KR101255470B1 - Battery Energy Storage System - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템은 배터리를 포함하며, 계통 전력 수단 및 태양 광 전력 수단 중 어느 하나의 전력 공급 수단으로부터 공급되는 에너지를 이용하여 상기 배터리를 충전시키는 충전부; 상기 충전부의 배터리에 충전된 에너지의 출력을 단속하는 제 1 스위치부; 상기 제 1 스위치부의 스위칭 동작에 기초하여, 상기 충전부의 배터리에 충전된 에너지를 부하에 공급하는 인버터부; 기 설정된 조건에 따라 상기 배터리를 충전시키기 위한 전력 공급 수단 및 상기 부하를 동작시키기 위한 전력 공급 수단 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 결정된 전력 공급 수단에 의해 상기 배터리의 충전 및 상기 부하의 동작이 이루어지도록 제어하는 에너지 관리부를 포함한다.An energy storage system according to an embodiment of the present invention includes a battery, a charging unit for charging the battery using the energy supplied from any one of the power supply means of the grid power means and solar power means; A first switch unit for regulating an output of energy charged in a battery of the charging unit; An inverter unit configured to supply energy charged in a battery of the charger unit to a load based on a switching operation of the first switch unit; Determine at least one of a power supply means for charging the battery and a power supply means for operating the load according to a preset condition, and to perform charging and operation of the load by the determined power supply means. It includes an energy management unit for controlling.
Description
본 발명은 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 특히 에너지를 효율적으로 사용하면서 계통으로의 에너지 유입을 방지할 수 있는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage system, and more particularly, to an energy storage system capable of preventing energy inflow into a system while using energy efficiently.
일반적으로, 무정전 전원장치(UPS)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류기와, 직류전원으로 배터리를 충전하는 충전기, 직류전원을 충전하고 있는 배터리, 직류전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터로 구성되어 평상시에는 상용 교류 전원을 직류로 변환하여 배터리를 충전하고 있다가 정전이 되면 배터리의 직류전원을 교류 전원으로 변환하여 공급함으로써 정전시에도 전원을 계속 공급하는 장치이다. 이러한 무정전 전원장치는 컴퓨터나 비상램프 등과 같이 중요한 장치를 위한 비상전원으로 널리 사용되고 있다.In general, an uninterruptible power supply (UPS) is composed of a rectifier for converting AC power into DC power, a charger for charging a battery with DC power, a battery for charging DC power, and an inverter for converting DC power to AC power. Normally, it converts commercial AC power into DC to charge the battery, and when the power goes out, it converts the DC power of the battery into AC power and supplies the power even in the event of power failure. The uninterruptible power supply is widely used as an emergency power source for important devices such as computers or emergency lamps.
한편, 사람들의 생활수준이 높아지고 생활의 질이 향상됨에 따라 TV, 냉장고, 세탁기 등은 물론 에어컨, 전기난방장치 등의 전력소비가 높은 가전제품이 널리 보급되어 특정 시간대에 이러한 제품의 사용으로 인한 전력소비가 급증하고 있다. 이에 급증하는 전력수요를 충당하기 위해 새로운 발전소를 건립하는 데는 많은 비용이 소요되므로 전력 수요패턴을 분석하여 전력소비가 적은 심야시간대와 전력소비가 큰 주간시간대를 구분하여 전기요금을 차등화하는 방안을 채택하여 주간시간대의 전기사용을 억제하고 있는 실정이다.Meanwhile, as people's living standards increase and the quality of life improves, household appliances with high power consumption such as TVs, refrigerators, washing machines, etc., as well as air conditioners and electric heating devices are widely used. Consumption is skyrocketing. As it takes a lot of money to build a new power plant to meet the rapidly increasing demand for electricity, it analyzes the power demand pattern and adopts a method to differentiate the electricity rate by dividing the late night time zones with low power consumption and the day time zones with high power consumption. This is to suppress the use of electricity during the daytime period.
도 1은 종래 기술에 따른 태양 광 인버터의 기본 회로도이고, 도 2는 태양 광 인버터를 이용한 무정전 전원 장치의 구성도이다.1 is a basic circuit diagram of a solar inverter according to the prior art, Figure 2 is a block diagram of an uninterruptible power supply using a solar inverter.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 태양 광 인버터는 출력되는 전원의 리플과 고조파 성분을 저감하기 위하여 출력단에 LC 필터를 사용한다. 태양 광 모듈(Potovoltaic Module)이 환경에 따라 100~400V사이의 가변 전압을 공급하므로, DC-DC 컨버터를 이용해 직류 링크 입력전압(Vdc)을 계통 전압에 필요한 직류 전압으로 일정하게 유지해 인버터가 단상 계통에 안정적인 전압을 공급할 수 있도록 한다.Referring to FIG. 1, a solar inverter according to the related art uses an LC filter at an output stage to reduce ripple and harmonic components of an output power. Since the PV module supplies a variable voltage between 100 and 400 V according to the environment, the inverter maintains a constant DC link input voltage (Vdc) at the DC voltage required for the grid voltage using a DC-DC converter. Make sure to supply stable voltage.
또한, 도 2를 참조하면 종래에는 상기와 같은 태양 광 인버터를 이용하여 무정전 전원 장치를 구성하고 있다.In addition, referring to FIG. 2, an uninterruptible power supply is conventionally constructed using the above-described solar inverter.
즉, 종래의 기술은 태양 광 인버터를 이용하여 계통에 에너지를 공급하거나, 또는 인버터 내에 배터리가 있어서 발전하지 않을 때 에너지를 충전하고, 인버터를 이용하여 상기 배터리에 충전한 에너지로 이상 상황에 대처할 수 있도록 한다. 또한, 상기와 같이 종래 기술은 부하에만 에너지를 공급하기 때문에 에너지가 계통으로 유입되지 않도록 사이리스터(Thyristor) 회로가 구비되어 있다.That is, the conventional technology can supply energy to the grid using a solar inverter, or charge energy when there is a battery in the inverter and do not generate power, and cope with an abnormal situation with energy charged in the battery using the inverter. Make sure In addition, as described above, since the conventional technology supplies energy only to a load, a thyristor circuit is provided so that energy does not flow into the system.
그러나, 종래 기술에 따른 무정전 전원 장치는 태양 광 인버터를 이용하여 충전한 에너지를 비상상황에만 사용하도록 함으로써, 상기와 같이 충전된 에너지를 효율적으로 사용하지 못하는 문제가 있다.However, the uninterruptible power supply according to the prior art has a problem in that it is not possible to efficiently use the charged energy as described above by using only the energy charged using the solar inverter in an emergency situation.
또한, 단순한 발전 형태로 부하에 필요한 에너지와 관계없이 배터리에 충전한 에너지를 모두 사용하도록 하여, 에너지 사용이 비효율적으로 이루어지는 문제가 있다.In addition, there is a problem in that energy use is made inefficient by using all the energy charged in the battery regardless of the energy required for the load in a simple power generation form.
본 발명에 따른 실시 예에서는 복수의 전력 수단을 이용하여 심야 시간대에 배터리에 에너지를 충전하고, 전력 소비가 많은 시간대에 상기 충전한 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.In an embodiment according to the present invention, a plurality of power means is used to charge energy in a battery at night time, and to efficiently use the charged energy in a time when power consumption is high.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 역조류 제어를 통해 발전한 에너지가 계통으로 유입되는 것을 사전에 방지하도록 한다.In addition, in the embodiment according to the present invention to prevent the energy generated by the reverse algae flow into the system in advance.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the proposed embodiment are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above are clear to those skilled in the art to which the proposed embodiments belong from the following description. Can be understood.
본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템은 배터리를 포함하며, 계통 전력 수단 및 태양 광 전력 수단 중 어느 하나의 전력 공급 수단으로부터 공급되는 에너지를 이용하여 상기 배터리를 충전시키는 충전부; 상기 충전부의 배터리에 충전된 에너지의 출력을 단속하는 제 1 스위치부; 상기 제 1 스위치부의 스위칭 동작에 기초하여, 상기 충전부의 배터리에 충전된 에너지를 부하에 공급하는 인버터부; 기 설정된 조건에 따라 상기 배터리를 충전시키기 위한 전력 공급 수단 및 상기 부하를 동작시키기 위한 전력 공급 수단 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 결정된 전력 공급 수단에 의해 상기 배터리의 충전 및 상기 부하의 동작이 이루어지도록 제어하는 에너지 관리부를 포함한다.An energy storage system according to an embodiment of the present invention includes a battery, a charging unit for charging the battery using the energy supplied from any one of the power supply means of the grid power means and solar power means; A first switch unit for regulating an output of energy charged in a battery of the charging unit; An inverter unit configured to supply energy charged in a battery of the charger unit to a load based on a switching operation of the first switch unit; Determine at least one of a power supply means for charging the battery and a power supply means for operating the load according to a preset condition, and to perform charging and operation of the load by the determined power supply means. It includes an energy management unit for controlling.
또한, 상기 전력 공급 수단과 부하 사이에 형성되어, 상기 전력 공급 수단으로부터 공급되는 에너지를 단속하는 제 2 스위치부를 더 포함하며, 상기 에너지 관리부는 상기 설정된 조건에 따라 제 1 시간에는 상기 제 1 스위치부를 온 시키고, 제 2 시간에는 제 2 스위치부를 온 시켜 상기 부하를 동작시키기 위한 전력 공급 수단을 결정한다.The apparatus may further include a second switch unit formed between the power supply unit and the load to regulate energy supplied from the power supply unit. On, and at a second time, the second switch unit is turned on to determine the power supply means for operating the load.
또한, 상기 제 1 시간은 정전 발생 시간이고, 상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간을 제외한 나머지 시간이다.The first time is an occurrence of power failure, and the second time is a remaining time except for the first time.
또한, 상기 제 1 시간은 최대 수요 전력 시간대이고, 상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간을 제외한 나머지 시간이다.The first time is a maximum demand power time zone, and the second time is a time remaining except for the first time.
또한, 상기 계통 전력 수단 및 태양 광 전력 수단과 상기 충전 장치 사이에 형성되어 상기 배터리로 공급되는 에너지를 단속하는 제 3 스위치부를 더 포함하며, 상기 에너지 관리부는 기설정된 조건에 따라 제 3 시간에는 상기 계통 전력수단에 의해 상기 충전 동작이 이루어지도록 하고, 제 4 시간에는 상기 태양 광 전력 수단에 의해 상기 충전 동작이 이루어지도록 상기 제 3 스위치부의 스위칭 동작을 제어한다.The apparatus may further include a third switch unit formed between the grid power unit and the solar power unit and the charging device to regulate energy supplied to the battery, wherein the energy management unit is configured to perform the control at a third time according to a preset condition. The charging operation is performed by a system power means, and the switching operation of the third switch unit is controlled to perform the charging operation by the solar power means at a fourth time.
또한, 상기 제 3 시간은 상기 계통 전력 수단의 정상 가동 시점 및 상기 태양 광 전력 수단의 비정상 가동 시점 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제 4 시간은 상기 계통 전력 수단의 비정상 가동 시점 및 상기 태양 광 전력 수단의 정상 가동 시점 중 적어도 하나를 포함한다.The third time may include at least one of a normal operation time of the grid power means and an abnormal operation time of the solar power means, and the fourth time may be an abnormal operation time of the grid power means and the solar power. At least one of the normal starting points of the means.
또한, 상기 제 3 시간은 에너지 단가가 낮은 심야 시간을 포함하고, 상기 제 4 시간은 정전 발생 시간을 포함한다.In addition, the third time includes a late night time having a low energy price, and the fourth time includes a power failure occurrence time.
또한, 상기 에너지 관리부는 상기 부하로 공급되는 에너지에 따른 부하 전류량을 기준으로 목표 지령치를 결정하고, 상기 인버터부의 출력 에너지가 상기 목표 지령치를 추종하도록 제어한다.The energy management unit may determine a target command value based on the load current amount according to the energy supplied to the load, and control the output energy of the inverter unit to follow the target command value.
또한, 상기 목표 지령치는 상기 부하 전류량보다 낮다.The target command value is lower than the load current amount.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 에너지가 가장 저렴한 시간대에 충전한 에너지를 에너지 소비량이 많은 시간대에 사용함으로써, 전력을 효율적으로 사용할 있으며, 역조류 제어를 통해 발전한 에너지가 계통으로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by using the energy charged in the time when the energy is the cheapest during the time of high energy consumption, the power can be used efficiently, effectively preventing the energy generated by the reverse current control flow into the system can do.
도 1은 종래 기술에 따른 태양 광 인버터의 기본 회로도이다.
도 2는 태양 광 인버터를 이용한 무정전 전원 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 역조류 제어 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 7은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a basic circuit diagram of a solar inverter according to the prior art.
2 is a configuration diagram of an uninterruptible power supply using a solar inverter.
3 is a view showing the configuration of the energy storage system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a reverse algae control process according to an embodiment of the present invention.
5 to 7 are flowcharts for explaining a step-by-step operation method of the energy storage system according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. In order to facilitate the understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the configuration of the energy storage system according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 에너지 저장 시스템은 태양 광 전력 수단(100), 계통 전력 수단(200), 부하(300) 및 무정전 전원 장치(400)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the energy storage system includes a solar power means 100, a grid power means 200, a
태양 광 전력 수단 (100)은 태양 광을 받아 소정의 에너지를 발생시킨다.The solar power means 100 receives sunlight to generate a predetermined energy.
이를 위해, 태양 광 전력 수단 (100)은 태양 전지 모듈(solar cell)을 포함하며, 상기 태양전지 모듈은 태양 광으로부터 에너지를 발생시키며, 상기 에너지는 별도의 전력 변환부(photovoltaic inverter)에 의해 부하(300)나 배터리(410)에 적합한 상태의 에너지로 변환된다.To this end, the solar power means 100 includes a solar cell module (solar cell), the solar cell module generates energy from the solar light, the energy is loaded by a separate photovoltaic inverter The energy is converted into energy suitable for the 300 or the
여기에서, 태양전지 모듈은 비정질 실리콘, 결정 실리콘, 또는 화합물 반도체를 사용하는 다수의 태양전지를 직/병렬 조합시켜, 소정의 출력 전압과 전류를 얻도록 어레이 구성되어 있다. 상기 태양 광 전력 수단 (100)에 포함된 전력 변환부는 전력 트랜지스터, 전력 MOSFET, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated gatebipolar transistors: IGBT), 또는 게이트 턴-오프 사이리스터(gate turn-off thyristors: GTO)와 같은 자기 소호형 스위칭 디바이스(self turn-off switching device)를 이용한 DC/DC 변환기 또는 자력식전압형 인버터(voltage-fed self-excited inverter)일 수 있다.Here, the solar cell module is configured to array a plurality of solar cells using amorphous silicon, crystalline silicon, or compound semiconductors in order to obtain a predetermined output voltage and current. The power conversion unit included in the solar power means 100 includes a magnet such as a power transistor, a power MOSFET, Insulated gatebipolar transistors (IGBT), or a gate turn-off thyristors (GTO). It may be a DC / DC converter or a voltage-fed self-excited inverter using a self turn-off switching device.
상기 태양 광 전력 수단 (100)에 의해 출력되는 에너지(전력, 전압, 주파수 등)는 전력 변환부의 스위칭 디바이스에 공급된 게이트 펄스의 온/오프 듀티(duty)를 변화시킴으로써 제어될 수 있다.The energy (power, voltage, frequency, etc.) output by the solar power means 100 can be controlled by changing the on / off duty of the gate pulse supplied to the switching device of the power converter.
계통 전력 수단(200)은 계통 전력 수단으로, 상용 교류 전원을 제공한다.The system power means 200 is a system power means and provides a commercial AC power source.
부하(300)의 일례로는, 전기 히터 또는 전기 모터 또는 상용 AC 전력 계통 등이 있다. 부하(300)가 상용 AC전력 계통인 경우, 즉 그리드 접속(grid connection) 태양 광 발전 시스템의 경우, 상용 AC 전력 계통에 투입될 수 있는 태양 광 발전 시스템의 전력이 제한을 받지 않으며, 따라서 이 구성은 태양 광 전력 수단 (100)으로부터 많은 에너지를 취출하는 경우에 극히 바람직한 것이다.An example of the
무정전 전원 장치(400)는 상기 태양 광 전력 수단 (100)이나 계통 전력 수단(200)으로부터 공급되는 에너지에 의해 충전되며, 선택적으로 상기 계통 전력 수단(200)의 에너지를 상기 부하(300)로 공급하거나, 상기 계통 전력 수단(200)을 통해 공급되는 에너지를 차단한 후, 배터리(410)에 충전된 에너지를 상기 부하(300)에 공급한다.The
이하, 상기 무정전 전원 장치(400)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the
상기 무정전 전원 장치(400)는 배터리(Battery)(410), 충전기(Charger)(420), 제 1 스위치(430), 인버터(Inverter)(440), 제 2 스위치(450), 제 3 스위치(460), 전류 검출부(470) 및 에너지 관리부(BMS:Battery Management System)(480)을 포함한다.The
배터리(410)는 태양 광 전력 수단 (100) 또는 계통 전력 수단(200)을 통해 공급되는 에너지를 저장한다. The
충전기(420)는 상기 태양 광 전력 수단 (100) 또는 계통 전력 수단(200)을 통해 공급되는 에너지를 이용하여 상기 배터리(410)를 충전시킨다.The
즉, 상기 배터리(410) 및 충전기(420)는 상용 교류 전원이나 태양 광 전원으로 충전동작을 수행하는 충전장치이다.That is, the
제 1 스위치(430)는 상기 배터리(410)에 충전된 에너지를 단속한다. 즉, 제 1 스위치(430)는 추후 설명되는 에너지 관리부(480)의 제어에 의해 온/오프 동작을 수행하게 되며, 그에 따라 상기 배터리(410)에 충전된 에너지를 부하(300)로 제공한다.The
인버터(440)는 상기 배터리(410)에 저장된 에너지를 상기 부하(300)에 적절한 에너지로 변환하여 출력한다. 예를 들어, 상기 인버터(440)는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다.The
제 2 스위치(450)는 상기 태양 광 전력 수단(100) 및 계통 전력 수단(200)과 상기 부하(300) 사이에 형성되며, 추후 설명할 에너지 관리부(480)의 제어에 의해 스위칭 동작을 수행하여 상기 태양 광 전력 수단 (100) 및 계통 전력 수단(200)을 통해 공급되는 에너지가 선택적으로 상기 부하(300)로 공급되도록 한다.The
제 3 스위치(460)는 상기 태양 광 전력 수단 (100)을 통해 공급되는 에너지의 출력 라인과, 계통 전력 수단(200)을 통해 공급되는 에너지의 출력 라인에 선택적으로 연결되어, 상기 배터리(410)를 충전시키기 위한 에너지를 선택한다.The
예를 들어, 상기 제 3 스위치(460)는 추후 설명할 에너지 관리부(480)의 제어에 의해 상기 태양 광 전력 수단 (100)의 에너지 출력 라인에 연결되어, 상기 태양 광 전력 수단 (100)으로부터 공급되는 에너지로 상기 배터리(410)의 충전이 이루어지도록 한다.For example, the
또한, 상기 제 3 스위치(460)는 에너지 관리부(480)의 제어에 의해 상기 계통 전력 수단(200)의 에너지 출력 라인에 연결되어, 상기 계통 전력 수단(200)으로부터 공급되는 에너지로 상기 배터리(410)의 충전이 이루어지도록 한다. In addition, the
전류 검출부(CT:Current Transformer)(470)는 상기 부하(300)의 전류량을 검출하고, 상기 검출한 부하 전류량을 에너지 관리부(480)로 전달한다.The
에너지 관리부(480)는 무정전 전원 장치(400)의 전반적인 동작을 제어한다.The
특히, 에너지 관리부(480)는 기설정된 시간에 따라 상기 제 1 스위치(430)를 제어하여, 상기 배터리(410)에 충전된 에너지가 상기 부하(300)로 공급되도록 한다. 이때, 에너지 관리부(480)는 상기 제 1 스위치(430)를 온(On) 하는 경우, 상기 제 2 스위치(450)를 오프(Off) 시켜, 상기 배터리(410)에 충전된 에너지가 상기 부하(300)로 공급되도록 할 수 있다.In particular, the
또한, 에너지 관리부(480)는 상기 제 1 스위치(430)를 오프시키고, 제 2 스위치(450)를 온 시켜, 상기 태양 광 전력 수단 (100) 또는 계통 전력 수단(200)을 통해 공급되는 에너지가 상기 부하(300)로 공급되도록 한다.In addition, the
또한, 에너지 관리부(480)는 시간대에 따라 상기 제 3 스위치(460)를 제어하여, 태양 광 전력 수단 (100) 또는 계통 전력 수단(200)을 통해 공급되는 에너지에 따라 상기 배터리(410)의 충전이 이루어지도록 한다.In addition, the
또한, 에너지 관리부(480)는 상기 전류 검출부(470)를 통해 검출되는 부하 전류량에 의거하여 상기 인버터(440)의 출력 값을 제어하여, 역조류 방지에 따라 상기 에너지가 계통 전력 수단(200)으로 유입되는 것을 방지한다.In addition, the
도 4는 상기 역조류 제어를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the reverse current control.
즉, 에너지 관리부(480)는 상기 부하(300)에서 사용하는 에너지량만큼만 상기 인버터(440)를 통해 출력되도록 하는 역조류 제어를 수행한다.That is, the
이를 위해, 상기 에너지 관리부(480)는 출력 전류의 기준 값(I*out)을 설정한다. 상기 출력 전류의 기준 값((I*out)은 다음과 같은 방법에 의해 설정될 수 있다.To this end, the
ILoad: 부하 전류량ILoad: Load Current
a: 1보다 작은 상수a: constant less than 1
상기 수학식 1에 나타난 바와 같이 상기 I*out는 ILoad 에 상수 a 값을 곱함으로써 설정될 수 있다. 이때, 상기 상수 a는 1보다 작은 값을 가지므로, 상기 I*out는 ILoad 보다 작은 값으로 설정된다. 예를 들어, 상기 상수 a는 0.95로 설정될 수 있으며, 상기 부하 전류량이 1인 경우, 상기 출력 전류의 기준 값은 상기 부하 전류량 1 보다 작은 0.95로 설정된다.As shown in
다음으로, 상기 에너지 관리부(480)는 현재 인버터(440)를 통해 출력되는 출력 값 Iout을 검출한다.Next, the
상기 에너지 관리부(480)는 PI 적분 제어기를 포함하며, 그에 따라 상기 설정한 출력 전류의 기준 값과, 상기 인버터(440)의 출력 값을 이용하여, 상기 인버터(440)의 출력 값이 상기 출력 전류의 기준 값을 추종하도록, 상기 인버터(440)의 목표 출력 값을 재설정한다.The
이에 따라, 상기 인버터(440)의 출력 값은 상기 부하(300)에서 필요한 에너지에 대응되며, 그에 따라 상기 배터리(410)에 저장된 에너지를 효율적으로 사용할 수 있을 뿐 아니라, 상기 발생한 에너지가 계통 전력 수단으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the output value of the
도 5 내지 7은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다. 이하, 도 5 내지 7에 도시된 동작 방법에 대한 설명은 도 3에 도시된 시스템에 결부시켜 설명하기로 한다.5 to 7 are flowcharts for explaining a step-by-step operation method of the energy storage system according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a description of the operation method illustrated in FIGS. 5 to 7 will be described with reference to the system illustrated in FIG. 3.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부하로의 에너지 공급 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a step-by-step method of supplying energy to a load according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 먼저 제 2 시간에는 계통 전력 수단(200)을 통해 공급되는 에너지를 부하(300)로 공급한다(100단계). 이때, 상기 제 2 시간은 일반적으로 상기 계통 전력 수단(200)이 동작하고 있는 평상 시간일 수 있다.Referring to FIG. 5, first, energy supplied through the system power means 200 is supplied to the
에너지 관리부(480)는 상기 계통 전력 수단(200)을 통해 공급되는 에너지가 부하(300)로 공급되고 있는 상황에서 기설정된 제 1 시간이 도래하였는지 여부를 판단한다(110단계).The
이때, 상기 제 1 시간과 제 2 시간은 다음과 같이 정의될 수 있다.In this case, the first time and the second time may be defined as follows.
상기 제 1 시간은 정전이 발생한 시간, 다시 말해서 상기 계통 전력 수단(200)이 정상적으로 구동되고 있지 않은 시간이라 할 수 있다.The first time may be a time when a power failure occurs, that is, a time when the system power means 200 is not normally driven.
또한, 상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간(정전이 발생한 시간)을 제외한 그 이외의 시간일 수 있다.In addition, the second time may be a time other than the first time (time when power failure occurs).
또한, 다른 실시 예로, 상기 제 1 시간은 최대수요 전력 시간일 수 있으며, 상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간(최대 수요 전력 시간)을 제외한 그 이외의 시간일 수 있다. 여기에서, 상기 최대 수요 전력 시간은 에너지 소비가 가장 많은 시간, 예를 들어 낮 시간일 수 있다.In another embodiment, the first time may be a maximum demand power time, and the second time may be a time other than the first time (maximum demand power time). Herein, the maximum demand power time may be a time when energy consumption is greatest, for example, day time.
상기 에너지 관리부(480)는 상기 판단결과(110단계), 제 1 시간이 도래하였다면, 제 1 스위치(430)를 온 시키고, 그에 따라 제 2 스위치(450)를 오프 시킨다.The
즉, 에너지 관리부(480)는 제 1 시간이 도래하면, 상기 계통 전력 수단(200)을 통해 공급되는 에너지를 차단하고, 그에 따라 상기 배터리(410)에 충전된 에너지를 출력한다.That is, when the first time arrives, the
즉, 상기 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 에너지 관리부(480)는 제 2 시간에는 제 2 스위치(450)의 온 상태를 유지시키며, 제 1 시간이 도래하면, 제 2 스위치(450)를 오프시키고, 제 1 스위치(430)를 온 시킨다.That is, as shown in Table 1, the
이에 따라, 상기 에너지 관리부(480)는 상기 배터리(410)에 충전된 에너지가 상기 부하(300)로 공급되도록 한다(130단계).Accordingly, the
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 충전 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a step-by-step method of charging a battery according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 먼저 에너지 관리부(480)는 태양 광 전력 수단 (100)을 통해 공급되는 에너지를 배터리(410)로 공급하여 상기 배터리(410)의 충전이 이루어지도록 한다(210단계). 이때, 상기 태양 광 전력 수단 (100)을 통해 공급되는 에너지로 상기 배터리(410)의 충전이 이루어지는 시간은 제 2 시간이라 할 수 있다.Referring to FIG. 6, first, the
상기 에너지 관리부(480)는 상기 배터리(410)의 충전이 이루어지는 동안 제 1 시간이 도래하였는지를 판단한다(220단계).The
이때, 상기 제 1 시간과 제 2 시간은 다음과 같이 정의될 수 있다.In this case, the first time and the second time may be defined as follows.
상기 제 1 시간은 태양 광 전력 수단 (100)의 정상적으로 구동되지 않는 시간일 수 있고, 제 2 시간은 상기 태양 광 전력 수단 (100)의 정상적으로 구동되는 시간일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 시간은 밤 시간대일 수 있다. 또한, 상기 밤 시간대는 전력 단가가 비교적 낮은 시간대이며, 그에 따라 상기 밤 시간대에는 상기 태양 광 전력 수단 (100)을 통해 공급되는 에너지로 상기 배터리(410)를 충전시키도록 한다. The first time may be a time when the solar power means 100 is not normally driven, and the second time may be a time when the solar power means 100 is normally driven. For example, the first time may be a night time zone. In addition, the night time zone is a time when the power unit price is relatively low, and thus the night time zone to charge the
이와 다르게, 상기 제 1 시간은 계통 전력 수단(200)이 정상적으로 구동되는 시간이고, 상기 제 2 시간은 상기 계통 전력 수단(200)이 정상적으로 구동되지 않는 시간일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 시간은 정전이 발생한 시간일 수 있으며, 정전이 발생한 시간에는 태양 광 전력 수단 (100)을 이용하여 배터리(410)를 충전시키고, 그 이외의 시간에는 계통 전력 수단(200)을 이용하여 배터리(410)를 충전시킬 수 있다.Alternatively, the first time may be a time at which the system power means 200 is normally driven, and the second time may be a time at which the system power means 200 is not normally driven. For example, the second time may be a time when a power failure occurs, and when the power failure occurs, the
상기 에너지 관리부(480)는 상기 제 1 시간이 도래하였다면, 제 3 스위치(460)의 연결 상태를 변경하여, 계통 전력 수단(200)을 통해 공급되는 에너지가 상기 배터리(410)로 공급되도록 하여, 상기 계통 전력 수단(200)의 에너지에 의해 상기 배터리(410)의 충전이 이루어지도록 한다(230단계, 240단계).The
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 역조류 제어 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a step-by-step algae control method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 전류 검출부(470)는 상기 부하(300)의 전류량을 검출하고, 상기 검출된 전류량을 에너지 관리부(480)로 전달한다(310단계).Referring to FIG. 7, the
에너지 관리부(480)는 상기 전달되는 전하 전류량을 이용하여 목표 전류량을 설정한다(320단계). 이때, 상기 목표 전류량은 상기 전하 전류량에 1보다 작은 상수를 곱함으로써 구해질 수 있다. 이에 따라, 상기 목표 전류량은 상기 전하 전류량보다 작은 값을 가질 수 있다.The
에너지 관리부(480)는 현재 인버터(440)를 통해 출력되는 출력 값을 검출한다(330단계).The
이어서, 에너지 관리부(480)는 상기 검출한 인버터(440) 출력 값이 상기 구한 목표 전류량을 추종하도록 상기 인버터(440)의 목표 출력 값을 재설정하고, 상기 재설정된 목표 출력 값으로 상기 인버터(440)의 출력 값이 나오도록 제어한다(340단계).Subsequently, the
이와 같이 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 에너지가 가장 저렴한 시간대에 충전한 에너지를 에너지 소비량이 많은 시간대에 사용함으로써, 전력을 효율적으로 사용할 있으며, 역조류 제어를 통해 발전한 에너지가 계통으로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, by using the energy charged at the time when energy is the cheapest during the time when the energy consumption is high, the power can be efficiently used, and the energy generated through the reverse current control is introduced into the system. Can be effectively prevented.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications other than those described above are possible.
100: 태양 광 전력 수단
200: 계통 전력 수단
300: 부하
400: 무정전 전원 장치100: solar power means
200: grid power means
300: load
400: uninterruptible power supply
Claims (9)
상기 충전부의 배터리에 충전된 에너지의 출력을 단속하는 제 1 스위치부;
상기 제 1 스위치부의 스위칭 동작에 기초하여, 상기 충전부의 배터리에 충전된 에너지를 부하에 공급하는 인버터부;
상기 배터리를 충전시키기 위한 전력 공급 수단 및 상기 부하를 동작시키기 위한 전력 공급 수단을 결정하고, 상기 결정된 전력 공급 수단에 의해 상기 배터리의 충전 및 상기 부하의 동작이 이루어지도록 제어하며, 상기 배터리를 충전시키기 위한 전력 공급 수단의 결정을 위해 기설정된 조건을 확인하여 현 시점에 대응하는 조건의 전력 공급 수단에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 제어하는 에너지 관리부를 포함하며,
상기 에너지 관리부는
상기 부하로 공급되는 에너지에 따른 부하 전류량을 기준으로 상기 부하 전류량보다 낮은 목표 지령치를 결정하고, 상기 결정된 목표 지령치에 의해 인버터부의 출력 에너지가 조정되도록 하는 에너지 저장 시스템.A charging unit including a battery and charging the battery using energy supplied from any one of a system power means and a solar power means;
A first switch unit for regulating an output of energy charged in a battery of the charging unit;
An inverter unit configured to supply energy charged in a battery of the charger unit to a load based on a switching operation of the first switch unit;
Determining power supply means for charging the battery and power supply means for operating the load, controlling the charging and operation of the load to be performed by the determined power supply means, and charging the battery It includes an energy management unit for checking the predetermined condition for the determination of the power supply means for controlling the charging of the battery by the power supply means of a condition corresponding to the current time point,
The energy management unit
And a target command value lower than the load current amount based on the load current amount according to the energy supplied to the load, and output energy of the inverter unit is adjusted by the determined target command value.
상기 전력 공급 수단과 부하 사이에 형성되어, 상기 전력 공급 수단으로부터 공급되는 에너지를 단속하는 제 2 스위치부를 더 포함하며,
상기 에너지 관리부는 상기 설정된 조건에 따라 제 1 시간에는 상기 제 1 스위치부를 온 시키고, 제 2 시간에는 제 2 스위치부를 온 시켜 상기 부하를 동작시키기 위한 전력 공급 수단을 결정하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
A second switch unit formed between the power supply unit and the load to regulate energy supplied from the power supply unit,
And the energy management unit determines the power supply means for operating the load by turning on the first switch unit at a first time and turning on the second switch unit at a second time according to the set condition.
상기 제 1 시간은 정전 발생 시간이고,
상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간을 제외한 나머지 시간인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 2,
The first time is a power failure occurrence time,
And wherein the second time is a time other than the first time.
상기 제 1 시간은 최대 수요 전력 시간대이고,
상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간을 제외한 나머지 시간인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 2,
The first time is the maximum demand power time zone,
And wherein the second time is a time other than the first time.
상기 계통 전력 수단 및 태양 광 전력 수단과 상기 충전부 사이에 형성되어 상기 배터리로 공급되는 에너지를 단속하는 제 3 스위치부를 더 포함하며,
상기 에너지 관리부는 기설정된 조건에 따라 제 3 시간에는 상기 계통 전력수단에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하고, 제 4 시간에는 상기 태양 광 전력 수단에 의해 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 상기 제 3 스위치부의 스위칭 동작을 제어하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
A third switch unit formed between the grid power unit and the solar power unit and the charging unit to regulate energy supplied to the battery,
The third switch is configured to charge the battery by the grid power means at a third time and to charge the battery by the solar power means at a fourth time according to a preset condition. Energy storage system to control the switching operation of the negative.
상기 제 3 시간은 상기 계통 전력 수단의 정상 가동 시점 및 상기 태양 광 전력 수단의 비정상 가동 시점 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제 4 시간은 상기 계통 전력 수단의 비정상 가동 시점 및 상기 태양 광 전력 수단의 정상 가동 시점 중 적어도 하나를 포함하는 에너지 저장 시스템.6. The method of claim 5,
The third time includes at least one of a normal operation time of the grid power means and an abnormal operation time of the solar power means,
And said fourth time period comprises at least one of an abnormal start time of said grid power means and a normal start time of said solar power means.
상기 제 3 시간은 에너지 단가가 낮은 심야 시간을 포함하고,
상기 제 4 시간은 정전 발생 시간을 포함하는 에너지 저장 시스템.6. The method of claim 5,
The third time includes a late night time with a low energy price;
And said fourth time comprises an outage time.
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