KR20190118436A - 다중 dc 마이크로그리드 시스템에서의 마이크로그리드간의 전력 공유 방법 - Google Patents

Abstract

다중 DC 마이크로그리드 시스템에서의 마이크로그리드간의 전력 공유 방법을 제공하되, 마이크로그리드간의 전력 공유 방법은 각 마이크로그리드가 장기 전력 스케줄링에 따라 마이크로그리드 내부에 포함된 전압형 컨버터(VSC)와 DC/DC 컨버터에 대하여 전압 동작점과 드룹(Droop) 기울기의 기준치를 설정하고, 드룹제어를 통해 전압을 제어하고, 각 마이크로그리드에서 부하와 발전량의 예측 오차가 발생하여 드룹제어를 통해 증가시키고자 하는 전력값이 제 1 임계값보다 큰 상태가 임계시간 이상 지속되는 경우, 단기 전력 스케줄링을 통해 전압 동작점과 드룹 기울기의 기준치를 재산출하며, 단기 전력 스케줄링 과정에서 제약조건을 만족하는 전압 동작점과 드룹 기울기의 기준치가 산출되지 않는 경우 다른 마이크로그리드로부터 전력을 공유 받되, 전압형 컨버터 또는 DC/DC 컨버터의 전력값이 제 1 임계값을 초과하지 않은 마이크로그리드로부터 전력을 공유 받는다.

Description

다중 DC 마이크로그리드 시스템에서의 마이크로그리드간의 전력 공유 방법{POWER SHARING METHOD IN DC MICROGRIDS SYSTEM}

본 발명은 다중 DC 마이크로그리드 시스템에서의 마이크로그리드간의 전력 공유 방법에 관한 것이다.

직류배전 방식은 1880년에 개발된 이후 근래 신재생 에너지 발전원, 에너지 저장장치, 전기 자동차 등과 통신 분야를 포함한 IT 기술과의 융합으로 발생한 스마트그리드 시장의 등장으로 다시금 주목을 받기 시작하고 있다. 특히, 전력변환 기기의 발달, 직류 부하의 증가와 같은 환경의 변화와 더불어, 리액턴스 성분 및 주파수가 없어 무효전력으로 인한 손실과 표피효과가 없으며 절연레벨이 낮고 전력 효율 상승과 같은 기존 직류의 장점이 부각되어 전력 계통의 패러다임이 AC에서 DC로 변화하고 있다.

DC 마이크로그리드(Microgrid, MG)는 AC 마이크로그리드와 시스템 구성 요소는 동일하지만 전력변환기 없이 DC 기반의 분산전원 및 부하와 연결되어 있다는 것에 차이점이 있다. DC 마이크로그리드에서는 다수의 분산전원을 전력변환 과정 없이 직접 연결할 수 있어 에너지 효율 증대 및 비용 저감의 효과를 가져오며, 전압과 주파수 제어가 필요한 AC와 달리 DC 전력망에서는 전압만 제어하므로 비교적 외란에 강해 중요 부하를 제어하는데 유용한 것으로 알려져 있다. 특히, 전기자동차를 포함한 에너지 저장장치와 분산전원의 증가와, 데이터 센터와 같은 중요 직류 부하가 늘어남 따라 DC 마이크로그리드의 연구 및 구축은 늘어날 전망이다. 이와 더불어 HVDC를 이용한 장거리 대용량 DC송전시스템이 구축되는 등 전력 변환 설비 및 관련 기술의 발달로 인해 대용량화가 가능해지면서 배전에 있어서 DC 마이크로그리드의 현실화가 가능해지고 있다.

그러나 DC 마이크로그리드에서는 선로 저항으로 인한 전압 변동 및 손실이 지대한 영향을 가지므로 전압 제어를 통해 이러한 단점을 보완할 필요가 있다. 따라서 DC 마이크로그리드 및 DC 마이크로그리드 간의 전압 협조 제어를 통해 단일 DC 마이크로그리드 내부의 전압은 물론 DC로 구성된 배전망 전체의 전압 또한 해당 지점의 일정 범위를 유지하는 것이 필요하다.

DC 마이크로그리드에서는 전압이 제어 대상이 되며, 유효전력(Power)에 따라 계통 내의 전압이 조정되기 때문에 발전원들의 출력의 조정이 필요하다. 또한 DC 마이크로그리드에서는 주로 유효전력을 사용하는 부하가 연결되며 이러한 부하들의 변동에 따라서 전압이 변동하고 전압이 제어되지 않는다면 전압 붕괴로 인한 정전과 같은 계통의 안정도에 상당한 악영향을 끼치게 된다.

DC 마이크로그리드의 전압을 제어하는 방법에는 기본적으로 P-V 드룹(Droop) 방법과 V-I 드룹 방법이 있는데, P-V드룹방법의 경우 발전원들의 유효전력에 대한 기준치의 조정에 따라 전압이 제어되고, V-I 드룹방법의 경우 전압 기준치의 조정에 따라 출력 전류가 결정되고, 그에 따라서 유효전력이 종속적으로 결정된다. 기존 AC 마이크로그리드에서도 사용되는 드룹 제어 기법은 기본적으로 분산제어기법이지만 정해진 곡선에 따라 출력을 분배하는 형태이기 때문에 제어 대상에 대한 오차(Deviation)가 발생하고 이것을 추가로 보상해야 할 필요가 있다. DC 마이크로그리드에서의 드룹 제어기법은 유효전력, 전압과 전류 사이의 관계(옴의 법칙)로 인해서 오차가 발생하며, 전압과 전류 사이에는 상충관계(Trade-off)가 존재한다. 즉, 전압을 정확히 제어하면 전류의 오차가 발생하고, 전류를 정확히 제어하면 전압의 오차가 발생하는 상충관계가 발생한다.

이 문제를 해결하기 위하여 종래 기술들에서는 계층적인 제어 구조(Hierarchical Control Architecture)를 도입하는데, 계층적 제어 구조에서 드룹 제어는 3개의 계층 중에 가장 하위 계층에 존재하고, 여기서 발생하는 오차를 중간 계층인 2차 제어(Secondary Control)가 보상한다. 2차 제어에서는 각 분산전원의 드룹 제어 곡선에서 발생한 전압 오차들에 대한 평균값을 도출하여 도출된 값을 보상 값으로 하달하는 방식이 일반적이며, 이것은 해당 드룹 제어 곡선을 y축으로 평행 이동시키는 효과를 발생시킨다. 이러한 2차 제어에서의 제어구조는 중앙집중형태와 분산형태로 분류되는데 중앙집중형태의 경우 시스템 운영 주체가 모든 오차 값들을 고려하여 보상 값을 계산하여 각 컨버터에 하달해주는 반면, 분산형태의 경우 MAS(multi agent system)와 유사하게 각 컨버터에 에이전트(Agent)가 존재하여 인근의 에이전트 간의 통신을 통해 해당되는 보상값을 도출해낸다. 기본적으로 3차 제어 계층에서는 각 분산전원의 출력을 경제적으로 결정하기 위하여 마이크로그리드 운영 비용 최소화 등의 목적 하에 최적화 문제를 풀이한다. 일부 종래 기술에서는 2차 제어의 보상을 생략하고 3차 제어에서, 1차 계층의 드룹 제어에서의 상충관계 문제를 고려하여 드룹 곡선의 매개변수(Parameter)들을 조건에 따라 변경하는 것으로 해결하며, 이를 적응적 드룹제어(Adaptive Droop Control)라고 한다.

본 발명에서는 복수의 DC 마이크로그리드를 포함하는 다중 DC 마이크로그리드 시스템에서 마이크로그리드 간의 전력 공유를 통해 다중 DC 마이크로그리드의 운영 안정성을 향상시키고자 한다.

대한민국등록특허 제10-1678857호(발명의 명칭: 마이크로그리드의 실시간 전력 수급, 전력 수급 예측 및 전력 공유 제어 장치)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 다중 DC 마이크로그리드 시스템에서 마이크로그리드간의 전력 공유 방법을 제공하고자 한다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따른 다중 DC 마이크로그리드 시스템에서의 마이크로그리드간의 전력 공유 방법은 (a) 각 마이크로그리드가 장기 전력 스케줄링에 따라 마이크로그리드 내부에 포함된 전압형 컨버터(voltage source converter, VSC)와 DC/DC 컨버터에 대하여 전압 동작점과 드룹(Droop) 기울기의 기준치를 설정하고, 드룹제어를 통해 전압을 제어하는 단계; (b) 각 마이크로그리드에서, 부하와 발전량의 예측 오차가 발생하여, 드룹제어를 통해 증가시키고자 하는 전력값이 제 1 임계값보다 큰 상태가 임계시간 이상 지속되는 경우, 단기 전력 스케줄링을 통해 상기 전압 동작점과 드룹 기울기의 기준치를 재산출하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계에서 상기 단기 전력 스케줄링 과정에서 제약조건을 만족하는 전압 동작점과 드룹 기울기의 기준치가 산출되지 않는 경우, 다른 마이크로그리드로부터 전력을 공유 받는 단계를 포함한다. 이때, 상기 (c) 단계는 전압형 컨버터 또는 DC/DC 컨버터의 상기 전력값이 제 1 임계값을 초과하지 않은 마이크로그리드로부터 전력을 공유 받는다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 다중 DC 마이크로그리드 시스템에서의 신재생발전량의 변화 또는 부하량의 변화에 따른 시스템의 불안정성이 발생하는 경우 전력 공유를 통해 이를 해소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 DC 마이크로그리드 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 DC 마이크로그리드의 토폴로지를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공유 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공유 방법을 나타내는 드룹 제어 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공유 방법을 나타내는 드룹 제어 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공유 방법을 나타내는 드룹 제어 과정을 도시한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 DC 마이크로그리드 시스템을 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 DC 마이크로그리드 시스템은 복수의 DC 마이크로그리드(100)들이 접속된 것으로, 전력계통(300)으로부터 컨버터를 경유하여 DC전력을 공급받는다. 다중 DC 마이크로그리드 시스템은 부족한 전력에 대한 정보 또는 남는 전력 전력에 대한 정보를 서로 교환하고 이를 통해 전력 공유가 일어나도록 한다. 이를 위해, 각 마이크로그리드에는 이러한 역할을 수행하는 에이전트(200)가 결합된다.

특히, 복수의 에이전트(200)가 배치된 멀티 에이전트 시스템(Multi-Agent System, MAS)을 통해 각각의 에이전트들이 정보를 교환하고, 이를 바탕으로 각각이 미리 설정되어 있는 알고리즘에 따라 의사결정을 하여 상대방 에이전트에 대한 명령을 수행한다.

각 에이전트(200)는 프로세스와 메모리, 통신모듈등을 포함하는 컴퓨팅 시스템을 통해 구현되며, 각 DC 마이크로그리드에 대한 전력 스케줄링, 드룹 제어에 기반한 전압, 전력 또는 전류 제어 등을 수행한다. 또한, 본 발명에서는 드룹 제어를 통해 공급가능한 최대 전력을 기준으로 특정된 임계값에 근접한 경우 전력 스케줄링을 다시 수행하여 전압 동작점과 드룹 기울기의 기준치를 재산출하는 동작이나, 전력을 공유 받는 값 또는 전력을 공유해주는 값을 각각 산출하여 전력 공유가 이루어지도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 DC 마이크로그리드의 토폴로지를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 복수의 DC 마이크로그리드를 이용하여 다양한 토폴로지의 분산 형태의 시스템을 구축할 수 있다. 특히, 플러그 앤 플레이(Plug and Play, PnP) 방식을 이용하여 토폴로지 구축에 유연성을 부여할 수 있다. 즉, 추가적인 DC 마이크로그리드가 구성될 때 해당 다중 시스템과 바로 연계가 가능하다.

또한, 다중 DC 마이크로그리드 시스템에서 마이크로그리드 간에 전력공유를 수행하는 것으로 유연성 있고 신뢰도 높은 전력 계통 운영이 가능하다. 급격한 부하 변동 또는 신재생 발전원 변동으로 인해 단일 DC 마이크로그리드 내의 전압 제어만으로 전압 안정 범위의 유지가 불가능할 때 부하 차단(Load Shedding) 없이 전력 공유를 통해 이를 해결할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공유 방법을 도시한 순서도이고, 도 4내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공유 방법을 나타내는 드룹 제어 과정을 도시한 도면이다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 마이크로그리드는 장기(long term) 전력 스케줄링에 따라 마이크로그리드 내부에 포함된 유닛들에 대하여 전압 동작점과 드룹 기울기의 기준치를 설정하고, 드룹제어를 통해 전압을 제어한다(S310). 이때, 마이크로그리드 내부에 포함되는 유닛으로는 전압형 컨버터(voltage source converter, VSC)와 DC/DC 컨버터가 있으며, 이들에 대하여 각각 드룹 제어를 통해 전압을 제어한다. 이때, 전압형 컨버터는 마이크로그리드 내부에서 AC 전원들을 DC 계통에 연계해주는 컨버터를 의미한다. 이때, 전압형 컨버터에 대해서는 P-V 드룹제어를 적용하고, DC/DC 컨버터에 대해서는 V-I 드룹제어를 적용한다. 즉, 전압형 컨버터에 대해서는 x축이 전력(P), y축이 전압(v)을 나타내는 그래프에서 드룹제어를 수행하고, DC/DC 컨버터에 대해서는 x축이 전류(I), y축이 전압(v)을 나타내는 그래프에서 드룹제어를 수행한다. 각 그래프에서 y 축에 해당하는 전압에 대하여 임계값을 지정하고 이를 전압 허용 범위로 특정하여 드룹제어를 수행한다. 이때, 전압 허용 범위는 마이크로그리드 운영자 또는 전압형 컨버터나 DC/DC 컨버터등의 제어를 수행하는 장치의 관리자에 의하여 설정된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 신재생 발명유닛의 발전량이 감소하거나 부하가 증가하는 등의 원인으로 전압이 강하하게 되면, 드룹제어에 의하여 출력이 증가하게 된다. 그리고, 설정된 전압 동작점과 드룹제어에 사용되는 그래프의 기울기 조정을 통해 그래프를 변경한다.

다만, 이와 같은 드룹제어를 통해 제어동작을 수행하는 과정에서 지속적으로 발전량 또는 부하에 변화가 발생하여, 부하와 발전량의 예측 오차가 계속 커지게 되면 단기(short term) 전력 스케줄링에 따라 전압 동작점과 드룹 기울기의 기준치를 재산출한다(S320).

도 5를 참고하여 설명하면, 단기 전력 스케줄링에 따라 증가시키고자 하는 전력값 중에서 드룹제어가 가능한 최대 전력의 80%에 해당하는 값을 제 1 임계값, 최대 전력의 90%에 해당하는 값을 제 2 임계값으로 정의한다. 이때, 드룹제어를 통해 전력이 제 1 임계값을 초과하게 되면 드룹제어만으로는 제어가 불가능하다고 판단하고, 단기 전력 스케줄링에 따라 전압동작점과 드룹 기울기를 다시 산출하는 재스케줄링 작업을 수행한다. 이때, 이러한 재스케줄링은 제 1 임계값을 초과한 상황이 임계시간(예를 들면, 30초) 동안 지속되는 경우 재스케줄링을 수행하도록 한다(도 5의 case 1).

그리고, 드룹제어를 통해 전력이 제 2 임계값을 초과하게 되면 재스케줄링 작업을 수행하는데, 이때에는 임계시간동안의 지속 여부를 판단하지 않고 재스케줄링 작업을 수행한다(도 5의 case 2).

이러한 재스케줄링 작업을 수행한 결과, 제약조건을 만족하는 전압 동작점과 드룹 기울기의 기준치가 산출된다면, 이를 이용하여 마이크로그리드의 전력 제어를 수행한다(S330, S340).

이때, 제약조건으로는 다음과 같은 조건들이 사용될 수 있다.

먼저, 시간대별 총 발전 출력 합이 모든 부하 소비량 예측 합 보다 크거나 같아야한다는 조건이다. 예를 들어 1시간 단위로 24시간에 대하여 전력 스케쥴링을 수행 하는 것이라면 매시간대의 값들이 위 조건을 만족해야 한다. 이때, 부하 소비량은 다른 예측 알고리즘을 통해 예측된 것이며, 총 발전 출력 합이 크거나 같은 이유는 DC 계통의 경우 계통 내에서 소모되는 손실까지 고려해야하기 때문이다.

다음으로, BESS(Battery Energy Storage System)의 제약을 고려할 수 있다. 배터리의 저장량에 대한 상태를 SOC(state of charge)라고 하는데 이것이 0%부터 100% 사이의 값이어야 한다. 배터리는 매시간에 출력이 결정됨에 따라 SOC가 변동되며 전 시간대와 현 시간대의 SOC 간에는 출력 및 효율 등을 고려한 제약이 존재한다. 예를 들어, 10kW/10kWh의 사양을 갖는 배터리는 현재 시간 1시에 배터리의 현 SOC가 4kWh(0.4 SOC)이고 1시부터 2시까지의 1시간동안의 결정된 출력(충전 또는 방전)에 따라 다음 2시의 SOC가 결정되는 제약 조건을 갖는다.

다음으로, DC 마이크로그리드 전력 계통 내의 모선(bus)들의 전압 제약을 고려할 수 있다. 각 모선마다 전압 민감도가 달라지며 이에 따라 제약이 변경될 수 있다. 예를 들어, i번째 모선의 전압이 계통의 정격전의 95%부터 105%사이에 존재해야 한다는 제약등이 있을 수 있다.

다음으로, BESS를 포함한 대다수의 분산전원의 출력제약을 고려할 수 있는데, 예를 들면, 출력(발전) 값은 보통 0부터 정격 출력 사이에 존재해야 한다는 제약이다.

다음으로, 드룹 제어를 수행되는 PCS(Power Conditioning System)의 전압 설정 지점(Voltage Set Point)의 제약이나 드룹 계수의 제약을 고려할 수 있다. 적응적 드룹 제어 기법을 사용할 시에 전압 설정 지점이 변경될 수 있으며, 물리적으로 가능한 설정 한계값이 존재하므로, 이러한 제약 사항을 고려할 수 있다. 그리고, 드룹계수(기울기)도 변경할 수 있게 되는데 이를 변경할 때도 물리적으로 조정 가능한 한계값이 존재하므로, 이러한 제약 사항을 고려할 수 있다.

그러나, 제약조건을 만족하는 전압 동작점과 드룹 기울기의 기준치가 산출되지 않는 경우, 다른 마이크로그리드로부터 전력을 공유 받는 단계를 수행한다(S330, S350).

전력을 공유받는 다른 마이크로그리드는 제 1 임계값을 초과한 컨버터 유닛들에 대해 현재 출력치(80%)에서 제 2 임계값까지의 차이 또는 드룹제어가 가능한 최대 전력의 10%에 해당하는 값을 계산하고, 이들의 값을 모두 합산하여 공유 받고자 하는 전력 값으로 결정한다(도 6의 610).

그리고, 그 내부에 포함된 전압형 컨버터 또는 DC/DC 컨버터의 현재 출력값이 제 1 임계값을 초과하지 않는 마이크로그리드들은 전력을 공유해주는 것으로 정의하고, 현재 출력값과 제 1 임계값과의 차이를 합산하여 공유해주는 전력 값으로 설정한다(도 6의 620).

그리고, 전력을 공유 받는 마이크로그리드는 공유 받는 전력값을 발전원으로서 할당하고, 전력을 공유 해주는 마이크로그리드는 공유 해주는 전력값을 부하로서 할당한 후 단기 전력 스케줄링을 수행한다. 이때, 재스케줄링을 수행하는 과정에서 바로 적용하지 않고, 미리 설정된 시간이 경과한 후 재스케줄링을 수행하도록 한다.

한편, 각 마이크로그리드는 평균 컨센서스 알고리즘(average consensus algorithm)방식의 통신을 통해 마이크로그리드가 공유 받고자 하는 전력값과 공유하고자 하는 전력값에 대한 정보를 주고 받는 절차를 수행한다. 이때, 각 마이크로그리드는 그래프 이론을 적용하여 자신에 연결된 다른 마이크로그리드에 대한 정보를 파악한다. 그리고, 전력을 공유해주는 마이크로그리드(Donor MG, 이하 도너 MG)는 자신과 연결된 전력을 공유받는 마이크로그리드(Acceptor MG, 이하 억셉터 MG)와 그 마이크로그리드에 연결된 다른 도너 MG들과 통신하여 평균 컨센서스 알고리즘을 수행한다.

이러한 과정을 통해 각 도너 MG는 전력공유 가능한 값들의 평균을 확인할 수 있게 되고, 억셉터 MG는 전력공유를 받아야할 값들의 평균을 확인할 수 있게 된다.

그리고, 각 도너 MG는 아래의 수학식 1을 통해, 자신이 전력공유하는 값(own available power exchange)에 기초하여, 전체 전력 공유값(평균 전력 공유값*마이크로그리드의 개수)에서 자신이 공유해주는 전력공유값의 비율을 산출할 수 있다.

[수학식 1]

이러한 비율에 따라 전력공유 값을 산출하고, 이를 각 억셉터 MG의 에너지 관리 시스템(energy management system, EMS)에 전달한다. 이때, 도너 MG들은 다음과 같은 규칙에 따라 전력공유를 수행할 수 있다.

첫째로, 전체 도너 MG가 전력 공유를 해주는 값을 합산한 값이 전체 억셉터 MG가 전력 공유를 받는 값을 합산한 값 보다 크거나 같은 경우에는 위에서 산출된 각 도너 MG의 전력공유 비율에 따라 전력공유를 수행한다.

둘째로, 전체 도너 MG가 전력 공유를 해주는 값을 합산한 값이 전체 억셉터 MG가 전력 공유를 받는 값을 합산한 값 보다 작은 경우에는 위에서 산출된 각 도너 MG의 전력공유 비율에 따라 전력공유를 수행하고, 부족한 부분에 대해서는 각 억셉터 MG가에서 부하 차단(load shedding)등을 통해 처리한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 마이크로그리드간의 전력 공유 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함하며, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: DC 마이크로그리드
200: 에이전트

Claims (5)

1. 다중 DC 마이크로그리드 시스템에서의 마이크로그리드간의 전력 공유 방법에 있어서,
   (a) 각 마이크로그리드가 장기 전력 스케줄링에 따라 마이크로그리드 내부에 포함된 전압형 컨버터(voltage source converter, VSC)와 DC/DC 컨버터에 대하여 전압 동작점과 드룹(Droop) 기울기의 기준치를 설정하고, 드룹제어를 통해 전압을 제어하는 단계;
   (b) 각 마이크로그리드에서, 부하와 발전량의 예측 오차가 발생하여, 드룹제어를 통해 증가시키고자 하는 전력값이 제 1 임계값보다 큰 상태가 임계시간 이상 지속되는 경우, 단기 전력 스케줄링을 통해 상기 전압 동작점과 드룹 기울기의 기준치를 재산출하는 단계; 및
   (c) 상기 (b) 단계에서 상기 단기 전력 스케줄링 과정에서 제약조건을 만족하는 전압 동작점과 드룹 기울기의 기준치가 산출되지 않는 경우, 다른 마이크로그리드로부터 전력을 공유 받는 단계를 포함하되,
   상기 (c) 단계는 전압형 컨버터 또는 DC/DC 컨버터의 상기 전력값이 제 1 임계값을 초과하지 않은 마이크로그리드로부터 전력을 공유 받는 것인 마이크로그리드간의 전력 공유 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 (c) 단계는
   전력을 공유 받는 마이크로그리드가 내부에 포함된 전압형 컨버터 또는 DC/DC 컨버터들 중 그 전력값이 상기 제 1 임계값을 초과한 경우에, 제 1 임계값보다 큰 제 2 임계값과의 차이를 합산하고, 이를 전력 공유 받는 값으로 설정하고,
   전력을 공유해주는 마이크로그리드는 그 내부에 포함된 전압형 컨버터 또는 DC/DC 컨버터의 현재 출력값과 상기 제 1 임계값과의 차이를 합산하고, 이를 공유해주는 전력 값으로 설정하는 것인 마이크로그리드간의 전력 공유 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 (c) 단계는
   각 마이크로그리드의 통신을 통해 마이크로그리드가 공유 받고자 하는 전력값과 공유하고자 하는 전력값에 대한 정보를 주고 받는 것인 마이크로그리드간의 전력 공유 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 (c) 단계는
   전력을 공유해주는 마이크로그리드는 자신과 연결된 전력을 공유받는 마이크로그리드와 그 마이크로그리드에 연결된 다른 전력을 공유해주는 마이크로그리드들과 통신하여 평균 컨센서스 알고리즘을 수행하여 전력공유 가능한 값들의 평균과 전력공유 받는 값들의 평균을 확인하고,
   하기의 수학식 1을 통해 상기 전력을 공유해주는 마이크로그리드가 전체 전력 공유값에서 자신이 공유해주는 전력공유값의 비율(

   

   )을 산출하고, 산출된 전력공유값의 비율에 따라 전력공유를 수행하는 마이크로그리드간의 전력 공유 방법.
   [수학식 1]
   

   

   
   
   (이때, 상기 Own available power exchange는 자신이 공유해주는 전력 공유값을 의미하고, 상기 Average Power Exchange는 전력공유 가능한 값들의 평균을 의미함)
5. 제 1 항에 있어서,
   (d) 상기 전력을 공유 받는 마이크로그리드는 공유 받는 전력값을 발전원으로서 할당하고, 전력을 공유 해주는 마이크로그리드는 공유 해주는 전력값을 부하로서 할당한 후 단기 전력 스케줄링을 수행하는 단계를 더 포함하는 마이크로그리드간의 전력 공유 방법.

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