KR20210030124A - Active Distribution Energy Management System of Integrated PV ESS System Based on Smart Inverter Functions - Google Patents

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KR20210030124A
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Abstract

The present invention relates to a smart inverter-based active distribution energy management system (EMS) of a solar ESS integrated system and a control method thereof, which can create a profit due to charging and discharging by using a renewable energy certificate (REC) weighting factor and making a distribution system stable by applying an active EMS algorithm in the solar ESS integrated system. The present invention comprises: a power price information determination unit performing an INV5 function of a smart inverter to check power price information; a system voltage maintenance determination unit measuring an interconnection point voltage (V) of the solar ESS integrated system to determine whether the measured voltage is maintained within a lower limit (V_min) and an upper limit (V_max) of a system voltage; an ESS full charging determination unit determining whether the ESS of the solar ESS integrated system is fully charged; a congestion reference power consumption unit consuming solar power based on line congestion when the ESS is fully charged; a voltage stabilizing unit stabilizing voltage using the solar inverter in the case of being deviated from a system voltage maintenance range; and a reactive power output control unit performing a VV11 function of calculating available maximum reactive power (Q_avail) and outputting reactive power according to a system interconnection point voltage.

Description

태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법{Active Distribution Energy Management System of Integrated PV ESS System Based on Smart Inverter Functions}Active Distribution Energy Management System of Integrated PV ESS System Based on Smart Inverter Functions {Active Distribution Energy Management System of Integrated PV ESS System Based on Smart Inverter Functions}

본 발명은 태양광 ESS 일체형 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 REC(Renewable Energy Certificate) 가중치를 활용한 충전 및 방전에 의한 수익창출 및 능동형 EMS(Energy Management System) 알고리즘 적용으로 배전계통 안정화가 가능하도록 한 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar ESS integrated system, and specifically, a solar power distribution system stabilization by applying an active EMS (Energy Management System) algorithm and generating revenue by charging and discharging using a REC (Renewable Energy Certificate) weight. It relates to a smart inverter-based active distribution EMS of an optical ESS integrated system and a control method thereof.

일반적으로 ESS(Energy storage system)는 발전소에서 과잉 생산된 전력 또는 불규칙하게 생산되는 신재생 에너지를 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해 주는 저장장치를 말한다.In general, ESS (Energy storage system) refers to a storage device that stores excessively produced power or irregularly produced new and renewable energy in a power plant and transmits it when power is temporarily insufficient.

구체적으로 ESS란 에너지를 필요한 때와 장소에 공급하기 위해 전기 전력계통에 전기를 저장해 두는 시스템을 말한다. 다시 말해서, 기존의 2차 전지처럼 하나의 제품에 시스템이 통합된 스토리지로 구성되는 하나의 집합체이다.Specifically, ESS refers to a system that stores electricity in the electric power system to supply energy when and where it is needed. In other words, it is an aggregate composed of storage in which a system is integrated into a single product, like a conventional secondary battery.

최근 급속히 성장하고 있는 신재생 에너지인 태양광 발전시 불안정한 발전 에너지를 저장했다가 필요한 시점에 안정적으로 전력 계통에 다시 공급해주는 필수 장치로 ESS의 중요성이 대두되고 있다.The importance of ESS is emerging as an essential device that stores unstable power generation energy during photovoltaic power generation, which is a rapidly growing new and renewable energy, and then stably supplies it back to the power system when needed.

만약 ESS가 없다면 태양광에 의존하는 불안정한 전력 공급으로 인해 전력 계통에 갑작스러운 단전 등 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 환경에서 스토리지가 매우 중요한 분야로 대두되고 있다.If there is no ESS, serious problems such as sudden power failure may occur in the power system due to unstable power supply that relies on solar power. Therefore, storage is emerging as a very important field in this environment.

이러한 ESS는 전력계통에서 발전, 송배전, 수용가에 설치되어 이용되고 있으며, 주파수 조정(Frequency Regulation), 신재생에너지를 이용한 발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감(Peak Shaving), 부하 평준화(Load Leveling), 비상 전원 등의 기능으로 사용되고 있다.These ESSs are installed and used in power generation, transmission and distribution, and customers in the power system, and frequency regulation, generator output stabilization using renewable energy, peak shaving, load leveling, emergency It is used for functions such as power supply.

도 1은 종래 기술의 배전선로 전압안정화를 위한 전압-무효전력 드룹제어 및 전압-유효전력 드룹제어를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing a voltage-reactive power droop control and a voltage-active power droop control for stabilizing voltage of a distribution line according to the prior art.

종래 기술의 스마트 인버터 기술의 경우 태양광 인버터를 활용하여 배전선로 전압안정화 측면에서 연구가 많이 진행되어 왔다. 대표적으로 VV11 기능(전압-무효전력 드룹제어)과 VW51(전압-유효전력 드룹제어)가 있으며 해당 기능들에 대하여 그래프의 최적 기울기(드룹) 및 동작지점에 대한 선정방안이 주된 연구 내용이었다.In the case of the conventional smart inverter technology, a lot of research has been conducted in terms of voltage stabilization of distribution lines using a solar inverter. Representatively, there are VV11 function (voltage-reactive power droop control) and VW51 (voltage-active power droop control).

하지만, 종래 기술들은 태양광과 ESS를 동시에 활용하여 배전계통 안정화에 대한 방안을 제시하지는 못하였다. 또한, 다양한 스마트 인버터 기능들을 활용하지 못하여 여러가지 계통 상황 변화에 따른 효율적인 관리방법을 제시하지 못하고 있다.However, the conventional techniques have not been able to propose a plan for stabilization of the distribution system by simultaneously utilizing sunlight and ESS. In addition, since various smart inverter functions cannot be utilized, an efficient management method according to changes in various system conditions has not been proposed.

따라서, 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기능을 이용하여 재생에너지 수용률 증가에 따른 배전선로 과부하 현상 등의 문제를 효율적으로 해결하기위한 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a need to develop a new technology to efficiently solve problems such as overloading of distribution lines due to an increase in the acceptance rate of renewable energy by using the smart inverter function of the solar ESS integrated system.

대한민국 등록특허 제10-1871237호Korean Patent Registration No. 10-1871237 대한민국 등록특허 제10-1964740호Korean Patent Registration No. 10-1964740 대한민국 등록특허 제10-1988485호Korean Patent Registration No. 10-1988485

본 발명은 태양광 ESS 일체형 시스템의 활용성을 높이기 위한 것으로, REC(Renewable Energy Certificate) 가중치를 활용한 충전 및 방전에 의한 수익창출 및 능동형 EMS(Energy Management System) 알고리즘 적용으로 배전계통 안정화가 가능하도록 한 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to increase the usability of the solar ESS integrated system, to generate revenue by charging and discharging using REC (Renewable Energy Certificate) weights, and to stabilize the distribution system by applying an active EMS (Energy Management System) algorithm. The purpose of this is to provide a smart inverter-based active distribution EMS of a solar ESS integrated system and a control method thereof.

본 발명은 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기능을 이용하여 재생에너지 수용률 증가에 따른 배전선로 과부하 현상 등의 문제를 효율적으로 해결할 수 있도록 한 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention uses a smart inverter function of a solar ESS integrated system to efficiently solve problems such as overloading of distribution lines due to an increase in the acceptance rate of renewable energy, and a smart inverter-based active distribution EMS of a solar ESS integrated system and its Its purpose is to provide a control method.

본 발명은 발전기 연계점의 출력 전력과 선로 전력, 부하량을 고려하여 선로 조류의 최대 전력량 제한을 제안하고 선로 혼잡구간을 방지할 수 있도록 한 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention proposes to limit the maximum amount of power of the line current in consideration of the output power, line power, and load of the generator linkage point, and prevents the line congestion section, a smart inverter-based active distribution EMS and its control of a solar ESS integrated system. Its purpose is to provide a method.

본 발명은 공통 연계점 전압과 선로 전압이 상시전압 기준을 초과하지 않도록 태양광 ESS 일체형 시스템의 유/무효전력을 제어하여 전압을 효율적으로 조정할 수 있도록 한 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is a smart inverter-based active distribution of a solar ESS integrated system that enables efficient adjustment of voltage by controlling the active/reactive power of a solar ESS integrated system so that the common connection point voltage and line voltage do not exceed the constant voltage standard. It is an object to provide an EMS and a control method thereof.

본 발명은 배전계통의 전압변동시, 태양광 ESS 일체형 시스템이 이를 완화할 수 있도록 하여 효율적인 배전계통 안정화가 가능하도록 한 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a smart inverter-based active distribution EMS of a solar ESS integrated system and a control method thereof that enables efficient distribution system stabilization by allowing the solar ESS integrated system to mitigate this when voltage fluctuations in the distribution system. There is a purpose.

본 발명은 배전선로 용량인 10MW 이상의 분산전원의 연계를 가능하게 하며, 배전 혼잡선로 발생시 분산전원의 발전량을 ESS에 저장하여 배전계통 안정화에 유리하도록 한 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention makes it possible to connect distributed power sources with a capacity of 10MW or more of distribution lines, and when a congested distribution line occurs, the power generation amount of the distributed power is stored in the ESS to facilitate the stabilization of the distribution system.The smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system And to provide a method for controlling the same.

본 발명은 스마트 인버터 기능의 효율적 배치를 통하여, 분산전원이 능동적으로 배전계통 운영에 관여하도록 하고, 전력 가격정보를 반영하여 수익성 창출을 도모할 수 있도록 한 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is a smart inverter-based active distribution of a solar ESS integrated system that enables distributed power to actively participate in distribution system operation through efficient arrangement of smart inverter functions, and to promote profit creation by reflecting power price information. It is an object to provide an EMS and a control method thereof.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS에서 충전을 제어하기 위하여, 스마트 인버터의 INV5 기능을 수행하여 전력가격 정보를 파악하는 전력 가격 정보 판단부;태양광 ESS 일체형 시스템의 연계점전압(V)을 측정하여 계통 전압 하한치(V min ) 및 상한치(V max ) 이내로 유지되는지를 판단하는 계통전압 유지 판단부;태양광 ESS 일체형 시스템의 ESS의 완충(Full Charging) 여부를 판단하는 ESS 완충 판단부;ESS 완충시에 선로 혼잡도(Line Congestion)를 기준으로 INV2 기능 수행으로 발전전력을 삭감하거나 태양광 발전 전력을 부하소비에 사용하는 혼잡도 기준 전력소비부;계통 전압 유지범위를 벗어난 경우에 태양광 인버터를 이용하여 전압 안정화를 수행하는 전압 안정화부;공급가능한 최대 무효전력(Q avail )을 계산하고 계통 연계점 전압에 따라 무효전력을 출력하는 VV11 기능을 수행하는 무효전력 출력제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system according to the present invention to achieve the above object, in order to control charging in the smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system, the INV5 function of the smart inverter. Power price information determination unit to determine power price information by performing; System voltage to determine whether the system voltage is maintained within the lower limit (V min ) and upper limit ( V max ) of the system voltage by measuring the connection point voltage (V) of the solar ESS integrated system Maintenance determination unit; ESS buffer determination unit that determines whether the ESS of the solar ESS integrated system is fully charged; reduces power generation or reduces power generation by performing INV2 function based on line congestion during ESS charging Congestion standard power consumption unit using generated power for load consumption; Voltage stabilization unit that performs voltage stabilization using a solar inverter when the system voltage is out of range; Calculates the maximum reactive power (Q avail ) that can be supplied and the system And a reactive power output control unit that performs a VV11 function of outputting reactive power according to the connection point voltage.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS에서 방전을 제어하기 위하여, 스마트 인버터의 INV5 기능을 수행하여 전력가격 정보를 판단하는 전력 가격 정보 판단부;ESS의 저장된 전력을 방전하기 전에 배전선로의 혼잡도를 판단하는 배전선로 혼잡도 판단부;연계점 전압이 제한치를 벗어날 경우 VV11 모드의 수행으로 무효전력을 보상하여 전압 안정화를 수행하는 전압 안정화 수행부;INV2 기능을 수행하여 국내 배전선로의 용량인 10MW를 초과하지 않도록 방전할 수 있는 전력을 계산하는 전력 계산부;ESS에 충전된 전력을 방전하기 전에 연계점의 전압안정도를 판별하여 방전을 제어하는 전압 안정도 판별 및 방전 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system according to the present invention for achieving other purposes performs the INV5 function of the smart inverter in order to control the discharge in the smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system. Power price information determination unit that determines power price information; Distribution line congestion level determination unit that determines the congestion level of the distribution line before discharging the stored power of the ESS; Compensation for reactive power by performing VV11 mode when the junction voltage is out of the limit value A voltage stabilization unit that performs voltage stabilization by performing an INV2 function; a power calculation unit that calculates the power that can be discharged so as not to exceed 10MW, which is the capacity of a domestic distribution line; a connection point before discharging the power charged in the ESS It characterized in that it comprises a; voltage stability determination and discharge control unit for controlling the discharge by determining the voltage stability of the.

여기서, INV5 기능은 가격 결정 신호를 이용하여 저장능력을 가진 분산전원이 ESS의 충,방전 여부 및 충,방전 비율을 결정하는 것이고, INV2 기능은 계통 연계점에서의 분산전원 출력을 제한하며, 분산전원 발전량이 제한치를 초과할 경우 출력량을 삭감하거나 에너지저장장치에 여분의 발전량을 저장하는 것이고, VV11 기능은 유효전력 출력의 변동없이 연계점 전압(VRef)에 따른 무효전력(VarAval)을 생산하며 인버터의 용량을 고려하여 공급 가능한 무효전력의 수치를 퍼센트로 제시하고, 연계점 전압이 상승할수록 음의 무효전력을 출력하고 연계점 전압이 하강할수록 양의 무효전력을 출력하는 것을 특징으로 한다.Here, the INV5 function is to determine whether the distributed power with storage capacity using the price determination signal determines whether the ESS is charged/discharged and the charging/discharging ratio, and the INV2 function limits the distributed power output at the system connection point and distributed When the power generation exceeds the limit, the output is reduced or the extra generation is stored in the energy storage device, and the VV11 function produces reactive power (VarAval) according to the connection point voltage (VRef) without fluctuations in the active power output, and the inverter It is characterized in that the numerical value of the reactive power that can be supplied in consideration of the capacity of is presented as a percentage, and as the connection point voltage increases, the negative reactive power is output, and as the connection point voltage decreases, the positive reactive power is output.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법은 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS에서 충전을 제어하기 위하여, 전력 가격 정보 판단부에서 전력가격 정보를 파악하는 단계;계통전압 유지 판단부에서 태양광 ESS 일체형 시스템의 연계점전압(V)을 측정하여 계통 전압 하한치(V min ) 및 상한치(V max ) 이내로 유지되는지 판단하는 단계;ESS 완충 판단부에서 ESS의 완충(Full Charging) 여부를 판단하는 단계;혼잡도 기준 전력소비부에서 ESS 완충 시 태양광의 발전전력을 소비하는 단계;전압 안정화부에서 계통 전압 유지범위를 벗어난 경우에 태양광 인버터를 활용하여 전압 안정화를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to control charging in the smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system according to the present invention to achieve another object, the power price information determination unit Determining power price information at; determining whether the system voltage is maintained within a lower limit value ( V min ) and an upper limit value ( V max ) by measuring the connection point voltage (V) of the solar ESS integrated system in the system voltage maintenance determination unit; Determining whether the ESS is fully charged by the ESS buffer determination unit; Consumption of solar power generated by the power consumption unit based on the congestion level when the ESS is fully charged; Solar light when the voltage stabilization unit exceeds the system voltage maintenance range And performing voltage stabilization using an inverter.

여기서, 전력가격 정보를 파악하는 단계는, 가격 결정 신호를 이용하여 저장능력을 가진 분산전원이 ESS의 충,방전 여부 및 충,방전 비율을 결정하는 스마트 인버터의 INV5 기능을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Here, the step of determining the power price information is characterized in that the distributed power supply having the storage capacity using the price determination signal is performed through the INV5 function of the smart inverter that determines whether the ESS is charged/discharged and the charge/discharge ratio. .

그리고 계통전압 유지 판단부에서 계통 전압 유지범위를 만족하는 것으로 판단되면 INV4 기능 수행하여 태양광 발전전력을 ESS에 충전하고, INV4 기능은 저장능력을 가진 분산전원이 에너지 생산의 증감에 관여하도록 하며, 요청 명령은 해당 에너지 저장장치의 최대 출력의 백분율로 이루어지는 것을 특징으로 한다.And if the grid voltage maintenance determination part determines that the grid voltage maintenance range is satisfied, the INV4 function is performed to charge the solar power generation power to the ESS, and the INV4 function allows the distributed power supply with storage capacity to participate in the increase or decrease of energy production. The request command is characterized in that it consists of a percentage of the maximum output of the energy storage device.

그리고 혼잡도 기준 전력소비부는 선로 혼잡도(Line Congestion)를 기준으로 국내 배전 일반 선로용량인 10MW 이상의 유효전력이 흐를 경우 INV2 기능 수행으로 발전전력을 삭감하고, 아닌 경우에는 태양광 발전 전력을 부하소비에 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power consumption unit based on the congestion level reduces the generation power by performing the INV2 function when active power exceeds 10MW, which is the general line capacity of domestic distribution based on the line congestion, and otherwise uses the solar power generation for load consumption. Characterized in that.

그리고 INV2 기능은 계통 연계점에서의 분산전원 출력을 제한하며, 분산전원 발전량이 제한치를 초과할 경우 출력량을 삭감하거나 에너지저장장치에 여분의 발전량을 저장하는 기능인 것을 특징으로 한다.In addition, the INV2 function limits the output of distributed power at the system connection point, and when the amount of distributed power generation exceeds the limit, it is a function to reduce the output amount or to store the extra generation amount in the energy storage device.

그리고 전압 안정화를 수행하는 단계에서, 전압안정화는 태양광 인버터의 무효전력 출력으로 수행되며 태양광 인버터의 용량(S inv ) 보다 태양광 유효전력 출력(P pv )이 작을 경우에만 가능하고, P pv S inv 보다 작지 않을 경우 INV2 기능의 수행으로 태양광 유효전력을 삭감하고, 최종적으로 태양광 인버터에 무효전력을 출력할 수 있는 여유를 만들어 주는 것을 특징으로 한다.And in the step of performing voltage stabilization, voltage stabilization is performed by the reactive power output of the solar inverter, and is possible only when the solar active power output ( P pv ) is smaller than the capacity (S inv ) of the solar inverter, and P pv When is not smaller than S inv , the active power of the solar power is reduced by performing the INV2 function, and it is characterized by making a margin for outputting the reactive power to the solar inverter.

그리고 P pv S inv 를 고려하여 공급가능한 최대 무효전력(Q avail )을 계산하고 계통 연계점 전압에 따라 무효전력을 출력하는 VV11 기능을 수행하고, Q avail 계산을 통하여 VV11 기능 수행시 공급가능한 최대 무효전력 출력이 제한되는 것을 특징으로 한다.And P pv Calculates the maximum reactive power (Q avail ) that can be supplied in consideration of and S inv , performs the VV11 function that outputs reactive power according to the voltage of the grid connection point, and outputs the maximum reactive power that can be supplied when performing the VV11 function through Q avail calculation. It is characterized by being limited.

그리고 VV11 기능은 유효전력 출력의 변동없이 연계점 전압(VRef)에 따른 무효전력(VarAval)을 생산하며 인버터의 용량을 기준으로 공급 가능한 무효전력의 수치를 퍼센트로 제시하고, 연계점 전압이 상승할수록 음의 무효전력을 출력하고 연계점 전압이 하강할수록 양의 무효전력을 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the VV11 function produces reactive power (VarAval) according to the connection point voltage (VRef) without fluctuations in the active power output, and presents the number of reactive power that can be supplied in percent based on the capacity of the inverter. It is characterized by outputting negative reactive power and outputting positive reactive power as the connection point voltage decreases.

또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법은 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS에서 방전을 제어하기 위하여, 전력 가격 정보 판단부에서 전력가격 정보를 판단하는 단계;배전선로 혼잡도 판단부에서 ESS의 저장된 전력을 방전하기 전에 배전선로의 혼잡도를 파악하는 단계;배전선로가 혼잡할 경우에는 전압 안정화 수행부에서 연계점의 전압안정화 기능을 수행하고, 배전선로가 혼잡하지 않을 경우 전력 계산부에서 배전선로 용량을 기준으로 최대로 방전할 수 있는 전력량을 계산하는 단계;전압 안정도 판별 및 방전 제어부에서 ESS에 충전된 전력을 방전하기 전에 연계점의 전압안정도를 판별하여 방전 제어를 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to control discharging in the smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system according to the present invention to achieve another object, the power price information is determined to control the discharge in the smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system. Determining power price information by the unit; determining the degree of congestion of the distribution line before discharging the stored power in the ESS by the distribution line congestion level determination unit; when the distribution line is congested, the voltage stabilization unit stabilizes the voltage at the connection point. When performing the function and the distribution line is not congested, calculating the maximum amount of power that can be discharged based on the capacity of the distribution line in the power calculation unit; before discharging the electric power charged in the ESS by the voltage stability determination and discharging control unit It characterized in that it comprises a; determining the voltage stability of the connection point to control the discharge.

여기서, 전력 가격 정보 판단부에서 가격 결정 신호를 이용하여 저장능력을 가진 분산전원이 ESS의 충,방전 여부 및 충,방전 비율을 결정하는 INV5를 수행하여 ESS에 충전된 전력을 판매할 경우의 전력 가격 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.Here, the power when the distributed power with the storage capability performs INV5, which determines whether the ESS is charged/discharged and the rate of charge/discharge by using the price determination signal in the power price information determination unit, and sells the charged power in the ESS. It characterized in that it acquires price information.

그리고 배전선로가 혼잡하지 않을 경우 전력 계산부에서 배전선로 용량을 기준으로 최대로 방전할 수 있는 전력량을 계산하는 단계에서, 최대로 방전할 수 있는 전력량을 INV2 기능을 이용하여 계산하고, INV2 기능은 계통 연계점에서의 분산전원 출력을 제한하며, 분산전원 발전량이 제한치를 초과할 경우 출력량을 삭감하거나 에너지저장장치에 여분의 발전량을 저장하는 기능인 것을 특징으로 한다.And when the distribution line is not congested, in the step of calculating the maximum amount of power that can be discharged based on the capacity of the distribution line in the power calculation unit, the maximum amount of power that can be discharged is calculated using the INV2 function, and the INV2 function is It is characterized in that it is a function to limit the output of distributed power at the point of connection of the system, and to reduce the amount of power generated when the amount of distributed power generation exceeds the limit value or to store the excess amount of power in the energy storage device.

그리고 배전선로가 혼잡할 경우에는 전압 안정화 수행부에서 연계점의 전압안정화 기능을 수행하는 단계에서, 연계점 전압이 제한치를 벗어날 경우 VV11 모드의 수행으로 무효전력을 보상하여 전압 안정화에 기여하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the distribution line is congested, the voltage stabilization unit performs the voltage stabilization function of the connection point, and when the voltage of the connection point exceeds the limit, VV11 mode is performed to compensate for reactive power to contribute to voltage stabilization. It is done.

그리고 VV11 기능은 유효전력 출력의 변동없이 연계점 전압(VRef)에 따른 무효전력(VarAval)을 생산하며 인버터의 용량을 고려하여 공급 가능한 무효전력의 수치를 퍼센트로 제시하고, 연계점 전압이 상승할수록 음의 무효전력을 출력하고 연계점 전압이 하강할수록 양의 무효전력을 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the VV11 function produces reactive power (VarAval) according to the connection point voltage (VRef) without fluctuations in the active power output, and presents the number of reactive power that can be supplied as a percentage by considering the capacity of the inverter. It is characterized by outputting negative reactive power and outputting positive reactive power as the connection point voltage decreases.

그리고 전압 안정도 판별 및 방전 제어부에서, 연계점 전압이 제한치 이내일 경우 VW51 기능을 수행하여 연계점 전압에 따른 방전을 수행하고, 연계점 전압이 제한치를 벗어날 경우 WP41 모드를 수행하여 유효전력과 무효전력을 동시에 출력하여 전압안정화와 ESS 방전을 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage stability determination and discharge control unit performs the VW51 function when the connection point voltage is within the limit value to perform discharge according to the connection point voltage, and when the connection point voltage is out of the limit value, it executes WP41 mode to perform active power and reactive power. It is characterized in that voltage stabilization and ESS discharge are performed at the same time by outputting at the same time.

그리고 VW51 기능은 계통 연계점 전압의 상태에 따라 유효전력 출력량을 조절하는 기능으로 계통 연계점 전압이 상승할수록 유효전력 출력량이 비례하여 감소하도록 하는 것이고, WP41은 계통 연계점에서 출력되는 유효전력에 따라 역률을 조정하여 전압을 안정화하는 기능으로 WP41은 curve의 형태로 동작이 입력되는 것을 특징으로 한다.In addition, the VW51 function adjusts the amount of active power output according to the state of the grid connection point voltage. As the grid connection point voltage increases, the amount of active power output decreases proportionally, and WP41 is based on the active power output from the grid connection point. As a function to stabilize the voltage by adjusting the power factor, the WP41 is characterized by inputting motion in the form of a curve.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system according to the present invention and a control method thereof have the following effects.

첫째, REC(Renewable Energy Certificate) 가중치를 활용한 충전 및 방전에 의한 수익창출 및 능동형 EMS(Energy Management System) 알고리즘 적용으로 배전계통 안정화가 가능하도록 한다.First, the distribution system can be stabilized by generating revenue by charging and discharging using REC (Renewable Energy Certificate) weights and applying an active EMS (Energy Management System) algorithm.

둘째, 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기능을 이용하여 재생에너지 수용률 증가에 따른 배전선로 과부하 현상 등의 문제를 효율적으로 해결할 수 있도록 한다.Second, by using the smart inverter function of the solar ESS integrated system, it is possible to efficiently solve problems such as overloading of distribution lines due to an increase in the acceptance rate of renewable energy.

셋째, 발전기 연계점의 출력 전력과 선로 전력, 부하량을 고려하여 선로 조류의 최대 전력량 제한을 제안하고 선로 혼잡구간을 방지할 수 있도록 한다.Third, considering the output power, line power, and load of the generator connection point, it is suggested to limit the maximum power amount of the line current and prevent the line congestion section.

넷째, 공통 연계점 전압과 선로 전압이 상시전압 기준을 초과하지 않도록 태양광 ESS 일체형 시스템의 유/무효전력을 제어하여 전압을 효율적으로 조정할 수 있도록 한다.Fourth, the active/reactive power of the solar ESS integrated system is controlled so that the voltage of the common connection point and the line voltage do not exceed the constant voltage standard so that the voltage can be efficiently adjusted.

다섯째, 배전계통의 전압변동시, 태양광 ESS 일체형 시스템이 이를 완화할 수 있도록 하여 효율적인 배전계통 안정화가 가능하도록 한다.Fifth, in the case of voltage fluctuations in the distribution system, the solar ESS integrated system can mitigate this so that efficient distribution system stabilization is possible.

여섯째, 배전선로 용량인 10MW 이상의 분산전원의 연계를 가능하게 하며, 배전 혼잡선로 발생시 분산전원의 발전량을 ESS에 저장하여 배전계통 안정화에 유리하도록 한다.Sixth, it is possible to connect distributed power sources of 10MW or more, which is the capacity of a distribution line, and when a congested distribution line occurs, the power generation amount of the distributed power is stored in the ESS to be advantageous for stabilizing the distribution system.

일곱째, 스마트 인버터 기능의 효율적 배치를 통하여, 분산전원이 능동적으로 배전계통 운영에 관여하도록 하고, 전력 가격정보를 반영하여 수익성 창출을 도모할 수 있도록 한다.Seventh, through the efficient arrangement of smart inverter functions, distributed power can be actively involved in distribution system operation, and power price information can be reflected to promote profitability.

도 1은 종래 기술의 배전선로 전압안정화를 위한 전압-무효전력 드룹제어 및 전압-유효전력 드룹제어를 나타낸 그래프
도 2a는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기능을 나타낸 특성 그래프
도 2b는 국내 실제 배전 계통(태양광 ESS 일체형 시스템 9MW 연계)의 일 예를 나타낸 구성도
도 3은 INV2 기능을 이용한 제어기 구성도
도 4는 INV2 기능의 유효전력 출력 제한 특성 그래프
도 5는 INV4 기능을 이용한 제어기 구성도
도 6은 INV4 기능의 ESS 출력제어 결과 그래프
도 7은 INV5를 이용한 ESS 충방전 제어 구성도
도 8은 태양광 ESS 일체형 시스템의 INV5 기능을 나타낸 (좌)REC 인센티브 시간 신호 및 (우)가격신호 반영한 ESS충전 특성 그래프
도 9는 VV11 기능을 이용한 무효전력-전압 제어 특성 그래프
도 10a내지 도 10d는 VV11 기능을 적용한 무효전력 보상 결과 (a)부하변동 (b)제어신호 (c)연계점 전압 (d)무효전력 출력 그래프
도 11은 VW51의 전압-유효전력 제어 그래프
도 12a 내지 도 12d는 VW51 기능 시뮬레이션 결과 (a)전압 기준신호 (b)최소부하 시 VW51 모드 (c)유효전력 출력 (d)최대부하 시 VW51 모드 그래프
도 13은 WP41 기능인 유효전력-역률 제어 그래프
도 14a 내지 도 14d는 WP41 기능 시뮬레이션 결과 (a)태양광 ESS 일체형 시스템 유효전력 변동 (b)WP41 모드 동작 (c)역률 신호 (d)무효전력 출력 그래프
도 15a는 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS(충전) 구성도
도 15b는 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS(충전) 제어를 위한 플로우 차트
도 16a는 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS(방전) 구성도
도 16b는 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS(방전) 제어를 위한 플로우 차트
1 is a graph showing voltage-reactive power droop control and voltage-active power droop control for voltage stabilization of a distribution line according to the prior art.
Figure 2a is a characteristic graph showing the smart inverter function of the solar ESS integrated system
Figure 2b is a configuration diagram showing an example of an actual domestic distribution system (solar ESS integrated system 9MW linkage)
3 is a configuration diagram of a controller using the INV2 function
4 is a graph of the active power output limitation characteristic of the INV2 function
5 is a configuration diagram of a controller using the INV4 function
6 is a graph of the result of ESS output control of INV4 function
7 is a configuration diagram of ESS charge/discharge control using INV5
Figure 8 is a graph of the ESS charging characteristics reflecting the (left) REC incentive time signal and (right) price signal showing the INV5 function of the solar ESS integrated system
9 is a reactive power-voltage control characteristic graph using the VV11 function
10A to 10D show the reactive power compensation result by applying the VV11 function (a) load variation (b) control signal (c) junction voltage (d) reactive power output graph
11 is a voltage-active power control graph of VW51
12A to 12D are VW51 function simulation results (a) voltage reference signal (b) VW51 mode at minimum load (c) active power output (d) VW51 mode graph at maximum load
13 is a graph of active power-power factor control as a function of WP41
14A to 14D are WP41 function simulation results (a) PV ESS integrated system active power fluctuations (b) WP41 mode operation (c) Power factor signal (d) Reactive power output graph
Figure 15a is a configuration diagram of a smart inverter-based active distribution EMS (charging) of the solar ESS integrated system according to the present invention
15B is a flow chart for controlling a smart inverter-based active distribution EMS (charging) of the solar ESS integrated system according to the present invention
Figure 16a is a smart inverter-based active distribution EMS (discharge) configuration of the solar ESS integrated system according to the present invention
Figure 16b is a flow chart for a smart inverter-based active distribution EMS (discharge) control of the solar ESS integrated system according to the present invention

이하, 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a detailed description will be given of a preferred embodiment of a smart inverter-based active distribution EMS and a control method thereof of a solar ESS integrated system according to the present invention.

본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system according to the present invention and the control method thereof will be apparent through detailed description of each embodiment below.

도 2a는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기능을 나타낸 특성 그래프이고, 도 2b는 국내 실제 배전 계통(태양광 ESS 일체형 시스템 9MW 연계)의 일 예를 나타낸 구성도이다.Figure 2a is a characteristic graph showing the smart inverter function of the solar ESS integrated system, Figure 2b is a configuration diagram showing an example of a domestic actual distribution system (solar ESS integrated system 9MW linkage).

국내의 재생에너지 수용률 증가에 따라 배전선로 과부하 현상이 증가하고 있으며, 본 발명은 태양광 ESS 일체형 시스템을 활용하여 이를 해결하기 위한 것이다.As the domestic renewable energy acceptance rate increases, the overload phenomenon of distribution lines is increasing, and the present invention is to solve this by utilizing a solar ESS integrated system.

본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법은 REC(Renewable Energy Certificate) 가중치를 활용한 충전 및 방전에 의한 수익창출 및 능동형 EMS(Energy Management System) 알고리즘 적용으로 배전계통 안정화가 가능하도록 한 것이다.The smart inverter-based active distribution EMS and its control method of the solar ESS integrated system according to the present invention generate revenue by charging and discharging using Renewable Energy Certificate (REC) weights, and distribution by applying an active EMS (Energy Management System) algorithm. System stabilization is possible.

태양광 ESS 일체형 시스템은 태양광 및 에너지저장장치(ESS)가 연계점을 공유하여 계통에 연계되는 특성이 있으며, 해당 연계점에서의 배전선로 과부하가 발생하지 않도록 태양광 출력을 ESS에 저장할 수 있다. 이와 같은 제어를 수행하기 위해서는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기능이 요구된다.The solar ESS integrated system has the characteristic of being connected to the system by sharing the connection point of the solar power and the energy storage device (ESS), and the solar power output can be stored in the ESS so that the distribution line overload at the connection point does not occur. . In order to perform such control, the smart inverter function of the solar ESS integrated system is required.

국제표준 IEC 61850-90-7에서는 컨버터 기반 분산전원에 대하여 배전계통의 안정도 향상을 위한 스마트 인버터 기능의 표준을 제시하며, 본 발명은 최종적으로 해당 기능들을 태양광 ESS 일체형 시스템에 적용한 배전 EMS(Energy Management System) 알고리즘을 제안한다.International standard IEC 61850-90-7 proposes a standard of smart inverter function to improve the stability of the distribution system for a converter-based distributed power supply, and the present invention finally applies the functions to a solar ESS integrated system. Management System) algorithm.

본 발명에 적용되는 스마트 인버터 기능들은 도 2a에서와 같고, 2b의 국내 실제 계통에 태양광 ESS 일체형시스템을 9MW급으로 연계하여 그 기능이 기본적으로 모의된다.The smart inverter functions applied to the present invention are the same as in Fig. 2a, and the function is basically simulated by linking the solar ESS integrated system to the domestic actual system of 2b in a 9MW class.

본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법에서는 이와 같은 스마트 인버터 기능들의 각각의 효과를 분석한 뒤, 해당 기능들을 기반으로 배전 EMS 알고리즘을 구성한다.In the smart inverter-based active distribution EMS and its control method of the solar ESS integrated system according to the present invention, after analyzing the effects of each of the smart inverter functions, a distribution EMS algorithm is constructed based on the corresponding functions.

먼저, INV1(connect/disconnect from grid) 기능은 분산전원 시스템이 계통의 연계점에서 연결 또는 분리하는 기능으로, 분산전원 탈락 이후 재연계 시 급격한 전압변동을 방지하기 위하여 유효전력증가 기울기에 대한 제한치를 설정할 수 있도록 하는 것이다.First, the INV1 (connect/disconnect from grid) function is a function that connects or disconnects the distributed power system at the point of connection of the grid.In order to prevent sudden voltage fluctuations when reconnecting after the loss of distributed power, the limit for the slope of the increase in active power is To be able to set it up.

그리고 INV2(adjust maximum generation level up/down) 기능을 설명하면 다음과 같다.And the INV2 (adjust maximum generation level up/down) function is as follows.

도 3은 INV2 기능을 이용한 제어기 구성도이고, 도 4는 INV2 기능의 유효전력 출력 제한 특성 그래프이다.3 is a configuration diagram of a controller using the INV2 function, and FIG. 4 is a graph showing the limiting characteristics of active power output of the INV2 function.

INV2 기능은 계통 연계점에서의 분산전원 출력을 제한하며, 분산전원 발전량이 제한치를 초과할 경우 출력량을 삭감하거나 에너지저장장치에 여분의 발전량을 저장하는 기능이다.The INV2 function limits the output of distributed power at the system connection point, and when the amount of distributed power generation exceeds the limit, it is a function to reduce the output amount or to store the extra generation amount in the energy storage device.

태양광 ESS 일체형 시스템에 적용할 제어 모델을 도 3과 같이 구성할 수 있으며 출력 제한치를 고려하여 ESS에 여분의 전력을 저장한다. INV2 기능 적용 시, 도 4와 같이 태양광 출력의 계통 투입량을 제한할 수 있다.(태양광출력 9MW, 출력제한 7MW, ESS 충전 2MW)A control model to be applied to the solar ESS integrated system can be configured as shown in FIG. 3, and extra power is stored in the ESS in consideration of the output limit. When applying the INV2 function, it is possible to limit the amount of solar power output as shown in Fig. 4 (solar power output 9MW, output limit 7MW, ESS charging 2MW).

그리고 INV3(adjust power factor) 기능은 지령치를 통해 인버터의 고정된 역률을 변경하는 스마트 인버터 기능이다. 태양광 ESS 일체형 시스템의 경우에도 지령치를 통하여 역률을 변경가능 하며, 그에 따라 유효전력 및 무효전력의 출력 변화가 가능하다.And the INV3 (adjust power factor) function is a smart inverter function that changes the fixed power factor of the inverter through a setpoint. In the case of solar ESS integrated system, it is possible to change the power factor through the command value, and accordingly, the output of active power and reactive power can be changed.

그리고 INV4(request active power (charge or discharge storage) 기능을 설명하면 다음과 같다.And the INV4 (request active power (charge or discharge storage) function) is as follows.

도 5는 INV4 기능을 이용한 제어기 구성도이고, 도 6은 INV4 기능의 ESS 출력제어 결과 그래프이다.5 is a configuration diagram of a controller using the INV4 function, and FIG. 6 is a graph of the result of ESS output control of the INV4 function.

INV4 기능은 저장능력을 가진 분산전원이 에너지 생산의 증감에 관여하도록 하며, 요청 명령은 해당 에너지 저장장치의 최대 출력의 백분율로 이루어진다.The INV4 function allows the distributed power supply with storage capacity to participate in the increase or decrease of energy production, and the request command is made as a percentage of the maximum output of the energy storage device.

도 5는 INV4 기능을 적용한 제어모델로 부하량이 계통에서 공급 가능한 전력량보다 클 경우 ESS를 통하여 부족한 전력을 보강하는 것이다.5 is a control model to which the INV4 function is applied, and when the load is greater than the amount of power that can be supplied from the system, insufficient power is reinforced through the ESS.

도 6을 통하여 태양광 ESS 일체형 시스템에서 INV4 기능의 동작을 확인한다.6 shows the operation of the INV4 function in the solar ESS integrated system.

그리고 INV5(pricing signal for charge/discharge action) 기능을 설명하면 다음과 같다.And the INV5 (pricing signal for charge/discharge action) function will be described as follows.

도 7은 INV5를 이용한 ESS 충방전 제어 구성도이고, 도 8은 태양광 ESS 일체형 시스템의 INV5 기능을 나타낸 (좌)REC 인센티브 시간 신호 및 (우)가격신호 반영한 ESS충전 특성 그래프이다.7 is a configuration diagram of ESS charging and discharging control using INV5, and FIG. 8 is a graph of ESS charging characteristics reflecting (left) REC incentive time signal and (right) price signal showing INV5 function of a solar ESS integrated system.

INV5 기능은 가격 결정 신호를 이용하여 저장능력을 가진 분산전원이 ESS의 충,방전 여부 및 충,방전 비율을 결정하며, 도 7은 태양광 ESS 일체형 시스템에서 가격신호에 따라 ESS 충전 레퍼런스 신호를 설정하는 것을 나타낸 것이다.The INV5 function uses the price determination signal to determine whether the distributed power supply with storage capacity determines whether or not the ESS is charged, discharged, and the rate of charging and discharging, and Fig. 7 sets the ESS charging reference signal according to the price signal in the solar ESS integrated system. It shows what to do.

도 8은 태양광 ESS 일체형시스템에 대한 REC 가격정보를 반영한 ESS 충,방전 결과로 REC 인센티브 제도 시간대의 신호를 받아들여 전력을 충전한다.FIG. 8 is a result of ESS charging and discharging reflecting REC price information for a solar ESS integrated system. As a result, a signal of a REC incentive system is received and electric power is charged.

그리고 VV11(available vars support with no impact on watts) 기능을 설명하면 다음과 같다.And VV11 (available vars support with no impact on watts) function is described as follows.

도 9는 VV11 기능을 이용한 무효전력-전압 제어 특성 그래프이고, 도 10a내지 도 10d는 VV11 기능을 적용한 무효전력 보상 결과 (a)부하변동 (b)제어신호 (c)연계점 전압 (d)무효전력 출력 그래프이다.9 is a graph of reactive power-voltage control characteristics using the VV11 function, and FIGS. 10A to 10D are results of compensation of reactive power applying the VV11 function (a) load variation (b) control signal (c) junction voltage (d) invalidity. This is the power output graph.

VV11 기능은 유효전력 출력의 변동없이 연계점 전압(VRef)에 따른 무효전력(VarAval)을 생산하며 인버터의 용량을 고려하여 공급 가능한 무효전력의 수치를 퍼센트로 제시한다.The VV11 function produces reactive power (VarAval) according to the connection point voltage (VRef) without fluctuations in the active power output, and presents the number of reactive power that can be supplied in percent by considering the capacity of the inverter.

VV11 기능에 해당하는 무효전력-전압 제어는 도 9에 나타나 있으며, 연계점 전압이 상승할수록 음의 무효전력을 출력하고 연계점 전압이 하강할수록 양의 무효전력을 출력한다.Reactive power-voltage control corresponding to the VV11 function is shown in FIG. 9, and as the connection point voltage increases, negative reactive power is output, and as the connection point voltage decreases, positive reactive power is output.

IEC 61850-90-7에서는 도 10a내지 도 10d에 제시된 P1, P2, P3, P4의 값을 규정하고 있으며 표 1은 본 발명의 실시 예에서 태양광 ESS 일체형 시스템에 적용한 동작지점이다.In IEC 61850-90-7, the values of P1, P2, P3, and P4 shown in FIGS. 10A to 10D are specified, and Table 1 is an operation point applied to a solar ESS integrated system in an embodiment of the present invention.

표 1은 VV11 기능을 적용한 무효전력 보상 예시이다.Table 1 is an example of reactive power compensation applying the VV11 function.

Figure pat00001
Figure pat00001

도 10a내지 도 10d는 태양광 ESS 일체형 시스템의 VV11 기능 수행 결과로, (a)와 같은 부하 변동 상황에 대응하여 (b)와 같은 VV11 기능 동작 신호가 발생한다.10A to 10D are results of performing the VV11 function of the solar ESS integrated system, and the VV11 function operation signal as shown in (b) is generated in response to the load fluctuation situation as shown in (a).

VV11 기능이 적용된 경우(청색선)와 미적용된 경우(적색선)의 전압과 무효전력이 (c)와 (d)에 나타나 있으며 VV11 기능이 없을 경우 부하가 증가함에 따라 연계점 전압이 급속도로 감소하지만, VV11을 적용할 경우 연계점 전압에 따른 무효전력 출력으로 일정한 범위의 전압을 유지한다.The voltage and reactive power in (c) and (d) when the VV11 function is applied (blue line) and when the VV11 function is not applied (red line) is shown in (c) and (d), and when the VV11 function is not applied, the connection point voltage rapidly decreases as the load increases. In case of applying VV11, it maintains a certain range of voltage as reactive power output according to the voltage of the connection point.

그리고 VW51(generating by voltage) 기능을 설명하면 다음과 같다.And the VW51 (generating by voltage) function is as follows.

도 11은 VW51의 전압-유효전력 제어 그래프이고, 도 12a 내지 도 12d는 VW51 기능 시뮬레이션 결과 (a)전압 기준신호 (b)최소부하 시 VW51 모드 (c)유효전력 출력 (d)최대부하 시 VW51 모드 그래프이다.11 is a voltage-active power control graph of VW51, and FIGS. 12A to 12D are VW51 function simulation results (a) voltage reference signal (b) VW51 mode at minimum load (c) active power output (d) VW51 at maximum load This is a mode graph.

VW51 기능은 계통 연계점 전압의 상태에 따라 유효전력 출력량을 조절하는 기능으로 도 11에서 제시된 바와 같이 계통 연계점 전압이 상승할수록 유효전력 출력량이 비례하여 감소한다.The VW51 function is a function of adjusting the amount of active power output according to the state of the grid connection point voltage. As shown in FIG. 11, as the grid connection point voltage increases, the amount of active power output decreases proportionally.

VW51 기능의 커브 모양은 부하 상태를 반영하여 변화할 수 있으며 본 발명의 실시 예에서 모의한 배전선로(도 2b)의 최소부하 및 최대부하를 반영한 결과는 표 2에서와 같다.The shape of the curve of the VW51 function can be changed by reflecting the load state, and the results of reflecting the minimum load and the maximum load of the distribution line (FIG. 2B) simulated in the embodiment of the present invention are shown in Table 2.

표 2는 VW51 기능 적용 예시로 (좌)최소부하, (우)최대부하를 나타낸 것이다.Table 2 shows the (left) minimum load and (right) maximum load as examples of VW51 function application.

Figure pat00002
Figure pat00002

도 12a 내지 도 12d는 태양광 ESS 일체형 시스템의 VW51 기능 수행 결과로, (a)와 같은 전압 변동 사항에 대하여 (c)와 같은 유효전력 출력이 가능하다.12A to 12D are results of performing the VW51 function of the solar ESS integrated system, and the active power output as in (c) is possible with respect to the voltage fluctuations as in (a).

도 12의 (b)와 (d)는 각각 최대부하 및 최소부하 시의 (a)의 전압을 반영한 유효전력 출력을 나타낸 것으로 최대부하일 경우 상대적으로 더 많은 유효전력 출력이 가능하다.12(b) and (d) show the active power output reflecting the voltage of (a) at the maximum load and the minimum load, respectively. In the case of the maximum load, relatively more active power can be output.

그리고 WP41, WP42(feed-in power controls power factor) 기능을 설명하면 다음과 같다.And the functions of WP41 and WP42 (feed-in power controls power factor) are as follows.

도 13은 WP41 기능인 유효전력-역률 제어 그래프이고, 도 14a 내지 도 14d는 WP41 기능 시뮬레이션 결과 (a)태양광 ESS 일체형 시스템 유효전력 변동 (b)WP41 모드 동작 (c)역률 신호 (d)무효전력 출력 그래프이다.13 is an active power-power factor control graph that is a WP41 function, and FIGS. 14A to 14D are WP41 function simulation results (a) fluctuations in active power of the solar ESS integrated system (b) WP41 mode operation (c) power factor signal (d) reactive power This is the output graph.

WP41 및 WP42은 계통 연계점에서 출력되는 유효전력에 따라 역률을 조정하여 전압을 안정화하는 기능으로 WP41은 curve의 형태로 동작이 입력되고 WP42는 array의 형태로 동작이 입력된다.The WP41 and WP42 stabilize the voltage by adjusting the power factor according to the active power output from the grid connection point. WP41 inputs motion in the form of a curve, and WP42 inputs motion in the form of an array.

도 13은 WP41의 기능을 적용한 것으로 계통으로 투입되는 유효전력이 변화할 경우 태양광 ESS 일체형 시스템의 역률을 조정하여 계통 전압안정화에 기여하는 것을 나타낸 것이다.13 shows that the function of WP41 is applied, and when the active power input to the system changes, the power factor of the solar ESS integrated system is adjusted to contribute to system voltage stabilization.

표 3은 WP41 기능의 동작지점을 나타낸 것으로 태양광 ESS 일체형 시스템의 유효전력 출력에 따라 역률의 크기 및 그 부호를 결정한다.Table 3 shows the operating points of the WP41 function, and determines the magnitude of the power factor and its sign according to the active power output of the solar ESS integrated system.

Figure pat00003
Figure pat00003

도 14a 내지 도 14d는 태양광 ESS 일체형 시스템의 WP41 적용 결과로, (a)와 같은 태양광 ESS 일체형 시스템의 유효전력 출력(9MW → 8MW → 6MW → 3MW)에 대하여 (c)와 같은 역률의 변화를 보인다.14A to 14D are the results of applying WP41 to the solar ESS integrated system, and the change in the power factor as in (c) for the active power output (9MW → 8MW → 6MW → 3MW) of the solar ESS integrated system as shown in (a). Looks.

도 14의 (b)는 (a)의 태양광 ESS 일체형 시스템 유효전력 출력에 대응하는 WP41의 그래프이며 (d)는 (c)의 일체형 시스템의 역률 변화에 따른 무효전력 출력 변화를 나타낸 결과이다.14B is a graph of the WP41 corresponding to the active power output of the solar ESS integrated system of (a), and (d) is a result showing the change of the reactive power output according to the power factor change of the integrated system of (c).

이상에서 설명한 스마트 인버터 기능을 이용하는 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system according to the present invention using the smart inverter function described above and a control method thereof will be described in detail as follows.

정부에서는 재생에너지 사업확대의 일환으로 태양광에 ESS를 결합하여 생산한 전력에 대하여 REC(Renewable Energy Certificate) 가중치 5.0을 부과하고 있다.As part of expanding the renewable energy business, the government is imposing a Renewable Energy Certificate (REC) weight of 5.0 on power produced by combining ESS with solar power.

REC 5.0 부여로 인하여 태양광 사업자들은 높은 수익을 기대할 수 있고, 본 발명의 일 실시 예에서는 REC 5.0이 부과되는 오전 10시부터 오후 4시까지에 대하여 태양광에서 생산되는 전력을 ESS에 충전하는 것을 포함한다.Due to the grant of REC 5.0, solar operators can expect high profits, and in one embodiment of the present invention, the ESS includes charging power generated from solar power from 10 am to 4 pm when REC 5.0 is charged. do.

REC 가중치를 활용한 충전 및 방전을 통한 수익창출과 더불어 본 발명의 능동형 EMS는 아래와 같은 배전계통 안정화 기술을 포함한다.In addition to generating revenue through charging and discharging using REC weights, the active EMS of the present invention includes the following distribution system stabilization technology.

먼저, 발전기 연계점의 출력 전력과 선로 전력, 부하량을 고려하여 선로 조류의 최대 전력량 제한을 제안하고 선로 혼잡구간을 방지하는 구성을 포함한다.First, it includes a configuration that proposes limiting the maximum power amount of the line current in consideration of the output power, line power, and load of the generator connection point and prevents the line congestion section.

그리고 공통 연계점 전압과 선로 전압이 상시전압 기준을 초과하지 않도록 태양광 ESS 일체형 시스템의 유/무효전력을 제어하여 전압을 조정하는 구성을 포함한다.And it includes a configuration that adjusts the voltage by controlling the active/reactive power of the solar ESS integrated system so that the common connection point voltage and line voltage do not exceed the constant voltage standard.

그리고 배전계통의 전압변동시, 태양광 ESS 일체형 시스템이 이를 완화하기 위한 구성을 포함한다.In addition, when the voltage of the distribution system changes, the solar ESS integrated system includes a configuration to mitigate this.

도 15a는 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS(충전) 구성도이다.Figure 15a is a configuration diagram of a smart inverter-based active distribution EMS (charging) of the solar ESS integrated system according to the present invention.

본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS는 충전을 제어하기 위한 구성으로, 스마트 인버터의 INV5 기능을 수행하여 전력가격 정보를 파악하는 전력 가격 정보 판단부(10)와, 태양광 ESS 일체형 시스템의 연계점전압(V)을 측정하여 계통 전압 하한치(V min ) 및 상한치(V max ) 이내로 유지되는지를 판단하는 계통전압 유지 판단부(11)와, 태양광 ESS 일체형 시스템의 ESS의 완충(Full Charging) 여부를 판단하는 ESS 완충 판단부(12)와, ESS 완충시에 선로 혼잡도(Line Congestion)를 기준으로 태양광의 발전전력을 소비하는 혼잡도 기준 전력소비부(13)와, 계통 전압 유지범위를 벗어난 경우에 태양광 인버터를 이용하여 전압 안정화를 수행하는 전압 안정화부(14)와, 공급가능한 최대 무효전력(Q avail )을 계산하고 계통 연계점 전압에 따라 무효전력을 출력하는 VV11 기능을 수행하는 무효전력 출력제어부(15)를 포함한다.The smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system according to the present invention is a configuration for controlling charging, and the power price information determination unit 10 to determine the power price information by performing the INV5 function of the smart inverter, and the sun. The grid voltage maintenance determination unit (11) that measures the connection point voltage ( V ) of the optical ESS integrated system to determine whether the system voltage is maintained within the lower limit (V min ) and the upper limit ( V max ), and the ESS of the solar ESS integrated system An ESS buffer determination unit 12 that determines whether the ESS is fully charged, a power consumption unit 13 based on congestion that consumes solar power generated based on line congestion during ESS charging, and the system A voltage stabilization unit 14 that performs voltage stabilization using a solar inverter when the voltage is out of the range, and VV11 that calculates the maximum reactive power (Q avail ) that can be supplied and outputs reactive power according to the voltage of the grid connection point. It includes a reactive power output control unit 15 that performs a function.

도 15b는 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS(충전) 제어를 위한 플로우 차트이다.15B is a flow chart for controlling a smart inverter-based active distribution EMS (charging) of the solar ESS integrated system according to the present invention.

REC(Renewable Energy Certificate) 가중치 적용시, 오전 10시 ~ 오후 4시의 충전 알고리즘을 나타낸 것이다.When REC (Renewable Energy Certificate) weight is applied, it shows the charging algorithm from 10 am to 4 pm.

먼저, 전력 가격 정보 판단부(10)에서 스마트 인버터 기능 중 INV5를 수행하여 전력가격 정보를 파악하는 단계를 수행하고, 태양광 출력전력을 ESS에 저장할 경우 REC 가중치를 받을 수 있는 시각을 파악한다.(S1501)First, the power price information determination unit 10 performs the step of determining the power price information by performing INV5 among the smart inverter functions, and when the solar power output power is stored in the ESS, it determines the time at which the REC weight can be received. (S1501)

이어, 계통전압 유지 판단부(11)에서 태양광 ESS 일체형 시스템의 연계점전압(V)을 측정하여 계통 전압 하한치(V min ) 및 상한치(V max ) 이내로 유지되는지 파악하는 단계를 수행한다.(S1502)Subsequently, the grid voltage maintenance determination unit 11 measures the connection point voltage (V ) of the solar ESS integrated system to determine whether the grid voltage is maintained within the lower limit value (V min ) and the upper limit value ( V max ). S1502)

계통 전압 유지범위 만족 시 INV4 기능 수행을 통한 태양광 발전전력을 ESS에 충전한다.When the grid voltage maintenance range is satisfied, the solar power generated by the INV4 function is charged to the ESS.

그리고 ESS 완충 판단부(12)에서 태양광 ESS 일체형 시스템의 ESS의 완충(Full Charging) 여부를 판단하는 단계를 수행한다.(S1503) ESS가 완충 될 경우 태양광의 발전전력을 소비하는 단계로 이동한다.Then, the ESS buffer determination unit 12 performs the step of determining whether the ESS of the solar ESS integrated system is fully charged. (S1503) When the ESS is fully charged, the step moves to the step of consuming solar power generation. .

이어, 혼잡도 기준 전력소비부(13)에서 ESS 완충 시 태양광의 발전전력을 소비하는 단계를 수행한다.(S1504)Subsequently, the power consumption unit 13 based on the congestion level performs a step of consuming the generated power of the solar light when the ESS is fully charged (S1504).

선로 혼잡도(Line Congestion)을 고려하여 배전선로가 혼잡할 경우(즉, 국내 배전 일반 선로용량인 10MW 이상의 유효전력이 흐를 경우) INV2 기능 수행으로 발전전력을 삭감하고, 선로가 혼잡하지 않을 경우 태양광 발전 전력을 부하소비에 사용한다.In case the distribution line is congested in consideration of line congestion (i.e., when active power of 10MW or more, which is the general distribution line capacity in Korea), reduces power generation by performing INV2 function, and when the line is not congested, solar power The generated power is used for load consumption.

그리고 전압 안정화부(14)에서 계통 전압 유지범위를 벗어난 경우에 태양광 인버터를 활용하여 전압 안정화 단계를 수행한다.(S1505)In addition, when the voltage stabilization unit 14 exceeds the grid voltage maintenance range, a voltage stabilization step is performed using a solar inverter (S1505).

전압안정화는 태양광 인버터의 무효전력 출력으로 수행되며 태양광 인버터의 용량(S inv ) 보다 태양광 유효전력 출력(P pv )이 작을 경우에만 가능하고, P pv S inv 보다 작지 않을 경우 INV2 기능의 수행으로 태양광 유효전력을 삭감하고, 최종적으로 태양광 인버터에 무효전력을 출력할 수 있는 여유를 만들어 준다.Voltage stabilization is performed by the reactive power output of the solar inverter, and is possible only when the solar active power output ( P pv ) is smaller than the capacity (S inv ) of the solar inverter, and P pv If is not less than S inv , the active power of solar power is reduced by performing the INV2 function, and finally, it makes a margin to output reactive power to the solar power inverter.

P pv S inv 를 고려하여 공급가능한 최대 무효전력(Q avail )을 계산하고 계통 연계점 전압에 따라 무효전력을 출력하는 VV11 기능을 수행한다. Q avail 계산을 통하여 VV11 기능 수행시 공급가능한 최대 무효전력 출력이 제한된다. P pv It calculates the maximum reactive power (Q avail ) that can be supplied by considering and S inv , and performs the VV11 function that outputs reactive power according to the voltage of the system connection point. Through the Q avail calculation, the maximum reactive power output that can be supplied when performing the VV11 function is limited.

도 16a는 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS(방전) 구성도이다.Figure 16a is a configuration diagram of a smart inverter-based active distribution EMS (discharge) of the solar ESS integrated system according to the present invention.

본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS는 방전을 제어하기 위한 구성으로, 스마트 인버터의 INV5 기능을 수행하여 전력가격 정보를 판단하는 전력 가격 정보 판단부(20)와, ESS의 저장된 전력을 방전하기 전에 배전선로의 혼잡도를 판단하는 배전선로 혼잡도 판단부(21)와, 연계점 전압이 제한치를 벗어날 경우 VV11 모드의 수행으로 무효전력을 보상하여 전압 안정화를 수행하는 전압 안정화 수행부(22)와, INV2 기능을 수행하여 국내 배전선로의 용량인 10MW를 초과하지 않도록 방전할 수 있는 전력을 계산하는 전력 계산부(23)와, ESS에 충전된 전력을 방전하기 전에 연계점의 전압안정도를 판별하여 방전을 제어하는 전압 안정도 판별 및 방전 제어부(24)를 포함한다.The smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system according to the present invention is a configuration for controlling discharge, and the power price information determination unit 20 that determines the power price information by performing the INV5 function of the smart inverter, and the ESS A distribution line congestion level determination unit 21 that determines the level of congestion of the distribution line before discharging the stored power of and when the connection point voltage exceeds the limit value, voltage stabilization is performed by compensating for reactive power by performing VV11 mode. The unit 22, the power calculation unit 23, which calculates the power that can be discharged so as not to exceed 10MW, the capacity of the domestic distribution line by performing the INV2 function, and the connection point before discharging the electric power charged in the ESS. It includes a voltage stability determination and discharge control unit 24 for controlling the discharge by determining the voltage stability.

도 16b는 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS(방전) 제어를 위한 플로우 차트이다.16B is a flow chart for controlling an active power distribution EMS (discharge) based on a smart inverter of the solar ESS integrated system according to the present invention.

REC(Renewable Energy Certificate) 가중치 미적용시, 오후 4시 ~ 익일 오전 10시 방전 알고리즘을 나타낸 것이다.It shows the discharge algorithm from 4 pm to 10 am the next day when the REC (Renewable Energy Certificate) weight is not applied.

먼저, 전력 가격 정보 판단부(20)에서 스마트 인버터 기능 중 INV5를 수행하여 전력가격 정보를 판단하는 단계를 수행하여 ESS에 충전된 전력을 판매할 경우의 전력 가격 정보를 획득한다.(S1601)First, the power price information determination unit 20 performs the step of determining the power price information by performing INV5 among the smart inverter functions to obtain power price information when the power charged in the ESS is sold (S1601).

이어, 배전선로 혼잡도 판단부(21)에서 ESS의 저장된 전력을 방전하기 전에 배전선로의 혼잡도를 파악하는 단계를 수행한다.(S1602)Then, before discharging the stored power of the ESS in the distribution line congestion level determining unit 21, a step of determining the congestion level of the distribution line is performed (S1602).

여기서, 배전선로가 혼잡할 경우에는 전력을 배전선로로 보낼 수 없으므로 전압 안정화 수행부(22)에서 연계점의 전압안정화 기능을 수행하고(S1603), 배전선로가 혼잡하지 않을 경우 전력 계산부(23)에서 배전선로 용량을 고려하여 최대로 방전할 수 있는 전력량을 INV2 기능을 이용하여 계산한다.(S1604)Here, when the distribution line is congested, since power cannot be sent to the distribution line, the voltage stabilization unit 22 performs a voltage stabilization function of the connection point (S1603), and when the distribution line is not congested, the power calculation unit 23 ), the maximum amount of power that can be discharged is calculated using the INV2 function in consideration of the distribution line capacity (S1604).

(S1603) 단계는 배전선로 혼잡시에 EMS는 전압안정화 기능을 수행하고, 연계점 전압이 제한치를 벗어날 경우 VV11 모드의 수행으로 무효전력을 보상하여 전압 안정화에 기여한다.In step (S1603), when the distribution line is congested, the EMS performs a voltage stabilization function, and when the connection point voltage exceeds the limit value, the VV11 mode is performed to compensate for reactive power, thereby contributing to voltage stabilization.

(S1604) 단계는 INV2 기능을 수행하여 국내 배전선로의 용량인 10MW를 초과하지 않도록 방전할 수 있는 전력을 계산하는 것이다.Step (S1604) is to perform the INV2 function to calculate the power that can be discharged so as not to exceed 10MW, which is the capacity of the domestic distribution line.

이어, 전압 안정도 판별 및 방전 제어부(24)에서 ESS에 충전된 전력을 방전하기 전에 연계점의 전압안정도를 판별하는 단계를 수행한다.(S1605)Subsequently, the voltage stability determination and discharging control unit 24 performs a step of determining the voltage stability of the connection point before discharging the electric power charged in the ESS (S1605).

여기서, 연계점 전압이 제한치 이내일 경우 VW51 기능을 수행하여 연계점 전압에 따른 방전을 수행하고, 연계점 전압이 제한치를 벗어날 경우 WP41 모드를 수행하여 유효전력과 무효전력을 동시에 출력하여 전압안정화와 ESS 방전을 동시에 수행한다.Here, when the voltage of the linkage point is within the limit, the VW51 function is performed to discharge according to the voltage of the linkage point. If the voltage of the linkage point is out of the limit, the WP41 mode is performed to output active and reactive power at the same time to stabilize the voltage. Simultaneously perform ESS discharge.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS 및 그의 제어 방법은 REC(Renewable Energy Certificate) 가중치를 활용한 충전 및 방전에 의한 수익창출 및 능동형 EMS(Energy Management System) 알고리즘 적용으로 배전계통 안정화가 가능하도록 한 것이다.The smart inverter-based active distribution EMS and its control method of the solar ESS integrated system according to the present invention described above are revenue generation and active EMS (Energy Management System) algorithms by charging and discharging using REC (Renewable Energy Certificate) weights. The application made it possible to stabilize the distribution system.

1MW 이하의 소규모 신재생발전원에 대해서는 전력망 접속보장의 정책을 펼치고 있어, 배전계통에 분산전원을 접속하고자 하는 사업 및 그에 대한 수요가 증가하고 있는 실정이다. 이로 인해 배전 일반선로의 유효전력 제어와 같은 시스템 개선을 위한 연구 및 관련 시장이 크게 확대될 것으로 전망되고 있다.As for small-scale renewable power sources of less than 1 MW, the policy of ensuring access to the power grid is in place, and the business and demand for connecting distributed power to the distribution system are increasing. As a result, research and related markets for system improvement such as active power control of general distribution lines are expected to be greatly expanded.

본 발명은 선로혼잡을 해결하는 새로운 기술 제안으로 전력품질 안정화, 전력망 분석, 모니터링, 데이터 취득 기술 등을 접목하여 분산전원이 직접적으로 계통운영의 안정화에 참여함으로써 향후 실현될 배전계통 관리 기술과 향후 배전계통의 정보통신망 구성을 위한 기반 기술을 제공하고, 계통 안정화 참여로 인한 기타 계통 보상설비 설치에 필요한 비용 절감을 유도한다.The present invention is a new technology proposal for resolving line congestion, by incorporating power quality stabilization, power grid analysis, monitoring, data acquisition technology, etc., and distributed power supply directly participates in the stabilization of system operation, thereby realizing distribution system management technology and future distribution. It provides the base technology for the construction of the system information and communication network, and induces cost reduction required for installation of other system compensation facilities due to participation in system stabilization

이상에서의 설명과 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the specified embodiments should be considered from a descriptive point of view rather than a limiting point of view, and the scope of the present invention is shown in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto are included in the present invention. It will have to be interpreted.

10. 전력 가격 정보 판단부 11. 계통전압 유지 판단부
12. ESS 완충 판단부 13. 혼잡도 기준 전력소비부
14. 전압 안정화부 15. 무효전력 출력제어부
20. 전력 가격 정보 판단부 21. 배전선로 혼잡도 판단부
22. 전압 안정화 수행부 23. 전력 계산부
24. 전압 안정도 판별 및 방전 제어부
10. Power price information determination unit 11. System voltage maintenance determination unit
12. ESS buffering judgment unit 13. Power consumption unit based on congestion
14. Voltage stabilization unit 15. Reactive power output control unit
20. Power price information judgment unit 21. Distribution line congestion level judgment unit
22. Voltage stabilization execution unit 23. Power calculation unit
24. Voltage stability determination and discharge control

Claims (18)

태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS에서 충전을 제어하기 위하여,
스마트 인버터의 INV5 기능을 수행하여 전력가격 정보를 파악하는 전력 가격 정보 판단부;
태양광 ESS 일체형 시스템의 연계점전압(V)을 측정하여 계통 전압 하한치(V min ) 및 상한치(V max ) 이내로 유지되는지를 판단하는 계통전압 유지 판단부;
태양광 ESS 일체형 시스템의 ESS의 완충(Full Charging) 여부를 판단하는 ESS 완충 판단부;
ESS 완충시에 선로 혼잡도(Line Congestion)를 기준으로 INV2 기능 수행으로 발전전력을 삭감하거나 태양광 발전 전력을 부하소비에 사용하는 혼잡도 기준 전력소비부;
계통 전압 유지범위를 벗어난 경우에 태양광 인버터를 이용하여 전압 안정화를 수행하는 전압 안정화부;
공급가능한 최대 무효전력(Q avail )을 계산하고 계통 연계점 전압에 따라 무효전력을 출력하는 VV11 기능을 수행하는 무효전력 출력제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS.
In order to control charging in the active distribution EMS based on the smart inverter of the solar ESS integrated system,
A power price information determination unit for determining power price information by performing the INV5 function of the smart inverter;
A system voltage maintenance determination unit that measures the connection point voltage ( V ) of the solar ESS integrated system to determine whether the system voltage is maintained within a lower limit value ( V min ) and an upper limit value ( V max );
An ESS buffer determination unit that determines whether the ESS of the solar ESS integrated system is fully charged;
A power consumption unit based on congestion that reduces generation power by performing INV2 function based on line congestion when ESS is fully charged, or uses solar power generation for load consumption;
Voltage stabilization unit for performing voltage stabilization using a solar inverter when out of the grid voltage maintenance range;
A reactive power output control unit that calculates the maximum reactive power ( Q avail ) that can be supplied and outputs reactive power according to the grid connection point voltage, a reactive power output control unit that performs a function of VV11; a smart inverter-based active type of a solar ESS integrated system, comprising: Distribution EMS.
태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS에서 방전을 제어하기 위하여,
스마트 인버터의 INV5 기능을 수행하여 전력가격 정보를 판단하는 전력 가격 정보 판단부;
ESS의 저장된 전력을 방전하기 전에 배전선로의 혼잡도를 판단하는 배전선로 혼잡도 판단부;
연계점 전압이 제한치를 벗어날 경우 VV11 모드의 수행으로 무효전력을 보상하여 전압 안정화를 수행하는 전압 안정화 수행부;
INV2 기능을 수행하여 국내 배전선로의 용량인 10MW를 초과하지 않도록 방전할 수 있는 전력을 계산하는 전력 계산부;
ESS에 충전된 전력을 방전하기 전에 연계점의 전압안정도를 판별하여 방전을 제어하는 전압 안정도 판별 및 방전 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS.
In order to control the discharge in the active distribution EMS based on the smart inverter of the solar ESS integrated system,
A power price information determination unit that determines power price information by performing the INV5 function of the smart inverter;
A distribution line congestion level determination unit for determining a congestion level of the distribution line before discharging the stored power of the ESS;
A voltage stabilization performing unit performing voltage stabilization by compensating for reactive power by performing a VV11 mode when the connection point voltage exceeds the limit value;
A power calculation unit that calculates electric power that can be discharged so as not to exceed 10MW, which is the capacity of a domestic distribution line by performing INV2 function;
A smart inverter-based active distribution EMS of a solar ESS integrated system, comprising: a voltage stability determination and a discharge control unit for controlling the discharge by determining the voltage stability of the connection point before discharging the electric power charged in the ESS.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, INV5 기능은 가격 결정 신호를 이용하여 저장능력을 가진 분산전원이 ESS의 충,방전 여부 및 충,방전 비율을 결정하는 것이고,
INV2 기능은 계통 연계점에서의 분산전원 출력을 제한하며, 분산전원 발전량이 제한치를 초과할 경우 출력량을 삭감하거나 에너지저장장치에 여분의 발전량을 저장하는 것이고,
VV11 기능은 유효전력 출력의 변동없이 연계점 전압(VRef)에 따른 무효전력(VarAval)을 생산하며 인버터의 용량을 고려하여 공급 가능한 무효전력의 수치를 퍼센트로 제시하고, 연계점 전압이 상승할수록 음의 무효전력을 출력하고 연계점 전압이 하강할수록 양의 무효전력을 출력하는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS.
The method according to claim 1 or 2, wherein the INV5 function is to determine whether the distributed power supply with storage capacity is charged and discharged and the charge/discharge ratio of the ESS using a price determination signal,
The INV2 function limits the output of distributed power at the system connection point, and when the amount of distributed power generation exceeds the limit, it reduces the amount of output or saves the excess amount of generation in the energy storage device.
The VV11 function produces reactive power (VarAval) according to the connection point voltage (VRef) without fluctuations in the active power output, and presents the number of reactive power that can be supplied as a percentage by considering the capacity of the inverter. Smart inverter-based active distribution EMS of a solar ESS integrated system, characterized in that it outputs reactive power of and outputs positive reactive power as the connection point voltage decreases.
태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS에서 충전을 제어하기 위하여,
전력 가격 정보 판단부에서 전력가격 정보를 파악하는 단계;
계통전압 유지 판단부에서 태양광 ESS 일체형 시스템의 연계점전압(V)을 측정하여 계통 전압 하한치(V min ) 및 상한치(V max ) 이내로 유지되는지 판단하는 단계;
ESS 완충 판단부에서 ESS의 완충(Full Charging) 여부를 판단하는 단계;
혼잡도 기준 전력소비부에서 ESS 완충 시 태양광의 발전전력을 소비하는 단계;
전압 안정화부에서 계통 전압 유지범위를 벗어난 경우에 태양광 인버터를 활용하여 전압 안정화를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.
In order to control charging in the active distribution EMS based on the smart inverter of the solar ESS integrated system,
Determining power price information by the power price information determination unit;
Determining whether the system voltage is maintained within a lower limit value ( V min ) and an upper limit value ( V max ) by measuring the connection point voltage (V ) of the solar ESS integrated system in the grid voltage maintenance determination unit;
Determining whether the ESS is fully charged by the ESS buffer determining unit;
Consumption of solar power generated by the power consumption unit based on congestion when ESS is fully charged;
A method of controlling a smart inverter-based active distribution EMS of a solar ESS integrated system comprising; performing voltage stabilization using a solar inverter when the voltage stabilizing unit exceeds the grid voltage maintenance range.
제 4 항에 있어서, 전력가격 정보를 파악하는 단계는,
가격 결정 신호를 이용하여 저장능력을 가진 분산전원이 ESS의 충,방전 여부 및 충,방전 비율을 결정하는 스마트 인버터의 INV5 기능을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.
The method of claim 4, wherein the step of determining the power price information,
Smart inverter-based active distribution of a solar ESS integrated system, characterized in that distributed power with storage capacity using a pricing signal is achieved through the INV5 function of a smart inverter that determines whether or not the ESS is charged, discharged, and the rate of charging and discharging. EMS control method.
제 4 항에 있어서, 계통전압 유지 판단부에서 계통 전압 유지범위를 만족하는 것으로 판단되면 INV4 기능 수행하여 태양광 발전전력을 ESS에 충전하고,
INV4 기능은 저장능력을 가진 분산전원이 에너지 생산의 증감에 관여하도록 하며, 요청 명령은 해당 에너지 저장장치의 최대 출력의 백분율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.
The method of claim 4, wherein when it is determined that the grid voltage maintenance determination unit satisfies the grid voltage maintenance range, the INV4 function is performed to charge the solar power generation into the ESS,
The INV4 function allows the distributed power supply with storage capacity to participate in the increase or decrease of energy production, and the request command is made in a percentage of the maximum output of the corresponding energy storage device. Control method.
제 4 항에 있어서, 혼잡도 기준 전력소비부는 선로 혼잡도(Line Congestion)를 기준으로 국내 배전 일반 선로용량인 10MW 이상의 유효전력이 흐를 경우 INV2 기능 수행으로 발전전력을 삭감하고, 아닌 경우에는 태양광 발전 전력을 부하소비에 사용하는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.The method of claim 4, wherein the power consumption unit based on the congestion level reduces the generated power by performing the INV2 function when active power of 10MW or more, which is the general line capacity of domestic distribution based on the line congestion, flows. Smart inverter-based active distribution EMS control method of a solar ESS integrated system, characterized in that using for load consumption. 제 7 항에 있어서, INV2 기능은 계통 연계점에서의 분산전원 출력을 제한하며, 분산전원 발전량이 제한치를 초과할 경우 출력량을 삭감하거나 에너지저장장치에 여분의 발전량을 저장하는 기능인 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.8. The solar system according to claim 7, wherein the INV2 function limits the output of distributed power at the system connection point, and when the amount of distributed power generation exceeds the limit, it reduces the output amount or stores the extra generation amount in the energy storage device. Smart inverter-based active distribution EMS control method of optical ESS integrated system. 제 4 항에 있어서, 전압 안정화를 수행하는 단계에서,
전압안정화는 태양광 인버터의 무효전력 출력으로 수행되며 태양광 인버터의 용량(S inv ) 보다 태양광 유효전력 출력(P pv )이 작을 경우에만 가능하고, P pv S inv 보다 작지 않을 경우 INV2 기능의 수행으로 태양광 유효전력을 삭감하고, 최종적으로 태양광 인버터에 무효전력을 출력할 수 있는 여유를 만들어 주는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.
The method of claim 4, wherein in the step of performing voltage stabilization,
Voltage stabilization is performed by the reactive power output of the solar inverter, and is possible only when the solar active power output ( P pv ) is smaller than the capacity (S inv ) of the solar inverter, and P pv When is not less than S inv , the active power of the solar power is reduced by executing the INV2 function, and the smart inverter base of the solar ESS integrated system, characterized in that it makes a margin for outputting reactive power to the solar inverter. Control method of active distribution EMS.
제 9 항에 있어서, P pv S inv 를 고려하여 공급가능한 최대 무효전력(Q avail )을 계산하고 계통 연계점 전압에 따라 무효전력을 출력하는 VV11 기능을 수행하고,
Q avail 계산을 통하여 VV11 기능 수행시 공급가능한 최대 무효전력 출력이 제한되는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.
The method of claim 9, wherein P pv Calculates the maximum reactive power (Q avail ) that can be supplied by considering and S inv , and performs the VV11 function to output reactive power according to the voltage of the grid connection point,
A smart inverter-based active distribution EMS control method of a solar ESS integrated system, characterized in that the maximum reactive power output that can be supplied when performing the VV11 function is limited through Q avail calculation.
제 10 항에 있어서, VV11 기능은 유효전력 출력의 변동없이 연계점 전압(VRef)에 따른 무효전력(VarAval)을 생산하며 인버터의 용량을 기준으로 공급 가능한 무효전력의 수치를 퍼센트로 제시하고,
연계점 전압이 상승할수록 음의 무효전력을 출력하고 연계점 전압이 하강할수록 양의 무효전력을 출력하는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.
The method of claim 10, wherein the VV11 function produces reactive power (VarAval) according to the connection point voltage (VRef) without fluctuation of the active power output, and presents the numerical value of the reactive power that can be supplied in percent based on the capacity of the inverter,
A smart inverter-based active distribution EMS control method of a solar ESS integrated system, characterized in that as the connection point voltage increases, the negative reactive power is output, and as the connection point voltage decreases, the positive reactive power is output.
태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS에서 방전을 제어하기 위하여,
전력 가격 정보 판단부에서 전력가격 정보를 판단하는 단계;
배전선로 혼잡도 판단부에서 ESS의 저장된 전력을 방전하기 전에 배전선로의 혼잡도를 파악하는 단계;
배전선로가 혼잡할 경우에는 전압 안정화 수행부에서 연계점의 전압안정화 기능을 수행하고, 배전선로가 혼잡하지 않을 경우 전력 계산부에서 배전선로 용량을 기준으로 최대로 방전할 수 있는 전력량을 계산하는 단계;
전압 안정도 판별 및 방전 제어부에서 ESS에 충전된 전력을 방전하기 전에 연계점의 전압안정도를 판별하여 방전 제어를 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.
In order to control the discharge in the active distribution EMS based on the smart inverter of the solar ESS integrated system,
Determining power price information by the power price information determination unit;
Determining a congestion level of a distribution line before discharging the stored power of the ESS by the distribution line congestion level determination unit;
When the distribution line is congested, the voltage stabilization unit performs the voltage stabilization function of the connection point, and when the distribution line is not congested, the power calculation unit calculates the maximum amount of power that can be discharged based on the capacity of the distribution line. ;
Voltage stability determination and discharge control by determining the voltage stability of the connection point before discharging the electric power charged in the ESS by the discharge control unit; and a smart inverter-based active distribution EMS of the solar ESS integrated system, comprising: Control method.
제 12 항에 있어서, 전력 가격 정보 판단부에서 가격 결정 신호를 이용하여 저장능력을 가진 분산전원이 ESS의 충,방전 여부 및 충,방전 비율을 결정하는 INV5를 수행하여 ESS에 충전된 전력을 판매할 경우의 전력 가격 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.The method of claim 12, wherein the power price information determination unit sells the electric power charged in the ESS by performing INV5, which determines whether the ESS is charged or discharged and the charge/discharge ratio of the distributed power supply with the storage capacity using the price determination signal. A method of controlling an active distribution EMS based on a smart inverter of a solar ESS integrated system, characterized in that acquiring power price information in case of doing so. 제 12 항에 있어서, 배전선로가 혼잡하지 않을 경우 전력 계산부에서 배전선로 용량을 기준으로 최대로 방전할 수 있는 전력량을 계산하는 단계에서,
최대로 방전할 수 있는 전력량을 INV2 기능을 이용하여 계산하고, INV2 기능은 계통 연계점에서의 분산전원 출력을 제한하며, 분산전원 발전량이 제한치를 초과할 경우 출력량을 삭감하거나 에너지저장장치에 여분의 발전량을 저장하는 기능인 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.
The method of claim 12, wherein when the distribution line is not congested, in the step of calculating the maximum amount of power that can be discharged based on the capacity of the distribution line in the power calculation unit,
The maximum amount of power that can be discharged is calculated using the INV2 function, and the INV2 function limits the output of distributed power at the system connection point.If the amount of distributed power generation exceeds the limit, the amount of output is reduced or the energy storage device is spared. A smart inverter-based active distribution EMS control method of a solar ESS integrated system, characterized in that it is a function to store power generation.
제 12 항에 있어서, 배전선로가 혼잡할 경우에는 전압 안정화 수행부에서 연계점의 전압안정화 기능을 수행하는 단계에서,
연계점 전압이 제한치를 벗어날 경우 VV11 모드의 수행으로 무효전력을 보상하여 전압 안정화에 기여하는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.
The method of claim 12, wherein when the distribution line is congested, in the voltage stabilization performing unit performing a voltage stabilization function of the connection point,
A method of controlling an active distribution EMS based on a smart inverter of a solar ESS integrated system, characterized in that it contributes to voltage stabilization by compensating for reactive power by performing the VV11 mode when the connection point voltage exceeds the limit value.
제 15 항에 있어서, VV11 기능은 유효전력 출력의 변동없이 연계점 전압(VRef)에 따른 무효전력(VarAval)을 생산하며 인버터의 용량을 고려하여 공급 가능한 무효전력의 수치를 퍼센트로 제시하고, 연계점 전압이 상승할수록 음의 무효전력을 출력하고 연계점 전압이 하강할수록 양의 무효전력을 출력하는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.The method of claim 15, wherein the VV11 function produces reactive power (VarAval) according to the connection point voltage (VRef) without fluctuations in the active power output, and presents the number of reactive power that can be supplied as a percentage in consideration of the capacity of the inverter. A smart inverter-based active distribution EMS control method of a solar ESS integrated system, characterized in that it outputs negative reactive power as the point voltage increases and positive reactive power as the connection point voltage decreases. 제 12 항에 있어서, 전압 안정도 판별 및 방전 제어부에서,
연계점 전압이 제한치 이내일 경우 VW51 기능을 수행하여 연계점 전압에 따른 방전을 수행하고, 연계점 전압이 제한치를 벗어날 경우 WP41 모드를 수행하여 유효전력과 무효전력을 동시에 출력하여 전압안정화와 ESS 방전을 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.
The method of claim 12, wherein in the voltage stability determination and discharge control unit,
When the voltage of the connection point is within the limit, the VW51 function is performed to discharge according to the voltage of the connection point. If the voltage of the connection point is out of the limit, the WP41 mode is executed to output active and reactive power at the same time to stabilize voltage and discharge ESS. A method of controlling an active distribution EMS based on a smart inverter of a solar ESS integrated system, characterized in that performing at the same time.
제 17 항에 있어서, VW51 기능은 계통 연계점 전압의 상태에 따라 유효전력 출력량을 조절하는 기능으로 계통 연계점 전압이 상승할수록 유효전력 출력량이 비례하여 감소하도록 하는 것이고,
WP41은 계통 연계점에서 출력되는 유효전력에 따라 역률을 조정하여 전압을 안정화하는 기능으로 WP41은 curve의 형태로 동작이 입력되는 것을 특징으로 하는 태양광 ESS 일체형 시스템의 스마트 인버터 기반 능동형 배전 EMS의 제어 방법.


The method of claim 17, wherein the VW51 function is a function to adjust the amount of active power output according to the state of the voltage at the grid connection point, and decreases the amount of active power in proportion as the voltage at the grid connection point increases,
WP41 is a function to stabilize the voltage by adjusting the power factor according to the active power output from the grid connection point. WP41 is a smart inverter-based active distribution EMS control of a solar ESS integrated system, characterized in that the operation is input in the form of a curve. Way.


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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240050798A (en) 2022-10-12 2024-04-19 한국원자력연구원 Laser Cutting Head
KR20240078007A (en) 2022-11-25 2024-06-03 한국원자력연구원 Laser Cutting Head Based on Sheet Beam

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151961A (en) * 2010-01-21 2011-08-04 Eliiy Power Co Ltd Power storage system, power storage method, and program
KR20140009776A (en) * 2012-07-13 2014-01-23 한국산업기술대학교산학협력단 Energy storage system, and method of controlling energy storage system
KR20170021606A (en) * 2015-08-18 2017-02-28 주식회사 엘지화학 The battery energy storage system and reactive power compensation method using thereof
KR101871237B1 (en) 2018-02-26 2018-06-27 주식회사 케이디티 charging and discharging balance control apparatus of solar connected type ESS
KR101964740B1 (en) 2018-11-28 2019-04-03 디아이케이(주) control apparatus of grid connected PV and ESS
KR101988485B1 (en) 2018-12-21 2019-06-12 (주)대현엔지니어링 Active distributing panel based on pms for intelligent linkage of pv and ess

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151961A (en) * 2010-01-21 2011-08-04 Eliiy Power Co Ltd Power storage system, power storage method, and program
KR20140009776A (en) * 2012-07-13 2014-01-23 한국산업기술대학교산학협력단 Energy storage system, and method of controlling energy storage system
KR20170021606A (en) * 2015-08-18 2017-02-28 주식회사 엘지화학 The battery energy storage system and reactive power compensation method using thereof
KR101871237B1 (en) 2018-02-26 2018-06-27 주식회사 케이디티 charging and discharging balance control apparatus of solar connected type ESS
KR101964740B1 (en) 2018-11-28 2019-04-03 디아이케이(주) control apparatus of grid connected PV and ESS
KR101988485B1 (en) 2018-12-21 2019-06-12 (주)대현엔지니어링 Active distributing panel based on pms for intelligent linkage of pv and ess

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240050798A (en) 2022-10-12 2024-04-19 한국원자력연구원 Laser Cutting Head
KR20240078007A (en) 2022-11-25 2024-06-03 한국원자력연구원 Laser Cutting Head Based on Sheet Beam

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