KR20210088006A - 전력 출력이 평활하게 동작하는 하이브리드 전력 생성 시스템 - Google Patents

전력 출력이 평활하게 동작하는 하이브리드 전력 생성 시스템 Download PDF

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Abstract

일부 실시예에 따라, 적어도 하나의 계산 사이클을 갖는 시간 윈도우의 제1 계산 사이클 동안의 화력 발전 시스템에 대한 출력 설정값을 계산하는 단계; 가용 재생 가능 발전을 계산한 후 요구되는 부하 수요를 만족시키기 위한 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요를 계산하는 단계; 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요가 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 초과한다는 결정에 응답하여, 에너지 저장 디바이스의 방전 전력이 전력 격차를 만족시키는지 여부를 결정하는 단계; 방전 전력이 전력 정격보다 크지 않다는 결정에 응답하여, 에너지 저장 디바이스를 방전 전력으로 방전시키기 위한 방전 커맨드를 생성하는 단계; 및 에너지 저장 디바이스의 방전이 전력 격차를 만족시키지 않는다는 결정에 응답하여, 제1 계산 사이클 동안의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 증가시키는 단계를 포함하는 시스템 및 방법이 제공된다.

Description

전력 출력이 평활하게 동작하는 하이브리드 전력 생성 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 1월 31일에 출원된 미국 특허 가출원 제62/799,114호의 혜택을 주장하며, 그 내용은 모든 목적을 위해 여기에 참조로 포함된다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 하이브리드 전력 생성 시스템에서 출력되는 에너지를 제어하는 것에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 하이브리드 전력 생성 시스템의 화력 발전 자산(thermal power generation asset)에 의해 출력되는 전력을 평활화하는 것에 관한 것이다.
전기 에너지에 대한 전 세계 수요는 해마다 증가하고 있다. 대부분의 전기 에너지 수요는 석탄, 석유 및 가스와 같은 화력 발전 에너지원으로부터 생산되는 에너지로 충족된다. 그러나, 최근 몇 년 동안, 세계 기후 변화 문제가 증가함에 따라, 태양열 및 풍력과 같은 재생 가능 에너지 자원에 의한 전기 발전(electricity generation)이 추진되고 있다.
풍력 터빈 발전기는 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 환경 친화적이고 상대적으로 저렴한 대체 에너지원으로 여겨진다. 또한, 태양열 발전은 광전지(photovoltaic; PV) 모듈을 사용하여 태양광으로부터 전기를 생성한다. 바람과 태양광의 강도는 일정하지 않으므로, 풍력 터빈과 PV 모듈의 전력 출력은 종일 변동을 거듭한다. 불행히도, 전기 수요는 태양과 바람의 변화에 따라 달라지지 않는다. 재생 가능 전력의 공급이 불충분한 시간 동안 전기 수요를 공급하기 위해, 화력 발전 시스템이 계속 사용된다.
증기 터빈, 가스 터빈, 가스 엔진 및 디젤 엔진과 같은 화력 발전 자산은 부하 수요의 변화에 호응할 때 다양한 성능 특성을 가진다. 화력 발전 자산은 전력 출력 레벨 변경 요건에 호응하는 데, 통상적으로 수 분 내지 수십 분의 시간이 필요하다. 이 지연 응답 시간은 급전망에 대한 부하 수요 변화 속도보다 느리다. 화력 발전 자산의 전력 출력 레벨을 자주 변경하면 자산의 발전 비효율, 자산의 더 많은 손모(wear and tear), 더 높은 유지 관리 비용을 야기할 것이다.
에너지 저장 디바이스는 태양열 및 풍력 시스템의 가변성 문제와 부하 수요의 변화에 호응하는 화력 발전 시스템의 비효율 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다. 따라서 전술한 문제를 해결할 수 있는 시스템과 방법이 바람직하다.
일부 실시예에서, 에너지 저장 디바이스 및 관련 전력 제어기가 하이브리드 마이크로그리드 시스템에 추가되어 화력 발전(thermal power generation; TPG) 시스템의 전력 운용을 지원한다.
본 발명의 실시예의 이들 및 다른 특징 및 양태는 첨부 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 읽을 경우 더 잘 이해될 것이며, 도면 전체에서 동일한 부호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1a는 예시적인 실시예에 따라 계산 사이클 동안 수요 대응 가능(dispatchable) 에너지원을 고려하지 않고 가변 재생 가능 전력 대 부하 수요를 비교할 때의 전력 격차를 나타내는 막대 그래프를 도시한다.
도 1b는 예시적인 실시예에 따라 화력 발전(TPG) 시스템이 보충 에너지 저장 시스템 없이 보충해야 할 필요가 있는, 도 1a의 시간당 전력 격차를 나타내는 히스토그램을 도시한다.
도 2는 예시적인 실시예에 따라 에너지 저장 시스템 및 하이브리드 AC-DC 전력 제어기를 포함하는 AC-DC 복합 하이브리드 전력 마이크로그리드 시스템을 나타내는 개략도를 도시한다.
도 3a 내지 3c는 예시적인 실시예에 따른, 하이브리드 전력 제어를 위한 프로세스의 흐름도의 부분들을 각각 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 보충 에너지 저장 시스템과 조합되어 TPG 시스템에 의해 충족되는 도 1b의 시간당 전력 격차를 나타내는 히스토그램을 도시한다.
마이크로그리드는 단일 제어 가능한 엔티티 역할을 하는 명확하게 정의된 전기 경계 내에서 상호접속된 부하 및 분산 교류(alternating current; AC) 및/또는 직류(direct current; DC) 생성원의 그룹이다. 하이브리드 마이크로그리드 시스템은 풍력 터빈 및 광전지(photovoltaic; PV) 발전 시스템과 같은 재생 가능 에너지원을 포함하는 마이크로그리드의 유형이다. 재생 가능 기술들의 통합은 예를 들어, 석탄 연소, 액화 천연가스(liquified natural gas; LNG) 및 석유 연소 화력 발전원과 같은 화력 발전(TPG) 시스템에 의존하는 순수 기존 발전과 비교할 때 운영 비용을 줄여준다.
특히 LNG 연소 및 석유 연소 화력 발전원은 발전 설정값(setpoints)에서 조정 가능하므로 일정 시간 기간 동안 하이브리드 마이크로그리드의 다양한 부하 수요에 따라 출력 전력을 높이거나 낮출 수 있는 유연성을 제공한다. 시스템 효율성 관점에서, TPG 소스는 전력 설정값이 최대 출력 전력으로 조정될 때 가장 높은 효율성으로 동작한다. 시스템 신뢰성 관점에서, TPG 소스는 전력 설정값에 최소한의 조정이 있을 때 가장 높은 신뢰성으로 동작하며, 이는 화력 발전 시스템의 더 적은 마모를 초래한다. 이러한 비용, 효율성 및 신뢰성 고려 사항은 도 1a 및 1b를 참조하여 더 설명될 수 있다.
도 1a는 본 개시의 예시적인 일 양태에서 도시된 바와 같이, 12개월(8760시간에 해당) 시간 기간의 월 단위로 평균 시간당 부하 수요(kW; 점 그래프 곡선(102)으로 표현됨) 대비 모든 조합된 가변 재생 가능 전력원(102)(예컨대, 8.8 MWdc PV 및 5.0 MWac 풍력)의 평균 시간당 전력 출력(kW)을 나타내는 히스토그램을 도시한다. 예를 들어, 1월차 정오 12시에, 모든 조합된 가변 재생 가능 전력원의 평균 시간당 전력 출력이 최고 출력 값(약 6500 kW)에 있으면서, 마이크로그리드의 평균 시간당 부하 수요도 또한 최고 수요 값(약 13500 kW 또는 13.5 MW)에 있다. 전력 수요 격차(13500 - 6500 = 7000 kW)를 보충하려면, 화력 발전 시스템이 필요할 것이다. 피크 시간 동안의 부하 수요 요건이 13.5 MW(13500 kW)인 경우, 이 예는 피크 시간에 두 개의 가스 엔진을 동작시켜야 하는데, 그 이유는 이 예가 각각 9.35 MW(9350 kW에 해당)의 최대 출력을 전달하는 가스 엔진을 사용하기 때문이다.
도 1b는 본 개시의 예시적인 일 양태에서 도시된 바와 같이, 하나 이상의 가스 터빈이 12개월(8760시간에 해당)의 시간 기간 동안 보충해야 하는 시간당 전력 격차 (101)(도 1a에 도시된 예에서 식별됨)를 나타내는 히스토그램을 도시한다. 수직 점선(151)은 예시적인 단일 가스 엔진이 전달할 수 있는 최대 출력 전력(9.35 MW)을 나타낸다. 이에 따라, 점선 오른쪽에 있는 막대는 1년 동안 도 1a에 도시된 전력 격차를 보충하는 데 필요한 전력을 제공하기 위해 두 개의 가스 엔진이 사용되는 시간량을 나타낸다. 이 예에서, 1년 중 약 2099시간(또는 24%)은 9.35 MW보다 큰 전력 격차를 가져서 두 개의 가스 엔진을 동작해야 했다. 또한, 히스토그램(150)은 5 MW와 10 MW 사이의 동작 시간이 주로 균등하게 분포하면서 1년 동안 가스 엔진에 의해 전달되는 전력 출력의 큰 변동을 도시한다. 이는 예시적인 가스 엔진이 최대 전력으로 동작할 때 최대 효율로 동작한다고 고려할 때 가스 엔진 동작의 비효율성을 나타낸다. 이러한 비효율성은 에너지 생산 비용 증가로 이어진다. 더욱이, 예시 가스 엔진(들)의 출력 전력 설정값의 수많은 변동은 엔진(들)의 마모를 증가시켜 수리 비용을 증가시키고 엔진 수명을 단축시킨다.
TPG 시스템의 운영 비효율성으로 인한 상기 언급된 비용을 줄이기 위해, 에너지 저장 시스템(배터리 에너지 저장 시스템(battery energy storage system; BESS)이라고도 함)과 하이브리드 AC-DC 전력 제어기가 하이브리드 전력 마이크로그리드 시스템에 추가된다. 에너지 저장 시스템은 TPG 시스템의 전력 격차 요건을 보충하는 역할을 한다. 높은 피크 부하 수요 동안 마이크로그리드에 보충 전력을 제공함으로써 에너지 저장 시스템은 TPG 시스템이 전력 출력을 증가시킬 필요성을 줄여준다. 반대로, 낮은 부하 수요(예컨대, 전력의 순잉여) 동안, TPG 시스템은 추가된 에너지 저장 시스템이 TPG 시스템에 의해 생성된 여분의 전력을 저장하기 때문에 전력 입력 에너지 저장 시스템을 줄일 필요가 없을 것이다. 따라서 에너지 저장 시스템은 TPG 시스템의 보다 안정된 상태의 출력 전력 설정값을 허용한다. 하이브리드 AC-DC 전력 제어기는 다양한 재생 가능 발전원, TPG 시스템 및 에너지 저장 시스템과 함께 동작하여 수요 대응 가능 전력원의 전력 레벨을 제어한다. 여기에는 관찰된 시간 기간에 대한 부하 수요를 고려하여 TPG 시스템 출력 설정값 레벨 및 에너지 저장 시스템의 충전 또는 방전 상태의 제어가 포함된다.
도 2는 본 개시의 양태에 따른 AC/DC 복합 하이브리드 전력 마이크로그리드 시스템(200)을 도시한다. 하이브리드 전력 마이크로그리드 시스템(200)은 AC 마이크로그리드(210) 및 DC 마이크로그리드(220)를 포함한다. 마이크로그리드 시스템(200)은 AC/DC 또는 DC/AC 전력 변환을 위해 AC 마이크로그리드(210)와 DC 마이크로그리드(220) 사이에 양방향 전력 변환기(240)를 포함한다. AC 마이크로그리드(210)는 AC/AC 또는 DC/AC 변환 구조의 전력 변환기(212, 214 및 216)를 사용한다. DC 마이크로그리드(220)는 DC/DC 변환 구조의 전력 변환기(222, 224)를 사용한다.
AC 마이크로그리드(210)는 풍력 발전 시스템(211), 광전지(PV) 발전 시스템(213a), 연소 터빈 발전 시스템(215) 및 배터리 에너지 저장 시스템(217a)을 포함한다. 시스템(211, 213a, 215 및 217a)은 AC 그리드 버스(219)를 통해 서로 그리고 AC 부하(201)에 접속된다. AC 부하(201) 및 시스템(211, 213a, 215 및 217a)은 AC 제어 버스(218)를 통해 하이브리드 AC-DC 전력 제어기(230)에 통신 가능하게 접속된다. DC 마이크로그리드(220)는 PV 발전 시스템(213b) 및 배터리 에너지 저장 시스템(217b)을 포함한다. 시스템(213b 및 217b)은 DC 그리드 버스(229)를 통해 서로 그리고 DC 부하(202)에 접속된다. DC 부하(202) 및 시스템(213b 및 217b)은 AC 제어 버스(228)를 통해 하이브리드 AC-DC 전력 제어기(230)에 통신 가능하게 접속된다.
도 3a 내지 3c를 보면, 일부 실시예들에 따른, 도 2에 도시된 하이브리드 전력 마이크로그리드 시스템(200)의 하이브리드 AC-DC 전력 제어기(230)의 동작의 예들의 흐름도(300)가 제공된다. 특히, 도 3a 내지 3c는 일부 실시예에 따른 프로세스(300)의 흐름도를 제공한다. 여기에 설명된 프로세스(300) 및 다른 프로세스는 하드웨어(예컨대, 회로(들)), 소프트웨어 또는 수동 수단의 임의의 적절한 조합을 사용하여 수행될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 제어기(230)는 시스템이 범용 컴퓨터 또는 디바이스에 의해 수행될 수 없는 동작을 수행하도록 구성된 특수 목적 요소가 되게끔 프로세스(300)를 수행하도록 조정된다(conditioned). 이러한 프로세스를 구현하는 소프트웨어는 고정 디스크, 플로피 디스크, CD, DVD, 플래시 드라이브 또는 자기 테이프를 포함하여 임의의 비일시적 유형의 매체에 저장될 수 있다. 이러한 프로세스의 예는 시스템의 실시예와 관련하여 아래에서 설명될 것이지만, 실시예는 이에 제한되지 않는다.
하나 이상의 실시예에서, 제어기(230)는 외부 데이터 소스로부터 과거, 현재 및 예측 데이터를 획득하기 위한 수집 모듈(234) 및 수요 대응 가능 전력원의 전력 레벨을 결정하기 위한 계산 모듈(236)을 포함한다. 계산 모듈(236)은 또한 관찰된 시간 기간에 대한 부하 수요를 고려하여 TPG 시스템 출력 설정값 레벨 및 에너지 저장 시스템의 충전 또는 방전 상태를 제어한다. 하나 이상의 실시예에서, 제어기(230)는 하나 이상의 프로세서 요소(233) 및 이력 데이터베이스(historical database, 238)를 저장하는 메모리(235)를 포함한다. 하나 이상의 실시예에 따르면, 프로세서(233)는 종래의 마이크로프로세서고, 수집 모듈(234) 및 계산 모듈(236)의 전체 기능을 제어하도록 동작한다. 하나 이상의 실시예에서, 제어기(230)는 프로세서(233) 및 따라서 수집 모듈(234) 및 계산 모듈(236)이 다른 디바이스(예컨대, 에너지 저장 디바이스(217a, 217b), TPG 디바이스(215), 재생 가능 발전 디바이스(211, 213a, 213b), 및 AC 부하(201) 및/또는 DC 부하(202)의 부하 엔티티) 또는 다른 오프-그리드 플랫폼 및 디바이스(239)와 데이터 네트워크(도시되지 않음)를 통해 통신에 참여할 수 있도록 하는 통신 인터페이스(232)를 포함한다.
하나 이상의 실시예에서, 하나 이상의 메모리(235) 및 데이터 저장 디바이스(예컨대, 데이터베이스(238))는 하드 디스크 드라이브, RAM(random access memory), ROM(read only memory), 플래시 메모리 등 중 하나 이상의 임의의 조합을 포함한다. 메모리(235)/데이터 저장 디바이스(238)는 프로세서(233) 및 모듈(234, 236)을 프로그래밍하여 여기에 설명된 기능을 수행하게 하는 소프트웨어를 저장한다. 다른 실시예에 따르면, 다른 유형의 저장 디바이스는 자기 저장 디바이스, 광학 저장 디바이스, 이동 전화 및/또는 반도체 메모리 디바이스를 포함한다. 메모리(235)는 프로세서(233)를 제어하기 위한 프로그램 또는 로직(미도시)을 저장한다. 프로세서(233)는 프로그램 로직의 명령어를 수행하고, 이에 따라 여기에 설명된 임의의 실시예에 따라 동작한다. 또한, 다른 실시예는 압축된, 컴파일되지 않은 그리고/또는 암호화된 형식으로 저장되는 프로그램 로직을 포함한다. 프로그램 로직은 제어기(230) 외부의 디바이스와 인터페이스하기 위해 프로세서(233)에 의해 사용되는 OS(operating system), 데이터베이스 관리 시스템 및/또는 디바이스 드라이버와 같은 다른 프로그램 요소를 포함한다.
하나 이상의 실시예에 따르면, 사용자/운영자는 플랫폼(239)(제어 시스템, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기, 태블릿, 스마트 폰 등) 중 하나를 통해 시스템(200)에 액세스하여, 여기에 설명된 임의의 실시예에 따라 정보를 보고 그리고/또는 수요 대응 가능 전력원을 관리한다. 더욱이, 여기에 설명된 실시예는 임의의 수의 상이한 하드웨어 구성을 사용하여 구현된다. 예를 들어, 제어기(230) 및 플랫폼(239)은 입력 디바이스(미도시)(예컨대, 시간 및 전력 측정 및 설정에 대한 정보를 입력하기 위한 마우스 및/또는 키보드) 및 출력 디바이스(미도시)(예컨대, 데이터 및/또는 권장 사항을 출력하고 표시하기 위함)를 더 포함한다.
처음에, 프로세스(300)는 S310에서 시작하여 S312로 진행하는데, 여기서 하이브리드 AC-DC 전력 제어기(230)는 적어도 하나의 계산 사이클을 갖는 적어도 하나의 시간 윈도우를 가지는 프로젝트 기간(project life)으로 구성되며, 이 계산 사이클 동안 적어도 하나의 TPG 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 결정하고 예를 들어, BESS와 같은 에너지 저장 시스템의 충전 또는 방전 전력 레벨을 결정하기 위해 에너지 공급 데이터 및 부하 수요 데이터를 수집한다. 일 실시예에 따르면, 프로젝트 기간, 시간 윈도우 및 계산 사이클의 파라미터 값은 제어기(230)와의 인터페이스(232)를 통해 마이크로그리드 시스템(200)의 관리자에 의해 프로그래밍된다. 에너지 저장 디바이스는 2개 이상의 에너지 저장 요소(217a, 217b)를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 에너지 저장 디바이스(217a, 217b)는 배터리 또는 임의의 다른 적절한 에너지 저장 디바이스이다. 하나 이상의 실시예에서, 에너지 저장 디바이스(217a, 217b)는 발전소의 디바이스, 독립형 에너지 저장 디바이스, 또는 이들의 임의의 조합이다. 에너지 저장 디바이스(217a, 217b)는 그리드, 고객 등 중 적어도 하나의 전력 부하 수요를 충족시키기 위해 에너지를 제공한다.
프로세스는, 예를 들어, S314에 도시된 바와 같이 예를 들어, 프로젝트 기간의 첫번째 날과 같은 제1 시간 윈도우로부터 시작하여 S316으로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)은 다음 시간 기간 동안의 부하 수요를 결정한다. 이 예시적인 실시예에서, 프로세스가 시작되고 있기 때문에, 다음 시간 기간은 처음 24시간으로 구성된다. 이 단계의 후속 반복에서는 후속 24시간의 시간 윈도우와 관련된 데이터를 사용할 것이다. 일 실시예에서, 부하 수요는 이력 데이터베이스(238)의 이력 부하 수요 데이터, 수집 모듈(234)에 의해 획득된 AC 부하(201) 및 DC 부하(202)의 미래 부하 수요에 기초한 예측된 부하 수요 데이터, 및 이들의 임의의 조합으로부터 획득된다. 예시적인 하이브리드 전력 마이크로그리드 시스템(200)이 AC 부하 및 DC 부하를 모두 포함하지만, 다른 실시예에서, 부하 수요 데이터는, 마이크로그리드가 AC 전력 그리드(210) 또는 DC 전력 그리드(220)로 제한되는 경우, AC 부하 또는 DC 부하로부터 도출된다(drawn)는 것을 이해해야 한다는 것에 주목해야 한다.
프로세스는 S318로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)은 PV(213a, 213b), 풍력(211), 임의의 다른 유형의 재생 가능 전력원(도시되지 않음) 및 그 조합을 포함 하나 이에 국한되지 않는, 적어도 하나의 재생 가능 발전 시스템으로부터의 시간 윈도우 동안의 총 가용 에너지 생성을 계산한다. 예시적인 하이브리드 전력 마이크로그리드 시스템(200)은 AC 그리드(210) 및 DC 그리드(220) 모두에서 재생 가능 전력원을 포함하지만, 다른 실시예에서, 재생 가능 발전 시스템으로부터의 총 가용 에너지 생성은 AC 전력 그리드(210) 또는 DC 전력 그리드(220)로 제한된다는 것을 이해해야 한다는 것이 주목되어야 한다. 재생 가능 발전 시스템으로부터 총 가용 에너지 생성의 계산은, 이력 데이터베이스(238)에 저장된 계산 중인 시간 윈도우 동안의 이력 재생 가능 전력원 생성 데이터, 수집 모듈(234)에 의해 획득되는 계산 중인 시간 윈도우 동안의 예측된 재생 가능 전력원 생성 데이터(예컨대, 재생 가능 발전 시스템의 위치에 대한 일기 예보 데이터), 또는 이들의 임의의 조합으로부터 도출된다.
프로세스는 S320으로 계속되며, 여기서 계산 모듈(236)은 시간 윈도우 동안의 부하 수요와 시간 윈도우 동안 재생 가능 발전 시스템으로부터의 총 가용 에너지 생성 사이의 차이를 계산함으로써, 시간 윈도우 동안 적어도 하나의 화력 발전(TPG) 시스템(215)에게 요구되는 총 에너지 생성을 계산한다. 그런 다음 S322에서, 계산 모듈(236)은 적어도 하나의 TPG 시스템(215)에게 요구되는 총 에너지 생성을, 현재 측정 중인 시간 기간 동안의 계산 사이클 수, 예를 들어, 24로 나눔으로써 시간 윈도우 동안의 TPG 시스템(215)에 대한 출력 전력 설정값을 계산한다.
현재 측정 중인 시간 윈도우의 제1 계산 사이클(예컨대, 처음 한 시간)로부터 시작하여(S324), 프로세스는 S326으로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)은 제1 계산 사이클 동안의 가용 재생 가능 발전을 계산한다. 재생 가능 발전 시스템(211, 213a, 213b)으로부터의 가용 재생 가능 발전의 계산은, 이력 데이터베이스(238)에 저장된 계산 중인 시간 윈도우 동안의 이력 재생 가능 전력원 생성 데이터, 수집 모듈(234)에 의해 획득되는 계산 중인 시간 윈도우 동안의 예측된 재생 가능 전력원 생성 데이터(예컨대, 재생 가능 발전 시스템의 위치에 대한 일기 예보 데이터), 또는 이들의 임의의 조합으로부터 도출된다. S324로부터, 프로세스는 또한 S328로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)은 존재하는 부하의 유형(들)에 따라 AC 부하(201), DC 부하(202) 또는 이들의 조합에게 필요한 부하 수요를 계산한다.
S326 및 S328에서 수행된 계산으로부터 프로세스는 S330으로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)은 계산 사이클 동안 가용 재생 가능 발전(S326)으로부터 계산된 요구되는 부하 수요(S328로부터)를 빼서, 현재 측정 중인 계산 사이클 동안 수요 대응 가능 전력(즉, TPG와 결합된 BESS)에 대한 순부하 수요를 계산한다. 계산 사이클 동안 수요 대응 가능 전력에 대한 순부하 수요를 계산(S330)한 후, 프로세스는 계속해서 결정 블록(S332)으로 이동하고, 여기서 계산 모듈(234)은 수요 대응 가능 전력에 대한 순부하 수요가 현재 측정 중인 계산 사이클 동안 하나 이상의 TPG 시스템에 대한 출력 전력 설정값보다 큰지 여부를 결정한다.
S332로부터 수요 대응 가능 전력에 대한 순부하 수요가 현재 측정 중인 계산 사이클 동안 하나 이상의 TPG 시스템에 대한 출력 전력 설정값보다 큰 것으로 결정되면, 프로세스는 도 3b에 도시된 흐름도의 다음 부분으로의 오프-페이지 커넥터(off-page connector)인 방전(DISCHARGE)으로 계속된다. 이제 도 3b를 참조하면, 프로세스는 블록(S334)으로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)은 에너지 저장 시스템(217a, 217b)(예컨대, BESS)의 방전 전력이 전력 격차를 만족시키는지 여부를 결정한다. 여기서 사용되는 바와 같이, 전력 격차는 현재 계산 사이클 동안 수요 대응 가능 전력(즉, BESS + TPG)에 대한 순수요와 TPG 시스템에 대한 출력 전력 설정값 사이의 차이로서 정의되며, 이때 순수요 값은 TPG 시스템의 출력 전력 설정값보다 크다. S334에서의 결정은 BESS가 계산 모듈(236)에 의해 계산된 전력 격차를 만족시키기 위해 방전될 수 있는 충분한 전력을 가지고 있는지 여부이다. BESS(217a, 217b)가 계산 사이클 동안 전력 격차를 만족시키기 위해 방전될 수 있는 충분한 전력을 가지고 있지 않다고 결정되면, 프로세스는 S336으로 계속되어, 계산 모듈(236)이 BESS(217a, 217b)의 방전을 잔여 방전 전력량으로 한정한 다음 결정 블록(S338)으로 진행한다.
그러나 BESS(217a, 217b)가 전력 격차를 만족시킨다고 결정되면, 프로세스는 결정 블록(S338)으로 진행하며, 여기서 계산 모듈은 BESS(217a, 217b)의 방전 전력이 BESS의 전력 정격(power rating)보다 큰지 여부를 결정한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, BESS 방전과 관련하여 전력 정격은 BESS가 현재 측정 중인 계산 사이클 내에서 얼마나 많은 전력을 방전할 수 있는지를 나타낸다. S338에서 방전 전력이 BESS의 전력 정격보다 큰 것으로 결정되면, 프로세스는 S340으로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)이 BESS(217a, 217b)의 방전을 BESS의 전력 정격으로 한정하는데, 그 이유는 계산 사이클 동안 BESS가 BESS에 의해 출력될 수 있는 방전 전력으로 제한되기 때문이다. 대안적으로, S338에서 방전 전력이 BESS의 전력 정격보다 크지 않다고 결정되면, 프로세스는 S342로 계속되며, 여기서 계산 모듈(236)은 현재 계산 사이클 동안 BESS를 방전 전력으로 방전시키기 위한 방전 커맨드를 생성하고 이 커맨드를 BESS(217a, 217b)에 전달한다. 이와 관련하여, AC 그리드(210)와 DC 그리드(220)가 모두 고려되면, 방전이 요구되는 방전 전력량은 두 BESS(217a, 217b) 사이의 총량을 나타낸다는 점에 유의해야 한다. 다른 실시예에 따르면, 방전 커맨드는 BESS(117a) 또는 BESS(117b)에만 전송될 수 있으며 총 방전 전력량을 나타낼 것이다.
S342로부터, 프로세스는 결정(S344)로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)은 BESS(117a, 117b)의 실제 방전이 전력 격차를 만족시키는지 여부를 결정한다. BESS의 방전이 전력 격차를 만족시키는 경우, 계산 모듈(236)은 S346에서 TPG 시스템(215)에 대한 기존 출력 전력 설정값을 유지하고 S350으로 진행할 것이다. 그러나, BESS의 방전이 전력 격차를 만족시킬 수 없는 경우, 계산 모듈(236)은 S348에서 TPG 시스템(215)의 출력 전력 설정값을 증가시키기 위한 커맨드를 생성하고 이 커맨드를 TPG 시스템(215)에 전달하고 S350으로 진행한다.
이제 결정 블록(S332)으로 돌아가서, 수요 대응 가능 전력에 대한 순부하 수요가 현재 측정 중인 계산 사이클 동안 하나 이상의 TPG 시스템에 대한 출력 전력 설정값보다 큰 것으로 결정되면, 프로세스는 도 3c에 도시된 흐름도의 다음 부분으로의 오프-페이지 커넥터인 충전(CHARGE)으로 진행한다. 이제 도 3c를 참조하면, 프로세스는 블록(S356)으로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)은 에너지 저장 시스템(217a, 217b)(예컨대, BESS)의 충전 전력이 전력 잉여를 만족시키는 여부를 결정한다. 여기서 사용되는 바와 같이, 전력 잉여는 현재 계산 사이클 동안 수요 대응 가능 전력(즉, BESS + TPG)에 대한 순수요와 TPG 시스템에 대한 출력 전력 설정값 사이의 차이로서 정의되며, 이때 TPG 시스템의 출력 전력 설정값이 순수요 값보다 크다. S356에서의 결정은 BESS가 계산 모듈(236)에 의해 계산된 전력 잉여를 만족시키기 위해 충전될 수 있는 충분한 충전 공간(charging space)을 가지고 있는지 여부이다. BESS(217a, 217b)가 계산 사이클 동안 전력 잉여를 만족시키기 위해 충전될 수 있는 충분한 공간을 가지고 있지 않다고 결정되면, 프로세스는 S358로 진행하여, 계산 모듈(236)이 BESS(217a, 217b)의 충전을 잔여 충전 전력량으로 한정한 다음 결정 블록(S360)으로 진행한다.
그러나 BESS(217a, 217b)가 전력 잉여를 만족시킨다고 결정되면, 프로세스는 결정 블록(S360)으로 진행하며, 여기서 계산 모듈은 BESS(217a, 217b)의 충전 전력이 BESS의 전력 정격보다 큰지 여부를 결정한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, BESS 충전과 관련하여 전력 정격은 BESS가 현재 측정 중인 계산 사이클 내에서 얼마나 많은 전력을 충전할 수 있는지를 나타낸다. S360에서 방전 전력이 BESS의 전력 정격보다 큰 것으로 결정되면, 프로세스는 S362으로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)은 BESS(217a, 217b)의 충전을 BESS의 전력 정격으로 한정하는데, 그 이유는 계산 사이클 동안 BESS가 BESS에 의해 저장될 수 있는 충전 전력으로 제한되기 때문이다. 대안적으로, S360에서 방전 전력이 BESS의 전력 정격보다 크지 않다고 결정되면, 프로세스는 S364로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)은 현재 계산 사이클 동안 BESS를 충전 전력으로 충전시키기 위한 충전 커맨드를 생성하고 이 커맨드를 BESS(217a, 217b)에 전달한다. 이와 관련하여, AC 그리드(210)와 DC 그리드(220)가 모두 고려된다면, 저장될 것이 요구되는 충전 전력량은 두 BESS(217a, 217b) 사이의 총량을 나타낸다는 점에 유의해야 한다. 다른 실시예에 따르면, 충전 커맨드는 BESS(117a) 또는 BESS(117b)에만 전송될 수 있으며 총 충전 전력량을 나타낼 것이다.
S364로부터, 프로세스는 결정(S366)으로 진행하며, 여기서 계산 모듈(236)은 BESS(117a, 117b)의 실제 충전이 전력 잉여를 만족시키는지 여부를 결정한다. BESS의 충전이 전력 잉여를 만족시키는 경우, 계산 모듈(236)은 S368에서 TPG 시스템(215)에 대한 기존 출력 전력 설정값을 유지하고 S350으로 진행할 것이다. 그러나, BESS의 충전이 전력 잉여를 만족시킬 수 없는 경우, 계산 모듈(236)은 S370에서 TPG 시스템(215)에 대한 출력 전력 설정값을 감소시키기 위한 커맨드를 생성하고 이 커맨드를 TPG 시스템(215)에 전달하며, S350으로 진행한다.
결정 블록(S350)에서, 계산 모듈(236)은 현재 해결된 계산 사이클이 하이브리드 AC-DC 전력 제어기(230)에 의해 해결될 시간 윈도우의 최종 사이클이었는지 여부를 결정한다. 이 계산 사이클이 해결되어야 할 시간 윈도우의 최종 사이클이 아닌 경우, 프로세스는 계속해서 도 3a의 오프-페이지 커넥터 "B"로 진행하고, 여기서 후속 계산은 다음 미해결 계산 사이클과 관련된다. 결정 블록(S350)이, 현재 해결된 계산 사이클이 하이브리드 AC-DC 전력 제어기(230)에 의해 해결될 시간 윈도우의 최종 사이클이라고 결정하면, 프로세스는 결정 블록(S352)으로 진행하고, 계산 모듈(236)은 해결될 현재 시간 기간이 해결될 프로젝트 기간의 최종 시간 윈도우를 나타내는지 여부를 결정한다. 해결되어야 할 현재 시간 기간이 프로젝트 기간의 최종 시간 윈도우를 나타내는 경우 프로세스는 S354에서 종료된다. 그렇지 않으면, 프로세스는 반복적으로 도 3a의 오프-페이지 커넥터 "A"로 진행하고, 여기서 프로세스는 S316으로 돌아가서 다음 미해결 시간 윈도우 동안의 부하 수요를 획득한다.
이제 도 4를 참조하여, 이 도면은 본 개시의 예시적인 일 양태에 도시된 바와 같이, 가스 엔진/터빈이 에너지 저장 디바이스(예컨대, BESS)(217a, 217b)에 의해 보조되는 12개월(8760시간에 해당함)의 시간 기간 동안 하나 이상의 가스 엔진/터빈이 보충해야 하는 새로운 시간당 전력 격차 분포(원래 전력 격차(101)는 도 1a에 도시된 예 및 도 1b의 관련 히스토그램(150)에서 식별됨)를 나타내는 히스토그램(400)을 도시한다. 도 1b에 도시된 히스토그램(150)과 유사하게, 수직 점선(151)은 예시적인 단일 가스 엔진이 전달할 수 있는 최대 출력 전력(9.35 MW)을 나타낸다. 따라서 점선 오른쪽에 있는 막대는 1년의 기간 동안 도 1a에 도시된 전력 격차를 보충하는 데 필요한 전력을 전달하기 위해 두 개의 가스 엔진(BESS(217)의 추가된 전력 지원을 가짐)이 사용되는 시간량을 나타낸다. 이 예에서, 1년 중 약 672시간(또는 7.7%)은 9.35 MW보다 큰 전력 격차를 가져서 두 개의 가스 엔진을 동작해야 했다. 이것은 BESS를 사용할 수 없을 때 두 개의 가스 엔진이 연중 24% 동작해야 하는 것을 도시한 도 1b의 히스토그램과 대조되어야 한다. 또한, 새로운 히스토그램(400)은 히스토그램(150)과 비교될 때 1년의 기간 동안 가스 엔진에 의해 전달되는 전력 출력의 더 작은 변동을 도시하며, 8 MW에서 9 MW 사이에서 동작 시간의 큰 백분율을 가진다. 이는 예시적인 가스 엔진이 최대 전력으로 동작할 때 최대 효율로 동작한다고 고려할 때 가스 엔진 동작의 더 큰 효율성을 나타낸다. BESS(217a, 217b) 및 제어기(230)의 도움으로 이러한 효율성은 에너지 생산에서 더 큰 비용 절감으로 이어진다. 더욱이, BESS(217) 및 제어기(230)의 도움으로 예시적인 가스 엔진(들)의 출력 전력 설정값의 더 적은 변동은 엔진(들)의 더 적은 마모를 초래하여 수리 비용을 더 줄이고 엔진 수명을 더 길게 만든다.
당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명의 양태는 시스템, 방법 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 양태는 전적으로 하드웨어 실시예, 전적으로 소프트웨어 실시예(펌웨어, 상주형 소프트웨어, 마이크로코드 등을 포함함) 또는 본원에서 "회로", "모듈" 또는 "시스템"으로서 일반적으로 모두 지칭될 수 있는 소프트웨어와 하드웨어를 결합하는 실시예의 형태를 취할 수 있다. 또한, 본 발명의 양태는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드가 구현되는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체(들)로 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다.
도면에서의 흐름도 및 블록도는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 가능한 구현의 아키텍처, 기능성 및 동작을 예시한다. 이와 관련하여, 흐름도 또는 블록도의 각 블록은 명시된 논리적 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령어를 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 일부 대안적인 구현에서는, 블록에서 언급되는 기능이 도면에서 지시되는 순서를 벗어나 발생할 수도 있다는 것을 또한 유의해야 한다. 예를 들면, 연속적으로 도시되는 두 개의 블록은, 사실상, 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나, 또는 블록은, 수반되는 기능성에 따라, 때때로 역순으로 실행될 수 있다. 또한, 블록도 및/또는 흐름도 예시의 각각의 블록, 및 블록도 및/또는 흐름도 예시 내의 블록의 조합은, 명시된 기능 또는 동작을 수행하는 특수 목적의 하드웨어 기반 시스템, 또는 특수 목적의 하드웨어 및 컴퓨터 명령어의 조합에 의해 구현될 수 있다는 것을 또한 유의해야 할 것이다.
본 명세서에 설명된 임의의 방법은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 상에 구현된 별개의 소프트웨어 모듈을 포함하는 시스템을 제공하는 추가 단계를 포함할 수 있고, 모듈은, 예를 들어 블록 다이어그램에 묘사되고 그리고/또는 여기에 설명된 요소들 중 임의의 요소 또는 전부를 포함할 수 있으며, 제한이 아닌 예로서 기하학적 보상 모듈인 것에 유의해야 한다. 그 다음, 방법 단계는 하나 이상의 하드웨어 프로세서(233)(도 2)에서 실행되는, 전술한 바와 같이, 시스템의 별개의 소프트웨어 모듈 및/또는 서브모듈을 사용하여 수행될 수 있다. 또한, 컴퓨터 프로그램 제품은 별개의 소프트웨어 모듈을 갖는 시스템의 제공을 포함하여 여기에 설명된 하나 이상의 방법 단계를 수행하게끔 구현되도록 적응된 코드를 가진 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있다.
이 서술된 설명은 바람직한 실시예를 포함하는, 본 발명을 개시(disclose)하기 위한 예시들을 사용하고, 또한 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 제조 및 사용하며 임의의 통합된 방법들을 수행하는 것을 포함하는 본 발명을 당업자가 실시할 수 있게 한다. 본 발명의 특허 범위는 청구항들에 의해 규정되고, 당업자라면 생각할 수 있는 다른 예시를 포함할 수 있다. 이러한 다른 예시는 이들 예시가 청구항들의 문자 그대로의 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 가진다면 또는 이들 예시가 청구항들의 문자 그대로의 언어와의 실질적 차이가 없는 균등한 구조적 요소를 포함한다면 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 설명된 다양한 실시예들로부터의 양태들 및 각각의 그러한 양태들에 대해 다른 공지된 균등물들은 본 출원의 원리에 따라 추가적인 실시예들 및 기술들을 구성하기 위해 당업자에 의해 혼합되고 매칭될(matched) 수 있다.
당업자는 전술한 실시예의 다양한 적응 및 수정이 청구항들의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 구성될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 청구항들은 본 명세서에 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (20)

  1. 하이브리드 전력 제어기 시스템으로서,
    프로그램 명령어를 저장하기 위한 메모리; 및
    전력 제어기 프로세서를 포함하며,
    상기 전력 제어기 프로세서는 상기 메모리에 결합되고, 상기 전력 제어기 프로세서는 적어도 하나의 재생 가능 발전 시스템(renewable power generation system), 적어도 하나의 화력 발전 시스템, 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스, 및 적어도 하나의 전력 부하와 통신하며, 상기 전력 제어기 프로세서는,
    적어도 하나의 계산 사이클을 갖는 시간 윈도우를 결정하고;
    제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력(dispatchable power)에 대한 순수요(net demand)가 상기 시간 윈도우의 각 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 초과하는지 여부를 결정하고;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요가 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 초과한다는 결정에 응답하여, 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 방전 전력이 전력 격차(power gap)를 만족시키는지 여부를 결정하고 - 상기 전력 격차는 상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요와 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값 간의 차이이고, 상기 순수요는 상기 출력 전력 설정값보다 큼 -;
    상기 방전 전력이 상기 전력 격차를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 상기 방전 전력이 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격(power rating)보다 큰지 여부를 결정하고;
    상기 방전 전력이 상기 전력 정격보다 크지 않다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스를 상기 방전 전력으로 방전시키기 위한 방전 커맨드를 생성하고;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 방전이 상기 전력 격차를 만족시키는지 여부를 결정하고;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 방전이 상기 전력 격차를 만족시키지 않는다는 결정에 응답하여, 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 상기 전력 격차를 만족시키도록 증가시키고;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요가 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 초과하지 않는다는 결정에 응답하여, 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 충전 전력이 전력 잉여(power surplus)를 만족시키는지 여부를 결정하고 - 상기 전력 잉여는 상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요와 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값 간의 차이이며, 상기 출력 전력 설정값은 상기 순수요보다 큼 -
    상기 충전 전력이 상기 전력 잉여를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 상기 충전 전력이 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격보다 큰지 여부를 결정하고;
    상기 충전 전력이 상기 전력 정격보다 크지 않다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스를 상기 충전 전력으로 충전시키기 위한 충전 커맨드를 생성하고;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 충전이 상기 전력 잉여를 만족시키는지 여부를 결정하며;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 충전이 상기 전력 잉여를 만족시키지 않는다는 결정에 응답하여, 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 감소시키기 위한
    프로그램 명령어를 실행하도록 동작되는 것인, 하이브리드 전력 제어기 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시간 윈도우의 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 계산하고;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 가용 재생 가능 발전을 계산하고;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 전력 부하로부터 요구되는 부하 수요를 계산하며;
    상기 계산된 가용 재생 가능 발전과 상기 계산된 요구되는 부하 수요에 기초해 상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요를 계산하기 위한
    프로그램 명령어를 더 포함하는, 하이브리드 전력 제어기 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 시간 윈도우의 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 계산하기 위한 프로그램 명령어는,
    상기 시간 윈도우 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에게 요구되는 총 에너지 생성을 계산하고;
    상기 요구되는 총 에너지 생성을 상기 시간 윈도우의 총 계산 사이클 수로 나누기 위한
    프로그램 명령어를 더 포함하는 것인, 하이브리드 전력 제어기 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 시간 윈도우 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에게 요구되는 상기 총 에너지 생성을 계산하기 위한 프로그램 명령어는,
    상기 시간 윈도우 동안의 상기 적어도 하나의 전력 부하로부터의 부하 수요를 획득하고;
    상기 적어도 하나의 재생 가능 발전 시스템으로부터의 상기 시간 윈도우 동안의 총 가용 에너지 생성을 계산하며;
    상기 시간 윈도우 동안의 부하 수요와 상기 시간 윈도우 동안의 총 가용 에너지 생성 간의 차이를 계산하기 위한
    프로그램 명령어를 더 포함하는 것인, 하이브리드 전력 제어기 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 방전 전력으로의 상기 방전이 상기 전력 격차를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 유지시키기 위한 프로그램 명령어를 더 포함하는, 하이브리드 전력 제어기 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 충전 전력으로의 상기 충전이 상기 전력 잉여를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 유지시키기 위한 프로그램 명령어를 더 포함하는, 하이브리드 전력 제어기 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방전 전력이 상기 전력 격차를 만족시키지 않는다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 방전을 잔여 방전 전력량으로 한정하고;
    상기 방전 전력이 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격보다 큰지 여부를 결정하기 위한
    프로그램 명령어를 더 포함하는, 하이브리드 전력 제어기 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 충전 전력이 상기 전력 잉여를 만족시키지 않는다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 충전을 잔여 충전 전력량으로 한정하고;
    상기 충전 전력이 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격보다 큰지 여부를 결정하기 위한
    프로그램 명령어를 더 포함하는, 하이브리드 전력 제어기 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 방전 전력이 상기 전력 정격보다 크다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 방전을 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격으로 한정하고;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스를 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격으로 방전시키기 위한 방전 커맨드를 생성하며;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 방전이 상기 전력 격차를 만족시키는지 여부를 결정하기 위한
    프로그램 명령어를 더 포함하는, 하이브리드 전력 제어기 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 충전 전력이 상기 전력 정격보다 크다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 충전을 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격으로 한정하고;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스를 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격으로 충전시키기 위한 충전 커맨드를 생성하며;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 충전이 상기 전력 잉여를 만족시키는지 여부를 결정하기 위한
    프로그램 명령어를 더 포함하는, 하이브리드 전력 제어기 시스템.
  11. 방법으로서,
    적어도 하나의 계산 사이클을 갖는 시간 윈도우를 결정하는 단계;
    제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요가 상기 시간 윈도우의 각 계산 사이클 동안의 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요가 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 초과한다는 결정에 응답하여, 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 방전 전력이 전력 격차를 만족시키는지 여부를 결정하는 단계 - 상기 전력 격차는 상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요와 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값 간의 차이이고, 상기 순수요는 상기 출력 전력 설정값보다 큼 -;
    상기 방전 전력이 상기 전력 격차를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 상기 방전 전력이 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격보다 큰지 여부를 결정하는 단계;
    상기 방전 전력이 상기 전력 정격보다 크지 않다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스를 상기 방전 전력으로 방전시키기 위한 방전 커맨드를 생성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 방전이 상기 전력 격차를 만족시키는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 방전이 상기 전력 격차를 만족시키지 않는다는 결정에 응답하여, 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 상기 전력 격차를 만족시키기도록 증가시키는 단계;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요가 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 초과하지 않는다는 결정에 응답하여, 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 충전 전력이 전력 잉여를 만족시키는지 여부를 결정하는 단계 - 상기 전력 잉여는 상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요와 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값 간의 차이이며, 상기 출력 전력 설정값은 상기 순수요보다 큼 -;
    상기 충전 전력이 상기 전력 잉여를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 상기 충전 전력이 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격보다 큰지 여부를 결정하는 단계;
    상기 충전 전력이 상기 전력 정격보다 크지 않다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스를 상기 충전 전력으로 충전시키기 위한 충전 커맨드를 생성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 충전이 상기 전력 잉여를 만족시키는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 충전이 상기 전력 잉여를 만족시키지 않는다는 결정에 응답하여, 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 감소시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시간 윈도우의 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 계산하는 단계;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 가용 재생 가능 발전을 계산하는 단계;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 전력 부하로부터 요구되는 부하 수요를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 가용 재생 가능 발전과 상기 계산된 요구되는 부하 수요에 기초해 상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요를 계산하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 시간 윈도우의 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 계산하는 단계는,
    상기 시간 윈도우 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에게 요구되는 총 에너지 생성을 계산하는 단계; 및
    상기 요구되는 총 에너지 생성을 상기 시간 윈도우의 총 계산 사이클 수로 나누는 단계
    를 더 포함하는 것인, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 시간 윈도우 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에게 요구되는 상기 총 에너지 생성을 계산하는 단계는,
    상기 시간 윈도우 동안의 상기 적어도 하나의 전력 부하로부터의 부하 수요를 획득하는 단계;
    상기 적어도 하나의 재생 가능 발전 시스템으로부터의 상기 시간 윈도우 동안의 총 가용 에너지 생성을 계산하는 단계; 및
    상기 시간 윈도우 동안의 부하 수요와 상기 시간 윈도우 동안의 총 가용 에너지 생성 간의 차이를 계산하는 단계
    를 더 포함하는 것인, 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 방전 전력으로의 상기 방전이 상기 전력 격차를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 유지시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 충전 전력으로의 상기 충전이 상기 전력 잉여를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 유지시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 방전 전력이 상기 전력 격차를 만족시키지 않는다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 방전을 잔여 방전 전력량으로 한정하는 단계; 및
    상기 방전 전력이 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격보다 큰지 여부를 결정하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 충전 전력이 상기 전력 잉여를 만족시키지 않는다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 충전을 잔여 충전 전력량으로 한정하는 단계;
    상기 충전 전력이 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격보다 큰지 여부를 결정하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  19. 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터 프로세서로 하여금 방법을 수행하게 하는 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독 가능 비일시적 저장 매체로서, 상기 방법은,
    적어도 하나의 계산 사이클을 갖는 시간 윈도우를 결정하는 단계;
    제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요가 상기 시간 윈도우의 각 계산 사이클 동안의 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요가 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 초과한다는 결정에 응답하여, 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 방전 전력이 전력 격차를 만족시키는지 여부를 결정하는 단계 - 상기 전력 격차는 상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요와 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값 간의 차이이고, 상기 순수요는 상기 출력 전력 설정값보다 큼 -;
    상기 방전 전력이 상기 전력 격차를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 상기 방전 전력이 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격보다 큰지 여부를 결정하는 단계;
    상기 방전 전력이 상기 전력 정격보다 크지 않다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스를 상기 방전 전력으로 방전시키기 위한 방전 커맨드를 생성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 방전이 상기 전력 격차를 만족시키는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 방전이 상기 전력 격차를 만족시키지 않는다는 결정에 응답하여, 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 상기 전력 격차를 만족시키기도록 증가시키는 단계;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요가 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 초과하지 않는다는 결정에 응답하여, 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 충전 전력이 전력 잉여를 만족시키는지 여부를 결정하는 단계 - 상기 전력 잉여는 상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요와 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값 간의 차이이며, 상기 출력 전력 설정값은 상기 순수요보다 큼 -;
    상기 충전 전력이 상기 전력 잉여를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 상기 충전 전력이 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 전력 정격보다 큰지 여부를 결정하는 단계;
    상기 충전 전력이 상기 전력 정격보다 크지 않다는 결정에 응답하여, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스를 상기 충전 전력으로 충전시키기 위한 충전 커맨드를 생성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 충전이 상기 전력 잉여를 만족시키는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 적어도 하나의 에너지 저장 디바이스의 상기 충전이 상기 전력 잉여를 만족시키지 않는다는 결정에 응답하여, 상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 감소시키는 단계
    를 포함하는 것인, 컴퓨터 판독 가능 비일시적 저장 매체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 시간 윈도우의 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 화력 발전 시스템에 대한 출력 전력 설정값을 계산하는 단계;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 가용 재생 가능 발전을 계산하는 단계;
    상기 제1 계산 사이클 동안의 상기 적어도 하나의 전력 부하로부터 요구되는 부하 수요를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 가용 재생 가능 발전과 상기 계산된 요구되는 부하 수요에 기초해 상기 제1 계산 사이클 동안의 수요 대응 가능 전력에 대한 순수요를 계산하는 단계
    를 포함하는 방법을 수행하게 하는 명령어를 더 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 비일시적 저장 매체.
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