KR101605475B1

KR101605475B1 - Grid-connected large capacity energy storage system with UPS function

Info

Publication number: KR101605475B1
Application number: KR1020140019266A
Authority: KR
Inventors: 현덕수; 심종수; 김대웅; 송리규
Original assignee: 세방전지(주)
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2016-03-22
Also published as: KR20150098120A

Abstract

본 발명은 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 계통전원의 정전유무에 따라 서로 다른 방전심도로 충전부의 사용량을 설정하기에 정전시 전원공급시간의 증가 및 배터리의 수명을 증대시킬 수 있는 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템에 관한 것이다. [0001] The present invention relates to a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function, and more particularly, to a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function, To a grid-connected mass storage energy system having an uninterruptible power supply function capable of increasing battery life.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a grid-connected large capacity energy storage system (UPS)

일반적으로, 정전시에는 비상발전기를 구동함으로써 필요한 전원을 공급받는데, 이러한 비상발전기는 연료의 사용에 의해 동력을 발생시키는 엔진을 갖는다. Generally, during a power failure, the emergency generator is supplied with the required power, which has an engine that generates power by use of the fuel.

최근에는 비상발전기를 대체하기 위한 시스템으로서, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)이 개발되어 사용되고 있다. 이러한 에너지 저장 시스템은 피크 부하의 제어, 비상발전기의 대체 등과 같은 다양한 목적으로 활용할 수 있으며, 그 편리함과 비용 경쟁력으로 인해 비상발전기 등에 비하여 보급면에서 우위를 점할 것으로 예상하고 있다.In recent years, an energy storage system (ESS) has been developed and used as a system for replacing an emergency generator. Such an energy storage system can be utilized for various purposes such as control of peak load, replacement of emergency generator, etc., and it is expected that the energy storage system will be superior in terms of supply compared to emergency generator due to its convenience and cost competitiveness.

종래의 에너지 저장 시스템(예를 들면, 공개특허 제2009-0036751호)은 단지 에너지를 축전지에 저장하고, 저장된 에너지를 단지 수동적으로만 연결된 기기에 공급하는 점에서 재난, 발전이나 송전 시설의 갑작스런 고장으로 인한 정전 또는 계획된 정전 시 가정이나 사무실 또는 산업 현장 등의 여러 장소에서 필요한 장비에 전원을 신속하게 제공하지 못하는 문제점을 갖는다. Conventional energy storage systems (e.g., Laid-Open Patent Application No. 2009-0036751) are used to store energy only in batteries and to supply the stored energy only to passively connected devices, resulting in disasters, sudden failures of power generation or transmission facilities There is a problem in that power can not be quickly supplied to the necessary equipment at various places such as a home, an office, or an industrial site in the case of a power outage or planned power outage caused by the power failure.

따라서 종래에는 특허등록 제1288723호(2013.07.16일 등록)를 통하여 전원의 저장을 위한 다수의 축전지에 AC전원을 DC전원으로 변환하여 상기 축전지에 저장되도록 하고, 전원공급부에서 AC 전원의 공급이 중단되면, 상기 축전지에 저장된 DC 전원을 DC-AC 인버터를 통하여 AC 전원으로 변환시켜 전원사용처에 공급하도록 하였다. Accordingly, conventionally, the AC power is converted into a DC power to a plurality of accumulators for storing power through patent registration No. 1288723 (registered on July 16, 2013) and stored in the accumulator, and the supply of AC power is interrupted The DC power stored in the battery is converted to an AC power through a DC-AC inverter and supplied to the power source.

즉, 종래에는 UPS 기능을 갖는 에너지저장시스템을 구비하여 전원이 차단되더라도 전원의 공급이 이루어질 수 있도록 하였다. That is, in the prior art, an energy storage system having a UPS function is provided so that power can be supplied even when the power is shut off.

그러나 상기와 같은 종래기술은 에너지저장시스템을 통하여 무정전 전원기능을 구현할 수 있으나, 에너지저장시스템의 축전지에서 전원을 공급하던 중에 정전되었을 경우, 상기 축전지의 충전율이 낮은 상태가 될 수 있어 정전시 전원의 공급시간이 짧아짐과 동시에 축전지가 완전 방전될 수 있어 수명이 짧아지는 문제점이 있었다. However, the above-described conventional technique can implement the uninterruptible power supply function through the energy storage system. However, when the power is supplied from the storage battery of the energy storage system, the charging rate of the storage battery may become low, The supply time is shortened, and at the same time, the battery can be completely discharged, shortening the life span.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 에너지저장시스템와 무정전전원장치가 결합된 무정전 전원기능을 구비한 계통연계형 대용량 에너지저장시스템을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function in which an energy storage system and an uninterruptible power supply system are combined.

또한 본 발명은 계통전원의 온 또는 오프에 따라 서로 다른 방전심도로서 에너지저장시스템을 에너지저장모드와 무정전전원모드로 구동시켜 전원공급시간 및 수명을 증대시킬 수 있는 무정전 전원기능을 구비한 계통연계형 대용량 에너지저장시스템을 제공함에 있다. The present invention also relates to a grid-connected type power supply system having an uninterruptible power supply function capable of increasing the power supply time and lifetime by driving the energy storage system in the energy storage mode and the uninterruptible power supply mode with different discharge depths depending on the on / And a large-capacity energy storage system.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다. The present invention includes the following embodiments in order to achieve the above object.

본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템의 바람직한 실시예는 상호간에 전기적으로 통전가능 하도록 연결되는 하나 이상의 배터리팩을 구비하여 외부계통전원에서 공급된 전원을 충전하고, 내부계통전원에 전원을 공급하는 충전부; 상기 외부계통전원의 교류를 직류로 변환시켜 상기 충전부에 인가하고, 상기 충전부에서 출력된 직류를 교류로 변환시켜 상기 내부계통전원에 공급하는 전력변환부(Power Conversion System); 및 상기 전력변환부를 제어하여 상기 충전부를 충전 하거나 상기 내부계통전원으로 공급하는 에너지저장모드와, 정전시에 상기 충전부에서 내부계통전원으로 전원을 공급하는 무정전 전원모드로 상기 전력변환부를 제어하는 제어패널; 상기 충전부의 충전율을 감지하여 상기 제어패널에 송신하는 비엠에스(Battery Management System); 및 박스형의 건축구조물로서 내측 공간을 형성하는 내부의 천정면과 벽면 및 바닥면에 절연재로서 마감되고, 외면에서 보온재로 마감되는 컨테이너; 상기 제어패널은 상기 전력변환부에서 외부계통전원의 정전여부를 감지하는 모니터링수단으로부터 정전감지신호가 인가되면, 상기 전력변환부를 제어하여 에너지저장모드에서 무정전 전원모드로 구동시키는 제어부; 시간을 카운팅하여 상기 제어부에 인가하는 타이머; 및 상기 제어부의 제어에 의하여 상기 충전부의 충전율, 시간, 에너지저장모드 또는 무정전 전원모드의 구동상태를 표시하는 디스플레이를 포함하고, 상기 제어부는 상기 충전부의 정격용량에 따른 사용량을 표시하는 방전심도를 에너지저장모드에 비하여 무정전 전원모드에서 높게 설정하여 상기 내부계통전원에 전원을 공급 또는 차단하도록 에너지저장모드와 무정전 전원모드 방전오프조건을 설정하고, 상기 방전오프조건은 상기 충전부에서 전원 공급이 개시된 이후에 설정된 방전심도에 도달되기까지 걸리는 시간인 것을 특징으로 하고, 상기 컨테이너는 상기 하나 이상의 배터리팩을 지지하도록 평면을 이루는 수평프레임과, 상기 수평프레임을 지지하는 수직프레임을 구비하는 지지대; 투명유리로서 상기 컨테이너의 내측을 개폐시키도록 전면에서 회전식으로 입구를 개폐시키는 제1도어; 및 금속재질로 이루어진 도어로서 상기 제1도어의 외측에서 입구를 개폐시키는 제2도어를 포함한다. A preferred embodiment of the grid-connected large capacity energy storage system having the uninterruptible power supply function according to the present invention comprises at least one battery pack connected to each other so as to be electrically energized to charge the power supplied from the external system power supply, A charging unit for supplying power to the power source; A power conversion unit for converting an alternating current of the external system power supply to a direct current and applying the converted direct current to the charging unit, converting the direct current outputted from the charging unit to an alternating current and supplying the alternating current to the internal system power supply; And a control panel for controlling the power conversion unit to an uninterruptible power supply mode in which the charging unit supplies power to an internal system power supply at the time of a power failure, the control unit controlling the power conversion unit to charge the charging unit or supplying the charging unit to the internal system power supply, ; A battery management system for sensing a charging rate of the charging unit and transmitting the charging rate to the control panel; And a container which is closed as an insulating material on the inner ceiling surface, the wall surface and the bottom surface forming the inner space as a box-like building structure and closed with a heat insulating material on the outer surface; Wherein the control panel controls the power conversion unit to operate in an energy saving mode to an uninterruptible power supply mode when a power failure detection signal is applied from a monitoring unit that detects power failure of an external system power supply in the power conversion unit; A timer for counting time to apply to the control unit; And a display for displaying a charging rate, a time, an energy storage mode, or a driving state of the uninterruptible power supply mode under the control of the controller, wherein the controller calculates a discharge depth indicating an amount of usage according to the rated capacity of the charging unit, The energy storage mode and the uninterruptible power supply mode discharge-off condition are set so that the power supply to the internal system power supply is set higher in the uninterruptible power supply mode than in the storage mode, and the discharge-off condition is set after the power supply is started Wherein the container includes a horizontal frame having a flat surface for supporting the at least one battery pack, and a vertical frame for supporting the horizontal frame; A first door that opens and closes the inlet in a rotational manner on the front surface so as to open and close the inside of the container as a transparent glass; And a door made of a metal material, the door being opened and closed at the outside of the first door And a second door.

또한 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 전력변환부는 상기 제어패널의 제어에 의하여 상기 외부계통전원과 내부계통전원에서 각각 충전부에 연결되는 전원라인을 스위칭하는 스위칭수단을 포함한다. According to another embodiment of the present invention, the power conversion unit includes switching means for switching power supply lines connected to the charging unit in the external system power supply and the internal system power supply under the control of the control panel.

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본 발명은 대용량 에너지저장시스템을 이용하여 계통전원의 정전시에 부하에 전원을 공급할 수 있기에 별도의 무정전 전원장치를 구비할 필요가 없어 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다. The present invention can supply power to a load at the time of power failure of a system power supply using a large-capacity energy storage system, so there is no need to provide a separate uninterruptible power supply unit, thereby reducing cost.

또한 본 발명은 대용량 에너지저장시스템에서 계통전원의 온오프에 따라서 충전부의 방전심도를 서로 다르게 설정함에 따라 에너지저장모드에서 충전부의 잔여 충전율이 높아지고, 무정전전원모드에서 사용가능한 전력량이 증가될 수 있어 정전시에 전원공급시간이 증대되고, 방전심도에 따른 충전부의 충전율을 조절함에 따라 충전부를 구성하는 이차 전지의 수명을 증대시킬 수 있는 효과가 있다. Further, according to the present invention, since the discharging depth of the charging unit is set differently according to the on / off state of the system power in the large energy storage system, the remaining charging rate of the charging unit in the energy storing mode is increased and the amount of power available in the uninterruptible power supply mode can be increased, The life of the secondary battery constituting the charging unit can be increased by adjusting the charging rate of the charging unit according to the depth of discharge.

도 1은 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템을 도시한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템의 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템의 제어방법을 도시한 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템의 제어방법에서 에너지저장모드를 도시한 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템의 제어방법에서 무정전 전원모드를 도시한 순서도이다. FIG. 1 is a plan view showing a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function according to the present invention.
3 is a flowchart showing a control method of a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function according to the present invention.
4 is a flowchart showing an energy storage mode in a control method of a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating an uninterruptible power supply mode in a method of controlling a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function according to the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지 저장시스템을 도시한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지 저장시스템을 도시한 블럭도이다. FIG. 1 is a perspective view of a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function according to the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지 저장시스템은 외부에 위치된 발전시설이나 전력회사로부터 공급되는 고압의 전원을 전달하는 외부계통전원(500)과, 상용전원을 부하에 공급하는 내부계통전원(600)과, 하나 이상의 배터리팩(110)이 직렬 또는 병렬로 연결되어 상기 외부계통전원(500)에서 공급된 전원을 충전하고 내부계통전원(600)으로 공급하는 충전부(100)와, 상기 충전부(100)가 수용된 내측으로 상기 외부계통전원과 내부계통전원이 연결된 컨테이너(700)와, 상기 외부계통전원(500)과 내부계통전원(600) 및 충전부(100)에 연결되는 전원라인을 스위칭하는 전력변환부(300)와, 상기 충전부(100)의 충전율을 감지하는 비엠에스(200)(BMS : Battery Management System)와, 상기 외부계통전원(500)의 정전유무에 따라서 에너지저장모드와 무정전 전원모드로서 구동되도록 상기 전력변환부(300)를 제어하는 제어패널(400)을 포함한다. 1 and 2, the grid-connected large capacity energy storage system having the uninterruptible power supply function according to the present invention includes an external grid power source 500 for transmitting a high voltage power supplied from an external power generation facility or a power company, An internal system power supply 600 for supplying a commercial power to a load and at least one battery pack 110 connected in series or in parallel to charge the power supplied from the external system power supply 500 and to supply power to the internal system power supply 600 A container 700 connected to the external system power supply and the internal system power supply to the inside of the battery pack 100 to receive the external system power supply 500 and the internal system power supply 600, A battery management system (BMS) 200 for sensing the charging rate of the charging unit 100, a power management unit 300 for controlling the power of the external system power source 500 Depending on the presence or absence of a power failure To be driven as an energy storage mode and an uninterruptible power mode, and a control panel 400 for controlling the power converter 300. The

상기 충전부(100)는 하나 이상의 배터리팩(110)이 직렬 또는 병렬로 연결되어 상기 외부계통전원(500)으로부터 공급된 전원에 의하여 충전되고, 상기 내부계통전원(600)으로 충전된 전원을 공급한다. The charging unit 100 is connected to one or more battery packs 110 in series or in parallel and is charged by a power supply supplied from the external system power supply 500 and supplies the charged power to the internal system power supply 600 .

상기 비엠에스(200)(BMS:Battery Management System)는 상기 하나 이상의 배터리팩(110)중 하나 이상으로 이루어진 그룹별로 연결된다. 상기 비엠에스(200)는 연결된 배터리팩(110)의 충전율을 감지하여 상기 제어패널(400)에 송신한다. The BMS (Battery Management System) 200 is connected to each group of at least one of the one or more battery packs 110. The non-MS 200 senses the charging rate of the connected battery pack 110 and transmits it to the control panel 400.

상기 컨테이너(700)는 박스형의 건축구조물로서 내측에서 상기 전력변환부(300)와 제어패널(400) 및 충전부(100)를 수용할 수 있는 공간을 형성한다. 여기서 상기 컨테이너(700)는 내부의 천정면과 벽면 및 바닥면에 절연재로서 마감되고, 외면에서 보온재로 마감되어 하나 이상의 배터리팩이 직렬 또는 병렬로 연결되는 충전부(100)를 지지하도록 내측에서 하나 이상의 단을 이루도록 설치되는 지지대(730)를 포함하고, 전면에서 회전식으로 입구를 개폐시키는 제1도어(710)와 제2도어(720)를 포함한다. The container 700 is a box-like building structure and forms a space for accommodating the power conversion unit 300, the control panel 400, and the charging unit 100 from the inside. Herein, the container 700 is finished as an insulating material on the inner ceiling surface, the wall surface, and the bottom surface, and is finished with a heat insulating material on the outer surface so that one or more battery packs are connected in series or in parallel. And includes a first door 710 and a second door 720 that open and close the inlet in a rotational manner at the front surface.

상기 지지대(730)는 상기 배터리팩(110)이 안착 되도록 평면을 이루는 수평프레임이 상하방향으로 정렬되어 수직프레임에 의하여 각각 고정되도록 형성된다. The support frame 730 is horizontally arranged in a vertical direction so that the battery pack 110 is seated thereon, and is fixed by vertical frames.

상기 제1도어(710)는, 예를 들면, 투명유리로서 상기 컨테이너(700)의 내측을 개폐시키고, 상기 제2도어(720)는, 예를 들면, 금속재질로 이루어진 도어로서 상기 제1도어(710)의 외측에서 입구를 개폐시킨다. The first door 710 opens and closes the inside of the container 700 as transparent glass. The second door 720 is a door made of, for example, a metal material, (710).

예를 들면, 에너지저장시스템은 외부계통전원(500)이 정전되면, 무정전 전원 모드로서 구동되어 내부계통전원(600)에 전원을 공급한다. 이때, 에너지저장시스템은 내부계통전원(600)에 전원을 공급하던 중이었다면, 상기 충전부(100)의 충전율이 낮은 상태일 수 있다. 따라서 종래에는 에너지 저장모드에서 무정전 전원모드로 변환시에 충전율일 낮다면, 외부계통전원(500)에서 전원이 다시 공급되지 않은 상황인데도 불구하고 내부계통전원에 공급할 수 시간이 짧아질 수 있고, 또한 낮은 충전율에서 내부계통전원(600)에 전원을 공급함에 따라 상기 충전부가 완전 방전될 수 있어 수명이 단축될 수 있다. For example, when the external system power supply 500 is out of order, the energy storage system is driven as an uninterruptible power supply mode and supplies power to the internal system power supply 600. At this time, if the energy storage system is supplying power to the internal system power source 600, the charging rate of the charging unit 100 may be low. Accordingly, if the charging rate is low at the time of conversion from the energy storage mode to the uninterruptible power supply mode, the time to supply the internal system power supply can be shortened even though the external system power supply 500 does not supply power again, As the power is supplied to the internal system power source 600 at the charging rate, the charging unit can be completely discharged and the service life can be shortened.

하지만, 본 발명은 상술한 바와 같이 컨테이너와 같은 건축용 구조물에 다 수개의 배터리팩으로서 충전부(100)를 구비함에 따라서 배터리의 용량을 증가시킬 수 있다. 아울러 본 발명은 상기와 같은 배터리 용량의 증대와 함께 상기 충전부(100)의 방전심도를 에너지저장모드와 무정전 전원모드별로 서로 다르게 설정하여 정전시의 전원공급시간 및 배터리팩(110)의 수명을 증대시키는 것을 특징으로 한다. However, the present invention can increase the capacity of the battery by providing the charging unit 100 as a plurality of battery packs in a building structure such as a container as described above. In addition, with the increase of the battery capacity as described above, the discharge depth of the charging unit 100 is set differently for each of the energy storage mode and the uninterruptible power supply mode, thereby increasing the power supply time during power failure and the service life of the battery pack 110 .

이와 같은 본 발명의 특징은 하기의 전력변환부(300)와 제어패널(400)의 작용을 통하여 달성될 수 있다. The characteristics of the present invention can be achieved through the operation of the power conversion unit 300 and the control panel 400 described below.

상기 전력변환부(300)는 PCS(Power conversion System)으로서 외부계통전원(500)에서 공급된 교류전원을 직류로서 변환하여 상기 충전부(100)에 충전하고, 상기 충전부(100)에서 출력된 직류를 교류로 변환하여 상기 내부계통전원(600)으로 공급한다. 이를 위하여 상기 전력변환부(300)는 상기 외부계통전원(500)과 내부계통전원(600)에서 충전부(100)에 각각 연결되는 전원라인을 스위칭하는 스위칭수단(310)과, 상기 외부계통전원(500)의 교류를 직류로 변환시키는 AD컨버터(320)와, 상기 충전부(100)의 직류를 교류로 변환시키는 DA인버터(330)와, 상기 외부계통전원(500)의 정전을 감지하는 모니터링 수단(340)과, 상기 비엠에스(200)에서 인가되는 충전율 감지신호를 상기 제어패널(400)에 송신하는 비엠에스 통신수단(350)을 포함한다. The power conversion unit 300 converts AC power supplied from the external system power supply 500 as a DC (Power Conversion System) into DC power and charges the charging unit 100. The DC power supplied from the charging unit 100 And supplies the AC power to the internal system power source 600. The power conversion unit 300 includes switching means 310 for switching the power supply lines connected to the charging unit 100 in the external system power supply 500 and the internal system power supply 600, 500) for converting an alternating current of the external system power source 500 into a direct current (DC), a DA inverter 330 for converting a direct current of the charging unit 100 into an AC current, And a non-MS communication unit 350 for transmitting a charging rate sensing signal applied from the non-MS 200 to the control panel 400.

상기 스위칭수단(310)은 상기 제어패널(400)의 제어에 의하여 상기 외부계통전원(500)과 AD 컨버터(320)에 연결되는 전원 라인과, 상기 내부계통전원(600)과 DA 인버터(330)에 연결되는 전원 라인을 스위칭한다. The switching unit 310 includes a power supply line connected to the external system power supply 500 and the AD converter 320 under the control of the control panel 400 and a power supply line connected to the internal system power supply 600 and the DA inverter 330. [ Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI >

여기서 상기 AD 컨버터(320)는 상기 외부계통전원(500)과 상기 충전부(100) 사이에 설치되고, 상기 DA인버터(330)는 상기 충전부(100)에서 내부계통전원(600)라인 사이에 설치된다. The AD converter 320 is installed between the external system power supply 500 and the charging unit 100 and the DA inverter 330 is installed between the internal system power supply 600 lines in the charging unit 100 .

즉, 상기 스위칭수단(310)은 에너지 저장모드에서 상기 외부계통전원(500)라인에서 인가되는 교류전원을 상기 충전부(100)에 공급하여 충전시키고, 상기 충전부(100)에서 충전된 전원을 내부계통전원(600)으로 공급하도록 각각의 전원라인을 선택적으로 스위칭한다. That is, the switching unit 310 supplies the AC power supplied from the external system power supply line 500 to the AC power supply unit 100 in the energy storing mode and charges the AC power supplied from the AC power supply unit 100 to the internal system And selectively switches the respective power supply lines to supply power to the power supply 600.

또한 상기 스위칭수단(310)은 무정전 전원모드라면, 상기 DA 인버터(330)에서 상기 내부계통전원(600)에 연결되는 전원라인을 스위칭하여 상기 충전부(100)의 전원이 상기 내부계통전원(600)으로 공급되도록 한다. If the switching unit 310 is in the uninterruptible power supply mode, the DA inverter 330 switches the power supply line connected to the internal system power supply 600 so that the power of the charging unit 100 is supplied to the internal system power supply 600, .

상기 모니터링수단(340)은 상기 외부계통전원(500)의 정전 또는 전원공급을 감지하여 상기 제어패널(400)에 인가한다. 더욱 바람직하게로는 상기 모니터링수단(340)은 상기 충전부(100)에서 상기 내부계통전원(600)으로 공급되는 전원의 유무 및 그 레벨을 감지하여 상기 충전부(100)의 이상 유무를 감지함도 가능하다. The monitoring means 340 senses the power supply or power supply of the external system power supply 500 and applies the power to the control panel 400. More preferably, the monitoring unit 340 may detect the presence or absence of a power source supplied from the charging unit 100 to the internal system power source 600 and the level of the power source to detect an abnormality of the charging unit 100 Do.

상기 비엠에스통신수단(350)은 상기 충전부(100)에서 하나 이상의 배터리팩의 충전율을 감지하는 비엠에스(200)의 충전율 감지신호를 수신하여 상기 제어패널(400)에 인가한다. The non-MS communication means 350 receives the charging rate sensing signal of the BMS 200 for sensing the charging rate of one or more battery packs in the charging unit 100 and applies the charging rate sensing signal to the control panel 400.

상기 제어패널(400)은 상기 비엠에스통신수단(350)과 통신을 수행하는 제어통신부(440)와, 충전오프조건과 방전오프조건의 입력신호를 출력하는 입력부(420)와, 상기 충전부(100)의 충전율과 에너지저장모드 및/또는 무정전 전원모드와, 외부계통전원(500)의 정전유무 및 내부계통전원(600)의 전원유무를 출력하는 디스플레이(430)와, 상기 스위칭수단(310)을 제어하여 에너지저장모드와 무정전 전원모드로서 상기 충전부(100) 및 전력변환부(300)를 구동시키는 제어부(410)를 포함한다. The control panel 400 includes a control communication unit 440 for communicating with the non-MS communication unit 350, an input unit 420 for outputting input signals of a charge-off condition and a discharge-off condition, A display 430 for outputting a charging rate of the external power supply 500, an energy storage mode and / or an uninterruptible power supply mode, a power failure of the external system power supply 500 and the power supply of the internal system power supply 600, And a control unit 410 for controlling the charging unit 100 and the power converting unit 300 as an energy storing mode and an uninterruptible power supply mode.

상기 제어통신부(440)는 상기 전력변환부(300)의 비엠에스통신수단(350)에서 인가된 상기 충전부(100)의 충전율 감지신호를 상기 제어부(410)에 인가한다. The control communication unit 440 applies the charging rate sensing signal of the charging unit 100 applied from the non-MS communication unit 350 of the power conversion unit 300 to the control unit 410.

상기 입력부(420)는 다 수개의 키패드를 구비하여, 각각의 키패드의 조합에 의하여 출력된 명령어를 상기 제어부(410)에 인가한다. 여기서 상기 입력부(420)는 관리자가 상기 에너지저장모드와 무정전 전원모드의 구동에 필요한 충전오프조건과 방전오프조건을 각각 입력하면, 이에 해당되는 전기적신호를 상기 제어부(410)에 인가한다.The input unit 420 includes a plurality of keypads and applies commands to the control unit 410 according to the combination of the keypads. Here, the input unit 420 inputs the charge off condition and the discharge off condition necessary for the energy saving mode and the uninterruptible power supply mode, respectively, and applies the corresponding electrical signal to the controller 410.

여기서 상기 충전오프조건과 방전오프조건은 에너지저장모드에서 상기 충전부(100)의 충전율과, 방전심도 및 시간중 선택된 하나 이상과, 상기 외부계통전원(500)의 정전 유무로 설정될 수 있다. 또한 상기 방전오프조건은 상기 무정전 전원모드에서 상기 충전부(100)의 방전심도와 충전율과 시간중 적어도 하나 이상이 선택적으로 설정될 수 있다. Here, the charge-off condition and the discharge-off condition may be set to at least one selected from a charging rate, a discharge depth and a time of the charging unit 100 in the energy storage mode, and a power failure of the external system power supply 500. Also, at least one of the discharge depth, charging rate and time of the charging unit 100 may be selectively set in the discharge-off condition in the uninterruptible power supply mode.

상기 시간조건은 에너지저장모드에서 전력사용량이 많은 시간대와 적은 시간대로서 분할하여 전력사용량이 적은 시간에 외부계통전원(500)으로서 충전부(100)를 충전하도록 충전시간을 설정하고, 전력사용량이 많은 낮시간(오전 09시~오후 9시)을 방전시간으로 설정할 수 있다. The time condition is divided into a time zone in which the amount of power consumption is large and a time zone in which the power consumption is large in the energy storage mode, a charging time is set so as to charge the charging unit 100 as the external system power source 500 at a time when the power consumption is low, The time (09:00 am to 9:00 pm) can be set as the discharge time.

여기서 상기 방전심도는 에너지저장모드에 비하여 무정전 전원모드의 방전심도를 높게 설정하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 방전심도는 상기 배터리팩의 정격용량중에서 사용된 양을 의미한다. 즉, 본 발명은 에너지저장모드에서 정격용량에서 사용가능한 양을 낮게 설정하여 정전시에 공급 가능한 용량을 증가시키고, 무정전 전원모드에서 방전심도를 높게 설정하여 사용가능한 용량이 증대됨에 따라 정전동안 전원공급가능한 시간을 증가시킨다. Here, the discharge depth is preferably set to a higher discharge depth in the uninterruptible power supply mode than in the energy storage mode. Here, the discharge depth means an amount used in the rated capacity of the battery pack. That is, according to the present invention, the usable capacity in the rated capacity is set low in the energy storage mode to increase the available capacity in the power failure, and the discharge depth in the uninterruptible power mode is set high, Increase the time available.

또한 상기 시간조건은 무정전 전원모드에서 상기 충전부(100)의 충전율(방전심도)을 산출하여 잔여 충전율에서 전원공급시에 설정된 방전심도에 도달되기까지의 시간을 산출하여 정전 발생시간부터 카운팅하여 산출된 시간 이후에 상기 충전부(100)의 전원공급을 차단함도 가능하다. Also, the time condition is calculated by calculating the charging rate (discharge depth) of the charging unit 100 in the uninterruptible power supply mode, calculating the time from the remaining charging rate until reaching the discharge depth set at the time of power supply, It is also possible to cut off the power supply of the charging unit 100 after a predetermined time.

상기 제어부(410)는 상기 입력부(420)에서 입력된 충전오프조건과 방전오프조건에 따라서 상기 스위칭수단(310)를 제어한다. 즉, 상기 제어부(410)는 에너지저장모드에서 전력사용량이 적은 심야시간(예를 들면, 오전0시~09시)에 상기 스위칭수단(310)을 제어하여 상기 외부계통전원(500)과 상기 충전부(100) 사이의 전원라인을 스위칭 온 하여 상기 충전부(100)를 충전시키고, 전력사용량이 많은 낮시간(오전09시~오후09시)에는 상기 스위칭수단(310)을 제어하여 상기 내부계통전원(600)과 충전부(100) 사이의 전원라인을 스위칭온한다. The control unit 410 controls the switching unit 310 according to the charging off condition and the discharging off condition input from the input unit 420. That is, the controller 410 controls the switching unit 310 at a midnight time (for example, 0:00 am to 09:00 am) in which the amount of power consumption is small in the energy storage mode so that the external system power supply 500, The power supply line between the internal power supply 100 and the power supply line 100 is switched on to charge the charging unit 100 and the switching unit 310 is controlled during the daytime (09:00 am to 09:00 pm) 600 and the charger 100 are switched on.

상기 제어부(410)는 상기 에너지저장모드에서 외부계통전원에서 인가되는 전원으로 상기 배터리팩(110)을 충전하던 중에 충전율이 100%가 되면, 상기 스위칭수단(310)을 제어하여 상기 외부계통전원(500)에서 인가되는 전원을 다시 바이패스 시켜 외부계통전원(500)으로 송출하는 것이 바람직하다. The control unit 410 controls the switching unit 310 to switch the external system power supply 310 when the charging rate reaches 100% while the battery pack 110 is being charged with the power supplied from the external system power supply in the energy storage mode. 500 to the external system power supply 500 again.

상기 제어부(410)는 에너지 저장모드에서 상기 내부계통전원(600)에 전원을 공급하던중에 상기 배터리팩(110)에서 공급되는 전원이 설정된 충전율, 방전심도 또는 설정 시간에 해당되는 지를 판단하여 상기 스위칭수단(310)을 제어한다. 상기 제어부(410)는 설정된 충전율, 방전심도 또는 시간에 도달되면 상기 충전부(100)의 방전을 오프시키고, 상기 외부계통전원(500)에 연결된 전원라인을 스위칭하여 상기 충전부(100)를 충전시킨다. 아울러 상기 제어부(410)는 내부계통전원(600)의 전원공급이 차단되지 않도록, 외부계통전원(500)에서 인가되는 고압을 상기 충전부(100)를 거치지 않고 직접 내부계통전원(600)으로 공급되도록 특고압을 상용전원으로 변환시키도록 전원 라인을 스위칭한다. The control unit 410 determines whether the power supplied from the battery pack 110 corresponds to a set charging rate, a discharge depth or a set time while the internal system power source 600 is being supplied with power in the energy storage mode, (310). The control unit 410 turns off the discharge of the charging unit 100 and switches the power source line connected to the external system power source 500 to charge the charging unit 100 when the charging rate, the discharge depth or the time is reached. The control unit 410 controls the internal power supply 600 so that the high voltage applied from the external power supply 500 is directly supplied to the internal power supply 600 without passing through the charging unit 100, Switch power line to convert extra high voltage to commercial power.

상기와 같은 특고압의 외부계통전원(500)을 상용전원으로 변환시키는 것은 상기 전력변환부(300)(Power Conversion System)를 통하여 이루어지며, 이는 일반적으로 공지된 구성 및 작용임에 따라 그 상세한 설명을 생략하였다. The external power supply 500 having a high voltage may be converted into a commercial power through the power conversion unit 300, which is generally known in the art. .

또한 상기 제어부(410)는 상기 에너지저장모드에서 상기 모니터링수단(340)에서 정전감지신호가 인가되면, 무정전 전원모드로서 구동되도록 상기 스위칭수단을 제어한다. 이때 상기 제어부(410)는 에너지저장모드에서 설정된 방전심도 보다 높은 레벨로서 방전심도를 설정하고, 상기 배터리팩의 충전율에 따라서 전원공급가능한 시간을 산출 및 카운팅하여 방전오프조건에 해당되는 지를 판단한다. In addition, the control unit 410 controls the switching unit to be driven as the uninterruptible power supply mode when the monitoring unit 340 receives the detection signal in the energy storage mode. At this time, the controller 410 sets the discharge depth at a level higher than the discharge depth set in the energy storage mode, and calculates and counts a power supplyable time according to the charging rate of the battery pack to determine whether the discharge discharge condition is satisfied.

즉, 상기 제어부(410)는 무정전 전원모드에서 상기 에너지저장모드 보다 높은 방전심도와 충전율에 따라서 현재 충전부(100)에서 전원의 공급 가능 시간을 산출하고, 산출된 시간을 카운팅하여 상기 충전부(100)의 완전방전(충전율 0%) 또는 수명을 단축 시킬 수 있을 정도(충전율 5%이하)의 방전이 이루어지지 않도록 내부계통전원(600)의 전원공급을 제한한다. That is, the control unit 410 calculates the supply time of the power from the current charging unit 100 according to the discharge depth and the charging rate higher than the energy storage mode in the uninterruptible power supply mode, counts the calculated time, The power supply of the internal system power supply 600 is restricted so that the discharge of the full power supply (charging rate of 0%) or the discharge of shortening the lifetime (charging rate of 5% or less) is not performed.

상기 디스플레이(430)는 상기 제어부(410)의 제어에 의하여 상기 비엠에스(200)에서 측정된 충전부(100)의 충전율과, 설정된 충전시간 또는 전원공급시간을 카운팅하는 타이머(450)를 표시하고, 설정된 방전심도 및 에너지저장모드와 무정전 전원모드, 그리고 충전 또는 방전상태임을 각각 표시한다. The display 430 displays a timer 450 for counting the charging rate of the charger 100 and the set charging time or power supply time measured by the MBS 200 under the control of the controller 410, The set discharge depth and energy storage mode, the uninterruptible power supply mode, and the charging or discharging state, respectively.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 하기에서 상기와 같은 구성을 통하여 달성될 수 있는 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지 저장장치의 제어방법을 첨부된 도 3 내지 도 5의 순서도를 참조하여 상세히 설명한다. The method of controlling a grid-connected mass storage energy storage device having an uninterruptible power supply function including the above-described configuration and capable of being achieved through the above-described configuration will now be described with reference to FIGS. 3 to 5 Will be described in detail.

도 3은 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템의 제어방법을 도시한 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a control method of a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function according to the present invention.

도 3을 참조하면, 에너지저장모드와 무정전 전원모드에서의 충전오프조건과 방전오프조건을 설정하는 설정단계(S100)와, 외부계통전원(500)을 충전하여 내부계통전원(600)에 연결되는 부하에 전원을 공급하는 에너지저장모드 구동단계(S200)와, 에너지저장모드(ESS) 구동단계(S200)에서 정전 발생여부를 판단하는 정전판단단계(S300)와, 상기 정전판단단계(S300)에서 정전이 감지되면 무정전 전원모드로 구동되는 무정전 전원모드(UPS) 구동단계(S400)를 포함한다. Referring to FIG. 3, it is assumed that a charging step S100 is performed to set a charge-off condition and a discharge-off condition in the energy storage mode and the uninterruptible power supply mode. A power failure determination step S300 for determining whether a power failure has occurred in an energy storage mode driving step S200 for supplying power to the load and an energy saving mode driving step S200, And an uninterruptible power supply mode (UPS) driving step (S400) in which an uninterruptible power supply mode is driven when a power failure is detected.

상기 설정단계(S100)는 상기 제어부(410)가 입력부(420)를 통하여 입력되는 에너지저장모드와 무정전 전원모드의 충전조건과 방전조건, 충전오프조건 및 방전오프조건을 설정등록하는 단계이다. 여기서 작업자는 상기 입력부(420)를 통하여 에너지저장모드의 충전조건, 방전조건, 충전오프 및 방전오프조건을 입력하고, 상기 무정전모드의 방전오프조건을 입력한다. The setting step S100 is a step of setting and registering the charging condition, the discharging condition, the charging off condition, and the discharging off condition of the energy storage mode and the uninterruptible power supply mode, which are inputted through the input unit 420, Here, the operator inputs the charging condition, the discharging condition, the charging off and the discharging off condition of the energy storage mode through the input unit 420 and inputs the discharging off condition of the uninterruptible mode.

상기 에너지저장모드의 충전조건과 방전조건은 전력사용량이 적은 심야시간대에 상기 충전부(100)를 충전시키고, 전력사용량이 많은 낮시간대에 충전부(100)에서 전원을 공급하도록 충전시간과 전원공급시간을 설정한다. 또한 상기 충전조건은 상기 충전부(100)의 충전율을 포함한다. 상기 충전율은 상기 충전부(100)에서 구비된 하나 이상의 배터리팩의 충전율로서 완전 방전되기 이전의 충전율(예를 들면, 5%이상)로 설정됨이 바람직하다. The charging condition and the discharging condition of the energy storage mode are such that the charging unit 100 is charged in the middle of the night when the power consumption is small and the charging time and the power supply time are set so that the charging unit 100 supplies the power in the daytime, Setting. The charging condition includes the charging rate of the charging unit 100. It is preferable that the charging rate is set to a charging rate (for example, 5% or more) before the battery is completely discharged as the charging rate of one or more battery packs provided in the charging unit 100.

또한 상기 충전오프조건은 외부계통전원(500)의 정전과, 상술한 전원공급시간 이외에 상기 충전부(100)의 충전율을 설정한다. 바람직하게로는 상기 충전부(100)가 100%충전되기 보단 95%~99%로서 설정함이 바람직하다. Also, the charge-off condition sets the charging rate of the charging unit 100 in addition to the power failure of the external system power source 500 and the power supply time described above. Preferably, the charging unit 100 is set to 95% to 99% instead of 100%.

상기 에너지저장모드의 방전오프조건은 상기 충전부(100)의 방전 심도와 충전율 및 시간조건을 포함한다. 여기서 상기 방전심도는 에너지저장모드의 구동중에 무정전 전원모드로 변환될 시에 충전전력이 부족한 상태를 방지하기 위하여 무정전 전원모드의 방전심도에 비하여 낮게 설정되는 것이 바람직하다. The discharge-off condition of the energy storage mode includes the discharge depth of the charging unit 100, the filling rate, and the time condition. Here, it is preferable that the discharge depth is set to be lower than the depth of discharge in the uninterruptible power supply mode in order to prevent a state in which the charging power is insufficient when the energy storage mode is converted into the uninterruptible power supply mode.

상기 무정전 전원모드의 방전오프조건은 상기 충전부(100)의 방전심도와, 충전율 및 상기 충전부(100)의 충전율 대비하여 전원의 공급이 가능한 시간에 해당된다. 여기서 상기 무정전 전원모드의 방전심도는 상기 에너지저장모드에서 설정되는 방전심도에 비하여 높게 설정된다. 상기 방전오프조건에서 시간조건은 상기 충전부(100)의 현재 충전율에서 전원공급시에 설정된 방전심도까지 도달될 수 있는 시간에 해당된다. The discharge-off condition of the uninterruptible power supply mode corresponds to the depth of discharge of the charging unit 100, the charging rate, and the time when the charging of the charging unit 100 is possible in relation to the charging rate. Here, the discharge depth of the uninterruptible power supply mode is set to be higher than the discharge depth set in the energy storage mode. The time condition in the discharge-off condition corresponds to the time at which the discharge rate set at the time of power supply at the current charging rate of the charging unit 100 can be reached.

상기 에너지저장모드의 구동단계(S200)는 상기 외부계통전원(500)에서 인가되는 교류를 직류로 변환시켜 상기 충전부(100)에 충전하고, 상기 충전부(100)의 직류를 교류로 변환시켜 상기 내부계통전원(600)에 공급하는 단계이다. 이와 같은 에너지저장모드의 구동단계는 도 4의 순서도를 참조하여 후술한다. In the energy storage mode driving step S200, the alternating current supplied from the external system power supply 500 is converted into a direct current to charge the charging unit 100, the direct current of the charging unit 100 is converted into alternating current, To the system power supply 600. The driving step of the energy storage mode will be described later with reference to the flowchart of FIG.

상기 정전판단단계(S300)는 상기 제어부(410)가 상기 모니터링수단(340)의 정전감지신호를 확인하여 상기 에너지저장모드에서 상기 무정전 전원모드로 변환시켜 구동하기 위한 단계이다. 상기 모니터링수단(340)은 상기 외부계통전원(500)에 연결되는 전원라인을 모니터링하여 전원의 공급이 차단되면, 상기 제어부(410)에 정전감지신호를 송신한다. The power failure determination step S300 is a step for the controller 410 to check the power failure detection signal of the monitoring means 340 and convert the energy saving mode to the uninterruptible power supply mode. The monitoring unit 340 monitors a power line connected to the external system power source 500 and transmits an electrostatic detection signal to the controller 410 when the power supply is interrupted.

상기 무정전 전원모드 구동단계(S400)는 상기 정전판단단계(S300)에서 정전감지신호가 인가되면, 상기 무정전 전원모드로 구동되어 설정된 방전심도와 상기 충전부(100)의 충전율에 대비하여 산출된 시간 내에 내부계통전원(600)에 전원을 공급하는 단계이다. 상기 무정전 전원모드의 구동단계(S400)는 첨부된 도 5를 참조하여 후술한다. In the step S400 of operating the uninterruptible power supply mode, when the electrostatic charge detection signal is applied in the step S300, the discharge depth set by the uninterruptible power supply mode and the charging rate of the charging unit 100 And supplying power to the internal system power source 600. [ The driving step S400 of the uninterruptible power supply mode will be described later with reference to FIG.

도 4는 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템의 제어방법에서 에너지저장모드를 도시한 순서도이다. 4 is a flowchart showing an energy storage mode in a control method of a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function according to the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 에너지저장모드의 구동단계(S200)는 시간을 카운팅하는 타이머 온단계(S201)와, 설정된 충전조건에 해당되면 외부계통전원(500)을 충전부(100)에 충전시키는 충전단계(S202)와, 상기 충전단계(S202)에서 충전오프조건에 해당되는 지를 판단하는 충전오프 판단단계(S203)와, 상기 충전오프 판단단계(S203)에서 충전오프조건에 해당 되면 전원을 공급하는 전원공급단계(S204) 및 대기단계(S208)와, 상기 전원공급단계(S204)에서 방전오프조건에 해당 되는 지를 판단하는 방전오프 판단단계(S205)와, 상기 방전오프 판단단계(S205)에 해당 되면 내부계통전원(600)의 전원공급을 차단하는 방전오프단계(S206)와, 디스플레이(430)에 표시하는 디스플레이출력단계(S207)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the driving step S200 of the energy storage mode includes a timer ON step S201 for counting time, a charging operation for charging the external power supply 500 to the charger 100, (S203), a charge-off determination step (S203) for determining whether the charge-off condition is satisfied in the charging step (S202), and a power-off determination step (S205) to determine whether the discharge is in a discharge-off condition in the power supply step (S204), the standby step (S208), and the power supply step (S204) A discharge OFF step S206 for cutting off the power supply to the internal system power supply 600 and a display output step S207 for displaying on the display 430. [

상기 타이머 온단계(S201)는 상기 제어부(410)가 타이머(450)를 온 시키고, 시간의 카운팅 신호를 수신하는 단계이다. The timer on step S201 is a step in which the controller 410 turns on the timer 450 and receives a time counting signal.

상기 충전단계(S202)는 상기 제어부(410)가 설정된 충전시간 또는 충전율에 해당 되면, 외부계통전원(500)에서 인가되는 교류 전원을 상기 충전부(100)에 충전시키는 단계이다. 여기서 상기 제어부(410)는 상기 스위칭수단(310)을 제어하여 상기 외부계통전원(500)에서 상기 충전부(100)에 연결된 전원라인을 스위칭온 시켜 상기 외부계통전원(500)에서 공급된 전원이 상기 충전부(100)에 충전되도록 한다. 그러므로 상기 충전부(100)는 상기 외부계통전원(500)에서 인가되는 교류가 상기 AD컨버터(320)에서 직류로 변환되어 공급된다. 이때 비엠에스(200)는 각각 하나 이상의 배터리팩의 충전율을 감지하여 상기 제어부(410)에 인가한다. 상기 제어부(410)는 상기 디스플레이(430)를 제어하여 상기 비엠에스(200)로부터 수신된 상기 충전부(100)의 충전율과 방전심도 및 현재 시간을 출력하도록 제어한다. The charging step S202 is a step of charging the charging unit 100 with the alternating current power supplied from the external system power supply 500 when the controller 410 corresponds to the set charging time or charging rate. The control unit 410 controls the switching unit 310 to switch on the power supply line connected to the charging unit 100 in the external system power supply 500 so that the power supplied from the external system power supply 500 So that the charging unit 100 is charged. Therefore, the AC power supplied from the external system power source 500 is converted into DC from the AD converter 320 and supplied to the charging unit 100. At this time, each of the BMS 200 senses the charging rate of one or more battery packs and applies it to the controller 410. The controller 410 controls the display 430 to output the charging rate, the discharge depth and the current time of the charging unit 100 received from the AS 200.

상기 충전오프 판단단계(S203)는 상기 충전단계(S202) 중에 상기 제어부(410)가 충전오프조건에 해당되는 지를 판단하는 단계이다. 상기 제어부(410)는 설정된 상기 타이머(450)의 카운팅신호와 상기 비엠에스(200)의 충전율 감지신호를 수신하여 전원공급시간 및 충전율 조건에 해당되는 지를 판단한다. 또한 상기 제어부(410)는 상기 모니터링수단(340)을 통하여 정전감지신호의 수신 여부에 따라서 충전오프를 판단함도 가능하다. The charging off determination step S203 is a step of determining whether the controller 410 is in the charging off condition during the charging step S202. The controller 410 receives the counting signal of the timer 450 and the charging rate sensing signal of the non-MS 200 to determine whether the charging time and charging rate condition are satisfied. In addition, the controller 410 may determine the charge-off according to whether the electrostatic charge sensing signal is received through the monitoring unit 340. FIG.

상기 전원공급단계(S204)는 상기 제어부(410)가 상기 충전오프 판단단계(S203)에서 충전오프조건에 해당 되면, 상기 충전부(100)의 충전 전원을 내부계통전원(600)에 전원을 공급하도록 상기 스위칭수단(310)을 제어하는 단계이다. 상기 제어부(410)는 상기 충전오프 판단단계(S203)에서 상기 타이머(450)의 카운팅신호를 수신하여 현재시간이 설정된 전원공급시간에 해당 되거나, 또는 상기 모니터링수단(340)으로부터 정전감지신호가 수신되면, 상기 스위칭수단(310)을 제어한다.In the power supply step S204, if the controller 410 determines that the charging is off in the charging off determination step S203, the charging power of the charging unit 100 is supplied to the internal system power source 600 And controlling the switching means 310. The control unit 410 receives the counting signal of the timer 450 in the charging off determination step S203 and determines whether the current time corresponds to the set power supply time or when a power failure detection signal is received from the monitoring unit 340 The switching means 310 is controlled.

상기 스위칭수단(310)은 상기 내부계통전원(600)과 상기 충전부(100) 사이에 연결되는 전원라인을 스위칭 온한다. 따라서 상기 충전부(100)의 전원은 상기 DA인버터(330)를 통하여 교류로 변환되어 상기 내부계통전원(600)에 출력된다.The switching unit 310 switches on the power supply line connected between the internal system power supply 600 and the charging unit 100. Therefore, power of the charging unit 100 is converted into AC through the DA inverter 330 and output to the internal system power source 600.

아울러 상기 제어부(410)는 상기 디스플레이(430)를 제어하여 상기 전원공급단계(S204)에서 비엠에스(200)로부터 수신되는 충전부(100)의 충전율과 현재 시간 및 현재 구동상태(전원공급)를 표시한다. In addition, the controller 410 controls the display 430 to display the charging rate of the charger 100, the current time and the current driving state (power supply) received from the MBS 200 in the power supply step S204 do.

상기 대기단계(S208)는 상기 충전오프 판단단계(S203)에서 상기 제어부(410)가 상기 비엠에스(200)로부터 수신된 상기 충전부(100)의 충전율이 설정된 충전오프조건에 해당되면, 상기 충전부(100)의 충전을 오프시키는 단계이다. 여기서 상기 제어부(410)는 상기 스위칭수단(310)을 제어하여 상기 외부계통전원(500)과 내부계통전원(600)을 직접연결하도록 전원라인을 스위칭시킨다. 마찬가지로 상기 디스플레이(430)는 상기 제어부(410)의 제어에 의하여 상기 대기중임을 표시한다. In step S208, if the charging rate of the charging unit 100 received from the non-MS 200 is equal to the charging-off condition set in the charging-off determining step S203, 100 is turned off. The control unit 410 controls the switching unit 310 to switch the power supply line so that the external system power supply 500 and the internal system power supply 600 are directly connected. Similarly, the display 430 indicates that the display 430 is in the standby state under the control of the controller 410.

이때 바람직하게로는 상기 전력변환부(300)에서 특고압의 외부계통전원(500)을 상용전원으로 변환시켜 상기 내부계통전원(600)으로 출력한다. 상기와 같은 전력변환부(300)의 작용은 일반적으로 공지된 PCS(Power Conversion System)에 해당되는 것으로 이에 대한 구성이나 작용에 대한 설명을 생략하였다. In this case, preferably, the power converter 300 converts the external power supply 500 having a high voltage to a commercial power and outputs the power to the internal power supply 600. The operation of the power conversion unit 300 as described above corresponds to a commonly known PCS (Power Conversion System), and a description of the configuration and operation thereof is omitted.

상기 방전오프 판단단계(S205)는 상기 전원 공급단계(S204)중에 설정된 방전오프조건에 해당되는 지를 판단하는 단계이다. 상기 제어부(410)는 상기 타이머(450)의 카운팅신호를 수신하여 현재 시간과 설정된 방전오프시간과 비교하고, 상기 충전부(100)의 현재 충전율과 설정된 충전율과, 충전부(100)의 전원 사용량과 설정된 방전심도를 비교하여 상기 충전부(100)의 전원공급 여부를 판단한다. The discharge-off determining step S205 is a step of determining whether the discharge-off condition is satisfied during the power supply step S204. The control unit 410 receives the counting signal of the timer 450 and compares the current time with a predetermined discharge off time and compares the current charging rate and the set charging rate of the charging unit 100 with the power usage amount of the charging unit 100 And determines whether the charging unit 100 is powered by comparing the discharge depths.

상기 방전오프단계(S206)는 상기 제어부(410)가 상기 방전오프 판단단계(S205)에서 방전오프조건에 해당되면, 상기 스위칭수단(310)를 제어하여 상기 충전부(100)에서 내부계통전원(600)의 전원공급을 차단하는 단계이다. If the controller 410 determines that the discharge is in a discharge-off condition in the discharge-off determining step S205, the controller 400 controls the switching unit 310 so that the internal power supply 600 The power supply of the power source is stopped.

상기 제어부(410)는 상기 방전오프 판단단계(S205)에서 상기 설정단계(S100)에서 설정된 방전오프조건(충전율, 방전심도, 시간)에 하나라도 해당되면 상기 스위칭수단(310)를 제어하여 상기 내부계통전원(600)과 충전부(100) 사이의 전원라인을 오프시켜 상기 충전부(100)의 전원공급을 차단한다. If at least one of the discharge-off conditions (charge rate, discharge depth, and time) set in the setting step S100 in the discharge-off determining step S205 is satisfied, the control unit 410 controls the switching unit 310, The power supply line between the system power source 600 and the charger unit 100 is turned off to cut off the power supply to the charger unit 100.

즉, 상기 제어부(410)는 상기 비엠에스(200)로부터 감지된 상기 충전부(100)의 충전율이 설정된 충전율에 해당되거나, 상기 충전부(100)의 사용량을 확인하여 설정된 방전심도에 해당되거나, 상기 타이머(450)의 카운팅신호를 수신하여 현재 시간이 설정된 방전오프시간에 해당 되면 상기 스위칭수단(310)를 제어하여 충전부(100)의 전원공급을 차단한다. That is, the control unit 410 determines whether the charging rate of the charging unit 100 sensed by the MBS 200 corresponds to the set charging rate or the used amount of the charging unit 100, The switching unit 310 is turned off to interrupt the power supply to the charger unit 100 when the current time corresponds to the set discharge-off time.

상기 디스플레이 출력단계(S207)는 상기 제어부(410)가 상기 디스플레이(430)에 상기 충전부(100)의 방전오프 상태 및 현재 충전율을 표시하도록 제어하는 단계이다. 여기서 상기 디스플레이(430)는 상기 제어부(410)의 제어에 의하여 상기 충전단계와 전원공급단계에서 상기 충전부(100)의 충전율과 현재 상태(예를 들면, 충전중 또는 전원공급중)을 시각적으로 표시하도록 출력함도 가능하다. The display output step S207 is a step in which the controller 410 controls the display 430 to display the discharge off state of the charging unit 100 and the current charging rate. The display 430 displays the charging rate of the charging unit 100 and the current state of the charging unit 100 (for example, charging or power supply) in the charging step and the power supplying step under the control of the controller 410 It is also possible to output it.

도 5는 본 발명에 따른 무정전 전원기능을 갖는 계통연계형 대용량 에너지저장시스템의 제어방법에서 무정전 전원모드를 도시한 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating an uninterruptible power supply mode in a method of controlling a grid-connected large capacity energy storage system having an uninterruptible power supply function according to the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 무정전 전원모드 구동단계(S400)는 상기 정전판단단계(S300)에서 상기 외부계통전원(500)의 정전이 감지되면 충전부(100)의 충전율 대비하여 전력공급시간을 산출하는 산출단계(S401)와, 상기 산출단계(S401) 이후에 상기 내부계통전원(600)에 전원을 공급하는 전원공급단계(S402)와, 상기 전원공급단계(S402)에서 방전오프조건에 해당되는 지를 판단하는 방전오프조건 판단단계(S403)와, 상기 방전오프조건 판단단계(S403)에서 설정된 방전오프조건에 해당되면, 전원공급을 차단하는 전원공급차단단계(S404)를 포함한다. Referring to FIG. 5, in operation S400, when the power failure of the external system power supply 500 is detected in the power failure determination operation S300, the power supply time is calculated in relation to the charging rate of the charging unit 100 A power supply step S402 for supplying power to the internal system power source 600 after the calculation step S401 and a power supply step S402 for determining whether a discharge off condition is satisfied in the power supply step S402 (S403) for judging a discharge-off condition to be performed and a power-off step (S404) for cutting off the power supply if the discharge-off condition set in the discharge-off condition determination step (S403) is satisfied.

상기 산출단계(S401)는 상기 제어부(410)가 상기 모니터링수단(340)에서 정전감지신호가 수신되면, 상기 비엠에스(200)에서 수신된 충전부(100)의 충전율 대비하여 전원의 공급이 가능한 시간을 산출하는 단계이다. 여기서 상기 제어부(410)는 상기 모니터링수단(340)으로 부터 외부계통전원(500)의 정전이 감지되면, 상기 비엠에스(200)에서 수신된 충전부(100)의 충전율과, 무정전 전원모드의 방전심도를 고려하여 현재 충전부(100)에서 설정된 방전심도에 도달되기까지 전원공급이 가능한 시간을 산출한다. In the calculating step S401, when the controller 410 receives the detection signal of the electrostatic charge in the monitoring unit 340, it calculates a time at which the power supply can be supplied with respect to the charging rate of the charger 100 received from the non- . When the controller 410 senses a power failure of the external power supply 500 from the monitoring unit 340, the control unit 410 determines the charging rate of the charging unit 100 received from the non-MS 200 and the discharge depth of the uninterruptible power supply mode And calculates the time available for power supply until the discharge depth set by the present charging unit 100 is reached.

여기서 상기 제어부(410)는 상기 에너지저장모드의 방전심도 보다 무정전 전원모드의 방전심도를 높게 산출함에 따라 상기 충전율이 에너지저장모드의 방전오프조건에 해당된 충전율보다 낮게 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 에너지저장모드의 방전오프조건에서 충전율은 10%라면, 무정전 전원모드의 충전율은 5%로 설정될 수 있다. 그러므로 상기 무정전 전원모드의 방전오프조건에서 시간조건은 현재 충전부(100)에서 충전되는 충전율이 30%이고, 방전오프조건으로 설정된 충전율이 5%에 해당 되면, 상기 제어부(410)는 상기 충전율이 30%에서 5%에 도달되기까지의 시간을 산출한다. Here, the controller 410 may set the discharging depth of the uninterruptible power supply mode to be higher than the discharging depth of the energy storage mode, so that the charging rate may be set lower than the charging rate corresponding to the discharging off condition of the energy storage mode. For example, if the charge rate is 10% under the discharge-off condition of the energy storage mode, the charge rate of the uninterruptible power supply mode may be set to 5%. Therefore, if the charging condition of the current charging unit 100 is 30% and the charging rate of the discharge-off condition is 5%, the control unit 410 determines that the charging rate is 30 % To 5% is calculated.

상기 전원공급단계(S402)는 상기 산출단계(S401) 이후에 상기 제어부(410)가 스위칭수단(310)을 제어하여 상기 내부계통전원(600)과 상기 충전부(100) 사이의 전원라인을 스위칭하여 상기 내부계통전원(600)에 전원을 공급하는 단계이다. 상기 스위칭수단(310)은 상기 제어부(410)의 제어에 의하여 상기 내부계통전원(600)과 충전부(100) 사이의 전원 라인을 연결시킨다. 따라서 상기 충전부(100)에서 출력된 직류전원은 상기 DA 인버터(330)를 통하여 교류로 변환되어 상기 내부계통전원(600)에 공급된다. 따라서 상기 내부계통전원(600)에 연결된 부하는 외부계통전원(500)의 정전시에도 정상적으로 동작할 수 있다. After the calculating step S401, the controller 410 controls the switching unit 310 to switch the power supply line between the internal power supply 600 and the charger 100 And supplying power to the internal system power source 600. The switching unit 310 connects the power supply line between the internal system power source 600 and the charging unit 100 under the control of the controller 410. Therefore, the DC power output from the charging unit 100 is converted to AC through the DA inverter 330 and supplied to the internal system power supply 600. [ Therefore, the load connected to the internal system power source 600 can operate normally even when the external system power source 500 is in a power failure state.

상기 방전오프조건 판단단계(S403)는 상기 전원공급단계(S402)에서 상기 제어부(410)가 방전오프조건에 해당되는 지를 판단하는 단계이다. 상기 제어부(410)는 상기 산출단계에서 산출된 시간과 현재 시간을 비교하여 전원공급의 차단여부를 판단한다. 또한 상기 제어부(410)는 상기 모니터링수단(340)에서 상기 외부계통전원(500)에서 전원감지신호가 수신되는 지를 판단한다.The discharge-off condition determination step S403 is a step of determining whether the controller 410 corresponds to a discharge-off condition in the power supply step S402. The controller 410 compares the time calculated in the calculating step with the current time to determine whether the power supply is blocked. In addition, the controller 410 determines whether a power detection signal is received from the external system power source 500 in the monitoring unit 340. [

상기 전원공급차단단계(S404)는 상기 제어부(410)가 상기 방전오프판단단계(S403)에서 상기 타이머(450)의 카운팅신호를 수신하여 현재시간과 상기 산출단계(S401)에서 설정된 시간을 비교한 결과, 현재 시간이 설정된 시간에 해당되면, 상기 스위칭수단(310)를 제어하여 상기 내부계통전원(600)에서 상기 충전부(100)에 연결되는 전원을 차단한다. In the power off step S404, the controller 410 receives the counting signal of the timer 450 in the discharge off determining step S403 and compares the current time with the time set in the calculating step S401 As a result, if the present time corresponds to the set time, the switching unit 310 is controlled to shut off the power connected to the charging unit 100 from the internal system power source 600.

또한 상기 제어부(410)는 상기 모니터링수단(340)의 감지신호를 통하여 외부계통전원(500)의 정전이 해소됨이 판단되면, 상기 스위칭수단(310)를 제어하여 상기 충전부(100)의 전원공급을 차단한다. The control unit 410 controls the switching unit 310 to supply power to the charging unit 100 when the external system power supply 500 is powered off through the sensing signal of the monitoring unit 340 .

상기와 같이 본 발명은 컨테이너와 같은 대형건축구조물에 하나 이상의 배터리팩을 구비함에 따라서 종래와 달리 에너지저장시스템에서 사용가능한 용량을 증대시킬 수 있고, 또한 에너지저장모드와 무정전 전원모드에서 각각의 방전심도를 다르게 설정함에 따라 정전시에 전원의 공급가능한 시간 및 용량을 증대시킬 수 있다. 또한 본 발명은 에너지저장모드의 방전심도를 낮게 설정함에 따라 정전시에 사용가능한 전력량을 증대시킬 수 있다. As described above, the present invention can increase the usable capacity of the energy storage system, unlike the prior art, by providing one or more battery packs in a large building structure such as a container. Further, in the energy storage mode and the uninterruptible power supply mode, It is possible to increase the supply time and capacity of the power supply during a power failure. In addition, since the discharge depth of the energy storage mode is set to be low, the present invention can increase the amount of power available during a power failure.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

100 : 충전부 200 : 비엠에스(BMS)
300 : 전력변환부 310 : 스위칭수단
320 : AD 컨버터 330 : DA인버터
340 : 모니터링수단 350 : 비엠에스통신수단
400 : 제어패널 410 : 제어부
420 : 입력부 430 : 디스플레이
440 : 제어통신부 450 : 타이머
500 : 외부계통전원 600 : 내부계통전원100: live part 200: BMS (BMS)
300: power conversion unit 310: switching means
320: AD converter 330: DA inverter
340: monitoring means 350: non-MS communication means
400: control panel 410:
420: Input unit 430: Display
440: control communication unit 450: timer
500: External system power supply 600: Internal system power supply

Claims

A charging unit having one or more battery packs electrically connected to each other to charge the power supplied from the external system power supply and supply power to the internal system power supply;
A power conversion unit for converting an alternating current of the external system power supply to a direct current and applying the converted direct current to the charging unit, converting the direct current outputted from the charging unit to an alternating current and supplying the alternating current to the internal system power supply; And
A control panel for controlling the power conversion unit in an energy storage mode for controlling the power conversion unit to charge the charging unit or supplying the charging unit to the internal system power supply and an uninterruptible power supply mode for supplying power from the charging unit to the internal system power supply during a power failure;
A battery management system for sensing a charging rate of the charging unit and transmitting the charging rate to the control panel; And
A box-like building structure having a ceiling surface, a wall surface, and a bottom surface formed as an inner space and closed as an insulating material and closed with a heat insulating material on the outer surface;
The control panel
A control unit for controlling the power conversion unit to operate in an energy saving mode and in an uninterruptible power supply mode when an electrostatic charge sensing signal is applied from a monitoring unit for detecting a power failure of an external system power supply in the power conversion unit;
A timer for counting time to apply to the control unit; And
And a display for indicating a charging rate, a time, an energy storage mode or a driving state of the uninterruptible power supply mode of the charging unit under the control of the control unit,
The control unit sets the discharge depth indicating the usage amount according to the rated capacity of the charging unit higher than the energy storage mode in the uninterruptible power supply mode so as to supply or block the power to the internal system power supply, Lt; / RTI >
Wherein the discharge-off condition is a time taken to reach a discharge depth set after the power supply is started in the charging unit,
The container
A support frame having a horizontal frame for supporting the at least one battery pack and a vertical frame for supporting the horizontal frame;
A first door that opens and closes the inlet in a rotational manner on the front surface so as to open and close the inside of the container as a transparent glass; And
The door is made of a metal material. The door is opened and closed at the outside of the first door A grid-based mass storage energy system having an uninterruptible power supply function including a second door.

The power control apparatus according to claim 1,
And switching means for switching a power supply line connected to the charging unit from the external system power supply and the internal system power supply under the control of the control panel.

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