디멘드 콘트롤러(Demand Controller) 방식의 구성 및 적용

디멘드 콘트롤러(Demand Controller) 방식의 구성 및 적용

 

 

1. 디멘드 콘트롤 방식의 개념

Demend Control 방식이란 자가용전기설비 수용가에서 전력의 효율적인 이용을 목적으로 계약전력의 초과가 예측될 때에 자동적으로 부하를 제어하는 시스템을 말한다.

이 장치는 전력의 사용상태를 감시하고 경보,기록 및 부하 제어지령을 발하고 전력의 초과가 예측되는 정도에 대응하여 수 단계까지 자동 제어되는 것으로 제어대상부하는 단시간 정지해도 장해가 적은 것을 선택하여야 한다.

 

 

2. Demand Control 방식의 원리 및 기능

1) 원리

· 현재의 전력과 그 증가량의 경향에 따라 디멘드 값을 예측하여 예측 값이 목표량을 초과하지 않는 범위까지 부하를 차단하여 목표전력이하로 조정한다.

 

2) 기능

2-1) 경보기능

· 디멘드 초과 예측경보

- 1단계 경보(주의), 2단계 경보(부하차단)

· 고부하 경보

- 임의의 5분간 평균 디멘드 값이 목표 디멘드 값의 110%, 120%, 130%를 초과하면 경보발생

· 한계경보

- 돌발적인 부하에 의해 한계 디멘드에 도달시 경보하며 전부하 제어회로 전체 차단.

 

2-2) 표시기능

· 현재전력, 예측전력, 조정전력, 나머지 시간, 경보표시

 

2-3) 제어순위 선택방식

· 우선순위방식

- 차단부하의 중요도를 감안하여 미리 순위를 정하여 그 순서에 따라서 차단하는 방식

· 사이클릭방식

- 차단부하의 순위를 윤번순으로 하여 균등하게 부하를 차단하는 방식

 

3) 디멘드 콘트롤의 구동방법

구동방법은 최대수요전력계부 전력량계를 이용한 시스템, 펄스발생기부 전력량계를 이용한 시스템, 전자식 전력량계를 이용한 시스템이 있다.

 

 

3. Demend Control 방식의 구성

1) 구성

반응형

Demend Control 방식의 구성은 감시부와 제어부로 구성된다.

1-1) 디멘드 감시부

전력량계로부터 보내지는 계량펄스를 받아 디멘드 관리에 필요한 연산, 판정을 하는 외에 현재 디멘드값, 예측 디멘드값 등의 표시,경보,제어지령,기록 등의 기능을 가지고 있다.

1-2) 제어부

디멘드 감시부로부터 지령을 받아 부하설비를 차단 복구하는 부하 제어기능을 가지고 있다.

 

2) 부하제어방식

경보발생 및 부하제어 신호방식에는 경보라인방식, 예측연산방식, 병용방식이 일반적으로 채용되고 있다.

2-1) 경보라인방식

· 수요시한 15분 이내에 일정한 전력을 사용했을 때의 현재 디멘드 치의 추이를 경보라인으로 사용하는 방식이며 일반적으로 2~3개의 라인을 갖고 경보가 발생하면 미리 설정된 부하를 시간에 관계없이 자동 또는 수동으로 차단할 수 있다.

· 그림에서 a점에 사용전력량이 도달할 때 부하를 목표전력 Po로 제어하면 그 후의 전력량을 제 1단의 경보라인 상에서 이동한다. 부하제어를 하지 않고 사용전력량이 b점에 도달된 경우 부하를 P1에 맞추어 제어하면 그 후의 사용전력량은 제 2단의 경보라인 상에서 이동하게 된다. 제 3단도 같은 동작을 한다.

· 예를 들어 부하의 종류를 상시 차단해도 지장없는 부하, 긴급시에는 차단해도 좋은부하, 절대로 차단할 수 없는 부하 등으로 구분하고 각각의 경보라인에 적용하면 수요시한의 경과시간에 관계없이 경보가 발생할 때 소정의 부하를 차단하면 된다. 그러나 차단부하의 설정은 절대치가 아니고 총전력의 %로 행하도록 되어있다.

 

2-2) 예측연산방식

· 이 방식은 그림과 같이 현재 디멘드치(P)와 단위시간(△t)에 있어서 현재 디멘드치의 증가량(△P) 및 수요시한의 남은 시간에서 종료시의 예측 디멘드치(Pf)를 연산 표시한다. 또 부하제어에 필요한 사용가능전력과 예측 디멘드치를 목표전력 이하로 억제하기 위해 필요한 조정전력 등도 연산 표시한다.

 

· 경보발생과 부하제어에 필요한 경보라인을 갖고 있다. 또한 목표라인을 목표전력(Po)과 영점을 연결한 라인이지만 수요시한 초기의 시점에서 빈번한 경보가 발생하는 것을 방지하기 위해 목표라인의 초기 전력치를 위쪽으로 설정한다.

· 목표전력 초과 경보는 현재 디멘드치가 목표라인을 초과하고 예측 디멘드치가 목표전력치 보다 클 때 발생한다. 따라서 이 방식은 부하의 급격한 변동이 적으며, 비교적 급하게 변동하는 부하에 적합하다.

 

2-3) 병용방식

이 방식은 경보의 발생이 경보라인 방식으로서 부하제어는 그림에서와 같이 현재의 디멘드치가 경보라인을 초과한 영역에서 예측연산을 행하고 (△t)시간의 평균전력이 사용가능전력보다 크면 부하차단지령을 낸다.

 

 

4. Demend Control 방식의 적용

1) 적용대상부하

적용부하의 선정은 단시간 정지해도 수용가의 생산품질 또는 안전, 위생상의 지장을 초래하지 않는 부하를 대상으로 적용.

· 냉방설비

· 전기로

· 공기압축기 또는 펌프

· 간헐가동설비

· 자가발전설비와 교체할 수 있는 설비

· 단시간 정지가 가능한 설비.

 

2) Peak 부하 Cut 방법 및 종류

1-1) 일부주간부하의 야간이행

전력량을 중부하시(일반건축물의 경우 : 오후1시~2시)에서 경부하시(심야)로 이행시켜 공급설비의 유효한 이용을 유도하는 것으로서 결과적으로 최대전력절감 기능을 가질 수 있다.

 

1-2) 하계 피크부하의 억제

하절기 터보, 냉방부하등을 발전기로 대체하거나 동력부하의 가동을 시스템적으로 피크시간을 피하여 가동하여 동시다발적인 피크부하를 억제하게 된다.

 

1-3) 공급설비 사고시 예상외의 수요가 급등하는 경우 (전원측 피크부하 대체가 미흡한 경우)

· 여름철 휴가 또는 보수기간의 조정에 따른 요금감액 등의 일반전기사업자의 전력관리제도 활용.

· 긴급조정계약

- 3시간 전 전력회사로부터 요청이 있을 경우 부하조정계약을 한다.

· 통고조정계약

- 긴급조정계약을 보완 대개 17시간 전에 통고하여 조정할 수 있다. 

· 기타

일본에서는 대부분 발신기부의 전력량계를 사용하여 여기에서 얻어지는 전기적 펄스를 최대수요전력계에 공급하여 최대수요전력을 계량하고 있다.

국내의 경우 10MVA 미만 수용가의 계기에는 펄스회로가 없으므로 실정을 감안하여 기존의 전력량계를 그대로 이용할 수 있는 경제적이고 실용적인 방안으로 기존의 전력량계의 전면 유리포면에 광센서를 부착하여 원판의 회전수와 속도를 측정하므로서 이에 비례하는 최대수요전력을 감시제어할 수 있는 디멘드 콘트롤러가 개발되어 있다.