For many past years, research in the operation of stand-alone Microgrid, which provides electric power generated from renewable energy sources and energy storage system instead of diesel generators, has been a major issue in order to prepare the exhaustion of fossil fuel and to protect environment, in island grids. Samso Island, known as the world's first stand-alone Microgrid in Denmark, is connected to the mainland grid through AC system, which has different technical conditions with Korea's isolated power system. Korea's first stand-alone Microgrid has been built in Ga-sa island, Chun-la-nam-do, based on Energy Management System (EMS) operation, and other islands are under construction to follow the next step. These stand-alone Microgrid's has large capacity of Battery Energy Storage System (BESS) and the proportion of the renewable energy sources are large, which makes it necessary to use a Microgrid-Energy Management System (MG-EMS) to operate the grid effectively and economically. However, since the main subject of MG-EMS is different from EMS, specific characteristics and functions must be different as well. In this paper, the necessary characteristics and functions are explained for a general MG-EMS compared to a large power system EMS.
본 연구에서는 에너지 관리 시스템의 기능 요건을 정립하기 위한 하향식 기능 분석 절차를 제안하고 바람직한 기능 요구사항들을 도출하였다. 하향식 기능 분석을 위해 벤치마킹 대상인 에너지관리 시스템 제품들이 제공하는 공통된 기능들을 추출하고 이들을 기능 그룹 단위로 집합하여 7개의 서브시스템으로 분화하고 각 서브시스템 내에서 제공해야 할 기능들을 분류하여 비교용 템플리트를 만들었다. 벤치마킹은 이 비교용 템플리트에 의거하여 각 상용 제품에서 제공하는 기능들을 분류하여 기능 제공 유무를 기입하는 방법으로 수행되었다. 벤치마킹의 결과로 에너지 관리 시스템이 갖추어야 할 바람직한 기능들을 추출하여 이를 상세하게 설명하였다. 이 연구의 결과는 에너지관리 시스템을 개발하거나 도입하려는 관련자들에게 에너지 관리 시스템이 갖추어야 할 필요 기능에 관한 유용한 정보를 제공한다.
In real-time electricity price environment, the energy management system can provide the significant advantage to the residential, commercial and industrial customers since it can reduce the electricity charge by controlling the load operation effectively in response to time-varying price. However, the earlier studies for load management mainly focus on the residential and commercial customers except for the industrial customers because most of load operations in industrial sector are intimately related with production schedule. So, it is possible that the inappropriate control of loads in industrial sector causes huge economic loss. In this paper, therefore, we propose load control algorithm for factory energy management system(F-EMS) to achieve not only minimizing the electricity charges but also maintaining production efficiency by considering characteristics of load operation and production schedule. Considering characteristics of load operation and production schedule, the proposed load control algorithm can reflect the various characteristics of specific industrial customer and control their loads within the range that the production efficiency is maintained. Simulation results show that the proposed load control algorithm for F-EMS leads to significant reduction in the electricity charges and peak power in industrial sector.
최근 4차 혁명과 연계하여 많은 선박 분야의 연구들이 수행되고 있으며, 그 중 하나로 에너지 관리시스템 (EMS: Energy Management System)이 관심을 받고 있다. 에너지 관리시스템은 선박의 에너지를 관리하기 위한 시스템을 통칭하며, 다양한 시스템을 포함한다. 본 논문에서는 선박에서의 에너지 절감 분야를 분석하고, 기관실에서 에너지 절감이 가능한 개별 부하 제어 시스템을 포함한 선박 전력 에너지 관리 시스템을 제안한다. 제안하는 EMS는 PCS (Pump Control System), ERFCS (Engine Room Fan Control System), LCS (Load Control System), HVACS (Heating, Ventilation, Air conditioning Control System)의 개별 부하 제어 시스템을 포함한다. 1차적으로, 제안하는 EMS는 기관실의 개별적인 부하 시스템에서 에너지를 절감한다. 2차적으로는 통합 모니터링 및 제어 시스템을 통해 발전 시스템과 전력 부하 시스템을 적절히 제어하여 에너지를 절감한다.
Nowadays, in islands where electricity should be provided autonomously, stand-alone microgrid technologies using renewable energy such as sunlight generation and wind power generation come into wide use. The microgrid electricity generation using renewable energy is greatly affected by the natural environment of a site. In order to maintain stable electricity supply for fluctuating electricity generation due to natural environment, the energy management via EMS is positively necessary. In existing stand-alone microgrid EMS, system operation logic is not changeable flexibly because compiled or builded codes are released into the EMS of a site, respectively. In this paper, we designed a flexible operating script-based microgrid EMS Framework for various sites and applied it to some island sites. We could confirm its usability.
The ESS is composed of Battery Package, PCS(Power Conditioning System) Package, BCU(BESS Control Unit). In Jeju smart grid test-bed, we have developed a business model by ESS power system, renewable energy, transportation, such as customers, and have demonstrated above things. We have analyzed the EMS(Energy Management System) model of KPX where manages supply and demand of domestic electrical power system. We modified and launched EMS for microgrid but the cost was expensive and the system was large size. For releasing this system from industry as a whole, it is imperative to develop PMS(Power Management System) for microgrid. However, the cost of EMS for microgrid is expensive, some systems because it is a large development of the all of the first fruits in urgent PMS(Power Management System) for microgrid to be used in industry in general. Therefore, in this paper, we propose the ESS model considering the power systems characteristics and extensibility in korea. and also we propose the PMS to manage the ESS systems.
이산화탄소의 배출로 인한 지구온난화와 화석연료의 고갈로 인한 에너지난은 신재생 에너지원의 필요성을 증가시켰다. 현재 국내에서는 디젤 발전기로 전력을 공급하는 울릉도 시스템을 신재생 에너지원을 계통에 연계시키는 울릉도 녹색 사업이 진행 중에 있다. 하지만 울릉도는 육지와의 거리가 멀어 계통 연계의 어렵고 신재생 에너지원의 출력 변동성으로 인한 계통운영에 어려움이 예상된다. 울릉도의 안정적인 전력 공급을 위해 Micro-Grid EMS 구축이 요구되는 상황이며 본 논문에서는 Micro-Grid EMS 구축을 위한 방안 및 방향성을 제시하고자 한다.
Automatic generation control (AGC) is an important function for load frequency control, which is being implemented in Energy Management System (EMS). A key feature of AGC is to back up governors to enhance the performance of frequency control. The governor regulates system frequency in several to ten seconds, while the droop control concept results in steady-state control error. AGC is a supplementary tool for compensation of the steady-state error caused by the droop setting of the governors. As the AGC target is delivered to each generator as an open loop control target, the generator output is not guaranteed to follow the AGC target. In this paper, we introduce generating unit controller (GUC) control block, which has the purpose of enabling the generator output to track the AGC target while maintaining the governor performance. We also address the tuning methods of GUC for better performance of AGC in the Korea Energy Management System (K-EMS).
본 논문에서는 신재생에너지 발전과 연계한 에너지저장시스템(ESS)의 최적 운영을 위한 에너지관리시스템(EMS)의 구성요소 설계 시 고려할 기능, 운영 효과 분석과 전력요금 절감 방안을 제안한다. 이를 위해 태양광 발전 시스템에 리튬이온전지 기반의 배터리 시스템과 에너지관리시스템 연계 및 구축방안을 제시하고, 1년 동안 운영 데이터에 대한 분석한 결과를 기술한다. 또한 시스템 운영 효과를 높이기 위한 방안으로 EMS를 이용하여 최대수요 발생시간대의 피크전력을 경부하 시간대 충전전력으로 대체하여 ESS 전용 요금제에 따른 요금편익과 부하 평준화에 기여하는 효과를 제안한다.
전력시스템을 안정적이고 경제적으로 운영하기 위하여 EMS(energy management system)와 SCADA(supervisory control and data acquisition) 시스템이 사용되고 있다. EMS 내의 조류계산, 상정고장해석, 안전도해석과 같은 다양한 기능들의 신뢰성을 높이기 위해서는 정확한 데이터의 확보가 필수적이다. EMS 내에서 상태추정이 이와 같은 역할을 수행할 수 있으며, 본 논문에서는 정확한 상태추정을 위한 가관측성 해석 및 불량데이터 처리 프로그램을 개발하였다. 기본적인 알고리즘을 설명하고 사례연구를 통해 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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