KR101338344B1 - 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법 - Google Patents

태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법 Download PDF

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Abstract

태양광 발전량, 심야전력 가격 및 날씨 조건을 고려하여, 효율적으로 배터리의 충방전을 제어할 수 있는 태양광 발전 시스템 및 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법이 제공 된다. 본 발명에 따른 전력계통에 연결 된 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법은 날씨 모드를 결정하는 단계, 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록, 방전율을 포함하는 배터리 방전 커맨드를 제2 시간 구간(t1~t2) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계 및 상기 태양광 발전 시스템에 의하여 발전된 전력이 상기 배터리 모듈에 충전 되도록, 배터리 충전 커맨드를 일출과 일몰 사이의 제3 시간 구간(t2~t3) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방전율은, 상기 배터리 모듈의 t2시점 SOC(State Of Charge)값이 상기 결정 된 날씨 모드에 따라 달라지도록 세팅 된다.

Description

태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법{Control method for battery module of solar-light power generation system}
본 발명은 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 전력 계통에 연결 되고, 전력 저장을 위한 배터리를 가지는 하이브리드 태양광 발전 시스템의 배터리 충방전을 제어함에 있어, 상기 배터리의 충방전을 시간대에 따라 다른 방식으로 제어하는 방법에 관한 것이다.
분산전원 중 직류를 발생하는 전원은 태양광 발전, 연료 전지 발전등이 있으며, 이러한 직류전원을 공급받아 직류전력을 교류전력으로 역변환하여 계통에 교류전력을 공급하는 장치를 계통 연계형 인버터라 한다.
즉, 계통연계형 인버터는 대표적인 대체 에너지원인 태양광을 이용하는 태양전지 또는 연료 전지 등으로부터 얻을 수 있는 직류전원을 반도체 스위치 장치를 이용하여 교류전원으로 변환한 후, 소정의 전력계통으로 교류 전환된 전력을 공급하는 전력 변환장치를 지칭한다
계통연계형 인버터의 특징은 계통연계형이라는 점, 직류 입력전압의 범위가 매우 넓어야 한다는 점, 출력 전력이 항상 변한다는 특징이 있다. 즉, 분산전원용 계통연계형 인버터는 출력 전력량이 항상 다르며, 최소 0에서부터 자기 용량까지 발전할 수 있어야 한다.
이에, 계통 연계형 인버터는 발전량이 많은 잉여 전력을 저장하고 발전량이 적을 때 공급하기 위해서 저장 장치를 포함하는 형태의 전력 공급 시스템으로 발전하였다.
도 1은 종래의 전력 공급 시스템의 구성 블록을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전력 공급 시스템은 발전 장치(10), 부스트 컨버터(20), 인버터(30), 저장 장치(40), DC/DC 컨버터(90), 경로 설정 장치(80) 및 제어 장치(70)을 포함하여 구성된다.
발전 장치(10)는 광에너지, 화학에너지 등을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 장치이다. 구체적으로는 광에너지, 화학에너지 등의 형태를 가진 에너지를 전기 에너지의 형태로 변환하는 장치이다.
저장 장치(40)는 전기 에너지를 저장할 수 있는 장치로, 배터리 또는 슈퍼컨덕터(super conductor)등의 소자를 이용하여 구현될 수 있다.
부스트 컨버터(20)는 발전 장치에서 생성되는 전기 에너지의 전압을 인버터에서 요구하는 전압으로 변환하기 위한 장치다.
인버터(30)는 상기 설명한 바 자세한 설명을 생략한다.
DC/DC 컨버터(90)는 부스트 컨버팅된 전기 에너지를 저장 장치(40)가 요구하는 전압을 가지도록 변환하는 장치이다.
경로 설정 장치(80) 및 제어 장치(70)는 계통(60)에서 전력을 필요로 하는 경우에는 부스트 컨버팅된 전기 에너지를 인버터(30)로 전달하고, 계통(60)에서 전력을 요구하지 않는 경우에는 DC/DC컨버터(90)로 전달한다. 또한, 경로 설정 장치(80) 및 제어 장치(70)는 발전 장치(10)의 발전량이 불충분한 경우에는 저장 장치(40)에 저장된 전기 에너지를 인버터(30)로 전달할 수 있도록 경로를 형성한다.
이를 위해서 제어 장치(70)는 발전 장치(10), 저장 장치(40) 및 계통(60)으로부터 상황 정보를 전달받는다.
한편, 도 1에 도시된 것과 같은 전력 공급 시스템은 태양광 발전량에 따라 계통(60)에 전력을 제공하는 전력량이 변동 되는데, 전력 공급 시스템이 다수인 경우, 태양광이 강한 경우, 계통(60)에 제공 되는 전력량이 급증하게 되고, 계통(60)이 전력량을 무제한 받아들일 수 없는 이상, 계통(60)의 전압이 일정 한계치에 이르면, 계통(60)에 더 이상 전력을 제공할 수 없는 문제가 발생한다.
또한, 시간 구간에 따라 태양광 발전량 및 전력 가격이 변경 되는데, 이러한 점을 반영한 효율적인 전력 공급 시스템을 제공할 필요가 발생한다.
한편, JP 공개특허 2010-233362에는 시간대별 구입 전력 단가, 태양광 발전 매각 단가 등을 이용하여 충방전 스케쥴을 산출함으로써, 발전자 측의 경제적 이득을 얻기 위한 기술이 기재 되어 있으나, 날씨에 따라 태양광 발전 집중 시간 구간 이전에 배터리를 미리 방전해 놓는 양을 달리하는 점은 기재되어 있지 않다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 날씨에 따라 태양광 발전 집중 시간 구간 이전에 배터리를 미리 방전해 놓는 양을 달리하여, 태양광 발전 집중 시간 구간 동안 발전 된 전력을 배터리에 최대한 많이 충전하는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 날씨에 따라 배터리 충방전 제어 정책을 달리하기 위하여 날씨를 파악함에 있어서, 날씨를 측정하기 위한 센서를 구비하지 않고도 현재 태양광 발전량과 평균 태양광 발전 데이터를 비교하여 날씨를 파악하는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 매일을 주기로 태양광 발전량, 부하 사용량 및 전력계통의 전기료를 감안하여 효율적인 태양광 발전 시스템의 배터리 제어 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 전력계통에 연결 된 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법은 날씨 모드를 결정하는 단계, 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록, 방전율을 포함하는 배터리 방전 커맨드를 제2 시간 구간(t1~t2) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계 및 상기 태양광 발전 시스템에 의하여 발전된 전력이 상기 배터리 모듈에 충전 되도록, 배터리 충전 커맨드를 일출과 일몰 사이의 제3 시간 구간(t2~t3) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방전율은, 상기 배터리 모듈의 t2시점에서 배터리 에너지 잔존량을 의미하는 SOC(State Of Charge)값이 상기 결정 된 날씨 모드에 따라 달라지도록 세팅 된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 태양에 따른 전력계통에 연결 된 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법은 1일을 주기로 반복 되는 시간 구간 중 현재의 시간 구간을 판정하는 단계, 상기 판정 된 시간 구간이 제2 시간 구간(t1~t2)인 경우, 상기 제2 시간 구간 동안 날씨 모드 결정 프로세스를 수행한 후 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록, 방전율을 포함하는 배터리 방전 커맨드를 상기 배터리 모듈에 제공하는 것을 반복 하는 단계 및 상기 판정 된 시간 구간이 일출과 일몰 사이의 제3 시간 구간(t2~t3)인 경우, 상기 제3 시간 구간 동안 날씨 모드 결정 프로세스를 수행한 후 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록, 방전율을 포함하는 배터리 방전 커맨드를 상기 배터리 모듈에 제공하는 것을 반복하는 단계를 포함한다. 상기 방전율은, 상기 배터리 모듈의 t2시점 SOC[(State Of Charge)]값이 상기 날씨 모드 결정 프로세스에서 결정 된 날씨 모드에 따라 달라지도록 세팅된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 태양에 따른 전력계통에 연결 된 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법은 1일을 주기로 반복 되는 시간 구간 중, 현재의 시간 구간을 판정하는 단계, 상기 판정 된 시간 구간이 제1 시간 구간(t0~t1)인 경우, 상기 전력 계통으로부터 제공 된 심야전력이 상기 배터리 모듈에 충전 되도록 상기 배터리 모듈에 배터리 충전 커맨드를 입력하는 단계, 상기 판정 된 시간 구간이 제2 시간 구간(t1~t2)인 경우, 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록 배터리 방전 커맨드를 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계, 상기 판정 된 시간 구간이 일출과 일몰 사이의 제3 시간 구간(t2~t3)인 경우, 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록 배터리 방전 커맨드를 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계, 상기 판정 된 시간 구간이 제4 시간 구간(t3~t4)인 경우, 배터리 모듈에 대한 배터리 충방전을 중단하는 단계 및 상기 판정 된 시간 구간이 제5 시간 구간(t4~t0)인 경우, 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 태양광 발전 시스템 내부 부하에 제공 되도록 상기 배터리 모듈에 배터리 방전 커맨드를 입력하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 태양에 따른 태양광 발전 시스템은 태양광 발전 수단, 상기 태양광 발전 수단에 의하여 발전 된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력계통에 제공하는 인버터, 상기 전력계통으로부터 제공 된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리 모듈에 제공하는 컨버터, 상기 태양광 발전 수단에 의하여 발전 된 전력 또는 상기 전력계통으로부터 제공 된 전력을 충전하고, 상기 태양광 발전 시스템 내부의 부하 또는 상기 전력계통으로 충전 된 전력을 제공하는 배터리 모듈 및 상기 배터리 모듈의 충방전을 제어하는 배터리 모듈 관리부를 포함한다. 상기 배터리 모듈 관리부는, 상기 태양광 발전 수단의 발전량을 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량과 비교하여 날씨 모드를 결정하고, 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록 방전율을 포함하는 배터리 방전 커맨드를 제2 시간 구간(t1~t2) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하며, 상기 태양광 발전 수단에 의하여 발전된 전력이 상기 배터리 모듈에 충전 되도록 배터리 충전 커맨드를 일출과 일몰 사이의 제3 시간 구간(t2~t3) 동안 상기 배터리 모듈에 제공한다. 상기 방전율은, 상기 배터리 모듈의 t2시점 SOC값이 상기 결정 된 날씨 모드에 따라 달라지도록 세팅 된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 태양광 발전량, 심야전력 가격 및 날씨 조건을 고려하여, 효율적으로 배터리의 충방전을 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 평균 태양광 발전량 데이터를 이용하기 때문에 추가적인 일사량, 온도 센서등의 설치 없이 날씨를 측정하고, 그 결과를 바탕으로 배터리 충방전 제어 방법을 달리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 충전율, 방전율이 급격하게 변화하지 않도록 제어하여, 전력계통의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 전력 공급 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5a 내지 도 5b는 평균 태양광 발전량과 맑은날과 흐린날의 태양광 발전량을 비교한 그래프이다.
도 6a 내지 도6d는 맑은 날씨에서 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 동작 결과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7a 내지 도7d는 흐린 날씨에서 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 동작 결과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8a 내지 도8b는 흐린 후 맑아지는 날씨에서 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 동작 결과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9a 내지 도9b는 맑은 후 흐려지는 날씨에서 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 동작 결과를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성 및 동작을 설명하기로 한다.
도 2에 도시 된 바와 같이, 본 실시예에 따른 태양광 발전 시스템(100)은 전력계통(60)과 연결 되어, 전력계통(60)으로부터 제공 된 교류 전력을 내부 부하(160)에서 소비하거나, 배터리 모듈(120)에 충전할 수 있다. 또한, 태양광 발전 수단(110)에 의하여 발전 된 전력은 배터리 모듈(120)에 저장 되어 내부 부하(160)에서 소비 되거나, 전력계통(60)에 판매될 수 있다.
태양광 발전 수단(110)은 예를 들어 솔라 셀로 구성 된 태양 전지 모듈일 수 있다.
배터리 모듈(120)은 2차 전지를 포함하고, 상기 2차 전지에 대한 충전 및 방전을 제어하는 제어회로를 더 포함할 수 있다. 배터리 모듈(120)은 배터리 모듈 관리부(130)가 제공하는 충전 커맨드 또는 방전 커맨드에 따라 상기 2차 전지에 대한 충전 또는 방전 동작을 수행할 수 있다.
인버터(140)는 배터리 모듈(120)로부터 출력 되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 내부 부하(160) 또는 전력계통(60)에 제어한다. 컨버터(150)는 전력계통(60)으로부터 제공 된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리 모듈(120)에 제공한다.
본 실시예에 따른 배터리 모듈 관리부(130)는 시간대에 따라 다른 정책으로 배터리 모듈(120)을 제어한다. 또한, 배터리 모듈 관리부(130)는 특정 시간대에서의 배터리 모듈(120)의 제어 방식을 결정하기 위하여 날씨 모드를 결정한다. 이하, 상기 시간대를 시간 구간으로 지칭한다. 상기 시간 구간은 하루를 주기로 반복 된다.
제1 시간 구간은 t0에서 t1 사이의 구간으로, 심야 전력 할인 시간대에 해당한다. 상기 제1 시간 구간에서, 배터리 모듈 관리부(130)는 전력계통(60)으로부터 제공 된 심야전력이 배터리 모듈(120)에 충전 되도록 배터리 모듈(120)에 배터리 충전 커맨드를 입력할 수 있다. 이하, t0는 오전 한시, t1은 오전 일곱 시인 것으로 가정한다.
제2 시간 구간은 t1에서 t2 사이의 구간으로, 태양광 발전량이 가장 많게 되는 제3 시간 구간에 앞서 미리 배터리 모듈(120)에 충전된 전력을 비워두는 구간이다. 상기 제2 시간 구간에서, 배터리 모듈 관리부(130)는 배터리 모듈(120)에 충전 된 전력이 전력계통(60)에 제공 되도록 배터리 방전 커맨드를 배터리 모듈(120)에 제공 한다. 상기 제2 시간 구간에서, 심야 전력 할인 가격보다 더 비싼 가격으로 전력을 되팔 수 있으므로, 경제적 이익을 얻을 수 있는 효과가 있다. 이하, t2는 오전 열한시인 것으로 가정한다.
제2 시간 구간에서 날씨 모드에 따라 배터리 모듈(120)에 충전된 전력을 방전하는 전력량을 달리할 수 있다. 이를 위하여, 배터리 모듈 관리부(130)는 날씨 모드 결정 프로세스를 수행하여, 현재 시점의 날씨 모드를 결정할 수 있다. 상기 날씨 모드는 맑음 모드 및 흐림 모드 중 하나일 수 있다.
상기 날씨 모드 결정 프로세스는 상기 태양광 발전 시스템의 발전량이 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량 보다 많거나 같은 경우, 상기 날씨 모드를 맑음 모드로 결정하고, 상기 태양광 발전 시스템의 발전량이 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량 보다 적은 경우 상기 날씨 모드를 흐림 모드로 결정하는 것일 수 있다. 이 경우, 날씨 측정을 위한 센서가 필요 없는 효과가 있다.
상기 배터리 방전 커맨드에는 배터리 방전 속도를 의미하는 방전율 값이 포함 될 수 있는데, 상기 방전율은, 상기 배터리 모듈의 t2시점 SOC(State Of Charge)값이 상기 결정 된 날씨 모드에 따라 달라지도록 세팅 될 수 있다. 상기 SOC 값은 배터리 충전률을 의미한다. 이 경우, 날씨에 따라 달라질 수 있는 태양광 발전량을 반영하여, 미리 배터리를 비워놓는 정도를 달리함으로써, 발전 된 전력을 최대한 많이 배터리 모듈(120)에 저장할 수 있는 효과가 있다.
맑은 날씨에서는 태양광 발전량이 많을 것으로 예상 되므로, 제2 시간 구간에서 배터리 모듈(120)을 더 많이 비워놓아야 하고, 흐린 날씨에서는 태양광 발전량이 적을 것으로 예상 되므로, 제2 시간 구간에서 배터리 모듈(120)을 많이 비워놓을 필요는 없을 것이다. 즉, 상기 방전율은, 상기 날씨 모드가 상기 맑음 모드인 경우의 상기 t2시점 SOC값이, 상기 날씨 모드가 상기 흐림 모드인 경우의 상기 t2시점 SOC값보다 작도록 세팅 될 수 있다.
제3 시간 구간은 일출과 일몰 사이의 구간 중 일부 시간 구간으로, t2에서 t3 사이의 구간이다. 상기 제3 시간 구간은 태양광 발전량이 가장 많게 되는 구간으로, 발전 된 전력을 배터리 모듈(120)에 충전해 놓는다. 즉, 배터리 모듈 관리부(130)는, 상기 제3 시간 구간 동안, 태양광 발전 수단(110)에 의하여 발전된 전력이 배터리 모듈(120)에 충전 되도록, 배터리 충전 커맨드를 배터리 모듈(120)에 제공한다. 이하, t3는 오후 네 시인 것으로 가정한다.
제4 시간 구간은 t3에서 t4 사이의 구간으로 배터리 모듈(120)에 대한 충방전이 중단된다. 즉, 제4 시간 구간 동안에는 내부 부하(160) 사용량과 태양광 발전 수단(110)의 발전량의 차이에 따라 전력 계통(60)으로부터 전력이 인입되거나, 반대로 전력 계통(60)에 전력이 제공 될 수 있다. 이하, t4는 오후 여섯 시인 것으로 가정한다.
제5 시간 구간은 t4에서 t5 사이의 구간으로 배터리 모듈(120)에 충전 된 전력이 내부 부하(160)에 제공 된다. 즉, 배터리 모듈 관리부(130)는, 상기 제5 시간 구간 동안, 배터리 모듈(120)에 충전 된 전력이 상기 태양광 발전 시스템 내부 부하(160)에 제공 되도록 배터리 모듈(120)에 배터리 방전 커맨드를 입력한다. 이하, t5는 익일 오전 1시인 것으로 가정한다.
상기 t1, t2, t3, t4, t5는 고정 된 시각이 아니라, 매일, 매주 또는 매달 중 하나를 주기로 갱신 될 수 있다. 계절 변화에 따라 일출 및 일몰 시간이 달라지기 때문이다.
본 실시예에 따른 태양광 발전 시스템(100)은 매일 제1 내지 제5 시간 구간에 따라 서로 다른 정책으로 배터리 모듈(120)의 충방전을 제어하여, 전력 요금을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 특히, 제2 시간 구간에서는 날씨 모드에 따라 방전량을 달리 하여, 제3 시간 구간에서 최대한 많은 발전 전력을 충전해 놓도록 할 수 있다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법이 도시 된다.
본 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법은 도 3에 도시 된 바와 같이, 날씨 모드를 결정하고(S100), 날씨 모드에 따라 t2 시점 SOC값이 달라지도록 제2 시간 구간 동안 배터리 방전 커맨드를 제공하고(S102), 제3 시간 구간 동안 배터리 충전 커맨드를 제공하는 것(S104)을 포함할 수 있다.
도 4에도 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법이 도시 된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 제어 방법은 1일을 주기로 반복 되는 시간구간 중, 제1 시간 구간 내지 제5 시간 구간으로 하루를 분할하여, 현재의 시간구간을 판정(S10, S20, S30, S40)하고, 각 시간 구간 내에서 각각 다른 정책으로 배터리 모듈을 제어한다.
제1 시간 구간, 제4 시간 구간, 제5 시간 구간에서의 배터리 모듈 제어 방법에 대하여는 태양광 발전 시스템(100)의 동작과 관련하여 이미 설명 된 바 있으므로, 중복 된 설명은 피하기로 한다.
다만, 본 실시예에 따르면, 제2 시간 구간(S20)에서 날씨 모드가 실시간 측정(S21) 된다. 즉, 상기 판정 된 시간구간이 제2 시간구간(t1~t2)인 경우, 상기 제2 시간구간 동안 날씨 모드 결정 프로세스를 수행한 후 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록, 방전율을 포함하는 배터리 방전 커맨드를 상기 배터리 모듈에 제공하는 것이 반복 된다. 이 경우, 제2 시간 구간 내에서 날씨가 맑아지거나, 흐려지는 경우, 그에 따라 방전량을 실시간 조절할 수 있는 효과가 있다.
측정 된 날씨 모드가 맑음 모드인 경우, 맑음 모드 용 방전율이 설정 되고(S22), 측정 된 날씨 모드가 흐림 모드인 경우, 흐림 모드 용 방전율이 설정 된다(S23). 그 후, 상기 방전율을 포함하는 방전 커맨드가 배터리 모듈에 제공 된다. 그 결과, t2 시점에서 배터리 모듈의 t2시점 SOC(State Of Charge)값이 상기 날씨 모드 결정 프로세스에서 결정 된 날씨 모드에 따라 달라지게 된다. 예를 들어, 상기 방전율은 상기 날씨 모드가 상기 맑음 모드인 경우의 상기 t2시점 SOC값이, 상기 날씨 모드가 상기 흐림 모드인 경우의 상기 t2시점 SOC값보다 작도록 세팅 될 수 있다.
상기 방전율은 상기 방전율은 t1시점 및 t2시점에서 0으로 세팅 되고, t1시점과 t2시점 사이의 기 지정 된 중간 시점에서 최대치로 세팅 되며, 시간에 따른 상기 방전율의 파형이 곡선을 형성하도록 세팅될 수 있다. 특히, 상기 날씨 모드가 상기 맑음 모드인 경우의 상기 최대치가 상기 날씨 모드가 상기 흐림 모드인 경우의 상기 최대치 보다 클 수 있다.
상기 방전율은 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량이 많을 수록 상기 t2시점 SOC값이 작도록 세팅될 수 있다. 태양의 고도가 높은 여름일수록 태양광 발전량이 많기 때문에, 겨울 보다는 여름에 배터리 모듈을 더 많이 비워놓는 것이 보다 효율적이기 때문이다.
또한, 제3 시간 구간(S30)에서도 날씨 모드가 실시간 측정(S31) 된다. 즉, 상기 판정 된 시간구간이 일출과 일몰 사이의 제3 시간구간(t2~t3)인 경우, 상기 제3 시간구간 동안 날씨 모드 결정 프로세스를 수행한 후 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록, 방전율을 포함하는 배터리 방전 커맨드를 상기 배터리 모듈에 제공하는 것이 반복 된다. 이 경우, 제3 시간 구간 내에서 날씨가 맑아지거나, 흐려지는 경우, 그에 따라 충전량을 실시간 조절할 수 있는 효과가 있다. 제2 시간 구간에서의 경우와 마찬가지로, 측정 된 날씨 모드에 따라 충전율이 다르게 설정 된다(S32, S33).
예를 들어, 날씨 모드가 맑음 모드인 경우, 상기 충전율은 태양광 발전량에서 내부 부하량을 차감한 전력량에 따라 변하지만, 상기 충전율이 곡선 파형을 그리도록 완만하게 변할 수 있다. 상기 충전율은 t2 시점 및 t3 시점에서 0으로 세팅 되고, t2 시점과 t3 시점 사이의 기 지정 된 중간 시점에서 최대치로 세팅 되며, 시간에 따른 상기 충전율의 파형이 곡선을 형성하도록 세팅될 수 있다. 상기 최대치는 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량이 많을 수록 큰 값일 수 있다. 이러한 충전율 조정은, 전력 계통에 제공 되는 전력량이 급격하게 변동하여 전력 계통에 무리가 가는 것을 방지하기 위한 것이다.
예를 들어, 날씨 모드가 흐림 모드인 경우, 상기 충전율은 상기 태양광 발전 시스템의 발전량에서 상기 태양광 발전 시스템 내부 사용 부하를 뺀 값으로 실시간 변경 될 수 있다. 날씨가 흐린 경우, 태양광 발전량이 많지 않기 때문에, 전력 계통에 제공 되는 전력량이 급격하게 변동할 우려가 없기 때문이다.
상기 날씨 모드 결정 프로세스는 상기 태양광 발전 시스템의 발전량이 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량 보다 많거나 같은 경우, 상기 날씨 모드를 맑음 모드로 결정하고, 상기 태양광 발전 시스템의 발전량이 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량 보다 적은 경우 상기 날씨 모드를 흐림 모드로 결정하는 것일 수 있다. 상기 날씨 모드는 맑음 모드 및 흐림 모드에 추가하여 우천 모드로 더 결정 될 수도 있다. 상기 우천 모드는 상기 태양광 발전 시스템의 발전량이 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량 보다 기준치 이상으로 적은 경우에 날씨 모드로 결정 될 수 있다.
상기 평균 태양광 발전량에 대한 데이터는 각 날짜 별로 저장 되어 있거나, 각 주, 각 월 별로 저장 되어 있을 수 있다. 상기 평균 태양광 발전량에 대한 데이터는 주기적으로 또는 특정 이벤트에 의하여 업데이트 될 수도 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템 또는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법에서 날씨 모드를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 및 도 5b에서 파란색 그래프는 당일의 시간 별 평균 태양광 발전량을 의미하고, 빨간색 그래프는 당일의 실시간 태양광 발전량을 의미한다. 본 발명에서는, 도 5a에서와 같이 당일의 태양광 발전량이 평균치를 웃돌게 되면 맑음 모드로 날씨 모드를 결정하고, 도 5b에서와 같이 당일의 태양광 발전량이 평균치를 밑돌게 되면 흐림 모드로 날씨 모드를 결정한다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템 또는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법을 맑은 날씨에서 실시함에 따른 결과를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 6a는 배터리 제어 커맨드의 시간별 흐름을 나타내는 그래프이다. y축의 POWER 수치가 +인 경우 충전 커맨드이고, POWER 수치가 -인 경우 방전 커맨드이다. 상기 POWER 수치는 충전율 또는 방전율을 의미하는 것으로 충전 속도 또는 방전 속도를 의미한다. 이미 설명 된 바와 같이, 제1 시간 구간(오전 1시에서 오전 7시)에는 심야전력을 충전하기 위하여 충전 커맨드가 제공 되고, 제2 시간 구간(오전 7시에서 오전 11시)에는 배터리를 비워두기 위하여 충전된 심야전력을 방전하는 방전 커맨드가 제공 되며, 제3 시간 구간(오전 11시에서 오후 4시)에는 태양광 발전 전력량을 충전하기 위하여 충전 커맨드가 제공 되며, 제4 시간 구간(오후 4시에서 오후 6시)에는 배터리 충방전이 일어나지 않고, 제5 시간 구간(오후 6시에서 익일 오전 1시)에는 제3 시간 구간에서 충전 되었던 전력을 내부 부하에 제공하기 위하여 방전 커맨드가 제공 된다.
도 6b는 도 6a에서 제공 된 배터리 제어 커맨드의 결과로 형성 되는, 배터리의 SOC 값을 의미하는 것이다.
도 6c는 부하 사용량(빨간 그래프) 및 계통으로부터 인입 되는 전력량(파란 그래프)을 나타낸다. 파란 그래프는 전력 계통으로부터 인입 되는 전력량을 나타내는 것으로, 인입 되는 전력량이 마이너스인 것은 태양광 발전 된 전력이 전력 계통에 제공 되는 것을 의미한다. 도 6c에 도시된 것과 같이 제3 시간 구간에서 2000W 이상의 전력이 전력 계통에 제공 되고 있다. 다수의 가구에서 동일하게 2000W 이상의 전력이 전력 계통에 제공 되는 경우, 전력 계통의 수용량을 초과하게 되어, 발전 된 전력을 전력 계통에 판매하지 못하게 되는 경우가 발생할 수 있다.
도 6d는 본 발명의 실시예들을 적용하는 경우의 부하 사용량(빨간 그래프) 및 계통으로부터 인입 되는 전력량(파란 그래프)을 나타낸다. 도 6d에 도시 되는 바와 같이, 제3 시간 구간에서 전력 계통에 판매 되는 전력량이 도6c에 도시 된 것에 비하여 감소 되었음을 알 수 있다. 또한, 전력 계통에 제공 되는 전력량은 비연속적으로 변경 되지 않고 연속적으로 변경 되어 전력 계통에 무리를 주지 않는다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템 또는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법을 흐린 날씨에서 실시함에 따른 결과를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 7a는 배터리 제어 커맨드의 시간별 흐름을 나타내는 그래프이다. 제1 시간 구간(오전 1시에서 오전 7시)에는 심야전력을 충전하기 위하여 충전 커맨드가 제공 되고, 제2 시간 구간(오전 7시에서 오전 11시)에는 배터리를 비워두기 위하여 충전된 심야전력을 방전하는 방전 커맨드가 제공 되며, 제3 시간 구간(오전 11시에서 오후 4시)에는 태양광 발전 전력량을 충전하기 위하여 충전 커맨드가 제공 되며, 제4 시간 구간(오후 4시에서 오후 6시)에는 배터리 충방전이 일어나지 않고, 제5 시간 구간(오후 6시에서 익일 오전 1시)에는 제3 시간 구간에서 충전 되었던 전력을 내부 부하에 제공하기 위하여 방전 커맨드가 제공 되는 점은, 도 6a에 도시 된 맑은 날씨에서의 배터리 제어 커맨드 흐름과 동일하다.
다만, 제2 시간 구간에서 방전되는 방전량이 맑은 날씨에서의 그것과 비교하여 더 작은 점을 알 수 있다. 즉, 도 6a에서는 최대 방전율이 1000W에 이르나, 도 7a에 도시 된 것은 최대 방전율이 약 500W에 불과하다. 그 결과, 도 7b에 도시된 바와 같이 배터리의 SOC 값은 제2 시간 구간이 종료 되더라도 약 60%를 유지한다. 흐린 날씨에는 발전량이 많지 않기 때문에, 배터리 모듈을 많이 비워둘 필요가 없다.
또한, 제3 시간 구간에서의 충전율이 태양광 발전 시스템의 발전량에서 상기 태양광 발전 시스템 내부 사용 부하를 뺀 값으로 실시간 추적 되는 점이 도 6a에서의 그것과 상이하다. 제3 시간 구간에서는 최대한 많은 태양광 발전 전력을 배터리에 충전해 놓는 것이 중요하고, 흐린 날씨에서는 태양광 발전량이 많지 않으므로 상기 실시간 추적에도 불구하고 전력 계통에 제공 되는 전력량이 불연속적으로 크게 변하지 않는다.
도 7b는 도 7a에서 제공 된 배터리 제어 커맨드의 결과로 형성 되는, 배터리의 SOC 값을 의미하는 것이다.
도 7c는 부하 사용량(빨간 그래프) 및 계통으로부터 인입 되는 전력량(파란 그래프)을 나타낸다. 파란 그래프는 전력 계통으로부터 인입 되는 전력량을 나타내는 것으로, 인입 되는 전력량이 마이너스인 것은 태양광 발전 된 전력이 전력 계통에 제공 되는 것을 의미한다. 도 7c에 도시된 것과 같이 제3 시간 구간에서 전력 계통에 제공 되는 전력량이 많지 않으므로, 제3 구간에서 전력 계통에 무리를 주지 않도록 하는 것 보다는 발전 되는 전력을 최대한 많이 충전하는 것이 중요하다.
도 7d는 본 발명의 실시예들을 적용하는 경우의 부하 사용량(빨간 그래프) 및 계통으로부터 인입 되는 전력량(파란 그래프)을 나타낸다.
한편, 날씨는 제2 시간 구간 또는 제3 시간 구간에도 변할 수 있다. 도 8a는 제3 시간 구간 동안 흐린 날씨에서 맑은 날씨로의 변화가 있는 경우의 발전량 변화를 나타내는 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이 날씨 변화를 실시간 체크하는 경우, 날씨 변화에 따라 배터리 제어 커맨드의 충전율이 달라질 수 있다. 도 8a에서는 약 12시에 흐린 날씨에서 맑은 날씨로 변한 것을 알 수 있는데, 그에 따라 도 8b에는 11시에서 12시까지는 충전율이 태양광 발전 시스템의 발전량에서 상기 태양광 발전 시스템 내부 사용 부하를 뺀 값으로 실시간 추적 되다가, 12시부터 4시까지는 시간에 따른 상기 충전율의 파형이 곡선을 형성하도록 변경 되는 것을 알 수 있다.
도 9a는 제2 시간 구간 동안 맑은 날씨에서 흐린 날씨로의 변화가 있는 경우이다. 도 9b에 도시 된 바와 같이, 제2 구간에서의 방전율이 흐린 날씨로의 변화(약 9시)에 따라 급격히 감소하는 것을 알 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
전력계통 60
배터리 모듈 120
배터리 모듈 관리부 130

Claims (19)

  1. 전력계통에 연결 된 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈을 제어하는 방법에 있어서,
    날씨 모드를 결정하는 단계;
    상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록, 방전율을 포함하는 배터리 방전 커맨드를 제2 시간 구간(t1~t2) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계; 및
    상기 태양광 발전 시스템에 의하여 발전된 전력이 상기 배터리 모듈에 충전 되도록, 배터리 충전 커맨드를 일출과 일몰 사이의 제3 시간 구간(t2~t3) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 방전율은, 상기 배터리 모듈의 t2시점 SOC(State Of Charge)값이 상기 결정 된 날씨 모드에 따라 달라지도록 세팅 되고,
    상기 배터리 충전 커맨드는 충전율을 포함하며,
    상기 날씨 모드가 맑음 모드인 경우, 상기 충전율은 t2시점 및 t3시점에서 0으로 세팅 되고, t2시점과 t3시점 사이의 기 지정 된 중간 시점에서 최대치로 세팅 되며, 시간에 따른 상기 충전율의 파형이 곡선을 형성하도록 세팅 되는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 날씨 모드를 결정하는 단계는, 상기 날씨 모드를 맑음 모드 및 흐림 모드 중 하나로 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 방전율은, 상기 날씨 모드가 상기 맑음 모드인 경우의 상기 t2시점 SOC값이, 상기 날씨 모드가 상기 흐림 모드인 경우의 상기 t2시점 SOC값보다 작도록 세팅되는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 방전율은 t1시점 및 t2시점에서 0으로 세팅 되고, t1시점과 t2시점 사이의 기 지정 된 중간 시점에서 최대치로 세팅 되며, 시간에 따른 상기 방전율의 파형이 곡선을 형성하도록 세팅 되는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 날씨 모드가 상기 맑음 모드인 경우의 상기 최대치가 상기 날씨 모드가 상기 흐림 모드인 경우의 상기 최대치 보다 큰 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 방전율은 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량이 많을 수록 상기 t2시점 SOC값이 작도록 세팅되는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 최대치는 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량이 많을 수록 큰 값인 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  8. 전력계통에 연결 된 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈을 제어하는 방법에 있어서,
    날씨 모드를 결정하는 단계;
    상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록, 방전율을 포함하는 배터리 방전 커맨드를 제2 시간 구간(t1~t2) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계; 및
    상기 태양광 발전 시스템에 의하여 발전된 전력이 상기 배터리 모듈에 충전 되도록, 배터리 충전 커맨드를 일출과 일몰 사이의 제3 시간 구간(t2~t3) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 방전율은, 상기 배터리 모듈의 t2시점 SOC(State Of Charge)값이 상기 결정 된 날씨 모드에 따라 달라지도록 세팅 되고,
    상기 배터리 충전 커맨드는 충전율을 포함하며,
    상기 날씨 모드의 결정 결과 흐림 모드로 결정된 경우, 상기 충전율은 상기 태양광 발전 시스템의 발전량에서 상기 태양광 발전 시스템 내부 부하를 뺀 값으로 실시간 변경 되는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 t1, t2, t3 시점은 매일, 매주 또는 매달 중 하나를 주기로 갱신 되는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    제4 시간 구간(t3~t4) 동안 상기 배터리 모듈에 대한 배터리 충방전을 중단하는 단계를 더 포함하는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 태양광 발전 시스템 내부 부하에 제공 되도록, 제5 시간 구간(t4~t0) 동안 상기 배터리 모듈에 배터리 방전 커맨드를 입력하는 단계를 더 포함하는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 전력 계통으로 부터 제공 된 전력이 상기 배터리 모듈에 충전 되도록, 제1 시간 구간(t0~t1) 동안 상기 배터리 모듈에 배터리 충전 커맨드를 입력하는 단계를 더 포함하는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  13. 전력계통에 연결 된 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈을 제어하는 방법에 있어서,
    1일을 주기로 반복 되는 시간구간 중, 현재의 시간구간을 판정하는 단계;
    상기 판정 된 시간구간이 제2 시간구간(t1~t2)인 경우, 상기 제2 시간구간 동안 날씨 모드 결정 프로세스를 수행한 후 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록, 방전율을 포함하는 배터리 방전 커맨드를 상기 배터리 모듈에 제공하는 것을 반복하는 단계; 및
    상기 판정 된 시간구간이 일출과 일몰 사이의 제3 시간구간(t2~t3)인 경우, 상기 제3 시간구간 동안 날씨 모드 결정 프로세스를 수행한 후 상기 태양광 발전 시스템에 의하여 발전된 전력이 상기 배터리 모듈에 충전 되도록, 배터리 충전 커맨드를 일출과 일몰 사이의 제3 시간 구간(t2~t3) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하는 것을 반복하는 단계를 포함하되,
    상기 방전율은, 상기 배터리 모듈의 t2시점 SOC(State Of Charge)값이 상기 날씨 모드 결정 프로세스에서 결정 된 날씨 모드에 따라 달라지도록 세팅 되고,
    상기 배터리 충전 커맨드는 충전율을 포함하며,
    상기 날씨 모드가 맑음 모드인 경우, 상기 충전율은 t2시점 및 t3시점에서 0으로 세팅 되고, t2시점과 t3시점 사이의 기 지정 된 중간 시점에서 최대치로 세팅 되며, 시간에 따른 상기 충전율의 파형이 곡선을 형성하도록 세팅 되는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 날씨 모드 결정 프로세스는 상기 태양광 발전 시스템의 발전량이 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량 보다 많거나 같은 경우, 상기 날씨 모드를 맑음 모드로 결정하고, 상기 태양광 발전 시스템의 발전량이 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량 보다 적은 경우 상기 날씨 모드를 흐림 모드로 결정하는 것인 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 방전율은, 상기 날씨 모드가 상기 맑음 모드인 경우의 상기 t2시점 SOC값이, 상기 날씨 모드가 상기 흐림 모드인 경우의 상기 t2시점 SOC값보다 작도록 세팅되는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  16. 삭제
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 날씨 모드를 결정하는 단계는 상기 날씨 모드를 맑음 모드 및 흐림 모드 중 하나로 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 배터리 충전 커맨드는 충전율을 포함하며,
    상기 날씨 모드가 상기 흐림 모드인 경우, 상기 충전율은 상기 태양광 발전 시스템의 발전량에서 상기 태양광 발전 시스템 내부 부하를 뺀 값으로 실시간 변경 되는 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법.
  18. 전력계통에 연결 된 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈을 제어하는 방법에 있어서,
    1일을 주기로 반복 되는 시간 구간 중, 현재의 시간 구간을 판정하는 단계;
    상기 판정 된 시간 구간이 제1 시간 구간(t0~t1)인 경우, 상기 전력 계통으로부터 제공 된 심야전력이 상기 배터리 모듈에 충전 되도록 상기 배터리 모듈에 배터리 충전 커맨드를 입력하는 단계;
    상기 판정 된 시간 구간이 제2 시간 구간(t1~t2)인 경우, 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록 배터리 방전 커맨드를 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계;
    상기 판정 된 시간 구간이 일출과 일몰 사이의 제3 시간 구간(t2~t3)인 경우, 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록 배터리 방전 커맨드를 상기 배터리 모듈에 제공하는 단계;
    상기 판정 된 시간 구간이 제4 시간 구간(t3~t4)인 경우, 배터리 모듈에 대한 배터리 충방전을 중단하는 단계; 및
    상기 판정 된 시간 구간이 제5 시간 구간(t4~t0)인 경우, 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 태양광 발전 시스템 내부 부하에 제공 되도록 상기 배터리 모듈에 배터리 방전 커맨드를 입력하는 단계를 포함하는 전력계통에 연결 된 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈을 제어하는 방법.
  19. 태양광 발전 시스템에 있어서,
    태양광 발전 수단;
    상기 태양광 발전 수단에 의하여 발전 된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력계통에 제공하는 인버터;
    상기 전력계통으로부터 제공 된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리 모듈에 제공하는 컨버터;
    상기 태양광 발전 수단에 의하여 발전 된 전력 또는 상기 전력계통으로부터 제공 된 전력을 충전하고, 상기 태양광 발전 시스템 내부의 부하 또는 상기 전력계통으로 충전 된 전력을 제공하는 배터리 모듈; 및
    상기 배터리 모듈의 충방전을 제어하는 배터리 모듈 관리부를 포함하되,
    상기 배터리 모듈 관리부는, 상기 태양광 발전 수단의 발전량을 상기 태양광 발전 시스템이 동작하는 날짜의 평균 태양광 발전량과 비교하여 날씨 모드를 맑음 모드 및 흐림 모드 중 하나로 결정하고, 상기 배터리 모듈에 충전 된 전력이 상기 전력계통에 제공 되도록 방전율을 포함하는 배터리 방전 커맨드를 제2 시간 구간(t1~t2) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하며, 상기 태양광 발전 수단에 의하여 발전된 전력이 상기 배터리 모듈에 충전 되도록 충전률을 포함하는 배터리 충전 커맨드를 일출과 일몰 사이의 제3 시간 구간(t2~t3) 동안 상기 배터리 모듈에 제공하며,
    상기 방전율은, 상기 배터리 모듈의 t2시점 SOC값이 상기 결정 된 날씨 모드에 따라 달라지도록 세팅 되고,
    상기 날씨 모드가 상기 맑음 모드인 경우, 상기 충전율은 t2시점 및 t3시점에서 0으로 세팅 되고, t2시점과 t3시점 사이의 기 지정 된 중간 시점에서 최대치로 세팅 되며, 시간에 따른 상기 충전율의 파형이 곡선을 형성하도록 세팅 되는 태양광 발전 시스템.
KR1020120027161A 2012-03-16 2012-03-16 태양광 발전 시스템의 배터리 모듈 제어 방법 KR101338344B1 (ko)

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