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전력 수요자에게 전력을 공급하되, 전력 수요자의 전기 사용량에 따라 전기료를 부과하는 전력 공급자;상기 전력 공급자로부터 공급된 전력을 저장하는 메인 ESS;시프트 가능 기기, 시프트 불가능 기기, 태양광을 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 PV(Photovoltaics), 상기 메인 ESS와 상기 PV로부터 전달받은 전력을 상기 시프트 가능 기기와 상기 시프트 불가능 기기에 공급하기 위한 서브 ESS 및 서브 ESS 제어 시스템을 포함하여 이루어지며, 상기 메인 ESS와 계층 구조를 형성하는, 하나 이상의 서브 ESS 모듈; 및상기 메인 ESS와 각 서브 ESS로 이루어지는 계층적 ESS의 최적 SoC를 유지하되, 상기 전력 공급자로부터 공급되는 전력을 최소화하여 전기료가 최소화되도록 상기 전력 공급자, 상기 메인 ESS 및 상기 하나 이상의 서브 ESS 모듈을 제어하는 메인 ESS 제어 시스템을 포함하는 전력 제어 시스템
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청구항 1에 있어서, 상기 메인 ESS 제어 시스템은, 상기 메인 ESS의 SoC 정보, 상기 메인 ESS의 로드 정보, 상기 전력 공급자로부터 상기 메인 ESS가 공급받는 전력량 정보 및 각 서브 ESS 시스템에서 송신된 각 서브 ESS의 SoC 정보를 포함하는 전력 정보를 수신하고, 수신된 전력 정보를 통해 상기 메인 ESS에 대한 제어 정보와 각 서브 ESS에 대한 제어 정보를 산출하고, 산출된 제어 정보를 각 서브 ESS 제어 시스템에 송신하고, 상기 메인 ESS가 충전하는 전력량과 방전하는 전력량을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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청구항 2에 있어서, 상기 각 서브 ESS 제어 시스템은, 서브 ESS의 SoC 정보, PV의 전력 생산량 정보, 시프트 가능 기기의 로드 정보, 시프트 불가능 기기의 로드 정보를 포함하는 전력 정보를 수신하고, 서브 ESS의 SoC 정보를 메인 ESS 제어 시스템으로 송신하고, 수신된 전력 정보를 이용하여 서브 ESS의 제어 정보를 산출하고, 산출된 제어 정보를 이용하여 시프트 가능 기기의 로드를 제어하고, 상기 메인 ESS 제어 시스템에서 송신된 서브 ESS에 대한 제어 정보를 통해 서브 ESS에서 방전하는 전력량을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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4
청구항 3에 있어서, 상기 메인 ESS 제어 시스템은, 상기 메인 ESS의 SoC 정보, 상기 메인 ESS의 로드 정보, 상기 전력 공급자로부터 상기 메인 ESS가 공급 받는 전력량 정보 및 각 서브 ESS 시스템로부터 수신된 각 서브 ESS의 SoC 정보를 포함하는 전력 정보를 수신하기 위한 제1 전력 정보 수신부;상기 제1 전력 정보 수신부에서 수신한 전력 정보를 기반으로 상기 메인 ESS의 SoC와 전체 로드를 비교하여 상기 메인 ESS의 최적 SoC가 유지되는지 판단하고, 상기 메인 ESS가 최적 SoC를 유지하고 있는 것으로 판단되면, 전체 서브 ESS에서 최적 SoC를 유지하지 못하고 있는 서브 ESS의 SoC 정보를 통해 현재 전력 공급이 필요한 서브 ESS를 탐색하여, 해당 서브 ESS에 상기 메인 ESS의 전력을 공급할 수 있도록 하는 제어 정보를 산출하고, 상기 메인 ESS에서 최적 SoC를 유지하지 못하고 있는 것으로 판단되면, 전체 서브 ESS에서 최적 SoC를 초과하는 전력량을 보유하고 있는 서브 ESS의 SoC 정보를 통해 현재 방전 가능한 서브 ESS를 탐색하여, 방전 가능한 서브 ESS에서 보유하고 있는 전력을 상기 메인 ESS로 공급할 수 있도록 하는 제어 정보를 산출하고, 현재 방전 가능한 서브 ESS가 없으면 상기 전력 공급자로부터 상기 메인 ESS로 전력이 공급되도록 하는 제어 정보를 산출하는 제1 제어 정보 산출부;상기 제1 제어 정보 산출부에서 산출된 제어정보를 상기 메인 ESS와 각 서브 ESS 제어 시스템에 송신하는 제어 정보 송신부; 및상기 제1 제어 정보 산출부에서 산출된 제어정보를 이용하여 상기 전력 공급자로부터 상기 메인 ESS로 충전되는 전력량과, 상기 메인 ESS로부터 각 서브 ESS에 방전되는 전력량을 제어하는 충방전 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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5
청구항 4에 있어서, 상기 각 서브 ESS 제어 시스템은, 각 PV의 전력 생산량 정보, 각 서브 ESS의 SoC 정보, 각 시프트 가능 기기의 로드 정보, 각 시프트 불가능 기기의 로드 정보를 포함하는 전력 정보를 수신하기 위한 제2 전력 정보 수신부;각 서브 ESS의 SoC 정보를 상기 메인 ESS 제어 시스템으로 송신하기 위한 전력 정보 송신부;상기 제2 전력 정보 수신부에서 수신된 전력 정보를 기반으로 각 서브 ESS의 SoC와 각 PV의 전력 생산량 정보, 각 시프트 가능 기기의 로드 정보, 각 시프트 불가능 기기의 로드 정보를 비교하여, 각 서브 ESS에서 최적 SoC가 유지될 수 있는지 판단하고, 서브 ESS에서 최적 SoC가 유지될 수 없는 것으로 판단하면, 이에 따라 해당 서브 ESS에서 최적 SoC가 유지되도록 해당 시프트 가능 기기의 로드를 제어하기 위한 제어 정보를 산출하는 제2 제어 정보 산출부;상기 제2 제어 정보 산출부에서 산출된 제어 정보에 따라 해당 시프트 가능 기기의 로드를 제어하기 위한 로드 제어부;상기 메인 ESS 제어 시스템으로부터 제어 정보를 수신하기 위한 제어 정보 수신부; 및상기 제어 정보 수신부에서 수신된 제어 정보에 따라 각 서브 ESS로부터 상기 메인 ESS로 방전되는 전력량을 제어하기 위한 방전 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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6
청구항 5에 있어서, 은 단위 시간 t의 전기료라고 할 때, 상기 전력 공급자에게 구매하는 전력량을 최소화하여 전기료를 최소화하는 목적함수를, (수학식 1)로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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7
청구항 6에 있어서, 은 단위 시간 t에서 전력 공급자로부터 메인 ESS의 SoC를 유지하기 위해 공급받아야 할 전력량이고, 은 단위 시간 t에서 단위 전력 가격이라고 할 때, 단위 시간 t에서 전력 공급자로부터 들어오는 전력의 가격은 단위 시간 t에서 전력 공급자로부터 메인 ESS의 SoC를 유지하기 위해 공급받아야 할 전력과 단위 시간 t에서 단위 전력 가격을 곱한 값으로서, (수학식 2)로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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8
청구항 7에 있어서, 은 단위 시간 t에서 메인 ESS의 최적 SoC를 유지하기 위해 필요로 하는 전력량이라고 할 때, 단위 시간 t에서 전력 공급자로부터 메인 ESS가 공급 받는 전력량은, (수학식 3)의 조건식에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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9
청구항 8에 있어서, 은 메인 ESS의 최적 SoC이고, 은 단위 시간 t에서 메인 ESS의 SoC이라고 할 때, 단위 시간 t에서 메인 ESS의 최적 SoC를 유지하기 위해 필요로 하는 전력량은 메인 ESS의 최적 SoC와 단위 시간 t에서 메인 ESS의 SoC 의해 결정되며, 이를, (수학식 4)로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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10
청구항 9에 있어서, 은 단위 시간 t-1에서의 메인 ESS의 SoC이고, 은 단위 시간 t에서 서브 ESS들의 충방전량의 총합이라고 할 때, 단위 시간 t에서 메인 ESS의 SoC은 단위 시간 t-1에서 메인 ESS의 SoC, 단위 시간 t에서 전력 공급자로부터 메인 ESS가 공급 받는 전력량, 단위 시간 t에서 서브 ESS들의 충방전량의 총합에 의해 결정되며, 이를, (수학식 5)로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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11
청구항 10에 있어서, 은 단위 시간 t에서 n 번째의 서브 ESS 충방전량이고, 은 단위 시간 t에서 메인 ESS로부터 n번째 서브 ESS가 충전받는 전력량이고, 은 단위 시간 t에서 n번째의 서브 ESS로부터 메인 ESS가 충전받는 전력량이고, 은 단위 시간 t에서 n 번째의 서브 ESS의 최적 SoC를 유지하기 위해 필요한 전력량이라고 할 때, 단위 시간 t에서 n번째의 서브 ESS의 충방전량은, (수학식 6)의 조건식에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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12
청구항 11에 있어서, 은 단위 시간 t에서 n 번째의 서브 ESS의 최적 SoC이고, 은 단위 시간 t에서 n 번째의 서브 ESS의 SoC이라고 할 때, 단위 시간 t에서 n 번째의 서브 ESS의 최적 SoC를 유지하기 위해 필요로 하는 전력량은 단위 시간 t에서 n 번째의 서브 ESS의 SoC와, n 번째의 서브 ESS의 최적 SoC에 의해 결정되며, 이를, (수학식 7)로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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13
청구항 12에 있어서, 은 단위 시간 t-1에서 n 번째의 서브 ESS의 SoC이고, 은 단위 시간 t에서 n 번째의 PV에 의해 생산되는 전력량이고, 은 단위 시간 t에서 n 번째의 시프트 가능 기기의 로드이고, 은 단위 시간 t에서 n 번째의 시프트 불가능 기기의 로드라고 할 때, 단위 시간 t에서 n 번째의 서브 ESS의 SoC는 단위 시간 t-1에서 n 번째의 서브 ESS의 SoC, 단위 시간 t에서 n 번째의 서브 ESS의 충방전량, 단위 시간 t에서 n 번째의 PV에 의해 생산되는 전력량, 단위 시간 t에서 n 번째의 시프트 가능 기기의 로드, 단위 시간 t에서 n 번째의 시프트 불가능 기기의 로드에 의해 결정되며, 이를, (수학식 8)로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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14
청구항 13에 있어서, 은 단위시간 t에서 n 번째의 서브 ESS가 필요한 전력량의 비율에 따라 서브 ESS의 최적 SoC를 유지하기 위해 필요한 전력량이고, 은 메인 ESS에서 방전할 수 있는 최대 전력량이고, 은 단위 시간 t에서 n번째의 서브 ESS의 최적 SoC를 유지하기 위해 필요한 전력량의 합이라고 할 때, 단위 시간 t에서 메인 ESS로부터 n 번째의 서브 ESS가 충전 받는 전력량은, (수학식 9)의 조건식에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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15
청구항 14에 있어서, 단위시간 t에서 n 번째의 서브 ESS가 필요한 전력량의 비율에 따라 서브 ESS의 최적 SoC를 유지하기 위해 필요한 전력량은, 메인 ESS에서 방전 할 수 있는 최대 전력량, 단위 시간 t에서 n 번째의 서브 ESS의 최적 SoC를 유지하기 위해 필요한 전력량, 단위 시간 t에서 n 번째의 서브 ESS의 최적 SoC를 유지하기 위해 필요한 전력량의 합에 의해 결정되며, 이를, (수학식 10)으로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템
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