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KR102015308B1 - Small hydroelectric power supply system - Google Patents

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KR102015308B1
KR102015308B1 KR1020170119289A KR20170119289A KR102015308B1 KR 102015308 B1 KR102015308 B1 KR 102015308B1 KR 1020170119289 A KR1020170119289 A KR 1020170119289A KR 20170119289 A KR20170119289 A KR 20170119289A KR 102015308 B1 KR102015308 B1 KR 102015308B1
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KR
South Korea
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power
electric energy
power load
load
demand destination
Prior art date
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KR1020170119289A
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Korean (ko)
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KR20190031628A (en
Inventor
신기석
Original Assignee
보성파워텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

수요처의 부하 요구에 따른 발전설비의 기계적 제어보다 더 빠른 응동이 가능하여 비상 시 매우 빠른 대처가 가능하여 수요처에 안정적인 전기 에너지를 공급할 수 있으며, 기계장치의 물리적 기동이 적어 발전설비의 유효수명을 대폭 늘릴 수 있을 뿐만 아니라, 유량손실을 최소화하여 발전 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 소수력 발전 전력 공급시스템이 개시된다. 상기 소수력 발전 전력 공급시스템은 전력계통과 연결되어 있는 수요처의 전력부하를 감지하여 기 세팅된 기준 전력부하와 비교하여 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만인지 이상인지 여부를 판단하는 전기 에너지 제어모듈 및, 상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 수요처의 전력 부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면 발전기로부터 전기 에너지를 공급받아 충전할 수 있도록 상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 제어되며, 상기 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상으로 증가되어 전력 주파수가 흔들린다고 판단되면 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력 주파수를 보정하여 수요처에 전기 에너지를 안정적으로 공급할 수 있도록 상기 전기 에너지 모듈에 의해 제어되는 전기 에너지 저장모듈을 포함할 수 있다.It responds faster than the mechanical control of the power plant according to the demand of the load of the customer, and can respond very quickly in case of emergency, supplying stable electric energy to the customer, and greatly reducing the effective life of the power plant due to the small physical maneuver of the machine. In addition, a small hydro power generation power supply system is disclosed that can greatly increase power generation efficiency by minimizing flow loss. The small power generation power supply system is an electric energy control module that detects the power load of the demand source connected to the power system and determines whether the power load of the demand destination is less than or equal to the reference power load compared to the preset reference power load; If the power load of the demand destination is determined by the electric energy control module to be less than the reference power load, the electric energy control module is controlled to receive and charge the electric energy from the generator, and the power load of the demand destination is the reference power load. When it is determined that the power frequency is shaken due to the increase, the electric energy storage module controlled by the electric energy module may be included to discharge the charged electric energy to correct the power frequency to stably supply the electric energy to the demand destination. have.

Figure R1020170119289
Figure R1020170119289

Description

소수력 발전 전력 공급시스템{SMALL HYDROELECTRIC POWER SUPPLY SYSTEM}Small Hydro Power Supply System {SMALL HYDROELECTRIC POWER SUPPLY SYSTEM}

본 발명은 소수력 발전 전력 공급시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생산된 전기 에너지를 보관하다가 필요시에 방전함으로써 전력계통에 안정성을 확보함과 동시에 효율적인 전력관리를 할 수 있는 소수력 발전 전력 공급시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a small power generation power supply system, and more particularly, to the small power generation power supply system that can ensure the stability of the power system and at the same time efficient power management by storing the generated electrical energy and discharge when necessary It is about.

일반적으로 소수력발전(small hydro power)은 설비 용량이 15,000 ㎾ 미만의 소규모 수력 발전을 의미하나 국내에서는 보통10,000㎾ 미만(2003.1, 산업자원부 제192호)을 소수력발전으로 부르고 있다. 소수력발전은 일반적인 대규모 수력 발전과 원리 면에서는 차이가 없으나 대규모 수력발전이 환경에 부정적 영향을 미치는 점을 생각한다면 국지적인 지역 조건과 조화를 이루는 규모가 작고 기술적으로 단순한 수력 발전이라고 할 수 있다.In general, small hydro power means small-scale hydropower with less than 15,000 kW of capacity, but domestically, less than 10,000 kW (2003.1, Ministry of Commerce, Industry and Energy No. 192) is called hydropower. Small-scale hydropower generation is not different from general large-scale hydropower generation in principle, but considering that the large-scale hydropower generation has a negative effect on the environment, it can be said to be a small and technically simple hydroelectric power generation in harmony with local conditions.

소수력발전은 공해가 없는 청정에너지로서 국내에도 15MW 정도의 부존량이 확인되어 있으며, 다른 재생 가능한 에너지원에 비해 높은 에너지 밀도를 가지고 있기 때문에 개발 가치가 큰 부존자원으로 평가되어 구미 선진국을 중심으로 기술 개발과 개발 지원 사업이 경쟁적으로 활발하게 진행되고 있다.Small hydro power generation is a clean energy without pollution and has a confirmed amount of 15MW in Korea, and has high energy density compared to other renewable energy sources. And development support projects are competitively active.

또한, 소수력발전은 다른 에너지원에 비해 CO2 배출량이 적고, 친환경적인 대표적 저탄소 녹색기술로 평가 받고 있으며, 국내 신재생에너지 중 단위 용량 당 에너지생산량이 가장 높은 에너지원으로 적용 요소 기술의 역사가 길고, 원자재의 해외의존도가 낮은 검증된 실용에너지다.In addition, small hydro power generation has less CO2 emissions than other energy sources and is regarded as an eco-friendly low carbon green technology.It has the highest energy production per unit capacity among domestic renewable energy, and has a long history of applied element technology. It is a proven utility energy with low overseas dependency.

상기와 같은 소수력 발전장치는 저류시설물 보다 낮은 위치에 소수력 발전기가 설치되어 배관라인을 따라 낙하되는 물의 낙차에 의해 상기 소수력 발전기가 가동되어 전기 에너지를 생산하여 전력계통으로 전기 에너지를 공급하게 되는데, 수요처에서 부하가 증가되면 수차의 회전수가 감소하게 됨에 따라 전력 주파수가 흔들리게 되는 현상이 발생된다.In the hydrophobic power generator as described above, the hydrophobic power generator is installed at a lower position than the storage facility, and the hydrophobic power generator is operated by the drop of water falling along the pipe line to produce electrical energy to supply electrical energy to the power system. As the load increases, the rotation of the aberration decreases, causing the power frequency to shake.

이와 같이 수요처의 부하 증가에 따라 전력 주파수가 흔들리게 되면 거버너 제어를 통해 밸브의 개방량을 증가시켜 배출되는 물의 양을 늘려주게 됨으로써 전력 주파수를 보정하여 안정적인 전기 에너지를 공급할 수 있도록 한다. In this way, when the power frequency fluctuates as the load of the demand source increases, the amount of water discharged is increased by increasing the amount of water discharged through the governor control, thereby correcting the power frequency to supply stable electric energy.

그러나, 상기와 같이 거버너 제어를 통해 배출되는 물의 양을 조절하는 기계적 제어를 통해 전력 주파수를 보정하는 방법의 경우 거버너 등과 같은 기계장치의 물리적 기동이 반복적으로 발생되어 물리적 피로도가 증가하게 됨으로써 기계적 노후화가 매우 빨리 진행되어 소수력 발전 설비의 사용 수명이 대폭 단축될 뿐만 아니라, 전기 에너지 수요처의 부하 요구에 따른 빠른 응동이 불가능하여 비상사태 시 조속한 대처를 할 수 없다는 문제점이 있다.However, in the case of the method of correcting the power frequency through the mechanical control to adjust the amount of water discharged through the governor control as described above, the mechanical aging of the mechanical device such as the governor is repeatedly generated, thereby increasing the physical fatigue, thereby causing mechanical aging. As it progresses very quickly, the service life of the hydro power plant is not only shortened drastically, and there is a problem in that it is not possible to respond quickly in an emergency due to the impossibility of quick response according to the load demand of the electric energy demand destination.

대한민국 등록특허공보 제10-1455032호(2014.10.20.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1455032 (2014.10.20.)

본 발명의 목적은 수요처의 부하 요구에 따른 발전설비의 기계적 제어보다 더 빠른 응동이 가능하여 비상 시 매우 빠른 대처가 가능하여 수요처에 안정적인 전기 에너지를 공급할 수 있는 소수력 발전 전력 공급시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a hydrophobic power generation power supply system capable of supplying a stable electric energy to the demand destination is possible to respond very quickly in the emergency is possible to respond faster than the mechanical control of the power generation equipment according to the load demand of the demand destination.

본 발명의 다른 목적은 거버너 등과 같은 기계장치의 물리적 기동이 적어 발전설비의 유효수명을 대폭 늘릴 수 있으며, 유량손실을 최소화하여 발전 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 소수력 발전 전력 공급시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a small power generation power supply system that can significantly increase the service life of the power generation facilities, and can significantly improve the power generation efficiency by minimizing the physical maneuver of a mechanical device such as a governor.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.Other detailed objects of the present invention will be apparently understood and understood by those skilled in the art through the detailed contents described below.

상기 목적 달성을 위하여 본 발명은 전력계통과 연결되어 있는 수요처의 전력부하를 감지하여 기 세팅된 기준 전력부하와 비교하여 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만인지 이상인지 여부를 판단하는 전기 에너지 제어모듈 및, 상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 수요처의 전력 부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면 발전기로부터 전기 에너지를 공급받아 충전할 수 있도록 상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 제어되며, 상기 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상으로 증가되어 전력 주파수가 흔들린다고 판단되면 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력 주파수를 보정하여 수요처에 전기 에너지를 안정적으로 공급할 수 있도록 상기 전기 에너지 모듈에 의해 제어되는 전기 에너지 저장모듈을 포함하는 소수력 발전 전력 공급시스템을 제시한다.In order to achieve the above object, the present invention senses the power load of the demand source connected to the power system and compares it with a preset reference power load to determine whether the power load of the demand destination is less than or equal to the reference power load. And, if it is determined by the electric energy control module that the power load of the demand destination is less than the reference power load is controlled by the electric energy control module to receive and charge the electric energy from the generator, the power load of the demand destination is the reference power If it is determined that the power frequency is shaken by increasing the load or more, the electric energy storage module is controlled by the electric energy module to discharge the charged electric energy to correct the power frequency to stably supply the electric energy to the demand destination. Small Hydro Power Generation System To suggest.

일예를 들면, 상기 전기 에너지 제어모듈은 상기 전력계통과 연결되어 있는 수요처의 전력부하를 감지하는 전력부하 감지부와, 상기 전력부하 감지부로부터 감지된 수요처의 전력부하를 전송받아 기 세팅된 기준 전력부하와 비교하여 상기 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만인지 이상인지 여부를 판단하는 전력부하 비교 판단부 및, 상기 전력부하 비교 판단부에 의해 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면 발전기로부터 전기 에너지를 공급받아 충전할 수 있도록 상기 전기 에너지 저장모듈을 제어하며, 상기 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상이라고 판단되면 상기 전기 에너지 저장모듈에 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 흔들리는 전력 주파수를 보정할 수 있도록 상기 전기 에너지 저장모듈을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.For example, the electric energy control module may include a power load detector that detects a power load of a demand destination connected to the power system, and a reference power set by receiving the power load of the demand destination detected by the power load detector. A power load comparison determination unit that determines whether the power load of the demand destination is less than or equal to the reference power load, and the power load comparison determination unit determines that the power load of the demand destination is less than the reference power load from the generator. The electric energy storage module is controlled to receive and charge electric energy, and when it is determined that the power load of the demand destination is greater than or equal to the reference power load, the electric energy charged in the electric energy storage module is discharged to correct the shaking power frequency. Control to control the electrical energy storage module to It may include wealth.

이에 더하여, 상기 전기 에너지 제어모듈은 상기 전력계통이 변전소와 연결되었을 시 상기 전기 에너지 저장모듈이 설정된 시간과 양으로 충/방전을 자동으로 수행할 수 있도록 상기 제어부에 전기 에너지 저장모듈의 충/방전시간과 충/방전량을 미리 입력하여 설정할 수 있는 입력부를 더 포함할 수도 있다.In addition, the electric energy control module charges / discharges the electric energy storage module to the controller so that the electric energy storage module can automatically charge / discharge the set time and amount when the power system is connected to the substation. The apparatus may further include an input unit configured to input and set a time and a charge / discharge amount in advance.

한편, 상기 전력계통이 변전소와 연결되었을 시에는 상기 입력부를 통해 사용자가 상기 전기 에너지 저장모듈의 충/방전을 제어할 수도 있다.On the other hand, when the power system is connected to the substation, the user may control the charge / discharge of the electrical energy storage module through the input unit.

일예를 들면, 상기 전기 에너지 저장모듈은 상기 발전기로부터 전기 에너지를 공급받아 충전되거나 충전된 전기 에너지를 방전시켜 전력계통으로 전기 에너지를 공급하는 배터리와, 상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면 발전기로부터 생산되는 전기 에너지를 배터리로 공급하여 배터리를 충전시킬 수 있도록 하고, 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상이라고 판단되면 상기 배터리에 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력계통으로 공급할 수 있도록 상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 제어되는 양방향 전력 전송부 및, 상기 발전기로부터 배터리 측으로 공급되거나 상기 배터리로부터 전력계통 측으로 공급되는 전기 에너지의 전압을 조절하는 변압기를 포함할 수 있다.For example, the electrical energy storage module is a battery for supplying electrical energy to the power system by discharging the charged or charged electrical energy by receiving electrical energy from the generator, and the power load of the demand destination by the electrical energy control module If it is determined that the reference power load is less than the electrical energy produced by the generator to supply the battery to charge the battery, and if the power load of the demand destination is determined to be higher than the reference power load to discharge the electric energy charged in the battery It may include a bi-directional power transmitter controlled by the electrical energy control module to supply to the system, and a transformer for controlling the voltage of the electrical energy supplied from the generator to the battery side or supplied from the battery to the power system side.

이에 더하여, 상기 전기 에너지 저장모듈은 상기 발전기로부터 배터리 측으로 전기 에너지를 공급하거나 상기 배터리로부터 전력계통 측으로 전기 에너지를 공급할 시에는 접속되며, 상기 발전기로부터 배터리가 전기 에너지를 공급받아 완충되었을 시에는 개방되도록 상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 제어되는 부하 차단기를 더 포함할 수 있다.In addition, the electric energy storage module is connected when supplying electric energy from the generator to the battery side or when supplying electric energy from the battery to the power system side, and is opened when the battery is supplied with the electric energy from the generator and fully charged. The apparatus may further include a load breaker controlled by the electric energy control module.

한편, 상기 전기 에너지 제어모듈은 상기 전력 계통이 변전소와 단락되었을 시에는 상기 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상이라고 판단되면 발전기 수차의 기계적인 제어를 하기 전에 상기 전기 에너지 저장모듈에 충전되어 있는 전기 에너지를 상기 전력계통 측으로 방전시키는 것이 바람직하다.On the other hand, the electric energy control module, when the power system is short-circuit with the substation, if it is determined that the power load of the demand destination is more than the reference power load, the electric charge stored in the electric energy storage module before mechanical control of the generator aberration It is preferable to discharge the energy to the power system side.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템은 수요처의 전력부하 감소 시에는 발전기로부터 생산되는 전기 에너지를 충전시켜 놓았다가 수요처의 전력부하가 증가될 시 발전설비의 기계적 제어 전에 매우 신속하게 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력 주파수를 보정하여 수요처에 전기 에너지를 안정적으로 공급할 수 있다.As described above, the hydro-power generation power supply system according to an embodiment of the present invention charges electrical energy produced from the generator when the power load of the customer is reduced and before the mechanical control of the power generation facility when the power load of the customer is increased. By discharging the electric energy which is charged very quickly, the power frequency can be corrected and the electric energy can be supplied to the demand stably.

따라서, 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템은 수요처의 전력부하 증가 시 발전설비의 기계적 제어 없이 신속하게 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력계통에 공급함으로써 비상 시 조속한 대처가 가능하여 수요처의 블랙아웃 현상 등의 발생 없이 안정적인 전기 에너지를 공급할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the hydropower generation power supply system according to an embodiment of the present invention is capable of promptly responding in an emergency by discharging the electric energy that is rapidly charged and supplying it to the power system without mechanical control of the power generation facility when the power load of the destination increases. There is an effect that can supply a stable electric energy without the blackout phenomenon of the customer.

특히, 전력 공급이 불안정하여 정전사태나 블랙아웃 현상 등이 매우 빈번하게 발생되는 원격지에 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템을 적용하게 되면 수요처의 전력부하 상승으로 인한 비상 시 정전 사태나 블랙아웃 현상이 발생되기 전에 매우 신속한 대처가 가능함으로써 전력공급의 안정성을 획기적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 대고객 신뢰성까지 확보할 수 있는 효과가 있다.In particular, if a small power generation power supply system according to an embodiment of the present invention is applied to a remote site where power supply is unstable and a blackout phenomenon or blackout phenomenon occurs very frequently, an emergency power failure situation due to an increase in power load of a demand destination In addition, it is possible to respond very quickly before the blackout occurs, which not only dramatically improves the stability of the power supply but also secures customer reliability.

이에 더하여, 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템은 발전설비의 유량손실을 최소화하여 발전 효율을 대폭 향상시켜 발전 수익을 극대화시킬 수 있으며, 수요처의 전력부하 상승으로 인한 비상시에도 발전설비의 기계적 제어를 할 필요가 없으므로 거버너 등과 같은 발전설비의 물리적 기동이 반복적으로 발생되지 않아 발전설비의 물리적 피로도를 감소시켜 발전설비의 유지/보수비용을 획기적으로 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 사용 수명까지도 대폭 연장시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the hydropower generation power supply system according to an embodiment of the present invention can maximize the power generation efficiency by greatly improving the power generation efficiency by minimizing the flow loss of the power generation equipment, and the power generation equipment in an emergency due to the power load increase of the demand destination. Since there is no need for mechanical control of the power plant, the physical start-up of power generation equipment such as governor does not occur repeatedly, thereby reducing the physical fatigue of power generation equipment, which can drastically reduce the maintenance / maintenance cost of power generation equipment and greatly extend the service life. There is an effect that can be extended.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.Other effects of the present invention will be apparent to and understood by those skilled in the art through the following detailed description or in the course of carrying out the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템을 설명하기 위한 개략도
도 2는 전기 에너지 제어모듈과 전기 에너지 저장모듈을 설명하기 위한 개략도
도 3은 만수기 때 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템을 통해 수요처에 전력을 공급하는 과정을 설명하기 위한 도면
도 4는 갈수기 때 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템을 통해 수요처에 전력을 공급하는 과정을 설명하기 위한 도면
1 is a schematic diagram for explaining a hydro power generation power supply system according to an embodiment of the present invention
Figure 2 is a schematic diagram for explaining the electric energy control module and the electric energy storage module
Figure 3 is a view for explaining the process of supplying power to the customer through the small hydro power generation power supply system according to an embodiment of the present invention during the high season
4 is a view for explaining the process of supplying power to the customer through a small hydro power generation system according to an embodiment of the present invention during the dry season

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 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 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and that one or more other features It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.

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 갖는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템을 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a hydrophobic power generation power supply system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템을 설명하기 이전에 일반적인 소수력 발전 설비에 대하여 간략하게 설명한다.Before describing the hydrophobic power generation power supply system according to an embodiment of the present invention with reference to Figure 1 will be briefly described a general hydrophobic power generation facilities.

도 1을 참조하면, 일반적인 소수력 발전 설비(200)의 경우 복수개의 발전기(210)가 병렬로 연결되며, 상기 병렬로 연결되어 있는 복수개의 발전기(210)는 전력계통(220)과 연결되고, 상기 복수개의 발전기(210)와 전력계통(220) 사이에는 상기 복수개의 발전기(210)에 의해 생산된 전기 에너지의 전압을 조절하여 상기 전력계통(220)으로 공급하기 위한 변압기(230)가 설치된다.Referring to FIG. 1, in the case of a general hydro power plant 200, a plurality of generators 210 are connected in parallel, and the plurality of generators 210 connected in parallel are connected to a power system 220. Between the plurality of generators 210 and the power system 220, a transformer 230 for controlling the voltage of the electrical energy produced by the plurality of generators 210 to supply to the power system 220 is installed.

또한, 상기 전력계통(210)을 통해 공급되는 전기 에너지는 변전소(240)를 통해 전압을 조절하여 다시 수요처로 공급되어 사용된다.In addition, the electrical energy supplied through the power system 210 is supplied to the demand destination again by adjusting the voltage through the substation 240.

한편, 소수력 발전설비(200)의 경우 만수기(도 3 참조)에는 전력계통(220)이 부하 차단기(250)에 의해 변전소(240)와 연결되어 발전기(210)에 의해 생산된 전기 에너지가 전력계통(220)을 통해 상기 변전소(240)를 전송되어 수요처로 공급되며, 갈수기(도 4 참조)에는 전력계통(220)이 부하 차단기(250)에 의해 변전소(240)와 차단되어 발전기(210)에 의해 생산된 전기 에너지가 발전기(210) 인근에 위치한 수요처(310)로만 공급된다.On the other hand, in the hydrophobic power generation facility 200, the electric power system 220 is connected to the substation 240 by the load breaker 250 in the high water phase (see FIG. 3), the electric energy produced by the generator 210 is power The substation 240 is transmitted through the system 220 to be supplied to the demand destination, and the power system 220 is cut off from the substation 240 by the load breaker 250 in the low water generator (see FIG. 4). The electrical energy produced by is supplied only to the demand source 310 located near the generator 210.

즉, 상기 소수력 발전설비(200)의 경우 갈수기에는 전력계통(210)이 부하 차단기(250)에 의해 변전소(240)와 단락됨으로써 발전기(210)에 의해 생산된 전기 에너지가 상기 전력계통(220)을 통해 변전소(240) 이전에 위치한 발전기(210) 인근에 위치한 수요처(310)로만 공급된다.That is, in the case of the small hydro power generation equipment 200, the electrical system produced by the generator 210 is short-circuited with the substation 240 by the load breaker 250 in the dry season during the power system 220 is the power system 220 It is supplied only to the demand source 310 located near the generator 210 located before the substation 240 through.

이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 소수력 발전 전력 공급시스템에 대하여 설명한다.Hereinafter, a hydrophobic power generation power supply system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 2.

도 2는 전기 에너지 제어모듈과 전기 에너지 저장모듈을 설명하기 위한 개략도이다.2 is a schematic diagram illustrating an electric energy control module and an electric energy storage module.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템(100)은 전기 에너지 제어모듈(110) 및, 전기 에너지 저장모듈(120)을 포함할 수 있다.1 to 2, the hydro power generation power supply system 100 according to an embodiment of the present invention may include an electric energy control module 110 and an electric energy storage module 120.

상기 전기 에너지 제어모듈(110)은 상기 전력계통(220)과 연결되어 있는 수요처의 전력부하를 감지하여 기 세팅된 기준 전력부하와 비교하여 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만인지 이상인지 여부를 판단할 수 있다.The electric energy control module 110 detects the power load of the demand source connected to the power system 220 and determines whether the power load of the demand destination is less than or equal to the reference power load by comparing with the preset reference power load. can do.

예를 들면, 상기 전기 에너지 제어모듈(110)은 전력부하 감지부(111), 전력부하 비교 판단부(112) 및, 제어부(113)를 포함할 수 있다.For example, the electric energy control module 110 may include a power load detector 111, a power load comparison determiner 112, and a controller 113.

상기 전력부하 감지부(111)는 상기 전력계통(220)과 연결되어 있는 수요처의 전력부하를 감지하여 전력부하 비교 판단부(112)로 전송한다.The power load detector 111 detects a power load of a demand destination connected to the power system 220 and transmits the power load to the power load comparison determination unit 112.

상기 전력부하 비교 판단부(112)는 상기 전력부하 감지부(111)로부터 감지되어 전송된 수요처의 전력부하를 전송받아 기 세팅된 기준 전력부하와 비교하여 상기 수요처의 전력부하기 기준 전력부하 미만지 이상인지 여부를 판단하여 상기 제어부(113)로 전송한다.The power load comparison determination unit 112 receives the power load of the demand destination detected and transmitted from the power load detection unit 111 and compares it with a preset reference power load to determine whether the power load is less than the reference power load of the demand destination. It is determined whether or not abnormality is transmitted to the control unit 113.

상기 제어부(113)는 상기 전력부하 비교 판단부(112)에 의해 판단되어 전송된 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면 발전기(210)로부터 생산되는 잉여 전기 에너지를 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 배터리(121)가 공급받아 충전할 수 있도록 상기 전기 에너지 저장모듈(120)을 제어할 수 있다.The control unit 113 determines the surplus electric energy produced by the generator 210 when the power load of the demand destination determined by the power load comparison determination unit 112 is less than the reference power load. The electrical energy storage module 120 may be controlled so that the battery 121 of the 120 may be supplied and charged.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제어부(113)는 상기 전력부하 비교 판단부(112)에 의해 판단되어 전송된 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면 발전기(210)로부터 생산되는 잉여 전기 에너지를 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 배터리(121)로 공급하여 충전시킬 수 있도록 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 후술되는 양방향 전력 전송부(122)를 제어할 수 있다.In more detail, the control unit 113 determines the surplus electric energy produced from the generator 210 when the power load of the demand destination determined by the power load comparison determination unit 112 is less than the reference power load. The bi-directional power transmitter 122 of the electric energy storage module 120 may be controlled to supply and charge the battery 121 of the electric energy storage module 120.

한편, 상기 제어부(113)는 상기 전력부하 비교판단부(112)에 의해 판단되어 전송된 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상이라고 판단되면 상기 전기 에너지 저장모듈(120)에 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 흔들리는 전력 주파수를 보정할 수 있도록 상기 전기 에너지 저장모듈(120)을 제어할 수 있다.On the other hand, the control unit 113 determines the electric energy stored in the electric energy storage module 120 when the power load of the demand destination determined by the power load comparison determination unit 112 is greater than or equal to the reference power load. The electrical energy storage module 120 may be controlled to correct the power frequency of the shaking.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제어부(113)는 상기 전력부하 비교판단부(112)에 의해 판단되어 전송된 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상이라고 판단되면 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 배터리(121)에 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 상기 전력계통(220)으로 공급하여 흔들리는 전력 주파수를 보정할 수 있도록 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 양방향 전력 전송부(122)를 제어할 수 있다.In more detail, when the power load of the demand destination determined by the power load comparison determination unit 112 is determined to be greater than or equal to the reference power load, the control unit 113 determines the battery of the electric energy storage module 120. The bidirectional power transmitter 122 of the electrical energy storage module 120 may be controlled to discharge the electrical energy charged in the 121 and to supply the power system 220 to correct the shaking power frequency.

이에 더하여, 상기 전기 에너지 제어모듈(110)은 입력부(114)를 더 포함할 수 있다.In addition, the electric energy control module 110 may further include an input unit 114.

상기 입력부(114)는 만수기가 되어 상기 전력계통(220)이 부하 차단기(250)에 의해 변전소(240)와 연결되었을 시 상기 전기 에너지 저장모듈(120)이 설정된 시간과 양으로 충/방전을 자동으로 수행할 수 있도록 상기 제어부(113)에 전기 에너지 저장모듈(120)의 충/방전시간과 충/방전량을 미리 입력하여 설정할 수 있도록 한다.The input unit 114 becomes a high water level, and when the power system 220 is connected to the substation 240 by the load breaker 250, the electric energy storage module 120 automatically charges / discharges at a set time and amount. The charging / discharging time and the charging / discharging amount of the electrical energy storage module 120 may be input to the controller 113 in advance so as to be set.

한편, 상기 전력계통(220)이 부하 차단기(250)에 의해 변전소(240)와 연결되어 있는 만수기에는 사용자가 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 후술되는 배터리(121)의 충전량과 상기 수요처의 부하량을 직접 확인을 한 후, 상기 입력부(114)를 통해 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 충/방전을 실시간으로 직접적으로 제어할 수 있도록 한다.On the other hand, when the power system 220 is connected to the substation 240 by the load breaker 250, the user of the charge amount of the battery 121, which will be described later of the electrical energy storage module 120 and the demand of the After confirming the load directly, it is possible to directly control the charge / discharge of the electrical energy storage module 120 through the input unit 114 in real time.

여기서, 상기 전기 에너지 제어모듈(120)은 후술되는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 전력계통(220)이 변전소(240)와 단락되는 갈수기에는 상기 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상이라고 판단되면 발전기(210) 수차의 기계적인 제어를 하기 전에 상기 전기 에너지 저장모듈(120)에 충전되어 있는 전기 에너지를 상기 전력계통(220) 측으로 방전시키는 것이 바람직하다.Here, the electric energy control module 120, when the power system 220 is shorted to the substation 240 as shown in FIG. Before the mechanical control of the aberration, it is preferable to discharge the electrical energy charged in the electrical energy storage module 120 to the power system 220 side.

상기 전기 에너지 저장모듈(120)은 상기 전기 에너지 제어모듈(110)에 의해 수요처의 전력 부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면 발전기(210)로부터 전기 에너지를 공급받아 충전할 수 있도록 상기 전기 에너지 제어모듈(110)에 의해 제어될 수 있다.The electric energy storage module 120 receives the electric energy from the generator 210 and charges the electric energy control module 110 when the electric energy control module 110 determines that the power load of the demand destination is less than the reference power load. Controllable by 110.

한편, 상기 전기 에너지 저장모듈(120)은 상기 전기 에너지 제어모듈(110)에 의해 수요처의 전력 부하가 기준 전력부하 이상으로 증가되어 전력 주파수가 흔들린다고 판단되면 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력 주파수를 보정하여 전력계통(220)을 통해 전기 에너지를 수요처에 안정적으로 공급할 수 있도록 상기 전기 에너지 제어모듈(110)에 의해 제어될 수 있다.On the other hand, when the electric energy storage module 120 determines that the power load of the demand destination is increased by the electric energy control module 110 above the reference power load and the power frequency is shaken, the electric energy stored in the electric power is discharged. The control may be controlled by the electrical energy control module 110 to stably supply electrical energy to the demand destination through the power system 220.

예를 들면, 상기 전기 에너지 저장모듈(120)은 배터리(121), 양방향 전력 전송부(122) 및, 변압기(123)를 포함할 수 있다.For example, the electrical energy storage module 120 may include a battery 121, a bidirectional power transmitter 122, and a transformer 123.

상기 배터리(121)는 상기 발전기(210)로부터 생산되는 잉여 전기 에너지를 공급받아 충전될 수 있도록 상기 발전기(210)와 연결됨과 동시에 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력계통(220)으로 전기 에너지를 공급할 수 있도록 상기 전력계통(220)과도 연결될 수 있다.The battery 121 is connected to the generator 210 so as to be supplied with the surplus electric energy produced by the generator 210 and discharge the electric energy charged at the same time to the electric power system 220 to discharge the electric energy. It can also be connected to the power system 220 to supply.

상기 양방향 전력 전송부(122)는 상기 전기 에너지 제어모듈(110)에 의해 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면 상기 발전기(210)로부터 생산되는 잉여 전기 에너지를 배터리(121)로 공급하여 상기 배터리(121)를 충전시킬 수 있도록 상기 전기 에너지 제어모듈(110)의 제어부(113)에 의해 제어될 수 있다.The bidirectional power transmitter 122 supplies surplus electric energy produced from the generator 210 to the battery 121 when it is determined by the electric energy control module 110 that the power load of the demand destination is less than the reference power load. The battery 121 may be controlled by the control unit 113 of the electric energy control module 110 to charge the battery 121.

한편, 상기 양방향 전력 전송부(122)는 상기 전기 에너지 제어모듈(110)에 의해 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상이라고 판단되면 상기 배터리(121)에 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력계통(220)으로 공급할 수 있도록 상기 전기 에너지 제어모듈(110)의 제어부(113)에 의해 제어될 수 있다.On the other hand, the bi-directional power transmitter 122 when the electric energy control module 110 determines that the power load of the demand destination is more than the reference power load to discharge the electric energy charged in the battery 121 to the power system ( It may be controlled by the control unit 113 of the electrical energy control module 110 to be supplied to the 220.

상기 변압기(123)는 상기 발전기(210)로부터 생산되는 전기 에너지의 전압을 조절하여 상기 배터리(121) 측으로 공급할 수 있도록 함과 동시에, 상기 배터리(121)로부터 방전되는 전기 에너지의 전압을 조절하여 전력계통(220) 측으로 공급할 수 있도록 한다.The transformer 123 controls the voltage of the electrical energy produced by the generator 210 to be supplied to the battery 121 and at the same time adjusts the voltage of the electrical energy discharged from the battery 121 to control the power. It can be supplied to the system 220 side.

즉, 상기 변압기(123)는 상기 전기 에너지 제어모듈(110)에 의해 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되어 상기 발전기(210)로부터 생산되는 전기 에너지를 배터리(121)로 공급할 수 있도록 상기 제어부(113)에 의해 상기 양방향 전력 전송부(122)가 제어될 시에는 상기 발전기(210)로부터 생산되는 전기 에너지의 전압을 조절하여 상기 배터리(121) 측으로 공급할 수 있도록 하며, 상기 전기 에너지 제어모듈(110)에 의해 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상이라고 판단되어 상기 배터리(121)에 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력계통(220)으로 공급할 수 있도록 상기 제어부(113)에 의해 상기 양방향 전력 전송부(122)가 제어될 시에는 상기 배터리(121)로부터 방전되는 전기 에너지의 전압을 조절하여 상기 전력계통(220)으로 공급할 수 있도록 한다.That is, the transformer 123 is determined by the electric energy control module 110 to determine that the power load of the demand destination is less than the reference power load to supply the electric energy produced from the generator 210 to the battery 121. When the bidirectional power transmitter 122 is controlled by the controller 113, the electric energy control module may be supplied to the battery 121 by adjusting a voltage of electric energy produced from the generator 210. It is determined by the 110 that the power load of the demand destination is greater than or equal to the reference power load, and the bidirectional power is controlled by the control unit 113 so that the electric energy charged in the battery 121 can be discharged and supplied to the power system 220. When the transmitter 122 is controlled, the voltage of the electric energy discharged from the battery 121 may be adjusted and supplied to the power system 220. The.

이에 더하여, 상기 전기 에너지 저장모듈(120)은 부하 차단기(124)를 더 포함할 수 있다.In addition, the electrical energy storage module 120 may further include a load breaker 124.

상기 부하 차단기(124)는 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 변압기(123)와 양방향 전력 전송부(122) 사이에 설치되어 상기 발전기(210)로부터 배터리(121) 측으로 전기 에너지를 공급하거나 상기 배터리(121)로부터 전력계통(220) 측으로 전기 에너지를 공급할 시에는 접속되어 상기 변압기(123)와 양방향 전력 전송부(122)를 서로 연결시킬 수 있도록 상기 전기 에너지 제어모듈(110)의 제어부(113)에 의해 제어될 수 있다.The load breaker 124 is installed between the transformer 123 and the two-way power transmitter 122 of the electrical energy storage module 120 to supply electrical energy from the generator 210 to the battery 121 side or the battery The control unit 113 of the electrical energy control module 110 is connected when the electrical energy is supplied to the power system 220 from the 121 to connect the transformer 123 and the bidirectional power transmitter 122 with each other. Can be controlled by

한편, 상기 부하 차단기(124)는 상기 발전기(210)로부터 배터리(121)가 전기 에너지를 공급받아 완충되어 스탠바이 상태일 경우에는 개방되어 상기 발전기(210)로부터 배터리(121)로 공급되는 전기 에너지를 차단시킬 수 있도록 상기 전기 에너지 제어모듈(110)의 제어부(113)에 의해 제어될 수 있다.On the other hand, the load breaker 124 is open when the battery 121 is supplied with the electrical energy from the generator 210 and is fully buffered in the standby state to receive the electrical energy supplied from the generator 210 to the battery 121. It may be controlled by the control unit 113 of the electrical energy control module 110 to be blocked.

다음으로, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템을 통하여 수요처에 전력을 공급하는 과정과 작용 효과에 대하여 설명한다.Next, with reference to Figures 1 to 4 will be described the process and operation effects of supplying power to the customer through a small hydro power generation power supply system according to an embodiment of the present invention.

이하, 설명의 편의를 위하여 소수력 발전기를 가동시키기 위한 수량이 많은 만수기와 수량이 적은 갈수기로 구분하여 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템을 통해 수요처에 전력을 공급하는 과정에 대하여 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a process of supplying power to a demand destination through a hydrophobic power generation power supply system according to an embodiment of the present invention by dividing into a high water quantity and a low water quantity to operate the hydropower generator for convenience of description. do.

도 3은 만수기 때 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템을 통해 수요처에 전력을 공급하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the process of supplying power to the customer through the small hydro power generation system according to an embodiment of the present invention during the high season.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 통상적으로 만수기에는 변전소(240)와 전력계통(220)을 연결하는 부하 차단기(250)가 연결되어 상기 전력계통(220)이 변전소(240)와 접속되어 있는 상태이다.1 to 3, a load breaker 250 connecting the substation 240 and the power system 220 is typically connected to the substation so that the power system 220 is connected to the substation 240. It is a state.

상기와 같이 부하 차단기(250)에 의해 전력계통(220)이 변전소(240)와 접속되어 있는 만수기에는 사용자가 상기 전기 에너지 제어모듈(110)의 입력부(114)를 통해 상기 전기 에너지 저장모듈(120)이 설정된 시간과 양으로 충/방전을 자동으로 수행할 수 있도록 상기 제어부(113)에 전기 에너지 저장모듈(120)의 충/방전시간과 충/방전량을 미리 입력하여 설정할 수 있다.As described above, the electric power storage module is connected to the substation 240 by the load breaker 250, and the user is connected to the substation 240 by the user through the input unit 114 of the electric energy control module 110. The charge / discharge time and the charge / discharge amount of the electric energy storage module 120 may be input to the controller 113 in advance so that the charge / discharge may be automatically performed at the set time and amount.

예를 들면, 사용자는 아침이나 저녁시간과 같이 전력 사용량이 많아 수요처의 전력부하가 상승되는 하이피크(high peak) 시간대에는 상기 전기 에너지 저장모듈(120)이 설정된 양으로 자동으로 방전되어 전력계통(220)으로 전기 에너지를 공급하도록 상기 입력부(114)를 통해 제어부(113)에 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 방전시간과 방전량을 미리 입력할 수 있으며, 새벽시간과 같이 전력 사용량이 적은 로우피크(low peak) 시간대에는 상기 전기 에너지 저장모듈(120)이 설정된 양으로 자동으로 충전되도록 상기 입력부(114)를 통해 제어부(113)에 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 충전시간과 충전량을 미리 입력할 수 있다.For example, the user has a large amount of power, such as morning or evening time, so that the electric energy storage module 120 is automatically discharged in a set amount at a high peak time period when the power load of the demand destination is increased. The discharge time and the discharge amount of the electrical energy storage module 120 may be input in advance to the controller 113 through the input unit 114 to supply electrical energy to the 220, and low power consumption such as dawn time. In the low peak time period, the charging time and the amount of charge of the electrical energy storage module 120 are previously stored in the control unit 113 through the input unit 114 so that the electrical energy storage module 120 is automatically charged in a set amount. You can enter

상기와 같이 사용자가 상기 입력부(114)를 통해 상기 제어부(113)에 충/방전시간과 충/방전량을 미리 입력하여 설정하게 되면, 상기 제어부(113)는 충전시간이 되면 상기 발전기(210)로부터 생산되는 전기 에너지를 배터리(121)로 공급하여 배터리를 설정된 양까지 충전시킬 수 있도록 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 양방향 전력 전송부(122)를 제어하게 된다.As described above, when the user inputs and sets the charge / discharge time and the charge / discharge amount to the control unit 113 through the input unit 114 in advance, the control unit 113 becomes the charging time when the generator 210 is present. The bidirectional power transmitter 122 of the electrical energy storage module 120 is controlled to supply the electrical energy produced from the battery 121 to charge the battery to a predetermined amount.

이때, 상기 배터리(121)가 설정된 양까지 충전되면 상기 제어부(113)는 상기 양방향 전력 전송부(122)와 변압기(123)를 연결하는 부하 차단기(124)의 접속을 해제시켜 상기 배터리(121)로 더 이상 전기 에너지가 공급되지 않고 스탠바이 상태가 되도록 한다.In this case, when the battery 121 is charged to a predetermined amount, the controller 113 releases the connection of the load breaker 124 connecting the bidirectional power transmitter 122 and the transformer 123 to the battery 121. This ensures that no more electrical energy is supplied and in a standby state.

한편, 상기 제어부(113)는 방전시간이 되면 상기 부하 차단기(124)를 접속시켜 양방향 전력 전송부(122)와 변압기(123)를 연결시킨 후 상기 배터리(121)에 충전되어 있는 전기 에너지를 상기 변압기(123)를 통해 전력계통(220) 측으로 설정된 양까지 방전시켜 공급할 수 있도록 상기 양방향 전력 전송부(122)를 제어하게 된다.On the other hand, the control unit 113 is connected to the load breaker 124 when the discharge time is connected to the two-way power transmission unit 122 and the transformer 123 and the electric energy charged in the battery 121 is Through the transformer 123, the bidirectional power transmitter 122 is controlled to discharge and supply up to the amount set to the power system 220 side.

이때, 상기 배터리(121)가 설정된 양까지 방전되면 상기 제어부(113)는 상기 양방향 전력 전송부(122)와 변압기(123)를 연결하는 부하 차단기(124)의 접속을 해제시켜 상기 배터리(121)가 더 이상 방전되지 않도록 한다.At this time, when the battery 121 is discharged to a set amount, the controller 113 releases the connection of the load breaker 124 connecting the bidirectional power transmitter 122 and the transformer 123 to the battery 121. Is no longer discharged.

이와는 다르게, 만수기 때에는 사용자가 전기 에너지 저장모듈(120)의 배터리(121) 충전량과 수요처의 부하량을 직접 모니터링 하면서 상기 전기 에너지 제어모듈(110)의 입력부(114)를 통해 실시간으로 상기 전기 에너지 저장모듈(120)의 충/방전을 수작업으로 제어할 수도 있다.Unlike this, during the high season, the user stores the electric energy in real time through the input unit 114 of the electric energy control module 110 while directly monitoring the amount of charge of the battery 121 of the electric energy storage module 120 and the load of the demand destination. Charge / discharge of the module 120 may be controlled manually.

도 4는 갈수기가 때 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템을 통해 수요처에 전력을 공급하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view illustrating a process of supplying power to a demand destination through a small hydro power generation system according to an embodiment of the present invention when the dry season.

도 1 내지 도 2 및, 도 4를 참조하면, 통상적으로 갈수기에는 변전소(240)와 전력계(220)통을 연결하는 부하 차단기(250)가 접속 해제되어 상기 전력계통(220)이 변전소(240)와 단락되어 있는 상태이다.1 to 2 and 4, the load breaker 250 connecting the substation 240 and the power meter 220 is typically disconnected from the subtractor so that the power system 220 is connected to the substation 240. It is short-circuited with.

상기와 같이 부하 차단기(250)에 의해 전력계통(220)이 변전소(240)와 단락되어 있는 갈수기에는 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템(100)은 전력계통(220)과 변전소(240)를 통해 수요처에 전기 에너지를 공급하지 못하고, 발전기(210)와 인접한 수요처(310), 즉 변전소(240) 이전의 전력계통(220)과 연결되어 있는 수요처(310)에만 전기 에너지를 공급하게 된다.As described above, the low power generation power supply system 100 according to an embodiment of the present invention has a power system 220 and a substation in a low water generator in which the power system 220 is short-circuited with the substation 240 by the load breaker 250. Electric energy is supplied only to the demand source 310 which is not supplied to the demand source through the 240 and is connected to the demand source 310 adjacent to the generator 210, that is, the power system 220 before the substation 240. Done.

상술한 바와 같이 부하 차단기(250)에 의해 전력계통(220)이 변전소(240)와 단락되어 있을 경우에는 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템(100)은 전기 에너지 제어모듈(110)을 통해 발전기(210)와 인접한 수요처(310)의 전력부하를 감지하게 된다.As described above, when the power system 220 is short-circuited with the substation 240 by the load breaker 250, the hydroelectric power generation power supply system 100 according to an embodiment of the present invention may include the electric energy control module 110. ) Detects the power load of the demand source 310 adjacent to the generator 210.

상기 전기 에너지 제어모듈(110)에 의해 감지된 발전기(210)와 인접한 수요처(310)의 전력부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면, 상기 전기 에너지 제어모듈(110)의 제어부(113)는 부하 차단기(124)를 작동시켜 변압기(123)와 양방향 전력 전송부(122)를 연결시킴과 동시에, 상기 양방향 전력 전송부(122)를 상기 발전기(210)로부터 생산되는 전기 에너지를 배터리(121)로 공급하여 상기 배터리(121)를 충전시킬 수 있도록 제어하여 상기 배터리(121)를 충전시키게 된다.If it is determined that the power load of the demand source 310 adjacent to the generator 210 sensed by the electric energy control module 110 is less than the reference power load, the control unit 113 of the electric energy control module 110 is a load breaker. The 124 is operated to connect the transformer 123 and the bidirectional power transmitter 122, and at the same time, the bidirectional power transmitter 122 supplies the electric energy generated from the generator 210 to the battery 121. By controlling so as to charge the battery 121 to charge the battery 121.

이후, 상기 배터리(121)가 완충되면 상기 전기 에너지 제어모듈(110)의 제어부(113)는 상기 부하 차단기(124)를 작동시켜 변압기(123)와 양방향 전력 전송부(122)를 단락시켜 스탠바이 상태를 유지하게 된다.After that, when the battery 121 is fully charged, the control unit 113 of the electrical energy control module 110 operates the load breaker 124 to short-circuit the transformer 123 and the bidirectional power transmitter 122 to standby. Will be maintained.

한편, 상기 전기 에너지 제어모듈(110)에 의해 수요처의 전력 부하가 기준 전력부하 이상으로 증가되어 전력 주파수가 흔들린다고 판단되면 상기 전기 에너지 제어모듈(110)의 제어부(113)는 상기 부하 차단기(124)를 작동시켜 변압기(123)와 양방향 전력 전송부(122)를 접속시킴과 동시에 상기 양방향 전력 전송부(122)를 상기 배터리(121)로부터 방전되는 전기 에너지를 상기 변압기(123)를 통해 전력계통(220) 측으로 공급할 수 있도록 전력 주파수를 신속하게 보정하여 인근 수요처(310)에 전기 에너지를 안정적으로 공급할 수 있도록 제어한다.On the other hand, if it is determined by the electric energy control module 110 that the power load of the demand destination is increased above the reference power load and the power frequency is shaken, the control unit 113 of the electric energy control module 110 is the load breaker 124. ) To connect the transformer 123 and the bidirectional power transmitter 122, and at the same time, the electric energy discharged from the battery 121 to the bidirectional power transmitter 122 through the transformer 123. The power frequency is quickly calibrated to be supplied to the 220 side, so that the electric energy can be stably supplied to the neighboring customer 310.

이때, 상기 전기 에너지 제어모듈(110)의 제어부(113)는 거버너 제어 등과 같은 발전기 수차의 기계적인 제어를 하기 전에 상기 전기 에너지 저장모듈(120)에 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 상기 전력계통(220) 측으로 신속하게 공급할 수 있도록 함으로써 비상 시 매우 신속한 대처가 가능하도록 함과 동시에 발전기 설비의 반복적인 물리적 기동이 발생되지 않도록 하여 발전기 설비의 유효수명을 대폭 늘릴 수 있다.At this time, the control unit 113 of the electric energy control module 110 discharges the electric energy charged in the electric energy storage module 120 before the mechanical control of the generator aberration, such as governor control, the power system ( By making it possible to supply to the 220 side quickly, it is possible to respond very quickly in case of emergency and to prevent the repetitive physical starting of the generator equipment, thereby greatly increasing the useful life of the generator equipment.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템(100)은 수요처의 전력부하 감소 시에는 발전기(210)로부터 생산되는 전기 에너지를 충전시켜 놓았다가 수요처의 전력부하가 증가될 시 발전설비의 기계적 제어 전에 매우 신속하게 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력 주파수를 보정하여 수요처에 전기 에너지를 안정적으로 공급할 수 있도록 한다.As described above, the small hydro power generation system 100 according to an embodiment of the present invention charges electrical energy produced from the generator 210 when the power load of the demand source is reduced, and then increases the power load of the demand destination. Before the mechanical control of the power plant, the electric energy charged very quickly is discharged to correct the power frequency so that the electric energy can be stably supplied to the customer.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템(100)은 수요처의 전력부하 증가 시 발전설비의 기계적 제어 없이 신속하게 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력계통(220)에 공급함으로써 비상 시 매우 빠른 대처가 가능하여 블랙아웃 현상 등의 발생 없이 수요처에 안정적인 전기 에너지를 공급할 수 있는 장점이 있다.As described above, the hydrophobic power generation system 100 according to an embodiment of the present invention discharges electrical energy that is rapidly charged without mechanical control of the power generation facility when the power load of the destination increases, thereby supplying the power system 220 to the power system 220. It is possible to cope very quickly at the time, and it is possible to supply stable electric energy to the customer without blackout phenomenon.

특히, 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템(100)을 전력 공급이 불안정하여 정전사태 등이 매우 빈번하게 발생되는 원격지에 적용할 경우 수요처의 전력부하 상승으로 인한 비상 시 정전 사태가 발생되기 전에 매우 신속한 대처가 가능함으로써 전력공급의 안정성과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있다.In particular, when the small hydro power supply system 100 according to an embodiment of the present invention is applied to a remote site where power supply is unstable due to unstable power supply, an outage at emergency occurs due to an increase in power load at a demand destination. Very quick response before they occur can significantly improve the stability and reliability of the power supply.

이에 더하여, 본 발명의 일실시예에 의한 소수력 발전 전력 공급시스템(100)은 발전설비의 유량손실을 최소화하여 발전 효율을 대폭 향상시킴은 물론, 수요처의 전력부하 상승으로 인한 비상 시 발전설비의 기계적 제어를 할 필요가 없으므로 거버너 등과 같은 발전설비의 물리적 기동이 반복적으로 발생되지 않아 발전설비의 물리적 피로도를 감소시켜 발전설비의 유지/보수비용을 획기적으로 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 사용 수명까지도 대폭 연장시킬 수 있다.In addition, the hydro-power generation power supply system 100 according to an embodiment of the present invention minimizes the flow loss of the power generation equipment to greatly improve the power generation efficiency, as well as the mechanical power of the power generation equipment in an emergency due to the power load increase of the demand destination. Since there is no need for control, physical start-ups of power generation facilities such as governors do not occur repeatedly, thereby reducing physical fatigue of power generation facilities, which can drastically reduce the maintenance and repair costs of power generation facilities, and greatly extend the service life. Can be.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

(110) : 전기 에너지 제어모듈 (111) : 전력부하 감지부
(112) : 전력부하 비교 판단부 (113) : 제어부
(114) : 입력부 (120) : 전기 에너지 저장모듈
(121) : 배터리 (122) : 양방향 전력 전송부
(123) : 변압기 (124) : 부하 차단기
110: electric energy control module 111: power load detector
(112): power load comparison determination unit 113: control unit
114: input unit 120: electrical energy storage module
121: battery 122: bi-directional power transmitter
123: transformer 124: load breaker

Claims (7)

복수개의 발전기 및 상기 복수개의 발전기가 병렬로 연결되는 전력계통을 포함하여 상기 복수개의 발전기로부터 생산되어 상기 전력계통을 통해 공급되는 전기 에너지를 변전소를 통해 전압을 조절하여 수요처로 공급하는 소수력 발전 설비 내에 상기 복수개의 발전기와 병렬을 이루도록 상기 전력계통에 연결되는 소수력 발전 전력 공급시스템에 있어서,
전력계통과 연결되어 있는 수요처의 전력부하를 감지하여 기 세팅된 기준 전력부하와 비교하여 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만인지 이상인지 여부를 판단하는 전기 에너지 제어모듈; 및
상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 수요처의 전력 부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면 발전기로부터 전기 에너지를 공급받아 충전할 수 있도록 상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 제어되며, 상기 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상으로 증가되어 전력 주파수가 흔들린다고 판단되면 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력 주파수를 보정하여 수요처에 전기 에너지를 안정적으로 공급할 수 있도록 상기 전기 에너지 모듈에 의해 제어되는 전기 에너지 저장모듈;을 포함하며,
상기 전기 에너지 제어모듈은,
상기 전력계통과 연결되어 있는 수요처의 전력부하를 감지하는 전력부하 감지부;
상기 전력부하 감지부로부터 감지된 수요처의 전력부하를 전송받아 기 세팅된 기준 전력부하와 비교하여 상기 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만인지 이상인지 여부를 판단하는 전력부하 비교 판단부;
상기 전력부하 비교 판단부에 의해 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면 발전기로부터 전기 에너지를 공급받아 충전할 수 있도록 상기 전기 에너지 저장모듈을 제어하며, 상기 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상이라고 판단되면 상기 전기 에너지 저장모듈에 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 흔들리는 전력 주파수를 보정할 수 있도록 상기 전기 에너지 저장모듈을 제어하는 제어부; 및
상기 전력계통이 변전소와 연결되었을 시 상기 전기 에너지 저장모듈이 설정된 시간과 양으로 충/방전을 자동으로 수행할 수 있도록 상기 제어부에 전기 에너지 저장모듈의 충/방전시간과 충/방전량을 미리 입력하여 설정할 수 있는 입력부;를 포함하며,
상기 전력계통이 변전소와 연결되었을 시에는, 상기 입력부를 통해 사용자가 상기 전기 에너지 저장모듈의 충/방전을 제어할 수 있도록 하며,
상기 전기 에너지 저장모듈은,
상기 발전기로부터 전기 에너지를 공급받아 충전되거나 충전된 전기 에너지를 방전시켜 전력계통으로 전기 에너지를 공급하는 배터리;
상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 미만이라고 판단되면 발전기로부터 생산되는 전기 에너지를 배터리로 공급하여 배터리를 충전시킬 수 있도록 하고, 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상이라고 판단되면 상기 배터리에 충전되어 있는 전기 에너지를 방전시켜 전력계통으로 공급할 수 있도록 상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 제어되는 양방향 전력 전송부;
상기 발전기로부터 배터리 측으로 공급되거나 상기 배터리로부터 전력계통 측으로 공급되는 전기 에너지의 전압을 조절하는 변압기; 및
상기 발전기로부터 배터리 측으로 전기 에너지를 공급하거나 상기 배터리로부터 전력계통 측으로 전기 에너지를 공급할 시에는 접속되며, 상기 발전기로부터 배터리가 전기 에너지를 공급받아 완충되었을 시에는 개방되도록 상기 전기 에너지 제어모듈에 의해 제어되는 부하 차단기;를 포함하며,
상기 전기 에너지 제어모듈은,
상기 전력 계통이 변전소와 단락되었을 시에는 상기 수요처의 전력부하가 기준 전력부하 이상이라고 판단되면 발전기 수차의 기계적인 제어를 하기 전에 상기 전기 에너지 저장모듈에 충전되어 있는 전기 에너지를 상기 전력계통 측으로 방전시켜 변전소 이전의 상기 전력 계통과 연결된 수요처에만 전기 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 소수력 발전 전력 공급시스템.
In a small-power power generation facility, including a plurality of generators and a power system in which the plurality of generators are connected in parallel, the electric energy produced from the plurality of generators and supplied through the power system is supplied to a demand destination by controlling voltage through a substation. In the small power generation power supply system connected to the power system to be in parallel with the plurality of generators,
An electric energy control module that detects a power load of a demand source connected to the power system and determines whether the power load of the demand destination is less than or equal to the reference power load by comparing with the preset reference power load; And
If it is determined by the electric energy control module that the power load of the demand destination is less than the reference power load, it is controlled by the electric energy control module to receive and charge the electric energy from the generator, and the power load of the demand destination is greater than or equal to the reference power load. And an electric energy storage module controlled by the electric energy module to stably supply electric energy to a demand destination by discharging the charged electric energy when it is determined that the power frequency is shaken to increase the power frequency.
The electric energy control module,
A power load detector for detecting a power load of a demand destination connected to the power system;
A power load comparison determination unit which receives the power load of the demand source detected by the power load detector and determines whether the power load of the demand destination is less than or equal to the reference power load by comparing with the preset reference power load;
If it is determined that the power load of the demand destination is less than the reference power load by the power load comparison determination unit, the electric energy storage module is controlled to receive and charge electric energy from the generator, and the power load of the demand destination is greater than or equal to the reference power load. If it is determined that the control unit for controlling the electrical energy storage module to discharge the electrical energy charged in the electrical energy storage module to correct the shaking power frequency; And
When the electric power system is connected to a substation, the electric energy storage module charge / discharge time and the charge / discharge amount of the electric energy storage module are previously input to the controller so that the electric energy storage module can automatically perform charge / discharge at a set time and amount. It includes; an input unit that can be set,
When the power system is connected to the substation, the user can control the charge / discharge of the electrical energy storage module through the input unit,
The electrical energy storage module,
A battery for supplying electrical energy to a power system by receiving electrical energy from the generator and discharging charged or charged electrical energy;
If it is determined by the electric energy control module that the power load of the demand destination is less than the reference power load, the electric energy produced from the generator can be supplied to the battery to charge the battery, and if the power load of the demand destination is greater than the reference power load, A bidirectional power transmitter controlled by the electric energy control module to discharge electric energy charged in the battery and supply the electric energy to a power system;
A transformer for controlling a voltage of electrical energy supplied from the generator to the battery side or supplied from the battery to the power system side; And
Is connected when supplying electrical energy from the generator to the battery side or supplying electrical energy from the battery to the power system side, and controlled by the electrical energy control module to open when the battery is buffered by receiving the electrical energy from the generator. Including a load breaker;
The electric energy control module,
When the power system is shorted to the substation, if the power load of the demand destination is determined to be greater than or equal to the reference power load, the electric energy charged in the electric energy storage module is discharged to the power system side before mechanical control of the generator aberration. Small power generation power supply system, characterized in that to supply electrical energy only to the demand destination connected to the power system before the substation.
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