KR101549313B1 - 배터리 에너지 저장 시스템 및 배터리 에너지 저장 시스템의 운전 방법 - Google Patents

배터리 에너지 저장 시스템 및 배터리 에너지 저장 시스템의 운전 방법 Download PDF

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Abstract

독립운전모드로 동작하는 경우 복수개의 전력변환부들 간의 순환전류 발생을 방지할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 에너지 저장 시스템은, 계통 연계시 계통에서 제공되는 전력을 배터리 관리장치에 제공하고 배터리 관리장치에서 제공되는 전력을 계통에 제공하는 제1 운전모드로 동작하고, 계통 비연계시 배터리 관리장치에서 제공되는 전력을 부하에 직접 공급하는 제2 운전모드로 동작하는 N개의 전력변환부; 및 상기 전력변환부가 제2 운전모드로 동작할 때, 상기 전력변환부의 충전 또는 방전 전력량과 상기 전력변환부의 개수에 기초하여 상기 전력변환부의 분담 전력량을 산출하는 제어부를 포함하고, 상기 N개의 전력변환부는, 제2 운전모드로 동작시 상기 분담 전력량을 기초로 제1 출력전류가 부하에 인가되도록 제1 출력전압을 제어하는 전류 제어형 전력 변환부; 및 제2 운전모드로 동작시 부하에 일정한 전압이 공급되도록 제2 출력전압을 제어하되, 상기 전류 제어형 전력 변환부가 동작하기 이전의 시간 동안 제2 출력전류가 임계치 이상이 되면 상기 제2 출력전압을 단계적으로 감소시키는 전압 제어형 전력변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 에너지 저장 시스템 및 배터리 에너지 저장 시스템의 운전 방법{Battery Energy Storage System and Method for Controlling Battery Energy Storage System}
본 발명은 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 배터리 에너지 저장 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System)은 발전 출력의 제어가 불가능한 풍력이나 태양광과 같은 신재생 에너지를 기존 전력망에 부담 없이 연결하고 전력 소비 패턴에 따라 에너지를 충전 또는 방전 하는 역할을 한다.
특히, 2차 전지를 이용하는 배터리 에너지 저장 시스템(BESS: Battery Energy Storage System)은 계통의 전압 및 주파수 안정화를 위해 사용될 뿐만 아니라, 풍력이나 태양광과 같이 발전량이 일정하지 않은 신재생 에너지 발전 시스템과 연계하여 잉여 에너지를 저장하고, 피크 부하 또는 계통 사고 발생시 배터리에 저장된 에너지를 방전하여 부하에 에너지를 공급하며, 계통 복구시 과도상태를 감쇄시키는 역할을 수행한다.
도 1은 일반적인 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 배터리 에너지 저장 시스템(10)은 전력관리장치(20) 및 배터리 관리장치(30)를 포함한다.
전력관리장치(Power Conditioning System: PCS, 20)는 배터리 관리장치(30)에 포함된 복수개의 배터리 랙(31a~31n)에 저장되어 있는 에너지를 이용하여 계통(40)에 전력을 공급하고, 계통(40)으로부터 공급되는 전력을 이용하여 복수개의 배터리랙(31a~31n)를 충전한다. 이를 위해, 전력관리장치(20)는 배터리 관리장치(30)로부터 제공되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 계통(40)으로 공급하고, 계통(40)으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리 관리장치(30)로 공급하는 젼력변환부(Power Conversion Unit: PCU, 21)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 전력관리장치(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 전력변환부(21a~21n)를 포함하고, 복수개의 전력변환부(21a~21n)를 서로 병렬로 연결함으로써 대용량 배터리 에너지 저장 시스템을 구현할 수 있다.
배터리 관리장치(Battery Conditioning System: BCS, 30)는 전력관리장치(20)의 제어에 따라 계통(40)에서 공급되는 전력을 복수개의 배터리 랙(31a~31n)에 저장하거나, 복수개의 배터리 랙(31a~31n)에 충전되어 있는 전력을 전력관리장치(20)를 통해 계통(40)으로 공급한다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 배터리 에너지 저장 시스템(10)은 계통(40)에 이상이 발생하여 배터리 에너지 저장 시스템(10)이 계통(40)으로부터 분리되는 경우나, 기존의 전력망이 설치되어 있지 않은 도서 산간 지역에서 신재생 에너지원과 연계하여 동작하는 경우 독립적인 에너지원으로 동작하여 부하에 안정적인 전력을 공급할 수 있어야 한다. 이와 같이, 배터리 에너지 저장 시스템이 계통과 연계되지 않은 상태에서 동작하는 것을 독립운전모드라 한다.
배터리 에너지 저장 시스템(10)이 독립운전모드로 동작하는 경우, 부하에 안정적인 전력을 공급하기 위해 배터리 에너지 저장 시스템(10)의 전력관리장치(20)에 포함된 전력변환부(21)가 전압형 에너지원으로 동작하게 된다. 이때, 복수개의 전력변환부(21a~21n)가 병렬연결되어 있는 경우, 각 전력변환부들(21a~21n) 간의 부하 분담 제어가 요구되고, 이러한 부하 분담 제어를 위해 각 전력변환부(21a~21n)가 모두 전압형 에너지원으로 동작하여 전압제어를 수행하게 되면 센싱 오차, 제어 오차, 전력 변환부들간의 동기화 등의 문제로 출력전압에 오차가 발생하게 되어 전력변환부들 간에 순환전류가 발생하게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 독립운전모드로 동작하는 경우 복수개의 전력변환부들 간의 순환전류 발생을 방지할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템 및 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 전력변환부들 간의 분담 전력량 산출 과정에서 통신지연 발생시 전력변환부들 간의 부하 불균형으로 인한 과전류 발생을 방지할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템 및 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 에너지 저장 시스템은, 계통 연계시 계통에서 제공되는 전력을 배터리 관리장치에 제공하고 배터리 관리장치에서 제공되는 전력을 계통에 제공하는 제1 운전모드로 동작하고, 계통 비연계시 배터리 관리장치에서 제공되는 전력을 부하에 직접 공급하는 제2 운전모드로 동작하는 N개의 전력변환부; 및 상기 전력변환부가 제2 운전모드로 동작할 때, 상기 전력변환부의 충전 또는 방전 전력량과 상기 전력변환부의 개수에 기초하여 상기 전력변환부의 분담 전력량을 산출하는 제어부를 포함하고, 상기 N개의 전력변환부는, 제2 운전모드로 동작시 상기 분담 전력량을 기초로 제1 출력전류가 부하에 인가되도록 제1 출력전압을 제어하는 전류 제어형 전력 변환부; 및 제2 운전모드로 동작시 부하에 일정한 전압이 공급되도록 제2 출력전압을 제어하되, 상기 전류 제어형 전력 변환부가 동작하기 이전의 시간 동안 제2 출력전류가 임계치 이상이 되면 상기 제2 출력전압을 단계적으로 감소시키는 전압 제어형 전력변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법은, 전류 제어형 전력변환부와 전압 제어형 전력변환부를 포함하는 N개의 전력변환부를 갖는 배터리 에너지 관리 시스템의 제어 방법으로서, 상기 전류 제어형 전력변환부의 분담 전력량을 산출하는 단계; 상기 분담 전력량을 상기 전류 제어형 전력변환부로 전송하는 단계; 및 상기 전류 제어형 전력변환부가 상기 분담 전력량을 기초로 동작하기 이전의 시간 동안 상기 전압 제어형 전력변환부의 출력전류가 임계치 이상이 되면 상기 전압 제어형 전력변환부의 출력전압이 단계적으로 감소되도록 상기 전압 제어형 전력변환부의 출력전압을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 배터리 에너지 저장 시스템이 독립운전모드로 동작하는 경우, 복수개의 전력변환부들 중 어느 하나의 전력변환부는 전압형 에너지원으로 동작하고 나머지 전력변환부들은 전류형 에너지원으로 동작하게 함으로써 복수개의 전력변환부들 간의 순환전류 발생을 방지할 수 있고, 이를 통해 안정적으로 부하에 전력을 공급할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전력변환부들 간의 분담 전력량 산출 과정에서 통신지연 발생으로 인해 전력변환부들 간의 부하 불균형이 발생하더라도 전압형 에너지원으로 동작하는 전력변환부의 출력전류가 과도하게 상승하는 것을 방지함으로써, 배터리 에너지 저장 시스템의 정지 또는 오동작을 미연에 방지할 수 있고 이로 인해 부하에 지속적으로 전력을 공급할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 전력변환부의 과전류 발생에 기인한 디레이팅(Derating)이나 시스템 과용량 설계를 방지할 수 있어 배터리 에너지 저장 시스템의 제조비용을 감소시켜 가격 경쟁력을 확보할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 3a는 통신 지연이 발생하지 않는 경우 전류 제어형 전력변환부 및 전압 제어형 전력변환부의 출력전류 파형을 보여주는 그래프.
도 3b는 통신 지연이 발생하는 경우 전류 제어형 전력변환부 및 전압 제어형 전력변환부의 출력전류 파형을 보여주는 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어형 전력변환부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도
도 5는 도 4에 도시된 감소량 산출부에 의해 산출된 전압 제어형 전력변환부의 출력전압 감소량을 보여주는 그래프.
도 6은 통신지연이 발생하는 경우 본 발명에 따른 전류 제어형 전력변환부 및 전압 제어형 전력변환부의 출력전류 파형을 보여주는 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 제어형 전력변환부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로우차트.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
<배터리 에너지 저장 시스템>
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(200)은 계통과 연계시 계통으로부터 제공되는 전력을 배터리에 저장하거나 배터리에 저장되어 있는 전력을 계통으로 제공하는 계통연계운전모드와 계통과 비연계시 배터리에 저장되어 있는 전력을 부하로 제공하는 독립운전모드로 동작한다. 여기서, 배터리 에너지 저장 시스템(200)이 계통과 연계되지 않는 상황은 계통에 이상이 발생하여 배터리 에너지 저장 시스템(200)이 계통으로부터 분리되는 상황이나, 기존의 전력망이 설치되어 있지 않은 도서 산간 지역에서 신재생 에너지원과 연계하여 동작하는 상황을 의미한다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 배터리 에너지 저장 시스템(200)이 독립운전모드로 동작하는 경우를 가정하여 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 구성을 설명하기로 한다.
배터리 에너지 저장 시스템(200)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 관리 장치(210) 및 전력 관리 장치(220)를 포함한다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해 배터리 에너지 저장 시스템(200)이 하나의 배터리 관리 장치(210)를 포함하는 것으로 도시하였지만, 이는 하나의 예일 뿐 변형된 실시예에 있어서는 배터리 에너지 저장 시스템(200)이 복수개의 배터리 관리 장치(310)를 포함할 수 있다.
먼저, 배터리 관리 장치(Battery Conditioning System: BCS, 210)는, 충전시 풍력이나 태양광 등과 같은 신재생 에너지원(미도시)로부터 공급되는 전력을 저장하고, 방전시 저장되어 있는 전력을 부하로 공급한다.
이러한 배터리 관리 장치(210)는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 배터리 랙(Battery Rack, 212a~212n)을 포함한다. 도 2에 도시하지는 않았지만 배터리 관리 장치(210)는 배터리 랙(212a~212n)외에 배터리 랙(212a~212n)의 제어를 위한 제어장치, 배터리 관리 장치(210) 내의 화재 발생을 제어하는 소방모듈, 및 배터리 관리 장치(210) 내의 온도를 조절하는 공조모듈을 더 포함할 수 있다.
복수개의 배터리 랙(212a~212n)은 서로 직렬로 연결된 복수개의 배터리(미도시)들이 패킹되어 있는 배터리 모듈(미도시)을 포함하고, 이러한 배터리 모듈들은 스택구조로 배터리 랙(212a~212n)에 포함된다. 복수개의 배터리 랙(212a~212n)은 전력관리장치(220)의 충전명령에 따라 배터리 모듈에 패킹되어 있는 복수개의 배터리에 전력을 저장하고, 방전명령에 따라 복수개의 배터리에 저장되어 있는 전력을 방전한다.
이외에도, 도시하지는 않았지만 배터리 랙(212a~212n)에는 팬, 초기 충전 모듈, 제어모듈, 및 전원공급모듈이 추가로 포함된다.
팬은 배터리 모듈의 온도를 조절하기 위한 것으로서, 복수개의 배터리 모듈마다 하나가 설치되거나, 각 배터리 모듈마다 별도로 설치될 수도 있다.
초기 충전 모듈은 배터리 랙(212a~212n) 또는 배터리 모듈이 배터리 관리 장치(210) 내에 새롭게 연결되거나 배터리 관리 장치(210)의 운전 중 배터리 랙(212a~222n) 간의 전압 불균형이 발생하는 경우 배터리 랙(212a~212n)간의 전압 차이로 인해 발생될 수 있는 돌입전류를 방지하는 역할을 수행한다. 돌입 전류는 병렬로 연결되어 있는 배터리 랙(212a~212n)간의 전압 불균형으로 인해 발생하게 되는 것으로서, 이러한 돌입 전류로 인해 소자에 소자의 용량을 초과하는 전류가 흐르게 되어 소자가 파괴되거나 화재가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 경우, 초기 충전 모듈을 통해 배터리 에너지 저장 시스템(200)이 정상 상태에 도달하기 이전의 시간 구간 동안 복수개의 배터리 모듈에 포함된 각 배터리들을 초기 충전(Pre-Charging)시켜 배터리 랙(212a~212n)간의 전압 차이를 최소화시킴으로써 돌입전류의 발생을 방지한다.
제어모듈은 배터리 랙(212a~212n)마다 포함되어 배터리 랙(212a~212n)에 포함되어 있는 복수개의 배터리 모듈의 상태를 모니터링하고, 복수개의 배터리 모듈의 충방전 동작을 제어한다. 일 실시예에 있어서, 제어모듈은 복수개의 배터리 모듈에 포함된 각 배터리의 전압, 전류, SOC, 및 온도 중 적어도 하나를 모니터링하여 복수개의 배터리 모듈의 상태를 모니터링할 수 있다.
전력 관리 장치(220)는, 신재생 에너지원으로부터 제공되는 전력을 배터리 관리 장치(210)에 저장하거나 배터리 관리 장치(210)에 저장되어 있는 전력을 부하로 공급한다. 보다 구체적으로, 전력 관리 장치(220)는 배터리 관리 장치(210)에 포함된 하나 이상의 배터리 랙(212a~212n)에 신재생 에너지원으로부터 제공되는 전력을 충전시키거나 하나 이상의 배터리 랙(212a~212n)에 저장된 에너지를 부하에 제공하는 역할을 수행한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 전력 관리 장치(220)는, 도 2에 도시된 바와 같이 제어부(221) 및 복수개의 전력변환부(Power Converting Unit: PCU, 222a~222n)를 포함한다. 또한, 전력변환부(222a~222n)는 도 2에 도시된 바와 같이, 부하로 일정한 전압이 공급되도록 하기 위해 출력전압을 제어하는 하나의 전압 제어형 전력변환부(222a)와 부하로 일정한 전류가 공급되도록 하기 위해 출력전압을 제어하는 복수개의 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)를 포함할 수 있다. 즉, 전력 관리 장치(220)가 N개의 전력변환부(222a~222n)를 포함하는 경우, 전력변환부(222a~222n)는 1개의 전압 제어형 전력변환부(222a)와 N-1개의 전류 제어형 전력변환부로 구성된다. 도 2에서는 도시하지 않았지만, 전력 관리 장치(220)는 각 전력변환부(222a~222n)에서 출력되는 교류 전압을 미리 정해진 값으로 승압하여 부하에 공급하는 변압기를 더 포함할 수 있다.
먼저, 제어부(221)는 각 전력변환부(222a~222n)로부터 전력변환부(222a~222n)의 충전 전력량 또는 방전 전력량에 대한 정보를 수신하고, 수신된 충전 전력량 또는 방전 전력량과 전력변환부(222a~222n)의 개수에 기초하여 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)가 부담해야 하는 분담 전력량을 산출한다.
일 실시에에 있어서, 제어부(221)는 각 전력변환부(222a~222n)로부터 수신되는 각 전력변환부(222a~222n)의 충전 전력량 또는 방전 전력량을 합산한 값을 전력변환부의 개수(N)로 제산한 값을 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)의 분담 전력량으로 산출한다. 이대, 충전 전력량을 양의 값으로 합산하고 방전 전력량은 음의 값으로 합산된다.
부하로부터 요구되는 전력량에 따라 능동적으로 출력을 분담하는 역할은 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)에 의해 수행되므로. 제어부(221)는 산출된 분담 전력량을 각 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)로 송신함으로써 각 전류 제어형 전력 변환부(222b~222n)가 제어부(221)에 의해 산출된 분담 전력량을 출력할 수 있도록 한다.
상술한 실시예에 있어서, 충전 전력량 또는 방전 전력량은 유효전력뿐만 아니라 무효전력을 포함하는 개념이다. 이에 따라, 제어부(221)는 전류 제어형 전력 변환부(222b~222n)가 부담해야 하는 유효 전력량 및 무효 전력량을 각각 산출하여, 전류 제어형 전력 변환부(222b~222n)로 전송하게 된다.
다음으로, 전력변환부(222a~222n)는 교류전력을 직류전력으로 변환하여 배터리 관리 장치(210)로 제공하거나, 배터리 관리 장치(210)로부터 제공되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 부하로 공급하는 것으로서, 대용량 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 구현을 위해 복수개의 전력변환부(222a~222n)들은 서로 병렬로 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이, 이러한 전력변환부(222a~222n)는 부하로 일정한 전압이 공급되도록 하기 위해 출력전압을 제어하는 1개의 전압 제어형 전력변환부(222a)와 부하로 일정한 전류가 공급되도록 하기 위해 출력전압을 제어하는 N-1개의 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)를 포함한다.
먼저, 전압 제어형 전력변환부(222a)는 비례적분(PI) 제어를 통해 부하에서 요구되는 전력량에 관계없이 일정한 주파수와 전압 크기를 갖는 출력전압이 출력되도록 전압제어를 수행한다. 특히, 배터리 에너지 저장 시스템(200)이 독립운전모드로 동작하는 경우 전압 제어형 전력변환부(222a)가 계통 역할을 대신하여 수행하게 되므로, 전압 제어형 전력변환부(222a)는 θrated라는 임의의 위상각을 생성하고, θrated에 의해 전압 제어형 전력변환부(222a)의 출력전압 위상각이 결정된다.
다음으로, 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)는 제어부(221)로부터 각 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)의 분담 전력량을 수신하고, 수신된 부담 전력량을 기초로 각 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)의 전류 지령치를 산출한다.
또한, 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)는 전류 제어형 전력 변환부(222b~222n)에서 출력되는 출력전류가 전류 지령치를 추종할 수 있도록 비례적분(PI) 제어를 통해 전류 제어를 수행한다.
전류 제어형 전력변환부(222b~222n)는 전압 제어형 전력변환부(222a)의 출력전압 위상각을 추출하여 PLL(Phase Locked Loop)을 통해 전압 제어형 전력변환부(222a)와 동기화를 수행한다.
이와 같이, 본 발명은 복수개의 전력변환부(222a~222n)들 중 어느 하나의 전력변환부(222a)는 계통과 같이 일정한 전압과 주파수를 갖는 출력전압이 부하에 공급되도록 하는 전압 제어형 전력변환부(222a)로 동작하게 하고, 나머지 전력변환부(222b~222n)들은 제어부(221)에 의해 산출된 전류 지령치에 해당하는 출력전류가 부하에 공급되도록 하는 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)로 동작하게 함으로써 전력변환부들(222a~222n) 간의 순환전류 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 부하에 균등한 전력이 공급될 수 있도록 부하 균등 분담 제어가 동시에 이루어 지게 된다.
하지만, 이러한 경우 각 전력변환부(222a~222n)들이 충전 전력량 또는 방전 전력량을 제어부(221)로 전송하는 과정, 제어부(221)가 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)의 분담 전력량을 산출하는 과정, 및 제어부(221)가 분담 전력량을 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)로 전송하는 과정에서 통신 지연이 발생할 수 있고, 이로 인해 부하가 투입되는 순간 과전류가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 각 전력변환부(222a~222n)들이 충전 전력량 또는 방전 전력량을 제어부(221)로 전송하는 과정, 제어부(221)가 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)의 분담 전력량을 산출하는 과정에서 통신 지연이 발생하지 않는 다면, 도 3a에 도시된 바와 같이 부하가 투입되는 시점에 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)가 전류 지령치에 따라 동작하여 제어부(221)에 의해 산출된 분담 전력량만큼을 부담하기 때문에 전압 제어형 전력변환부(222a)에서 과전류가 발생하지 않는다.
하지만, 각 전력변환부(222a~222n)들이 충전 전력량 또는 방전 전력량을 제어부(221)로 전송하는 과정, 제어부(221)가 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)의 분담 전력량을 산출하는 과정에서 통신 지연이 발생하는 경우, 도 3b에 도시된 바와 같이 부하가 투입되는 시점에서 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)가 전류 지령치를 수신하지 못함에 따라 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)가 전류 지령치에 따라 동작할 수 없게 된다. 따라서, 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)가 전류 지령치를 수신하여 정상적으로 동작하기까지의 시간 동안 전압 제어형 전력변환부(222a)가 부하에서 요구되는 모든 전력량을 감당해야하므로, 전압 제어형 전력변환부(222a)는 정력용량 이상의 전류가 출력되고, 이로 인해 시스템 보호 차원에서 배터리 에너지 저장 시스템(200)이 동작을 정지하게 되어 정전 사태가 발생하게 된다.
상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 전압 제어형 전력변환부(222a)는, 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)가 전류 지령치에 따라 동작하기 이전의 시간 동안, 전압 제어형 전력변환부(222a)에서 출력되는 제1 출력전류를 모니터링하여 제1 출력전류가 임계치 이상이 되면 전압 제어형 전력변환부(222a)에서 출력되는 제1 출력전압을 단계적으로 감소시켜 제1 출력전류가 과도하게 상승하는 것을 방지한다.
이하, 본 발명에 따른 전압 제어형 전력변환부(222a) 및 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)의 구성을 도 4 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어형 전력변환부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전압 제어형 전력 변환부(220a)는 전압 제어기(410) 및 제1 전력변환모듈(420)을 포함한다.
전압 제어기(410)는 부하에 일정한 주파수 및 크기를 갖는 전압이 공급될 수 있도록 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전압을 제어한다. 특히, 본 발명에 따른 전압 제어기(410)는 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)가 전류 지령치에 따라 동작하기 이전인 과도상태기간 동안, 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전류를 모니터링하고, 모니터링결과, 제1 출력전류가 임계치 이상으로 증가하면 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전압을 단계적으로 감소시킨다.
이를 위해, 전압 제어기(410)는 도 4에 도시된 바와 같이 PI제어기(412), 감소량 산출부(414), 및 PWM제어부(416)를 포함한다.
먼저, PI제어기(412)는 부하에 공급할 전압 지령치(Vref)와 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되어 피드백되는 제1 출력전압(Vfbk)을 비교하여 제1 출력전압(Vfbk)이 전압 지령치(Vref)를 추종하도록 하는 게이팅 기준전압(Vgref)을 생성한다.
감소량 산출부(414)는 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)가 전류 지령치에 따라 동작하기 이전인 과도상태기간 동안, 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전류가 임계치 이상이면 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전압의 감소량을 산출한다.
일 실시예에 있어서, 감소량 산출부(414)는 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전류가 제1 임계치 이상이면 제1 출력전류가 제2 임계치가 될 때까지의 기간 동안 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전압의 감소량을 지수함수적으로 증가시킨다. 이는, 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 오류(Fault)가 발생하기 까지는 제어 마진이 있기 때문에 최초에는 제1 출력전압의 감소량을 작은 값으로 설정하였다가 제1 출력전류가 정격전류에 가까워질수록 제1 출력전압의 감소량을 증가시키기 위한 것이다.
또한, 감소량 산출부(414)는 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전류가 제2 임계치 이상이면 제1 출력전류가 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 한계 전류값이 될 때까지의 기간 동안 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전압의 감소량을 선형적으로 증가시킨다.
일 실시예에 있어서, 제1 출력전압은 PI제어기(412)에 의해 생성된 게이팅 기준전압(Vgref)을 감소시킴에 의해 감소시킬 수 있으므로, 감소량 산출부(414)는 제1 출력전압의 감소량을 게이팅 기준전압(Vgref)의 감소량으로 대체하여 산출할 수 있다.
보다 구체적으로, 감소량 산출부(414)는 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전류를 모니터링하고, 모니터링결과 제1 출력전류가 제1 임계치 이상인 경우 제1 출력전류가 제2 임계치가 될 때까지의 기간 동안 아래의 수학식 1을 이용하여 게이팅 기준전압(Vgref)의 감소량을 산출한다.
Figure 112013120462283-pat00001
상기 수학식에서, a는 미리 정해진 가중치(예컨대, a는 0.1)이고, x는 현재 제1 전력변환모듈에서 출력되고 있는 제1 출력전류의 값이며, N은 전력변환부의 개수를 나타낸다.
일 실시예에 있어서, 제1 임계치는 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 정격전류의 값을 전력변환부의 개수(N)로 제산한 값으로 설정되고, 제2 임계치는 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 정격전류의 값으로 설정될 수 있다.
또한, 감소량 산출부(414)는 제1 출력전류가 제2 임계치 이상인 경우 제1 출력전류가 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 한계 전류값이 될 때까지의 기간 동안 아래의 수학식 2를 이용하여 게이팅 기준전압(Vgref)의 감소량을 산출한다.
Figure 112013120462283-pat00002
상기 수학식에서 x는 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되고 있는 제1 출력전류의 값이고, x1은 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 정격전류의 값이며, x2는 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 한계전류의 값이고, y1은 계통 허용 전압 변동값(예컨대, 12%)이며, y2는 배터리 에너지 저장 시스템의 한계 전압 변동값(예컨대 20%)을 나타낸다.
여기서, 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 한계전류의 값은 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 운전을 정지시켜야 하는 출력전류의 값을 의미하고, 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 한계 전압 변동값이란 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 오류(Fault) 발생을 회피하기 위한 전압 변동값을 의미한다.
상술한 바와 같은 전압 제어기(410)를 통해 산출된 제1 출력전압(또는 게이팅 기준전압)의 감소량과 제1 출력전류의 관계를 그래프로 도시하면 도 5와 같다.
도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 전압 제어기(410)는 제1 출력전류가 제1 임계치(100%/N) 보다 작으면 제1 출력전압을 감소시키기 않고, 제1 출력전류가 제1 임계치 이상인 경우 제1 출력전류가 제1 임계치(정격전류의 100%)가 될 때까지는 계통허용 전압 변동값(12%) 범위 내에서 제1 출력전압의 감소량을 지수함수 적으로 증가시키며, 제1 출력전류가 제2 임계치 이상인 경우 제1 출력전류가 한계 전류값(정력전류의 120%)가 될 때까지는 배터리 에너지 저장 시스템(200)의 한계 전압 변동값(20%)범위 내에서 제1 출력전압의 감소량을 선형적으로 증가시킨다는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 경우, 전류 제어형 전력변환부(222b~222n)가 전류 지령치에 따라 동작하기 이전인 과도상태기간 동안, 전압 제어기(410)가 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전류가 임계치 이상으로 증가하면 제1 전력변환모듈(420)에서 출력되는 제1 출력전압을 단계적으로 감소시키기 때문에, 도 6에 도시된 바와 같이 정격 부하가 스텝으로 투입되더라도 전압 제어형 전력변환부(222a)의 출력전류가 과도하게 상승되지 않아 시스템이 안정적으로 운전된다.
다시 도 4를 참조하면, PWM제어부(416)는 게이팅 기준전압(Vgref)을 입력받아 이를 PWM신호로 변조하여 제1 전력변환모듈(420)의 인버터(422)로 공급한다.
제1 전력변환모듈(420)은 배터리 관리장치로부터 공급되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 부하로 공급하고, 신재생 에너지원으로부터 공급되는 교류전력을 직류전력으로 변환하여 배터리 관리장치로 공급한다.
이를 위해, 제1 전력변환모듈(420)은 도 4에 도시된 바와 같이 인버터(422) 및 필터(424)를 포함한다.
인버터(422)는 배터리 관리 장치로부터 공급되는 직류전력을 교류전력으로 변환한다. 특히, 본 발명에 따른 인버터(422)는 전압 제어기(410)로부터 입력되는 게이팅 기준전압에 따라 동작함으로써 일정한 전압이 출력되도록 한다.
필터(424)는 인버터(422)로부터 출력되는 교류전압의 고조파를 감소시킨다. 도 4에서는 필터(424)가 LCL타입으로 구성되는 것으로 도시하였지만, 이는 하나의 예일 뿐 다른 형태의 구성도 가능할 것이다.
한편, 도 4에서 도시하지는 않았지만 제1 전력변환모듈(420)은 차단기, 평활 커패시터, 초기충전모듈, 및 스위치를 더 포함할 수 있다.
차단기는 사고 발생시 사고 전류가 제1 전력변환모듈(420) 내로 유입되는 것을 차단하는 역할을 수행한다. 또한, 차단기는 제1 전력변환모듈(420)을 부하에 연결시키거나 연결을 해제하는 역할을 수행한다.
평활 콘덴서는 배터리 관리 장치(210)로부터 인버터(422)로 입력되는 직류 전압 또는 인버터(422)로부터 출력되는 직류 전압을 평활화하는 역할을 수행한다. 이러한 평활 콘덴서의 전압이 미리 충전되어 있어야, 배터리 관리 장치(210)를 전력관리장치(220)에 연결할 때 돌입 전류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
초기충전모듈은 배터리 관리 장치(210)를 전력관리장치(220)에 연결할 때 평활 콘덴서가 충전되어 있지 않은 경우 돌입 전류 발생을 방지함으로써 소자가 파괴되거나 화재가 발생하는 것을 방지한다.
스위치는 배터리 관리 장치(210)를 전력관리장치(220)에 연결시키기는 역할을 수행한다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 전류 제어형 전력변환부의 구성에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 제어형 전력변환부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전압 제어형 전력 변환부(220b~220n)는 전류 제어기(710) 및 제2 전력변환모듈(720)을 포함한다.
전류 제어기(710)는 제2 전압변환모듈(720)에서 전류 지령치에 해당하는 제2 출력전류가 부하에 인가되도록 제2 전압변환모듈(720)에서 출력되는 제2 출력전압을 제어한다.
이를 위해, 전류 제어기(710)는 전류 지령치 산출부(712), PI제어기(714), 및 PWM제어부(716)를 포함한다.
전류 지령치 산출부(712)는 제어부(221)로부터 분담 전력량을 수신하고, 분담 전력량을 제2 전압변환모듈(720)에서 출력되는 제2 출력전압의 값으로 제산하여 전류 지령치를 산출한다.
PI제어기(714)는 전류 지령치(Iref)와 제2 전력변환모듈(720)에서 출력되어 피드백되는 제2 출력전류(Ifbk)을 비교하여 제2 출력전류(Ifbk)가 전류 지령치(Iref)를 추종하도록 하는 게이팅 기준전압(Vgref)을 생성한다.
이에 따라 전류 제어기(710)는 제2 전력변환모듈(720)에 포함된 인버터(722)의 게이팅 기준전압(Vgref)을 조절함으로써 제2 전력변환모듈(720)에서 출력되는 제2 출력전압을 제어하게 된다.
PWM제어부(716)는 게이팅 기준전압(Vgref)을 입력받아 이를 PWM신호로 변조하여 제2 전력변환모듈(720)의 인버터(722)로 공급한다.
제2 전력변환모듈(720)은 배터리 관리장치로부터 공급되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 부하로 공급하고, 신재생 에너지원으로부터 공급되는 교류전력을 직류전력으로 변환하여 배터리 관리장치로 공급한다. 이러한 제2 전력변환모듈(720)의 기능 및 구성은 제1 전력변환모듈(420)의 기능 및 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
<배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법>
이하, 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로우차트이다. 도 8에 도시된 제어 방법은 도 2에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 배터리 에너지 저장 시스템에 적용될 수 있다.
먼저, 제어부가 전류 제어형 전력변환부가 부담할 분담 전력량을 산출한다(S800). 일 실시예에 있어서, 전력변환부의 분담 전력량은 각 전력 변환부로부터 수신한 충전 전력량 또는 방전 전력량을 합산한 값을 전력변환부의 개수로 제산함으로써 산출할 수 있다.
이후, 제어부는 전류 제어형 전력변환부가 전류 지령치를 산출할 수 있도록 산출된 분담 전력량을 전류 제어형 전력변환부로 전송한다(S810).
이후, 전압 제어형 전력변환부의 출력전류인 제1 출력전류가 제1 임계치 이상인지 여부를 판단하고(S820), 제1 출력전류가 제1 임계치보다 작으면 전압 제어형 전력변환부는 미리 정해진 제1 출력전압을 출력한다(S830).
S820의 판단결과, 제1 출력전류가 제1 임계치 이상인 경우 제1 출력전류가 제2 임계치 이상인지 여부를 판단하고(S840), 제1 출력전류가 제2 임계치보다 작으면 계통 허용 전압 변동값 범위 내에서 제1 출력전압을 수학식 1에 의해 산출되는 감소량만큼 감소시킨다(S850).
S840의 판단결과 제1 출력전류가 제2 임계치 이상이면 제1 출력전류가 배터리 에너지 저장 시스템의 한계전류 값 이상인지 여부를 판단하고(S860), 제1 출력전류가 배터리 에너지 저장 시스템의 한계전류값 보다 작으면 배터리 에너지 저장 시스템의 한계전압 변동값 범위 내에서 제1 출력전압을 상기 수학식 2에 의해 산출되는 감소량만큼 감소시킨다(S870).
한편, S860의 판단결과 제1 출력전류가 배터리 에너지 저장 시스템의 한계전류값 이상이면 배터리 에너지 저장 시스템의 운전을 중지시킨다(S880).
상술한 S850 및 S870에서 전압 제어형 전력변환부에 포함된 인버터의 게이팅 기준전압을 수학식 1 및 2에 의해 산출되는 감소량 만큼 감소시킴으로써 제1 출력전압을 감소시킬 수 있다.
상술한 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 이용하여 수행될 수 있는 프로그램 형태로도 구현될 수 있는데, 이때 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법을 수행하기 위한 프로그램은 하드 디스크, CD-ROM, DVD, 롬(ROM), 램, 또는 플래시 메모리와 같은 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록 매체에 저장된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200: 배터리 에너지 저장 시스템 210: 배터리 관리 장치
210a~210n: 배터리 랙 220: 전력 관리 장치
221: 제어부 222a:전압 제어형 전력변환부
222b~222n: 전류 제어형 전력 변환부
410: 전압 제어기 412, 714: PI제어기
414: 감소량 산출부 416, 716: PWM제어부
420: 제1 전력변환모듈 422, 722: 인버터
424, 724: 필터 710: 전류 제어기
712: 전류 지령치 산출부

Claims (13)

  1. 계통 연계시 계통에서 제공되는 전력을 배터리 관리장치에 제공하고 배터리 관리장치에서 제공되는 전력을 계통에 제공하는 제1 운전모드로 동작하고, 계통 비연계시 배터리 관리장치에서 제공되는 전력을 부하에 직접 공급하는 제2 운전모드로 동작하는 N개의 전력변환부; 및
    상기 전력변환부가 제2 운전모드로 동작할 때, 상기 전력변환부의 충전 또는 방전 전력량과 상기 전력변환부의 개수에 기초하여 상기 전력변환부의 분담 전력량을 산출하는 제어부를 포함하고,
    상기 N개의 전력변환부는,
    제2 운전모드로 동작시 상기 분담 전력량을 기초로 제1 출력전류가 부하에 인가되도록 제1 출력전압을 제어하는 전류 제어형 전력 변환부; 및
    제2 운전모드로 동작시 부하에 일정한 전압이 공급되도록 제2 출력전압을 제어하되, 상기 전류 제어형 전력 변환부가 동작하기 이전의 시간 동안 제2 출력전류가 임계치 이상이 되면 상기 제2 출력전압을 단계적으로 감소시키는 전압 제어형 전력변환부를 포함하고,
    상기 전압 제어형 전력변환부는, 상기 전압 제어형 전력변환부에 포함된 인버터의 게이팅 기준전압을 조절하여 상기 제2 출력전압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제어형 전력변환부는,
    배터리 관리장치로부터 공급되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 부하로 공급하는 제1 전력변환모듈;
    상기 제어부로부터 상기 분담 전력량을 수신하고, 상기 분담 전력량을 상기 제1 전력변환모듈에서 출력되는 제1 출력전압의 값으로 제산하고, 상기 제1 전력변환모듈에서 상기 제1 출력전류가 부하에 인가되도록 상기 제1 출력전압을 제어하는 전류 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전압 제어형 전력변환부는,
    배터리 관리장치로부터 공급되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 부하로 공급하는 제2 전압변환모듈;
    상기 제2 전압변환모듈에서 출력되는 제2 출력전류가 제1 임계치 이상이면 상기 제2 전압변환모듈에서 출력되는 제2 출력전압의 감소량을 지수함수적으로 증가시키고, 상기 제2 출력전류가 제1 임계치보다 큰 제2 임계치 이상이면 상기 제2 출력전압의 감소량을 선형적으로 증가시키는 전압 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 전압변환모듈은, 상기 배터리 관리장치로부터 공급되는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 인버터를 포함하고,
    상기 전압 제어기는, 상기 인버터의 게이팅 기준전압을 조절하여 상기 제2 출력전압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전압 제어기는,
    상기 배터리 에너지 저장 시스템의 정격전류의 값을 상기 전력변환부의 개수로 제산한 값을 상기 제1 임계치로 설정하고,
    상기 배터리 에너지 저장 시스템의 정격전류의 값을 상기 제2 임계치로 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 출력전류가 제1 임계치 이상일 때 상기 제2 출력전압의 감소량은 수학식
    Figure 112013120462283-pat00003
    를 이용하여 산출하고,
    상기 수학식에서 a는 미리 정해진 가중치이고, x는 상기 제2 전압변환모듈에서 출력되고 있는 제2 출력전류의 값이며, N은 전력변환부의 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2 출력전류가 제2 임계치 이상일 때 상기 제2 출력전압의 감소량은 수학식
    Figure 112013120462283-pat00004
    를 이용하여 산출하고,
    상기 수학식에서 x는 상기 제2 전압변환모듈에서 출력되고 있는 제2 출력전류의 값이고, x1은 상기 배터리 에너지 저장 시스템의 정격전류의 값이며, x2는 상기 배터리 에너지 저장 시스템의 한계전류의 값이고, y1은 계통 허용 전압 변동값이며, y2는 상기 배터리 에너지 저장 시스템의 한계 전압 변동값을 나타내는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 N개의 전력변환부로부터 각 전력변환부의 충전 또는 방전 전력량을 수신하고,
    상기 각 전력변환부의 충전 또는 방전 전력량을 합산한 값을 상기 전력변환부의 개수로 제산한 값을 상기 전력변환부의 분담 전력량으로 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  9. 전류 제어형 전력변환부와 전압 제어형 전력변환부를 포함하는 N개의 전력변환부를 갖는 배터리 에너지 관리 시스템의 제어 방법으로서,
    상기 전류 제어형 전력변환부의 분담 전력량을 산출하는 단계;
    상기 분담 전력량을 상기 전류 제어형 전력변환부로 전송하는 단계; 및
    상기 전류 제어형 전력변환부가 상기 분담 전력량을 기초로 동작하기 이전의 시간 동안 상기 전압 제어형 전력변환부의 출력전류가 임계치 이상이 되면 상기 전압 제어형 전력변환부의 출력전압이 단계적으로 감소되도록 상기 전압 제어형 전력변환부의 출력전압을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 제어하는 단계에서, 상기 전압 제어형 전력변환부에 포함된 인버터의 게이팅 기준전압을 조절하여 상기 출력전압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어하는 단계에서,
    상기 출력전류가 제1 임계치 이상이면 상기 출력전압의 감소량을 지수함수적으로 증가시키고, 상기 출력전류가 제1 임계치보다 큰 제2 임계치 이상이면 상기 출력전압의 감소량을 선형적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 임계치는 상기 배터리 에너지 저장 시스템의 정격전류의 값을 상기 전력변환부의 개수로 제산한 값이고, 상기 제2 임계치는 상기 배터리 에너지 저장 시스템의 정격전류의 값인 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어하는 단계에서,
    상기 출력전류가 제1 임계치 이상이면 상기 출력전압의 감소량은 수학식
    Figure 112013120462283-pat00005
    를 이용하여 산출하고,
    상기 출력전류가 제2 임계치 이상이면 상기 출력전압의 감소량은 수학식
    Figure 112013120462283-pat00006
    를 이용하여 산출하며,
    상기 수학식에서 a는 미리 정해진 가중치이고, x는 상기 전압 제어형 전력변환부에서 출력되고 있는 출력전류의 값이며, N은 전력변환부의 개수이고, x1은 상기 배터리 에너지 저장 시스템의 정격전류의 값이며, x2는 상기 배터리 에너지 저장 시스템의 한계전류의 값이고, y1은 계통 허용 전압 변동값이며, y2는 상기 배터리 에너지 저장 시스템의 한계 전압 변동값인 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
  13. 삭제
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