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KR102233202B1 - 웹 기반 Fast DR 관리시스템 - Google Patents

웹 기반 Fast DR 관리시스템 Download PDF

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KR102233202B1
KR102233202B1 KR1020200109000A KR20200109000A KR102233202B1 KR 102233202 B1 KR102233202 B1 KR 102233202B1 KR 1020200109000 A KR1020200109000 A KR 1020200109000A KR 20200109000 A KR20200109000 A KR 20200109000A KR 102233202 B1 KR102233202 B1 KR 102233202B1
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KR
South Korea
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power
menu
ufr
reduction
management
Prior art date
Application number
KR1020200109000A
Other languages
English (en)
Inventor
허석
김광석
Original Assignee
주식회사 아이디알서비스
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Publication date
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Abstract

본 발명은 전력 계통의 주파수 변화를 기초로 빠른 응동시간 내에 자동으로 전력 수요를 조절하여 전력계통의 안정성을 높이되, 전력계통의 주파수 및 전력데이터, 모니터링. 이벤트 알람 등 Fast DR을 효과적으로 관리할 수 있는 웹 기반 Fast DR 관리시스템에 관한 것으로, 전력거래소 또는 전력회사에 의해 구축되어 부하 전력의 감축이 필요한 경우 감축 요청을 실시하는 관제센터; 부하 사용자와 계약을 맺고 필요시 부하 사용자에게 전력 증감 지시를 내리거나 감축량 모니터링을 실시하는 관리사업자에 의해 구축되되, Fast DR 관리를 위한 웹페이지를 제공하기 위한 웹서버를 포함하는 관리사업자 서버부; 및 현재 전력주파수에 따라 수요반응자원의 수요 응동을 제어하기 위한 수요반응자원 관리부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

웹 기반 Fast DR 관리시스템{Fast DR management system based on web}
본 발명은 웹을 기반으로 하여 Fast DR을 관리하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력 계통의 주파수 변화를 기초로 빠른 응동시간 내에 자동으로 전력 수요를 조절하여 전력계통의 안정성을 높이되, 전력계통의 주파수 및 전력데이터, 모니터링, 이벤트 알람 등 Fast DR을 효과적으로 관리할 수 있는 웹 기반 Fast DR 관리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수요반응(Demand Response, DR)이란 현재 전력량의 수요에 맞추기 위해 전기 사용자가 사용량을 변화시키는 것을 의미하고, 전력거래소로부터의 전력소비 감축 지시에 대응할 수 있는 전기 사용자들이 하나의 자원으로 간주되어 이를 수요반응자원이라고 한다.
그리고 수요반응자원 거래시장이란 전기 사용자가 감축한 전기를 전력거래시장에 판매하여 금전으로 보상받을 수 있게 한 제도이다.
상기 수요반응자원 거래시장에는 수요반응자원을 관리하면서 관리사업자들에게 수요 감축 지시를 내리는 전력거래소와, 수요반응자원의 등록, 감축 지시 전달 등의 역할을 수행하여 수요반응자원 거래시장에 부하 사용자들이 원활히 참여할 수 있게 중간자 기능을 하는 관리사업자와, 전력을 소비하는 주체인 전기 사용자 즉, 부하 사용자가 참여하게 된다.
한편, 국가 에너지전환 정책에 의해 태양광, 풍력 및 조력 발전 등과 같은 신재생 발전 비율이 향후 지속적으로 증가될 것으로 예상되는데, 이러한 신재생 에너지는 전력 공급의 변동성이 크다는 문제가 있다.
이와 같이 전력 공급의 변동성이 커지는 경우 발전량이 안정적으로 유지되지 못함에 따라 정상적인 전력망의 주파수의 유지가 어렵게 되므로 신재생 에너지를 통한 전력 공급의 변동성에 대응하기 위해서는 수요반응의 관리가 중요해진다.
이에 따라 수요반응의 효율적인 통합 관리를 위한 시스템이 요구되고 있어 본 출원인은 관리사업자의 입장에서 수요반응을 효율적으로 관리할 수 있는 시스템을 안출하게 되었다.
등록특허공보 제10-1738716호(2017. 05. 22. 공고)
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 전력 계통의 주파수 변화를 기초로 빠른 응동시간 내에 자동으로 전력 수요를 조절하여 전력계통의 안정성을 높이되, 전력계통의 주파수 및 전력데이터, 모니터링. 이벤트 알람 등 Fast DR을 효과적으로 관리할 수 있는 웹 기반 Fast DR 관리시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 전력거래소 또는 전력회사에 의해 구축되어 부하 전력의 감축이 필요한 경우 감축 요청을 실시하는 관제센터; 부하 사용자와 계약을 맺고 필요시 부하 사용자에게 전력 증감 지시를 내리거나 감축량 모니터링을 실시하는 관리사업자에 의해 구축되되, Fast DR 관리를 위한 웹페이지를 제공하기 위한 웹서버를 포함하는 관리사업자 서버부; 및 현재 전력주파수에 따라 수요반응자원의 수요 응동을 제어하기 위한 수요반응자원 관리부;를 포함하여 이루어진다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 관제센터는 감축신호를 식별가능하도록 하는 정보인 감축신호 ID, 관제센터에서 관리사업자 서버부로 통신 요청 시 식별가능하도록 하는 요청 ID, 수요반응자원을 식별가능하도록 하는 정보인 수요반응자원 ID, FAST DR 발령시간, CBL, 목표전력량 또는 전력감축량을 관리사업자 서버부로 전송한다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 웹서버는 Fast DR 관리에 필요한 정보를 웹 페이지를 통해 제공할 수 있도록 다수의 사용자 인터페이스를 제공하는 프로세서와, 관리사업자 단말부 및 부하사용자 단말부에 통신망으로 연결되어 관리사업자 및 부하사용자가 웹서버가 제공하는 웹페이지에 접근할 수 있도록 하는 통신부를 포함한다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 프로세서는 복수 개의 컨트롤러에 분배하기 위하여 CBL과 기준값과의 목표전력량 또는 전력감축량을 가지고, 각 컨트롤러별 최적의 주파수 출력값 또는 출력전압과 전류 및 전력값을 계산하는 분배 최적화 계산을 실시한다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 프로세서는 UFR 연계 메뉴가 디스플레이되도록 하는 UFR 연계 사용자 인터페이스, UFR 미연계 메뉴가 디스플레이되도록 하는 UFR 미연계 사용자 인터페이스, AGC 메뉴가 디스플레이되도록 하는 AGC 사용자 인터페이스, 대기대체 메뉴가 디스플레이되도록 하는 대기대체 사용자 인터페이스, 모니터링 메뉴가 디스플레이되도록 하는 모니터링 사용자 인터페이스, 계측제어시스템 메뉴가 디스플레이되도록 하는 계측제어시스템 사용자 인터페이스 및 SMS 메뉴가 디스플레이되도록 하는 SMS 사용자 인터페이스를 제공한다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 UFR 연계 사용자 인터페이스는 UFR 연계 메뉴의 서브 메뉴로 자원정보, 감축현황 및 감축실적에 대한 메뉴가 디스플레이되도록 한다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 자원정보 메뉴에는 수요반응자원인 고객사의 고객명, 참여부하의 종류인 부하명, 제어권한, 제어방식, 계약용량, CBL, 현재전력 및 상태 정보가 디스플레이되고, 특정 고객명을 클릭하게 되면 해당 고객사의 전력사용량 현황이 그래프로 디스플레이된다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 감축현황 메뉴에는 고객명, 부하명, 차단상태, 계약용량, CBL, 현재전력, 예측이행률, 지속시간, 응답시간 및 응동시간이 디스플레이되고, 특정 고객명을 클릭하면 해당 고객사의 감축현황이 그래프로 디스플레이된다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 UFR 미연계 메뉴, AGC 메뉴 및 대기대체 메뉴는 상기 UFR 연계 메뉴와 동일한 포맷으로 구성된다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 모니터링 사용자 인터페이스는 현재 주파수 상태에 따라 평시 또는 발령시의 풀 화면으로 전환되도록 하되, 평시의 모니터링 화면에는 UFR 연계, UFR 미연계, AGC 및 대기대체 서비스에 대하여 각 자원에 구비된 컨트롤러, 네트워크 및 계측기의 작동 상태와 Alerts 상태에 있는 자원의 갯수가 디스플레이되도록 하고, 발령시의 모니터링 화면에는 UFR 연계, UFR 미연계, AGC, 대기대체 서비스에 대하여 각 자원의 감축 현황이 실시간으로 디스플레이되도록 한다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 계측제어시스템 사용자 인터페이스는 계측제어시스템 메뉴의 서브 메뉴로 전력량 상태, 시스템 현황 및 Alerts 정보가 디스플레이되도록 한다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 SMS 사용자 인터페이스는 수신자 리스트, 자동문자내용, 수동문자내용을 통하여 부하사용자에게 감축 발령에 관련된 문자를 자동 또는 수동으로 발송할 수 있도록 한다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템은, 상기 수요반응자원 관리부는 부하에 공급되는 전력의 크기나 주파수를 측정하는 계측기와, 상기 계측기로부터 부하에 걸리는 전력의 크기나 주파수 데이터를 전달받아 이를 기초로 하여 전력제어수단에 신호를 보내어 부하에 걸리는 전력의 크기를 조절하기 위한 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템에 의하면, 웹페이지를 통해 전력계통의 주파수 및 전력수급현황과 UFR 연계 서비스, UFR 미연계 서비스, AGC 서비스, 대기대체 서비스별로 수요 응동 상태를 간편하게 확인할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 웹 기반 Fast DR 관리시스템에 의하면, 주파수 변동에 의한 이벤트에 따라 반응한 부하의 전력사용량을 실시간으로 모니터링할 수 있으며 그에 따른 CBL, 예측이행률, 응동시간, 정산금 등을 제공함으로써 Fast DR이 안정적으로 운용될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웹 기반 Fast DR 관리시스템의 구성도이다.
도 2 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 웹 기반 Fast DR 관리시스템에서 웹 페이지를 통해 제공되는 정보들을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 웹 기반 Fast DR 관리시스템은 관제센터(100), 관리사업자 서버부(200) 및 복수의 수요반응자원 관리부(300, 300')를 포함하여 이루어진다.
이하, 각 구성별로 본 발명의 구체적인 내용을 설명한다.
상기 관제센터(100)는 전력거래소 또는 전력회사에 의해 구축되는 것으로서, 관리사업자 서버부(200)로부터 사용 전력량 같은 부하 상태에 대한 데이터를 전달받고, 부하 전력의 감축이 필요한 경우 관리사업자 서버부(200)에 감축 요청을 실시한다.
구체적으로, 상기 관제센터(100)는 비교적 긴 주기를 바탕으로 수요 응동을 제어하는 AGC(Automatic Generation Control) 방식으로 운용될 경우, 감축신호를 식별가능하도록 하는 정보인 감축신호 ID, 관제센터(100)에서 관리사업자 서버부(200)로 통신 요청 시 식별가능하도록 하는 요청 ID, 테스트용 신호와 실제 신호로 나누어지되 실제 감축신호인 경우에만 후술하는 컨트롤러(310)에 FAST-DR 발령 정보를 전달하고 테스트용 신호인 경우에는 통신 후 데이터를 데이터베이스에 저장하도록 하는 지령신호 종류, 데이터리스트, 관제센터(100)에서 1개의 감축신호 ID내에서 관리사업자 서버부(200)로 처음 신호를 발생시킨 경우의 식별인자인 begin과 관제센터(100)에서 1개의 감축신호 ID 내에서 가지고 관리사업자 서버부(200)로 마지막 신호를 발생시킨 경우의 식별인자인 end로 나누어지는 신호 발령 상태, 수요반응자원을 식별가능하도록 하는 정보인 수요반응자원 ID, FAST DR 발령시간, CBL(Customer Baseline Load; 감축량 산출의 기초로 삼는 부하, 예를 들면 FAST-DR 발령시점 직전 2초 전부터 20초간 평균값), 목표전력량 또는 전력감축량을 관리사업자 서버부(200)로 전송한다.
상기 관제센터(100)는 관리사업자 서버부(200)와 MQTT, HTTP 또는 이와 유사한 통신방식에 의해서 통신할 수 있다.
상기 관리사업자 서버부(200)는 부하 사용자와 계약을 맺고 필요시 부하 사용자에게 전력 증감 지시를 내리거나 감축량 모니터링 등을 실시하는 관리사업자에 의해 구축되되, 웹서버(210) 및 데이터베이스(230)를 포함하여 구성된다.
상기 웹서버(210)는 본 발명의 Fast DR 관리를 위한 웹페이지를 제공하기 위한 구성으로서 프로세서(211)와 통신부(213)를 포함하고, 상기 데이터베이스(230)는 각각의 부하(350)에 걸리는 전력의 크기 및 주파수 데이터를 전달받아 저장한다.
상기 프로세서(211)는 Fast DR 관리에 필요한 정보를 웹 페이지를 통해 제공할 수 있도록 UFR(Under Frequency Relay, 저주파수 계전기) 연계 사용자 인터페이스, UFR 미연계 사용자 인터페이스, AGC 사용자 인터페이스, 대기대체 사용자 인터페이스, 모니터링 사용자 인터페이스, 계측제어시스템 사용자 인터페이스, SMS 사용자 인터페이스 등의 각종 사용자 인터페이스(User Interface)를 제공한다.
관리사업자는 관리사업자 단말부(250)로 통신망을 통해 웹서버(210)에 접속하여 상기 웹서버(210)가 제공하는 웹페이지에 접속할 수 있게 되고, 상기 웹서버(210)의 프로세서(211)에 제공되는 사용자 인터페이스들을 통해 다양한 정보들을 확인하고 관리할 수 있게 된다.
또한, 상기 프로세서(211)는 복수 개의 컨트롤러(310)에 분배하기 위하여 CBL과 기준값과의 목표전력량 또는 전력감축량을 가지고, 각 컨트롤러별 최적의 주파수 출력값 또는 출력전압과 전류 및 전력값을 계산하는 분배 최적화 계산을 실시한다.
도 2를 참조하면, 웹서버(210)가 제공하는 웹페이지에는 메인화면에 전력주파수, 전력수급현황 및 FAST DR 계측제어시스템 STATUS에 관한 정보들이 제공되고, UFR 연계, UFR 미연계, AGC, 대기대체, 모니터링, 계측제어시스템 및 SMS 메뉴가 포함되어 있다.
이때, 웹페이지에는 로그인 화면이 제공되어 권한을 부여받은 관리사업자나 부하사용자만 접속할 수 있도록 한다.
상기 메인화면에 표시되는 전력주파수는 전력회사나 전력거래소로부터 공급받을 수도 있으나, 본 발명의 실시예에서는 관리사업자가 자체적으로 설치한 저주파수 계전기, 주파수계 및 계측기의 설비들로부터 주파수를 측정하도록 한다.
이와 같이 복수의 수단으로 주파수를 측정하는 것은 각 주파수 측정수단의 측정 오차를 감안한 것이다.
상기 메인화면에 표시되는 전력수급현황에는 공급능력, 현재부하, 공급예비력, 공급예비율이 디스플레이된다.
상기 메인화면에 표시되는 FAST DR 계측제어시스템 상태에는 각 수요반응자원에 대한 컨트롤러, 계측데이터, 부하가동 및 경고상태에 대하여 수치로 표현된다.
상기 메인화면에는 이외에도 SMP(Sytem Marginal Price, 계통한계가격), NBTP(Net Benefit Test Price, 순편익가격) 및 기본정산금 단가가 디스플레이된다.
상기 메인화면의 UFR 연계 메뉴를 클릭하면, UFR 연계 사용자 인터페이스에 의해 상기 UFR 연계 메뉴의 서브 메뉴로 자원정보, 감축현황 및 감축실적에 대한 메뉴가 디스플레이된다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 자원정보 메뉴를 클릭하면, 수요반응자원인 고객사(고객명), 부하명(참여부하 종류), 제어권한, 제어방식, 계약용량, CBL, 현재전력 및 상태 정보(차단상태, 통신상태, 전원상태 및 컨트롤러 작동상태)가 디스플레이되고, 특정 고객사를 클릭하게 되면 해당 고객사의 전력사용량 현황이 그래프로 디스플레이된다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 감축현황 메뉴를 클릭하면, 고객명, 부하명, 차단상태, 계약용량, CBL, 현재전력, 예측이행률, 지속시간, 응답시간 및 응동시간이 디스플레이되고, 특정 고객명을 클릭하면 해당 고객사의 감축현황이 그래프로 디스플레이된다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 감축실적 메뉴를 클릭하면, 날짜를 지정하여 그 동안의 감축실적을 조회할 수 있고, 조회 결과를 다운로드할 수 있다.
이 경우, 각 항목의 화면 구성은 상기 감축현황의 화면 구성과 동일하다.
한편, 상기 UFR 미연계 메뉴를 클릭하면, UFR 미연계 사용자 인터페이스에 의해 상기 UFR 미연계 메뉴의 서브 메뉴로 자원정보, 감축현황 및 감축실적에 대한 메뉴가 디스플레이된다.
상기 AGC 메뉴를 클릭하면, AGC 사용자 인터페이스에 의해 상기 AGC 메뉴의 서브 메뉴로 자원정보, 감축현황 및 감축실적에 대한 메뉴가 디스플레이된다.
상기 대기대체 메뉴를 클릭하면, 대기대체 사용자 인터페이스에 의해 상기 대기대체 메뉴의 서브 메뉴로 자원정보, 감축현황 및 감축실적에 대한 메뉴가 디스플레이된다.
이와 같이, 상기 UFR 미연계 메뉴, AGC 메뉴 및 대기대체 메뉴는 UFR 연계 메뉴와 동일한 포맷으로 구성하게 된다.
상기 모니터링 메뉴를 클릭하면 모니터링 사용자 인터페이스에 의해 현재 주파수 상태에 따라 평시 또는 발령시의 풀 화면으로 전환되고, 도 6에 도시된 바와 같이 평시의 모니터링 화면에는 UFR 연계, UFR 미연계, AGC 및 대기대체 서비스에 대한 각 자원 상태 즉, 각 자원에 구비된 컨트롤러, 네트워크 및 계측기의 작동 상태와 Alerts 상태에 있는 자원의 갯수가 디스플레이된다.
또한, 각 자원에 대한 실시간 전력소비현황이 디스플레이되며, 하루 동안의 평균 전력소비현황 대비 실제 전력소비현황이 비교되어 그래프로 디스플레이되도록 하고, 지난 7일간의 전력소비현황이 그래프로 디스플레이된다.
도 7에 도시된 바와 같이 발령시의 모니터링 화면에는 UFR 연계, UFR 미연계, AGC, 대기대체 자원의 감축 현황이 실시간으로 디스플레이된다.
예를 들어, 도면의 화면에는 현재 주파수가 59.70Hz일때인 15:28:15에 감축 요청이 발령되어 전력이 차단되고 있으며 1분 동안 지속될 예정이라는 것을 알 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 상기 계측제어시스템 메뉴를 클릭하면 계측제어시스템 사용자 인터페이스에 의해 상기 계측제어시스템 메뉴의 서브 메뉴로 전력량 상태, 시스템 현황 및 경보(Alerts) 정보가 디스플레이되도록 한다.
상기 전력량 상태는 각 서비스별 자원의 통신 상태를 색상으로 구분하여 쉽게 확인할 수 있도록 한다.
예를 들어, 녹색은 통신 상태가 정상인 경우이고, 노란색은 통신 상태가 일시적으로 불량이었으나 현재 보수 중인 상태이며, 붉은색은 통신모뎀이 고장나 통신 상태가 불량인 경우를 의미한다.
도 9에 도시된 바와 같이 상기 시스템 현황에는 고객사, 부하 종류, 각 부하별 적용서비스와, 계측기, 컨트롤러, 통신모뎀의 갯수와, 계측 및 제어 상태 정보가 표시된다.
도 10에 도시된 바와 같이 상기 Alerts 정보에는 이벤트에 대한 정보와 이벤트별 확인 정보가 디스플레이된다.
도 11에 도시된 바와 같이 상기 SMS 메뉴를 클릭하면 SMS 사용자 인터페이스에 의해 수신자 리스트, 문자내용(자동문자), 문자내용(수동문자)이 나타나고, 이를 통해 관리사업자는 부하사용자에게 감축 발령에 관련된 문자를 자동 또는 수동으로 발송할 수 있게 된다.
상기 통신부(213)는 관제센터(100), 수요반응자원 관리부(300), 관리사업자 단말부(250) 및 부하사용자 단말부(400)와 데이터를 송수신할 수 있도록 연결을 확립한다.
이때, 통신은 MQTT, HTTP 등의 통신 방식에 의할 수 있다.
구체적으로, 상기 통신부(213)는 부하 상태(사용 전력량 및 주파수)에 대한 데이터를 통해 부하 전력의 감축이 필요한 경우 관제센터(100)로부터 감축 요청 신호를 수신한다.
또한, 상기 통신부(213)는 수요반응자원 관리부(300)의 통신모뎀(390)을 통해 부하(350)에 설치된 계측기(370)에 의해 측정된 부하(350)에 걸리는 전력의 크기 및 주파수 데이터를 수신하고, 이를 데이터베이스(230)에 저장함과 함께 관제센터(100)로 송신한다.
또한, 상기 통신부(213)는 관리사업자 단말부(250) 및 부하사용자 단말부(400)에 통신망으로 연결되어 관리사업자 및 부하사용자가 웹서버(210)가 제공하는 웹페이지에 접근할 수 있도록 한다.
한편, 부하사용자도 부하사용자 단말부(400)로 통신망을 통해 웹서버(210)에 접속하여 상기 웹서버(210)가 제공하는 웹페이지에 접속할 수 있다.
상기 수요반응자원 관리부(300, 300')는 현재 전력주파수에 따라 수요반응자원의 수요 응동을 제어하기 위한 구성으로서, 컨트롤러(310), 전력제어수단(330, 330'), 부하(350) 및 계측기(370)를 포함한다.
또한, 상기 수요반응자원 관리부(300, 300')는 관제센터(100)와 관리사업자 서버부(200)의 개입 없이 컨트롤러(310) 자체적으로 비교적 짧은 주기(예를 들어, 10초 이내 응동 30초 이상 유지)를 바탕으로 수요 응동을 제어하는 GF(Governor Free) 방식과, 관제센터(100)와 관리사업자 서버부(200)의 제어에 의하여 비교적 긴 주기(예를 들어, 30초 이내 응동 수십분 이상 유지)를 바탕으로 수요 응동을 제어하는 AGC(Automatic Generation Control) 방식으로 운용될 수 있다.
본 발명에서는 수요반응자원 관리부(300)가 GF 방식으로 운용될 때 UFR(Under Frequency Relay, 저주파수 계전기)을 연계하는 경우와 연계하지 않는 경우 모두를 포함하여 운용될 수 있다.
여기서, 상기 UFR(저주파수 계전기)은 주파수가 특정 주파수 이하로 떨어지면 동작해 부하를 차단하는 장치이고, 본 발명에서 상기 특정 주파수는 59.7 Hz를 예시로 하여 설명한다.
위에서 UFR을 연계하는 경우는 1개 또는 복수 개의 부하에 공급되는 전력 전체를 특정 주파수(59.7 Hz) 이하로 떨어지는 시점에서 한꺼번에 차단하는 방식으로 전력을 제어하고, UFR을 연계하지 않는 경우는 전력망의 주파수에 따라 복수 개의 부하 중 일부를 단계적으로 차단 및 투입시키거나, 복수 개의 설비를 일괄적으로 비율에 맞춰 출력을 증감하는 방식으로 전력을 제어한다.
또한, 상기 수요반응자원 관리부(300)는 대기대체 예비력에 대해서도 운용 가능하다.
원래, 대기대체 예비력은 평상시에는 정지해 있지만 장치의 고장이나 전력 수요 오차 발생시 즉시 가동해 전력을 송전할 수 있도록 하는 발전설비이나, 수요반응자원 관리 측면에서는 감축 명령에 따라 전력을 송전하는 작업을 실시하지 않음으로써 결과적으로 전력이 감축되는 효과를 얻게 되는 것이다.
상기 컨트롤러(310)는 계측기(370)로부터 부하(350)에 걸리는 전력의 크기 및 주파수 데이터를 전달받아 이를 관리사업자 서버부(200)로 전송하여 관리사업자 데이터베이스(230)에 저장되도록 하고, 전력량 및 주파수 데이터를 기초로 하여 전력제어수단(330)에 작동/정지/출력증감 신호를 보내어 부하에 걸리는 전력의 크기를 조절하기 위한 구성이다.
구체적으로, 상기 수요반응자원 관리부(300)가 GF 방식으로 운용될 경우, 상기 컨트롤러(310)는 일정 시간 단위(예를 들어, 2초)로 계측기(370)에 데이터를 요청하고, 계측기(370)는 상기 요청에 대응하여 데이터를 컨트롤러(310)로 전송하게 된다.
또한, 상기 컨트롤러(310)는 1개의 계측기(370)로부터 데이터를 전달받을 수도 있지만, 다수개의 계측기(370)로부터도 데이터를 전달받을 수 있어야 하므로, 각각의 계측기(370)를 구분하여 인식할 수 있어야 한다.
이때, 각각의 계측기(370)는 고유 ID를 가지게 된다.
한편, 상기 컨트롤러(310)는 RTC(Real Time Clock) 모듈을 탑재하여 계측된 시간을 파악하고 전력거래소와 관리사업자간의 시간동기화를 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 수요반응자원 관리부(300, 300')가 AGC 방식으로 운용될 경우, 관제센터(100)의 지시에 따라 관리사업자 서버부(200)에서 복수 개의 컨트롤러(310)에 전력 감축량을 할당하고, 각각의 컨트롤러(310)는 할당된 감축량을 달성하기 위한 제어 신호를 발생시키게 된다.
상기 전력제어수단(330)은 컨트롤러(310)로부터 받은 제어신호를 기초로 배전반에 연결된 다수의 부하 중 일부 또는 전부에 공급되는 전력을 차단하거나 공급량을 제어하는 배전용 제어 패널이 사용될 수 있고, 또는 컨트롤러(310)로부터 받은 제어신호를 기초로 출력주파수를 증감하는 인버터나 출력전압과 출력전류를 증감시키는 부하출력증감장치와 같은 수단들이 사용될 수 있다.
상기 부하(350)는 전력망을 통해 공급된 전력을 소비하는 수요처로서, 공동주택, 산업체설비, 상업시설, 교육시설, 농업용설비 등과 같이 다양한 형태의 전력 소비 요소를 포함한다.
상기 계측기(370)는 부하에 공급되는 전력의 크기나 주파수를 측정하기 위한 수단으로서 일반적인 디지털 집합 미터나 이와 유사한 기능을 가진 제품들을 사용할 수 있다.
상기 계측기(370)는 부하에 공급되는 전력의 크기나 주파수를 측정하여 컨트롤러(310)에 전달하는바, 관리사업자 서버부(200)와 수요반응자원 관리부(300) 사이의 통신에 문제가 발생할 경우에도 수요반응자원 자체에서 수요 응동이 가능해지게 된다.
또한, 상기 수요반응자원 관리부(300)에는 각 수요반응자원의 관리사업자 서버부(200)과의 통신 연결을 위하여 통신모뎀(390)이 더 포함된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
100: 관제센터
200: 관리사업자 서버부
210: 웹서버 211: 프로세서 213: 통신부
230: 데이터베이스 250: 관리사업자 단말부
300: 수요반응자원 관리부
310: 컨트롤러 330: 전력제어수단 350: 부하
370: 계측기 390: 통신모뎀
400: 부하사용자 단말부

Claims (13)

  1. 전력거래소 또는 전력회사에 의해 구축되어 부하 전력의 감축이 필요한 경우 감축 요청을 실시하는 관제센터;
    부하 사용자와 계약을 맺고 필요시 부하 사용자에게 전력 증감 지시를 내리거나 감축량 모니터링을 실시하는 관리사업자에 의해 구축되되, Fast DR 관리를 위한 웹페이지를 제공하기 위한 웹서버를 포함하는 관리사업자 서버부; 및
    현재 전력주파수에 따라 수요반응자원의 수요 응동을 제어하기 위한 수요반응자원 관리부;
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 관제센터는 감축신호를 식별가능하도록 하는 정보인 감축신호 ID, 관제센터에서 관리사업자 서버부로 통신 요청 시 식별가능하도록 하는 요청 ID, 테스트용 신호와 실제 신호로 나누어지되 실제 감축신호인 경우에만 컨트롤러에 FAST-DR 발령 정보를 전달하고 테스트용 신호인 경우에는 통신 후 데이터를 데이터베이스에 저장하도록 하는 지령신호 종류, 데이터리스트, 관제센터에서 1개의 감축신호 ID내에서 관리사업자 서버부로 처음 신호를 발생시킨 경우의 식별인자인 begin과 관제센터에서 1개의 감축신호 ID 내에서 가지고 관리사업자 서버부로 마지막 신호를 발생시킨 경우의 식별인자인 end로 나누어지는 신호 발령 상태, 수요반응자원을 식별가능하도록 하는 정보인 수요반응자원 ID, FAST DR 발령시간, CBL, 목표전력량 또는 전력감축량을 관리사업자 서버부로 전송하며,
    상기 웹서버는 Fast DR 관리에 필요한 정보를 웹 페이지를 통해 제공할 수 있도록 다수의 사용자 인터페이스를 제공하는 프로세서와, 관리사업자 단말부 및 부하사용자 단말부에 통신망으로 연결되어 관리사업자 및 부하사용자가 웹서버가 제공하는 웹페이지에 접근할 수 있도록 하는 통신부를 포함하고,
    상기 프로세서는 복수 개의 컨트롤러에 분배하기 위하여 CBL과 기준값과의 목표전력량 또는 전력감축량을 가지고, 각 컨트롤러별 최적의 주파수 출력값 또는 출력전압과 전류 및 전력값을 계산하는 분배 최적화 계산을 실시하며,
    상기 프로세서는 UFR 연계 메뉴가 디스플레이되도록 하는 UFR 연계 사용자 인터페이스, UFR 미연계 메뉴가 디스플레이되도록 하는 UFR 미연계 사용자 인터페이스, AGC 메뉴가 디스플레이되도록 하는 AGC 사용자 인터페이스, 대기대체 메뉴가 디스플레이되도록 하는 대기대체 사용자 인터페이스, 모니터링 메뉴가 디스플레이되도록 하는 모니터링 사용자 인터페이스, 계측제어시스템 메뉴가 디스플레이되도록 하는 계측제어시스템 사용자 인터페이스 및 SMS 메뉴가 디스플레이되도록 하는 SMS 사용자 인터페이스를 제공하고,
    상기 UFR 연계 사용자 인터페이스는 UFR 연계 메뉴의 서브 메뉴로 자원정보, 감축현황 및 감축실적에 대한 메뉴가 디스플레이되도록 하며,
    상기 UFR 미연계 메뉴, AGC 메뉴 및 대기대체 메뉴는 상기 UFR 연계 메뉴와 동일한 포맷으로 구성되고,
    상기 모니터링 사용자 인터페이스는 현재 주파수 상태에 따라 평시 또는 발령시의 풀 화면으로 전환되도록 하되,
    평시의 모니터링 화면에는 UFR 연계, UFR 미연계, AGC 및 대기대체 서비스에 대하여 각 자원에 구비된 컨트롤러, 네트워크 및 계측기의 작동 상태와 Alerts 상태에 있는 자원의 갯수가 디스플레이되도록 하고,
    발령시의 모니터링 화면에는 UFR 연계, UFR 미연계, AGC, 대기대체 서비스에 대하여 각 자원의 감축 현황이 실시간으로 디스플레이되도록 하며,
    상기 계측제어시스템 사용자 인터페이스는 계측제어시스템 메뉴의 서브 메뉴로 전력량 상태, 시스템 현황 및 Alerts 정보가 디스플레이되도록 하고,
    상기 SMS 사용자 인터페이스는 수신자 리스트, 자동문자내용, 수동문자내용을 통하여 부하사용자에게 감축 발령에 관련된 문자를 자동 또는 수동으로 발송할 수 있도록 하며,
    관리사업자가 자체적으로 설치한 저주파수 계전기, 주파수계 및 계측기의 설비들로부터 측정된 주파수가 홈페이지의 메인화면에 표시되도록 하고,
    상기 수요반응자원 관리부는 관제센터와 관리사업자 서버부의 개입 없이 컨트롤러 자체적으로 비교적 짧은 주기를 바탕으로 수요 응동을 제어하는 GF 방식과, 관제센터와 관리사업자 서버부의 제어에 의하여 비교적 긴 주기를 바탕으로 수요 응동을 제어하는 AGC 방식으로 운용되며,
    상기 수요반응자원 관리부가 GF 방식으로 운용될 때 UFR을 연계하는 경우와 연계하지 않는 경우 모두를 포함하여 운용되고,
    상기 수요반응자원 관리부는 대기대체 예비력에 대해서도 운용 가능한 것을 특징으로 하는 웹 기반 Fast DR 관리시스템.
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