[논문]통신 이중화를 지원하는 ESS연계 태양광 모니터링 시스템

주종율; 이영재; 오재철

doi:10.13067/jkiecs.2018.13.1.29

통신 이중화를 지원하는 ESS연계 태양광 모니터링 시스템
ESS Connected PV Monitoring System Supporting Redundant Communications 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.13 no.1, 2018년, pp.29 - 34

주종율 ((주)지에스씨 연구원) , 이영재 ((주)지에스씨 연구원) , 오재철 (순천대학교 컴퓨터과학과)

초록
AI-Helper

ESS가 연계된 시스템은 24시간 충 방전 스케줄링을 수행되어야 하므로 시스템이 중단되지 않고 운영, 관리되어야 하며, 전력 IT설비의 고장 발생이나 통신장애가 발생된 경우라도 ESS시스템의 스케줄링이 정상적으로 이루어져야 한다. 따라서, 다양한 장애가 발생하더라도 이를 능동적으로 대처하여 고정밀의 전력데이터를 수집, 관리하고 ESS 시스템을 제어하는 시스템이 요구되고 있다. 본 논문에서는 태양광 발전설비와 연계된 ESS 시스템을 대상으로 통신 장애 발생을 대처하는 통신 이중화된 전원관리유닛과 마이크로그리드 사이트 관리, 유지보수 및 모니터링을 수행할 수 있는 통합 관리 시스템을 제안한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The systems associated with the ESS never stop. It runs 24 hours everyday. The system must be managed to run. The ESS system should perform normally even if the power IT equipment fails or communication failure occurs. Therefore, there is a need for a system that actively addresses, manages and controls the high precision power data of the ESS, even if a variety of failures occur. I would like to propose a power management communication unit to cope with the occurrence of communication failure. This paper also includes an integrated management system that can perform micro grid site management, maintenance and monitoring for the ESS system connected with the solar power generation facility.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문에서는 태양광 발전설비와 연계된 ESS 시스템을 대상으로 전력계통 정밀 위상 및 데이터 시각화 시스템을 개발하였으며, 이 시스템은 마이크로 그리드 사이트의 전력패턴을 분석하고, 관리, 유지보수 및 모니터링을 수행한다.
본 논문에서는 통신 이중화를 지원하는 ESS연계 태양광 모니터링 시스템을 제안한다.
안정적인 데이터의 확보를 위해 본 논문에서는 데이터 통신 이중화 환경을 제안한다.

제안 방법

HMI 서버에 전송될 때, 통신 장애가 발생할 경우를 대비하여 PMU에는 자체적으로 1년간 계측 데이터를 저장할 수 있는 데이터베이스를 구축하였다.
PMU에서 전달받은 태양광 발전 및 ESS 설비 데이터를 저장하고 사용자에게 시각화하여 제공하는 HMI 모니터링 서버시스템을 개발하였다.
PMU의 아날로그 센서들의 고장이나 아날로그 데이터 수집 케이블의 통신 장애가 발생할 경우를 대비 하여 시리얼 통신(RS-485)를 이용하여 추가로 데이터를 수집하는 이중화된 통신선로를 구축하였다.
그리고 HMI 모니터링 서버는 MG사이트의 태양광 발전, BMS, EMS, PCS를 통합하여 데이터를 시각화하는 모니터링 기능 수행한다.
또한, 통신장애가 발생하였을 경우를 대비하여 시리얼 통신을 이용해 추가로 데이터 수집을 하는 이중화된 통신선로를 구축하였기 때문에 통신장애로 인한 유실되는 데이터가 없도록 하였다.
제안된 시스템은 PC 및 모바일 기기에서도 모니터링이 가능하도록 웹 기반으로 제작하였다.
제안된 시스템은 스마트그리드와 ESS가 결합, 기존 전력망에 정보기술(IT)이 응용되어 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하고 ESS를 통해 필요한 시기에 전기에너지를 공급하여 에너지 효율의 향상이 가능하다.
제안된 시스템은 안정적인 태양광 발전 데이터 및 정밀 위상 확보를 위해 장애 발생 시 자동으로 이에 대해 대처하여 데이터 수집, 처리, 제어가 가능하도록 통신 이중화된 전원 관리 장치(PMU: Power Management Unit)를 지닌다.
제안된 시스템은 태양광 발전설비와 연계된 ESS 시스템을 대상으로 통신 장애 발생하더라도 능동적으로 대처하는 통신 이중화된 전원관리유닛과 마이크로 그리드 사이트 관리, 유지보수 및 모니터링을 수행할 수 있다.

대상 데이터

제안된 시스템의 핵심인 PMU는 고 정밀 계측 센서를 탑재하여 태양광 설비(인버터, PV:Photovoltaic), ESS설비(PCS, EMS, BMS)의 AC/DC 전압, 전류, 온도, 주파수, 충·방전 상태 등의 데이터를 고속으로 수집한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	에너지 저장 기술이란?	이러한 전력품질의 문제, 재생에너지의 변동성 문제와 재생에너지의 저장 및 전력으로의 전환에 대한 문제의 해결책으로서 ‘에너지 저장장치(ESS: Energy Storage System)'가 대두되고 있다[3-5]. 에너지 저장 기술은 풍력, 태양광 등 다양한 형태의 에너지를 저장한 후 필요시에 사용할 수 있도록 하는 기술을 말하며, 이를 통해 에너지 효율을 높이는 시스템을 에너지 저장장치로 정의된다.
	에너지 저장장치의 도입으로 해결할 수 있는 문제는?	이러한 전력품질의 문제, 재생에너지의 변동성 문제와 재생에너지의 저장 및 전력으로의 전환에 대한 문제의 해결책으로서 ‘에너지 저장장치(ESS: Energy Storage System)'가 대두되고 있다[3-5]. 에너지 저장 기술은 풍력, 태양광 등 다양한 형태의 에너지를 저장한 후 필요시에 사용할 수 있도록 하는 기술을 말하며, 이를 통해 에너지 효율을 높이는 시스템을 에너지 저장장치로 정의된다.
	ESS가 연계된 시스템 운행이 중단될 경우 생기는 문제점은?	태양광 발전 설비는 발전하는 낮 시간대에만 가동되므로 전력 데이터 수집, 관리, 처리하는 전력IT 설비들은 밤 시간대에 가동을 중단 시킬 수 있어 유지 보수가 용이하나 ESS가 연계된 시스템은 24시간 충· 방전 스케줄링을 수행되어야 하므로 시스템이 중단되지 않고 운영, 관리되어야 한다. 특히, 전력 IT설비의 고장 발생이나 통신장애가 발생하였을 경우, 전력데이터 수집, 관리, 처리가 중단되므로, 발전설비와 연계된 ESS시스템에 대한 스케줄링이 정상적으로 이루어지지 못해 전력 공급 차질이 발생하게 된다. 따라서, 다양한 장애가 발생하더라도 이를 능동적으로 대처하여 고정밀의 전력데이터를 수집, 관리, 처리하고 ESS 시스템을 제어하는 시스템이 요구되고 있다.

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