WO2023249187A1 - 태양광 발전 시스템 및 전기자동차 충전 시스템과 연동하는 에너지 저장 시스템 및 이의 운영 방법 - Google Patents

태양광 발전 시스템 및 전기자동차 충전 시스템과 연동하는 에너지 저장 시스템 및 이의 운영 방법 Download PDF

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Definitions

  • the purpose of the present invention to solve the above problems is to provide an energy storage system that works with the grid, solar power generation system, and electric vehicle charging system.
  • Another purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a control method for such an energy storage system.
  • Another purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a power control device that controls the operation of such an energy storage system.
  • An energy storage system for achieving the above object includes a battery system including one or more batteries; A power control system (PCS) that controls power of the battery system; and power management, which collects status information for one or more of the grid, PV system, EV charging system, battery system, and PCS, and controls power of the PV system, EV charging system, and battery system based on the collected status information. It may include a controller (PMS).
  • PCS power control system
  • PMS controller
  • the power management controller may control power of the PV system, EV charging system, and battery system according to a control mode corresponding to the current time among a plurality of predefined control modes.
  • the plurality of control modes may be defined in correspondence with load ratings for each predefined time period based on the rating of the purchase cost of grid power.
  • the plurality of control modes may include a first control mode defined in correspondence with the maximum load section, a second control mode defined in correspondence with the heavy load section, and a third control mode defined in correspondence with the light load section. You can.
  • the power management controller controls a power supply object for the EV, a power supply object for the battery system, charge/discharge of the battery system, and output limit of the PV system based on the EV's charge amount, PV power generation amount, and battery status information. (Curtailment) can be controlled.
  • the power management controller may control the battery to be charged with the generated power of the PV system when the PV system is in a power generation state and there is no EV charging demand. At this time, if the battery is in a fully charged state, the power management controller may control the generated power of the PV system not to be supplied to the grid.
  • the power management controller controls to charge the EV with the generated power of the PV system and charge the shortfall of the EV charge with grid power when the EV charging amount exceeds the PV power generation amount.
  • the battery system can be controlled to a standby state.
  • the power management controller may control charging the EV with the stored power of the battery system if the PV system is not in a power generation state. At this time, if the state of charge of the battery is below a predefined threshold SOC, the EV can be controlled to charge with grid power.
  • the power management controller may control charging the shortfall in EV charging amount with grid power and control the battery system to be in a standby state.
  • the step of controlling the power includes determining a control mode corresponding to the current time among a plurality of predefined control modes; and controlling power of the PV system, EV charging system, and battery system according to the determined control mode.
  • the plurality of control modes are each defined in correspondence with a predefined load grade for each time period based on the grade of the purchase cost of grid power, and a first control mode defined in correspondence with the maximum load section, a heavy load section It may be configured to include a second control mode defined corresponding to and a third control mode defined corresponding to the light load section.
  • the step of controlling the power is to charge the EV with the generated power of the PV system when the EV charging amount exceeds the PV power generation amount and to compensate for the shortfall in EV charging amount with the stored power of the battery system. It may include the step of controlling to charge. At this time, if the state of charge of the battery is below a predefined threshold SOC, controlling the power may include controlling to charge the shortfall of the EV charging amount with grid power.
  • controlling the power includes controlling to charge the battery with grid power within the peak limit range if there is no EV charging demand and the PV system is not in a power generation state. can do. At this time, if the state of charge of the battery exceeds a predefined threshold SOC, controlling the power may include controlling the battery system to a standby state.
  • a power management control device for achieving the above other object includes a battery system and a power control system (PCS), and is linked to a grid, a solar power generation system, and an electric vehicle charging system.
  • PCS power control system
  • the command for controlling the power includes: a command for determining a control mode corresponding to the current time among a plurality of predefined control modes; and a command for controlling power of the PV system, EV charging system, and battery system according to the determined control mode.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an energy storage system linked to a solar power generation system and an electric vehicle charging system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an energy storage system linked to a solar power generation system and an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is an operation flowchart of a control method of an energy storage system operating in a maximum load section according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a block diagram of a power management control device according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
  • the term “and/or” includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
  • BSC Battery System Controller
  • Output limitation may refer to the operation of blocking power produced by a solar power generation system from being supplied to the grid.
  • the output limit is a method of stopping PV power generation by turning off the PV inverter that controls the generated power of the PV module, or a method of supplying PV generated power only to the energy storage system or EV charging system and blocking the supply to the grid. It can be performed as:
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an energy storage system linked to a solar power generation system and an electric vehicle charging system according to the present invention.
  • Power generated by the PV system 200 may be transmitted to at least one of the energy storage system 100, the EV charging system 300, and the grid 400.
  • the entity that controls the power flow of the energy storage system 100, PV system 200, and EV charging system 300 is a power management control device (PMS) configured in the energy storage system 100. System).
  • the power management control unit (PMS) collects status information of the battery system of the ESS, PCS, PV system 200, and EV charging system 300, and operates the battery system and PV system ( 200) and the power of the EV charging system 300 can be controlled.
  • the power management control unit (PMS) transmits control commands to each control device of the battery system, PV system 200, and EV charging system 300, thereby controlling the battery system, PV system 200, and EV charging system ( 300) power can be controlled.
  • the energy storage system 100 includes a battery system 110 including one or more batteries, and a power control system (PCS) that controls the power of the battery system 110. 120), and a power management controller (PMS) 130 that controls the power of the PV system 200, EV charging system 300, and battery system 110.
  • PCS power control system
  • PMS power management controller
  • the battery system 110 may typically be implemented in a form in which a plurality of battery modules form a battery rack, and a plurality of battery racks form a battery bank.
  • the battery rack may also be referred to as a battery pack.
  • the battery system 110 may include a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the BMS monitors the current, voltage, and temperature of each battery rack (or pack) it oversees, calculates SOC (Status Of Charge) based on the monitoring results, and controls charging and discharging.
  • SOC Status Of Charge
  • the power conditioning device (120, PCS; Power Conditioning System) linked to the battery system 110 controls the power supplied externally and the power supplied externally by the battery system 110, and may include a DC/AC inverter. You can.
  • the PV system 200 may include a PV module 210 that converts solar energy into electrical energy and outputs power, and a PV inverter 220 that controls the generated power of the PV module 210.
  • the PV module 210 may include a plurality of solar panels, and the PV inverter 220 may correspond to a DC/AC inverter.
  • the output terminal of the power control device 120, the output terminal of the PV inverter 220, the input terminal of the EV charging system 300, and the input terminal of the grid 400 may be connected to the AC line.
  • the energy storage system 100 according to the present invention is interconnected with the PV system 200, EV charging system 300, and grid 400 in a DC Coupled structure, not the AC Coupled structure as shown in FIG. 2. It may be configured to do so.
  • the power management controller 130 collects status information of the battery system 110, PCS 120, PV system 200, and EV charging system 300, and controls the battery system 110 based on the collected status information. , the power of the PV system 200 and the EV charging system 300 can be controlled.
  • the power management controller 130 monitors at least one of battery state information (SOC), battery charge amount and battery discharge amount, PV power generation, PV power generation, EV charging, EV charging amount (or charging load), and grid power usage. Status information included can be collected and monitored at predefined unit times.
  • the power management controller 130 generates control commands for each of the PCS 120, PV inverter 220, and EV charging system 300 based on the collected status information, and sends the generated control commands to each of the components. By transmitting information to a control device, the operation of each component can be controlled. For example, the power management controller 130 determines the power supply entity (e.g., battery system) corresponding to the EV charging demand, and sends the power demand to the control device (e.g., PCS) of the determined power supply entity. A control command (P_EV discharge) to supply corresponding power can be transmitted.
  • the power supply entity e.g., battery system
  • PCS control device
  • a control command (P_EV discharge) to supply corresponding power can be transmitted.
  • Figure 3 is an operation flowchart of a control method of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
  • the power management controller 130 collects status information of the battery system 110, PCS 120, PV system 200, and EV charging system 300 at each predefined unit time (S310). For example, the power management controller 130 may collect status information every 5 minutes.
  • the power management controller 130 controls the power of the battery system 110, the PV system 200, and the EV charging system 300 according to the control mode corresponding to the current time among a plurality of predefined control modes. You can.
  • a plurality of control modes may be defined in correspondence with load ratings for each predefined time period based on the rating of the purchase cost of grid power, and a first control mode defined in correspondence with the maximum load section and corresponding to the heavy load section. It may include a second control mode defined and a third control mode defined to correspond to the light load section.
  • the maximum load section is the time period of the highest purchase cost level
  • the heavy load section is the time period of the purchase cost level lower than the maximum load section
  • the light load section is the time period of the purchase cost level below the maximum load section. It may correspond to a time period with a lower purchase cost level than the section.
  • 10 AM to 5 PM is the maximum load section
  • 9 AM to 10 AM and 5 PM to 12 PM are the heavy load sections
  • 0 AM to 9 AM is the light load section.
  • the load rating (maximum load, medium load, or light load) for each time period may be predefined by the grid power management agency based on various environmental factors such as season and weather, and the power management controller 130 may operate at a certain point in time (e.g. : You can check the load rating by time zone at 00:00 every day.
  • the power management controller 130 checks (S320) whether the current time corresponds to the maximum load section (t Max_S to t Max_E), and operates in the first control mode if it corresponds to the maximum load section. (S330). If it does not correspond to the maximum load section, the power management controller 130 checks (S340) whether the current time corresponds to the heavy load section (t Heavy_s to t Heavy_E), and if it corresponds to the heavy load section, the second time Operates in control mode (S350). If it does not correspond to the heavy load section, the power management controller 130 operates in the third control mode (S360).
  • operations (S310 to S360) of the power management controller 130 shown in FIG. 3 may be repeatedly performed every preset unit time (eg, 5 minutes).
  • FIGS. 4 to 6 the control method of the energy storage system according to the first to third control modes will be described in detail. Meanwhile, each parameter shown in FIGS. 4 to 6 is as follows.
  • P EV (t) EV charge amount (or EV charge demand) at time t
  • Figure 4 is an operation flowchart of a control method (first control mode) of an energy storage system operating in a maximum load section according to an embodiment of the present invention.
  • the power management controller 130 checks whether the EV is charging based on the collected state information (S410).
  • the power management controller 130 checks the power generation state of the PV system (S411), and if the PV system is not in the power generation state (NO in S411), controls the battery system 110 to be in a standby state (S412).
  • the power management controller 130 checks the charging state of the battery (S413).
  • the power management controller 130 controls to charge the battery with the generated power of the PV system if the battery is not fully charged (NO in S413), and if the battery is in a fully charged state (YES in S413), the PV The PV system is controlled (output limit control) so that the power generated by the system is not supplied to the grid (S415).
  • the power management controller 130 checks whether the PV system is generating power (S420).
  • the power management controller 130 compares the EV charging amount and the PV power generation amount (S430).
  • the power management controller 130 checks the charging state of the battery (S440).
  • the state of charge of the battery exceeds the predefined threshold SOC (NO in S440)
  • the power management controller 130 charges the EV with the generated power of the PV system and compensates for the shortfall in EV charging amount with the stored power of the battery system.
  • Control to charge S441. If the charging state of the battery is below the predefined threshold SOC (YES in S440), the power management controller 130 controls to charge the EV with the generated power of the PV system and to charge the shortfall in EV charging amount with grid power,
  • the battery system 110 is controlled to be in a standby state (S442).
  • the power management controller 130 checks whether the EV is charging based on the collected state information (S510).
  • the power management controller 130 checks whether the PV system is generating power (S520).
  • the power management controller 130 checks the charging state of the battery (S521). Here, if the SOC of the battery exceeds the predefined threshold SOC (NO in S521), the power management controller 130 controls to charge the EV with the stored power of the battery system (S522), and the charging state of the battery is determined by the predefined threshold SOC. If it is below the threshold SOC (YES in S521), the EV is charged with grid power and the battery system 110 is controlled to standby (S523).
  • the power management controller 130 compares the EV charging amount and the PV power generation amount (S530).
  • the power management controller 130 charges the EV with the generated power of the PV system, and if the battery is not fully charged (NO in S531), after charging the EV Controls charging the battery with remaining power (S532). If the battery is fully charged (YES in S531), the power management controller 130 controls the PV system (output limit control) so that the power generated by the PV system is not supplied to the grid (S533).
  • the power management controller 130 checks the charging state of the battery (S540). Here, when the state of charge of the battery exceeds the predefined threshold SOC (NO in S540), the power management controller 130 charges the EV with the generated power of the PV system and compensates for the shortfall of the EV charge amount with the stored power of the battery system. Control to charge (S541). If the state of charge of the battery is below the predefined threshold SOC (YES in S540), the power management controller 130 determines the preset peak limit value (P peak ) and the difference between the EV charge amount and the PV power generation amount (P EV (t) - Compare P PV (t)) (S542).
  • P peak preset peak limit value
  • P EV (t) the difference between the EV charge amount and the PV power generation amount
  • the power management controller 130 charges the EV with the generated power of the PV system, It controls to charge the shortfall of EV charging amount with grid power, and controls the battery system to be in a standby state (S544).
  • the power management controller 130 charges the EV with the generated power of the PV system and , Controls to charge the shortfall of EV charging amount with grid power, and controls to charge the battery with grid power within the peak limit range (S543).
  • the peak limit value (P peak ) is 80 kWh
  • the EV charging amount is 50 kWh
  • the PV power generation is 20 kWh
  • the EV is charged with PV generated power (20 kWh) and grid power (30 kWh).
  • the power management controller 130 controls the PV generated power, the stored power of the battery system, and the grid. Power can be controlled so that the EV is charged according to the priority defined by the order of power. Additionally, the power management controller 130 may control power so that the battery is charged according to priorities defined in the order of PV generated power and grid power. Additionally, the power management controller 130 may perform output limit control of the PV system when the EV charging amount does not exceed the PV power generation amount and when charging the battery is impossible (e.g., fully charged state).
  • the battery can be charged with grid power under certain conditions. Specifically, because the power purchase cost in the mid-load section is cheaper than in the maximum load section, the battery can be charged using grid power only when certain conditions are met (NO in S512, YES in S542).
  • Figure 6 is an operation flowchart of a control method (third control mode) of an energy storage system operating in a light load section according to an embodiment of the present invention.
  • the power management controller 130 checks whether the EV is charging based on the collected state information (S610).
  • the power management controller 130 checks the power generation state of the PV system (S611), and if the PV system is not in the power generation state (NO in S611), controls the battery system 110 to be in a standby state (S612).
  • the power management controller 130 checks the charging state of the battery (S613).
  • the power management controller 130 controls to charge the battery with the generated power of the PV system if the battery is not fully charged (NO in S613), and if the battery is in a fully charged state (YES in S613), the PV The PV system is controlled (output limit control) so that the power generated by the system is not supplied to the grid (S615).
  • the power management controller 130 checks whether the PV system is generating power (S620).
  • the power management controller 130 charges the EV with grid power and controls the battery system 110 to be in a standby state (S621).
  • the power management controller 130 compares the EV charging amount and the PV power generation amount (S630).
  • the power management controller 130 charges the EV with the generated power of the PV system, and if the battery is not fully charged (NO in S631), after charging the EV Controls to charge the battery with remaining power (S632). If the battery is fully charged (YES in S631), the power management controller 130 controls the PV system (output limit control) so that the power generated by the PV system is not supplied to the grid (S633).
  • the power management controller 130 defines the order of PV generation power and grid power. Power can be controlled to charge the EV according to priority. Additionally, the power management controller 130 may control power so that the battery is charged with PV generated power. Additionally, the power management controller 130 may perform output limit control of the PV system when the EV charging amount does not exceed the PV power generation amount and when charging the battery is impossible (e.g., fully charged state).
  • the EV In the light load section, unlike the maximum load section and the medium load section, the EV is not charged with the battery's stored power, and unlike the heavy load section, the battery is not charged with grid power. This is because it is advantageous in terms of cost efficiency to charge EVs using the lowest cost grid power and maintain the battery's stored power as much as possible.
  • Figure 7 is a reference table for explaining a control method for peak response of an energy storage system according to an embodiment of the present invention. Below, with reference to FIG. 7, a control method for peak response according to an embodiment of the present invention will be described.
  • the power management controller 130 may check the accumulated grid power usage per preset unit time and determine whether a peak has occurred by comparing the accumulated grid power usage with a predefined peak limit value.
  • the peak limit value may mean a threshold for the cumulative usage of grid power during a predefined time.
  • the power management controller 130 determines that a peak has occurred and controls the PV system, EV charging system, and battery system according to the peak response control mode.
  • the power management controller 130 When operating in a feed-corresponding control mode according to peak occurrence, the power management controller 130 does not operate in a control mode (first to third control modes) corresponding to the current time, but charges the EV with the stored power of the battery system. Control it to do so.
  • the power management controller 130 When the peak situation is released (accumulated grid power usage is below the predefined peak limit value) due to discharge of the battery system according to the peak response control mode, the power management controller 130 operates in the control mode (second time) corresponding to the current time. It can operate in 1 to 3 control modes).
  • the cumulative grid power usage for 15 minutes must be controlled so as not to exceed 100 kWh.
  • the power management controller 130 checks the accumulated grid power usage (actual usage [kWh] in FIG. 7) through a relay (e.g., smart meter in FIG. 2) and , Compare the cumulative grid power usage and the peak limit value at the peak determination time (1 minute, 6 minutes, 11 minutes) to determine whether the peak has occurred. Referring to FIG. 7, at the end of the third monitoring cycle, 11 minutes, the cumulative grid power usage (78.3333 kWh) exceeds the peak limit value (73.3333 kWh), and it is determined that a peak has occurred. At this time, the power management controller 130 may operate in a feed response control mode to discharge the stored power of the battery system so that the cumulative grid power usage for 15 minutes does not exceed 100 kWh.
  • a relay e.g., smart meter in FIG. 2
  • Figure 8 is a block diagram of a power management control device according to an embodiment of the present invention.
  • the command for collecting the status information may include a command for monitoring the EV's charging amount, PV power generation amount, and battery status information.
  • the command for controlling the power includes a power supply object for the EV, a power supply object for the battery system, charging and discharging of the battery system, and output limitation of the PV system. It may include commands that control (Curtailment).
  • the command for controlling the power is to charge the EV with the generated power of the PV system and to charge the shortfall in EV charging amount with grid power when the EV charging amount exceeds the PV power generation amount.
  • control and may include a command for controlling the battery system to a standby state.
  • the power control command is: If the PV system is not in a power generation state, the command controls to charge the shortfall of the EV charge amount with grid power and controls the battery system to be in a standby state. may include.
  • the power management control device 800 may further include an input interface device 840, an output interface device 850, a storage device 860, etc. Each component included in the power management control device 800 is connected by a bus 870 and can communicate with each other.
  • a block or device corresponds to a method step or feature of a method step.
  • aspects described in the context of a method may also be represented by corresponding blocks or items or features of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as a microprocessor, programmable computer, or electronic circuit, for example. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리 시스템; 상기 배터리 시스템의 전력을 제어하는 전력 조절 장치(PCS); 및 그리드, PV 시스템, EV 충전 시스템, 배터리 시스템 및 PCS 중 하나 이상에 대한 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보에 기초하여 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는, 전력 관리 제어기(PMS);를 포함할 수 있다.

Description

태양광 발전 시스템 및 전기자동차 충전 시스템과 연동하는 에너지 저장 시스템 및 이의 운영 방법
본 출원은 2022년 6월 24일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2022-0077229호의 출원일의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 에너지 저장 시스템 및 이의 운영 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 태양광 발전 시스템 및 전기자동차 충전 시스템과 연동하는 에너지 저장 시스템, 전력 관리 제어 장치 및 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)은 신재생 에너지, 전력을 저장한 배터리, 그리고 기존의 그리드 전력을 연계시키는 시스템이다. 지능형 전력망(smart grid)과 신재생 에너지의 보급이 확대되고 전력 계통의 효율화와 안 정성이 강조됨에 따라, 전력 공급 및 수요조절, 및 전력 품질 향상을 위해 에너지 저장 시스템에 대한 수요가 점점 증가하고 있다.
최근, 신재생 에너지 정책으로 인해 태양광 발전 시스템의 보급률이 대폭 확대되었다. 그러나, 이로 인해 태양광 발전 시스템에 의한 전력 초과 공급 현상이 발생되어, 태양광 발전 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 통제하는 출력 제한(Curtailment)의 빈도수가 증가되고 있다.
출력 제한으로 인한 에너지 손실을 최소화하기 위하여, 태양광 발전 시스템과 전기 자동차 충전 시스템을 연계하여, 태양광 발전 전력을 이용해 전기 자동차를 충전하는 기술이 제안되었다. 이 때, 충전 전력을 안정적으로 공급하기 위해서는 에너지 저장 시스템(ESS)의 연계가 필수적이다. 에너지 저장 시스템은, 적절한 시점에 그리드 전력 및 태양광 발전 전력을 저장하고, 전기 자동차의 충전을 위한 전력 공급이 필요한 경우 저장된 전력을 방전하여, 태양광 발전 시스템의 출력 변동성을 완화할 수 있다. 이러한 에너지 저장 시스템이 태양광 시스템 및 전기 자동차 충전 시스템과 연계하는 경우, 피크 발생, 출력 제한, 전력 구매 비용 등 다양한 인자를 고려한 적절한 제어 방법이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 그리드, 태양광 발전 시스템 및 전기자동차 충전 시스템과 연동하는 에너지 저장 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 이러한 에너지 저장 시스템의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 이러한 에너지 저장 시스템의 동작을 제어하는 전력 제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리 시스템; 상기 배터리 시스템의 전력을 제어하는 전력 조절 장치(PCS); 및 그리드, PV 시스템, EV 충전 시스템, 배터리 시스템 및 PCS 중 하나 이상에 대한 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보에 기초하여 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는, 전력 관리 제어기(PMS);를 포함할 수 있다.
상기 전력 관리 제어기는, 사전 정의된 복수의 제어 모드 중, 현재 시간과 대응되는 제어 모드에 따라, 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어할 수 있다. 이 때, 상기 복수의 제어 모드는, 그리드 전력의 구매 비용의 등급에 기초하여 사전 정의된 시간대별 부하 등급과 각각 대응되어 정의될 수 있다.
상기 복수의 제어 모드는, 최대부하 구간과 대응되어 정의된 제1 제어 모드, 중부하 구간과 대응되어 정의된 제2 제어 모드 및 경부하 구간과 대응되어 정의된 제3 제어 모드를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전력 관리 제어기는, EV의 충전량, PV 발전량 및 배터리 상태 정보에 기초하여, 상기 EV에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템의 충방전 및 상기 PV 시스템의 출력 제한(Curtailment)을 제어할 수 있다.
상기 전력 관리 제어기는, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하지 않는다면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, EV 충전 후 잔여 전력으로 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 배터리가 완충 상태라면, 상기 전력 관리 제어기는, 상기 PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 제어할 수 있다.
상기 전력 관리 제어기는, PV 시스템이 발전 상태이며 EV 충전 요구량이 없는 상태라면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다. 이 때, 상기 배터리가 완충 상태라면, 상기 전력 관리 제어기는, 상기 PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 제어할 수 있다.
현재 시간이 최대부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력 관리 제어기는, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 상기 전력 관리 제어기는, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어할 수 있다.
현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력 관리 제어기는, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 상기 전력 관리 제어기는, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다.
현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력 관리 제어기는, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하며, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어할 수 있다.
현재 시간이 최대부하 구간 또는 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력 관리 제어기는, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 상기 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV를 충전하도록 제어할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 그리드 전력으로 EV를 충전하도록 제어할 수 있다.
현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력 관리 제어기는, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어할 수 있다.
현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력 관리 제어기는, EV 충전 요구량이 없고, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC를 초과하면, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어할 수 있다.
상기 전력 관리 제어기는, 기설정된 단위 시간마다 그리드 전력의 누적 사용량을 체크하고, 그리드 전력 누적 사용량이 기정의된 피크 한계 값을 초과하여 피크가 발생된 것으로 판단되면, 배터리 시스템의 저장 전력을 방전시키도록 제어할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법은, 배터리 시스템, 전력 조절 장치(PCS) 및 전력 관리 제어기(PMS)를 포함하고, 그리드, 태양광 발전 시스템 및 전기자동차충전 시스템과 연동하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법으로서, 상기 전력 관리 제어기가, 그리드, PV 시스템, EV 충전 시스템, 배터리 시스템 및 PCS 중 하나 이상에 대한 상태 정보를 수집하는 단계; 및 상기 전력 관리 제어기가, 수집된 상태 정보에 기초하여 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 전력을 제어하는 단계는, 사전 정의된 복수의 제어 모드 중, 현재 시간과 대응되는 제어 모드를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 제어 모드에 따라, 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 복수의 제어 모드는, 그리드 전력의 구매 비용의 등급에 기초하여 사전 정의된 시간대별 부하 등급과 각각 대응되어 정의되며, 최대부하 구간과 대응되어 정의된 제1 제어 모드, 중부하 구간과 대응되는 정의된 제2 제어 모드 및 경부하 구간과 대응되어 정의된 제3 제어 모드를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 상태 정보를 수집하는 단계는, EV의 충전량, PV 발전량 및 배터리 상태 정보를 모니터링하는 단계;를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 전력을 제어하는 단계는, 상기 수집된 상태 정보에 기초하여, 상기 EV에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템의 충방전 및 상기 PV 시스템의 출력 제한(Curtailment)을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 전력을 제어하는 단계는, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하지 않는다면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, EV 충전 후 잔여 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 배터리가 완충 상태라면, 상기 전력을 제어하는 단계는, 상기 PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전력을 제어하는 단계는, PV 시스템이 발전 상태이며 EV 충전 요구량이 없는 상태라면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 배터리가 완충 상태라면, 상기 전력을 제어하는 단계는, 상기 PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
현재 시간이 최대부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 단계는, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 상기 전력을 제어하는 단계는, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 단계는, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 상기 전력을 제어하는 단계는, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 단계는, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하며, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
현재 시간이 최대부하 구간 또는 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 단계는, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 상기 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV를 충전하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 상기 전력을 제어하는 단계는, 그리드 전력으로 EV를 충전하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 단계는, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 단계는, EV 충전 요구량이 없고, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC를 초과하면, 상기 전력을 제어하는 단계는, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전력을 제어하는 단계는, 기설정된 단위 시간마다 그리드 전력의 누적 사용량을 체크하고, 그리드 전력 누적 사용량이 기정의된 피크 한계 값을 초과하여 피크가 발생된 것으로 판단되면, 배터리 시스템의 저장 전력을 방전시키도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 제어 장치는, 배터리 시스템 및 전력 조절 장치(PCS)를 포함하고, 그리드, 태양광 발전 시스템 및 전기자동차 충전 시스템과 연동하는 에너지 저장 시스템 내에 위치하는 전력 관리 제어 장치로서, 적어도 하나의 프로세서; 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 그리드, PV 시스템, EV 충전 시스템, 배터리 시스템 및 PCS 중 하나 이상에 대한 상태 정보를 수집하는 명령; 및 수집된 상태 정보에 기초하여 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는 명령;을 포함할 수 있다.
상기 전력을 제어하는 명령은, 사전 정의된 복수의 제어 모드 중, 현재 시간과 대응되는 제어 모드를 결정하는 명령; 및 상기 결정된 제어 모드에 따라, 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는 명령;을 포함할 수 있다.
상기 상태 정보를 수집하는 명령은, EV의 충전량, PV 발전량 및 배터리 상태 정보를 모니터링하는 명령;을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 전력을 제어하는 명령은, 상기 수집된 상태 정보에 기초하여, 상기 EV에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템의 충방전 및 상기 PV 시스템의 출력 제한(Curtailment)을 제어하는 명령;을 포함할 수 있다.
현재 시간이 최대부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 상기 전력을 제어하는 명령은, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 상기 전력을 제어하는 명령은, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하며, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
현재 시간이 최대부하 구간 또는 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 상기 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV를 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 상기 전력을 제어하는 명령은, 그리드 전력으로 EV를 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, EV 충전 요구량이 없고, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC를 초과하면, 상기 전력을 제어하는 명령은, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 태양광 발전 시스템의 출력 변동성을 완화하여 전기 자동차의 충전 전력을 안정적으로 공급할 수 있으며, 그리드 전력의 구매 비용 및 에너지 효율 관점에서 최적의 운영이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템 및 전기자동차 충전 시스템과 연계된 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템 및 전기자동차 충전 시스템과 연계된 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 최대부하 구간에서 동작하는 에너지 저장 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중부하 구간에서 동작하는 에너지 저장 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 경부하 구간에서 동작하는 에너지 저장 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 피크 대응을 위한 제어 방법을 설명하기 위한 참고표이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 제어 장치의 블록 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다.
정격 용량(Nominal Capacity; Nominal Capa.)는 배터리 제조사에서 개발 시 설정한 배터리의 설정 용량[Ah]을 의미한다.
SOC(State of Charge; 충전율)은 배터리의 현재 충전된 상태를 비율[%]로 표현한 것이고, SOH(State of Health; 배터리 수명 상태)은 배터리의 현재 퇴화 상태를 비율[%]로 표현한 것이다.
배터리 랙(Rack)은 배터리 제조사에서 설정한 팩 단위를 직/병렬 연결하여 BMS를 통해 모니터링과 제어가 가능한 최소 단일 구조의 시스템을 의미하며, 여러 개의 배터리 모듈과 1개의 BPU 또는 보호장치를 포함하여 구성될 수 있다.
배터리 뱅크(Bank)는 여러 랙을 병렬 연결하여 구성되는 큰 규모의 배터리 랙 시스템의 집합 군을 의미할 수 있다. 배터리 뱅크 단위의 BMS를 통해 배터리 랙 단위의 랙 BMS(RBMS)에 대한 모니터링과 제어를 수행할 수 있다.
BSC(Battery System Controller)는 Bank 단위 배터리 시스템을 포함한 배터리 시스템에 대한 최상단 제어를 수행하는 장치로, 여러 개의 Bank Level 구조의 배터리 시스템에서 제어장치로 사용되기도 한다.
출력 한계(Power Limit)는 배터리 제조사가 배터리 상태에 따라 사전에 설정한 출력 한계를 나타내다. 랙 출력 한계(Rack Power limit)는 Rack 단위 (Rack Level)에서 설정된 출력 한계([kW] 단위)를 의미하며, 배터리의 SOC, 온도를 바탕으로 설정될 수 있다.
출력 제한(Curtailment)은 태양광 발전 시스템에 의해 생산된 전력을 그리드로 공급되지 않도록 차단하는 동작을 의미할 수 있다. 여기서, 출력 제한은, PV 모듈의 발전 전력을 제어하는 PV 인버터를 오프시켜 PV 발전을 중단하는 방식, 또는 PV 발전 전력을 에너지 저장 시스템 또는 EV 충전 시스템으로만 공급하고 그리드로의 공급을 차단하는 방식으로 수행될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템 및 전기자동차 충전 시스템과 연계된 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(ESS, 100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광 발전(PV) 시스템(200), 전기자동차(EV) 충전 시스템(300) 및 그리드(400)와 연동하도록 구성된다.
에너지 저장 시스템(100)은, 그리드(400)로부터 공급되는 전력 및 PV시스템(200)에 의한 발전 전력을 저장하고, EV의 충전을 위해 배터리에 저장된 전력을 방전하여 EV 충전 시스템(300)으로 공급할 수 있다.
PV시스템(200)의 발전 전력은 에너지 저장 시스템(100), EV 충전 시스템(300) 및 그리드(400) 중 적어도 하나에 전송될 수 있다.
EV 충전 시스템(300)은 EV의 충전 요구량에 대응하는 전력을 에너지 저장 시스템(100), PV시스템(200) 및 그리드(400) 중 적어도 하나로부터 공급받아 EV를 충전할 수 있다.
본 발명에서, 에너지 저장 시스템(100), PV시스템(200) 및 EV 충전 시스템(300)의 전력 흐름을 제어하는 주체는, 에너지 저장 시스템(100) 내에 구성되는 전력 관리 제어 장치(PMS : Power Management System)일 수 있다. 여기서, 전력 관리 제어 장치(PMS)는, ESS의 배터리 시스템 및 PCS, PV시스템(200) 및 EV 충전 시스템(300)의 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보에 기초하여 배터리 시스템, PV시스템(200) 및 EV 충전 시스템(300)의 전력을 제어할 수 있다.
전력 관리 제어 장치(PMS)는, 배터리 시스템, PV시스템(200) 및 EV 충전 시스템(300) 각각의 제어 장치에 제어 명령을 전달하는 방식으로, 배터리 시스템, PV시스템(200) 및 EV 충전 시스템(300)의 전력을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PV 시스템 및 EV충전 시스템과 연계된 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)은, 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리 시스템(110), 배터리 시스템(110)의 전력을 제어하는 전력 조절 장치(PCS, 120), 및 PV 시스템(200), EV 충전 시스템(300) 및 배터리 시스템(110)의 전력을 제어하는 전력 관리 제어기(PMS, 130)를 포함하여 구성될 수 있다.
배터리 시스템(110)은, 통상적으로 다수의 배터리 모듈(Battery Module)이 배터리 랙(Rack)을 구성하고, 다수 개의 배터리 랙이 배터리 뱅크(Battery Bank)를 구성하는 형태로 구현될 수 있다. 여기서, 배터리가 사용되는 장치 또는 시스템에 따라 배터리 랙은 배터리 팩(pack)으로 지칭될 수도 있다. 배터리 시스템(110)은 배터리 관리부(Battery Management System; BMS)를 포함할 수 있다. BMS는 자신이 관장하는 각 배터리 랙(또는 팩)의 전류, 전압 및 온도를 모니터링하고, 모니터링 결과에 근거하여 SOC(Status Of Charge)를 산출하고 충방전을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
배터리 시스템(110)과 연동하는 전력 조절 장치(120, PCS; Power Conditioning System)는, 외부에서 공급되는 전력과 배터리 시스템(110)이 외부로 공급하는 전력을 제어하며, DC/AC 인버터를 포함할 수 있다.
PV 시스템(200)은, 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 출력하는 PV 모듈(210), 및 PV 모듈(210)의 발전 전력을 제어하는 PV 인버터(220)를 포함할 수 있다. 여기서, PV 모듈(210)은 복수의 태양광 패널을 포함하여 구성될 수 있으며, PV 인버터(220)는 DC/AC 인버터에 해당할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전력 조절 장치(120)의 출력단, PV 인버터(220)의 출력단, EV 충전 시스템(300)의 입력단 및 그리드(400)의 입력단이 AC 라인에 연결될 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(100)은, 도 2에 도시된 바와 같은 AC Coupled 구조가 아닌, DC Coupled 구조로 PV시스템(200), EV 충전 시스템(300) 및 그리드(400)와 연동하도록 구성될 수도 있다.
전력 관리 제어기(130)는, 배터리 시스템(110), PCS(120), PV시스템(200) 및 EV 충전 시스템(300)의 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보에 기초하여 배터리 시스템(110), PV시스템(200) 및 EV 충전 시스템(300)의 전력을 제어할 수 있다.
전력 관리 제어기(130)는 배터리 상태 정보(SOC), 배터리의 충전량 및 배터리의 방전량, PV 발전 여부, PV 발전량, EV 충전 여부, EV의 충전량(또는 충전 부하), 그리드 전력 사용량 중 적어도 하나를 포함하는 상태 정보를 기정의된 단위 시간마다 수집하여 모니터링할 수 있다.
전력 관리 제어기(130)는, 수집된 상태 정보를 기초로 PCS(120), PV 인버터(220) 및 EV 충전 시스템(300) 각각에 대한 제어 명령을 생성하고, 생성된 제어 명령을 구성들 각각의 제어 장치에 전달함으로써, 각 구성들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 제어기(130)는 EV 충전 요구량에 대응한 전력 공급 주체(예를 들어, 배터리 시스템)를 결정하고, 결정된 전력 공급 주체의 제어 장치(예를 들어, PCS)에 전력 요구량에 대응하는 전력을 공급하도록 하는 제어 명령(P_EV 방전)을 전달할 수 있다.
이하에서는, 전력 관리 제어기(130)의 동작 및 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 대해 도 3 내지 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.
전력 관리 제어기(130)는, 기정의된 단위 시간마다 배터리 시스템(110), PCS(120), PV시스템(200) 및 EV 충전 시스템(300)의 상태 정보를 수집한다(S310). 예를 들어, 전력 관리 제어기(130)는, 5분 단위마다 상태 정보를 수집할 수 있다.
전력 관리 제어기(130)는, 사전 정의된 복수의 제어 모드 중, 현재 시간과 대응되는 제어 모드에 따라, 배터리 시스템(110), PV시스템(200) 및 EV 충전 시스템(300)의 전력을 제어할 수 있다.
복수의 제어 모드는, 그리드 전력의 구매 비용의 등급에 기초하여 사전 정의된 시간대별 부하 등급과 각각 대응되어 정의될 수 있으며, 최대부하 구간과 대응되어 정의된 제1 제어 모드, 중부하 구간과 대응되어 정의된 제2 제어 모드 및 경부하 구간과 대응되어 정의된 제3 제어 모드를 포함할 수 있다.
최대 부하(maximum load) 구간은, 가장 높은 구매 비용 등급의 시간대이고, 중부하(heavy load) 구간은, 최대 부하 구간보다 낮은 구매 비용 등급의 시간대이며, 경부하(light load) 구간은, 중부하 구간보다 낮은 구매 비용 등급의 시간대에 해당할 수 있다. 예를 들어, 오전 10시 ~ 오후 5시는 최대 부하 구간으로, 오전 9시 ~ 오전 10시 및 오후 5시 ~ 오후 12시는 중부하 구간으로, 오전 0시~ 오전 9시는 경부하 구간으로 정의될 수 있다. 한편, 시간대별 부하 등급(최대 부하, 중부하 또는 경부하)은 계절, 날씨 등 다양한 환경 인자에 기초하여 그리드 전력 관리 기관에 의해 사전 정의될 수 있으며, 전력 관리 제어기(130)는 일정 시점(예 : 매일 0시)에 시간대별 부하 등급을 확인할 수 있다.
도 3을 참조하면, 전력 관리 제어기(130)는, 현재 시간이 최대 부하 구간(t Max_S ~ t Max_E)에 해당하는지 여부를 체크(S320)하고, 최대 부하 구간에 해당하면 제1 제어 모드로 동작(S330)한다. 만약, 최대 부하 구간에 해당하지 않으면, 전력 관리 제어기(130)는, 현재 시간이 중부하 구간(t Heavy_s ~ t Heavy_E)에 해당하는지 여부를 체크(S340)하고, 중부하 구간에 해당하면 제2 제어 모드로 동작(S350)한다. 만약, 중부하 구간에 해당하지 않으면, 전력 관리 제어기(130)는, 제3 제어 모드로 동작(S360)한다.
한편, 도 3에 도시된 전력 관리 제어기(130)의 동작(S310~ S360)은, 기설정된 단위 시간(예 : 5분)마다 반복되어 수행될 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 6을 참조하여, 제1 내지 제3 제어 모드에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 한편, 도 4 내지 6에 기재된 각 파라미터는 아래와 같다.
PEV(t) : t 시간의 EV 충전량(또는 EV 충전 요구량)
PPV(t) : t 시간의 PV 발전량(또는 출력량)
PBAT_CH (t) : t 시간의 ESS 충전 전력
PBAT_DCH (t) : t 시간의 ESS 방전 전력
SOCset : 임계 SOC (또는 목표 SOC)
SOCMAX : 최대 SOC
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 최대부하 구간에서 동작하는 에너지 저장 시스템의 제어 방법(제1 제어 모드)의 동작 순서도이다.
도 4를 참조하면, 전력 관리 제어기(130)는, 수집된 상태 정보를 기초로, EV의 충전 여부를 체크한다(S410).
먼저, EV가 충전 상태가 아닌 경우(S410의 NO), 즉 EV 충전 요구량이 없는 경우의 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 대해 설명한다.
전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 상태를 체크하고(S411), PV 시스템이 발전 상태가 아니라면(S411의 NO), 배터리 시스템(110)을 대기 상태로 제어한다(S412).
PV 시스템이 발전 상태라면(S411의 YES), 전력 관리 제어기(130)는, 배터리의 충전 상태를 체크한다(S413). 여기서, 전력 관리 제어기(130)는, 배터리가 완충 상태가 아니라면(S413의 NO), PV 시스템의 발전 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하고(S414), 배터리가 완충 상태라면(S413의 YES), PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 PV 시스템을 제어(출력 제한 제어)한다(S415).
다음으로, EV가 충전 상태인 경우(S410의 YES), 즉 EV 충전 요구량이 있는 경우의 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 대해 설명한다.
전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 여부를 체크한다(S420).
PV 시스템이 발전 상태가 아니라면(S420의 NO), 전력 관리 제어기(130)는, 배터리의 충전 상태를 체크한다(S421). 여기서, 전력 관리 제어기(130)는, 배터리의 SOC가 기정의된 임계 SOC를 초과하면(S421의 NO), 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV를 충전하도록 제어하고(S422), 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하(S421의 YES)이면, 그리드 전력으로 EV를 충전하고 배터리 시스템(110)을 대기 상태로 제어한다(S423).
PV 시스템이 발전 상태라면(S420의 YES), 전력 관리 제어기(130)는, EV 충전량과 PV 발전량을 비교한다(S430).
EV 충전량이 PV 발전량을 초과하지 않는 경우(S430의 NO), 전력 관리 제어기(130)는, 배터리가 완충 상태가 아니라면(S431의 NO), PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, EV 충전 후 잔여 전력으로 배터리를 충전하도록 제어 (S432)한다. 배터리가 완충 상태라면(S431의 YES), 전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 PV 시스템을 제어(출력 제한 제어)한다(S433).
EV 충전량이 PV 발전량을 초과하는 경우(S430의 YES), 전력 관리 제어기(130)는, 배터리의 충전 상태를 체크한다(S440). 여기서, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC를 초과하면(S440의 NO), 전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어한다(S441). 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하(S440의 YES)이면, 전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하며, 배터리 시스템(110)을 대기 상태로 제어한다(S442).
도 4에 도시된, 에너지 저장 시스템의 제어 방법(제1 제어 모드)을 참조하면, 현재 시간이 최대 부하 구간인 경우, 전력 관리 제어기(130)는, PV 발전 전력, 배터리 시스템의 저장 전력 및 그리드 전력의 순서로 정의된 우선 순위에 따라 EV가 충전되도록 전력을 제어할 수 있다. 또한, 전력 관리 제어기(130)는, PV 발전 전력으로 배터리가 충전되도록 전력을 제어할 수 있다. 또한, 전력 관리 제어기(130)는, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하지 않는 경우, 배터리의 충전이 불가능한 상황(예 : 완충 상태)이라면 PV 시스템의 출력 제한 제어를 수행할 수 있다.
한편, PV 시스템의 출력 제한을 위해 PV 인버터를 오프(OFF)시킨 경우, PV 발전이 가능한 상태(예 : 태양광 존재)이고, 배터리가 충전 가능한 상태(예 : 완충 아닌 상태)이며, EV가 충전 상태라면, PV 인버터를 온(ON)으로 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중부하 구간에서 동작하는 에너지 저장 시스템의 제어 방법(제2 제어 모드)의 동작 순서도이다.
도 5를 참조하면, 전력 관리 제어기(130)는, 수집된 상태 정보를 기초로, EV의 충전 여부를 체크한다(S510).
먼저, EV가 충전 상태가 아닌 경우(S510의 NO), 즉 EV 충전 요구량이 없는 경우의 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 대해 설명한다.
전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 상태를 체크하고(S511), PV 시스템이 발전 상태가 아니라면(S511의 NO), 전력 관리 제어기(130)는, 배터리의 충전 상태를 체크한다(S512). 여기서, 전력 관리 제어기(130)는, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하(S512의 YES)이면, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하고(S513), 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC를 초과하면(S512의 NO), 배터리 시스템(110)을 대기 상태로 제어한다(S514).
피크 한계는, 기정의된 시간 동안 그리드 전력의 누적 사용량에 대한 임계값을 의미할 수 있다. 즉, PV 비발전 상태 및 EV 비충전 상태에서, 배터리의 SOC가 설정 SOC 이하인 경우, 미리 설정된 그리드 전력 사용량의 한계를 초과하지 않는 범위 내에서, 그리드 전력으로 배터리가 충전될 수 있다.
PV 시스템이 발전 상태라면(S511의 YES), 전력 관리 제어기(130)는, 배터리의 충전 상태를 체크한다(S515). 여기서, 전력 관리 제어기(130)는, 배터리가 완충 상태가 아니라면(S515의 NO), PV 시스템의 발전 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하고(S516), 배터리가 완충 상태라면(S515의 YES), PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 PV 시스템을 제어(출력 제한 제어)한다(S517).
다음으로, EV가 충전 상태인 경우(S510의 YES), 즉 EV 충전 요구량이 있는 경우의 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 대해 설명한다.
전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 여부를 체크한다(S520).
PV 시스템이 발전 상태가 아니라면(S520의 NO), 전력 관리 제어기(130)는, 배터리의 충전 상태를 체크한다(S521). 여기서, 전력 관리 제어기(130)는, 배터리의 SOC가 기정의된 임계 SOC를 초과하면(S521의 NO), 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV를 충전하도록 제어하고(S522), 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하(S521의 YES)이면, 그리드 전력으로 EV를 충전하고 배터리 시스템(110)을 대기 상태로 제어한다(S523).
PV 시스템이 발전 상태라면(S520의 YES), 전력 관리 제어기(130)는, EV 충전량과 PV 발전량을 비교한다(S530).
EV 충전량이 PV 발전량을 초과하지 않는 경우(S530의 NO), 전력 관리 제어기(130)는, 배터리가 완충 상태가 아니라면(S531의 NO), PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, EV 충전 후 잔여 전력으로 배터리를 충전하도록 제어 (S532)한다. 배터리가 완충 상태라면(S531의 YES), 전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 PV 시스템을 제어(출력 제한 제어)한다(S533).
EV 충전량이 PV 발전량을 초과하는 경우(S530의 YES), 전력 관리 제어기(130)는, 배터리의 충전 상태를 체크한다(S540). 여기서, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC를 초과하면(S540의 NO), 전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어한다(S541). 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하(S540의 YES)이면, 전력 관리 제어기(130)는, 기설정된 피크 한계값(Ppeak)과 EV 충전량 및 PV 발전량의 차(PEV(t) - PPV(t))를 비교한다(S542).
피크 한계값(Ppeak)이 EV 충전량 및 PV 발전량의 차(PEV(t) - PPV(t)) 이하이면, 전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하며, 배터리 시스템을 대기 상태로 제어한다(S544).
피크 한계값(Ppeak)이 EV 충전량 및 PV 발전량의 차(PEV(t) - PPV(t))를 초과하면, 전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하며, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어한다(S543). 예를 들어, 피크 한계값(Ppeak)이 80kWh, EV 충전량이 50kWh, PV 발전량이 20kWh인 경우, EV는 PV 발전 전력(20kWh)과 그리드 전력(30kWh)으로 충전된다. 여기서, 배터리는 피크 한계값(80kWh)까지의 여유 전력량(80 - 30 = 50kWh) 범위 내에서 그리드 전력으로 충전될 수 있다.
도 5에 도시된, 에너지 저장 시스템의 제어 방법(제2 제어 모드)을 참조하면, 현재 시간이 중부하 구간인 경우, 전력 관리 제어기(130)는, PV 발전 전력, 배터리 시스템의 저장 전력 및 그리드 전력의 순서로 정의된 우선 순위에 따라 EV가 충전되도록 전력을 제어할 수 있다. 또한, 전력 관리 제어기(130)는, PV 발전 전력 및 그리드 전력의 순서로 정의된 우선 순위에 따라 배터리가 충전되도록 전력을 제어할 수 있다. 또한, 전력 관리 제어기(130)는, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하지 않는 경우, 배터리의 충전이 불가능한 상황(예 : 완충 상태)이라면 PV 시스템의 출력 제한 제어를 수행할 수 있다.
중부하 구간에서는, 최대부하 구간과 달리, 특정 조건 하에서 그리드 전력으로 배터리가 충전될 수 있다. 구체적으로, 중부하 구간의 전력 구매 비용이 최대 부하 구간보다 저렴하기 때문에, 특정 조건을 만족하는 상태(S512의 NO, S542의 YES)에서만 그리드 전력을 이용해 배터리가 충전될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 경부하 구간에서 동작하는 에너지 저장 시스템의 제어 방법(제3 제어 모드)의 동작 순서도이다.
도 6을 참조하면, 전력 관리 제어기(130)는, 수집된 상태 정보를 기초로, EV의 충전 여부를 체크한다(S610).
먼저, EV가 충전 상태가 아닌 경우(S610의 NO), 즉 EV 충전 요구량이 없는 경우의 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 대해 설명한다.
전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 상태를 체크하고(S611), PV 시스템이 발전 상태가 아니라면(S611의 NO), 배터리 시스템(110)을 대기 상태로 제어한다(S612).
PV 시스템이 발전 상태라면(S611의 YES), 전력 관리 제어기(130)는, 배터리의 충전 상태를 체크한다(S613). 여기서, 전력 관리 제어기(130)는, 배터리가 완충 상태가 아니라면(S613의 NO), PV 시스템의 발전 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하고(S614), 배터리가 완충 상태라면(S613의 YES), PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 PV 시스템을 제어(출력 제한 제어)한다(S615).
다음으로, EV가 충전 상태인 경우(S610의 YES), 즉 EV 충전 요구량이 있는 경우의 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 대해 설명한다.
전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 여부를 체크한다(S620).
PV 시스템이 발전 상태가 아니라면(S620의 NO), 전력 관리 제어기(130)는, 그리드 전력으로 EV를 충전하고 배터리 시스템(110)을 대기 상태로 제어한다(S621).
PV 시스템이 발전 상태라면(S620의 YES), 전력 관리 제어기(130)는, EV 충전량과 PV 발전량을 비교한다(S630).
EV 충전량이 PV 발전량을 초과하지 않는 경우(S630의 NO), 전력 관리 제어기(130)는, 배터리가 완충 상태가 아니라면(S631의 NO), PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, EV 충전 후 잔여 전력으로 배터리를 충전하도록 제어 (S632)한다. 배터리가 완충 상태라면(S631의 YES), 전력 관리 제어기(130)는, PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 PV 시스템을 제어(출력 제한 제어)한다(S633).
EV 충전량이 PV 발전량을 초과하는 경우(S630의 YES), PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하며, 배터리 시스템(110)을 대기 상태로 제어한다(S642).
도 6에 도시된, 에너지 저장 시스템의 제어 방법(제3 제어 모드)을 참조하면, 현재 시간이 경부하 구간인 경우, 전력 관리 제어기(130)는, PV 발전 전력 및 그리드 전력의 순서로 정의된 우선 순위에 따라 EV가 충전되도록 전력을 제어할 수 있다. 또한, 전력 관리 제어기(130)는, PV 발전 전력으로 배터리가 충전되도록 전력을 제어할 수 있다. 또한, 전력 관리 제어기(130)는, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하지 않는 경우, 배터리의 충전이 불가능한 상황(예 : 완충 상태)이라면 PV 시스템의 출력 제한 제어를 수행할 수 있다.
경부하 구간에서는, 최대부하 구간 및 중부하 구간과 달리, 배터리의 저장 전력으로 EV가 충전되지 않으며, 중부하 구간과 달리, 그리드 전력으로 배터리가 충전되지 않는다. 가장 저렴한 비용의 그리드 전력을 이용하여 EV를 충전시키고, 배터리의 저장 전력을 최대한 유지시키는 것이 비용 효율 측면에서 유리하기 때문이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 피크 대응을 위한 제어 방법을 설명하기 위한 참고표이다. 이하에서는, 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 피크 대응을 위한 제어 방법에 대해 설명한다.
전력 관리 제어기(130)는, 기설정된 단위 시간마다 그리드 전력의 누적 사용량을 체크하고, 그리드 전력 누적 사용량과 기정의된 피크 한계 값을 비교하여 피크 발생 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 피크 한계 값은, 기정의된 시간 동안 그리드 전력의 누적 사용량에 대한 임계값을 의미할 수 있다.
그리드 전력 누적 사용량이 기정의된 피크 한계 값을 초과하면, 전력 관리 제어기(130)는, 피크가 발생된 것으로 결정하고, 피크 대응 제어 모드에 따라 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템을 제어한다.
전력 관리 제어기(130)는, 피크 발생에 따라 피드 대응 제어 모드로 동작하는 경우, 현재 시간에 대응한 제어 모드(제1 내지 3 제어 모드)로 동작하지 않고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV를 충전하도록 제어한다.
피크 대응 제어 모드에 따른 배터리 시스템의 방전으로 인해, 피크 상황이 해제(그리드 전력 누적 사용량이 기정의된 피크 한계 값 이하)되면, 전력 관리 제어기(130)는, 현재 시간과 대응되는 제어 모드(제1 내지 3 제어 모드)로 동작할 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 피크 판단값이 400kW)로 정의되는 경우, 15분간 그리드 전력의 누적 사용량이 100kWh를 초과하지 않도록 통제되어야 한다.
피크 판단 주기가 5분으로 설정된 경우, 전력 관리 제어기(130)는, 계전기(예를 들어, 도 2의 smart meter)를 통해 그리드 전력의 누적 사용량(도 7의 실 사용량 [kWh])을 체크하고, 피크 판단 시점(1분, 6분, 11분)에 그리드 전력 누적 사용량과 피크 한계 값을 비교하여 피크 발생 여부를 판단한다. 도 7을 참조하면, 세번째 감시 주기인 11분 경과 시점에 그리드 전력 누적 사용량(78.3333 kWh)이 피크 한계 값(73.3333 kWh)을 초과하여, 피크가 발생된 것으로 판단된다. 이 때, 전력 관리 제어기(130)는, 피드 대응 제어 모드로 동작하여 배터리 시스템의 저장 전력을 방전시켜, 15분간 그리드 전력의 누적 사용량이 100kWh를 초과되지 않도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 제어 장치의 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전력 관리 제어 장치(800)는, 그리드, PV시스템 및 EV 충전 시스템과 연동하는 에너지 저장 시스템 내에 위치하며, 적어도 하나의 프로세서(810), 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(820) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(830)를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 그리드, PV 시스템, EV 충전 시스템, 배터리 시스템 및 PCS 중 하나 이상에 대한 상태 정보를 수집하는 명령; 및 수집된 상태 정보에 기초하여 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는 명령;을 포함할 수 있다.
상기 전력을 제어하는 명령은, 사전 정의된 복수의 제어 모드 중, 현재 시간과 대응되는 제어 모드를 결정하는 명령; 및 상기 결정된 제어 모드에 따라, 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는 명령;을 포함할 수 있다.
상기 상태 정보를 수집하는 명령은, EV의 충전량, PV 발전량 및 배터리 상태 정보를 모니터링하는 명령;을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 전력을 제어하는 명령은, 상기 수집된 상태 정보에 기초하여, 상기 EV에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템의 충방전 및 상기 PV 시스템의 출력 제한(Curtailment)을 제어하는 명령;을 포함할 수 있다.
현재 시간이 최대부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 상기 전력을 제어하는 명령은, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 상기 전력을 제어하는 명령은, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면, 상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하며, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
현재 시간이 최대부하 구간 또는 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 상기 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV를 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 상기 전력을 제어하는 명령은, 그리드 전력으로 EV를 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우, 상기 전력을 제어하는 명령은, EV 충전 요구량이 없고, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하는 명령을 포함할 수 있다. 이 때, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC를 초과하면, 상기 전력을 제어하는 명령은, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
전력 관리 제어 장치(800)는 또한, 입력 인터페이스 장치(840), 출력 인터페이스 장치(850), 저장 장치(860) 등을 더 포함할 수 있다. 전력 관리 제어 장치(800)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(870)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 프로세서(810)는 중앙처리장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(또는 저장 장치)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (36)

  1. 그리드(Grid), 태양광 발전(PV; Photovoltaic) 시스템 및 전기자동차(EV; Electric Vehicle) 충전 시스템과 연동하는, 에너지 저장 시스템으로서,
    하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리 시스템;
    상기 배터리 시스템의 전력을 제어하는 전력 조절 장치(PCS); 및
    상기 그리드, PV 시스템, EV 충전 시스템, 배터리 시스템 및 PCS 중 하나 이상에 대한 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보에 기초하여 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는, 전력 관리 제어기(PMS);를 포함하는, 에너지 저장 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 관리 제어기는,
    사전 정의된 복수의 제어 모드 중, 현재 시간과 대응되는 제어 모드에 따라, 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는, 에너지 저장 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 제어 모드는,
    그리드 전력의 구매 비용의 등급에 기초하여 사전 정의된 시간대별 부하 등급과 각각 대응되어 정의되는, 에너지 저장 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 제어 모드는,
    최대부하 구간과 대응되어 정의된 제1 제어 모드, 중부하 구간과 대응되어 정의된 제2 제어 모드 및 경부하 구간과 대응되어 정의된 제3 제어 모드를 포함하여 구성되는, 에너지 저장 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 관리 제어기는,
    EV의 충전량, PV 발전량 및 배터리 상태 정보에 기초하여, 상기 EV에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템의 충방전 및 상기 PV 시스템의 출력 제한(Curtailment)을 제어하는, 에너지 저장 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전력 관리 제어기는,
    EV 충전량이 PV 발전량을 초과하지 않는다면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, EV 충전 후 잔여 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하되, 상기 배터리가 완충 상태라면, 상기 PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 제어하는, 에너지 저장 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 전력 관리 제어기는,
    PV 시스템이 발전 상태이며 EV 충전 요구량이 없는 상태라면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하되, 상기 배터리가 완충 상태라면, 상기 PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 제어하는, 에너지 저장 시스템.
  8. 청구항 5에 있어서,
    현재 시간이 최대부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력 관리 제어기는,
    EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하되, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는, 에너지 저장 시스템.
  9. 청구항 5에 있어서,
    현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력 관리 제어기는,
    EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하되, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하는, 에너지 저장 시스템.
  10. 청구항 5에 있어서,
    현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력 관리 제어기는,
    EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하며, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는, 에너지 저장 시스템.
  11. 청구항 5에 있어서,
    현재 시간이 최대부하 구간 또는 중부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력 관리 제어기는,
    PV 시스템이 발전 상태가 아니라면,
    상기 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV를 충전하도록 제어하되, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 그리드 전력으로 EV를 충전하도록 제어하는, 에너지 저장 시스템.
  12. 청구항 5에 있어서,
    현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력 관리 제어기는,
    PV 시스템이 발전 상태가 아니라면,
    그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는, 에너지 저장 시스템.
  13. 청구항 5에 있어서,
    현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력 관리 제어기는,
    EV 충전 요구량이 없고, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면,
    피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하되, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC를 초과하면, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는, 에너지 저장 시스템.
  14. 청구항 5에 있어서,
    상기 전력 관리 제어기는,
    기설정된 단위 시간마다 그리드 전력의 누적 사용량을 체크하고, 그리드 전력 누적 사용량이 기정의된 피크 한계 값을 초과하여 피크가 발생된 것으로 판단되면, 배터리 시스템의 저장 전력을 방전시키도록 제어하는, 에너지 저장 시스템.
  15. 배터리 시스템, 전력 조절 장치(PCS) 및 전력 관리 제어기(PMS)를 포함하고, 그리드(Grid), 태양광 발전(PV; Photovoltaic) 시스템 및 전기자동차(EV; Electric Vehicle) 충전 시스템과 연동하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법으로서,
    상기 전력 관리 제어기가, 그리드, PV 시스템, EV 충전 시스템, 배터리 시스템 및 PCS 중 하나 이상에 대한 상태 정보를 수집하는 단계; 및
    상기 전력 관리 제어기가, 수집된 상태 정보에 기초하여 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는 단계;를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 전력을 제어하는 단계는,
    사전 정의된 복수의 제어 모드 중, 현재 시간과 대응되는 제어 모드를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 제어 모드에 따라, 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는 단계;를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 복수의 제어 모드는,
    그리드 전력의 구매 비용의 등급에 기초하여 사전 정의된 시간대별 부하 등급과 각각 대응되어 정의되며,
    최대부하 구간과 대응되어 정의된 제1 제어 모드, 중부하 구간과 대응되는 정의된 제2 제어 모드 및 경부하 구간과 대응되어 정의된 제3 제어 모드를 포함하여 구성되는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 상태 정보를 수집하는 단계는,
    EV의 충전량, PV 발전량 및 배터리 상태 정보를 모니터링하는 단계;를 포함하고,
    상기 전력을 제어하는 단계는,
    상기 수집된 상태 정보에 기초하여, 상기 EV에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템의 충방전 및 상기 PV 시스템의 출력 제한(Curtailment)을 제어하는 단계;를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 전력을 제어하는 단계는,
    EV 충전량이 PV 발전량을 초과하지 않는다면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, EV 충전 후 잔여 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하되, 상기 배터리가 완충 상태라면, 상기 PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 제어하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 전력을 제어하는 단계는,
    PV 시스템이 발전 상태이며 EV 충전 요구량이 없는 상태라면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하되, 상기 배터리가 완충 상태라면, 상기 PV 시스템의 발전 전력이 그리드로 공급되지 않도록 제어하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  21. 청구항 18에 있어서,
    현재 시간이 최대부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력을 제어하는 단계는,
    EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하되, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  22. 청구항 18에 있어서,
    현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력을 제어하는 단계는,
    EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하되, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  23. 청구항 18에 있어서,
    현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력을 제어하는 단계는,
    EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하며, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  24. 청구항 18에 있어서,
    현재 시간이 최대부하 구간 또는 중부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력을 제어하는 단계는,
    PV 시스템이 발전 상태가 아니라면,
    상기 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV를 충전하도록 제어하되, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 그리드 전력으로 EV를 충전하도록 제어하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  25. 청구항 18에 있어서,
    현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력을 제어하는 단계는,
    PV 시스템이 발전 상태가 아니라면,
    그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  26. 청구항 18에 있어서,
    현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력을 제어하는 단계는,
    EV 충전 요구량이 없고, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면,
    피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하되, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC를 초과하면, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  27. 청구항 18에 있어서,
    상기 전력을 제어하는 단계는,
    기설정된 단위 시간마다 그리드 전력의 누적 사용량을 체크하고, 그리드 전력 누적 사용량이 기정의된 피크 한계 값을 초과하여 피크가 발생된 것으로 판단되면, 배터리 시스템의 저장 전력을 방전시키도록 제어하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  28. 배터리 시스템 및 전력 조절 장치(PCS)를 포함하고, 그리드(Grid), 태양광 발전(PV; Photovoltaic) 시스템 및 전기자동차(EV; Electric Vehicle) 충전 시스템과 연동하는 에너지 저장 시스템 내에 위치하는 전력 관리 제어 장치로서,
    적어도 하나의 프로세서;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 그리드, PV 시스템, EV 충전 시스템, 배터리 시스템 및 PCS 중 하나 이상에 대한 상태 정보를 수집하는 명령; 및
    수집된 상태 정보에 기초하여 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는 명령;을 포함하는, 전력 관리 제어 장치.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 전력을 제어하는 명령은,
    사전 정의된 복수의 제어 모드 중, 현재 시간과 대응되는 제어 모드를 결정하는 명령; 및
    상기 결정된 제어 모드에 따라, 상기 PV 시스템, EV 충전 시스템 및 배터리 시스템의 전력을 제어하는 명령;을 포함하는, 전력 관리 제어 장치.
  30. 청구항 28에 있어서,
    상기 상태 정보를 수집하는 명령은,
    EV의 충전량, PV 발전량 및 배터리 상태 정보를 모니터링하는 명령;을 포함하고,
    상기 전력을 제어하는 명령은,
    상기 수집된 상태 정보에 기초하여, 상기 EV에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템에 대한 전력 공급 객체, 상기 배터리 시스템의 충방전 및 상기 PV 시스템의 출력 제한(Curtailment)을 제어하는 명령;을 포함하는, 전력 관리 제어 장치.
  31. 청구항 30에 있어서,
    현재 시간이 최대부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력을 제어하는 명령은,
    EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하되, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하는 명령을 포함하는, 전력 관리 제어 장치.
  32. 청구항 30에 있어서,
    현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력을 제어하는 명령은,
    EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하되, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 피크 한계 범위 내에서 그리드 전력으로 배터리를 충전하도록 제어하는 명령을 포함하는, 전력 관리 제어 장치.
  33. 청구항 30에 있어서,
    현재 시간이 경부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력을 제어하는 명령은,
    EV 충전량이 PV 발전량을 초과하면,
    상기 PV 시스템의 발전 전력으로 EV를 충전하고, 그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하며, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 명령을 포함하는, 전력 관리 제어 장치.
  34. 청구항 30에 있어서,
    현재 시간이 최대부하 구간 또는 중부하 구간에 해당하는 경우,
    상기 전력을 제어하는 명령은,
    PV 시스템이 발전 상태가 아니라면,
    상기 배터리 시스템의 저장 전력으로 EV를 충전하도록 제어하되, 배터리의 충전 상태가 기정의된 임계 SOC 이하이면, 그리드 전력으로 EV를 충전하도록 제어하는 명령을 포함하는, 전력 관리 제어 장치.
  35. 청구항 30에 있어서,
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    PV 시스템이 발전 상태가 아니라면,
    그리드 전력으로 EV 충전량의 부족분을 충전하도록 제어하고, 상기 배터리 시스템을 대기 상태로 제어하는 명령을 포함하는, 전력 관리 제어 장치.
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    현재 시간이 중부하 구간에 해당하는 경우,
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    EV 충전 요구량이 없고, PV 시스템이 발전 상태가 아니라면,
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