KR101494848B1 - Builing control type power balancing system between the energy storage systems - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a power balancing system for an automatic building control type energy storage apparatus, the power balancing system comprising: a plurality of energy storage apparatuses which transmits battery state information; a power operation apparatus which identifies remaining capacity of a battery included in the battery state information received from the energy storage apparatuses to determined whether or not a discharging ESS occurs, and selects one of the energy storage apparatuses as a power distribution ESS to perform a power balancing operation; and a power switching control apparatus which is connected to an output power line and an input power line of each of the energy storage apparatuses, connects the output power line of the power distribution ESS and the input power line of the discharging ESS when receiving a switch-on control signal according to the power balancing operation from the power operation apparatus, and releases the connection between the input power line and the output power line when receiving a switch-off control signal according to the power balancing operation from the power operation apparatus. The discharging ESS operates so as to receive electric power supplied from the power distribution ESS according to a charging control signal according to the power balancing operation from the power operation apparatus. The power distribution ESS performs an operation of supplying electric power of a battery to the power switching control apparatus according to a discharging control signal according to the power balancing operation from the power operation apparatus.

Description

빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템{BUILING CONTROL TYPE POWER BALANCING SYSTEM BETWEEN THE ENERGY STORAGE SYSTEMS}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to an energy storage system,

본 발명은 빌딩 자동제어형 에너지저장장치(ESS: Energy Storage System) 전력 밸런싱 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a building automatic control type energy storage system (ESS) power balancing system.

일반적으로 전력시스템은 실제로 사용하는 전기보다 10% 정도 많이 생산되도록 설계되어 있으며, 생산된 전기를 일방적으로 소비자에게 공급하는 구조로 되어 있다. 이러한 전력시스템으로 인해, 소비자는 전기를 쓰는 시간대의 전기 사용량이나 요금 등에 대한 정보가 전혀 없는 상태에서 전기를 사용하고 있으며, 과잉 생산으로 인해 버려지는 전기가 많아 에너지 효율이 떨어지고 지구 온난화의 주범이 CO2의 배출이 늘어나는 문제가 있다.Generally, the power system is designed to produce about 10% more electricity than the actual electricity used, and it is structured to supply the generated electricity unilaterally to consumers. Because of this power system, consumers are using electricity in the absence of any information about the electricity usage or the charge rate at the time of electricity use, and energy is inefficient due to the abandonment of electricity due to overproduction. The main cause of global warming is CO2 There is a problem that the amount of the exhaust gas increases.

이러한 에너지 확보의 위기와 지구 온난화라는 문제를 해결할 수 있는 에너지 절약형 전력망이 스마트 그리드(smart grid)이다. 스마트 그리드는 에너지 효율 향상 등으로 인해 에너지 방비를 절감하고 신재생 에너지에 바탕을 둔 분산전원 활성화를 통해 에너지 해외 의존도 감소 및 기존의 발전설비에 들어가는 화석 연료 사용 절감을 통한 온실 가스 감소 효과를 불러온다. A smart grid is an energy-saving power grid capable of solving the problems of securing energy and global warming. The Smart Grid will reduce greenhouse gas emissions by reducing the energy deficit due to improved energy efficiency, reducing dependence on energy overseas through the activation of dispersed power sources based on renewable energy, and reducing the use of fossil fuels in existing power generation facilities .

이러한 스마트 그리드의 핵심으로 전력의 저장 및 품질, 그리고 에너지 사용의 효율을 극대화시킬 수 있는 에너지저장장치에 대한 관심이 증가하고 있다. 에너지저장장치(ESS)은 각 가정이나 상가, 학교, 회사 등에서 경부하시 상용전원으로부터의 전력이나 자체 설치된 태양광 등의 발전 시스템에서 제공되는 전력을 리튬이온, 니켈, 납축전지 등과 같은 배터리에 저장했다가 부하측 소비전력이 많은 시기에 공급함으로써 전력 비용절감 및 효율적인 에너지 사용을 주목적으로 하는 시스템이다.At the core of these smart grids, there is growing interest in energy storage devices that can maximize the efficiency of energy storage and quality and energy use. The energy storage system (ESS) stores electric power supplied from a power generation system such as power from a commercial power source or a self-installed solar power in a battery such as a lithium ion, nickel, lead accumulator, etc. in each household, a shop, a school, Is a system that aims to reduce power costs and to use energy efficiently by supplying power at high loads.

이러한 에너지저장장치는 사용되는 장소나 환경에 따라 배터리의 충전 전원이 부족하거나 남게 되는 상황이 발생된다. 즉, 전원을 공급하는 부하측의 전력 사용량이 많아지게 되면 에너지저장장치에서 제공 가능한 전원이 모두 소비되어 남은 시간동안 상용전원을 부하에 제공해야 하고, 부하측의 전력 사용량이 적으면 충전한 전원 중 일부만 사용하게 된다.Such an energy storage device suffers from a situation in which the charging power of the battery is insufficient or remains depending on the place or environment where it is used. That is, when the power consumption of the load side of the power supply is increased, the power supply of the energy storage device is consumed and the commercial power is supplied to the load for the remaining time. When the power consumption of the load side is low, .

이와 같이 장소나 환경에 따라 에너지저장장치의 충전 전원이 부족하거나 남게 되는 에너지 비효율성이 발생하고 있다.As a result, energy inefficiency occurs in which the charging power of the energy storage device is insufficient or remains depending on the place or environment.

한국등록특허 제1116483호(출원인: 삼성에스디아이, 등록일: 2012.02.07)Korean Registered Patent No. 1116483 (Applicant: Samsung SDI Co., Ltd., Registered on Feb. 07, 2012) 한국등록특허 제1094002호(출원인: 삼성에스디아이, 등록일: 2011.12.07)Korean Registered Patent No. 1094002 (Applicant: Samsung SDI Co., Ltd., Registered on December 24, 2011)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 각각 독립적으로 구동하는 복수의 에너지저장장치들 간에 전원 보충용 에너지 이동을 가능하게 하여 복수의 에너지저장장치 중 불충분한 전력 상태를 나타내는 에너지저장장치가 없도록 하는 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a system and method for building automatic energy control systems that enable energy transfer for power replenishment among a plurality of independently operating energy storage devices to eliminate an energy storage device exhibiting insufficient power state among a plurality of energy storage devices And to provide a storage device power balancing system.

본 발명의 특징에 따른 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템을 제공한다. 이 에너지저장장치간 전력 밸런싱 시스템은 배터리 상태정보를 전송하는 복수의 에너지저장장치, 상기 복수의 에너지저장장치로부터 수신되는 배터리 상태정보에 포함된 배터리 잔존용량을 파악하여 방전 ESS가 발생하는지를 판단하고, 방전 ESS가 발생한 경우에 상기 복수의 에너지저장장치 중 하나를 전력배급 ESS로 선택하여 전력밸런싱 동작을 수행하는 전력운용장치, 그리고 상기 복수의 에너지저장장치 각각의 출력 전력라인과 입력 전력라인에 연결되어 있으며, 상기 전력운용장치로부터 상기 전력밸런싱 동작에 따른 스위치온 제어신호를 수신하면 상기 전력배급 ESS의 출력 전력라인과 상기 방전 ESS의 입력 전력라인을 연결시키고, 상기 전력운용장치로부터 상기 전력밸런싱 동작에 따른 스위치오프 제어신호를 수신하면 상기 입력 전력라인과 상기 출력 전력라인간의 연결을 해제하는 전력절환 제어장치를 포함하며, 상기 방전 ESS는 상기 전력운용장치로부터 상기 전력밸런싱 동작에 따른 충전 제어신호에 따라 상기 전력배급 ESS에서 공급하는 전원을 인가받도록 동작하고, 상기 전력배급 ESS는 상기 전력운용장치로부터 상기 전력밸런싱 동작에 따른 방전 제어신호에 따라 배터리의 전원을 상기 전력절환 제어장치로 공급하는 동작을 수행한다.There is provided a building automatic control type energy storage device power balancing system according to an aspect of the present invention. The energy balancing system includes a plurality of energy storage devices for transmitting battery status information, a battery remaining capacity included in battery status information received from the plurality of energy storage devices to determine whether a discharge ESS occurs, A power operating device for selecting one of the plurality of energy storage devices as a power distribution ESS to perform a power balancing operation when a discharge ESS occurs, and an output power line connected to an output power line and an input power line of each of the plurality of energy storage devices And when the switch-on control signal according to the power balancing operation is received from the power operating device, the output power line of the power distribution ESS and the input power line of the discharge ESS are connected to each other, Off control signal corresponding to the input power line And a power switching control device for releasing the connection between the output power lines, wherein the discharging ESS is operated to receive power supplied from the power distributing ESS according to a charging control signal according to the power balancing operation from the power operating device , The power distribution ESS performs the operation of supplying power of the battery to the power switching control device in accordance with the discharge control signal according to the power balancing operation from the power operation device.

상기에서 전력운용장치는 상기 복수의 에너지저장장치 각각에서 전송하는 상기 배터리 상태정보를 수신하는 정보 수집부, 상기 배터리 상태정보에서 배터리 잔존용량을 추출하는 정보 관리부, 상기 정보 관리부에서 추출한 각 에너지저장장치의 배터리 잔존용량을 파악하는 배터리전위 파악부, 각 에너지저장장치의 배터리 잔존용량을 설정된 배터리 방전임계값과 비교하여 상기 방전 ESS가 발생하였는지를 파악하고, 상기 방전 ESS가 발생하면 상기 복수의 에너지저장장치 중 전력배급 에너지 저장시스템을 선택한 후 상기 스위치온 제어신호를 출력하며, 상기 전력배급 ESS의 배터리 잔존용량이 감소하여 공급임계값에 도달하거나 상기 방전 ESS의 배터리 잔존용량이 증가하여 보충임계값에 도달하는 경우에 상기 스위치오프 제어신호를 출력하는 전력밸런싱 제어부, 그리고 에너지저장장치별 상기 방전임계값, 상기 공급임계값 및 상기 배터리 보충임계값을 저장하고 있는 저장부를 포함한다.The power management apparatus includes an information collection unit for receiving the battery status information transmitted from each of the plurality of energy storage devices, an information management unit for extracting a remaining battery capacity from the battery status information, And a control unit for comparing the remaining battery capacity of each energy storage unit with a set battery discharge threshold value to determine whether the discharge ESS has occurred. When the discharge ESS occurs, the plurality of energy storage units The control unit outputs the switch-on control signal, and when the battery remaining capacity of the power distribution ESS reaches a supply threshold value or the battery remaining capacity of the discharge ESS reaches the supplementary threshold value The power for outputting the switch-off control signal A balancing control unit, and a storage unit storing the discharge threshold value, the supply threshold value, and the battery supplemental threshold value for each energy storage device.

상기 전력절환 제어장치는 상기 전력운용장치로부터 상기 스위치온 제어신호 또는 상기 스위치오프 제어신호를 수신하는 수신부, 각 에너지저장장치의 출력 전력라인과 입력 전력라인이 스위치 단자에 연결되어 있으며, 제어신호에 따라 상기 방전 ESS의 입력 전력라인과 상기 전력배급 ESS의 출력 전력라인을 연결하거나, 연결된 출력 전력라인과 입력 전력라인간의 연결을 해제하는 스위치부, 그리고 상기 수신부로부터 수신되는 상기 스위치온 제어신호 또는 상기 스위치오프 제어신호에 따라 상기 스위치부의 스위치 동작을 제어하는 스위칭 제어부를 포함한다.The power switching control device includes a receiving part for receiving the switch-on control signal or the switch-off control signal from the power operating device, an output power line and an input power line of each energy storage device are connected to a switch terminal, A switching unit for connecting the input power line of the discharge ESS and the output power line of the power distribution ESS or disconnecting the connection between the output power line and the input power line, And a switching control unit for controlling a switch operation of the switch unit according to a switch-off control signal.

상기 복수의 에너지저장장치 각각은 배터리, 상기 배터리에 연결되며 상기 배터리의 충전 또는 방전 동작을 제어하고 상기 배터리의 상태를 감지하여 상기 배터리 상태정보를 출력하는 BMS(Battery Management System), 전력 계통으로부터 수신되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 AC/DC 컨버터, 상기 BMS와 상기 AC/DC 컨버터에 연결되어 있으며, 입력되는 직류 전원을 출력측이 요구하는 직류 전압 레벨로 변환하여 출력하는 DC/DC 컨버터, 상기 전력운용장치와의 데이터 통신을 수행하는 통신부, 상기 DC/DC 컨버터에서 제공하는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 부하측에 제공하는 DC/AC 인버터, 상기 DC/DC 컨버터와 상기 DC/AC 인버터 사이에 위치하고, 상기 출력 전력라인과 상기 입력 전력라인을 통해 상기 전력절환 제어장치와 연결되며, 스위치 절환 동작으로 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전원을 상기 출력 전력라인으로 공급되게 하거나 상기 입력 전력라인으로부터 전원이 공급되게 하는 내부 절환부, 그리고 상기 통신부를 통해 상기 충전 제어신호 또는 상기 방전 제어신호를 수신하고, 상기 충전 제어신호에 대응하여 상기 입력 전력라인을 통해 전원을 공급받도록 제1 동작 제어를 하거나 상기 방전 제어신호에 대응하여 상기 배터리의 전원을 상기 출력 전력라인을 통해 출력하는 제2 동작 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.Each of the plurality of energy storage devices includes a battery, a BMS (Battery Management System) connected to the battery and controlling charging or discharging operations of the battery, detecting the state of the battery and outputting the battery state information, A DC / DC converter connected to the BMS and the AC / DC converter for converting the input DC power into a DC voltage level required by the output side and outputting the DC voltage; A communication unit for performing data communication with the power operating device, a DC / AC inverter for converting DC power provided from the DC / DC converter into AC power and providing the DC power to the load side, And is connected to the power switching control device through the output power line and the input power line, An internal switching unit for causing an output power of the DC / DC converter to be supplied to the output power line or supplying power from the input power line in operation, and receiving the charge control signal or the discharge control signal through the communication unit , Performs a first operation control to receive power through the input power line corresponding to the charge control signal or a second operation control to output power of the battery through the output power line in response to the discharge control signal .

상기 제1 동작 제어는 상기 내부 절환부를 제어하여 상기 입력 전력라인을 통해 공급된 상기 전력배급 ESS의 전원을 상기 내부 절환부를 통해 상기 DC/DC 컨버터와 상기 BMS에 공급되게 하고, 상기 BMS를 제어하여 배터리 충전모드로 동작하도록 하여 상기 입력 전력라인을 통해 공급된 전원으로 상기 배터리를 충전시킨다. 또는, 상기 제1 동작 제어는 상기 내부 절환부를 제어하여 상기 입력 전력라인을 통해 공급된 상기 전력배급 ESS의 전원을 상기 내부 절환부를 통해 상기 DC/AC 인버터를 거쳐 부하에 공급되도록 한다.Wherein the first operation control controls the internal switching unit to supply power of the power distribution ESS supplied through the input power line to the DC / DC converter and the BMS through the internal switching unit, and controls the BMS And operates in a battery charging mode to charge the battery with power supplied through the input power line. Alternatively, the first operation control may control the internal switching unit to supply power of the power distribution ESS supplied through the input power line to the load through the DC / AC inverter through the internal switching unit.

상기 제2 동작 제어는 상기 내부 절환부를 제어하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전원이 상기 내부 절환부를 통해 상기 출력 전력라인으로 공급되게 한다.And the second operation control controls the internal switching unit so that the output power of the DC / DC converter is supplied to the output power line through the internal switching unit.

상기 전력배급 ESS는 상기 복수의 에너지저장장치 중 전력배급이 가능한 에너지저장장치 중 하나이거나, 상기 복수의 에너지저장장치 중 배터리 잔존용량이 가장 큰 에너지저장장치이다.The power distribution ESS may be one of the energy storage devices capable of power distribution among the plurality of energy storage devices, or an energy storage device having the largest remaining battery capacity among the plurality of energy storage devices.

본 발명의 실시 예에 따르면, 빌딩이나 아파트, 주택 등의 각 층마다 설치되거나 서로 다른 건물에 설치되어 서로 독립적으로 운용되는 복수의 에너지저장장치들 간에 전력 보충을 가능하도록 하여 배터리 전원으로 전력 공급을 할 수 없는 에너지저장장치가 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, power replenishment is possible between a plurality of energy storage devices installed in each building, apartment, house, or the like and installed in different buildings, It is possible to prevent an energy storage device from being generated.

또한 건물마다 또는 층마다 에너지 사용 정도가 다름으로 인해 에너지저장장치마다 공급 에너지가 부족하거나 또는 공급 에너지가 남는 등의 에너지 사용의 비효율을 해소하는 효과가 있다.In addition, since the degree of energy use differs from building to building or from floor to floor, it has an effect of solving inefficiency of energy use such as lack of supply energy or supply energy for each energy storage device.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지저장장치의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력운용장치와 전력절환 제어장치의 구성을 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템의 밸런싱 동작을 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 밸런싱 동작에 따른 전력배급 ESS와 방전 ESS 간의 전력 흐름도를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 내부 절환부의 블록 구성도이다.1 is a network configuration diagram of a building automatic control type energy storage device power balancing system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an energy storage device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a configuration of a power management apparatus and a power switching control apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating balancing operation of a building automatic control type energy storage device power balancing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates a power flow diagram between a power distribution ESS and a discharge ESS in accordance with a power balancing operation according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
6 is a block diagram of an internal switching unit according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

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.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템을 설명한다.Hereinafter, a building automatic control type energy storage device power balancing system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템의 네트워크 구성도로서, 에너지저장장치가 5개인 경우를 일 예로 하였다.FIG. 1 is a network configuration diagram of a building automatic control type energy storage device power balancing system according to an embodiment of the present invention, in which five energy storage devices are illustrated.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 에너지저장장치는 복수의 에너지저장장치(100), 전력절환 제어장치(200) 그리고, 전력운용장치(300)를 포함한다. 경우에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 에너지저장장치간 전력 밸런싱 시스템은 관제서버(400)를 구비하여 원격지에서 각 에너지저장장치의 상태를 모니터링할 수 있게 한다.As shown in FIG. 1, an energy storage device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of energy storage devices 100, a power switching control device 200, and a power operating device 300. In some cases, the power balancing system between energy storage devices according to an embodiment of the present invention includes a control server 400 to monitor the state of each energy storage device at a remote location.

복수의 에너지저장장치(100) 각각은 AC 그리드 즉, 전력계통으로부터 상용전원을 제공받아 충전하거나, 전력계통과 더불어 태양광 발전설비 또는 기타 발전설비로부터 제공되는 전원(energy)를 충전하며, 필요시 충전된 전원 즉, 에너지를 방전하여 부하에 제공하는 통상의 에너지저장장치의 기능을 수행한다. Each of the plurality of energy storage devices 100 is charged with electricity supplied from an AC grid, that is, a power system, or is charged with power supplied from a photovoltaic power generation facility or other power generation facility along with the power system, And performs the function of a conventional energy storage device that discharges the charged power, that is, the energy, to the load.

이러한 에너지저장장치(100) 각각은 스탠드어론(standalone) 즉, 독립적으로 구동하도록 설치된다. 예컨대, 하나의 건물에서 각각의 에너지저장장치(100)은 각 층별로 설치되어 각 층의 전기설비를 부하로 하여 전원을 공급하거나, 각 건물마다 한대씩 설치되어 각 건물의 전기설비를 부하로 하여 전원을 공급한다.Each of these energy storage devices 100 is installed standalone, i.e., independently driven. For example, in each building, each energy storage device 100 is installed for each floor, and power is supplied to the electric equipment of each floor as a load, or one electric power is supplied to each building, Supply power.

에너지저장장치(100)은 자체적으로 배터리를 상태를 감시하고, 배터리 상태 정보를 전력운용장치(300)에 제공한다. 여기서 배터리 상태 정보는 에너지저장장치의 고유식별정보를 포함하고 또한 배터리 충전시간, 배터리 방전시간, 배터리의 전위(이하 ‘배터리 잔존용량’이라 함) 등을 포함한다.The energy storage device 100 itself monitors the status of the battery and provides battery status information to the power operating device 300. [ Here, the battery status information includes unique identification information of the energy storage device, and also includes a battery charge time, a battery discharge time, a potential of the battery (hereinafter referred to as " battery remaining capacity "

전력절환 제어장치(200)는 각 에너지저장장치(100)의 전력라인(power line)이 스위치 단자에 연결되어 있으며, 전력운용장치(300)의 제어에 따라 스위치 단자에 대한 스위치 절환 동작을 수행하여 복수의 에너지저장장치(100) 중 선택적으로 2개에 대하여 전력 라인이 연결되게 한다. 이때 전력절환 제어장치(200)에 의해 전력 라인이 연결된 2개의 에너지저장장치 중 하나는 전력이 방출되고, 다른 하나는 방출된 전력을 공급받는다.The power switching control apparatus 200 is connected to a switch terminal of a power line of each energy storage device 100 and performs a switch operation to the switch terminal under the control of the power operating device 300 Thereby allowing the power lines to be selectively connected to two of the plurality of energy storage devices 100. At this time, one of the two energy storage devices to which the power line is connected by the power switching control device 200 is discharged, and the other is supplied with the discharged power.

전력운용장치(300)는 각 에너지저장장치(100)으로부터 배터리 상태정보를 수신하고, 각 에너지저장장치(100)의 전력 상태를 파악(즉, 모니터링)한다. 이러한 모니터링을 통해 전력운용장치(3000는 복수의 에너지저장장치(100) 중 설정된 배터리 방전임계값 이하의 배터리 잔존용량을 나타내는 에너지저장장치(이하 ‘방전 ESS’라 함)이 발생되는지를 감시하고, 방전 ESS가 발생되면 설정된 전력배급 임계값 이상인 하나의 전력배급 ESS를 설정한 후 전력절환 제어장치(200)를 제어하여 전력배급 ESS에서 방전 ESS로 전력이 보충되게 한다.The power operating device 300 receives battery status information from each energy storage device 100 and grasps (i.e., monitors) the power status of each energy storage device 100. Through such monitoring, the power management apparatus 3000 monitors whether an energy storage device (hereinafter referred to as 'discharge ESS'), which represents the remaining battery capacity of the plurality of energy storage devices 100 below the set battery discharge threshold value, When a discharge ESS occurs, one power distribution ESS having a set power distribution threshold value or more is set, and then the power switching control device 200 is controlled to replenish power from the power distribution ESS to the discharge ESS.

이때 전력배급 ESS는 복수의 에너지저장장치(100) 중 배터리 잔존용량이 가장 높은 에너지저장장치가 좋다. 물론 본 발명은 이에 한정되지 않고, 전력배급 임계값 이상인 에너지저장장치 중 임의의 하나로 할 수 있다.At this time, the power distribution ESS is preferably an energy storage device having the highest remaining battery capacity among the plurality of energy storage devices 100. Of course, the present invention is not limited to this and can be any one of energy storage devices having a power distribution threshold value or more.

본 발명의 실시 예에 따른 에너지저장장치간 전력 밸런싱 시스템은 관제센터(400)를 가지지 않도록 구성이 가능하나, 관제센터(400)를 구축하는 경우에 전력운용장치(300)가 각 에너지저장장치(100)으로부터 수신되는 배터리 상태정보와 모니터링 결과를 관제센터(400)에 제공하도록 한다. 이에 따라 관제센터(400)는 각 에너지저장장치(100)의 배터리 상태정보와 더불어 전력밸런싱 제어 동작 등을 관리자가 원격지에서 모니터링 할 수 있게 한다. 물론 각 에너지저장장치(100)으로부터 보다 다양한 정보가 제공되는 경우이면, 관제센터(400)는 각 에너지저장장치(100)에 대하여 보다 다양한 정보를 모니터링할 수 있게 된다.The power balancing system between the energy storage devices according to the embodiment of the present invention can be configured not to have the control center 400. However, when the control center 400 is constructed, 100 and the monitoring result to the control center 400. The monitoring center 400 monitors the battery status information and the monitoring result. Accordingly, the control center 400 enables the manager to remotely monitor the battery state information of each energy storage device 100, as well as the power balancing control operation and the like. Of course, if more information is provided from each energy storage device 100, the control center 400 can monitor various information about each energy storage device 100.

이하에서는 도 2를 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 에너지저장장치를 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지저장장치의 블록 구성도이다.Hereinafter, an energy storage device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 is a block diagram of an energy storage device according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 에너지저장장치(100)은 AC/DC 컨버터(110), DC/DC 컨버터(120), BMS(Battery Management System)(130), 제어부(140), 통신부(150), DC/AC 인버터(160), 배터리(170), 그리고 내부 절환부(180)를 포함한다.2, the energy storage device 100 includes an AC / DC converter 110, a DC / DC converter 120, a battery management system (BMS) 130, a control unit 140, a communication unit 150, A DC / AC inverter 160, a battery 170, and an internal switching unit 180.

AC/DC 컨버터(110)는 전력 계통(AC grid)으로부터 수신되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. DC/DC 컨버터(120)는 충전모드에서 AC/DC 컨버터(110)에서 변환된 직류 전원을 배터리(160)에서 요구하는 전압 레벨 즉, 충전 전압으로 DC-DC 변환하여 BMS(120)로 제공하고, 방전모드에서 배터리(160)에 저장된 전원을 DC/AC 인버터(160)에서 요구하는 전압 레벨로 DC-DC 변환하여 DC/AC 인버터(160)에 제공한다.The AC / DC converter 110 converts an AC power received from an AC grid into a DC power and outputs the AC power. The DC / DC converter 120 DC-DC converts the DC power converted in the AC / DC converter 110 into a voltage level required by the battery 160, that is, a charging voltage, and provides the converted DC power to the BMS 120 , And DC / DC-converts the power stored in the battery 160 in the discharge mode to a voltage level required by the DC / AC inverter 160, and provides the DC / DC inverter 160 with the DC-DC conversion.

BMS(Battery Management System)(130)는 배터리(160)에 연결되며, 제어부(140)의 제어에 따라 배터리(10)의 충전 또는 방전 동작을 제어한다. 그리고 BMS(130)는 배터리(160)을 보호하기 위하여 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능 등을 수행할 수 있다. 이를 위해 BMS(130)는 충방전 제어부(131), 전위 측정부(132)와 상태 측정부(133)를 포함한다.A BMS (Battery Management System) 130 is connected to the battery 160 and controls the charging or discharging operation of the battery 10 under the control of the controller 140. In order to protect the battery 160, the BMS 130 may perform an overcharge protection function, an over-discharge protection function, an over-current protection function, an over-voltage protection function, and an over-temperature protection function. To this end, the BMS 130 includes a charge / discharge control unit 131, a potential measurement unit 132, and a state measurement unit 133.

충방전 제어부(131)은 배터리(160)에 대한 충전 및 방전 동작을 제어하고, 전위 측정부(132)는 배터리(160)의 전위 즉, 잔존 용량을 측정한다. 상태 측정부(133)는 배터리(160)의 전압, 전류, 온도, 충전 상태 등을 감시한다. BMS(130)는 이렇게 감시 및 측정한 결과를 배터리 상태정보로 하여 전력운용장치(300)에 제공한다.Discharge control unit 131 controls charging and discharging operations of the battery 160. The potential measuring unit 132 measures the potential of the battery 160, that is, the remaining capacity. The state measuring unit 133 monitors the voltage, current, temperature, charging state, etc. of the battery 160. The BMS 130 provides the result of the monitoring and measurement as the battery status information to the power operating device 300. [

제어부(140)는 각 구성의 전반적인 동작을 제어하여 에너지저장장치(100)의 배터리(170)로 전원이 충전되게 하거나 배터리(170)에 충전된 전원이 부하에 제공되게 한다. 또한 제어부(140)는 통신부(150)를 통해 전력운용장치(300)와 연결되어 에너지저장장치(1000의 배터리 상태정보를 제공하거나, 전력운용장치(300)로부터 수신된 제어신호에 따라 내부 절환부(180)를 제어하여 배터리(170)의 전원을 외부의 전력절환 제어장치(200)로 제공하거나, 전력절환 제어장치(200)로부터 공급되는 전원이 배터리(170) 또는 부하에 공급되게 한다.The control unit 140 controls the overall operation of each configuration so that the power of the battery 170 of the energy storage device 100 is charged or the power of the battery 170 is supplied to the load. The control unit 140 may be connected to the power operating unit 300 via the communication unit 150 to provide the battery status information of the energy storage unit 1000 or may be connected to the internal switching unit 300 according to a control signal received from the power operating unit 300. [ The controller 170 controls the power switch 180 to supply the power of the battery 170 to the external power switching control apparatus 200 or to cause the power supplied from the power switching control apparatus 200 to be supplied to the battery 170 or the load.

여기서 제어부(140)는 전력절환 제어장치(200)의 전원을 배터리(170)에 공급되도록 하는 경우에 BMS(130)를 제어하여 배터리 충전모드로 동작하게 한다.The control unit 140 controls the BMS 130 to operate in the battery charging mode when the power of the power switching control apparatus 200 is supplied to the battery 170.

통신부(150)는 제어부(140)의 제어에 따라 전력운용장치(300)와 유선 또는 무선으로 데이터를 송수신할 수 있게 하며, DC/AC 인버터(160)는 DC/DC 컨버터(140)로부터 입력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 부하에 제공한다. 배터리(160)는 전력계통이나 외부발전시스템에서 제공하는 에너지를 BMS(130)의 제어를 통해 제공받아 충전하고 필요시 BMS(130)의 제어에 따라 방전하여 부하에 전원이 공급되게 한다. The DC / AC inverter 160 receives data from the DC / DC converter 140, and the DC / AC inverter 160 receives the data from the DC / DC voltage is converted to AC voltage and supplied to the load. The battery 160 is charged with the energy provided by the power system or the external power generation system through the control of the BMS 130 and discharges the battery according to the control of the BMS 130 when necessary to supply power to the load.

한편, DC/AC 인버터(160)에서 출력하는 전원은 전력절환 제어장치(200)를 통해 다른 에너지저장장치와 연결되는 경우에 전력절환 제어장치(200)에 공급되어 다른 에너지저장장치의 충전 전원으로 이용된다. Meanwhile, when the power outputted from the DC / AC inverter 160 is connected to the other energy storage device through the power switching control device 200, the power is supplied to the power switching control device 200, .

내부 절환부(180)는 제어부(140)의 제어에 따라 스위치 절환 동작(스위치온/오프 동작)을 수행한다. 내부 절환부(180)는 스위치 절환 동작으로, DC/DC 컨버터(120)으로부터 제공되는 DC 전원을 DC/AC 인버터(160) 또는 전력절환 제어장치(200)로 출력하거나, 전력절환 제어장치(200)로부터 공급되는 전원을 배터리(170) 또는 부하측으로 공급한다.The internal switching unit 180 performs a switch switching operation (switch on / off operation) under the control of the controller 140. The internal switching unit 180 outputs a DC power supplied from the DC / DC converter 120 to the DC / AC inverter 160 or the power switching control device 200 or a power switching control device 200 To the battery 170 or the load side.

이때 내부 절환부(180)는 DC/DC 컨버터(120)로부터 공급되는 배터리의 전원을 부하측으로만 공급되게 하거나, 부하측과 전력절환 제어장치(200) 모두에게 공급되도록 하거나 전력절환 제어장치(200)에게만 공급되게 한다. 또한 내부 절환부(180)는 전력절환 제어장치(200)로부터 전원이 공급되는 경우에 공급되는 전원을 배터리(170)측으로 공급하여 배터리(170)가 충전되게 하거나, 부하측으로 공급되게 한다. 이때 부하측 공급은 배터리(170)의 전원과 함께 공급되거나 배터리(170)의 전원 공급을 차단한 후 단독으로 공급되게 한다. At this time, the internal switching unit 180 may supply the power of the battery supplied from the DC / DC converter 120 only to the load side, or may be supplied to both the load side and the power switching control device 200, . The internal switching unit 180 supplies power to the battery 170 when the power is supplied from the power switching control unit 200 so that the battery 170 is charged or supplied to the load. At this time, the load side supply is supplied together with the power supply of the battery 170 or the power supply of the battery 170 is cut off, and then supplied alone.

도 6을 참조로 내부 절환부(180)를 보다 상세히 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 내부 절환부의 블록 구성도이다.The internal switching unit 180 will be described in more detail with reference to FIG. 6 is a block diagram of an internal switching unit according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이 내부 절환부(180)는 DC/DC 컨버터(120)와 DC/AC 컨버터(160) 간에 연결된 전력 라인에 연결된 제3 스위치(SW3)와 제4 스위치(SW4), 제3 스위치(SW3)에 연결되고 ESS(100)의 출력 전력라인(PL1)을 통해 전력절환 제어장치(200)에 연결된 DC/AC 인버터(181), 그리고 제4 스위치(SW3)에 연결되고 ESS(100)의 입력 전력라인(PL2)을 통해 전력절환 제어장치(200)에 연결된 AC/DC 컨버터(182)를 포함한다.6, the internal switching unit 180 includes a third switch SW3 and a fourth switch SW4 connected to a power line connected between the DC / DC converter 120 and the DC / AC converter 160, AC inverter 181 connected to the third switch SW3 and connected to the power switching control device 200 via the output power line PL1 of the ESS 100 and a DC / AC inverter 182 connected to the fourth switch SW3, And an AC / DC converter 182 connected to the power switching control device 200 through an input power line PL2 of the power switching control device 200. [

제3 스위치(SW3)는 해당 ESS가 전력배급 ESS인 경우에 제어부(140)의 제어에 따라 스위치 온되어 DC/DC 컨버터(120)에서 출력하는 DC 전원을 AC 전원으로 변환시켜 전력절환 제어장치(200)에 제공한다. 이때 부하측으로 AC 전원이 공급되거나 그렇지 않을 수 있다.The third switch SW3 is switched on according to the control of the control unit 140 to convert the DC power output from the DC / DC converter 120 to AC power when the corresponding ESS is the power distribution ESS, 200). At this time, AC power may be supplied to the load side or not.

그리고 제4 스위치(SW4)는 해당 ESS가 방전 ESS인 경우에 제어부(140)의 제어에 따라 스위치 온되어 AC/DC 컨버터(182)에서 제공하는 전력절환 제어장치(200)의 전원을 DC/DC 컨버터(120)를 통해 배터리(170)에 제공한다. 이때 부하측으로 AC 전원이 공급되지 않는 상태이며 BMS(130)에 의해 배터리 충전 모드로 동작하고 있다. 한편, 제4 스위치(SW4)가 온되어 전력절환 제어장치(200)로부터 전원이 공급되는 경우에, 공급 전원을 배터리(170)에 공급하지 않고 바로 부하로 공급되도록 할 수 있으며, 이때 배터리(170)의 전원과 함께 부하로 제공되게 하거나 배터리(170)의 전원 공급을 차단한 후 단독으로 부하에 제공되게 할 수 있다.The fourth switch SW4 is turned on in response to the control of the control unit 140 when the corresponding ESS is the discharge ESS so that the power of the power switching control device 200 provided by the AC / Converter 120 to the battery 170. [ At this time, AC power is not supplied to the load side and the BMS 130 is operating in a battery charging mode. On the other hand, when the fourth switch SW4 is turned on and the power is supplied from the power switching control apparatus 200, the power supply can be directly supplied to the load without supplying the battery 170. At this time, To be supplied to the load alone or to be supplied to the load alone after the power supply of the battery 170 is cut off.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력운용장치와 전력절환 제어장치의 구성을 보인 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 전력운용장치(300)는 정보 수집부(310), 정보 관리부(320), 정보 제공부(330), 배터리전위 파악부(340), 전력밸런싱 제어부(350), 그리고 저장부(360)를 포함한다.3 is a diagram showing a configuration of a power management apparatus and a power switching control apparatus according to an embodiment of the present invention. 3, the power operating device 300 according to the embodiment of the present invention includes an information collecting unit 310, an information managing unit 320, an information providing unit 330, a battery potential acquiring unit 340, A balancing control unit 350, and a storage unit 360.

정보 수집부(310)는 각 에너지저장장치(100)에서 전송하는 배터리 상태정보를 수신하고, 수신한 배터리 상태정보를 정보 관리부(320)에 제공한다. 정보 관리부(320)는 정보 수집부(310)로부터 수신되는 각 에너지저장장치(100)의 배터리 상태정보를 정보 제공부(330)를 통해 관제센터(400)에 제공하고, 배터리 상태정보에서 배터리 잔존용량을 추출하여 에너지저장장치(100)의 고유식별정보와 함께 배터리전위 파악부(340)에 제공한다.The information collection unit 310 receives the battery status information transmitted from each energy storage device 100 and provides the received battery status information to the information management unit 320. [ The information management unit 320 provides the battery status information of each energy storage device 100 received from the information collection unit 310 to the control center 400 through the information provider 330, And supplies it to the battery potential acquiring unit 340 together with the unique identification information of the energy storage device 100. [

배터리전위 파악부(340)는 정보 관리부(320)에서 제공하는 에너지저장장치(100)의 고유식별정보와 배터리 잔존용량에 따라 에너지저장장치(100)별 배터리 잔존용량을 파악하고 이를 전력밸런싱 제어부(350)에 제공한다. The battery potential sensing unit 340 determines the battery remaining capacity of each energy storage device 100 according to the unique identification information of the energy storage device 100 and the battery remaining capacity provided by the information management unit 320, 350).

전력밸런싱 제어부(350)는 배터리전위 파악부(340)와 연동하여 배터리전위 파악부(340)로부터 수신되는 각 에너지저장장치(100)의 배터리 잔존용량을 설정된 배터리 방전임계값과 비교하여 배터리 잔존용량이 배터리 방전임계값보다 작은 에너지저장장치 즉, 방전 ESS가 있는지를 파악한다. 또한 전력밸런싱 제어부(350)는 방전 ESS가 존재하면 각 에너지저장장치(100) 중 전력배급 임계값 이상인 에너지저장장치 중 하나를 전력배급 ESS로 파악(설정)한다.The power balancing control unit 350 compares the remaining battery capacity of each energy storage device 100 received from the battery potential acquiring unit 340 with the battery discharging threshold value in cooperation with the battery potential acquiring unit 340, It is determined whether there is an energy storage device, that is, a discharge ESS, which is smaller than the battery discharge threshold value. Also, the power balancing controller 350 grasps (sets) one of the energy storage devices among the energy storage devices 100, which is equal to or larger than the power distribution threshold value, in the presence of the discharge ESS.

전력밸런싱 제어부(350)는 배터리 잔존용량이 배터리 방전임계값보다 낮은 방전 ESS이 존재하면 전력배급이 가능한 에너지저장장치 중 하나 또는 가장 배터리 잔존용량이 높은 에너지저장장치를 전력배급을 할 하나의 에너지저장장치(이하 “전력배급 ESS”이라 함)으로 선택한다. The power balancing controller 350 may be configured to select either one of the energy storage devices capable of power distribution when the remaining battery capacity is less than the battery discharge threshold value or one energy storage device having the highest remaining battery capacity, Device (hereinafter referred to as "power distribution ESS").

그런 다음 전력밸런싱 제어부(350)는 전력절환 제어장치(200)로 스위치온 제어신호를 출력하고 전력배급 ESS로 방전 제어신호를 출력하며 방전 ESS로 충전 제어신호를 출력하여 전력배급 ESS의 배터리 전원으로 방전 ESS의 배터리를 충전시키는 전력 밸런싱 동작이 이루어지게 한다. Then, the power balancing control unit 350 outputs a switch-on control signal to the power switching control unit 200, outputs a discharge control signal to the power distribution ESS, outputs a charge control signal to the discharge ESS, Thereby allowing a power balancing operation to charge the battery of the discharging ESS.

여기서 스위치온 제어신호에는 전력배급 ESS의 고유식별정보와 방전 ESS의 고유식별정보가 포함된다. 그리고 방전 제어신호에는 전력절환 제어장치(200)로 전원을 공급할 것을 알리는 정보가 포함되고, 충전 제어신호에는 전력절환 제어장치(200)으로부터 전원이 공급됨을 알리는 정보가 포함된다.Here, the switch-on control signal includes the unique identification information of the power distribution ESS and the unique identification information of the discharge ESS. The discharge control signal includes information informing the power switching control device 200 to supply power, and the charging control signal includes information indicating that the power is supplied from the power switching control device 200. [

그리고 전력밸런싱 제어부(350)는 하나의 에너지저장장치에서 다른 하나의 에너지저장장치로 전력을 제공하는 중에 전력배급중인 에너지저장장치의 배터리 잔존용량이 전력배급에 따라 낮아져 배터리 공급임계값에 도달하거나, 전력보충중인 에너지저장장치의 배터리 잔존용량이 전력 보충에 따라 높아져 배터리 보충임계값에 도달하면 전력절환 제어장치(200)로 스위치오프 제어신호를 출력하고 전력배급 ESS와 방전 ESS로 제어신호를 출력하여 전력 밸런싱 동작이 중지되게 한다.In addition, while the power balancing controller 350 provides power from one energy storage device to the other energy storage device, the remaining capacity of the battery in the energy storage device is lowered according to the power distribution to reach the battery supply threshold value, When the battery remaining capacity of the energy storage device that replenishes the power increases according to the replenishment of power and reaches the battery supplemental threshold value, the switch control signal is outputted to the power switching control device 200 and a control signal is outputted to the power distribution ESS and the discharge ESS Causing the power balancing operation to stop.

저장부(360)는 배터리 방전임계값이 저장되고, 또한 에너지저장장치별 배터리 공급임계값 또는 배터리 보충임계값이 저장된다. The storage unit 360 stores a battery discharge threshold value, and also stores a battery supply threshold value or a battery supplemental threshold value for each energy storage device.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전력절환 제어장치(200)는 수신부(210), 스위칭 제어부(220), 그리고 스위치부(230)를 포함한다.3, the power switching control apparatus 200 according to the embodiment of the present invention includes a receiving unit 210, a switching control unit 220, and a switch unit 230. As shown in FIG.

수신부(210)는 전력운용장치(300)와 유선 또는 무선으로 연결되어 전력운용장치(300)로부터 스위치온 제어신호 또는 스위치오프 제어신호를 수신한다. 스위칭 제어부(220)는 수신부(210)로부터 수신되는 스위치온 제어신호 또는 스위치오프 제어신호에 따라 스위치부(230)의 스위치를 절환시킨다.The receiving unit 210 is connected to the power operating unit 300 by wire or wirelessly and receives a switch-on control signal or a switch-off control signal from the power operating unit 300. The switching control unit 220 switches the switch of the switch unit 230 according to a switch-on control signal or a switch-off control signal received from the receiving unit 210.

스위치부(230)는 각 에너지저장장치(100)의 출력 전력라인(PL1)과 입력전력라인(PL2)이 스위치 단자에 연결되어 있으며, 스위칭 제어부(220)의 제어에 따라 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)가 동작하여 5개의 에너지저장장치(100) 중 2개의 에너지저장장치의 전력라인을 연결시킨다. 이때 연결되는 전력라인 중 하나는 출력 전력라인(PL1)이고 다른 하나는 입력 전력라인(PL2)이다.The switch unit 230 is connected to the switch terminal through the output power line PL1 and the input power line PL2 of each energy storage device 100 and is controlled by the switching control unit 220, The switches SW1 and SW2 operate to connect the power lines of the two energy storage devices 100 among the five energy storage devices 100. [ One of the power lines connected at this time is the output power line PL1 and the other is the input power line PL2.

이하에서는 도 4와 도 5를 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템의 동작을 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템의 밸런싱 동작을 보인 예시도로서, 배터리 방전임계값이 30%이거나 또는 30% 이하인 경우를 예로 하였다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 밸런싱 동작에 따른 전력배급 ESS와 방전 ESS 간의 전력 흐름도를 보인 도면이다.Hereinafter, the operation of the building automatic control type energy storage device power balancing system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a balancing operation of a building automatic control type energy storage device power balancing system according to an embodiment of the present invention. The battery discharging threshold value is 30% or less than 30%. And FIG. 5 illustrates a power flow diagram between a power distribution ESS and a discharge ESS according to an exemplary embodiment of the present invention.

한편 도 4와 도 5에서는 5개의 ESS를 구분하기 위하여 제1 내지 제5 ESS(100a 내지 100e)로 하였다.In FIGS. 4 and 5, the first to fifth ESSs 100a to 100e are used to distinguish five ESSs.

전력운용장치(300)로 각 층 또는 각 건물마다 설치된 제1 내지 제5 ESS(100a-100e)에서 제공하는 배터리 상태정보가 수신된다. 전력운용장치(300)는 수신되는 각 에너지저장장치(100a-100e)의 배터리 상태정보 중 배터리 잔존용량을 파악하여 현재 각 에너지저장장치(100)의 전력 상태를 모니터링한다. The battery status information provided by the first to fifth ESSs 100a to 100e installed in each floor or each building is received by the power operating device 300. [ The power operating device 300 monitors the current state of each energy storage device 100 by monitoring the battery remaining capacity among the battery state information of the energy storage devices 100a-100e received.

각 에너지저장장치(100a-100e)의 전력 상태는 각 층 또는 각 건물마다 소비되는 전력량의 차이에 의해 크게 좌우되어 배터리 잔존용량의 차이를 나타낸다.The power state of each energy storage device 100a-100e is largely determined by the difference in the amount of power consumed for each layer or each building, and represents the difference in remaining battery capacity.

그러므로 배터리 잔존용량이 낮다는 것은 그만큼 다른 에너지저장장치에 비해 배터리 전력을 많이 소비하였다는 것을 의미하고 또한, 이후 시간에도 다른 에너지저장장치에 비해 배터리 전력의 소비가 높을 것으로 예상되며 추후 배터리에서의 전원공급이 중단되어 값비싼 상용전원을 이용해야 될 가능성이 높다는 것을 의미한다. 반대로 배터리 잔존용량이 높다는 것은 그만큼 다른 에너지저장장치에 비해 배터리 전력의 소비가 적었다는 것을 의미하고 또한, 이후 시간에도 다른 에너지저장장치에 비해 배터리 전력의 소비가 낮을 것이며 사용하지 않고 남게 되는 배터리의 전원이 많을 것이라는 것을 의미한다.Therefore, a low battery residual capacity means that the battery consumes a lot of battery power compared to other energy storage devices, and the battery power consumption is expected to be higher than other energy storage devices at a later time, Which means that there is a high likelihood that the supply will be stopped and expensive commercial power sources will be used. Conversely, a high battery remaining capacity means that the battery power consumption is lower than other energy storage devices, and the battery power consumption will be lower than other energy storage devices at a later time, This means that there will be many.

전력운용장치(300)는 이러한 각 에너지저장장치(100a-100e) 간의 배터리 전원 사용의 불균형을 해소하여 각 에너지저장장치(100a-100e)의 전원을 고르게 사용되게 하기 위하여, 각 에너지저장장치(100a-100e)의 배터리 잔존용량을 수신할 때마다 설정된 배터리 방전임계값과 비교하여 배터리의 충전이 요구되는 에너지저장장치가 존재하는지를 파악한다.In order to solve the unbalance of use of battery power between the energy storage devices 100a-100e and to use the power of each of the energy storage devices 100a-100e uniformly, the power storage device 100a -100e) is compared with the set battery discharge threshold value to determine whether or not there is an energy storage device that requires charging of the battery.

전력운용장치(300)는 각 에너지저장장치(100a-100e)의 배터리 잔존용량을 모니터링하는 중에 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 5개의 에너지저장장치(100a-100e) 중 제1 ESS(100a)의 배터리 잔존용량이 30%, 제2 ESS(100b)의 배터리 잔존용량이 65%, 제3 ESS(100c)의 배터리 잔존용량이 70%, 제4 ESS(100d)의 배터리 잔존용량이 70%, 그리고 제5 ESS(100e)의 배터리 잔존용량이 90%로 파악되면 제1 ESS(100a)의 배터리 잔존용량이 배터리 방전임계값인 30%에 도달함에 따라 제1 ESS(100a)를 방전 ESS라 판단한다. 그리고 전력운용장치(300)는 제2 내지 제5 ESS(100b-100e) 중 가장 높은 배터리 잔존용량을 가지는 제5 ESS(100e)를 전력배급 ESS로 판단한다.The power operating device 300 monitors the remaining capacity of the battery of each of the energy storage devices 100a-100e while monitoring the remaining capacity of the respective energy storage devices 100a through 100e, as shown in FIG. 4 (a) The battery remaining capacity of the first ESS 100a is 30%, the battery remaining capacity of the second ESS 100b is 65%, the battery remaining capacity of the third ESS 100c is 70%, the battery remaining capacity of the fourth ESS 100d is 70% and the battery remaining capacity of the fifth ESS 100e is 90%, the first ESS 100a discharges the first ESS 100a as the battery remaining capacity of the first ESS 100a reaches the battery discharge threshold value of 30% ESS. The power operation apparatus 300 determines the fifth ESS 100e having the highest battery remaining capacity among the second to fifth ESSs 100b-100e as the power distribution ESS.

다른 예로서, 전력운용장치(300)는 배터리 잔존용량이 70% 이상인 제3 내지 제5 ESS(100c-100e)를 전력배급이 가능한 ESS로 판단하고, 이 중 하나를 전력배급 ESS로 선택할 수 있다.As another example, the power operating device 300 may determine that the third to fifth ESSs 100c-100e having a remaining battery capacity of 70% or more are ESS capable of power distribution, and one of them may be selected as the power distribution ESS .

전력운용장치(300)는 제1 ESS(100a)를 방전 ESS로 판단하고 제5 ESS(100e)를 전력배급 ESS로 판단하면, 전력절환 제어장치(200)로 스위치온 제어신호를 출력하고, 제1 ESS(100a)에 충전 제어신호를 출력하며, 제5 ESS(100e)에 방전 제어신호를 출력한다.When the power operation apparatus 300 determines that the first ESS 100a is a discharge ESS and the fifth ESS 100e is a power distribution ESS, the power operation apparatus 300 outputs a switch-on control signal to the power switching control apparatus 200, 1 ESS 100a, and outputs a discharge control signal to the fifth ESS 100e.

이에 따라 전력절환 제어장치(200)는 전력운용장치(300)로부터 스위치온 제어신호를 수신하면 스위치온 제어신호를 판독하여 제5 ESS(100e)에서 제1 ESS(100a)로 전력이 배급되도록 하는 제어신호임을 파악하며, 그에 따라 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 ESS(100a)의 입력 전력라인(PL2)와 제5 ESS(100e)의 출력 전력라인(PL1)을 연결하는 절환 동작을 수행한다.Accordingly, when the power switching control apparatus 200 receives the switch-on control signal from the power operation apparatus 300, the power switching control apparatus 200 reads the switch-on control signal and distributes the power from the fifth ESS 100e to the first ESS 100a Control signal and accordingly switching the input power line PL2 of the first ESS 100a and the output power line PL1 of the fifth ESS 100e as shown in Figure 4 (a) And performs an operation.

그리고 제1 ESS(100a)에서는 통신부(150)를 통해 제어부(140)가 충전 제어신호를 수신하고, 제어부(140)는 충전 제어신호에 따라 내부 절환부(180)를 제어하여 도 5에 도시된 바와 같이 전력절환 제어장치(200)에서 공급되는 전원을 배터리(170)에 공급되게 한다. 또한 제5 ESS(100e)에서도 통신부(150)를 통해 제어부(140)가 방전 제어신호를 수신하고, 제어부(140)는 방전 제어신호에 따라 내부 절환부(180)를 제어하여 도 5에 도시된 바와 같이 전력절환 제어장치(200)로 배터리(170)의 전원이 공급되고 제1 ESS(100a)의 배터리를 충전되게 한다.In the first ESS 100a, the control unit 140 receives the charge control signal through the communication unit 150, and the control unit 140 controls the internal switching unit 180 according to the charge control signal, So that the power supplied from the power switching control apparatus 200 is supplied to the battery 170 as shown in FIG. The control unit 140 receives the discharge control signal through the communication unit 150 in the fifth ESS 100e and the control unit 140 controls the internal switching unit 180 according to the discharge control signal, The power of the battery 170 is supplied to the power switching control apparatus 200 and the battery of the first ESS 100a is charged.

이러한 절환 동작에 따라 제5 ESS(100e)에서 제1 ESS(100a)로 전원이 공급되어, 제5 ESS(100e)에서는 배터리 잔존용량이 점점 줄어들고, 제1 ESS(100a)에서는 배터리 잔존용량이 점점 증가한다.As a result of the switching operation, power is supplied from the fifth ESS 100e to the first ESS 100a. In the fifth ESS 100e, the battery remaining capacity gradually decreases. In the first ESS 100a, .

이러한 제1 및 제5 ESS에서의 배터리 잔존용량 변화는 제1 및 제5 ESS에서 전송하는 배터리 상태정보를 주기시간마다 수신하는 전력운용장치(300)에서 모니터링된다. 그리고 전력운용장치(300)는 제1 ESS(100a)의 배터리 잔존용량이 설정된 보충임계값에 도달하거나, 제5 ESS(100e)의 배터리 잔존용량이 설정된 공급임계값에 도달하면 전력절환 제어장치(200)로 스위치오프 제어신호를 출력하고 제1 및 제5 ESS(100a, 100e)로 정상상태로의 복귀를 알리는 제어신호를 출력한다. The battery remaining capacity change in the first and fifth ESSs is monitored in the power operating unit 300 receiving the battery status information transmitted from the first and fifth ESSs at every cycle time. When the battery remaining capacity of the first ESS 100a reaches the set supplemental threshold value or the battery remaining capacity of the fifth ESS 100e reaches the set supply threshold value, the power operation device 300 200 to output a switch-off control signal to the first and fifth ESSs 100a, 100e to notify the first and fifth ESSs 100a, 100e of the return to the normal state.

이에 따라 전력절환 제어장치(200)는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 현재 연결되어 있는 전력 라인의 스위치 연결을 오프시켜 전력 배급이 중단되게 하고, 제1 및 제5 ESS(100a, 100e)는 제3 또는 제4 스위치(SW3, SW4)를 턴 오프시킨다.Accordingly, as shown in FIG. 4 (b), the power switching control apparatus 200 turns off the switch connection of the currently connected power line to stop the power distribution, and the first and fifth ESSs 100a and 100e Turns off the third or fourth switch SW3 or SW4.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 에너지저장장치(ESS) 200 : 전력절환 제어장치
300 : 전력운용장치 400 : 관제센터
110 : AC/DC 컨버터 120 : DC/DC 컨버터
130 : BMS 140 : 제어부
150 : 통신부 160 : DC/AC 인버터
170 : 배터리 180 : 내부 절환부
210 : 수신부 220 : 스위칭 제어부
230 : 스위치부 310 : 정보 수집부
320 : 정보 관리부 330 : 정보 제공부
340 : 배터리전위 파악부 350 : 전력밸런싱 제어부
360 : 저장부100: Energy storage device (ESS) 200: Power switching control device
300: Power handling device 400: Control center
110: AC / DC converter 120: DC / DC converter
130: BMS 140:
150: communication unit 160: DC / AC inverter
170: Battery 180:
210: Receiving unit 220:
230: switch unit 310: information collecting unit
320: information management unit 330:
340: battery potential sensing unit 350: power balancing control unit
360:

Claims (9)

배터리 상태정보를 전송하는 복수의 에너지저장장치,
상기 복수의 에너지저장장치로부터 수신되는 배터리 상태정보에서 배터리 잔존용량을 파악하여 방전 ESS가 발생하는지를 판단하고, 방전 ESS가 발생한 경우에 상기 복수의 에너지저장장치 중 하나를 전력배급 ESS로 선택하여 전력밸런싱 동작을 수행하는 전력운용장치, 그리고
상기 복수의 에너지저장장치 각각의 출력 전력라인과 입력 전력라인에 연결되어 있으며, 상기 전력운용장치로부터 상기 전력밸런싱 동작에 따른 스위치온 제어신호를 수신하면 상기 전력배급 ESS의 출력 전력라인과 상기 방전 ESS의 입력 전력라인을 연결시키고, 상기 전력운용장치로부터 상기 전력밸런싱 동작에 따른 스위치오프 제어신호를 수신하면 상기 입력 전력라인과 상기 출력 전력라인간의 연결을 해제하는 전력절환 제어장치를 포함하며,
상기 방전 ESS는 상기 전력운용장치로부터 상기 전력밸런싱 동작에 따른 충전 제어신호에 따라 상기 전력배급 ESS에서 공급하는 전원을 인가받도록 동작하고,
상기 전력배급 ESS는 상기 전력운용장치로부터 상기 전력밸런싱 동작에 따른 방전 제어신호에 따라 배터리의 전원을 상기 전력절환 제어장치로 공급하는 동작을 수행하며,
상기 전력운용장치는
상기 복수의 에너지저장장치 각각에서 전송하는 상기 배터리 상태정보를 수신하는 정보 수집부,
상기 배터리 상태정보에서 배터리 잔존용량을 추출하는 정보 관리부,
상기 정보 관리부에서 추출한 각 에너지저장장치의 배터리 잔존용량을 파악하는 배터리전위 파악부,
각 에너지저장장치의 배터리 잔존용량을 설정된 방전임계값과 비교하여 상기 방전 ESS가 발생하였는지를 파악하고, 상기 방전 ESS가 발생하면 상기 복수의 에너지저장장치 중 전력배급 에너지 저장시스템을 선택한 후 상기 스위치온 제어신호를 출력하며, 상기 전력배급 ESS의 배터리 잔존용량이 감소하여 공급임계값에 도달하거나 상기 방전 ESS의 배터리 잔존용량이 증가하여 보충임계값에 도달하는 경우에 상기 스위치오프 제어신호를 출력하는 전력밸런싱 제어부, 그리고
에너지저장장치별 상기 방전임계값, 상기 공급임계값 및 상기 보충임계값을 저장하고 있는 저장부
를 포함하는 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템.A plurality of energy storage devices for transmitting battery status information,
Determining whether a discharge ESS occurs by monitoring the remaining capacity of the battery in the battery state information received from the plurality of energy storage devices, selecting one of the plurality of energy storage devices as a power distribution ESS when a discharge ESS occurs, A power operating device for performing operations, and
And an output power line connected to an output power line and an input power line of each of the plurality of energy storage devices and receiving a switch on control signal according to the power balancing operation from the power operating device, And a power switching control device for disconnecting the input power line and the output power line upon receiving a switch-off control signal according to the power balancing operation from the power operating device,
Wherein the discharge ESS is operated to receive power supplied from the power distribution ESS according to a charge control signal according to the power balancing operation from the power operation apparatus,
The power distribution ESS performs an operation of supplying power of the battery to the power switching control device in accordance with a discharge control signal according to the power balancing operation from the power operation device,
The power-
An information collecting unit for receiving the battery status information transmitted from each of the plurality of energy storage devices,
An information management unit for extracting a battery remaining capacity from the battery status information,
A battery potential acquiring unit for acquiring a battery remaining capacity of each energy storage device extracted by the information managing unit,
Determining whether the discharge ESS has occurred by comparing the remaining capacity of the battery of each energy storage device with a preset discharge threshold value and selecting a power distribution energy storage system among the plurality of energy storage devices when the discharge ESS occurs, And outputting the switch-off control signal when the battery remaining capacity of the power distribution ESS reaches the supply threshold value or the battery remaining capacity of the discharge ESS reaches the supplementary threshold value, The control unit, and
The storage unit stores the discharge threshold value, the supply threshold value, and the supplemental threshold value for each energy storage device.
Wherein the energy storage system comprises: 삭제delete 제1항에서,
상기 전력절환 제어장치는
상기 전력운용장치로부터 상기 스위치온 제어신호 또는 상기 스위치오프 제어신호를 수신하는 수신부,
각 에너지저장장치의 출력 전력라인과 입력 전력라인이 스위치 단자에 연결되어 있으며, 제어신호에 따라 상기 방전 ESS의 입력 전력라인과 상기 전력배급 ESS의 출력 전력라인을 연결하거나, 연결된 출력 전력라인과 입력 전력라인간의 연결을 해제하는 스위치부, 그리고
상기 수신부로부터 수신되는 상기 스위치온 제어신호 또는 상기 스위치오프 제어신호에 따라 상기 스위치부의 스위치 동작을 제어하는 스위칭 제어부
를 포함하는 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템.The method of claim 1,
The power switching control device
A receiving unit receiving the switch-on control signal or the switch-off control signal from the power operating device,
An output power line and an input power line of each energy storage device are connected to a switch terminal and connect an input power line of the discharge ESS and an output power line of the power distribution ESS according to a control signal, A switch part for releasing a connection between the power lines, and
And a switching control section for controlling the switch operation of the switch section in accordance with the switch-on control signal or the switch-
Wherein the energy storage system comprises: 제3항에서,
상기 복수의 에너지저장장치 각각은
배터리,
상기 배터리에 연결되며 상기 배터리의 충전 또는 방전 동작을 제어하고 상기 배터리의 상태를 감지하여 상기 배터리 상태정보를 출력하는 BMS(Battery Management System),
전력 계통으로부터 수신되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 AC/DC 컨버터,
상기 BMS와 상기 AC/DC 컨버터에 연결되어 있으며, 입력되는 직류 전원을 출력측이 요구하는 직류 전압 레벨로 변환하여 출력하는 DC/DC 컨버터,
상기 전력운용장치와의 데이터 통신을 수행하는 통신부,
상기 DC/DC 컨버터에서 제공하는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 부하측에 제공하는 DC/AC 인버터,
상기 DC/DC 컨버터와 상기 DC/AC 인버터 사이에 위치하고, 상기 출력 전력라인과 상기 입력 전력라인을 통해 상기 전력절환 제어장치와 연결되며, 스위치 절환 동작으로 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전원을 상기 출력 전력라인으로 공급되게 하거나 상기 입력 전력라인으로부터 전원이 공급되게 하는 내부 절환부, 그리고
상기 통신부를 통해 상기 충전 제어신호 또는 상기 방전 제어신호를 수신하고, 상기 충전 제어신호에 대응하여 상기 입력 전력라인을 통해 전원을 공급받도록 제1 동작 제어를 하거나 상기 방전 제어신호에 대응하여 상기 배터리의 전원을 상기 출력 전력라인을 통해 출력하는 제2 동작 제어를 수행하는 제어부
를 포함하는 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템.4. The method of claim 3,
Each of the plurality of energy storage devices
battery,
A BMS (Battery Management System) connected to the battery and controlling charging or discharging operation of the battery, detecting the state of the battery and outputting the battery state information,
An AC / DC converter for converting AC power received from the power system into DC power and outputting the DC power,
A DC / DC converter connected to the BMS and the AC / DC converter for converting an input DC power into a DC voltage level required by the output side,
A communication unit for performing data communication with the power operating device,
A DC / AC inverter for converting the DC power provided from the DC / DC converter to an AC power and providing the DC power to the load side,
DC converter is connected to the power switching control device through the output power line and the input power line and is connected between the DC / DC converter and the DC / An internal switching section for supplying power to the power line or supplying power from the input power line, and
A first operation control for receiving the charge control signal or the discharge control signal through the communication unit and receiving power through the input power line corresponding to the charge control signal, And a second operation control for outputting power through the output power line
Wherein the energy storage system comprises: 제4항에서,
상기 제1 동작 제어는 상기 내부 절환부를 제어하여 상기 입력 전력라인을 통해 공급된 상기 전력배급 ESS의 전원을 상기 내부 절환부를 통해 상기 DC/DC 컨버터와 상기 BMS에 공급되게 하고, 상기 BMS를 제어하여 배터리 충전모드로 동작하도록 하여 상기 입력 전력라인을 통해 공급된 전원으로 상기 배터리를 충전시키는 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the first operation control controls the internal switching unit to supply power of the power distribution ESS supplied through the input power line to the DC / DC converter and the BMS through the internal switching unit, and controls the BMS Battery charging mode to charge the battery with power supplied through the input power line. 제4항에서,
상기 제1 동작 제어는 상기 내부 절환부를 제어하여 상기 입력 전력라인을 통해 공급된 상기 전력배급 ESS의 전원을 상기 내부 절환부를 통해 상기 DC/AC 인버터를 거쳐 부하에 공급되도록 하는 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the first operation control is a building automatic control type energy storage device that controls the internal switching part to supply power of the power distribution ESS supplied through the input power line to the load via the DC / AC inverter through the internal switching part Power balancing system. 제4항에서,
상기 제2 동작 제어는 상기 내부 절환부를 제어하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전원이 상기 내부 절환부를 통해 상기 출력 전력라인으로 공급되게 하는 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템.5. The method of claim 4,
And the second operation control controls the internal switching unit so that the output power of the DC / DC converter is supplied to the output power line through the internal switching unit. 제1항에서,
상기 전력배급 ESS는 상기 복수의 에너지저장장치 중 전력배급이 가능한 에너지저장장치 중 하나인 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템.The method of claim 1,
Wherein the power distribution ESS is one of the plurality of energy storage devices capable of power distribution. 제1항에서,
상기 전력배급 ESS는 상기 복수의 에너지저장장치 중 배터리 잔존용량이 가장 큰 에너지저장장치인 빌딩 자동제어형 에너지저장장치 전력 밸런싱 시스템.
The method of claim 1,
Wherein the power distribution ESS is an energy storage device having the largest remaining battery capacity among the plurality of energy storage devices.
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