KR20140111118A - 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법 - Google Patents

최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단위 전력계통에서 최대전력을 초과하는 경우 무조건 부하를 차단하나, 태양광 발전과 연계된 축전지를 이용하여 추가로 필요한 에너지를 발전하여 사용함으로서 최대수요전력 제어뿐만 아니라, 정전도 최소화시킬 수 있는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템에 있어서, 태양광 모듈의 태양광 발전으로 얻어진 전기에너지를 저장하는 LIB 축전부; 최대전력을 초과할 것이라고 예측되면, 상기 LIB 축전부와 연결된 인버터가 동작하여 전기에너지를 로드에 공급하는 디멘드 콘트롤러; 및 상기 태양광 모듈에서 태양광으로부터 얻어지는 에너지가 상기 LIB 축전부의 축전지를 완전 충전시키면 상기 디멘드 콘트롤러에서 예측되는 최대전력수요와 무관하게 상기 로드에 전력을 공급하는 인버터를 포함한다.

Description

최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법{Solar-cell system having maximum power saving function and method thereof}
본 발명은 태양광 발전 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전 시스템에 적은 용량의 축전지를 추가하여 가장 효과적으로 최대수요전력 제어를 행하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 들어 여름철 냉난방 수요의 급증으로 소비전력이 발전 전력량에 육박하여 전력예비율 부족으로 블랙아웃을 걱정해야하는 상황이 반복되고 있다.
블랙아웃은 대규모 정전사태를 말하며, 날씨가 너무 덥거나 춥게 되면 전력 소비량이 갑자기 급증하고, 만약 소비량이 발전량을 초과하면 발전기가 다운되어 일시에 전기 공급이 끊기는 암흑의 상태가 되며, 이를 복구하려면 수일의 시간이 소요된다.
따라서 나라 전체적으로는 항상 전체 발전량과 소비량을 확인하여 전력예비율이 설정된 값보다 적어지면, 일부 전기를 차단하여 전국적인 블랙아웃 사태를 막으며, 우리나라의 경우 2011년 9월15일 이러한 사태가 발생하여 극심한 위험과 불편을 초래했었다.
하지만 전기가 부족하다고 발전량을 당장 한꺼번에 늘릴 수는 없다.
발전소 건설에 필요한 시간은 공장을 짓고 발전하는데만, 원자력은 10년 이상, 석탄발전소는 5~6년, 가스발전소도 최소한 2~3년은 걸린다.
그러나 이러한 공장은 주변 거주민으로부터 극심한 반대에 부딪쳐 기간을 논하는 것 자체가 무의미하다.
만약 발전소를 여유있게 더 늘린다고 하여도, 평상시에는 전기가 남아돌아 그것도 심한 에너지 낭비가 되어 다른 방법을 찾아야한다.
따라서 이러한 블랙아웃을 막으려면 현재는 특정 계절 그리고 시간대에 일어나는 냉난방 수요를 줄이고, 전기를 절약하는 방법밖에는 달리 없다.
현재 우리가 활용 가능한 방법으로는 단기간의 투자로 더 많은 전기를 사용하게 태양광이나 태양열 바람 등을 이용하여 발전량을 늘리는 것과 계약용량보다 더 많은 전기를 사용하게 되면, 전기요금을 많이 매겨서 수요를 억제하는 방법이 있을 수 있다.
전자는 현재 많이 투자되고 있으며, 후자는 최대수요전력제어라는 이름으로 대용량 전기를 사용하는 곳은 의무적으로 이 방법이 적용되고 있다.
이 방법은 단위 전력계통에서 계약된 전력용량을 초과하지 않도록 최대수요전력제어기를 사용하여 우선순위가 가장 낮은 즉 정전 피해가 가장 적은 부하를 차단하여 전체 소비되는 전력을 제어하게 된다.
최대수요전력 제어기는 매 15분 간격으로 누적 전력량을 측정하여 초과 여부를 판단하며, 예측 알고리즘에 의해서 초과가 예측되면 미리 정해진 방식에 따라서 순차적으로 부하를 차단하는 기능으로 동작된다.
하지만 이 기능은 정전을 기본으로 동작하므로 아무래도 불편함이 따른다.
따라서 더 좋은 대안은 전기가 남아도는 시간, 보통은 밤 시간에 전기를 충전시켜두고 이를 필요한 시점에 꺼내서 사용하는 방식이 될 수 있다.
이 방식은 많은 에너지를 저장할 수 있는 축전지가 필요하고 또 저장된 에너지를 상용전원으로 변환시키는 인버터가 필요하다.
따라서 단가가 많이 들고 별도의 공간도 필요하고 유지비도 많이 들어간다.
태양광 발전은 태양 빛을 전기로 바꾸어 사용하는 것으로 빛이 강한 한낮이 가장 발전량이 많으며, 따라서 난방 부하가 최대한 되는 시점과 일치하므로 국가적으로 비용을 지원하여 많은 발전 시스템이 동작되고 있으며, 또 지속적으로 늘어날 것이다.
그러나, 이러한 종래의 태양광 발전은 태양광으로 발전되는 전기에너지를 저장하지 않고 바로 전력망으로 보내버리게 되며, 따라서 피크 전력 수요를 고려하지 않고 소모되고 만다.
따라서 전체적으로 발전량의 증대에는 도움을 주지만, 피크 전력을 관리하지 못함으로 극단적으로는 블랙아웃을 일으킬 수도 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 단위 전력계통에서 최대전력을 초과하는 경우 무조건 부하를 차단하나, 태양광 발전과 연계된 축전지를 이용하여 추가로 필요한 에너지를 발전하여 사용함으로서 최대수요전력 제어뿐만 아니라, 정전도 최소화시킬 수 있는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템에 있어서, 태양광 모듈의 태양광 발전으로 얻어진 전기에너지를 저장하는 LIB 축전부; 최대전력을 초과할 것이라고 예측되면, 상기 LIB 축전부와 연결된 인버터가 동작하여 전기에너지를 로드에 공급하는 디멘드 콘트롤러; 및 상기 태양광 모듈에서 태양광으로부터 얻어지는 에너지가 상기 LIB 축전부의 축전지를 완전 충전시키면 상기 디멘드 콘트롤러에서 예측되는 최대전력수요와 무관하게 상기 로드에 전력을 공급하는 인버터를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템을 제공한다.
상기 디멘드 콘트롤러는 상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 상기 인버터를 통하여 해당 전력을 발전 공급한다.
또한, 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법에 있어서, ESS(Energy Storage System)와 BMS(Battery Management System) 그리고 디멘드컨트롤 신호를 수집하는 단계; 이에 따라 디멘드컨트롤 상태가 아니면, ESS 계통차단 상태를 설정하여 ESS에서 배터리를 충전할 수 있게 하고, 디멘드컨트롤 신호가 인가된 상태이면 디멘드 신호를 출력하는 단계; EMS에서 디멘드컨트롤러와 연계되어 수집된 전력정보중 예측전력(Pe)과 목표전력(Pt)을 비교하여, 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 작을 경우에는 ESS 계통연계를 차단하여 ESS로 하여금 배터리에 충전이되도록 하며 디멘드컨트롤러에 연결된 부하는 투입상태를 유지하는 단계; 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 클 경우에는 ESS 계통연계를 동작시키고, ESS의 배터리 충전율(Ec)을 확인하여 충전율이 10%를 초과할 경우에는 ESS 계통연계가 투입되어 LIB축전부의 전력을 태양광 인버터를 이용하여 그리드로 공급하는 단계; 상기 LIB축전부의 충전율이 10% 이하인 경우 디멘드컨트롤러에게 연계된 부하차단 명령을 전송하고 ESS 계통연계를 차단시키는 단계를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법을 제공한다.
또한, 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법에 있어서, EMS로 수집되는 전력정보 중 태앙광발전전력(Pp)과 BMS에서 수집한 LIB 상태 정보 중 배터리 충전율(Ec) 그리고 ESS 계통연계 상태를 주기적으로 수집하여 ESS 계통연계 상태인가 아닌가에 따라서 충전 유무를 판단하는 단계; 상기 판단결과, 계통연계 상태이면 충전 종료를 설정하고, 계통연계 상태가 아니면 배터리 충전율(Ec)을 비교하여 배터리 충전율이 100%인 경우에는 대기 상태인 EMS/BMS 데이터 수집 상태를 반복하는 단계; 및 충전율이 100%가 아닌 경우에는 태양광 발전전력(Pp)을 확인하여 태양광으로 발전이 되고 있으면 태양광으로, 아니면 그리드 계통을 통하여 LIB를 충전시키되, LIB 축전부가 100% 충전될 때까지 반복하는 단계;를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법을 제공한다.
또한, 상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 해당 전력을 발전 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법에 의하면, 단위 전력계통에서 최대전력을 초과하는 경우 무조건 부하를 차단하나, 태양광 발전과 연계된 축전지를 이용하여 추가로 필요한 에너지를 발전하여 사용함으로서 최대수요전력 제어뿐만 아니라, 정전도 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템을 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법을 나타낸 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법을 나타낸 블록 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템을 나타낸 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템은, 그리드(Grid)(10), LIB(Lithium Ion Battery) 축전부(20), 태양광 모듈(30), 전력 변환부(40), 인버터(50), 그리드(60), 로드(Load)(70) 및 디멘드 콘트롤러(80)를 포함한다.
상기 LIB 축전부(20)는 태양광 모듈(30)의 태양광 발전으로 얻어진 전기에너지를 저장한다.
상기 디멘드 콘트롤러(80)는 최대전력을 초과할 것이라고 예측되면, 상기 LIB 축전부(20)와 연결된 인버터(50)가 동작하여 전기에너지를 로드(70)에 공급한다.
상기 인버터(50)는 상기 태양광 모듈(30)에서 태양광으로부터 얻어지는 에너지가 상기 LIB 축전부(20)의 축전지를 완전 충전시키면 상기 디멘드 콘트롤러(80)에서 예측되는 최대전력수요와 무관하게 상기 로드(70)에 전력을 공급한다.
따라서, 상기와 같이 구성된, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템은 먼저, 태양광 모듈(30)의 태양광 발전으로 얻어진 전기에너지를 바로 LIB 축전부(20)에 저장한다.
그리고 디멘드 콘트롤러(80)를 통하여 최대전력을 초과할 것이라고 예측되면, LIB 축전부(20)와 연결된 인버터(50)가 동작하여 전기에너지를 발전하여 공급한다. 따라서 극단적인 정전 상황까지는 만들어지지 않는다.
그리고 태양광 모듈(30)에서 태양광으로부터 얻어지는 에너지가 LIB 축전부(20)의 축전지를 완전 충전시키면 최대전력수요와 무관하게 인버터(50)를 통해서 발전하여 소비한다.
이 상태는 일반적인 태양광 발전 시스템과 유사하다.
또한, 상기 디멘드 콘트롤러(80)는 상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 상기 인버터를 통하여 해당 전력을 발전 공급한다.
즉, 태양전지판의 출력에 축전지를 연결하여 충전과 여분의 발전에너지를 저장해 두었다가 짧은 시간(최대수요전력 계산 시간이 15분 단위로 동작하므로 8분 정도임) 필요한 량을 인버터를 통하여 발전하여 사용할 수 있다.
한편, 축전지와 인버터를 설치하여 필요시 축전지에 저장된 에너지를 인버터를 이용하여 발전하여 사용하는 것도 생각해 볼 수 있는데, 이 방법은 별도의 충전 전원이 없으므로 긴 시간 동안 에너지를 발전하기 위해서는 축전지의 용량이 아주 커야한다.
그리고 고가의 별도의 인버터가 요구된다.
구체적인 실예로 최대전력수요가 요구되는 시간이 하루에 4시간이라면 4시간 동안 보충해줄 에너지를 축전지에 저장해 두어야한다.
하지만, 본 발명에서는 최대수요전력을 확인하는 시간이 15분 간격이므로 여유를 잡아서 30분이나 1시간 정도의 에너지만 축전기에 저장해 두면 충분하다.
그리고 별도로 요구되는 고가의 인버터를 추가로 설치할 필요가 없다.
즉 태양광 발전용 인버터를 그대로 사용하기 때문이다.
한편, 태양광 발전 설비용량에 맞추어 인버터 용량을 설치하기 때문에 여분의 에너지를 발전하기 위해서는 인버터의 용량을 키워야 할 수도 있지만, 최대 수요전력이 요구되는 계절은 한 여름이고 한 여름에는 높은 온도로 태양전지판의 발전 효율이 급격히 떨어져 최소한 설비 용량에 대해서 30% 이상 여유를 가지게 되며, 따라서 별도의 인버터 용량 증가없이 축전지를 통해서 30% 정도의 전력을 추가로 만들어 낼 수가 있다.
결론적으로 본 발명은 태양광 발전시스템에서 적은 용량의 축전지의 추가로 최대수요전력을 획기적으로 개선할 수 있는 "최대수요전력보상기능을 가지는 태양광발전시스템"을 제공할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법을 나타낸 블록 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법은, ESS(Energy Storage System)와 BMS(Battery Management System) 그리고 디멘드컨트롤 신호를 수집하는 단계(S101~S102); 이에 따라 디멘드컨트롤 상태가 아니면, ESS 계통차단 상태를 설정하여 ESS에서 배터리를 충전할 수 있게 하고, 디멘드컨트롤 신호가 인가된 상태이면 디멘드 신호를 출력하는 단계(S103); EMS에서 디멘드컨트롤러와 연계되어 수집된 전력정보중 예측전력(Pe)과 목표전력(Pt)을 비교하여(S104), 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 작을 경우에는 ESS 계통연계를 차단하여 ESS로 하여금 배터리에 충전이되도록 하며 디멘드컨트롤러에 연결된 부하는 투입상태를 유지하는 단계(S105,S108); 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 클 경우에는 ESS 계통연계를 동작시키고, ESS의 배터리 충전율(Ec)을 확인하여 충전율이 10%를 초과할 경우에는 ESS 계통연계가 투입되어 LIB축전부(20)의 전력을 태양광 인버터(50)를 이용하여 그리드(60)로 공급하는 단계(S106, S107); 상기 LIB축전부(20)의 충전율이 10% 이하인 경우 디멘드컨트롤러(80)에게 연계된 부하차단 명령을 전송하고 ESS 계통연계를 차단시키는 단계(S109)를 포함하여 구성된다.
상기 도 2와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법은, 먼저 ESS(Energy Storage System)와 BMS(Battery Management System) 그리고 디멘드컨트롤 신호를 수집한다(S101~S102).
이에 따라 디멘드컨트롤 상태가 아니면, ESS와 계통연계를 제어할 상태가 아니며, 따라서 ESS 계통차단 상태를 설정하여 ESS에서 배터리를 충전할 수 있게 한다.
그러나 디멘드컨트롤 신호가 인가된 상태이면 디멘드 신호를 출력한다(S103).
EMS에서 디멘드컨트롤러와 연계되어 수집된 전력정보중 예측전력(Pe:전체 소비전력 중 15분 단위로 예측되는 소비전력)과 목표전력(Pt:사전에 피크치를 넘지 않도록 설정된 전력)을 비교하여(S104), 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 작을 경우에는 소비전력이 계약전력보다 적은 상태가 되므로 ESS 계통연계를 차단하여 ESS로 하여금 배터리에 충전이 되도록 하며 디멘드컨트롤러에 연결된 부하는 투입상태를 유지한다(S105,S108).
한편, 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 클 경우에는 소비전력이 계약전력 보다 커진 상태가 되므로 ESS 계통연계를 동작시켜 부족한 전력을 보충하기 위한 상태로 들어간다.
이때 ESS의 배터리 충전율(Ec)을 확인하여 충전율이 10%를 초과할 경우에는 ESS 계통연계가 투입되어 배터리 전력을 태양광 인버터(50)를 이용하여 그리드(60)로 공급한다(S106, S107).
만약 배터리 충전율이 10% 이하인 경우는 더 이상 ESS에서 에너지를 보충해 줄 수 없으므로 예측전력을 낮추기 위해 디멘드컨트롤러(80)에게 연계된 부하차단 명령을 전송하고 ESS 계통연계를 차단시킨다(S109).
이때, 상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 해당 전력을 발전 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 태양전지판의 출력에 축전지를 연결하여 충전과 여분의 발전에너지를 저장해 두었다가 짧은 시간(최대수요전력 계산 시간이 15분 단위로 동작하므로 8분 정도임) 필요한 량을 인버터를 통하여 발전하여 사용할 수 있다.
한편, 축전지와 인버터를 설치하여 필요시 축전지에 저장된 에너지를 인버터를 이용하여 발전하여 사용하는 것도 생각해 볼 수 있는데, 이 방법은 별도의 충전 전원이 없으므로 긴 시간 동안 에너지를 발전하기 위해서는 축전지의 용량이 아주 커야한다.
그리고 고가의 별도의 인버터가 요구된다.
구체적인 실예로 최대전력수요가 요구되는 시간이 하루에 4시간이라면 4시간 동안 보충해줄 에너지를 축전지에 저장해 두어야한다.
하지만, 본 발명에서는 최대수요전력을 확인하는 시간이 15분 간격이므로 여유를 잡아서 30분이나 1시간 정도의 에너지만 축전기에 저장해 두면 충분하다.
그리고 별도로 요구되는 고가의 인버터를 추가로 설치할 필요가 없다.
즉 태양광 발전용 인버터를 그대로 사용하기 때문이다.
한편, 태양광 발전 설비용량에 맞추어 인버터 용량을 설치하기 때문에 여분의 에너지를 발전하기 위해서는 인버터의 용량을 키워야 할 수도 있지만, 최대 수요전력이 요구되는 계절은 한 여름이고 한 여름에는 높은 온도로 태양전지판의 발전 효율이 급격히 떨어져 최소한 설비 용량에 대해서 30% 이상 여유를 가지게 되며, 따라서 별도의 인버터 용량 증가없이 축전지를 통해서 30% 정도의 전력을 추가로 만들어 낼 수가 있다.
결론적으로 본 발명은 태양광 발전시스템에서 적은 용량의 축전지의 추가로 최대수요전력을 획기적으로 개선할 수 있는 "최대수요전력보상기능을 가지는 태양광발전 방법"을 제공할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법은, EMS로 수집되는 전력정보 중 태앙광발전전력(Pp)과 BMS에서 수집한 LIB 상태 정보 중 배터리 충전율(Ec) 그리고 ESS 계통연계 상태를 주기적으로 수집하여 ESS 계통연계 상태인가 아닌가에 따라서 충전 유무를 판단하는 단계(S201); 상기 판단결과, 계통연계 상태이면 충전 종료를 설정하고, 계통연계 상태가 아니면 배터리 충전율(Ec)을 비교하여 배터리 충전율이 100%인 경우에는 대기 상태인 EMS/BMS 데이터 수집 상태를 반복하는 단계(S202); 충전율이 100%가 아닌 경우에는 태양광 발전전력(Pp)을 확인하여 태양광으로 발전이 되고 있으면 태양광으로, 아니면 그리드 계통을 통하여 LIB를 충전시키되, LIB 축전부(20)가 100% 충전될 때까지 반복하는 단계(S202~S208);를 포함하여 구성된다.
상기 도 3과 같이 구성된 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법은, EMS로 수집되는 전력정보 중 태앙광발전전력(Pp)과 BMS에서 수집한 LIB 상태 정보 중 배터리 충전율(Ec) 그리고 ESS 계통연계 상태를 주기적으로 수집하며, 먼저 ESS 계통연계 상태인가 아닌가에 따라서 충전 유무가 결정된다(S201).
즉, 계통연계 상태이면 지금 ESS에 저장된에너지를 사용 중이므로 충전 종료를 설정한다.
하지만 계통연계 상태가 아니면 배터리 충전율(Ec)을 비교하여 배터리 충전율이 100%인 경우에는 배터리를 더 이상 충전할 필요가 없으므로 대기 상태인 EMS/BMS 데이터 수집 상태를 반복한다(S202).
한편, 충전율이 100%가 아닌 경우에는 태양광 발전전력(Pp)을 확인하여(S203~S204) 태양광으로 발전이 되고 있으면 태양광으로, 아니면 그리드 계통을 통하여 LIB를 충전시킨다(S205~S206).
그리고 이 작용은 LIB가 100% 충전될 때까지 반복되는 것이 바람직하(S207~S208).
이때, 상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 해당 전력을 발전 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법에 의하면, 단위 전력계통에서 최대전력을 초과하는 경우 무조건 부하를 차단하나, 태양광 발전과 연계된 축전지를 이용하여 추가로 필요한 에너지를 발전하여 사용함으로서 최대수요전력 제어뿐만 아니라, 정전도 최소화시킬 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것으로 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
10 : 그리드
20 : LIB 축전부
30 : 태양광 모듈
40 : 전력 변환부
50 : 인버터
60 : 그리드
70 : 로드
80 : 디멘드 콘트롤러

Claims (5)

  1. 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템에 있어서,
    태양광 모듈의 태양광 발전으로 얻어진 전기에너지를 저장하는 LIB 축전부;
    ESS 전력 계통 상태를 수집하여 최대전력을 초과할 것이라고 예측되면, 상기 LIB 축전부와 연결된 태양광 발전용 인버터가 동작하여 태양광 발전 에너지와 LIB 축전기에 저장된 전기에너지를 로드에 공급하는 디멘드 콘트롤러; 및
    상기 태양광 모듈에서 태양광으로부터 얻어지는 에너지가 상기 LIB 축전부의 축전지를 완전 충전시키면 상기 디멘드 콘트롤러에서 예측되는 최대전력수요와 무관하게 상기 로드에 전력을 공급하는 인버터를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디멘드 콘트롤러는;
    상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 상기 인버터를 통하여 해당 전력을 발전 공급하는 것을 특징으로 하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템.
  3. 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법에 있어서,
    ESS(Energy Storage System)와 BMS(Battery Management System) 그리고 디멘드컨트롤 신호를 수집하는 단계;
    이에 따라 디멘드컨트롤 상태가 아니면, ESS 계통차단 상태를 설정하여 ESS에서 배터리를 충전할 수 있게 하고, 디멘드컨트롤 신호가 인가된 상태이면 디멘드 신호를 출력하는 단계;
    EMS에서 디멘드컨트롤러와 연계되어 수집된 전력정보중 예측전력(Pe)과 목표전력(Pt)을 비교하여, 예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 작을 경우에는 ESS 계통연계를 차단하여 ESS로 하여금 배터리에 충전이되도록 하며 디멘드컨트롤러에 연결된 부하는 투입상태를 유지하는 단계;
    예측전력(Pe)이 목표전력(Pt) 보다 클 경우에는 ESS 계통연계를 동작시키고, ESS의 배터리 충전율(Ec)을 확인하여 충전율이 10%를 초과할 경우에는 ESS 계통연계가 투입되어 LIB축전부의 전력을 태양광 인버터를 이용하여 그리드로 공급하는 단계;
    상기 LIB축전부의 충전율이 10% 이하인 경우 디멘드컨트롤러에게 연계된 부하차단 명령을 전송하고 ESS 계통연계를 차단시키는 단계를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법.

  4. 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법에 있어서,
    EMS로 수집되는 전력정보 중 태앙광발전전력(Pp)과 BMS에서 수집한 LIB 상태 정보 중 배터리 충전율(Ec) 그리고 ESS 계통연계 상태를 주기적으로 수집하여 ESS 계통연계 상태인가 아닌가에 따라서 충전 유무를 판단하는 단계;
    상기 판단결과, 계통연계 상태이면 충전 종료를 설정하고, 계통연계 상태가 아니면 배터리 충전율(Ec)을 비교하여 배터리 충전율이 100%인 경우에는 대기 상태인 EMS/BMS 데이터 수집 상태를 반복하는 단계; 및
    충전율이 100%가 아닌 경우에는 태양광 발전전력(Pp)을 확인하여 태양광으로 발전이 되고 있으면 태양광으로, 아니면 그리드 계통을 통하여 LIB를 충전시키되, LIB 축전부가 100% 충전될 때까지 반복하는 단계;를 포함하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 ESS 전력 계통 상태에 따라 수집되는 상기 최대수요전력 계산 시간의 대략 1/2 주기로 동작하여 필요한 전력량을 산출하고 해당 전력을 발전 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 방법.
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