KR20220090214A - 분산제어를 이용한 배전망관리시스템 - Google Patents

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Abstract

일 실시예는, 재생에너지발전원을 포함하고, 제1노드를 통해 배전망에 접속되는 발전장치; 제1분산자원을 포함하고, 제2노드를 통해 상기 배전망에 접속되고, 상기 발전장치로부터 제1노드정보 및 발전정보를 수신하고, 상기 제1노드에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 상기 제1분산자원에 대한 제어를 시도하는 제1분산장치; 및 제2분산자원을 포함하고, 상기 제1노드로부터 상기 제2노드보다 멀리 위치하는 제3노드를 통해 상기 배전망에 접속되고, 상기 제1분산장치로부터 상기 제1노드정보 및 상기 발전정보를 수신하면, 상기 제1노드에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 상기 제2분산자원에 대한 제어를 시도하는 제2분산장치를 포함하는 배전망관리시스템을 제공한다.

Description

분산제어를 이용한 배전망관리시스템{DISTRIBUTION NETWORK MANAGEMENT SYSTEM USING DISTRIBUTED CONTROL}
본 실시예는 분산제어를 이용한 배전망관리기술에 관한 것이다.
화석연료의 고갈문제와 온실가스에 의한 온난화문제가 대두되면서, 재생에너지원을 사용하여 전력을 생산하는 발전장치가 증가하고 있다. 태양광발전장치, 풍력발전장치 등이 재생에너지원을 사용하여 전력을 생산하는 대표적인 발전장치들이다.
이러한 발전장치들은 화석연료를 사용하지 않고, 주로, 자연에 존재하는 에너지를 전기에너지로 전환시키기 때문에 발전량이 비예측적이라는 특징이 있다. 이러한 비예측적인 특징으로 인해, 재생에너지원을 포함하는 발전장치는 접속되는 배전망의 전력을 교란시키는 요인이 되고 있다. 계통의 전력용량에 비해 재생에너지원을 포함하는 발전장치의 수가 적은 경우에는 이러한 교란이 큰 문제가 되지 않으나, 최근과 같이 이러한 발전장치의 수가 증가하는 경우에는 계통에서의 전력품질의 문제를 고려할 필요가 있다.
한편, 재생에너지원을 사용하는 발전장치들은 그 에너지원의 특성상 부하가 밀집되어 있는 지역과는 떨어진 지역에 설치되는 경우가 많다. 예를 들어, 태양광발전장치나 풍력발전장치들은 주로 산이나 바닷가와 같이 도심지와는 떨어져 있는 지역에 설치되고 있다.
배전망 상에서의 위치를 기준으로 보면, 재생에너지원을 사용하는 발전장치들은 주로 배전단에 접속되고 있다. 배전단에는 부하가 많이 접속되지 않고 서브스테이션(변전소)과도 거리가 있기 때문에, 배전단의 전력상태는 이러한 발전장치들의 출력에 따라 결정되는 경우가 많다. 그런데, 전술한 것과 같이 재생에너지원을 포함하는 발전장치는 발전량이 비예측적이기 때문에 어느 순간 발전량이 증가하면 배전단의 전압이 과전압 상태로 변하고, 배전단의 전력품질을 저하시킬 수 있다.
배전망을 관리하는 사업자들은 이러한 문제를 개선시키기 위해 배전단이 과전압 상태가 될 때, 재생에너지원을 포함하는 발전장치들의 발전량을 제한시키도록 요구하고 있으나, 이러한 요구는 재생에너지원의 활용을 높이고자 하는 사회 전체의 요구와는 상충되는 문제가 있다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 일 측면에서, 재생에너지원을 포함하는 발전장치에 의한 배전단의 과전압 상태를 해소시키는 기술을 제공하는 것이다. 다른 측면에서, 본 실시예의 목적은, 재생에너지원을 포함하는 발전장치의 발전량을 제한하지 않으면서 배전단의 전력품질을 유지시키는 기술을 제공하는 것이다. 또 다른 측면에서, 본 실시예의 목적은, 중앙제어방식이 아닌 분산제어를 통해 배전단에서의 전력품질을 자율적으로 유지시킬 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 재생에너지발전원을 포함하고, 제1노드를 통해 배전망에 접속되는 발전장치; 제1분산자원을 포함하고, 제2노드를 통해 상기 배전망에 접속되고, 상기 발전장치로부터 제1노드정보 및 발전정보를 수신하고, 상기 제1노드에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 상기 제1분산자원에 대한 제어를 시도하는 제1분산장치; 및 제2분산자원을 포함하고, 상기 제1노드로부터 상기 제2노드보다 멀리 위치하는 제3노드를 통해 상기 배전망에 접속되고, 상기 제1분산장치로부터 상기 제1노드정보 및 상기 발전정보를 수신하면, 상기 제1노드에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 상기 제2분산자원에 대한 제어를 시도하는 제2분산장치를 포함하는 배전망관리시스템을 제공한다.
상기 제1분산장치는, 상기 제1노드정보를 통해 상기 제1노드에 과전압이 발생했는지 판단하고, 상기 발전정보를 통해 과전압이 상기 발전장치에 의한 것으로 판단될 때, 상기 제1노드에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 상기 제1분산자원에 대한 제어를 시도할 수 있다.
상기 제1분산장치는, 상기 제1노드정보 및 상기 발전정보를 통해 일정 시간 내에 상기 제1노드에 과전압이 발생할 것으로 예측되는 경우, 상기 제1노드에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 상기 제1분산자원에 대한 제어를 시도할 수 있다.
상기 제1분산장치의 제어명령에 대한 상기 제1분산자원의 반응시간은 상기 일정 시간보다 짧을 수 있다.
상기 제1분산장치는, 상기 제1분산자원으로, 상기 제2노드에 대한 전압제어명령을 전달할 수 있다.
상기 제1분산장치는, 상기 제1분산자원에 대한 제어를 시도할 때, 상기 제1분산자원의 제어한계에 도달하면, 상기 제1노드정보 및 상기 발전정보를 상기 제2분산장치로 송신할 수 있다.
상기 재생에너지발전원은 태양광발전원이고, 상기 제1분산자원은 ESS(Energy Storage System)자원이고, 상기 제2분산자원은 부하자원일 수 있다.
상기 제1분산장치 및 상기 제2분산장치를 포함하는 N(N은 2 이상의 자연수)개의 분산장치들을 포함하고, 상기 배전망에 대한 접속 위치를 기준으로, 상기 제1노드와의 거리에 따라 상기 분산장치들을 오름차순으로 배열할 때, 첫번째와 마지막 순서가 아닌 경우, 각 분산장치는 전후의 분산장치와만 통신할 수 있다.
i(i는 자연수)번째 분산장치가 제어한계에 도달하면, 상기 제1노드정보 및 상기 발전정보를 i+1번째 분산장치로 송신할 수 있다.
마지막 분산장치가 제어한계에 도달하면, 상기 발전장치로 발전량제한을 요청할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 재생에너지원을 포함하는 발전장치에 의한 배전단의 과전압 상태를 해소시킬 수 있다. 그리고, 본 실시예에 의하면, 재생에너지원을 포함하는 발전장치의 발전량을 제한하지 않으면서 배전단의 전력품질을 유지시킬 수 있다. 그리고, 본 실시예에 의하면, 중앙제어방식이 아닌 분산제어를 통해 배전단에서의 전력품질을 자율적으로 유지시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 배전망시스템의 구성도이다.
도 2는 배전망에서의 위치에 따른 전압 분포를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 배전망관리방법의 제1예시 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 배전망관리방법의 제2예시 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 배전망관리방법의 제3예시 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 배전망시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 배전망시스템은 계통(10), 서브스테이션(30) 및 배전망(20)을 포함할 수 있다. 그리고, 배전망시스템은 배전망(20)에 접속하는 발전장치(110) 및 분산장치들(120, 130, 140)을 포함할 수 있다.
그리고, 발전장치(110) 및 분산장치들(120, 130, 140)은 일 실시예에 따른 배전망관리시스템을 구성할 수 있다.
여기서, 계통(10)은 매크로그리드라고 불리우는 것으로, 계통(10)에는 다수의 전력원들이 연결될 수 있으며, 수요와 공급의 균형에 따라 전력의 상태-전압, 주파수 등-가 안정적으로 유지될 수 있다.
배전망(20)은 서브스테이션(30)을 통해 계통(10)에 연결될 수 있으며, 서브스테이션(30)에 포함되는 변압기가 계통(10)의 전력을 배전망(20)으로 공급할 수 있다.
배전망(20)에는 다수의 노드들(N1~N4)이 형성되고, 각각의 노드들(N1~N4)로 발전원이나 부하들이 접속할 수 있다. 일 실시예에 대한 설명에서는 제1노드(N1)에 발전장치(110)가 접속되고, 제2노드(N2)에 제1분산장치(120)가 접속되며, 제3노드(N3)에 제2분산장치(130)가 접속되고, 제4노드(N4)에 제3분산장치(140)가 접속되는 것으로 설명한다. 도면에 도시되지 않았지만, 배전망(20)에는 이외의 다수의 발전원이나 부하들이 접속될 수 있다. 그리고, 제4분산장치를 포함하여 추가적으로 복수의 분산장치가 접속될 수 있다.
발전장치(110)는 배전망관리시스템을 구성하는 자원들(110, 120, 130, 140) 중에서 서브스테이션(30)과 가장 멀고, 배전단과 가장 가까운 노드(N1)에 접속할 수 있다.
발전장치(110)는 재생에너지발전원(111)을 포함할 수 있는데, 재생에너지발전원(111)에 대한 사회적 인식 혹은 환경적 요인에 의해 발전장치(110)는 배전단과 가장 가까운 노드(N1)에 접속할 수 있다.
발전장치(110)에 포함되는 재생에너지발전원(111)은 발전량이 비예측적일 수 있다. 재생에너지발전원(111)은 예를 들어, 태양광발전원이거나 풍력발전원일 수 있는데, 이러한 발전원의 발전량은 비예측적인 특징을 가지고 있다.
발전량의 비예측적인 특징으로 인해, 발전장치(110)는 제1노드(N1)로 수요보다 많은 전력을 공급할 수 있다. 그리고, 이러한 과도한 전력공급에 따라 제1노드(N1)의 전압이 상승할 수 있으며, 계통관리규칙에서 지정하는 상한전압을 초과하여 과전압 상태에 이를 수 있다.
발전장치(110)는 발전제어기(112)를 포함할 수 있는데, 발전제어기(112)는 제1노드(N1)의 이러한 과전압 상태를 해소하거나 방지하기 위하여, 제1노드정보 및 발전정보를 제1분산장치(120)로 송신할 수 있다.
제1노드정보는 제1노드(N1)의 상태에 대한 정보로서, 제1노드(N1)의 전압, 제1노드(N1)의 과전압여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 발전정보는 발전장치(110)의 발전량 혹은 제1노드(N1)로의 송전량에 대한 정보를 포함할 수 있다.
발전제어기(112)는 재생에너지발전원(111)을 제어하고 관리하기 위한 장치로서, 재생에너지발전원(111)에 대한 MPPT(Maximum Power Point Tracking)제어를 수행할 수 있고, 발전량제한, 발전중단, 송전차단 등의 제어를 수행할 수 있다. 발전제어기(112)는 기본적으로, 이러한 제어 및 관리를 수행하면서 일 실시예에 따른 기능을 추가적으로 수행할 수 있다.
발전제어기(112)는 통신네트워크에 연결되어 있으면서, 적어도 하나의 분산장치와 정보를 주고 받을 수 있는데, 일 실시예에 따른 발전제어기(112)는 제1노드정보 및 발전정보를 제1분산장치(120)로만 송신할 수 있다.
배전망관리시스템을 구성하면서 접속되는 노드로부터 제1노드(N1)까지의 전기적 거리가 짧은 순서에 따라, 제1분산장치(120), 제2분산장치(130) 및 제3분산장치(140)로 정의한다. 좀더 일반화하면 배전망관리시스템을 구성하는 분산장치들은 N(N은 2 이상의 자연수)개일 수 있는데, 배전망에 대한 접속 위치를 기준으로, 제1노드(N1)와의 거리에 따라 분산장치들을 오름차순으로 배열할 때, 첫번째 분산장치를 제1분산장치로 호칭하고, N(N은 2 이상의 자연수)번째 분산장치를 제N분산장치로 호칭할 수 있다.
분산장치들(120, 130, 140)은 분산자원(121, 131, 141)과 분산제어기(122, 132, 142)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 제1분산장치(120)에 포함되는 분산자원을 제1분산자원으로 호칭하고, 제1분산장치(120)에 포함되는 분산제어기를 제1분산제어기로 호칭한다. 그리고, 제N분산장치에 포함되는 분산자원을 제N분산자원으로 호칭하고, 제N분산장치에 포함되는 분산제어기를 제N분산제어기로 호칭한다.
분산자원(121, 131, 141)은 전력을 소비하거나 저장하는 자원으로 제어가 가능할 수 있다. 분산자원(121, 131, 141)은 예를 들어, 제어가능한 부하일 수 있고, ESS(Energy Storage System)장치일 수 있다.
분산제어기(122, 132, 142)는 내부적인 필요에 따라 혹은 외부로부터의 요청에 따라 분산자원(121, 131, 141)의 소비전력량을 제어하거나 충전량을 제어할 수 있다.
제1분산장치(120)에 포함되는 제1분산제어기(122)는 발전장치(110)로부터 제1노드정보 및 발전정보를 수신하고, 제1노드(N1)에 과전압이 발생했다고 판단되거나 제1노드(N1)에 과전압이 발생할 것으로 예측되면, 제1노드(N1)에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 제1분산자원(121)에 대한 제어를 시도할 수 있다.
그리고, 제2분산제어기(132)는 제1분산제어기(122)로부터 제1노드정보 및 발전정보를 수신하고, 제1노드(N1)에 과전압이 발생했다고 판단되거나 제1노드(N1)에 과전압이 발생할 것으로 예측되면, 제1노드(N1)에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 제2분산자원(131)에 대한 제어를 시도할 수 있다. 그리고, 제3분산제어기(142)는 제2분산제어기(132)로부터 제1노드정보 및 발전정보를 수신하고, 제1노드(N1)에 과전압이 발생했다고 판단되거나 제1노드(N1)에 과전압이 발생할 것으로 예측되면, 제1노드(N1)에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 제3분산자원(131)에 대한 제어를 시도할 수 있다.
N개의 분산장치들로 일반화하면, 제1분산제어기(122)는 발전장치(110)로부터 제1노드정보 및 발전정보를 수신할 수 있고, 제(i+1)분산제어기는 제i(i는 N보다 작은 자연수)분산제어기로부터 제1노드정보 및 발전정보를 수신할 수 있다. 그리고, 제j(j는 N 이하의 자연수)분산제어기는 제1노드정보 및 발전정보를 이용하여 제1노드(N1)에 과전압이 발생했다고 판단되거나 제1노드(N1)에 과전압이 발생할 것으로 예측되면, 제1노드(N1)에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 제j분산자원에 대한 제어를 시도할 수 있다.
N개의 분산장치들은 제1노드정보 및 발전정보를 수신하면, 제1노드(N1)에 대한 과전압의 발생 여부를 판단하거나 제1노드(N1)에서의 과전압 발생을 예측할 수 있다. 다른 측면에서, N개의 분산장치들은 제1노드정보 및 발전정보를 수신한 후에, 제1노드(N1)에 대한 과전압의 발생 여부를 판단하거나 제1노드(N1)에서의 과전압 발생을 예측할 수 있다.
각 분산장치는, 제1노드(N1)에 과전압이 발생했다고 판단되거나 제1노드(N1)에 과전압이 발생할 것으로 예측될 때, 각 분산장치에 포함되는 분산자원의 제어를 시도하고, 각 분산자원의 제어한계에 도달하면, 제1노드정보 및 발전정보를 후속 분산장치로 송신할 수 있다. 다른 측면에서, 각 분산장치는, 자신의 분산자원을 이용하여 제1노드(N1)의 과전압 해소를 시도하고, 제어한계에 도달하면, 후속 분산장치에게 제1노드(N1)에 대한 과전압 해소를 요청할 수 있다.
마지막 분산장치-제N분산장치-가 제어한계에 도달하면, 제N분산장치는 발전장치(110)로 신호를 송신하고, 발전장치(110)는 이러한 신호에 따라 발전량제한을 수행할 수 있다.
이러한 일 실시예에 따른 제어흐름에 의하면, 발전장치(110)에 전기적으로 가장 근접한 제1분산장치(120)에서 제1노드(N1)의 과전압 해소를 시도하게 되고, 제어한계에 도달하면 순차적으로 다음 분산장치가 제1노드(N1)의 과전압 해소를 시도하게 된다. 제1노드(N1)에서의 과전압은 전력의 수급 균형과 수급이 발생하는 위치에 따라 제어가 될 수 있는데, 일 실시예에 따른 제어흐름은 제1노드(N1)에 근접한 위치부터 전력의 수급 균형을 시도한다는 측면에서 가장 적합한 제어 방식이라고 할 수 있다.
도 2는 배전망에서의 위치에 따른 전압 분포를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 일반적으로 배전망에서의 전압 분포는 제1곡선(210)과 같이 서브스테이션으로부터 멀어지고 배전단으로부터 가까워질 수록 전압레벨이 하강하는 형태를 가질 수 있다. 이러한 곡선 형태는 서브스테이션으로부터 멀어질 수록 전력원으로부터 멀어지기 때문에 나타나는 형태이다.
그런데, 배전단 근처에 재생에너지발전원을 포함하는 발전장치가 위치하게 되면, 배전망에서의 전압 분포는 제2곡선(220)과 같이 배전단의 전압레벨이 상승하는 형태를 가질 수 있다. 이러한 곡선 형태는 부하가 많지 않은 배전단에 새로운 전력원이 추가되기 때문에 나타나는 형태이다.
일 실시예는 배전단 근처에서의 전압 분포를 상한전압과 하한전압의 사이 범위로 유지시키기 위해 발전장치의 주변에 위치하는 분산장치들을 제어하여 배전망의 전압 분포를 제3곡선(230)과 같이 만들 수 있다.
배전망의 전압 분포를 제3곡선(230)과 같이 만들기 위해서는 새롭게 추가된 전력원의 근처에서 전력 수급의 균형을 유지시키는 것이 중요할 수 있다. 일 실시예는 이를 위해, 발전장치가 접속되는 노드로부터의 전기적 거리가 가까운 순서대로 분산장치를 제어하여 배전단에서의 전압을 하향시킬 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 배전망관리방법의 제1예시 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 발전장치는 발전장치가 접속한 노드(이하, '발전접속노드'라 함)에서의 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다(S310).
그리고, 발전장치는 발전접속노드정보 및/혹은 발전정보를 제1분산제어기로 송신할 수 있다(S320). 발전접속노드정보에는 발전접속노드의 전압에 대한 정보 및/혹은 해당 노드의 과전압 발생 여부에 대한 정보가 포함될 수 있다. 발전정보에는 발전장치의 발전량에 대한 정보가 포함될 수 있다.
제1분산제어기는 발전접속노드정보 및/혹은 발전정보를 수신하고, 제1분산자원을 제어하여 발전접속노드의 과전압을 해소시킬 수 있다(S330).
제1분산제어기는 발전접속노드정보 및/혹은 발전정보를 이용하여 발전접속노드의 과전압이 발전장치에 의한 것인지 판단할 수 있다. 그리고, 해당 과전압이 발전장치에 의한 것이라고 판단할 때에만, S330 단계를 수행할 수 있다.
한편, 제1분산자원의 응동속도가 느린 경우-반응시간이 긴 경우-, 제1분산제어기는 발전접속노드에서의 과전압을 미리 예측하고, 제1분산자원을 사전에 미리 제어할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 배전망관리방법의 제2예시 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 분산장치는 발전접속노드정보 및/혹은 발전정보를 수신할 수 있다(S410). 발전장치와 근접한 첫번째 분산장치는 발전장치로부터 직접 발전접속노드정보 및/혹은 발전정보를 수신할 수 있다. 그리고, 다른 분산장치는 이전의 분산장치로부터 발전접속노드정보 및/혹은 발전정보를 수신할 수 있다.
분산장치는 발전접속노드정보 및/혹은 발전정보를 이용하여 발전접속노드에서의 과전압을 예측할 수 있다(S420). 그리고, 일정 시간 내에 과전압이 예측되는 경우(S420에서 YES), 분산자원을 제어할 수 있다(S430). 이때, 분산제어기의 제어명령에 대한 분산자원의 반응시간은 전술한 일정 시간보다 짧을 수 있다.
분산장치는 분산자원으로 전압제어명령을 전달할 수 있다. 그리고, 전압제어명령에 대해 분산자원은 자신이 접속한 노드의 전압을 일정한 범위로 유지하기 위한 제어를 수행할 수 있다.
전압제어명령은 발전장치에 근접한 분산장치부터 순차적으로 수행될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 배전망관리방법의 제3예시 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 발전접속노드정보 및/혹은 발전정보가 수신되면, 먼저, 제1분산제어기가 제1분산자원을 제어하여 제2노드에 대한 전압제어를 수행할 수 있다(S510).
전압제어가 수행되면, 제1분산자원은 발전장치에서의 발전량에 근접한 범위까지 전력을 소비하려고 시도할 수 있다. 이때, 다른 전력원이 더 개입되어 있다면, 제1분산자원은 발전장치에서의 발전량보다 더 많은 전력을 소비하여야 전압제어에 성공할 수 있고, 다른 전력원이 없고, 별도의 부하가 있다면, 제1분산자원은 발전장치에서의 발전량보다 적은 전력을 소비하면서 전압제어를 수행할 수 있다.
제1분산자원은 소비전력량에 일정한 한계를 가지고 있을 수 있다. 예를 들어, 제1분산자원이 ESS인 경우, 충방전 전력에 일정한 제한이 있을 수 있고, SOC(state-of-charge)에 따라 충방전 전력량에 일정한 제한이 있을 수 있다. 제1분산제어기는 제1분산자원에 대해 제어한계를 판단할 수 있다(S512).
그리고, 제어한계가 확인되면, 제1분산제어기는 발전접속노드정보 및/혹은 발전정보를 제2분산제어기로 송신할 수 있다(S514).
발전접속노드정보 및/혹은 발전정보가 수신되면, 제2분산제어기는 제2분산자원을 제어하여 제3노드에 대한 전압제어를 수행할 수 있다(S520).
제2분산자원도 소비전력량에 일정한 한계를 가지고 있을 수 있다. 제2분산제어기는 제2분산자원에 대해 제어한계를 판단할 수 있다(S522).
그리고, 제어한계가 확인되면, 제2분산제어기는 발전접속노드정보 및/혹은 발전정보를 후속하는 분산제어기로 송신할 수 있다. 같은 방식으로 제어한계에 도달한 분산제어기는 후속하는 분산제어기로 발전접속노드정보 및/혹은 발전정보를 송신하여 제N분산제어기까지 전달될 수 있다.
발전접속노드정보 및/혹은 발전정보되면, 제N분산제어기는 제N분산자원을 제어하여 제(N+1)노드에 대한 전압제어를 수행할 수 있다(S530).
그리고, 제N분산제어기는 제N분산자원에 대해 제어한계를 판단하고(S532), 제어한계에 도달했다고 판단하면, 발전장치로 발전량제한을 요청하는 신호를 송신할 수 있다.
각 분산장치에서의 전압제어레벨-전압제어에서의 설정전압의 레벨-을 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1분산자원의 전압제어레벨이 가장 낮고, 제N분산자원의 전압제어레벨이 가장 높을 수 있다.
발전장치로부터 멀어질 수록, 다른 자원의 개입 가능성이 높고, 서브스테이션에 근접할 수록 계통의 영향을 많이 받기 때문에 전압제어레벨을 높이기 어려울 수 있다.
한편, 분산자원은 일반부하, ESS 혹은 전기차충전소일 수 있다. 전기차충전소의 경우, 충전스케쥴링에 대한 조정을 통해 전력소비량을 제어할 수 있다.
그리고, 제N분산장치는 발전장치로 직접적으로 발전량제한을 요청하는 신호를 송신할 수 있고, 다른 방법으로, 정보를 전달한 이전 분산장치로 발전량제한을 요청하는 신호를 송신할 수 있다. 그러면, 다시 이전 분산장치가 그 이전 분산장치로 신호를 전달하는 릴레이 방식으로 발전장치로 신호를 송신할 수 있다.
과전압이 해소되면, 각 분산장치는 분산자원에 대한 제어를 중단하고, 제어가능신호를 이전 분산장치로 송신할 수 있다. 이러한 방식에 의하면, 일반적으로 발전장치로부터 먼 분산장치부터 자연스럽게 제어가 종료될 수 있다.
과전압이 해소될 때, 제N분산장치는 스스로 분산자원에 대한 제어를 중단하고, 제어가능신호를 이전 분산장치로 송신할 수 있다. 그리고, 다른 분산장치들은 제어가능신호가 수신되면, 분산자원에 대한 제어를 중단하고, 제어가능신호를 이전 분산장치로 송신하여 전체 분산장치의 제어를 중단시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 재생에너지원을 포함하는 발전장치에 의한 배전단의 과전압 상태를 해소시킬 수 있다. 그리고, 본 실시예에 의하면, 재생에너지원을 포함하는 발전장치의 발전량을 제한하지 않으면서 배전단의 전력품질을 유지시킬 수 있다. 그리고, 본 실시예에 의하면, 중앙제어방식이 아닌 분산제어를 통해 배전단에서의 전력품질을 자율적으로 유지시킬 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 재생에너지발전원을 포함하고, 제1노드를 통해 배전망에 접속되는 발전장치;
    제1분산자원을 포함하고, 제2노드를 통해 상기 배전망에 접속되고, 상기 발전장치로부터 제1노드정보 및 발전정보를 수신하고, 상기 제1노드에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 상기 제1분산자원에 대한 제어를 시도하는 제1분산장치; 및
    제2분산자원을 포함하고, 상기 제1노드로부터 상기 제2노드보다 멀리 위치하는 제3노드를 통해 상기 배전망에 접속되고, 상기 제1분산장치로부터 상기 제1노드정보 및 상기 발전정보를 수신하면, 상기 제1노드에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 상기 제2분산자원에 대한 제어를 시도하는 제2분산장치
    를 포함하는 배전망관리시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1분산장치는,
    상기 제1노드정보를 통해 상기 제1노드에 과전압이 발생했는지 판단하고, 상기 발전정보를 통해 과전압이 상기 발전장치에 의한 것으로 판단될 때, 상기 제1노드에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 상기 제1분산자원에 대한 제어를 시도하는 배전망관리시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1분산장치는,
    상기 제1노드정보 및 상기 발전정보를 통해 일정 시간 내에 상기 제1노드에 과전압이 발생할 것으로 예측되는 경우, 상기 제1노드에 대한 과전압이 해소되는 방향으로 상기 제1분산자원에 대한 제어를 시도하는 배전망관리시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1분산장치의 제어명령에 대한 상기 제1분산자원의 반응시간은 상기 일정 시간보다 짧은 배전망관리시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1분산장치는,
    상기 제1분산자원으로, 상기 제2노드에 대한 전압제어명령을 전달하는 배전망관리시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1분산장치는,
    상기 제1분산자원에 대한 제어를 시도할 때, 상기 제1분산자원의 제어한계에 도달하면, 상기 제1노드정보 및 상기 발전정보를 상기 제2분산장치로 송신하는 배전망관리시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 재생에너지발전원은 태양광발전원이고, 상기 제1분산자원은 ESS(Energy Storage System)자원이고, 상기 제2분산자원은 부하자원인 배전망관리시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1분산장치 및 상기 제2분산장치를 포함하는 N(N은 2 이상의 자연수)개의 분산장치들을 포함하고,
    상기 배전망에 대한 접속 위치를 기준으로, 상기 제1노드와의 거리에 따라 상기 분산장치들을 오름차순으로 배열할 때,
    첫번째와 마지막 순서가 아닌 경우, 각 분산장치는 전후의 분산장치와만 통신하는 배전망관리시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    i(i는 자연수)번째 분산장치가 제어한계에 도달하면, 상기 제1노드정보 및 상기 발전정보를 i+1번째 분산장치로 송신하는 배전망관리시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    마지막 분산장치가 제어한계에 도달하면, 상기 발전장치로 발전량제한을 요청하는 배전망관리시스템.
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