KR101075355B1 - 에너지 저장 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보조전원 발생부로부터 발생된 보조전원에 의해 안정적인 동작을 계속 유지할 수 있으며, 보조전원을 발생시키는 데 별도로 요구되는 축전지에 대한 비용을 줄일 수 있는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
일예로, 신재생 에너지 전원을 공급하는 신재생 에너지부; 신재생 에너지부와 연결되며, DC 링크 전원을 공급하는 DC 링크; DC 링크와 연결되며, 전력 계통 전원을 공급하는 전력 계통; DC 링크와 연결되며, 배터리 전원을 공급하는 배터리; 전력 계통, 신재생 에너지부, DC 링크 및 배터리 각각과 연결되며, 보조전원을 발생하는 보조전원 발생부; 및 보조전원 발생부와 연결되며, 보조전원을 공급받는 통합 제어기를 포함하며, 보조전원이 전력 계통 전원, 신재생 에너지 전원, DC 링크 전원 및 배터리 전원 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템이 개시된다.
에너지, 컨버터, 인버터, 배터리, 부하, 저장

Description

에너지 저장 시스템 {Energy Storage System}
본 발명은 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
최근 태양 전지와 전력 계통이 서로 연계되어 부하에 전력을 공급하고, 부하에 공급하고 남은 잉여 전력을 이차 전지에 저장하는 에너지 저장 시스템이 개발되고 있다. 이러한 에너지 저장 시스템은 태양 전지와 전력 계통에 고장 등의 문제가 발생하면 이차 전지에 저장된 전력을 부하에 공급할 수 있다.
한편, 에너지 저장 시스템은 태양 전지, 전력 계통, 이차 전지 및 부하 간 전력의 흐름을 제어하기 위해 제어기를 구비한다. 이러한 제어기는 구동을 위해 전원을 필요로 하며, 전원 공급원으로서 태양 전지, 전력 계통, 이차 전지 중 어느 하나를 이용하고 있다. 그런데, 전원 공급원의 전원 공급에 문제가 발생하면, 제어기의 구동이 원할하지 못하게 되고, 결국 에너지 저장 시스템의 동작이 계속적으로 유지될 수 없게 된다.
본 발명의 목적은 보조전원 발생부로부터 발생된 보조전원에 의해 안정적인 동작을 계속 유지할 수 있으며, 보조전원을 발생시키는 데 별도로 요구되는 축전지에 대한 비용을 줄일 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 신재생 에너지 전원을 공급하는 신재생 에너지부; 상기 신재생 에너지부와 연결되며, DC 링크 전원을 공급하는 DC 링크; 상기 DC 링크와 연결되며, 전력 계통 전원을 공급하는 전력 계통; 상기 DC 링크와 연결되며, 배터리 전원을 공급하는 배터리; 상기 전력 계통, 상기 신재생 에너지부, 상기 DC 링크 및 상기 배터리 각각과 연결되며, 보조전원을 발생하는 보조전원 발생부; 및 상기 보조전원 발생부와 연결되며, 상기 보조전원을 공급받는 통합 제어기를 포함하며, 상기 보조전원은 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원, 상기 DC 링크 전원 및 상기 배터리 전원 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 보조전원은 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원, 상기 DC 링크 전원 및 상기 배터리 전원 중 가장 높은 전압을 가지는 전원일 수 있다.
상기 DC 링크 전원은 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원 및 상기 배터리 전원 중 적어도 어느 하나를 저장하여 생성될 수 있다.
상기 보조전원 발생부는 상기 에너지 저장 시스템의 시동시 동작할 수 있다. 이 때, 상기 보조전원은 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원 및 상기 배터리 전원 중 가장 높은 전압을 가지는 전원일 수 있다.
상기 보조전원은 상기 에너지 저장 시스템의 시동으로부터 일정 시간 후 정상 구동시에는 상기 DC 링크 전원일 수 있다.
상기 보조전원 발생부는 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원, 상기 DC 링크 전원 및 상기 배터리 전원 중 어느 하나 또는 둘의 전원 공급에 문제가 발생될 때 동작할 수 있다. 이 때, 상기 보조전원은 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원, 상기 DC 링크 전원 및 상기 배터리 전원 중 어느 하나 또는 둘을 제외한 나머지 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 보조전원 발생부는 상기 전력 계통 전원을 DC 전원으로 인버팅하는 AC-DC 변환부; 및 인버팅된 상기 전력 계통 전원이 인가되는 제 1 다이오드와, 상기 신재생 에너지 전원이 인가되는 제 2 다이오드와, 상기 DC 링크 전원이 인가되는 제 3 다이오드와, 상기 배터리 전원이 인가되는 제 4 다이오드를 포함하는 다이오드 OR 회로부를 포함하며, 상기 다이오드 OR 회로부는 인버팅된 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원, 상기 DC 링크 전원 및 상기 배터리 전원 중 가장 높은 전압을 가지는 전원을 상기 보조전원으로 출력할 수 있다.
상기 보조전원 발생부는 상기 다이오드 OR 회로부와 상기 통합 제어기 사이에 연결되며, 상기 다이오드 OR 회로부로부터 출력되는 상기 보조전원에서 노이즈 또는 리플을 제거하는 커패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 보조전원 발생부는 상기 다이오드 OR 회로부와 상기 통합 제어기 사이에 연결되며, 상기 다이오드 OR 회로부에 의해 출력되는 상기 보조전원을 컨버팅하는 보조전원 컨버터를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 본 상기 DC 링크와 상기 전력 계통 사이에 연결되는 양방향 인버터; 상기 양방향 인버터와 상기 전력 계통 사이에 연결되는 부하; 및 상기 DC 링크 및 상기 배터리에 연결되는 양방향 컨버터를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 상기 신재생 에너지부와 상기 DC 링크 사이에 연결되는 최대 전력점 추종기; 상기 양방향 인버터, 상기 부하 및 상기 전력 계통 사이에 연결되는 계통 연계기; 및 상기 배터리에 연결되는 BMS를 더 포함할 수 있다.
상기 통합 제어기는 상기 최대 전력점 추종기, 상기 양방향 인버터, 상기 계통 연계기, 상기 BMS를 제어 및 감시할 수 있다.
상기 신재생 에너지부는 태양 전지일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 다이오드 OR 회로부를 포함하는 보조전원 발생부를 구비함으로써, 충돌 없이 전력 계통 전압, 신재생 에너지 전원, DC 링크 전원 및 배터리 전원 중 어느 하나를 선택하여 보조전원으로 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 보조전원 발 생부로부터 발생된 보조전원에 의해 안정적인 동작을 계속 유지할 수 있으며, 보조전원을 발생시키는 데 별도로 요구되는 축전지에 대한 비용을 줄일 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 구성도를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 보조전원 발생부의 상세 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)은 신재생 에너지부(10), 최대 전력점 추종기(15), DC(Direct Current) 링크(20), 양방향 인버터(25), 부하(30), 전력 계통(35), 계통 연계기(40), 배터리(45), BMS(Battery Management System)(50), 양방향 컨버터(55), 통합 제어기(60) 및 보조전원 발생부(70)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 신재생 에너지부(10)는 태양 전지, 풍력 발전소, 조력 발전소 또는 지열 발전소로 구성될 수 있다. 상기 신재생 에너지부(10)는 태양열, 태양광, 풍력, 조력 또는 지열처럼 자연 상태에서 만들어진 에너지를 전기 에너지로 생성하여 신재생 에너지 전원을 공급한다. 본 발명의 실시예에서는, 상기 신재생 에너지부(10)가 태양 전지로 구성되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 최대 전력점 추종기(15)는 신재생 에너지부(10)와 연결되며, 신재생 에너지부(10)의 최대 전력점을 추종하여 최대 전력을 추출하고, 추출된 최대 전력을 DC 전원으로 컨버팅하여 신재생 에너지 전원을 출력한다. 이를 위해, 상기 최대 전력점 추종기(15)는 일사량, 온도 등의 변화에 따라 신재생 에너지부(10)의 최대 전력점을 추종하는 알고리즘을 내장하는 최대 전력점 추종 제어부와, 신재생 에너지부(10)의 최대 전력을 DC 전원으로 컨버팅하는 승압 DC/DC 컨버터를 포함하여 구현될 수 있다. 여기서, 신재생 에너지부(10)의 최대 전력은 DC 전원일 수 있다.
상기 DC 링크(20)는 최대 전력점 추종기(15)와 연결되며, 최대 전력점 추종기(15)로부터 공급되는 신재생 에너지 전원을 DC 링크 전원으로 저장한다. 이를 위해, 상기 DC 링크(20)는 커패시터로 구현될 수 있다.
상기 양방향 인버터(25)는 DC 링크(20)와 연결되며, DC 링크(20)에 DC 링크 전원으로 저장된 신재생 에너지 전원을 AC 전원으로 인버팅한다.
상기 부하(30)는 양방향 인버터(25)와 연결되며, 양방향 인버터(25)를 통해 신재생 에너지 전원을 공급받을 수 있다. 상기 부하(30)는 AC 전원을 사용하는 가정 또는 산업 시설일 수 있다.
상기 전력 계통(35)은 발전소, 변전소 및 송전선을 포함하는 넓은 지역에 걸쳐 있는 전기적인 연계로서, 전력 계통 전원을 공급한다. 여기서, 상기 전력 계통 전원은 AC 전원일 수 있다. 상기 전력 계통(35)은 양방향 인버터(25) 및 부하(30)에 연결되며, 양방향 인버터(25)를 통해 신재생 에너지 전원을 공급받거나, 전력 계통 전원을 부하(30)에 공급할 수 있다.
상기 계통 연계기(40)는 양방향 인버터(25), 부하(30) 및 전력 계통(35) 사이에 연결되며, 전력 계통(35)의 연결 및 분리를 제어한다. 예를 들어, 상기 계통 연계기(40)는 전력 계통(35)에 정전과 같은 문제가 생기면 전력 계통(35)을 양방향 인터버(25) 및 부하(30)로부터 분리시켜, 작업자가 안정적인 환경에서 전력 계통(35)의 고장을 해결하도록 한다. 그리고, 상기 계통 연계기(40)는 전력 계통(35)의 문제가 해결되면 전력 계통(35)을 양방향 인터버(25) 및 부하(30)에 다시 연결한다.
상기 배터리(45)는 신재생 에너지부(10) 및 전력 계통(35)과 연결되며, 배터리 전원을 공급한다. 여기서, 배터리 전원은 DC 전원일 수 있다. 상기 배터리(45)는 충방전이 가능한 이차 전지일 수 있으며, 대용량 전력을 구현하도록 다수의 소용량 전지 셀로 구성되거나 하나의 대용량 전지 셀로 구성될 수 있다.
상기 BMS(50)는 배터리(45)에 연결되며, 배터리(45)의 상태를 유지 및 관리한다. 구체적으로, 상기 BMS(50)는 배터리(45)의 안전성 확보를 위해 배터리(45)의 전압, 전류, 온도를 모니터링하고, 배터리(45)의 최적 상태를 위해 SOC(State Of Charge), SOH(State Of Health), 배터리 셀 밸런싱, 및 냉각 상태를 체크하여 배터리(45)의 충방전을 제어할 수 있다.
상기 양방향 컨버터(55)는 신재생 에너지부(10), 전력 계통(35) 및 배터 리(45) 사이, 구체적으로 최대 전력점 추종기(15), DC 링크(20) 및 BMS(50) 사이에 연결된다. 상기 양방향 컨버터(55)는 DC 링크(20)에 DC 링크 전원으로 저장된 신재생 에너지 전원 또는 양방향 인버터(25)에 의해 DC 전원으로 인버팅되어 DC 링크(20)에 DC 링크 전원으로 저장된 전력 계통 전원을 DC 전원으로 컨버팅하여 배터리(45)에 공급할 수 있다. 또한, 상기 양방향 컨버터(55)는 배터리(45)의 배터리 전원을 DC 전원으로 컨버팅하여 DC 링크(20)에 DC 링크 전원으로 공급할 수 있다.
상기 통합 제어기(60)는 최대 전력 추종기(15), 양방향 인버터(25), 계통 연계기(40), BMS(50) 및 양방향 컨버터(55)를 통합적으로 감시 및 제어한다.
상기 보조전원 발생부(70)는 계통 연계기(40)를 통한 전력 계통(35), 신재생 에너지부(10), DC 링크(20) 및 배터리(45) 각각에 직접 연결된다. 상기 보조전원 발생부(70)는 전력 계통(35), 신재생 에너지부(10), DC 링크(20) 및 배터리(45) 각각으로부터 공급되는 전력 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 어느 하나를 선택하여 보조전원을 발생시킨다. 이러한 보조전원 발생부(70)는 보조전원을 통합 제어기(80)에 공급하여 통합 제어기(80)의 구동 전압으로 사용되게 한다. 여기서, 보조전원은 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 가장 높은 전압을 가지는 전원이 선택되어 발생될 수 있다. 이를 위해, 상기 보조전원 발생부(70)는 도 2에 도시된 바와 같이 AC-DC 변환부(71), 다이오드 OR 회로부(72), 커패시터(77) 및 보조전원 컨버터(78)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 AC-DC 변환부(71)는 계통 연계기(40)를 통해 전력 계통(35)과 연결되며, AC 전원으로 공급되는 전력 계통 전원(P1)을 DC 전원으로 인버팅시키는 역할을 한다. 상기 AC-DC 변환부(71)는 풀 브릿지 다이오드(71a, 71b, 71c, 71d)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 AC-DC 변환부(71)는 AC 전원을 DC 전원으로 변환시키는 회로이면 모두 가능하므로, 본 발명에서 풀 브릿지 다이오드(71a, 71b, 71c, 71d)로 AC-DC 변환부(71)를 한정하는 것은 아니다.
상기 다이오드 OR 회로부(72)는 병렬로 연결된 복수의 다이오드(73, 74, 75, 76)를 포함하여 구성된다. 상기 복수의 다이오드(73, 74, 75, 76)는 인버팅된 전력 계통 전원(P1)이 인가되는 제 1 다이오드(73), 신재생 에너지 전원(P2)이 인가되는 제 2 다이오드(74), DC 링크 전원(P3)이 인가되는 제 3 다이오드(75) 및 배터리 전원(P4)이 인가되는 제 4 다이오드(76)로 구분될 수 있다. 이와 같이 구성되는 다이오드 OR 회로부(72)는 실질적으로 전력 계통(35), 신재생 에너지부(10), DC 링크(20) 및 배터리(45) 각각으로부터 공급되는 전력 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 가장 높은 전압을 가지는 전원을 선택하여 보조전원으로 출력한다.
상기 커패시터(77)는 다이오드 OR 회로부(72)와 연결되며, 다이오드 OR 회로부(72)로부터 출력되는 보조전원에서 노이즈 또는 리플 등을 제거하여 보조전원을 안정화시키는 역할을 한다.
상기 보조전원 컨버터(78)는 커패시터(77)와 연결되며, 다이오드 OR 회로부(72)로부터 출력되는 보조전원을 컨버팅하여 통합 제어기(60)에 공급한다.
다음은 보조전압 발생부(70)의 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 보조전원 발생부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 보조전원 필요조건 발생 단계(S1)에서는 통합 제어기(60)의 구동을 위한 보조전원의 필요조건이 발생된다. 예를 들어, 보조전원의 필요조건은 에너지 저장 시스템(100)이 시동되거나, 전력 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 어느 하나 또는 둘의 전원 공급에 문제가 발생될 때 발생된다. 여기서, 전력 계통 전원(P1)의 전원 공급 문제는 전력 계통(35)에 정전이 발생된 경우일 수 있으며, 신재생 에너지 전원(P2)의 전원 공급 문제는 신재생 에너지부(10)가 전원을 생성하지 못한 경우일 수 있고, DC 링크 전원(P3)의 전원 공급 문제는 DC 링크(20)에 전원이 충분히 저장되지 못한 경우일 수 있고, 배터리 전원(P4)의 전원 공급 문제는 배터리(45)가 과방전된 경우일 수 있다.
보조전원 발생 단계(S2)에서는 도 2의 보조전원 발생부(70)가 보조전원을 발생하여 출력한다.
예를 들어, 상기 보조전원 필요조건 발생 단계(S1)에서 에너지 저장 시스템(100)이 시동되면, 보조전원 발생 단계(S2)에서 보조전원 발생부(70)가 다이오드 OR 회로부(72)를 이용하여 전력 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 가장 높은 전압을 가지는 전원을 선택하여 보조전원으로 발생시킨다. 여기서, 에너지 저장 시스템(100)의 시동시 DC 링크(20)는 어떠한 전원도 저장하고 있지 않으므로, DC 링크 전원(P3)은 존재하지 않는다. 이에 따라, 에너지 저장 시스템(100)의 시동시, 보조전원은 실질적으로 전력 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2) 및 배터리 전원(P4) 중 가장 높은 전압을 가지는 전원이 선택되어 발생된다. 다만, 에너지 저장 시스템(100)의 시동으로부터 일정 시간 이후, 즉 에너지 저장 시스템(100)의 정상 구동시에는 DC 링크 전원(P3)이 가장 크게 되어, 이 때 통합 제어기(60)에 공급되는 보조전원은 DC 링크 전원(P3)이 된다. 여기서, 상기 DC 링크(20)는 전력 계통 전원, 신재생 에너지 전원 및 배터리 전원 중 적어도 어느 하나를 DC 링크 전원(P3)으로 충전한다.
또다른 예로, 상기 보조전원 필요조건 발생 단계(S1)에서 전력 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 어느 하나 또는 둘의 전원 공급에 문제가 발생되면, 보조전원 발생 단계(S2)에서 보조전원 발생부(70)가 다이오드 OR 회로부(72)를 이용하여 전력 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 가장 높은 전압을 가지는 전원을 선택하여 보조전원으로 발생시킨다. 여기서, 전력 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 전원 공급에 문제가 발생된 어느 하나 또는 둘의 전원은 보조 발생부(70)에 인가되지 않는다. 즉, 전력 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 어느 하나 또는 둘의 전원 공급에 문제가 발생되면, 보조전원 발생부(70)가 전력 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 전원 공급에 문제가 발생된 어느 하나 또는 둘을 제외한 나머지를 이용하여 보조전원을 발생시킨다.
보조전원 공급 단계(S3)에서는 보조전원 발생부(70)가 통합 제어기(60)로 보조전원을 공급하여, 통합 제어기(60)가 구동된다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)은 다이오드 OR 회로부(72)를 포함하는 보조전원 발생부(70)를 구비함으로써, 충돌 없이 전력 계통 전압(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 어느 하나를 선택하여 보조전원으로 발생시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)은 시동시 보조전원을 통합 제어기(60)에 공급함으로써, 통합 제어기(60)를 안정적으로 구동시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)은 전력 계통 전원(P1), 신재생 에너지 전원(P2), DC 링크 전원(P3) 및 배터리 전원(P4) 중 어느 하나 또는 둘의 전원 공급에 문제가 발생되는 경우에도 나머지를 이용하여 발생시킨 보조전원을 통합 제어기(60)에 공급함으로써, 통합 제어기(60)를 계속적으로 구동시킬 수 있다.
따라서, 본발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)은 안정적인 구동을 계속적으로 유지할 수 있으며, 더불어 보조전원을 발생시키는 데 별도로 요구되는 축전지에 대한 비용을 줄일 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다 양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 구성도를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 보조전원 발생부의 상세 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 보조전원 발생부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 신재생 에너지부 15: 최대 전력점 추종기
20: DC 링크 25: 양방향 인버터
30: 부하 35: 전력 계통
40: 계통 연계기 45: 배터리
50: BMS 55: 양방향 컨버터
60: 통합 제어기 70: 보조전원 발생부
100: 에너지 저장 시스템

Claims (15)

  1. 신재생 에너지 전원을 공급하는 신재생 에너지부;
    상기 신재생 에너지부와 연결되며, DC 링크 전원을 공급하는 DC 링크;
    상기 DC 링크와 연결되며, 전력 계통 전원을 공급하는 전력 계통;
    상기 DC 링크와 연결되며, 배터리 전원을 공급하는 배터리;
    상기 전력 계통, 상기 신재생 에너지부, 상기 DC 링크 및 상기 배터리 각각과 연결되며, 보조전원을 발생하는 보조전원 발생부; 및
    상기 보조전원 발생부와 연결되며, 상기 보조전원을 공급받는 통합 제어기를 포함하며,
    상기 보조전원은 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원, 상기 DC 링크 전원 및 상기 배터리 전원 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조전원은 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원, 상기 DC 링크 전원 및 상기 배터리 전원 중 가장 높은 전압을 가지는 전원인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 DC 링크 전원은 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원 및 상기 배터리 전원 중 적어도 어느 하나를 저장하여 생성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조전원 발생부는 상기 에너지 저장 시스템의 시동시 동작하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보조전원은 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원 및 상기 배터리 전원 중 가장 높은 전압을 가지는 전원인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 보조전원은 상기 에너지 저장 시스템의 시동으로부터 일정 시간 후 정상 구동시에는 상기 DC 링크 전원인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조전원 발생부는 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원, 상기 DC 링크 전원 및 상기 배터리 전원 중 어느 하나 또는 둘의 전원 공급에 문제가 발생될 때 동작하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보조전원은 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원, 상기 DC 링크 전원 및 상기 배터리 전원 중 어느 하나 또는 둘을 제외한 나머지 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조전원 발생부는
    상기 전력 계통 전원을 DC 전원으로 인버팅하는 AC-DC 변환부; 및
    인버팅된 상기 전력 계통 전원이 인가되는 제 1 다이오드와, 상기 신재생 에너지 전원이 인가되는 제 2 다이오드와, 상기 DC 링크 전원이 인가되는 제 3 다이오드와, 상기 배터리 전원이 인가되는 제 4 다이오드를 포함하는 다이오드 OR 회로부를 포함하며,
    상기 다이오드 OR 회로부는 인버팅된 상기 전력 계통 전원, 상기 신재생 에너지 전원, 상기 DC 링크 전원 및 상기 배터리 전원 중 가장 높은 전압을 가지는 전원을 상기 보조전원으로 출력하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보조전원 발생부는
    상기 다이오드 OR 회로부와 상기 통합 제어기 사이에 연결되며, 상기 다이오드 OR 회로부로부터 출력되는 상기 보조전원에서 노이즈 또는 리플을 제거하는 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 보조전원 발생부는
    상기 다이오드 OR 회로부와 상기 통합 제어기 사이에 연결되며, 상기 다이오드 OR 회로부에 의해 출력되는 상기 보조전원을 컨버팅하는 보조전원 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 DC 링크와 상기 전력 계통 사이에 연결되는 양방향 인버터;
    상기 양방향 인버터와 상기 전력 계통 사이에 연결되는 부하; 및
    상기 DC 링크 및 상기 배터리에 연결되는 양방향 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 신재생 에너지부와 상기 DC 링크 사이에 연결되는 최대 전력점 추종기;
    상기 양방향 인버터, 상기 부하 및 상기 전력 계통 사이에 연결되는 계통 연계기; 및
    상기 배터리에 연결되는 BMS를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 통합 제어기는 상기 최대 전력점 추종기, 상기 양방향 인버터, 상기 계통 연계기, 상기 BMS를 제어 및 감시하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 신재생 에너지부는 태양 전지인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2200146A1 (en) * 2007-11-01 2010-06-23 Panasonic Corporation Power supply device
US9490636B2 (en) * 2010-12-08 2016-11-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power supply circuit, power supply method and power supply system
KR101631064B1 (ko) * 2012-08-06 2016-06-16 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩의 전압 측정 방법 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
JP6008668B2 (ja) * 2012-09-19 2016-10-19 シャープ株式会社 電力変換装置及び蓄電システム並びに蓄電方法
KR101462338B1 (ko) * 2013-04-15 2014-11-20 숭실대학교산학협력단 교류 연계형 전력변환 장치
KR101689222B1 (ko) 2013-12-23 2016-12-23 삼성에스디아이 주식회사 에너지 저장 시스템 및 에너지 저장 시스템의 기동 방법
US10050548B2 (en) * 2014-09-29 2018-08-14 The Boeing Company No-break power transfer
CN105553003A (zh) * 2015-12-25 2016-05-04 惠州Tcl移动通信有限公司 一种充电控制方法、移动终端及充电控制系统
AU2017340612B2 (en) 2016-10-05 2020-02-20 Lockheed Martin Energy, Llc Energy storage units and systems with segmented branch interconnects
KR102209827B1 (ko) 2016-11-09 2021-01-29 삼성에스디아이 주식회사 에너지 저장 장치
WO2018109528A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 Pismo Labs Technology Ltd. Methods and systems for providing electricity according to power policy
US12003098B2 (en) 2021-10-08 2024-06-04 GE Grid GmbH Systems and methods for a modular scalable architecture for energy storage auxiliary power and functions

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116830A (ja) 2000-10-10 2002-04-19 Sharp Corp 太陽光発電システム用パワーコンディショナ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980081918A (ko) 1998-08-03 1998-11-25 김진경 태양전지를 이용한 축전 장치
US6311279B1 (en) * 1998-10-27 2001-10-30 Compaq Computer Corporation Network node with internal battery backup
US6738244B1 (en) * 2002-01-15 2004-05-18 Altronic, Inc. Annunciator
US7145265B2 (en) * 2002-11-08 2006-12-05 World Water & Powew Corporation AC/DC hybrid power system
CN100525007C (zh) 2006-01-13 2009-08-05 宇太光电科技股份有限公司 可携式装置的复合供电系统
KR100794197B1 (ko) 2006-06-30 2008-01-11 한국전기연구원 하이브리드 분산발전 시스템을 이용한 운전 제어방법
JP2008092648A (ja) 2006-09-29 2008-04-17 Saxa Inc 電源回路
JP4770798B2 (ja) 2007-06-15 2011-09-14 株式会社豊田自動織機 電源装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116830A (ja) 2000-10-10 2002-04-19 Sharp Corp 太陽光発電システム用パワーコンディショナ

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