KR20160082319A - 마이크로그리드 에너지관리시스템 및 에너지저장장치에 대한 전력 저장 방법 - Google Patents

마이크로그리드 에너지관리시스템 및 에너지저장장치에 대한 전력 저장 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160082319A
KR20160082319A KR1020150050316A KR20150050316A KR20160082319A KR 20160082319 A KR20160082319 A KR 20160082319A KR 1020150050316 A KR1020150050316 A KR 1020150050316A KR 20150050316 A KR20150050316 A KR 20150050316A KR 20160082319 A KR20160082319 A KR 20160082319A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
energy storage
load
storage device
charging
Prior art date
Application number
KR1020150050316A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101661704B1 (ko
Inventor
이정환
박건동
이현아
Original Assignee
주식회사 엘지씨엔에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지씨엔에스 filed Critical 주식회사 엘지씨엔에스
Publication of KR20160082319A publication Critical patent/KR20160082319A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101661704B1 publication Critical patent/KR101661704B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/003Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)

Abstract

실시예에 따르면, 에너지관리시스템의 전력 분산 방법으로서, 전력 공급부에서 현재 가능한 총 전력 생산량을 판단하는 단계; 복수개의 에너지저장장치(ESS: Energy Storage System)과 각각 연계된 복수개의 부하에 현재 공급되어야 하는 필요 전력량을 판단하는 단계; 상기 현재 가능한 총 전력 생산량과 상기 필요 전력량을 토대로 현재 충전이 가능한 잔여 전력량을 판단하는 단계; 및 상기 총 전력 생산량을 복수개의 부하들 중 우선순위가 가장 높은 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치에 충전하고, 다른 복수개의 부하들과 연계된 에너지저장장치에는 상기 잔여 전력량으로 충전을 수행하는 단계를 포함하는, 전력 분산 방법이 제공된다.

Description

마이크로그리드 에너지관리시스템 및 에너지저장장치에 대한 전력 저장 방법{MICROGRID ENERGY MANAGEMENT SYSTEM AND POWER STORAGE METHOD OF ENERGY STORAGE SYSTEM}
본 발명은 마이크로그리드 에너지관리시스템 및 에너지저장장치에 대한 전력 저장 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 우선순위가 높은 부하에 안정적으로 전력 공급이 될 수 있도록 잔여 전력을 선택적으로 에너지저장장치에 충전시키는 마이크로그리드 에너지관리시스템 및 에너지저장장치에 대한 전력 저장 방법에 관한 것이다.
현재 전통적인 화력 등의 발전 설비는 환경 문제를 유발시키고, 자원의 한계 등의 이유로 그 발전 단가가 높아지는 문제점이 있다. 따라서, 초기 설치비는 높으나 운전 유지비가 거의 들지 않는 풍력, 태양광 또는 조력 등의 신재생에너지원을 통한 전력 공급의 필요성이 높아지고 있다.
마이크로그리드는 전력 배분방식의 일종으로서, 분산전원과 에너지저장장치를 포함하여, 소규모의 전력공급원 내에서 수요전력과 공급전력을 필요에 따라 통제하는 방식이다.
이러한 마이크로그리드에 있어서는 부하들이 기본적으로 계통연계 운전 모드로 운전된다. 즉, 일차적으로 계통전원에 의해 부하들이 운전된다. 그러나, 계통의 고장 또는 정전 등과 같은 상황에서는 마이크로그리드가 독립적으로 운전할 수 있어야 한다.
이를 위해 마이크로그리드는 신재생에너지원을 기반으로 하는 분산 전원 및 분산 전원을 저장하는 에너지저장장치(ESS: Energy Storage System)를 포함한다. 에너지저장장치는 기본적으로 신재생에너지원에서 생산되는 에너지를 저장하는 역할을 하지만, 계통전원 정전 등 비상 상황 발생 시, 부하에 저장된 전력을 공급해주는 역할 또한 수행한다. 정전 등의 상황에서도 부하에 안정적인 전력 공급을 위해서는 에너지저장장치에 일정 정도 이상의 전력이 충전되어 있어야 한다.
한편, 마이크로그리드에 있어서 부하들은 여러가지 분류로 나뉠 수 있다. 예를 들어, 상시적으로 전력 공급이 되어야 하는 중요부하가 있을 수 있고, 비상 상황 시에는 전력 공급이 되지 않더라도 무방한 비중요부하가 있을 수 있다.
에너지저장장치에 충전된 전력량이 비상시 모든 부하를 운전시키기에 충분한 양이라면 문제가 없지만, 그렇지 않은 경우에는 에너지저장장치에 충전된 전력을 효율적으로 사용하여야 할 것이다. 예를 들면, 비상 상황 시에도 중요부하에는 안정적으로 전력 공급이 되도록 에너지저장장치에의 전력 저장 및 방전 시의 제어가 되어야 할 것이다.
그러나, 비상 상황 시 에너지저장장치의 방전 상태를 제어하여 중요부하가 안정적으로 운전하도록 하는 것은 사후적인 방책이며, 그 제어 또한 용이치 않은 것이 사실이다.
따라서, 마이크로그리드에서 잔여 전력을 효율적으로 에너지저장장치에 저장하여, 향후 비상 상황 발생 시 중요한 부하에 전력이 안정적으로 공급될 수 있도록 하는 기술이 필요하다.
본 발명은 마이크로그리드의 잔여 전력을 복수개의 에너지저장장치에 적절히 저장함으로써, 비상 상황 발생 시 우선순위가 높은 부하에 안정적으로 전력 공급이 이루어질 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 목적은 비상 상황 발생 시 에너지저장장치에 저장된 전력을 중요부하에 우선적으로 공급될 수 있도록 하는 사후적인 제어 방법이 아니라, 사전에 중요부하에 전력 공급을 하는 에너지저장장치에 안정적인 수준의 전력 충전이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지관리시스템의 전력 분산 방법으로서, 전력 공급부에서 현재 가능한 총 전력 생산량을 판단하는 단계; 복수개의 에너지저장장치(ESS: Energy Storage System)과 각각 연계된 복수개의 부하에 현재 공급되어야 하는 필요 전력량을 판단하는 단계; 상기 현재 가능한 총 전력 생산량과 상기 필요 전력량을 토대로 현재 충전이 가능한 잔여 전력량을 판단하는 단계; 및 상기 총 전력 생산량을 복수개의 부하들 중 우선순위가 가장 높은 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치에 충전하고, 다른 복수개의 부하들과 연계된 에너지저장장치에는 상기 잔여 전력량으로 충전을 수행하는 단계를 포함하는, 전력 분산 방법이 제공된다.
상기 충전 수행 단계는, 상기 다른 복수개의 부하들과 연계된 복수개의 에너지저장장치 중 충전상태(SoC: State of Charge)가 허용 가능한 최소값 미만인 것이 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 최소값 미만인 충전상태를 보이는 에너지저장장치에 먼저 상기 잔여 전력을 충전시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전력 분산 방법은, 상기 복수개의 부하 각각의 우선순위를 판단하는 단계; 및 상기 판단된 우선순위에 따라 복수개의 부하 각각과 연계된 에너지저장장치를 순차적으로 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 순차적 충전 단계는, 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 제1 에너지저장장치를 충전하는 단계; 및 상기 제1 에너지저장장치의 충전상태가 기 설정된 최소값에 도달하면, 후순위로 판단된 복수개의 부하와 연계된 복수개의 에너지저장장치를 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 순차적 충전 단계는, 상기 잔여 전력을 일정 비율로 분할하여 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 상기 잔여 전력량 중 가장 높은 비율로 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수개의 부하는 높은 우선순위 부하, 일반 부하 및 낮은 우선순위 부하로 구성되고, 상기 잔여 전력량의 일정 비율은, 상기 높은 우선순위 부하에 대한 50%, 상기 일반 부하에 대한 30%, 상기 낮은 우선순위 부하에 대한 20%로 분할될 수 있다.
상기 순차적 충전 단계는, 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 충전하여 상기 에너지저장장치가 다른 복수개의 부하들과 연계된 에너지저장장치보다 높은 충전상태를 갖도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 잔여 전력량 판단 단계는, 상기 현재 가능한 총 생산 전력량이 상기 필요 전력량 대비 임계값 이상 초과하는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전력 분산 방법은, 상기 잔여 전력량이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 상기 복수개의 에너지저장장치를 방전모드로 전환하거나 현재 충전 레벨로 유지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방전 모드에서의 동작은, 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치의 충전 레벨이 불충분한지 여부를 판단하는 단계; 및 상대적으로 낮은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 적어도 하나의 에너지저장장치의 전력을 이용하여 상기 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전력 공급부에서 현재 가능한 총 생산 전력량을 판단하는 전력 판단부; 복수개의 에너지저장장치 각각과 연계된 복수개의 부하에 현재 공급되어야 하는 필요 전력량을 판단하는 소비 전력 판단부; 상기 총 생산 전력량과 상기 필요 전력량을 토대로 현재 잔여 전력량을 판단하는 잔여 전력 판단부; 및 상기 총 전력 생산량을 복수개의 부하들 중 우선순위가 가장 높은 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치에 충전하고, 다른 복수개의 부하들과 연계된 에너지저장장치에는 상기 잔여 전력량으로 충전을 수행하는 제어부를 포함하는, 마이크로그리드 에너지 분산 시스템이 제공된다.
상기 마이크로그리드 에너지 분산 시스템은, 상기 다른 복수개의 부하들과 연계된 복수개의 에너지저장장치 중 충전상태가 허용 가능한 최소값 미만인 것이 존재하는지 여부를 판단하는 충전 상태 판단부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 최소값 미만인 충전상태를 보이는 에너지저장장치에 먼저 상기 잔여 전력을 충전시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 복수개의 부하 각각의 우선순위를 판단하고, 상기 판단된 우선순위에 따라 복수개의 부하 각각과 연계된 에너지저장장치를 순차적으로 충전할 수 있다.
상기 순차적 충전은, 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 제1 에너지저장장치를 충전하고, 상기 제1 에너지저장장치의 충전상태가 기 설정된 최소값에 도달하면, 후순위로 판단된 복수개의 부하와 연계된 복수개의 에너지저장장치를 충전함으로써 수행될 수 있다.
상기 순차적 충전은, 상기 잔여 전력을 일정 비율로 분할하여 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 상기 잔여 전력량 중 가장 높은 비율로 충전함으로써 수행될 수 있다.
상기 복수개의 부하는 높은 우선순위 부하, 일반 부하 및 낮은 우선순위 부하로 구성되고, 상기 잔여 전력량의 일정 비율은, 상기 높은 우선순위 부하에 대한 50%, 상기 일반 부하에 대한 30%, 상기 낮은 우선순위 부하에 대한 20%로 분할될 수 있다.
상기 순차적 충전은, 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 충전하여 상기 에너지저장장치가 다른 복수개의 부하들과 연계된 에너지저장장치보다 높은 충전상태를 갖도록 함으로써 수행될 수 있다.
상기 잔여 전력량 판단은, 상기 현재 가능한 총 생산 전력량이 상기 필요 전력량 대비 임계값 이상 초과하는지 여부를 판단함으로써 수행될 수 있다.
상기 제어부는, 잔여 전력량이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 상기 복수개의 에너지저장장치를 방전모드로 전환하거나 현재 충전 레벨로 유지시키는 동작을 더 수행할 수 있다.
상기 방전 모드는, 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치의 충전 레벨이 불충분한지 여부를 판단하고, 상대적으로 낮은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 적어도 하나의 에너지저장장치의 전력을 이용하여 상기 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 충전하도록 설정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 마이크로그리드의 잔여 전력을 복수개의 에너지저장장치 중 우선순위가 높은 부하에 연결된 에너지저장장치에 우선적으로 저장시킴으로써, 비상 상황 발생 시 우선순위가 높은 부하에 안정적으로 전력 공급이 이루어질 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 사전에 중요부하에 전력 공급을 하는 에너지저장장치에 우선적으로 전력 저장이 될 수 있도록 함으로써, 비상 상황 발생 시 사후적인 제어 방법이 없더라도 중요부하에 안정적인 전력 공급이 가능해진다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지관리시스템의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지저장장치에 대한 전력 저장 방법을 나타내는 흐름도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 마이크로그리드 시스템은 전력 공급부(110), 전력 저장부(120), 부하부(130) 및 에너지관리시스템(140)을 포함하여 구성될 수 있다.
전력 공급부(110)는 부하부(130)에 속하는 부하들(131, 132, 133)에 공급되는 전력을 생산하는 부분으로서, 계통전원 공급부(111) 및 신재생에너지 공급부(112)를 포함할 수 있다.
계통전원 공급부(111)는 부하부(130)와 바이패스로 연결될 수도 있으나, 전력 저장부(120)와 연결될 수도 있다. 이를 위해 계통전원 공급부(111)와 각 부하(131, 132, 133) 간에는 바이패스 스위치(BS1, BS2, BS3)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 계통전원 공급부(111)와 신재생에너지 공급부(112)로부터 생산되는 전력의 총합이 부하부(130)의 현재 소비 전력과 동일하거나, 약간 많은 수준이지만 그 차이가 소정값 미만인 경우에는 계통전원 공급부(111)가 부하부(130)와 바이패스로 연결될 수 있다.
동일하게, 계통전원 공급부(111)와 신재생에너지 공급부(112)의 향후 예상 생산 전력이 부하부(130)의 예측 소비 전력과 동일하거나, 약간 많은 수준이지만 그 차이가 소정값 미만인 경우에도 계통전원 공급부(111)는 부하부(130)와 바이패스로 연결될 수 있다.
반대로, 계통전원 공급부(111)와 신재생에너지 공급부(112)로부터 현재 생산되는 전력 또는 예측 생산 전력이 부하부(130)의 현재 소비 전력보다 많으며, 그 차이가 임계값 이상인 경우, 충전이 가능한 잔여 전력이 발생한 것으로 판단하고, 해당 잔여 전력을 전력 저장부(120)에 저장한다. 이를 위해 계통전원 공급부(111)와 전력 저장부(120)는 계통 스위치(SS)에 의해 선택적으로 연결될 수 있다.
신재생에너지 공급부(112)는 태양열, 풍력, 지열, 조력 발전 등을 진행하여 에너지를 생산하고 생산된 에너지를 부하부(130)에 공급한다. 부하부(130)에의 전력 공급은 전력 저장부(120)를 통해 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따른 전력 저장부(120)는 복수개의 에너지저장장치(ESS: Energy Storage System)(121, 122, 123)를 포함할 수 있다. 후술할 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 부하부(130)는 복수개의 그룹으로 분류될 수 있는데, 각각의 분류별로 에너지저장장치(121, 122, 123)가 연결될 수 있다.
일례로서, 부하부(130)는 중요부하(131), 일반부하(132), 비중요부하(133)로 나뉠 수 있으며, 각각이 하나씩의 에너지저장장치(121, 122, 123)와 연결될 수 있다. 중요부하(131)로는 예를 들면 비상조명, 상업용 시설 등이 포함될 수 있고, 일반부하(132)로는 일반 가정용 부하가 있을 수 있다. 또한, 비중요부하(133)로는 담수화설비, 쓰레기소각장 등 비상시 운전정지가 가능한 부하가 될 수 있다. 부하부(130)가 중요부하(131), 일반부하(132) 및 비중요부하(133)로 구분되는 것은 일례에 불과하며, 해당 지역의 상황에 따라 부하부(130)는 더 세분화되어 분류될 수 있다. 중요부하(131)에는 가능한 상시적으로 전력이 공급되어야 하기 때문에, 계통전원 공급부(111)와 바이패스로 연결되는 것이 바람직하다. 한편, 중요부하(131)에 전력을 공급하는 에너지저장장치(121)의 충전 전력이 가장 높은 수치로 유지되는 것이 바람직하다.
에너지관리시스템(EMS: Energy Management System)(140)은 스마트그리드 시스템에서 에너지의 공급, 사용 및 분산을 관리하고 모니터링하는 역할을 한다.
이러한 에너지관리시스템(140)은 전력 공급부(110)에서 공급되는 전력의 상태(예를 들면, 전력량 등) 및 정전 여부를 실시간으로 확인할 수 있다. 이를 위해 에너지관리시스템(140)은 전력 공급부(110)에 포함되는 계통전원 공급부(111) 및 신재생에너지 공급부(112)와 실시간으로 양방향 통신을 수행할 수 있다.
또한, 에너지관리시스템(140)은 전력 저장부(120)에 포함된 에너지저장장치(121, 122, 123)의 전력 저장 상태를 실시간으로 확인한다. 예를 들어, 각각의 에너지저장장치(121, 122, 123)의 충전상태(SoC: State of Charge)를 실시간으로 확인할 수 있다.
한편, 에너지관리시스템(140)은 부하부(130)에서의 현재 소비 전력을 실시간으로 확인할 수 있고, 향후 예측 전력 또한 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 에너지관리시스템(140)은 전력 공급부(110)에서 생산되는 전력이 전력 저장부(120)에 선택적으로 저장될 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
전력 공급부(110)에서 공급되는 총 전력량이 부하부(130)에서의 총 소비 전력량보다 임계값 이상으로 많은 경우, 또는 전력 공급부(110)에서 공급되는 총 전력량이 부하부(130)에서의 예측 소비 전력량보다 임계값 이상으로 많은 경우, 해당 잔여 전력이 전력 저장부(120)에 저장될 수 있도록 제어한다. 즉, 전력 공급부(110)에서 공급되는 총 전력량이 현재 부하부(130)에 공급되어야 하는 필요 전력량보다 많은지 여부, 및 그 차이가 임계값 이상인지 여부를 판단하여, 그러한 경우에는 잔여 전력이 전력 저장부(120)에 저장될 수 있도록 제어한다.
먼저, 에너지관리시스템(140)은 전력 저장부(120)에 포함되는 복수개의 에너지저장장치(121, 122, 123) 중 충전상태(SoC)가 허용 가능한 최소값 미만인 것이 존재하는 지를 판단한다.
에너지저장장치(121, 122, 123)는 그 충전상태가 허용 가능한 범위 내에서 유지되어야만 손상 또는 수명 저하가 방지할 수 있다. 허용 가능한 충전상태의 최소 및 수준은 적용 분야에 따라 매우 다양하다. 배터리 동작 시간이 중요한 분야의 경우에는 최소 20%와 최대 100%(만충 상태) 사이의 충전상태에서 동작해야 한다. 한편, 최장 배터리 수명을 요구하는 분야에서는 최소 30%에서 최대 70% 사이에서 충전상태의 범위가 제한된다.
따라서, 최소 및 최대 충전상태의 범위를 넘지 않는 것이 중요하기 때문에, 에너지관리시스템(140)은 전력 저장부(120)의 에너지저장장치(121, 122, 123)의 충전상태를 실시간으로 확인하여, 충전상태의 허용 가능한 최소값 미만인 에너지저장장치(121, 122, 123)가 존재하는지를 판단하고, 그러한 에너지저장장치(121, 122, 123)가 있다면, 해당 에너지저장장치(121, 122, 123)에 우선적으로 잔여 전력을 충전시킴으로써 전력 분산을 수행한다.
모든 에너지저장장치(121, 122, 123)의 충전상태가 허용 가능한 충전상태의 최소값 이상이 된 경우, 에너지저장장치(121, 122, 123)는 부하부(130)에 포함되는 복수의 부하들 중 우선순위가 높은 부하와 연결된 에너지저장장치(121, 122, 123)에 우선적으로 잔여 전력이 저장될 수 있도록 제어한다.
일 실시예에 따르면, 중요부하(131)와 연결된 에너지저장장치(121)에 우선적으로 잔여 전력을 충전시키고, 후순위로 일반부하(132) 및 비중요부하(133)와 각각 연결된 에너지저장장치(122, 123)에 잔여 전력을 충전시킬 수 있다. 이를 위해 중요부하(131)에 전력을 공급하는 에너지저장장치(121)와 전력 공급부(110)를 연결하는 제1 스위치(SW1)를 먼저 턴온 시키고, 그 후에 제2 스위치(SW2) 및 제3 스위치(SW3)를 턴온 시켜, 우선순위가 높은 부하에 전력을 공급하는 에너지저장장치부터 순차적으로 전력 충전을 수행할 수 있도록 할 수 있다. 이에 대해서는 후에 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지관리시스템(140)의 내부 구성 및 그 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 에너지관리시스템(140)은 생산 전력 확인부(141), 소비 전력 확인부(142), 잔여 전력 확인부(143), 충전상태 확인부(144), 잔여 전력 충전 제어부(145), 통신부(146) 및 제어부(147)를 포함할 수 있다.
생산 전력 확인부(141), 소비 전력 확인부(142), 잔여 전력 확인부(143), 충전상태 확인부(144), 잔여 전력 충전 제어부(145), 통신부(146) 및 제어부(147)는 에너지관리시스템(140) 내에 구비되는 프로그램 모듈들일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈들은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 및 기타 프로그램 모듈의 형태로 에너지관리시스템(140)에 포함될 수 있으며, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치 상에 저장될 수 있다. 또한, 이러한 프로그램 모듈들은 에너지관리시스템(140)과 통신 가능한 원격 기억 장치에 저장될 수도 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈들은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.
생산 전력 확인부(141)는 전력 공급부(110)에서 생산되는 전력량을 실시간으로 모니터링 하며, 현재 생산 가능한 총 전력량을 판단하는 역할을 한다. 계통전원 공급부(111)에서 공급되는 전력량 및 신재생에너지 공급부(112)에서 공급되는 전력량의 총합을 계산하여 실시간으로 모니터링할 수 있다. 또한, 계통전원 공급부(111)와 신재생에너지 공급부(112)의 향후 예측되는 생산 전력량 및 그 추세에 대한 모니터링 및 분석을 수행할 수도 있다. 한편, 추가적으로 생산 전력 확인부(141)는 계통전원의 정전 여부에 대한 모니터링도 수행할 수 있다.
소비 전력 확인부(142)는 부하부(130)에서의 소비 전력량 및 현재 필요 전력량을 실시간으로 확인할 수 있다. 부하부(130)를 이루는 중요부하(131), 일반부하(132), 비중요부하(133) 각각의 소비 전력량 및 그 총합을 실시간으로 확인할 수 있다. 또한, 소비 전력 확인부(142)는 향후 예측되는 부하부(130)에서의 예측되는 소비 전력량 및 그 추세에 대해 모니터링 및 분석을 수행할 수도 있다.
잔여 전력 확인부(143)는 생산 전력 확인부(141)와 소비 전력 확인부(142)에서의 확인 결과를 토대로 잔여 전력이 존재하는지 여부에 대해 판단한다. 구체적으로, 전력 공급부(110)에서 생산되는 총 전력량과 부하부(130)에서 소비되는 총 전력량을 토대로 그 대소를 비교한다. 전력 공급부(110)에서 생산되는 총 전력량이 부하부(130)에서 소비되는 총 전력량보다 작다면 에너지관리시스템(140)은 전력 저장부(120)에 저장된 전력을 부하부(130)에 공급한다.
전력 저장부(120)에 포함되는 에너지저장장치(121, 122, 123)는 각각 그에 연결된 중요부하(131), 일반부하(132), 비중요부하(133)에 전력을 공급할 수 있으며, 다른 실시예에 따르면, 에너지저장장치(121, 122, 123)로부터 공급되는 에너지는 통합되어 중요부하(131), 일반부하(132), 비중요부하(133)의 순으로 필요 전력이 안정적으로 공급되도록 제어될 수 있다. 예를 들면, 중요부하(131)에 전력을 공급하는 에너지저장장치(121)에 저장된 전력량이 충분치 않은 경우(임계값 미만인 경우), 다른 에너지저장장치(122, 123)에 저장된 전력들이 중요부하(131)의 운전을 위해 공급될 수 있다. 이를 위해 에너지저장장치(121) 간에는 서로 출력 전력을 통합 및 교환하기 위한 스위치(미도시됨)가 더 형성될 수 있다.
한편, 전력 공급부(110)에서 생산되는 총 전력량이 부하부(130)에서 소비되는 총 전력량보다 임계값 이상으로 많은 경우에는 잔여 전력 확인부(143)가 잔여 전력이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 마찬가지로 전력 공급부(110)에서의 예상 생산 전력량이 부하부(130)에서의 예상 소비 전력보다 임계값 이상으로 많은 경우에도 잔여 전력이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 총 생산 전력량이 부하부(130) 운전을 위해 필요한 전력량보다 임계값 이상으로 높은지 여부를 판단한다. 여기서의 임계값은 지역 특성에 따라 결정될 수 있다. 전력 공급부(110)에서 생산되는 총 전력량이 부하부(130)에서 소비되는 총 전력량보다 많다고 하여, 무조건 잔여 전력이 저장되도록 제어하면, 측정 오차 또는 예측 불가능한 상황 발생에 따라 정상적인 부하부(130)의 운전이 불가능해질 수도 있다. 따라서, 임계값을 두어 총 생산 전력량이 총 소비 전력량보다 임계값 이상으로 높은 경우에만 잔여 전력이 발생하는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
충전상태 확인부(144)는 전력 저장부(120)의 에너지저장장치(121, 122, 123) 각각에 대한 충전상태를 확인한다. 전술한 바와 같이, 동작 수명의 보장 등을 위해 에너지저장장치(121, 122, 123)는 허용 가능한 충전상태의 범위 내에서 충전 및 방전 동작을 하여야 한다. 충전상태 확인부(144)는 에너지저장장치(121, 122, 123)들이 모두 허용 가능한 충전상태의 범위 내에 존재하는지를 판단하는 한편, 허용 가능한 최소값 미만의 충전상태를 보이는 에너지저장장치(121, 122, 123)의 존재 여부를 확인한다.
잔여 전력 충전 제어부(145)는 잔여 전력 확인부(143)에 의한 확인 결과 잔여 전력이 존재하는 것으로 판단된 경우, 전력 저장부(120)의 에너지저장장치(121, 122, 123)에 해당 잔여 전력이 저장될 수 있도록 제어한다. 먼저, 충전상태 확인부(144)의 확인 결과 허용 가능한 최소값 미만의 충전상태를 보이는 에너지저장장치(121, 122, 123)가 있다면, 해당 에너지저장장치(121, 122, 123)에 우선적으로 잔여 전력을 충전시킨다. 허용 가능한 충전상태의 최소값은 해당 지역 또는 상황에 따라 달리 설정될 수 있으며, 부하의 종류에 따라서도 달리 설정될 수 있다. 예를 들어, 중요부하(131)와 연결된 에너지저장장치(121)일수록 허용 가능한 충전상태의 최소값은 높게 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 잔여 전력 충전 제어부(145)는 생산 전력 확인부(141)에 의해 판단된 총 생산 전력량을 이용하여 우선순위가 가장 높은 중요부하(131)와 연계된 에너지저장장치(121)에 먼저 충전을 행하고, 다른 부하(132, 133)들과 연계된 에너지저장장치(122, 123)에는 잔여 전력량으로 충전을 수행할 수 있다.
허용 가능한 최소값 미만의 충전상태를 보이는 에너지저장장치(121, 122, 123)에 대해 잔여 전력의 충전이 일정 시간 동안 이루어져, 모든 에너지저장장치(121, 122, 123)가 허용 가능한 범위의 충전상태를 보이는 경우, 잔여 전력 충전 제어부(145)는 잔여 전력을 에너지저장장치(121, 122, 123)에 저장하되, 우선순위가 높은 부하(131)에 전력을 공급하는 에너지저장장치(121)에 우선적으로 전력을 저장시킨다. 일 실시예에 따르면, 우선순위가 높은 부하는 중요부하(131)일 수 있다.
잔여 전력 충전 제어부(145)는 중요부하(131)에 전력을 공급하는 에너지저장장치(121)가 만충 상태가 되었을 때, 후순위 부하(132, 133)에 전력을 공급하는 에너지저장장치(122, 123)에 전력을 저장시킬 수도 있고, 중요부하(131)에 전력을 공급하는 에너지저장장치(121)의 충전상태가 임계값(예를 들면, 70%) 이상이 된 경우, 후순위 부하(132, 133)에 전력을 공급하는 에너지저장장치(122, 123)에 전력 충전을 시작할 수도 있다. 또한, 다른 예로서, 각 에너지저장장치(121, 122, 123)에 저장되는 전력의 비율에 차등을 둘 수도 있다. 예를 들어, 잔여 전력을 100%라고 했을 때, 50%는 중요부하(131)와 연결된 에너지저장장치(121)에 저장하고, 나머지 30%는 일반부하(132)와 연결된 에너지저장장치(122), 20%는 비중요부하(133)와 연결된 에너지저장장치(123)에 저장되도록 할 수 있다. 한편, 중요부하(131)와 연계된 에너지저장장치(121)를 우선적으로 충전하여 다른 부하(132, 133)들과 연계된 에너지저장장치(122, 123)보다 높은 충전상태를 갖도록 할 수 있다.
통신부(146)는 에너지관리시스템(140)이 전력 공급부(110), 전력 저장부(120), 부하부(130)로부터 각 부분의 현 상태에 대한 정보 수신 및 제어 명령 송신을 가능하게 한다. 전체적으로, 통신부(146)는 본 발명에 따른 에너지관리시스템(140)이 전력 공급부(110), 전력 저장부(120), 부하부(130) 등과 같은 외부 장치와 통신할 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
제어부(147)는 생산 전력 확인부(141), 소비 전력 확인부(142), 잔여 전력 확인부(143), 충전상태 확인부(144), 잔여 전력 충전 제어부(145), 통신부(146) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 제어부(147)는 생산 전력 확인부(141), 소비 전력 확인부(142), 잔여 전력 확인부(143), 충전상태 확인부(144), 잔여 전력 충전 제어부(145), 통신부(146)에서 각각 고유한 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지관리시스템에서의 잔여 전력 충전 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에너지관리시스템(140)은 먼저 현재 전력 공급부(110)의 총 생산 전력과 부하부(130)의 총 소비 전력을 확인한다(S310). 전술한 바와 같이, 현재 총 생산 전력과 총 소비 전력을 확인할 수도 있고, 생산 전력의 예측량과 소비 전력의 예측량을 확인할 수도 있다.
총 생산 전력 및 총 소비 전력이 확인되면, 총 생산 전력이 총 소비 전력보다 크며, 그 차이가 임계값 이상인지 여부를 판단한다(S320). 판단 결과, 총 생산 전력이 총 소비 전력보다 작거나, 총 생산 전력이 총 소비 전력보다 크지만 그 차이가 임계값 미만인 경우, 에너지관리시스템(140)은 전력 저장부(120)의 에너지저장장치(121, 122, 123)를 방전모드로 전환 또는 유지하여, 현재까지 충전된 전력으로 부하들이 운전될 수 있도록 할 수 있다(S330). 이 때, 부하부(130)의 중요부하(131)는 계통전원 공급부(111)와 바이패스로 연결될 수도 있다. 일 실시예에 따른 방전모드는, 가장 높은 우선순위를 갖는 중요부하(131)와 연계된 에너지저장장치(121)의 충전 레벨이 현재 불충분한 상태인지를 판단하고, 상대적으로 낮은 우선순위를 갖는 부하(132, 133)와 연계된 적어도 하나의 에너지저장장치(122, 123)의 전력을 이용하여 중요부하(131)와 연계된 에너지저장장치(131)를 충전하는 방식으로 수행될 수 있다.
단계 S320에서의 판단 결과, 총 생산 전력이 총 소비 전력보다 크며, 그 차이가 임계값 이상인 경우에는, 전력 저장부(120)의 에너지저장장치(121, 122, 123) 중 충전상태가 허용 가능한 최소값 미만인 것이 존재하는 지를 판단한다(S340). 만약 그러한 에너지저장장치(121, 122, 123)가 존재한다면, 잔여 전력이 해당 에너지저장장치(121, 122, 123)에 충전되도록 제어한다(S350). 만약, 모든 에너지저장장치(121, 122, 123)의 충전상태가 허용 가능한 범위 내에 존재한다면, 에너지관리시스템(140)은 우선순위가 높은 부하(131)와 연결된 에너지저장장치(121)로부터 잔여 전력이 충전될 수 있도록 제어한다.
이를 위해, 부하부(130)의 중요부하(131)에 전력 공급을 하는 에너지저장장치(121)가 만충 상태인지 여부를 판단한다(S360). 만약, 만충 상태로 판단되는 경우에는 후순위 부하, 즉, 일반부하(132) 및 비중요부하(133)와 각각 연결된 에너지저장장치(122, 123)에 차례로 잔여 전력을 저장시킨다.
반대로, 단계 S360의 판단 결과, 중요부하(131)에 전력 공급을 하는 에너지저장장치(121)가 만충 상태가 아닌 경우에는 중요부하(131)와 연결된 에너지저장장치(121)에 우선적으로 잔여 전력을 충전시키고, 부하의 우선순위에 따라 해당 부하에 전력 공급을 하는 에너지저장장치(122, 123)에 순차적으로 잔여 전력을 저장시킨다(S380). 중요부하(131)와 연결된 에너지저장장치(121)가 만충되고 난 후에 후순위 부하(132, 133)와 연결된 에너지저장장치(122, 123)에 에너지를 저장시킬 수도 있고, 중요부하(131)연결된 에너지저장장치(121)에 일정 비율만큼 충전을 한 후 후순위 부하(132, 133)와 연결된 에너지저장장치(122, 123)에 에너지를 저장시킬 수도 있으며, 잔여 전력을 일정 비율로 나누어 우선순위가 높은 부하와 연결되어 있는 에너지저장장치일수록 많은 비율의 전력이 저장되게끔 할 수도 있음은 전술한 바와 같다.
또한, 다른 예로서, 우선순위가 높은 부하와 연결된 에너지저장장치일수록 높은 충전상태를 보이도록 잔여 전력 충전 과정을 제어할 수도 있다.
예를 들면, 중요부하(131)와 연결된 에너지저장장치(121)는 그 충전상태가 90%가 되도록 충전을 진행하고, 일반부하(132)와 연결된 에너지저장장치(122) 및 비중요부하(133)와 연결된 에너지저장장치(123)는 각각 그 충전상태가 70%, 60%이 되도록 충전을 진행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 생산되는 전력 중 잔여 전력이, 중요부하와 연결되어 있는 에너지저장장치에 우선적으로 저장될 수 있도록 함으로써, 사용 가능성 및 활용 가능성이 높은 에너지저장장치의 충전상태를 항상 높은 상태로 유지할 수 있게 된다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 전력 공급부
120: 전력 저장부
121, 122, 123: 에너지저장장치
130: 부하부
131: 중요부하
132: 일반부하
133: 비중요부하
140: 에너지관리시스템
141: 생산 전력 확인부
142: 소비 전력 확인부
143: 잔여 전력 확인부
144: 충전상태 확인부
145: 잔여 전력 충전 제어부

Claims (20)

  1. 에너지관리시스템의 전력 분산 방법으로서,
    전력 공급부에서 현재 가능한 총 전력 생산량을 판단하는 단계;
    복수개의 에너지저장장치(ESS: Energy Storage System)과 각각 연계된 복수개의 부하에 현재 공급되어야 하는 필요 전력량을 판단하는 단계;
    상기 현재 가능한 총 전력 생산량과 상기 필요 전력량을 토대로 현재 충전이 가능한 잔여 전력량을 판단하는 단계; 및
    상기 총 전력 생산량을 복수개의 부하들 중 우선순위가 가장 높은 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치에 충전하고, 다른 복수개의 부하들과 연계된 에너지저장장치에는 상기 잔여 전력량으로 충전을 수행하는 단계를 포함하는, 전력 분산 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전 수행 단계는,
    상기 다른 복수개의 부하들과 연계된 복수개의 에너지저장장치 중 충전상태(SoC: State of Charge)가 허용 가능한 최소값 미만인 것이 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 최소값 미만인 충전상태를 보이는 에너지저장장치에 먼저 상기 잔여 전력을 충전시키는 단계를 포함하는, 전력 분산 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 부하 각각의 우선순위를 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 우선순위에 따라 복수개의 부하 각각과 연계된 에너지저장장치를 순차적으로 충전하는 단계를 더 포함하는, 전력 분산 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 순차적 충전 단계는,
    가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 제1 에너지저장장치를 충전하는 단계; 및
    상기 제1 에너지저장장치의 충전상태가 기 설정된 최소값에 도달하면, 후순위로 판단된 복수개의 부하와 연계된 복수개의 에너지저장장치를 충전하는 단계를 포함하는, 전력 분산 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 순차적 충전 단계는,
    상기 잔여 전력을 일정 비율로 분할하여 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 상기 잔여 전력량 중 가장 높은 비율로 충전하는 단계를 포함하는, 전력 분산 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수개의 부하는 높은 우선순위 부하, 일반 부하 및 낮은 우선순위 부하로 구성되고,
    상기 잔여 전력량의 일정 비율은, 상기 높은 우선순위 부하에 대한 50%, 상기 일반 부하에 대한 30%, 상기 낮은 우선순위 부하에 대한 20%로 분할되는, 전력 분산 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 순차적 충전 단계는,
    가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 충전하여 상기 에너지저장장치가 다른 복수개의 부하들과 연계된 에너지저장장치보다 높은 충전상태를 갖도록 하는 단계를 포함하는, 전력 분산 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 잔여 전력량 판단 단계는,
    상기 현재 가능한 총 생산 전력량이 상기 필요 전력량 대비 임계값 이상 초과하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 전력 분산 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 잔여 전력량이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 상기 복수개의 에너지저장장치를 방전모드로 전환하거나 현재 충전 레벨로 유지시키는 단계를 더 포함하는, 전력 분산 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방전 모드에서의 동작은,
    가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치의 충전 레벨이 불충분한지 여부를 판단하는 단계; 및
    상대적으로 낮은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 적어도 하나의 에너지저장장치의 전력을 이용하여 상기 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 충전하는 단계를 포함하는, 전력 분산 방법.
  11. 전력 공급부에서 현재 가능한 총 생산 전력량을 판단하는 전력 판단부;
    복수개의 에너지저장장치 각각과 연계된 복수개의 부하에 현재 공급되어야 하는 필요 전력량을 판단하는 소비 전력 판단부;
    상기 총 생산 전력량과 상기 필요 전력량을 토대로 현재 잔여 전력량을 판단하는 잔여 전력 판단부; 및
    상기 총 전력 생산량을 복수개의 부하들 중 우선순위가 가장 높은 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치에 충전하고, 다른 복수개의 부하들과 연계된 에너지저장장치에는 상기 잔여 전력량으로 충전을 수행하는 제어부를 포함하는, 마이크로그리드 에너지 분산 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다른 복수개의 부하들과 연계된 복수개의 에너지저장장치 중 충전상태가 허용 가능한 최소값 미만인 것이 존재하는지 여부를 판단하는 충전 상태 판단부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 최소값 미만인 충전상태를 보이는 에너지저장장치에 먼저 상기 잔여 전력을 충전시키는, 마이크로그리드 에너지 분산 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수개의 부하 각각의 우선순위를 판단하고,
    상기 판단된 우선순위에 따라 복수개의 부하 각각과 연계된 에너지저장장치를 순차적으로 충전하는, 마이크로그리드 에너지 분산 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 순차적 충전은,
    가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 제1 에너지저장장치를 충전하고,
    상기 제1 에너지저장장치의 충전상태가 기 설정된 최소값에 도달하면, 후순위로 판단된 복수개의 부하와 연계된 복수개의 에너지저장장치를 충전함으로써 수행되는, 마이크로그리드 에너지 분산 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 순차적 충전은,
    상기 잔여 전력을 일정 비율로 분할하여 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 상기 잔여 전력량 중 가장 높은 비율로 충전함으로써 수행되는, 마이크로그리드 에너지 분산 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수개의 부하는 높은 우선순위 부하, 일반 부하 및 낮은 우선순위 부하로 구성되고,
    상기 잔여 전력량의 일정 비율은, 상기 높은 우선순위 부하에 대한 50%, 상기 일반 부하에 대한 30%, 상기 낮은 우선순위 부하에 대한 20%로 분할되는, 마이크로그리드 에너지 분산 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 순차적 충전은,
    가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 충전하여 상기 에너지저장장치가 다른 복수개의 부하들과 연계된 에너지저장장치보다 높은 충전상태를 갖도록 함으로써 수행되는, 마이크로그리드 에너지 분산 시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 잔여 전력량 판단은,
    상기 현재 가능한 총 생산 전력량이 상기 필요 전력량 대비 임계값 이상 초과하는지 여부를 판단함으로써 수행되는, 마이크로그리드 에너지 분산 시스템.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 잔여 전력량이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 상기 복수개의 에너지저장장치를 방전모드로 전환하거나 현재 충전 레벨로 유지시키는 동작을 더 수행하는, 마이크로그리드 에너지 분산 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 방전 모드는,
    가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치의 충전 레벨이 불충분한지 여부를 판단하고,
    상대적으로 낮은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 적어도 하나의 에너지저장장치의 전력을 이용하여 상기 가장 높은 우선순위를 갖는 것으로 판단된 부하와 연계된 에너지저장장치를 충전하도록 설정되는, 마이크로그리드 에너지 분산 시스템.
KR1020150050316A 2014-12-30 2015-04-09 마이크로그리드 에너지관리시스템 및 에너지저장장치에 대한 전력 저장 방법 KR101661704B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/586,429 US20160190822A1 (en) 2014-12-30 2014-12-30 Microgrid energy management system and power storage method for energy storage system
US14/586,429 2014-12-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160082319A true KR20160082319A (ko) 2016-07-08
KR101661704B1 KR101661704B1 (ko) 2016-09-30

Family

ID=56165409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150050316A KR101661704B1 (ko) 2014-12-30 2015-04-09 마이크로그리드 에너지관리시스템 및 에너지저장장치에 대한 전력 저장 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20160190822A1 (ko)
KR (1) KR101661704B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101871237B1 (ko) * 2018-02-26 2018-06-27 주식회사 케이디티 태양광 연계형 ess의 충방전 밸런싱 제어장치
KR101871236B1 (ko) * 2018-02-26 2018-07-31 주식회사 케이디티 태양광 연계형 멀티 ess의 충방전 밸런싱 제어장치
WO2018143724A1 (ko) * 2017-02-06 2018-08-09 주식회사 지오라인 집합건물에 설치된 전력수요장치 충전 시스템
KR102343870B1 (ko) 2021-06-21 2021-12-27 한화시스템 주식회사 함정 전투체계에서의 함정 식별 장치 및 방법
KR20220072292A (ko) * 2020-11-25 2022-06-02 한국에너지기술연구원 다입력 다출력 에너지 인터린커
KR102503382B1 (ko) * 2021-09-30 2023-02-28 에너지기술서비스(주) 신재생 에너지 발전설비와 연계된 에너지 저장시스템의 관리방법

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9979195B2 (en) * 2015-01-30 2018-05-22 General Electric Company Power distribution in energy storage farms
US9991716B2 (en) * 2015-02-26 2018-06-05 General Electric Company Delivery of multiple grid services with energy storage system
KR101809787B1 (ko) * 2015-03-10 2017-12-15 엘에스산전 주식회사 배터리 전력 공급 시스템을 포함하는 전력 공급 시스템
US20170063127A1 (en) * 2015-08-26 2017-03-02 The Aes Corporation Battery Backup Capacity Method and System
KR101943468B1 (ko) * 2016-12-09 2019-01-29 효성중공업 주식회사 마이크로그리드 시스템 및 고장 처리 방법
WO2018107065A1 (en) * 2016-12-11 2018-06-14 Sandeep Agarwal Smart energy storage system
US10554046B2 (en) * 2017-12-18 2020-02-04 International Business Machines Corporation Virtualization of large-scale energy storage
WO2020060943A1 (en) * 2018-09-17 2020-03-26 Caban Systems, Inc. Systems and methods for energy storage and power distribution
KR102212989B1 (ko) 2018-12-06 2021-02-05 한전케이디엔주식회사 에너지 저장장치를 제어하기 위한 장치 및 그 방법
US11888334B2 (en) * 2020-10-27 2024-01-30 Caterpillar Inc. Methods and systems for charging or discharging energy storage systems
KR102616888B1 (ko) * 2021-04-08 2023-12-21 이상선 지역 단위 전력망 시스템
CN115765119B (zh) * 2023-01-10 2023-07-28 深圳瑞福来智能科技股份有限公司 储能电源的充电管理方法、储能电源及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101319254B1 (ko) * 2011-08-24 2013-10-17 그린베일 주식회사 스마트 마이크로 그리드 운영시스템 및 방법
JP2013230000A (ja) * 2012-04-25 2013-11-07 Osaka Gas Co Ltd 電力供給システム

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010030468A1 (en) * 1999-12-16 2001-10-18 Anderson George A. Method and apparatus utilized for priority sequencing
JP4165601B2 (ja) * 2004-11-30 2008-10-15 トヨタ自動車株式会社 交流電力供給システム、電源装置およびそれを備えた車両
JP5513819B2 (ja) * 2009-09-15 2014-06-04 パナソニック株式会社 配電システム
KR101611287B1 (ko) * 2009-11-13 2016-04-11 엘지전자 주식회사 지능형 계측 기기
JP5304764B2 (ja) * 2010-10-25 2013-10-02 日本電気株式会社 設備電力管理システム
US9374787B2 (en) * 2011-02-10 2016-06-21 Alcatel Lucent Method and apparatus of smart power management for mobile communication terminals using power thresholds
KR20120111406A (ko) * 2011-03-31 2012-10-10 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
KR101500304B1 (ko) * 2011-12-26 2015-03-11 주식회사 케이티 에너지 저장장치의 충방전 제어 방법 및 시스템
US9048671B2 (en) * 2012-02-24 2015-06-02 Green Charge Networks Llc Delayed reactive electrical consumption mitigation
US9509176B2 (en) * 2012-04-04 2016-11-29 Ihi Inc. Energy storage modeling and control
US9431827B2 (en) * 2012-04-30 2016-08-30 Green Charge Networks Llc Load isolation consumption management systems and methods
WO2014058571A2 (en) * 2012-10-08 2014-04-17 Eaton Corporation Generator dispatching or load shedding control method and system for microgrid applications
US10483760B2 (en) * 2013-03-14 2019-11-19 Raytheon Company Energy storage peak shaving of electrical power for facilities
CA2818450C (en) * 2013-06-17 2020-04-07 Mcmaster University Reconfigurable hybrid energy storage system for electrified vehicles
US9564773B2 (en) * 2014-09-24 2017-02-07 Intel IP Corportation Methods and systems for optimizing location-based wireless charging

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101319254B1 (ko) * 2011-08-24 2013-10-17 그린베일 주식회사 스마트 마이크로 그리드 운영시스템 및 방법
JP2013230000A (ja) * 2012-04-25 2013-11-07 Osaka Gas Co Ltd 電力供給システム

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018143724A1 (ko) * 2017-02-06 2018-08-09 주식회사 지오라인 집합건물에 설치된 전력수요장치 충전 시스템
KR20180091170A (ko) * 2017-02-06 2018-08-16 주식회사 지오라인 집합건물에 설치된 전력수요장치 충전 시스템
KR101871237B1 (ko) * 2018-02-26 2018-06-27 주식회사 케이디티 태양광 연계형 ess의 충방전 밸런싱 제어장치
KR101871236B1 (ko) * 2018-02-26 2018-07-31 주식회사 케이디티 태양광 연계형 멀티 ess의 충방전 밸런싱 제어장치
KR20220072292A (ko) * 2020-11-25 2022-06-02 한국에너지기술연구원 다입력 다출력 에너지 인터린커
KR102343870B1 (ko) 2021-06-21 2021-12-27 한화시스템 주식회사 함정 전투체계에서의 함정 식별 장치 및 방법
KR102503382B1 (ko) * 2021-09-30 2023-02-28 에너지기술서비스(주) 신재생 에너지 발전설비와 연계된 에너지 저장시스템의 관리방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20160190822A1 (en) 2016-06-30
KR101661704B1 (ko) 2016-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101661704B1 (ko) 마이크로그리드 에너지관리시스템 및 에너지저장장치에 대한 전력 저장 방법
US10193343B2 (en) Method for managing power of energy storage system connected with renewable energy
US20180301907A1 (en) Systems, methods and controllers for control of power distribution devices and systems
US9891645B2 (en) Progressive optimization dispatching method of smart distribution system
US9899856B2 (en) Energy storage system, method and apparatus for controlling charging and discharging of the same
JP6604327B2 (ja) 分散電源システム、局制御装置、制御方法およびプログラムが記憶された記憶媒体
KR101899123B1 (ko) 국가 전력의 효율적 운용을 위한 국가 전력 통합 운용 시스템
KR101819277B1 (ko) 에너지 저장 시스템
JP6609520B2 (ja) マイクログリッド制御装置及び方法
KR101888410B1 (ko) 마이크로 그리드 운영 시스템
KR102243021B1 (ko) 하이브리드 에너지 저장 시스템 및 그 제어 방법
KR102238153B1 (ko) 전력 관리 시스템
KR101718210B1 (ko) 전력 관리 방법 및 시스템
KR101736717B1 (ko) 에너지 저장 장치 및 그의 제어 방법
JP2017189045A (ja) 蓄電池システム及び蓄電池制御方法
US11990759B2 (en) Power management system
JP6692205B2 (ja) 連系運転制御装置およびこれを用いた分散型電源の運転システム並びに連系運転制御方法
JP6730151B2 (ja) 電力需給管理装置
Jarrou et al. Fault diagnosis and fault tolerant control based on model predictive control for nearly zero energy buildings
JP6475515B2 (ja) 電力変換装置及び電力管理システム
CN114123459A (zh) 电力***中的燃料电池和电池备用电源
KR20200056159A (ko) Fr-ess 드룹 제어 방법 및 이를 이용한 fr-ess 드룹 제어 장치
JP2020182299A (ja) サーバ装置及び制御方法
Phommixay et al. Real time power sharing of fuel cells microgrid considering short term preventive maintenance outage
KR101936864B1 (ko) 프로파일에 기반한 에너지저장시스템의 운영 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190708

Year of fee payment: 4