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(홍익대학교, 홍익대학교 대학원)

지도교수
허서원
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최근 신재생 에너지와 더불어 전력 산업에 큰 관심이 쏟아지고 있다. 신재생 에너지를 활용하는 기술이 점차 발전하고 있는 반면 일본 후쿠시마 원전 사고 등 기존 전력에 대한 불신과 위험성은 날로 두드러지고 있다. 또한 기존 전력 생산이 미세 먼지 등 환경오염의 주된 원인으로 지목됨에 따라 세계 각국의 신재생 에너지의 대한 관심은 뜨겁다. 하지만 신재생 에너지는 태양광, 풍력 등을 전력 생산의 재료로 삼고 있기 때문에 출력의 변동이 심하여 안정적이지 않다는 단점이 있다. 그런 단점에도 불구하고 신재생 에너지가 세계적으로 확대되고 있으며 사람들의 생활 패턴의 변화로 전력 피크가 새롭게 경신중이다. 정부는 전력을 관리하기 위환 노력의 일환으로 에너지 저장장치 시스템인 ESS 시스템을 각 산업용 수용가에 적극 권장하고 있으며 공공기관에는 ESS 도입을 의무화하는 등 전력 피크를 관리하기 위한 노력을 하고 있다.
본 논문에서는 전력 피크를 관리하고자 하는 단일 수용가를 대상으로 ESS 시스템을 활용하여 목표 전력을 관리할 수 있도록 하는 Peak Shaving 알고리즘을 제안한다. 기존의 연구가 주로 수용가의 수요 예측에 집중된 면이 있고 예측은 언제나 오차율이 있을 수밖에 없다. 본 논문에서는 ESS 제어에 초점을 맞추어 15분 내에 응동 가능한 실시간 사용량 기반의 목표 전력 관리 알고리즘을 제안한다.

목차

  1. 1. 서 론 1
    1.1 연구의 필요성 및 배경 1
    1.2 선행 연구 2
    1.3 연구 구성 및 내용 4
    2. ESS 시스템 개요 및 요금제도 5
    2.1 ESS 시스템 개요 5
    2.1.1 ESS 정의 5
    2.1.2 ESS 종류 5
    2.1.3 ESS 구성 7
    2.1.4 ESS 속성 12
    2.2 전기요금제도 및 경제적 편익 14
    2.2.1 국내 전기요금 제도 14
    2.2.2 ESS 도입 시 경제적 편익 14
    3. ESS 운영 알고리즘 17
    3.1 피드백 시스템 17
    3.2 수요 예측 운영 알고리즘의 문제점 17
    3.3 실시간 부하 데이터 기반 방전 알고리즘 19
    3.4 누적 사용량 기반 방전 알고리즘 20
    3.4.1 실시간 부하의 누적 사용량 계산 21
    3.4.2 방전 결정 알고리즘 21
    3.4.3 실시간 사용량 기반 Peak Shaving 알고리즘 22
    3.5 ESS 운영을 위한 Peak Shaving 보정 알고리즘 25
    4. 시뮬레이션 및 검증 결과 27
    4.1 부하가 일정하게 유지되는 구간 27
    4.2 부하가 증가하는 구간 29
    4.3 부하가 감소하는 구간 30
    5. 결 론 32
    참 고 문 헌 34
    영 문 요 약 36

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