하여 발전된 전력을 수용가에 공급할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 산출된 발전 요금이 상기 수용가 요금 이상이면 상기 이종 신재생 에너지의 발전을 대기하거나 발전된 전력을 에너지 저장 장치에 저장할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 이종의 신재생 에너지원(예컨대, 소수력, 태양광, ESS)을 결합한 발전원 운영에 있어, 이종 신재생 에너지 상호 간의 발전원 특성을 고려하여 이종 신재생 에너지원의 발전량을 제어하여 이종 신재생 에너지원을 운영함으로써, 발전 단가를 저감시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들은 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원을 통합적으로 운영함으로써, 단일 발전원으로 구성했을 때 보다 발전 단가를 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 신재생 에너지 관리 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전원 운영 방법에서 발전 단가 확정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전원 운영 방법에서 발전원 운전 제어 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전원 운영 방법에서 전력 저장 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 신재생 에너지 관리 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예가 적용되는 신재생 에너지 관리 시스템(100)은 계통 전원(110), 신재생 에너지 발전원(120), 부하(130), 발전원 운영 장치(140) 및 에너지 저장 장치(150)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 에너지 관리 시스템이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 에너지 관리 시스템이 구현될 수 있다.
이하, 도 1의 에너지 관리 시스템의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
계통 전원(110)은 일반적으로 부하(130)에 전력을 공급하는 발전소 등이 될 수 있다. 계통 전원(110)은 발전소를 통해 생산된 전력을 부하(130)에 공급한다.
신재생 에너지 발전원(120)은 태양광, 소수력, 풍력, 조력 등과 같은 이종 신재생 에너지를 이용하여 발전을 수행하는 발전 설비를 나타낸다. 추가로 신재생 에너지 발전원(120)은 자연 에너지를 전기 에너지 또는 열에너지 등으로 변환할수 있는 구성을 포함할 수 있다. 일례로, 신재생 에너지 발전원(120)은 태양광 발전원(121), 소수력 발전원(122) 및 풍력 발전원(123)을 포함할 수 있다. 신재생 에너지 발전원(120)은 이종 신재생 에너지를 발전시킬 수 있는 발전원을 포함할 수 있다.
부하(130)는 전력을 소비하는 수용가를 나타내며, 가정, 빌딩, 공장 등의 전력을 소비하는 시설을 나타낸다. 가정용 또는 산업용 설비가 전력의 소비 주체가 될 수 있으며, 각 소비 주체의 종류 및 시간에 따라 필요한 전력량, 전압 등의 구체적인 요구 사항이 달라질 수 있다.
에너지 저장 장치(150)는 신재생 에너지 발전원(120)에서 생산된 전력을 구비된 배터리에 충전하여 에너지를 저장한다. 에너지 저장 장치(150)는 발전원 운영 장치(140)의 제어에 따라 배터리를 방전시켜 저장된 전력을 부하(130)나 전력망으로 공급할 수 있다. 에너지 저장 장치(150)는 배터리, PCS(Power Conditioning System) 및 BMS(Battery Management System)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예 에 따른 발전원 운영 장치(140)는 이종의 신재생 에너지원(예컨대, 소수력, 태양광, ESS)을 결합한 발전원 운영에 있어, 이종 신재생 에너지원 발전량을 제어하여 이종 신재생 에너지원을 운영함으로써, 발전 단가를 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예 에 따른 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원을 운영함으로써, 단일 발전원으로 구성했을 때 보다 발전 단가를 저감시킬 수 있다. 이와 같이, 발전원 운영 장치(140)는 태양광, 소수력, 풍력, 조력 등과 같은 이종 신재생 에너지를 이용한 발전할 때, 발전량 예측, 환경 정보, 전력 시장 가격 등의 다양한 정보를 이용함으로써, 전력 공급 시 최대 수익을 발생시킬 수 있도록 전력을 생산할 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지 발전원의 종류 및 특성을 고려하여 적어도 하나의 발전원을 선택하여 운용함으로써, 전력을 생산할 수 있다. 예를 들면, 발전원 운영 장치(140)는 다양한 정보를 이용하여 분석한 결과, 태양광 발전원(121)만을 운용하는 것이 발전 단가 저감에 효율적일 경우 태양광 발전원(121)만 발전시킬 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 태양광 발전원(121)과 소수력 발전원(122)을 동시에 운용하는 것이 전력 생산에 효율적일 경우 두 발전원을 모두 운용할 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 전력 관리 시스템(PMS: Power management system) 또는 에너지 관리 시스템(EMS: Energy management system)에 구현되거나 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예 에 따른 발전원 운영 장치(140)는 발전 단가를 저감시키기 위해, 계절별 최대 발전원과 최소 발전원 간의 비용을 고려하여 이종 신재생 에너지원을 운영할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예 에 따른 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지원과 관련된 환경 정보를 고려하여 이종 신재생 에너지원을 운영할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예 에 따른 발전원 운영 장치(140)는 전력 수요와 결합하여 전력 요금, 수요 예측 및 발전 예측을 기반으로 이종 신재생 에너지원을 운영할 수 있다.
먼저, 발전 단가 저감을 위해 계절별 최대 발전원과 최소 발전원 간의 비용을 고려하는 경우를 설명하기로 한다. 일례로, 우기와 건기가 명확한 계절적 특성을 가지고 있는 동남아시아의 경우(예컨대, 말레이시아, 베트남 등)에서, 소수력 발전은 우기에 발전량과 발전 효율이 가장 좋아 발전 단가가 가장 낮다. 하지만, 이러한 지역의 건기시에는 반대로 태양광 발전이 가장 좋고 소수력 발전은 발전량도 적고 발전 효율도 떨어진다. 실제로 발전 단가 측면에서 좋지 않다.
따라서 본 발명의 일 실시예 에 따른 발전원 운영 장치(140)는 우기에 소수력 발전원(122)을 지속적으로 발전시키고 태양광 발전을 간헐적으로 발전시킬 수 있다. 이때, 발전 효율과 발전량이 좋은 소수력 발전원(122)으로부터 생산되는 전력을 에너지 저장 장치(ESS: Energy Storage System)(150)에 저장하고, 태양광 발전을 통해 발전된 전력은 발전되는 즉시 부하(130)에 공급되도록 한다. 소수력 발전원(122)을 통해 생산되고 에너지 저장 장치(150)에 저장된 전력은 발전 단가가 매우 작기 때문에, 발전원 운영 장치(140)는 에너지 저장 장치(150)에 저장된 전력을 가장 비싼 시간 즉, 최대 수용가 요금을 갖는 시간에 방전하여 부하(130)에 방전된 전력을 공급하면 경제적으로 가장 큰 효과를 얻을 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 반대로 건기 시에서는 태양광 발전원(121)을 통해 생산된 전력을 에너지 저장 장치(150)에 저장시킨다. 발전원 운영 장치(140)는 건기 시에 소수력 발전을 대기시킬 수 있다. 일례로, 발전원 운영 장치(140)는 소수력 발전원(122)의 수문 제어를 통해서 발전을 하지 않고 물을 임시로 저장한 후, 저장된 물을 가장 전력 비용이 비싼 시간에 사용하여 소수력 발전을 동작시켜 발전 단가를 저감시킬 수 있다.
다음, 발전 단가 저감을 위해 환경 요소를 고려하여 발전원을 운전하는 경우를 설명하기로 한다. 일례로, 태양광 발전원(121)에서 건기 시에 온도가 상승하여 어느 지점에 다다르면, 태양광 발전 패널의 온도도 함께 상승하여 태양광 발전 효율이 저하되는 효과가 생긴다. 이때, 발전원 운영 장치(140)는 태양광 발전원(121)을 통해 생산된 전력을 에너지 저장 장치(150)에 저장한다. 이후, 발전원 운영 장치(140)는 전력 비용이 비싸거나 피크 전력 수요가 발생하는 시간에 에너지 저장 장치(150)에 저장된 전력을 부하(130)에 공급함으로써, 실제로 발전된 발전 단가 대비 사용된 전력 비용의 차이를 가장 크게 할 수 있다. 이를 통해, 수용가에 전력이 공급될 때의 발전 요금이 낮춰지게 된다. 따라서 이 경우, 일사량 정보, 실제 태양광 패널 정보, 및 전력 시장 가격 정보가 발전원 운영 장치(140)가 태양광 발전원(121)의 운전을 결정하는 요소가 될 수 있다.
다음, 전력 수요와 결합하여 전력 요금, 수요 예측 및 발전 예측을 기반으로 이종 신재생 에너지원을 운영하는 경우를 설명하기로 한다. 우선, 발전원 운영 장치(140)는 부하(130)단에 설치된 계측기로부터 전력 수요에 대한 정보를 실시간으로 가져온다. EMS(Energy Management System)에서는 이전 전력 수용 정보 또는 기저정된 전력 수용 정보를 기반으로 당일 수요를 예측하게 된다. 예측값은 하루 전날 생성되고, 생성된 값을 실측값을 통해서 보정하여 실제 예측을 하게 된다. 이때, 발전원 운영 장치(140)는 수요 예측에 의해서 발전되는 전력에 대해 부족한 경우는 지속적으로 발전시킨다. 하지만, 발전원 운영 장치(140)는 잉여 전력이 발생한다고 판단되면, 에너지 저장 장치(150)에 잉여 전력을 저장시키거나, 소수력 발전원(122)인 경우 발전원의 수문을 닫아 발전을 제어할 수 있다. 하지만, 발전원 운영 장치(140)는 발전량이 부족하다 해도 발전 요금이 계통 전원(발전사)(110)에서 발생하는 전력 비용보다 싼 경우에, 발전을 중지한다. 이때, 부하(가정)(130)에서는 계통 전원(110)인 전력사 전력을 사용하도록 한다. 이후, 발전원 운영 장치(140)는 저장된 잉여 전력을 부하(130)의 피크 시간 또는 전력 비용이 기설정된 전력 요금을 초과하는 비싼 경우에 사용할 수 있다. 한편, 발전원 운영 장치(140)는 소수력 발전의 경우, 강우량도 수위 센서로부터 현재 강우량 정보와 기존 강우량 정보를 기준으로 발전 예측을 통해서 제어할 수 있다. 이 경우 발전 단가를 조절하는 인자는 전력 요금, 수요 예측, 발전 예측을 기반으로 하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예 에 따른 발전원 운영 장치(140)는 발전 단가를 저감시키기 위해 발전량을 제어하여 발전원을 운영할 수 있다. 이하, 발전 단가를 저감시키기 위한 발전원 운영 장치(140)의 구체적인 동작을 설명하기로 한다.
발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지에 대한 각 발전 설비 용량과 이종 신재생 에너지와 대응되는 각각의 환경 정보를 기반으로 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하고, 각각 예측된 발전량과 각 전력 시장 가격을 기반으로 발전 단가를 각각 확정한다. 여기서, 발전원 운영 장치(140)는 계절 정보, 건기 정보, 우기 정보, 일사량 정보, 온도 정보, 강수량 정보 및 풍량 정보 및 적어도 하나의 환경 정보를 조합하여 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측할 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지의 발전 설비에 대한 각 발전 실측량과 각각 예측된 발전량을 비교하여 기설정된 오차율을 초과하면, 상기 예측된 발전량을 상기 발전 실측량으로 변경하여 발전 단가를 확정할 수 있다.
그리고 발전원 운영 장치(140)는 각각 확정된 발전 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출한다. 여기서, 발전원 운영 장치(140)는 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 미만이면 상기 각각 확정된 발전 단가에 각 발전 효율을 반영하여 발전 요금을 산출하고, 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 이상이면 상기 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출할 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 기설정된 시간 이후 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 발전 효율 중에서 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상인지를 모니터링하고, 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상이면, 상기 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출할 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 각각 확정된 발전 단가의 평균 단가를 계산하고, 그 계산된 평균 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출할 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지에 대한 이종 발전원의 각 발전 효율을 계산하고, 그 계산된 발전 효율을 통합한 통합 효율을 이종 발전원에 대한 시스템 효율로 적용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출할 수 있다.
그리고 발전원 운영 장치(140)는 그 산출된 발전 요금과 수용가 요금을 비교하여 발전원의 운전을 제어한다. 여기서, 발전원 운영 장치(140)는 산출된 발전 요금이 상기 수용가 요금 미만이면 발전을 지시하여 발전된 전력을 수용가에 공급할 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 산출된 발전 요금이 상기 수용가 요금 이상이면 이종 신재생 에너지의 발전을 대기하거나 발전된 전력을 에너지 저장 장치(150)에 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전원 운영 방법에서 발전 단가 확정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
단계 S101에서, 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지에 대한 발전 설비 용량과 환경 정보를 획득한다.
단계 S102에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 설비 용량과 환경 정보를 기반으로 발전량을 예측한다.
단계 S103에서, 발전원 운영 장치(140)는 예측된 발전량과 전력 시장 가격을 기반으로 발전 단가를 산정한다.
단계 S104에서, 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지의 발전 설비에 대한 발전 실측량을 측정한다.
단계 S105에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 실측량과 예측된 발전량 간의 차이가 오차율을 초과하는지 여부를 확인한다.
단계 S106에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 실측량과 예측된 발전량 간의 차이가 오차율을 초과하면, 예측된 발전량을 발전 실측량으로 변경한다. 그리고 발전원 운영 장치(140)는 변경된 실측량과 전력 시장 가격을 기반으로 발전 단가를 재산정하는 단계 S103을 수행한다.
단계 S107에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 실측량과 예측된 발전량 간의 차이가 오차율 이하이면, 예측된 발전량과 전력 시장 가격을 기반으로 발전 단가를 확정한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전원 운영 방법에서 발전원 운전 제어 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
단계 S201에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 설비 용량과 환경 정보를 이용하여 발전량을 예측하고, 예측된 발전량과 실측 과정을 통해 발전 단가를 확정한다.
단계 S202에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 효율이 기준 효율 미만인지 여부를 확인한다.
단계 S203에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 효율이 기준 효율 미만이면, 발전 단가에 발전 효율을 반영하여 발전 요금을 산출한다. 일례로, 발전원 운영 장치(140)는 발전 단가에 발전 효율을 곱하여 발전 요금을 산출할 수 있다. 또는 발전원 운영 장치(140)는 발전 단가에 가중치가 적용된 발전 효율을 곱하여 발전 요금을 산출할 수 있다.
단계 S204에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 요금이 수용가 요금 미만인지 여부를 확인한다.
단계 S205에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 요금이 수용가 요금 미만이면, 신재생 에너지 발전원(120)과 통신하여 신재생 에너지의 발전을 지시하고, 발전된 신재생 에너지를 부하(130) 측의 수용가에 공급할 수 있다.
단계 S206에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 요금이 수용가 요금 이상이면, 신재생 에너지 발전원(120)과 통신하여 신재생 에너지의 발전을 대기시킨다. 또는 발전원 운영 장치(140)는 신재생 에너지 발전원(120)과 통신하여 발전되고 있는 신재생 에너지를 에너지 저장 장치(150)에 저장시킨다.
단계 S207에서, 발전원 운영 장치(140)는 미리 설정된 일정 시간을 대기하고, 단계 S202를 수행한다.
단계 S208에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 효율이 기준 효율 이상이면, 발전 요금이 수용가 요금 미만인지 여부를 확인한다.
단계 S209에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 요금이 수용가 요금 미만이면, 신재생 에너지 발전원(120)과 통신하여 신재생 에너지의 발전을 지시하고, 발전된 신재생 에너지를 부하(130) 측의 수용가에 공급할 수 있다.
단계 S210에서, 발전원 운영 장치(140)는 발전 요금이 수용가 요금 이상이면, 신재생 에너지 발전원(120)과 통신하여 신재생 에너지의 발전을 대기시킨다. 또는 발전원 운영 장치(140)는 신재생 에너지 발전원(120)과 통신하여 발전되고 있는 신재생 에너지를 에너지 저장 장치(150)에 저장시킨다.
단계 S211에서, 발전원 운영 장치(140)는 미리 설정된 일정 시간을 대기하고, 단계 S208을 수행한다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전원 운영 방법에서 전력 저장 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
단계 S301에서, 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지에 대해 발전 동작을 수행한다.
단계 S302에서, 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지에 대해 발전 설비 용량과 환경 정보를 이용하여 발전량을 예측하고, 예측된 발전량과 실측 과정을 통해 발전 단가를 산정한다.
단계 S303에서, 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지에 대해 발전된 전력을 에너지 저장 장치(150)에 저장한다.
단계 S304에서, 발전원 운영 장치(140)는 저장된 전력에 대한 누적 발전 단가의 평균이 수요 단가 미만인지 여부를 확인한다.
단계 S305에서, 발전원 운영 장치(140)는 저장된 전력에 대한 누적 발전 단가의 평균이 수요 단가 미만이면, 에너지 저장 장치(150)를 방전시켜 방전된 전력을 수용가에 공급한다.
단계 S306에서, 발전원 운영 장치(140)는 저장된 전력에 대한 누적 발전 단가의 평균이 수요 단가 이상이면, 발전 효율을 업데이트한다. 그리고 발전원 운영 장치(140)는 업데이트된 발전 효율을 단계 S302에 반영하여 발전 단가를 재산정한다.
한편, 도 2 내지 도 4와 관련하여, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 시나리오에 대한 예시를 참조하여 발전원 운영 동작을 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지 발전원에 설치된 각 설비 용량과 미리 획득된 이종 신재생 에너지에 대응되는 각각의 환경 정보를 기반으로 이종 신재생 에너지의 발전량을 예측한다. 예를 들어, 발전원 운영 장치(140)는 하루 전에 각각 발전량을 예측하여 24시간 발전 예측량을 생성할 수 있다.
그리고 발전원 운영 장치(140)는 현재 전력 시장 가격을 발전량 예측량에 곱해서 총발전 요금(금액)을 계산하고, 이를 각 발전 설비 용량으로 나눠서 발전 단가를 산출할 수 있다. 예를 들면, 발전 단가는 100원/kw로 산출될 수 있다.
이어서, 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지의 발전량을 계측기를 통해 각각 실측하고, 이를 각각의 예측치와 비교한다. 발전원 운영 장치(140)는 비교 결과, 차이가 계측기 오차율 이내이면 발전 단가를 확정한다. 반대로, 발전원 운영 장치(140)는 예측된 발전 예측량 및 계측기를 통해 측정된 발전 실측량 간의 오차가 기설정된 오차율 이상이면 발전 예측량을 발전 실측량으로 변경하고 그 변경된 발전 실측량을 이용하여 발전 단가를 다시 산정할 수 있다.
그리고 확정된 발전 단가로 발전을 하기 이전, 발전원 운영 장치(140)는 각 발전원(예컨대, 태양광, 또는 소수력)의 발전 효율을 기준 효율과 비교하여 발전량을 제어할 수 있다. 여기서, 기준 효율은 각각의 이종 신재생 에너지 발전원마다 다르게 적용될 수 있다. 태양광 변환에 대한 기준 효율, 소수력 발전에 대한 기준 효율은 성적서를 통해 공식으로 발급되는 효율일 수 있다.
실제 발전 효율이 기준 효율 이상이면, 발전원 운영 장치(140)는 발전 단가를 발전 요금으로 간주한다. 발전원 운영 장치(140)는 발전 요금과 시장 수요 금액을 비교해서 발전 요금이 수요 금액보다 낮으면 발전 지시를 하고, 발전 단가가 수요 단가보다 비싸면 발전을 대기하거나 발전된 전력을 에너지 저장 장치(150)에 저장을 한다. 이때, 발전원 운영 장치(140)는 해당 발전 요금보다 수요 요금이 비싸지면, 에너지 저장 장치(150)에 저장된 전력을 방전하여 수용가에 공급할 수 있다.
한편, 확정된 발전 단가로 발전을 하기 이전, 발전원 운영 장치(140)는 발전 효율이 기준 효율 미만이면, 발전 단가에 실제 발전 효율을 반영하여(예컨대, 발전 단가×발전 효율) 발전 요금을 계산하고, 그 계산된 발전 요금과 수요 금액을 비교하여 발전량을 제어할 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 발전 요금이 수요 금액 미만이면, 신재생 에너지 발전원(120)에 대해 발전을 지시할 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 발전 요금이 수요 금액 이상이면 발전된 전력을 에너지 저장 장치(150)에 저장한다. 이후, 저장된 전력은 해당 발전 단가 보다 수요 단가가 비싸지면 방전을 한다.
한편, 신재생 에너지 발전원(120)에서 발전이 지속되는 동안 발전 효율이 개선될 수 있다. 이러한 경우, 발전원 운영 장치(140)는 실제 발전 효율이 기준 효율보다 같거나 좋아지면, 발전 효율이 안 좋았을 때 발전 단가와 개선된 발전 단가의 평균을 수요 단가와 비교하여 발전량을 제어할 수 있다. 발전원 운영 장치(140)는 발전 요금보다 수요 단가가 높으면, 이전에 낮은 발전 효율일 때 저장된 전력과 발전 효율이 개선될 때 생산된 전력을 같이 공급할 수 있다. 즉, 발전원 운영 장치(140)는 발전 효율이 시간에 따라 변화함에 따라 에너지 저장 장치(150)에 저장된 전력에 대한 발전 요금이 변화되는 것을 수요 요금과 함께 고려하여 발전원을 운영할 수 있다.
한편, 발전원 운영 장치(140)는 단일 발전원이 아닌 이종 신재생 에너지 발전원이 결합된 신재생 에너지원에 대한 통합 발전 요금과 수요 요금을 함께 고려하여 발전 단가를 저감시킬 수 있다. 이를 위해, 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지 발전원의 발전 단가를 구하는 과정에 이종 발전원에 대한 각각의 발전 요금을 각각 구하고, 그 구한 각각의 발전 요금을 연산 과정을 통해 통합 발전 요금을 산출할 수 있다. 예를 들면, 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지 각각에 대한 발전 요금의 평균 요금값을 계산하여 수용 요금과 비교할 수 있다.
또한, 발전원 운영 장치(140)는 단일 발전원이 아닌 이종 신재생 에너지 발전원이 결합된 신재생 에너지원에 대한 통합 발전 효율과 기준 효율을 함께 고려하여 발전 단가를 저감시킬 수 있다. 이를 위해, 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지 발전원의 발전 효율를 구하는 과정에 이종 발전원에 대한 각각의 발전 효율을 각각 구하고, 그 구한 각각의 발전 효율을 환산 과정을 통해 통합 발전 효율을 산출할 수 있다. 예를 들면, 발전원 운영 장치(140)는 이종 신재생 에너지 각각에 대한 발전 효율의 평균 효율값을 계산하여 기준 효율과 비교할 수 있다. 즉, 발전원 운영 장치(140)는 각각의 발전 효율이 환산된 통합 효율을 이종 신재생 에너지 발전원이 결합된 전체 시스템에 대한 시스템 효율로 적용하여 발전원을 운영할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치(140)는 통신 모듈(210), 메모리(220) 및 프로세서(230)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 발전원 운영 장치(140)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 발전원 운영 장치(140)가 구현될 수 있다.
이하, 도 5의 발전원 운영 장치(140)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
통신 모듈(210)은 신재생 에너지 발전원(120)과 통신하고, 이종 신재생 에너지와 대응되는 각각의 환경 정보를 수신한다. 또는 통신 모듈(210)은 이종 신재생 에너지와 관련된 다양한 정보를 수신하거나 이종 신재생 에너지와 관련된 제어명령을 송부하기 위해, 에너지 저장 장치 또는 외부 서버(에컨대, 전력 서버, 기상 서버 등)과 통신할 수 있다.
메모리(220)는 적어도 하나의 프로그램을 저장한다.
프로세서(230)는 통신 모듈(210) 및 메모리(220)와 연결된다. 프로세서(230)는, 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써, 이종 신재생 에너지에 대한 각 발전 설비 용량과 이종 신재생 에너지와 대응되는 각각의 환경 정보를 기반으로 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하고, 각각 예측된 발전량과 각 전력 시장 가격을 기반으로 발전 단가를 각각 확정하고, 각각 확정된 발전 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출하고, 산출된 발전 요금과 수용가 요금을 비교하여 발전원의 운전을 제어한다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(230)는 건기 정보, 우기 정보, 일사량 정보, 온도 정보 및 강수량 정보 중에서 적어도 하나의 환경 정보를 조합하여 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(230)는 이종 신재생 에너지의 발전 설비에 대한 각 발전 실측량과 각각 예측된 발전량을 비교하여 기설정된 오차율을 초과하면, 그 예측된 발전량을 발전 실측량으로 변경하여 발전 단가를 확정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(230)는 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 미만이면 각각 확정된 발전 단가에 각 발전 효율을 반영하여 발전 요금을 산출하고, 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 이상이면 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(230)는 기설정된 시간 이후 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 발전 효율 중에서 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상인지를 모니터링하고, 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상이면, 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(230)는 각각 확정된 발전 단가의 평균 단가를 계산하고, 그 계산된 평균 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(230)는 이종 신재생 에너지에 대한 이종 발전원의 각 발전 효율을 계산하고, 그 계산된 발전 효율을 통합한 통합 효율을 이종 발전원에 대한 시스템 효율로 적용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(230)는 산출된 발전 요금이 수용가 요금 미만이면 발전을 지시하여 발전된 전력을 수용가에 공급할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(230)는 산출된 발전 요금이 수용가 요금 이상이면 이종 신재생 에너지의 발전을 대기하거나 발전된 전력을 에너지 저장 장치(150)에 저장할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들에 따른 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 본 발명의 실시예들에 따른 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.
프로세서에 의해 실행 가능한 적어도 하나의 프로그램을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 적어도 하나의 프로그램은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금: 프로세서는 통신 모듈 및 메모리와 연결된다. 프로세서는, 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써, 이종 신재생 에너지에 대한 각 발전 설비 용량과 이종 신재생 에너지와 대응되는 각각의 환경 정보를 기반으로 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하고, 각각 예측된 발전량과 각 전력 시장 가격을 기반으로 발전 단가를 각각 확정하고, 각각 확정된 발전 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출하고, 산출된 발전 요금과 수용가 요금을 비교하여 발전원의 운전을 제어하게 하는 명령어들을 포함하는, 비 일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공될 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
구체적으로, 설명된 특징들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 그들의 조합들 내에서 실행될 수 있다. 특징들은 예컨대, 프로그래밍 가능한 프로세서에 의한 실행을 위해, 기계 판독 가능한 저장 디바이스 내의 저장장치 내에서 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품에서 실행될 수 있다. 그리고 특징들은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 설명된 실시예들의 함수들을 수행하기 위한 지시어들의 프로그램을 실행하는 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 설명된 특징들은, 데이터 저장 시스템으로부터 데이터 및 지시어들을 수신하기 위해, 및 데이터 저장 시스템으로 데이터 및 지시어들을 전송하기 위해, 결합된 적어도 하나의 프로그래밍 가능한 프로세서, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함하는 프로그래밍 가능한 시스템 상에서 실행될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들 내에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 소정 결과에 대해 특정 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 내에서 직접 또는 간접적으로 사용될 수 있는 지시어들의 집합을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 해석된 언어들을 포함하는 프로그래밍 언어 중 어느 형태로 쓰여지고, 모듈, 소자, 서브루틴(subroutine), 또는 다른 컴퓨터 환경에서 사용을 위해 적합한 다른 유닛으로서, 또는 독립 조작 가능한 프로그램으로서 포함하는 어느 형태로도 사용될 수 있다.
지시어들의 프로그램의 실행을 위한 적합한 프로세서들은, 예를 들어, 범용 및 특수 용도 마이크로프로세서들 둘 모두, 및 단독 프로세서 또는 다른 종류의 컴퓨터의 다중 프로세서들 중 하나를 포함한다. 또한 설명된 특징들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 지시어들 및 데이터를 구현하기 적합한 저장 디바이스들은 예컨대, EPROM, EEPROM, 및 플래쉬 메모리 디바이스들과 같은 반도체 메모리 디바이스들, 내부 하드 디스크들 및 제거 가능한 디스크들과 같은 자기 디바이스들, 광자기 디스크들 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 비휘발성 메모리의 모든 형태들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 ASIC들(application-specific integrated circuits) 내에서 통합되거나 또는 ASIC들에 의해 추가될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 일련의 기능 블록들을 기초로 설명되고 있지만, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
전술한 실시예들의 조합은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.
전술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
100: 신재생 에너지 관리 시스템
110: 계통 전원
120: 신재생 에너지 발전원
121: 태양광 발전원
122: 소수력 발전원
123: 풍력 발전원
130: 부하
140: 발전원 운영 장치
150: 에너지 저장 장치

Claims (18)

  1. 이종 신재생 에너지에 대한 각 발전 설비 용량과 상기 이종 신재생 에너지와 대응되는 각각의 환경 정보를 기반으로 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하는 단계;
    상기 각각 예측된 발전량과 각 전력 시장 가격을 기반으로 발전 단가를 각각 확정하는 단계;
    상기 각각 확정된 발전 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 발전 요금과 수용가 요금을 비교하여 발전원의 운전을 제어하는 단계를 포함하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하는 단계는,
    계절 정보, 건기 정보, 우기 정보, 일사량 정보, 온도 정보, 강수량 정보 및 풍량 정보 및 적어도 하나의 환경 정보를 조합하여 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발전 단가를 각각 확정하는 단계는,
    상기 이종 신재생 에너지의 발전 설비에 대한 각 발전 실측량과 상기 각각 예측된 발전량을 비교하여 기설정된 오차율을 초과하면, 상기 예측된 발전량을 상기 발전 실측량으로 변경하여 발전 단가를 확정하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발전 요금을 산출하는 단계는,
    상기 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 미만이면 상기 각각 확정된 발전 단가에 각 발전 효율을 반영하여 발전 요금을 산출하고, 상기 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 이상이면 상기 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    기설정된 시간 이후 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 발전 효율 중에서 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상인지를 모니터링하는 단계를 더 포함하고,
    상기 발전 요금을 산출하는 단계는, 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상이면, 상기 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발전 요금을 산출하는 단계는,
    상기 각각 확정된 발전 단가의 평균 단가를 계산하고, 상기 계산된 평균 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발전 요금을 산출하는 단계는,
    상기 이종 신재생 에너지에 대한 이종 발전원의 각 발전 효율을 계산하고, 상기 계산된 발전 효율을 통합한 통합 효율을 상기 이종 발전원에 대한 시스템 효율로 적용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발전원의 운전을 제어하는 단계는,
    상기 산출된 발전 요금이 상기 수용가 요금 미만이면 발전을 지시하여 발전된 전력을 수용가에 공급하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발전원의 운전을 제어하는 단계는,
    상기 산출된 발전 요금이 상기 수용가 요금 이상이면 상기 이종 신재생 에너지의 발전을 대기하거나 발전된 전력을 에너지 저장 장치에 저장하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 방법.
  10. 신재생 에너지 발전원과 통신하고, 이종 신재생 에너지와 대응되는 각각의 환경 정보를 수신하는 통신 모듈;
    적어도 하나의 프로그램을 저장하는 메모리; 및
    상기 통신 모듈 및 상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써,
    이종 신재생 에너지에 대한 각 발전 설비 용량과 상기 이종 신재생 에너지와 대응되는 각각의 환경 정보를 기반으로 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하고,
    상기 각각 예측된 발전량과 각 전력 시장 가격을 기반으로 발전 단가를 각각 확정하고,
    상기 각각 확정된 발전 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출하고,
    상기 산출된 발전 요금과 수용가 요금을 비교하여 발전원의 운전을 제어하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    건기 정보, 우기 정보, 일사량 정보, 온도 정보 및 강수량 정보 중에서 적어도 하나의 환경 정보를 조합하여 이종 신재생 에너지의 발전량을 각각 예측하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 이종 신재생 에너지의 발전 설비에 대한 각 발전 실측량과 상기 각각 예측된 발전량을 비교하여 기설정된 오차율을 초과하면, 상기 예측된 발전량을 상기 발전 실측량으로 변경하여 발전 단가를 확정하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 미만이면 상기 각각 확정된 발전 단가에 각 발전 효율을 반영하여 발전 요금을 산출하고, 상기 각 발전 효율이 기설정된 기준 발전 효율 이상이면 상기 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    기설정된 시간 이후 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 발전 효율 중에서 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상인지를 모니터링하고, 적어도 하나의 발전원의 발전 효율이 기설정된 기준 효율 이상이면, 상기 각각 확정된 발전 단가를 발전 요금으로 산출하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 각각 확정된 발전 단가의 평균 단가를 계산하고, 상기 계산된 평균 단가와 이종 신재생 에너지에 대한 발전원의 각 발전 효율을 이용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 이종 신재생 에너지에 대한 이종 발전원의 각 발전 효율을 계산하고, 상기 계산된 발전 효율을 통합한 통합 효율을 상기 이종 발전원에 대한 시스템 효율로 적용하여 이종 신재생 에너지에 대한 발전 요금을 산출하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 산출된 발전 요금이 상기 수용가 요금 미만이면 발전을 지시하여 발전된 전력을 수용가에 공급하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 산출된 발전 요금이 상기 수용가 요금 이상이면 상기 이종 신재생 에너지의 발전을 대기하거나 발전된 전력을 에너지 저장 장치에 저장하는, 이종 신재생 에너지원이 결합된 발전원 운영 장치.
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