KR20220157842A - Method of smoothing photovoltaic output and device performing method - Google Patents

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Abstract

In accordance with one embodiment of the present invention, a method for smoothing photovoltaic power generation output includes the following steps of: calculating smoothing target output by using an unscented Kalman filter based on the first output of a photovoltaic power generator inputted at a first time point and the second output of a second photovoltaic power generator inputted at a second time point after the first time point; determining an energy charging or discharging amount of an energy storage system (ESS) based on a first difference between the calculated smoothing target output and the second output; and based on the determined energy charging or discharging amount, controlling the energy storage system so as to perform charging or discharging. Therefore, the present invention is capable of reducing costs for smoothing photovoltaic power generation output.

Description

태양광 발전 출력 평활화 방법 및 장치{METHOD OF SMOOTHING PHOTOVOLTAIC OUTPUT AND DEVICE PERFORMING METHOD}Photovoltaic power output smoothing method and device {METHOD OF SMOOTHING PHOTOVOLTAIC OUTPUT AND DEVICE PERFORMING METHOD}

본 발명은 태양광 발전 출력 평활화 방법 및 상기 방법을 수행하는 태양광 발전 출력 평활화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar power generation output smoothing method and a solar power generation output smoothing device performing the method.

일반적으로 마이크로그리드 시스템에 활용되는 태양광 발전은 태양광을 입사받아 전력을 생산하고 마이크로그리드 시스템 내의 계통 부하에 생산된 전력을 공급하는 구성을 포함하고 있다.In general, photovoltaic power generation used in a microgrid system includes a configuration of receiving sunlight to generate power and supplying the generated power to grid loads in the microgrid system.

태양광 발전 장치의 출력은 시간에 따라 항상 일정한 값을 갖지 않으므로, 태양광 발전 장치의 출력의 램프율(ramp rate)이 클수록, 마이크로그리드의 전압 및 주파수 변동 문제를 일으키며, 전력 시스템 장비의 손상 및 보호 계전기의 오동작을 발생시킬 수 있다. Since the output of the photovoltaic device does not always have a constant value over time, the larger the ramp rate of the output of the photovoltaic device, the higher the voltage and frequency fluctuations of the microgrid, causing damage and damage to power system equipment. It may cause malfunction of the protection relay.

이에 따라, 종래 기술은 태양광 발전 출력의 램프율 변화를 완화시키고 전력 시스템 문제를 줄이기 위하여, 에너지 저장 시스템(ESS, energy storage system)을 이용하여 출력을 평활화하는 방법으로 단순 이동 평균법과 지수 평활법 이 존재한다. 종래 태양광 발전 출력의 평활화 방법 중 단순 이동 평균법은 상대적으로 큰 데이터를 이용함에 따라, 메모리 효과 현상(memory effect phenomenon)이 발생할 수 있는 단점이 있다. 또한, 종래 태양광 발전 출력의 평활화 방법 중 지수 평활법은 목표로 하는 출력치보다 높은 출력을 생성할 수 있어, 에너지 저장 시스템의 용량을 증가시키는 결과를 야기할 수 있어 문제된다.Accordingly, in the prior art, a simple moving average method and an exponential smoothing method are methods of smoothing the output using an energy storage system (ESS) in order to mitigate the ramp rate change of the solar power generation output and reduce the power system problem. this exists Among the conventional smoothing methods of photovoltaic power generation output, the simple moving average method uses relatively large data, and thus has a disadvantage in that a memory effect phenomenon may occur. In addition, the exponential smoothing method among conventional photovoltaic output smoothing methods may generate an output higher than a target output value, resulting in an increase in the capacity of the energy storage system, which is problematic.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 태양광 발전 출력을 평활화하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a method and apparatus for smoothing solar power generation output.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and another problem to be solved that is not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법은 제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터(unscented kalman filter)를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계; 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템(ESS)의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.A photovoltaic power generation output smoothing method according to an embodiment of the present invention relates to a first output of a photovoltaic device received at a first time point and a photovoltaic device input at a predetermined second time point after the first time point. calculating a smoothing target output using an unscented Kalman filter based on the second output; determining an energy charging or discharging amount of an energy storage system (ESS) based on a first difference between the calculated smoothing target output and the second output; and controlling the energy storage system to perform charging or discharging based on the determined amount of energy charging or discharging.

상기 평활화 목표 출력을 연산하는 단계는, 상기 태양광 발전 출력의 램프율(ramp rate)을 연산하는 단계; 상기 연산된 램프율에 기초하여, 퍼지 논리 제어(fuzzy logic control) 방법을 이용하여 측정 오류 계수를 연산하는 단계; 및 상기 연산된 측정 오류 계수를 상기 무향 칼만 필터에 입력하여 상기 평활화 목표를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 램프율은, 상기 제 2 출력에서 상기 제 1 출력을 뺀 값을 상기 제 2 시점 및 상기 제 1 시점의 시간차로 나눈 값일 수 있다.The step of calculating the smoothing target output may include calculating a ramp rate of the photovoltaic power generation output; calculating a measurement error coefficient using a fuzzy logic control method based on the calculated ramp rate; and determining the smoothing target by inputting the calculated measurement error coefficient to the unscented Kalman filter, wherein the ramp rate is a value obtained by subtracting the first output from the second output at the second point in time and It may be a value divided by the time difference of the first point in time.

상기 퍼지 논리 제어 방법은, 입력 멤버십 함수의 출력을 5개 집합으로 분류하고, 출력 멤버십 함수의 출력을 3개 집합으로 분류하여 각각 함수를 생성하고, 상기 측정 오류 계수를 연산하는 단계는, 상기 입력된 램프율을 상기 입력 멤버십 함수에 입력하고, 출력 멤버십 함수의 결과로 상기 측정 오류 계수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In the fuzzy logic control method, the steps of classifying the output of the input membership function into 5 sets, generating functions by classifying the output of the output membership function into 3 sets, and calculating the measurement error coefficient include: The step of inputting the ramp rate to the input membership function and determining the measurement error coefficient as a result of the output membership function.

상기 측정 오류 계수를 연산하는 단계는, 상기 연산된 램프율이 커질수록 측정 오류 계수를 큰 값으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of the measurement error coefficient may include determining a measurement error coefficient to have a larger value as the calculated ramp rate increases.

상기 태양광 발전 출력 평활화 방법은 상기 제어의 결과, 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치에 의해 상기 평활화 목표 출력이 마이크로그리드에 제공되는 단계를 더 포함할 수 있다.The photovoltaic power output smoothing method may further include providing the smoothed target output to the microgrid by the energy storage system and the photovoltaic device as a result of the control.

상기 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계는, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력의 차이가 음(-)인 경우, 상기 차이를 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 방전 양으로 결정하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 태양광 발전 출력의 차이가 양(+)인 경우, 상기 차이를 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 양으로 결정하며, 상기 평활화된 출력이 마이크로그리드에 제공되는 단계는, 상기 차이가 에너지 방전 양으로 결정된 경우, 상기 에너지 방전 양과 상기 제 2 출력이 마이크로그리드에 제공되고, 상기 차이가 에너지 충전 양으로 결정된 경우, 상기 제 2 출력에서 상기 에너지 충전 양을 뺀 출력이 마이크로그리드에 제공될 수 있다.The step of determining the energy charging or discharging amount may include, when a difference between the calculated smoothing target output and the second output of the photovoltaic device is negative (-), the difference as an energy discharging amount of the energy storage system. and when the difference between the calculated smoothed target output and the photovoltaic power output is positive (+), the difference is determined as an energy charge amount of the energy storage system, and the smoothed output is provided to the microgrid In the step, when the difference is determined as the energy discharge amount, the energy discharge amount and the second output are provided to the microgrid, and when the difference is determined as the energy charge amount, the output obtained by subtracting the energy charge amount from the second output can be provided to this microgrid.

본 발명의 다른 실시예에 태양광 발전 출력 평활화 장치, 태양광 발전 장치 및 에너지 저장 시스템을 포함하는 태양광 발전 출력 평활화 시스템에 의해 수행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법은 제 1 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계; 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행함으로써, 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치가 상기 평활화 목표 출력을 마이크로그리드에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, a photovoltaic power generation output smoothing method performed by a photovoltaic power generation output smoothing system including a photovoltaic power generation output smoothing device, a photovoltaic power generation device, and an energy storage system includes the solar power output smoothing method received at a first point in time. Calculating a target smoothing output using an undirected Kalman filter based on a first output of the photovoltaic device and a second output of the photovoltaic device received at a predetermined second point in time after the first point in time; determining an energy charging or discharging amount of the energy storage system based on a first difference between the calculated smoothing target output and the second output; and providing the smoothed target output to the microgrid by the energy storage system and the photovoltaic device by charging or discharging the energy storage system based on the determined amount of energy charging or discharging. .

본 발명의 일측면에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치는 제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력 받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 수신받는 송수신부; 상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 제 1 출력과 상기 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하며, 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어할 수 있다.A photovoltaic power generation output smoothing device according to an aspect of the present invention includes a first output of a photovoltaic device received at a first time point and a second output of the photovoltaic device received at a predetermined second time point after the first time point. 2 Transmitting and receiving unit for receiving output; and a processor controlling the transceiver, wherein the processor calculates a smoothing target output using an undirected Kalman filter based on the first output and the second output, and calculates a ratio between the calculated smoothing target output and the second output. An energy charging or discharging amount of the energy storage system may be determined based on the difference, and the energy storage system may be controlled to charge or discharge based on the determined energy charging or discharging amount.

본 발명의 다른 측면에 따른 태양광 발전 출력 평활화 시스템은 태양광으로부터 생산된 에너지를 출력하는 태양광 발전 장치; 상기 태양광 발전 장치의 상기 출력된 에너지 중 일부 또는 전부를 충전하거나, 저장된 에너지 중 일부 또는 전부를 방전하는 에너지 저장 시스템; 및 제 1 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하며 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 태양광 발전 출력 평활화 장치를 포함하되, 상기 태양광 발전 출력 평활화 장치의 제어에 따라 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치가 상기 평활화 목표 출력을 마이크로그리드에 제공할 수 있다.A solar power generation output smoothing system according to another aspect of the present invention includes a solar power generation device outputting energy produced from sunlight; an energy storage system for charging some or all of the output energy of the photovoltaic device or discharging some or all of the stored energy; and smoothing using an undirected Kalman filter based on the first output of the photovoltaic device received at a first time point and the second output of the photovoltaic device received at a predetermined second time point after the first time point. A target output is calculated, an energy charging or discharging amount of the energy storage system is determined based on a first difference between the calculated smoothing target output and the second output, and the energy storage system is determined based on the determined energy charging or discharging amount. A photovoltaic power generation output smoothing device for controlling the system to charge or discharge, wherein the energy storage system and the photovoltaic device transmit the smoothed target output to a microgrid according to the control of the photovoltaic power generation output smoothing device. can provide

본 발명의 실시 예에 의하면, 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어기반 평활화 방법을 이용함으로써, 태양광 발전 출력의 평활화 및 램프율을 제한할 수 있고, 마이크로그리드의 전압과 주파수 변동성을 줄여 계통 품질과 안정성을 향상시킬 수 있으며, 에너지 저장 시스템의 용량을 줄일 수 있다. 또한, 에너지 저장 시스템의 용량이 줄어듦으로써, 태양광 발전 출력의 평활화 비용을 감소시키는 효과를 달성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by using an unscented Kalman filter and a smoothing method based on fuzzy logic control, it is possible to limit the smoothing and ramp rate of photovoltaic power generation output, and to reduce the voltage and frequency variability of the microgrid to improve system quality and stability. can be improved, and the capacity of the energy storage system can be reduced. In addition, since the capacity of the energy storage system is reduced, the effect of reducing the cost of smoothing the output of the photovoltaic power generation can be achieved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼지 논리 제어의 입력 멤버십 함수와 출력 멤버십 함수를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법과 다른 평활화 방법에 따른 태양광 발전 출력을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법과 다른 평활화 방법에 따른 태양광 발전 출력 및 램프율을 비교하여 나타낸 그래프이다
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법과 다른 평활화 방법에 따른 에너지 저장 시스템의 필요한 용량을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템의 주파수 및 전압의 변동성을 나타낸 그래프이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치를 하드웨어적 측면에서 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법의 순서도이다.
1 is a block diagram illustrating a photovoltaic power output smoothing device according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing an input membership function and an output membership function of fuzzy logic control according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a comparison between a method for smoothing a photovoltaic power generation output according to an embodiment of the present invention and a photovoltaic power generation output according to another smoothing method.
4 is a graph showing a comparison between a photovoltaic power generation output smoothing method and a photovoltaic power generation output and a ramp rate according to another smoothing method according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing required capacity of an energy storage system according to a photovoltaic output smoothing method and another smoothing method according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing variability of frequency and voltage of a microgrid system according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram for explaining the photovoltaic power generation output smoothing device according to an embodiment of the present invention in terms of hardware.
8 is a flowchart of a photovoltaic output smoothing method according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the embodiment of the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a photovoltaic power output smoothing device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 태양광 발전 출력 평활화 시스템(10)은 태양광 발전 출력 평활화 장치(100), 태양광 발전 장치(200) 및 에너지 저장 시스템(ESS, energy storage system, 300)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a photovoltaic power generation output smoothing system 10 may include a photovoltaic power generation output smoothing device 100, a photovoltaic power generation device 200, and an energy storage system (ESS) 300. have.

본 명세서에서는, 설명의 편의상, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)가 태양광 발전 장치(200) 및 에너지 저장 시스템(300)과 구분되는 장치로 설명하지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 실시예에 따라, 태양광 발전 장치(200) 및 에너지 저장 시스템(300)은 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)에 포함될 수 있다.In this specification, for convenience of description, the photovoltaic power generation output smoothing device 100 is described as a device that is distinguished from the photovoltaic device 200 and the energy storage system 300, but is not limited thereto. That is, according to embodiments, the photovoltaic power generation device 200 and the energy storage system 300 may be included in the photovoltaic power generation output smoothing device 100 .

태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 태양광 발전 장치(200)로부터 출력된 에너지를 수신하고 수신된 출력 에너지를 무향 칼만 필터(unscented kalman filter)의 입력으로 하여, 에너지 저장 시스템(300)의 충전 또는 방전을 제어할 수 있다. The photovoltaic power generation output smoothing device 100 receives energy output from the photovoltaic device 200 and uses the received output energy as an input of an unscented Kalman filter to charge the energy storage system 300 Alternatively, discharge can be controlled.

보다 자세하게는, 태양광 발전 장치(200)의 출력이 과도한 경우, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 태양광 발전 장치(200)의 출력의 일부를 에너지 저장 시스템(300)에 저장하도록 제어할 수 있고, 태양광 발전 장치(200)의 출력이 작다고 판단 되는 경우, 에너지 저장 시스템(300)에 저장된 에너지를 방전하도록 제어할 수 있다.More specifically, when the output of the photovoltaic device 200 is excessive, the photovoltaic power generation output smoothing device 100 controls to store a part of the output of the photovoltaic device 200 in the energy storage system 300. When it is determined that the output of the photovoltaic device 200 is low, the energy stored in the energy storage system 300 may be controlled to be discharged.

따라서, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 에너지 저장 시스템(300)의 충전 또는 방전을 제어하여, 마이크로그리드에 평활화된 에너지를 제공함으로써, 계통 품질과 안정성을 향상시킬 수 있으며, 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어(fuzzy logic control)를 사용함으로써 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 저장 용량을 줄일 수 있다.Therefore, the photovoltaic power generation output smoothing device 100 controls the charging or discharging of the energy storage system 300 to provide smoothed energy to the microgrid, thereby improving system quality and stability. The required storage capacity of the energy storage system 300 can be reduced by using fuzzy logic control.

태양광 발전 장치(200)는 태양의 빛 에너지를 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산할 수 있으며, 여러 개의 태양 전지들이 붙어있는 태양광 패널을 이용할 수 있다. 태양광 발전 장치(200)의 출력은 시간에 따라 일정하지 않을 수 있기 때문에, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 태양광 발전 장치(200)의 출력을 입력으로 하여, 마이크로그리드에 평활화된 에너지를 제공할 수 있다.The photovoltaic device 200 can generate electric power by converting sunlight energy into DC electricity, and can use a solar panel to which several solar cells are attached. Since the output of the photovoltaic device 200 may not be constant over time, the photovoltaic power generation output smoothing device 100 uses the output of the photovoltaic device 200 as an input to generate smoothed energy to the microgrid. can provide.

에너지 저장 시스템(300)은 에너지를 충전 또는 방전할 수 있도록 에너지를 저장할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 에너지 저장 시스템(300)은 배터리 기반 에너지 저장 시스템(BESS, battery energy storage system)일 수 있지만 이에 한정되지 않는다.The energy storage system 300 may store energy to charge or discharge energy. Also, according to embodiments, the energy storage system 300 may be a battery-based energy storage system (BESS), but is not limited thereto.

태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 마이크로그리드에 평활화된 에너지 제공을 위해 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 저장 용량을 줄일 수 있어 비용절감의 효과가 있다.The solar power generation output smoothing device 100 can reduce the storage capacity of the energy storage system 300 required to provide smoothed energy to the microgrid, thereby reducing costs.

태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 태양광 발전 출력 송수신부(110), 평활화 목표 에너지 연산부(120), 램프율 연산부(130), 측정 오류 계수 연산부(140) 및 ESS 충방전 에너지 연산부(150)를 포함할 수 있다.The photovoltaic power generation output smoothing device 100 includes a photovoltaic power generation output transceiver 110, a target smoothing energy calculation unit 120, a ramp rate calculation unit 130, a measurement error coefficient calculation unit 140, and an ESS charge/discharge energy calculation unit 150. ) may be included.

태양광 발전 출력 송수신부(110)는 태양광 발전 장치(200)로부터 태양광 발전 장치(200)의 출력을 수신받을 수 있다. 여기서 태양광 발전 장치(200)의 출력은 전력으로, 태양광 발전 장치(200)가 태양광으로부터 생산하여 획득한 전력에 해당한다.The photovoltaic power generation output transceiver 110 may receive the output of the photovoltaic device 200 from the photovoltaic device 200 . Here, the output of the photovoltaic device 200 is power, and corresponds to the power obtained by the photovoltaic device 200 produced from sunlight.

또한, 태양광 발전 출력 송수신부(110)는 수신된 태양광 발전 장치(200)의 출력을 입력으로 하여 ESS 충방전 에너지 연산부(150)로부터 연산된 에너지 저장 시스템(300)의 충전 또는 방전 에너지 양을 에너지 저장 시스템(300)에 송신하거나, 에너지 저장 시스템(300)의 충전 또는 방전을 제어할 수 있다.In addition, the photovoltaic power generation output transceiver 110 receives the output of the photovoltaic device 200 as an input and calculates the amount of charge or discharge energy of the energy storage system 300 calculated from the ESS charge/discharge energy calculator 150 may be transmitted to the energy storage system 300 or charge or discharge of the energy storage system 300 may be controlled.

평활화 목표 에너지 연산부(120)는 태양광 발전 출력 송수신부(110)로부터 획득된 태양광 발전 출력과 램프율 연산부(130)으로부터 연산된 램프율 값을 무향 칼만 필터의 입력으로 하여, 평활화 목표 에너지를 연산할 수 있다. 또한, 평활화 목표 에너지 연산부(120)는 측정 오류 계수 연산부(140)로부터 퍼지 논리 제어방법으로 연산된 측정 오류 계수를 무향 칼만 필터에 이용하여, 평활화 목표 에너지를 연산할 수 있다.The smoothing target energy calculation unit 120 receives the photovoltaic power generation output obtained from the photovoltaic power generation output transceiver 110 and the ramp rate value calculated from the ramp rate calculation unit 130 as inputs of an undirected Kalman filter to obtain smoothing target energy can be computed. In addition, the target smoothing energy calculator 120 may calculate the target smoothing energy by using the measurement error coefficient calculated by the measurement error coefficient calculator 140 using the fuzzy logic control method for an undirected Kalman filter.

램프율 연산부(130)는 수학식 1과 같이, 태양광 발전 출력 송수신부(110)으로부터 획득된 태양광 발전 출력의 시간에 따른 변동성을 나타내는 램프율(RR)을 연산할 수 있다.As shown in Equation 1, the ramp rate calculator 130 may calculate a ramp rate RR representing the variability of the photovoltaic power output obtained from the photovoltaic power transmission/reception unit 110 over time.

Figure pat00001
Figure pat00001

램프율 연산부(130)는 상기 수학식 1과 같이, 소정의 제 1 시점(ti-1)에서 수신된 태양광 발전 장치(200)의 제 1 출력(PPV,i-1)과 제 1 시점 이후 소정의 제 2 시점(

Figure pat00002
)에서 수신된 태양광 발전 장치(200)의 제 2 출력(PPV,i)의 차이를 제 1 시점과 제 2 시점의 차이로 나눈 값을 제 2 시점의 램프율(RRi)로 연산할 수 있다. 연산된 램프율은 평활화 목표 에너지 연산부(120)의 무향 칼만 필터, 측정 오류 계수 연산부(140)의 퍼지 논리 제어의 입력으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 램프율 연산부(130)는 ti와 ti-1사이의 시간 차이를 1분으로 설정하여, 매 1분 마다 RRi 를 연산할 수 있다.As shown in Equation 1 above, the ramp rate calculator 130 calculates the first output P PV,i-1 of the photovoltaic device 200 received at the first predetermined time point t i-1 and the first A second predetermined point in time after the point in time (
Figure pat00002
A value obtained by dividing the difference between the second output (P PV,i ) of the photovoltaic device 200 received at ) by the difference between the first time and the second time is calculated as the ramp rate (RR i ) at the second time. can The calculated ramp rate may be used as an input for an unscented Kalman filter of the smoothing target energy calculator 120 and a fuzzy logic control of the measurement error coefficient calculator 140 . For example, the ramp rate calculation unit 130 may set the time difference between t i and t i−1 to 1 minute and calculate RR i every minute.

측정 오류 계수 연산부(140)는 기준 램프율 대비 현재 램프율 연산부(130)에서 연산된 램프율과의 비율을 입력으로 하고 입력 멤버십 함수와 출력 멤버십 함수를 이용하여, 측정 오류 계수를 연산할 수 있다. 이어서, 측정 오류 계수 연산부(140)에서 연산된 측정 오류 계수는 평활화 목표 값을 얻기 위한 평활화 목표 에너지 연산부(120)의 무향 칼만 필터의 노이즈 공분산 계수로 이용될 수 있다. The measurement error coefficient calculation unit 140 may calculate a measurement error coefficient by using the ratio of the reference ramp rate to the current ramp rate calculated by the current ramp rate calculation unit 130 as an input and using the input membership function and the output membership function. . Subsequently, the measurement error coefficient calculated by the measurement error coefficient calculator 140 may be used as a noise covariance coefficient of an unscented Kalman filter of the smoothing target energy calculator 120 to obtain a target smoothing value.

측정 오류 계수 연산부(140)의 퍼지 논리 제어는 램프율이 클수록 측정 오류 계수를 큰 값으로 결정하여 평활화 목표 에너지 연산부(120)의 무향 칼만 필터의 측정 노이즈 공분산이 커지도록 하여 칼만 이득이 낮아지도록 멤버십 함수를 설정할 수 있다.The fuzzy logic control of the measurement error coefficient calculation unit 140 determines the measurement error coefficient to be a larger value as the ramp rate increases, so that the measurement noise covariance of the unscented Kalman filter of the smoothing target energy calculation unit 120 increases, thereby lowering the Kalman gain. function can be set.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼지 논리 제어의 입력 멤버십 함수(a)와 출력 멤버십 함수(b)를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing an input membership function (a) and an output membership function (b) of fuzzy logic control according to an embodiment of the present invention.

도 2의 (a)를 더 참조하면, 측정 오류 계수 연산부(140)는 기준 램프율 대비 현재 램프율 연산부(130)에서 연산된 램프율의 비율을 백분율로 나타낸 값을 입력으로 NB(negative big), NM(negative medium), SS(small), PM(positive medium) 및 PB(positive big)의 다섯 그룹의 입력 멤버십 함수로 입력 멤버십 함수의 정도(degree)를 나타낼 수 있다. 즉, 측정 오류 계수 연산부(140)는 퍼지 논리 제어의 입력 멤버십 함수로 램프율의 비율을 백분율로 나타낸 값을 입력(x축)으로 하고 각 함수에 따라, 입력 멤버십 함수의 정도(y축)를 결정할 수 있다. Referring further to (a) of FIG. 2 , the measurement error coefficient calculator 140 inputs a value expressed as a percentage of the ratio of the ramp rate calculated by the current ramp rate calculator 130 to the reference ramp rate, and obtains NB (negative big) , NM (negative medium), SS (small), PM (positive medium), and PB (positive big) input membership functions of five groups. That is, the measurement error coefficient calculation unit 140 inputs a value expressed as a percentage of the ramp rate as an input membership function of fuzzy logic control (x-axis), and calculates the degree (y-axis) of the input membership function according to each function. can decide

예를 들어, 측정 오류 계수 연산부(140)는 입력된 램프율의 비율의 백분율이 +60이라면, 이는 SS 함수에 의해 입력 멤버심 함수의 정도(degree)를 0.5로 출력할 수 있다.For example, if the percentage of the ratio of the input ramp rate is +60, the measurement error coefficient calculator 140 may output the degree of the input membership function as 0.5 by the SS function.

도 2의 (b)를 더 참조하면, 측정 오류 계수 연산부(140)는 입력 멤버십 함수의 정도(degree)를 입력 값으로 하여 S(small), M(medium) 및 L(large)의 세 그룹의 출력 멤버십 함수로 출력 값인 측정 오류 계수를 연산할 수 있다. 즉, 측정 오류 계수 연산부(140)는 퍼지 논리 제어의 출력 멤버십 함수로 입력 멤버십 함수의 정도를 입력(y축)으로 하고 각 함수에 따라, 측정 오류 계수(y축)를 연산할 수 있다.Referring further to (b) of FIG. 2 , the measurement error coefficient calculation unit 140 takes the degree of the input membership function as an input value and calculates three groups of S (small), M (medium), and L (large). With the output membership function, the output value, the measurement error coefficient, can be calculated. That is, the measurement error coefficient calculation unit 140 may calculate the measurement error coefficient (y-axis) according to each function by taking the degree of the input membership function as an input (y-axis) as an output membership function of fuzzy logic control.

여기서, 퍼지 논리 제어의 측정 오류 계수 값은 0이상 1이하의 값을 가질 수 있다.Here, the measurement error coefficient value of the fuzzy logic control may have a value of 0 or more and 1 or less.

예를 들어, 측정 오류 계수 연산부(140)는 입력 멤버심 함수의 정도(degree)가 0.5라면 S 함수를 따라, 측정 오류 계수로 0.7을 출력할 수 있다. 이어서, 측정 오류 계수 연산부(140)에 의해 연산된 측정 오류 계수는 평활화 목표 에너지 연산부(120)의 측정 오류 계수로 평활화 목표 에너지 연산에 이용될 수 있다.For example, if the degree of the input membership function is 0.5, the measurement error coefficient calculation unit 140 may output 0.7 as the measurement error coefficient according to the S function. Subsequently, the measurement error coefficient calculated by the measurement error coefficient calculation unit 140 may be used as a measurement error coefficient of the smoothing target energy calculation unit 120 for calculating the target smoothing energy.

무향 칼만 필터는 비선형 모델에 대해 칼만 필터를 발전시킨 형태로 무향 변환(unscented transform)을 통해 평균 값 주변의 시그마 포인트를 선택하는 방법으로 입력에 대한 시간 별 평균 값을 추정하는 방법이다. 평활화 목표 에너지 연산부(120)는 태양광 발전 장치(200)의 출력이 시간에 따라 변동될 수 있으므로, 태양광 발전 장치(200)의 출력의 변동성을 낮추기 위하여 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 에너지를 연산할 수 있다. The unscented Kalman filter is a method of estimating the average value for each time of the input by selecting a sigma point around the average value through an unscented transform as an evolution of the Kalman filter for the nonlinear model. Since the output of the photovoltaic device 200 may vary over time, the smoothing target energy calculation unit 120 calculates the smoothing target energy by using an undirected Kalman filter to reduce the variability of the output of the photovoltaic device 200. can do.

평활화 목표 에너지 연산부(120)는 무향 칼만 필터에 현재 태양광 발전 장치(200)의 출력과 이전 시점에서 태양광 발전 장치(200)의 출력을 입력으로 하여, 출력으로 평활화 목표 에너지를 연산할 수 있다.The smoothing target energy calculation unit 120 may calculate the smoothing target energy as an output by taking the current output of the photovoltaic device 200 and the output of the photovoltaic device 200 at a previous point in time as inputs to the undirected Kalman filter. .

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

수학식 2는 평활화 목표 값을 얻기 위한 무향 칼만 필터의 무관측 측정에 대한 상태 공간 방정식을 나타낸다. 여기에서, 행렬

Figure pat00005
는 k 단계에서 무향 칼만 필터의 출력을 나타내고, wk는 노이즈 오차를 나타내나, wk는 매우 낮은 값을 가지므로 실시예에 따라 무시할 수 있다. 또한,
Figure pat00006
는 평활화를 위한 기준 램프율이며 단순 이동 평균법을 이용하여 값을 얻을 수 있다. 무향 칼만 필터의 출력인 행렬
Figure pat00007
는 k 번째 단계에서 평활화된 출력(PSM,k)과 평활화된 램프율(RRSM,k)을 포함한다. 평활화 목표 에너지 연산부(120)는 k단계의 시간에 연산된 상기 값들을 기반으로 k+1 단계의 시간에서의 출력
Figure pat00008
를 연산할 수 있다.Equation 2 represents the state space equation for the unscented Kalman filter's unbiased measurement to obtain the smoothing target value. Here, matrix
Figure pat00005
denotes the output of the unscented Kalman filter at step k, w k denotes a noise error, but w k has a very low value and can be ignored depending on the embodiment. In addition,
Figure pat00006
is a reference ramp rate for smoothing and can be obtained using a simple moving average method. Matrix that is the output of an unscented Kalman filter
Figure pat00007
includes the smoothed output (P SM,k ) and the smoothed ramp rate (RR SM,k ) in the kth step. The smoothing target energy calculator 120 outputs an output at the time of step k+1 based on the values calculated at the time of step k.
Figure pat00008
can be computed.

Figure pat00009
Figure pat00009

Figure pat00010
Figure pat00010

수학식 3은 무향 칼만 필터에서 관측 측정에 대한 상태 공간 방정식을 나타낸다. 여기에서, PPV,k는 k 단계에서 측정된 태양광 발전 장치(200)의 출력을 나타내고, RRk는 k 단계에서 램프율 연산부(130)로부터 연산된 램프율을 나타낸다. vk는 노이즈 오차를 나타내나 vk는 매우 낮은 값을 가지므로 실시예에 따라 무시할 수 있다.Equation 3 represents the state space equation for observation measurements in an unscented Kalman filter. Here, P PV,k denotes the output of the photovoltaic device 200 measured at step k, and RR k denotes a ramp rate calculated from the ramp rate calculator 130 at step k. v k represents a noise error, but since v k has a very low value, it can be ignored depending on the embodiment.

평활화 목표 에너지 연산부(120)는 상기 수학식 2와 수학식 3의 입력 및 출력 행렬을 매 k단계 시점마다 무향 칼만 필터 알고리즘으로 연산하여, k 번째 단계에서 평활화 목표 출력(PSM)을 출력 값으로 연산할 수 있다. 이 때, 평활화 목표 에너지 연산부(120)는 무향 칼만 필터의 측정 노이즈 공분산에 측정 오류 계수 연산부(140)에 의해 연산된 측정 오류 계수를 곱하여 알고리즘에 적용할 수 있다. 예를 들어, 측정 노이즈 공분산의 초기 값은 25로 설정될 수 있다.The smoothing target energy calculator 120 calculates the input and output matrices of Equations 2 and 3 with an unscented Kalman filter algorithm at every k-th stage, and outputs the smoothing target output (P SM ) as an output value at the k-th stage. can be computed. In this case, the smoothing target energy calculation unit 120 may apply the measurement error covariance of the unscented Kalman filter to the measurement error coefficient calculated by the measurement error coefficient calculation unit 140 to the algorithm. For example, the initial value of the measurement noise covariance may be set to 25.

ESS 충방전 에너지 연산부(150)는 평활화 목표 에너지 연산부(120)에 의해 연산된 평활화 목표 출력(PSM)과 태양광 발전 장치(200)의 출력(PPV)을 비교하여, 에너지 저장 시스템(300)이 태양광 발전 장치(200)의 출력 중 일부 또는 전부를 충전해야 할지, 또는 에너지 저장 시스템(300)이 저장된 에너지 중 일부 또는 전부를 방전해야 할지를 결정할 수 있다. 또한, ESS 충방전 에너지 연산부(150)는 에너지 저장 시스템(300)의 에너지 충전 또는 방전 양을 연산할 수 있다.The ESS charge/discharge energy calculation unit 150 compares the smoothing target output (P SM ) calculated by the smoothing target energy calculation unit 120 with the output (P PV ) of the photovoltaic device 200, and the energy storage system 300 ) may determine whether some or all of the output of the photovoltaic device 200 should be charged, or some or all of the energy stored in the energy storage system 300 should be discharged. In addition, the ESS charge/discharge energy calculation unit 150 may calculate an energy charging or discharging amount of the energy storage system 300 .

예를 들어, ESS 충방전 에너지 연산부(150)는 연산된 평활화 목표 출력과 태양광 발전 장치(200)의 출력 차이가 음(-)의 값인 경우, 그 차이만큼 에너지 저장 시스템(300)이 방전해야 할 에너지 양으로 연산할 수 있고, 연산된 평활화 목표 출력과 태양광 발전 장치(200)의 출력 차이가 양(+)의 값인 경우, 그 차이만큼 에너지 저장 시스템(300)이 태양광 발전 장치(200)의 출력으로부터 충전해야 할 에너지 양으로 연산할 수 있다.For example, when the difference between the calculated smoothing target output and the output of the photovoltaic device 200 is a negative (-) value, the ESS charge/discharge energy calculation unit 150 should discharge the energy storage system 300 by the difference. It can be calculated as the amount of energy to be calculated, and when the difference between the calculated smoothing target output and the output of the photovoltaic device 200 is a positive (+) value, the energy storage system 300 operates as much as the difference between the photovoltaic device 200 ) can be calculated as the amount of energy to be charged from the output of

이하 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예와 다른 평활화 방법의 효과 차이를 확인하기 위하여, IEEE 6 Bus Microgrid Test Feeder에서 DIgSILENT PowerFactory 소프트웨어를 통해 검증한 시뮬레이션 데이터이다. 제한 조건으로, 계통 전체 부하는 410 kW이고 태양광 발전 용량은 전체 부하의 60%인 250 kW로 연계하였으며, Ramp Rate는 士 25 kW/min로 제한하였다.3 to 6 are simulation data verified through DIgSILENT PowerFactory software in the IEEE 6 Bus Microgrid Test Feeder in order to confirm the effect difference between the embodiment of the present invention and other smoothing methods. As a limiting condition, the total load of the system is 410 kW, the solar power generation capacity is connected to 250 kW, which is 60% of the total load, and the ramp rate is limited to ± 25 kW/min.

도 3의 (a)는 태양광 발전 출력과 단순 이동 평균법(SMA)에 따른 평활화 방법을 시간에 따라 비교하여 나타낸 그래프이고, 도 3의 (b)는 태양광 발전 출력과 지수 평활법(ESM)을 시간에 따라 비교하여 나타낸 그래프이며, 도 3의 (c)는 태양광 발전 출력과 칼만 필터를 이용한 평활화 방법(KF)을 시간에 따라 비교하여 나타낸 그래프이고, 도 4의 (d)는 본 발명의 실시예에 따라, 태양광 발전 출력과 무향 칼만 필터 및 퍼지 논리 제어 기술을 이용한 평활화 방법(UKF)을 시간에 따라 비교하여 나타낸 그래프이다.Figure 3 (a) is a graph showing the PV output and the smoothing method according to the simple moving average method (SMA) compared with time, Figure 3 (b) is the solar power output and exponential smoothing (ESM) is a graph showing a comparison over time, and FIG. 3 (c) is a graph showing a comparison over time of a smoothing method (KF) using a solar power generation output and a Kalman filter, and FIG. 4 (d) is a graph of the present invention. It is a graph showing the comparison of the photovoltaic output and the smoothing method (UKF) using the unscented Kalman filter and the fuzzy logic control technique over time according to the embodiment of

도 3을 참조하면, 모든 평활화 방법에서 시간대 별로 실제 태양광 발전 출력 대비 전력의 변동성이 줄어들어 평활화됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3 , it can be seen that in all smoothing methods, the variability of power compared to the actual solar power generation output for each time period is reduced and smoothed.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법과 다른 평활화 방법에 따른 태양광 발전 출력 및 램프율을 비교하여 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing a comparison between a photovoltaic power generation output smoothing method according to an embodiment of the present invention and a photovoltaic power generation output and a ramp rate according to another smoothing method.

도 1 및 도 4의 (a)를 참조하면, 600분에서 675분 동안 모든 방법에서 태양광 발전 출력 대비 평활화된 출력이 매끄러운 그래프를 보여, 평활화가 이루어졌음을 확인할 수 있다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 평활화 방법(UKF)이 태양광 발전 출력과 더 가까운 값을 보이므로, 실제 출력과 평활화된 출력의 차이가 다른 방법에 비해 작아, 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 용량이 줄어듦을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 4(a) , smooth graphs of the smoothed output versus the photovoltaic power output in all methods from 600 minutes to 675 minutes show that smoothing has been achieved. Here, since the smoothing method (UKF) according to the embodiment of the present invention shows a value closer to the photovoltaic power output, the difference between the actual output and the smoothed output is smaller than other methods, so that the required energy storage system 300 It can be seen that the capacity decreases.

도 4의 (b)를 참조하면, 해당 시간 동안 모든 방법에서 램프율이 제한 조건인 士 25 kW/min를 만족하는 것을 확인할 수 있다.Referring to (b) of FIG. 4 , it can be seen that the ramp rate satisfies the limiting condition of ± 25 kW/min in all methods during the corresponding time.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법과 다른 평활화 방법에 따른 에너지 저장 시스템의 필요한 용량을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing required capacity of an energy storage system according to a photovoltaic output smoothing method and another smoothing method according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 5를 참조하면, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 에너지 저장 시스템(BESS, 300)의 초기 전력을 0으로 하여, 충전이 일어난 경우, 에너지 저장 시스템(300)의 전력(BESS Energy)이 양의 값을 갖도록 하고 방전이 일어난 경우, 에너지 저장 시스템(300)의 전력이 음의 값을 갖도록 할 수 있다. 출력 평활화에 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 용량은 에너지 저장 시스템(300)에 저장된 최대 전력에서 방전된 최대 전력을 뺀 값일 수 있다.1 and 5, the solar power generation output smoothing device 100 sets the initial power of the energy storage system (BESS, 300) to 0, and when charging occurs, the power (BESS) of the energy storage system 300 Energy) has a positive value and when a discharge occurs, the power of the energy storage system 300 can have a negative value. The capacity of the energy storage system 300 required for output smoothing may be a value obtained by subtracting the maximum discharged power from the maximum power stored in the energy storage system 300 .

출력 평활화에 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 용량은 그래프를 참조할 때, 단순 이동 평균법(SMA)에 의할 경우, 가장 큰 변동 폭을 지켜 가장 큰 용량이 필요 하며 실시예에 따른 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어를 이용한 평활화 방법(UKF)에 의할 경우, 가장 적은 변동 폭을 지녀 가장 적은 용량이 필요함을 확인할 수 있다.When referring to the graph, the capacity of the energy storage system 300 required for output smoothing requires the largest capacity by keeping the largest fluctuation range when using the simple moving average method (SMA), and the unscented Kalman filter according to the embodiment and In the case of the smoothing method using fuzzy logic control (UKF), it can be confirmed that the smallest capacity is required due to the smallest fluctuation range.

에너지 저장 시스템(300)의 필요 용량은 각각 단순 평균 이동 평균법에 의할 경우 52.20kWh이고, 지수 평활법에 의할 경우 31.58kWh이며, 칼만 필터에 의할 경우 29.18kWh인데 반해 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어 방법을 이용한 경우 18.51kWh이므로, 실시예에 의할 경우 평활화에 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 필요 용량을 줄일 수 있다.The required capacity of the energy storage system 300 is 52.20 kWh according to the simple moving average method, 31.58 kWh according to the exponential smoothing method, and 29.18 kWh according to the Kalman filter, whereas the unscented Kalman filter and fuzzy logic Since it is 18.51 kWh when the control method is used, according to the embodiment, the required capacity of the energy storage system 300 required for smoothing can be reduced.

도 6의 (a)는 은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템의 주파수이고 도 6의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압의 변동성을 나타낸 그래프이다.6(a) is a frequency of a microgrid system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6(b) is a graph showing voltage variability according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 6의 (a)를 참조하면, 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어 방법을 이용하여 평활화한 경우(UKF Method)가 마이크로그리드 시스템의 주파수 변동성이 출력 평활화를 거치지 않은 경우(Actual PV)보다 주파수 변동성이 낮아짐을 확인할 수 있다.Referring to (a) of FIGS. 1 and 6, when the smoothing is performed using an unscented Kalman filter and a fuzzy logic control method (UKF Method), the frequency variability of the microgrid system is higher than when the output smoothing is not performed (Actual PV). It can be seen that the frequency variability is reduced.

도 6의 (b)를 더 참조하면, 무향 칼만 필터와 퍼지 논리 제어 방법을 이용하여 평활화한 경우(UKF Method)가 마이크로그리드 시스템의 RMS 전압 변동성이 출력 평활화를 거치지 않은 경우(Actual PV)보다 낮아짐을 확인할 수 있다.Referring to (b) of FIG. 6, when smoothing using an unscented Kalman filter and a fuzzy logic control method (UKF Method), the RMS voltage variability of the microgrid system is lower than when output smoothing is not performed (actual PV) can confirm.

이에 따라, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 마이크로그리드의 계통 품질과 안정성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the photovoltaic power generation output smoothing device 100 can improve system quality and stability of the microgrid.

도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치를 하드웨어적 측면에서 설명하기 위한 블록 구성도이다.7 is a block diagram for explaining the photovoltaic power generation output smoothing device according to an embodiment of the present invention in terms of hardware.

도 1 및 도 7를 참조하면, 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)는 적어도 하나의 명령을 저장하는 저장장치(171), 상기 저장장치(171)의 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(172) 및 송수신 장치(173)를 포함할 수 있다.1 and 7, the photovoltaic power output smoothing device 100 includes a storage device 171 for storing at least one command, and a processor 172 for executing at least one command of the storage device 171. and a transceiver 173.

저장장치(171)는 메모리 또는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장장치(171)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The storage device 171 may include at least one of a memory or a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the storage device 171 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

저장장치(171)는 후술될 프로세서(172)에 의해 실행될 적어도 하나의 명령을 더 포함할 수 있고, 출력 평활화를 위한 초기 설정 값을 저장할 수 있다.The storage device 171 may further include at least one command to be executed by the processor 172 to be described later, and may store an initial setting value for output smoothing.

프로세서(172)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), MCU(micro controller unit) 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. The processor 172 may include a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a micro controller unit (MCU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. can mean

프로세서(172)는 앞서 설명한 바와 같이, 저장장치(171)에 저장된 적어도 하나의 프로그램 명령에 의해 평활화 목표 에너지 연산부(120), 램프율 연산부(130), 측정 오류 계수 연산부(140) 및 ESS 충방전 에너지 연산부(150)의 기능을 수행할 수 있으며, 이들 각각은 적어도 하나의 모듈의 형태로 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 실행될 수 있다. As described above, the processor 172 operates the smoothing target energy calculation unit 120, the ramp rate calculation unit 130, the measurement error coefficient calculation unit 140, and the ESS charge/discharge according to at least one program command stored in the storage device 171. It can perform the function of the energy calculation unit 150, and each of them can be stored in a memory in the form of at least one module and executed by a processor.

송수신 장치(173)은 내부 장치 또는 통신으로 연결된 외부 장치로부터 데이터를 수신하거나 송신할 수 있고, 태양광 발전 출력 송수신부(110)의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송수신 장치(173)는 태양광 발전 장치(200)로부터 획득된 태양광 발전 장치(200)의 출력 전력을 수신할 수 있고, 에너지 저장 시스템(300)에 충전 또는 방전 에너지 양을 송신할 수 있다.The transmitting/receiving device 173 may receive or transmit data from an internal device or an external device connected through communication, and may perform the function of the photovoltaic output transmitting/receiving unit 110 . For example, the transceiver 173 may receive the output power of the photovoltaic device 200 obtained from the photovoltaic device 200 and transmit the amount of energy to charge or discharge the energy storage system 300. can do.

이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치(100)를 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 장치 내 프로세서 동작에 의해 실행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법을 설명한다.In the above, the photovoltaic power output smoothing device 100 according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a photovoltaic power generation output smoothing method executed by a processor operation in the photovoltaic power generation output smoothing device according to another embodiment of the present invention will be described.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 출력 평활화 방법의 순서도이다.8 is a flowchart of a photovoltaic output smoothing method according to another embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8을 참조하면, 먼저, 송수신 장치(173)은 태양광 발전 장치(200)로부터 소정의 제 1 시점의 제 1 태양광 발전 출력과 제 2 시점의 제 2 태양광 발전 출력을 입력 받을 수 있다(S100).Referring to FIGS. 7 and 8 , first, the transceiver 173 inputs a first photovoltaic power generation output at a predetermined first time point and a second photovoltaic power generation output at a second time point from the photovoltaic device 200. It can be received (S100).

이어서, 프로세서(172)는 입력 받은 태양광 발전 장치(200)의 제 1 출력과 제 2 출력을 기초로 램프율을 연산할 수 있다(S200).Subsequently, the processor 172 may calculate a ramp rate based on the first and second outputs of the photovoltaic device 200 received (S200).

프로세서(172)는 연산된 램프율을 입력으로 하여 퍼지 논리 제어 함수로 측정 오류 계수를 연산할 수 있다(S300).The processor 172 may calculate a measurement error coefficient using a fuzzy logic control function by taking the calculated ramp rate as an input (S300).

또한, 프로세서(172)는 연산된 측정 오류 계수를 무향 칼만 필터의 노이즈 공분산에 곱하고, 제 1 출력과 제 2 출력을 입력 값으로 하여, 평활화 목표 출력을 결정할 수 있다(S400)In addition, the processor 172 may multiply the calculated measurement error coefficient by the noise covariance of the undirected Kalman filter and determine a target smoothing output by using the first output and the second output as input values (S400).

이어서, 프로세서(172)는 결정된 평활화 목표 출력과 제 2 출력을 기초로 제 2 시점에서 에너지 저장 시스템(300)의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정할 수 있다(S500).Subsequently, the processor 172 may determine an energy charging or discharging amount of the energy storage system 300 at a second time point based on the determined smoothing target output and the second output (S500).

송수신 장치(173)은 에너지 저장 시스템(300)의 에너지 충전 또는 방전 양을 에너지 저장 시스템(300)에 전달하거나 에너지 저장 시스템(300)을 제어하여 충전 또는 방전시켜 평활화된 출력을 마이크로그리드 시스템의 계통 부하에 전달할 수 있다(S600)The transceiver 173 transmits the energy charge or discharge amount of the energy storage system 300 to the energy storage system 300 or controls the energy storage system 300 to charge or discharge the smoothed output to the system of the microgrid system. It can be delivered to the load (S600)

이로써, 본 발명의 실시예에 따른 장치 및 방법은 제한된 램프율내에서 태양광 발전 출력을 평활화할 수 있을 뿐 아니라, 필요한 에너지 저장 시스템(300)의 용량을 줄임으로써 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.Thus, the apparatus and method according to the embodiment of the present invention can smooth the output of photovoltaic power generation within a limited ramp rate, and also obtain the effect of cost reduction by reducing the required capacity of the energy storage system 300 .

본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of each block of the block diagram and each step of the flowchart accompanying the present invention may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions may be loaded into an encoding processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, the instructions executed by the encoding processor of the computer or other programmable data processing equipment are each block or block diagram of the block diagram. Each step in the flow chart creates means for performing the functions described. These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular way, such that the computer usable or computer readable memory It is also possible for the instructions stored in to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the function described in each block of the block diagram or each step of the flow chart. The computer program instructions can also be loaded on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to generate computer or other programmable data processing equipment. It is also possible that the instructions performing the processing equipment provide steps for executing the functions described in each block of the block diagram and each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Additionally, each block or each step may represent a module, segment or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative embodiments, it is possible for the functions recited in blocks or steps to occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order depending on their function.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential qualities of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 태양광 발전 출력 평활화 시스템
100 : 태양광 발전 출력 평활화 장치
110 : 태양광 발전 출력 송수신부
120 : 평활화 목표 에너지 연산부
130 : 램프율 연산부
140 : 측정 오류 계수 연산부
150 : ESS 충방전 에너지 연산부
171 : 저장장치
172 : 프로세서
173 : 송수신 장치
200 : 태양광 발전 장치
300 : 에너지 저장 시스템
10: Solar power output smoothing system
100: solar power output smoothing device
110: solar power output transceiver
120: smoothing target energy calculation unit
130: ramp rate calculation unit
140: measurement error coefficient calculation unit
150: ESS charge/discharge energy calculation unit
171: storage device
172: processor
173: transmitting and receiving device
200: solar power generation device
300: energy storage system

Claims (11)

태양광 발전 출력 평활화 장치에 의해 수행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법에 있어서,
제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터(unscented kalman filter)를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계;
상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템(ESS)의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하는,
태양광 발전 출력 평활화 방법.
In the photovoltaic power generation output smoothing method performed by the photovoltaic power generation output smoothing device,
An unscented Kalman filter is formed based on the first output of the photovoltaic device received at a first time point and the second output of the photovoltaic device received at a predetermined second time point after the first time point. calculating a smoothing target output using;
determining an energy charging or discharging amount of an energy storage system (ESS) based on a first difference between the calculated smoothing target output and the second output; and
Based on the determined energy charging or discharging amount, controlling the energy storage system to charge or discharge.
A method for smoothing solar power output.
제 1 항에 있어서,
상기 평활화 목표 출력을 연산하는 단계는,
상기 태양광 발전 출력의 램프율(ramp rate)을 연산하는 단계;
상기 연산된 램프율에 기초하여, 퍼지 논리 제어(fuzzy logic control) 방법을 이용하여 측정 오류 계수를 연산하는 단계; 및
상기 연산된 측정 오류 계수를 상기 무향 칼만 필터에 입력하여 상기 평활화 목표를 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 램프율은,
상기 제 2 출력에서 상기 제 1 출력을 뺀 값을 상기 제 2 시점 및 상기 제 1 시점의 시간차로 나눈 값인
태양광 발전 출력 평활화 방법.
According to claim 1,
Calculating the smoothing target output comprises:
calculating a ramp rate of the photovoltaic output;
calculating a measurement error coefficient using a fuzzy logic control method based on the calculated ramp rate; and
Further comprising determining the smoothing target by inputting the calculated measurement error coefficient to the unscented Kalman filter,
The ramp rate is
A value obtained by subtracting the first output from the second output by the time difference between the second time point and the first time point
A method for smoothing solar power output.
제 2 항에 있어서,
상기 퍼지 논리 제어 방법은,
입력 멤버십 함수의 출력을 5개 집합으로 분류하고, 출력 멤버십 함수의 출력을 3개 집합으로 분류하여 각각 함수를 생성하고,
상기 측정 오류 계수를 연산하는 단계는,
상기 입력된 램프율을 상기 입력 멤버십 함수에 입력하고, 출력 멤버십 함수의 결과로 상기 측정 오류 계수를 결정하는 단계를 포함하는
태양광 발전 출력 평활화 방법.
According to claim 2,
The fuzzy logic control method,
Classify the output of the input membership function into 5 sets, classify the output of the output membership function into 3 sets, and create a function, respectively;
Calculating the measurement error coefficient,
And inputting the input ramp rate into the input membership function, and determining the measurement error coefficient as a result of an output membership function.
A method for smoothing solar power output.
제 2 항에 있어서,
상기 측정 오류 계수를 연산하는 단계는,
상기 연산된 램프율이 커질수록 측정 오류 계수를 큰 값으로 결정하는 단계를 포함하는,
태양광 발전 출력 평활화 방법.
According to claim 2,
Calculating the measurement error coefficient,
Determining a measurement error coefficient as a larger value as the calculated ramp rate increases,
A method for smoothing solar power output.
제 1 항에 있어서,
상기 태양광 발전 출력 평활화 방법은,
상기 제어의 결과, 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치에 의해 상기 평활화 목표 출력이 마이크로그리드에 제공되는 단계를 더 포함하는,
태양광 발전 출력 평활화 방법.
According to claim 1,
The solar power generation output smoothing method,
As a result of the control, further comprising providing the smoothed target output to the microgrid by the energy storage system and the photovoltaic device.
A method for smoothing solar power output.
제 5 항에 있어서,
상기 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계는,
상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력의 차이가 음(-)인 경우, 상기 차이를 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 방전 양으로 결정하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 태양광 발전 출력의 차이가 양(+)인 경우, 상기 차이를 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 양으로 결정하며,
상기 평활화된 출력이 마이크로그리드에 제공되는 단계는,
상기 차이가 에너지 방전 양으로 결정된 경우, 상기 에너지 방전 양과 상기 제 2 출력이 마이크로그리드에 제공되고, 상기 차이가 에너지 충전 양으로 결정된 경우, 상기 제 2 출력에서 상기 에너지 충전 양을 뺀 출력이 마이크로그리드에 제공되는,
태양광 발전 출력 평활화 방법.
According to claim 5,
The step of determining the amount of energy charging or discharging,
When the difference between the calculated smoothing target output and the second output of the photovoltaic device is negative (-), the difference is determined as an energy discharge amount of the energy storage system, and the calculated smoothing target output and the solar power generation device are negative. When the difference in photovoltaic output is positive (+), the difference is determined as an energy charge amount of the energy storage system;
The step of providing the smoothed output to the microgrid,
When the difference is determined as the energy discharge amount, the energy discharge amount and the second output are provided to the microgrid, and when the difference is determined as the energy charge amount, the output obtained by subtracting the energy charge amount from the second output is provided to the microgrid. provided in,
A method for smoothing solar power output.
태양광 발전 출력 평활화 장치, 태양광 발전 장치 및 에너지 저장 시스템을 포함하는 태양광 발전 출력 평활화 시스템에 의해 수행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법에 있어서,
제 1 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계;
상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 상기 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행함으로써, 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치가 상기 평활화 목표 출력을 마이크로그리드에 제공하는 단계를 포함하는,
태양광 발전 출력 평활화 방법.
A solar power generation output smoothing method performed by a solar power generation output smoothing system including a solar power generation output smoothing device, a solar power generation device, and an energy storage system,
A smoothing target using an undirected Kalman filter based on the first output of the photovoltaic device received at a first time point and the second output of the photovoltaic device received at a predetermined second time point after the first time point computing the output;
determining an energy charging or discharging amount of the energy storage system based on a first difference between the calculated smoothing target output and the second output; and
Providing the energy storage system and the photovoltaic device with the smoothed target output to a microgrid by performing charging or discharging by the energy storage system based on the determined energy charging or discharging amount.
A method for smoothing solar power output.
제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력 받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 수신받는 송수신부;
상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는
상기 제 1 출력과 상기 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하며, 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는
태양광 발전 출력 평활화 장치.
a transceiver for receiving a first output of the photovoltaic device received at a first time point and a second output of the photovoltaic device received at a predetermined second time point after the first time point;
Including a processor for controlling the transceiver,
The processor
A smoothing target output is calculated using an undirected Kalman filter based on the first output and the second output, and an energy charging or discharging amount of the energy storage system is calculated based on a difference between the calculated smoothing target output and the second output. and controlling the energy storage system to perform charging or discharging based on the determined energy charging or discharging amount.
Solar power output smoothing device.
태양광으로부터 생산된 에너지를 출력하는 태양광 발전 장치;
상기 태양광 발전 장치의 상기 출력된 에너지 중 일부 또는 전부를 충전하거나, 저장된 에너지 중 일부 또는 전부를 방전하는 에너지 저장 시스템; 및
제 1 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하고, 상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하며 상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 태양광 발전 출력 평활화 장치를 포함하되,
상기 태양광 발전 출력 평활화 장치의 제어에 따라 상기 에너지 저장 시스템 및 상기 태양광 발전 장치가 상기 평활화 목표 출력을 마이크로그리드에 제공하는,
태양광 발전 출력 평활화 시스템.
a photovoltaic device that outputs energy produced from sunlight;
an energy storage system for charging some or all of the output energy of the photovoltaic device or discharging some or all of the stored energy; and
A smoothing target using an undirected Kalman filter based on the first output of the photovoltaic device received at a first time point and the second output of the photovoltaic device received at a predetermined second time point after the first time point An output is calculated, an energy charging or discharging amount of the energy storage system is determined based on a first difference between the calculated smoothing target output and the second output, and the energy storage system is determined based on the determined energy charging or discharging amount. Including a photovoltaic power generation output smoothing device that controls to perform this charge or discharge,
The energy storage system and the photovoltaic device provide the smoothed target output to the microgrid under the control of the photovoltaic power generation output smoothing device.
Solar power output smoothing system.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 컴퓨터 프로그램은,
태양광 발전 출력 평활화 장치에 의해 수행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고,
상기 방법은,
제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터(unscented kalman filter)를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계;
상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템(ESS)의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하는
컴퓨터 프로그램.
As a computer program stored in a computer readable recording medium,
The computer program,
Including instructions for causing a processor to perform a photovoltaic power generation output smoothing method performed by a photovoltaic power generation output smoothing device;
The method,
An unscented Kalman filter is formed based on the first output of the photovoltaic device received at a first time point and the second output of the photovoltaic device received at a predetermined second time point after the first time point. calculating a smoothing target output using;
determining an energy charging or discharging amount of an energy storage system (ESS) based on a first difference between the calculated smoothing target output and the second output; and
Based on the determined energy charging or discharging amount, controlling the energy storage system to charge or discharge.
computer program.
컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서,
상기 컴퓨터 프로그램은,
에너지 저장 시스템(ESS)을 이용하여 수행되는 태양광 발전 출력 평활화 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고,
상기 방법은,
제 1 시점에서 입력받은 태양광 발전 장치의 제 1 출력과 상기 제 1 시점 이후의 소정의 제 2 시점에서 입력받은 상기 태양광 발전 장치의 제 2 출력을 기초로 무향 칼만 필터(unscented kalman filter)를 이용하여 평활화 목표 출력을 연산하는 단계;
상기 연산된 평활화 목표 출력과 상기 제 2 출력의 제 1 차이에 기초하여 에너지 저장 시스템(ESS)의 에너지 충전 또는 방전 양을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 에너지 충전 또는 방전 양에 기초하여, 상기 에너지 저장 시스템이 충전 또는 방전을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하는
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
A computer-readable recording medium storing a computer program,
The computer program,
Includes instructions for causing a processor to perform a photovoltaic power generation output smoothing method performed using an energy storage system (ESS),
The method,
An unscented Kalman filter is formed based on the first output of the photovoltaic device received at a first time point and the second output of the photovoltaic device received at a predetermined second time point after the first time point. calculating a smoothing target output using;
determining an energy charging or discharging amount of an energy storage system (ESS) based on a first difference between the calculated smoothing target output and the second output; and
Based on the determined energy charging or discharging amount, controlling the energy storage system to charge or discharge.
A computer-readable recording medium.
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