최대수요 전력 제어*

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전원설비

수변전설비의 에너지 절약설계방안
전력관리 측면에서의 에너지 절약대책
수용가 전력제어
최대 수요전력제어

목차(최대 수요전력 제어)

1️⃣최대수요 전력 제어

1)최대수요 전력 제어란?

최대수요전력이란 일정 시간 동안 사용한 전력 중 가장 높은 값을 의미합니다. 전기요금은 이 최대수요전력에 기반하여 산정되는 경우가 많기 때문에, 최대수요전력을 낮추는 것은 곧 전기요금 절감으로 이어집니다..

2)최대수요 전력 제어의 필요성

  • 전기요금 절감: 최대수요 전력에 비례하여 부과되는 전기요금을 줄일 수 있습니다.
  • 전력 시스템 안정화: 피크 전력을 낮춰 전력 시스템의 부담을 줄이고 안정적인 전력 공급에 기여합니다.
  • 에너지 효율 향상: 에너지 사용량을 최적화하여 에너지 효율을 높입니다.

2️⃣최대수요 전력 제어 방식

1)부하 이동 (Load Shifting)

  • 시간대별 부하관리
  • 개요: 시간대별로 전력 사용량이 많은 설비의 가동을 조절하여 첨두 부하를 분산시키는 방식입니다.
  • 피크 시간대 회피: 냉방 등 전력 소비가 큰 설비의 가동 시간을 피크 시간대에서 비피크 시간대로 이동시킵니다.
  • 탄력적 운전: 생산 공정의 유연성을 활용하여 부하를 조절합니다.
  • 심야 시간대 이용: 전기 요금이 저렴한 심야 시간대에 전력 소비량이 많은 작업을 미리 수행하여 피크 시간대의 부하를 줄입니다.
  • 축열 및 축냉: 심야 시간대에 물이나 얼음을 이용하여 열에너지 또는 냉기를 저장해 두었다가 피크 시간대에 사용합니다.

2)부하 절감 (Load Shedding)

  • 불필요한 부하 차단: 조명, 난방 등 불필요한 부하를 차단합니다.
  • 비생산적인 부하 축소: 생산성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 부하를 줄입니다.

3)첨두부하 억제 (Peak Clipping)

  • 개요: 첨두 부하가 발생할 때 일부 부하를 제한하거나 차단하여 전체적인 전력 사용량을 줄이는 방식입니다.
  • 최대수요전력제어장치 활용: 전력 사용량을 실시간으로 모니터링하고, 설정된 최대 수요전력을 초과할 경우 자동으로 일부 부하를 차단하여 최대 수요를 억제합니다.
  • 수동 제어: 운전자가 직접 비중이 낮은 부하를 수동으로 차단하여 최대 수요를 낮추는 방법입니다.
  • 발전기 이용 부하 분담: 자가 발전기를 이용하여 일부 부하를 분담함으로써 외부 전력망으로부터 공급받는 전력량을 줄입니다.
  • 신재생에너지 적용: 태양광, 풍력 등 신재생에너지를 활용하여 자체 발전량을 늘리고, 외부 전력 의존도를 낮춥니다.
  • 실시간 모니터링: 실시간으로 전력 사용량을 모니터링하고, 설정된 최대수요 전력을 초과할 경우 자동으로 부하를 차단하거나 조절합니다.
  • 예측 제어: 과거의 전력 사용량 데이터를 분석하여 미래의 전력 사용량을 예측하고, 사전에 부하를 조절합니다.

4)ESS(에너지 저장 시스템) 활용:

  • 개요: 잉여 전력을 저장하여 첨두 부하 시 방출함으로써 전력 수요의 변동을 완화시키는 방식입니다.
  • 피크 시 방전: 피크 시간대에 저장된 에너지를 방출하여 외부 전력 구매량을 줄입니다.
  • 밸런싱: 전력 수요와 공급의 불균형을 해소하여 시스템 안정성을 향상시킵니다.

5)고효율 설비 도입:

  • 개요: 에너지 효율이 높은 설비를 도입하여 기본적인 전력 소비량을 줄이는 방식입니다.
  • 고효율 냉방기: 기존 냉방기를 고효율 냉방기로 교체하여 에너지 소비를 줄입니다.
  • LED 조명: 백열등이나 형광등 대신 LED 조명을 사용하여 에너지 소비를 줄입니다.

6)건물 에너지 관리 시스템 도입

BEMS(Building Energy Management System)

  • 개요: 건물 내 모든 에너지 사용 데이터를 수집, 분석하여 에너지 효율을 최적화하는 방식입니다.
  • 통합 관리: 건물 내 모든 에너지 사용 설비를 통합 관리하여 에너지 효율을 극대화합니다.
  • 최적화된 운전: 실시간 데이터 분석을 통해 최적의 운전 조건을 설정합니다.

7)스마트 그리드 연계

  • 개요: 빌딩을 스마트 그리드에 연결하여 실시간으로 전력 수요를 관리하고, 에너지 효율을 높이는 방식입니다.
  • 방법:
    • 수요 반응: 전력 수요가 높을 때 전력 사용량을 줄이고, 낮을 때는 전력 사용량을 늘리는 방식으로 전력 시스템의 안정성을 확보합니다.
    • 신재생에너지 연계: 태양광, 풍력 등 신재생에너지를 활용하여 에너지 자립도를 높입니다.

8)인공지능 활용

  • 개요: 인공지능 기술을 활용하여 빌딩의 에너지 사용 패턴을 분석하고, 최적의 제어 전략을 수립합니다.
  • 방법:
    • 머신러닝: 과거의 데이터를 학습하여 미래의 에너지 사용량을 예측하고, 최적의 제어 전략을 제시합니다.
    • 딥러닝: 복잡한 패턴을 분석하여 더욱 정확한 예측과 제어를 수행합니다.

3️⃣하절기 피크전력 제어 시 고려 사항

  • 건물 특성: 건물의 규모, 용도, 냉방 방식 등을 고려하여 최적의 제어 방안을 수립해야 합니다.
  • 외부 환경: 기온, 습도 등 외부 환경 변화를 고려하여 제어 시스템을 운영해야 합니다.
  • 사용자 편의: 제어 시스템 운영으로 인해 사용자의 불편함이 최소화되도록 해야 합니다.
  • 경제성: 초기 투자 비용과 운영 비용을 고려하여 경제적인 효과를 높여야 합니다.

4️⃣수요전력 제어방식이란

Demand Control

  • 자가용 전기설비 수용가에서 전력의 효율적인 이용을 목적으로 계약전력의 초과가 예측될때에 자동적으로 부하를 제어할수 있는 시스템
  • 이 장치는 전력의 사용 상태를 감시하고 경보, 기록 및 부하제어 지령을 발하고 전력의 초과가 예측되는 정도에 대응하여 5~8단계까지 자동제어 되는 것으로 제어대상부하는 단시간 정지해도 장해가 적은 것을 선택

1)구성

최대수요 전력제어

Main Control Unit(MCU)

  • 전력상태를 수집, 감시, 제어명령을 수행하는 메인컨트롤 설비
  • 제어 회로수에 따라 하나의 통신선에 병렬로 rtu를 연결하여 사용하고 프로그램 설정이 가능한 독립 제어

Communication Interface Unit(CIU)

  • RS-232/485통신을 사용하는 제어 시스템 간의 통신 거리를 확장하거나 통신 선로의 분기가 필요한 경우 사용하는 RS-232/485통신용 컨버터 및 RS-485중계기

디지털 집중 변환제어기 (TCEM)

  • 재래식 방식의 각종 변환장치(T/D)와 중계장치의 통신기능을 일체형 계측장치에 내장한 디지털 집중 변환장치

터미널 입출력 장치(TIOC)

  • 디지털 입출력 장치로서 현장의 감시 포인트의 데이터를 RS-485통신 방식으로 CPU에 전송하여 표시
  • 필요에 따라 출력 포인트를 현장 장치로 내보내 ON/OFF제어

2)원리

현재의 전력과 그 증가량의 경향에 따라 디멘드값을 예측하여 예측값이 목표량을 초과하지 않는 범위까지 5~8회로까지 부하를 차단하여 목표전력 이하로 컨트롤

3)기능

1)경보기능

  • 디멘드 초과 예측경보
    • 제1단계 정보 : 주의 촉구, 제2단계 경보 : 부하 차단
  • 고부하 경보 : 임의의 5분간 평균 디멘드 값이 목표 디멘트 값의 110, 120 130%를 초과하면 경보 발생
  • 한계경보 : 돌발적인 부하에 의해 한계 디멘드에 도달 시 경보가 발생하며 전부하 제어회로(5~8회로)전체차단

2)표시기능

  • 현재전력, 예측전력, 조정전력, 나머지 시간 ,경보표시 등의 기능

3)차단기능

  • 일정한 목표치에 도달 시 차단할 수 있는 기능

4)연산기능

  • 일정한 목표예상치를 연산하여 차단할 수 있는 기능

5)기타

  • 원격제어, 전력 모니터링, 역률제어, 기록 기능 등

4)제어 순위선택 방식

  • 우선순위 방식
    • 차단 부하의 중요도를 감안하여 미리 순위를 정하여 그 순서에 따라 차단하는 방식
  • 사이클릭 방식
    • 차단 부하의 순위를 윤번순으로 하여 균등하게 부하를 차단하는 방식

5)효과

  • 전력을 유효하게 사용
  • 전기요금 절약이 가능
  • 계약전력 저하가능
  • 부하율 향상

6)방식의 적용

  • 적용부하의 선정은 단시간 정지해도 수용가의 생산품질 또는 안전이나 위생상의 지장을 초래하지 않는 부하를 대상으로 적용
  • 일반적인 제어대상부하
  • 냉방부하
  • 공기압축기 또는 펌프
  • 간헐 가동설비
  • 자가발전설비와 교체할 수 있는 설비
  • 단시간 정지가 가능한 설비
전원설비

수변전설비의 에너지 절약설계방안
전력관리 측면에서의 에너지 절약대책
수용가 전력제어
최대 수요전력제어

목차(최대 수요전력 제어)

💯기출문제

●E04 에너지 절약을 위한 수용가의 최대수요전력 제어방법을 설명하시오

●E07업무용빌딩의 첨두부하 제어방식(종류별)

●E10 하절기 피크전력 제어 위한 최대 수요전력제어

전원설비

수변전설비의 에너지 절약설계방안
전력관리 측면에서의 에너지 절약대책
수용가 전력제어
최대 수요전력제어

목차(최대 수요전력 제어)

🌐V1023C24

🌐V1020Z24/1520


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