KR101649815B1 - Battery management system and method - Google Patents

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KR101649815B1
KR101649815B1 KR1020150025882A KR20150025882A KR101649815B1 KR 101649815 B1 KR101649815 B1 KR 101649815B1 KR 1020150025882 A KR1020150025882 A KR 1020150025882A KR 20150025882 A KR20150025882 A KR 20150025882A KR 101649815 B1 KR101649815 B1 KR 101649815B1
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심재성
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a battery managing system is a system to receive power generated in a power plant and to transfer the power to a load. The battery managing system comprises: a converter for discharging a battery; an inverter for charging the battery; and a control unit for transferring power generated in the power plant to the load, and controlling charging or discharging of the battery. The control unit determines a discharging point of the battery according to a charging state of the battery when usage power of the load reaches a preset peak value. Therefore, the battery managing system not only reduces a usage amount of power of the power plant and charges the battery during a time with cheap electric charges, but also increases the charging state of the battery.

Description

배터리 관리 시스템 및 방법{Battery management system and method}[0001] The present invention relates to a battery management system and method,

본 발명은 배터리 관리 시스템에 대한 것으로서, 피크 전력의 예상 시기를 벗어나는 시기에 피크 전력이 발생하더라도, 배터리 충전시기 이외의 시간에 배터리의 충전이 가능하도록 함으로써, 배터리의 충전 상태를 효율적으로 제어할 수 있는 배터리 관리 시스템에 대한 것이다. The present invention relates to a battery management system, and more particularly, it relates to a battery management system capable of efficiently controlling a charged state of a battery by making it possible to charge the battery at a time other than a battery charging time even when peak power is generated at a time when a peak power is expected. The battery management system.

환경 파괴, 자원 고갈 등이 심각한 문제로 되면서, 에너지를 저장하고, 저장된 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. Environmental degradation, and resource depletion have become serious problems, there is a growing interest in a system capable of storing energy and efficiently utilizing stored energy.

또한, 이와 함께 발전 과정에서 공해를 유발하지 않거나 적게 유발하는 신재생 에너지에 대한 관심도 높아지고 있다. At the same time, interest in renewable energy that does not cause pollution or causes less pollution in the process of development is increasing.

에너지 저장 시스템은 이러한 신재생 에너지, 전력을 저장하는 배터리 시스템, 그리고 기존의 계통을 연계시키는 시스템으로서, 오늘날의 환경 변화에 맞추어 많은 연구 개발이 이루어지고 있다. The energy storage system is a system that links these renewable energy, the battery system that stores electric power, and the existing system, and many research and development are being carried out in accordance with today's environment change.

이러한 에너지 저장 시스템은 연계된 신재생 에너지, 배터리 시스템, 계통, 및 부하의 상태에 따라서 다양한 동작 모드를 가지며, 동작 모드들 사이의 전환이 안정적으로 이루어져야 하며, 이러한 선행기술문헌으로는 등록특허공보 제10-1417492호(2014.07.08.) 1부가 있습니다.Such an energy storage system has various operation modes according to the state of the associated renewable energy, battery system, system, and load, and switching between the operation modes must be stably performed. In this prior art document, 10-1417492 (2014.07.08.) There is one department.

본 발명은 배터리의 방전에 따른 발전소 전력의 사용량을 줄이고, 전기 요금이 싼 시간대에 배터리를 충전할 수 있을 뿐만 아니라, 전력 사용량이 피크치를 넘지 않는 범위 내에서 유동적으로 배터리의 충전 또는 방전이 이루어지도록 함으로써, 배터리 충전 상태를 보다 높일 수 있는 배터리 관리 시스템 및 그 방법을 제안하고자 한다. The present invention reduces power consumption of a power plant due to discharge of a battery, charges the battery at a time when the electricity rate is low, and allows the battery to be charged or discharged in a fluid manner within a range where the power consumption does not exceed a peak value. Thereby improving the battery charging state, and a method thereof.

실시예의 배터리 관리 시스템은, 발전소에서 생산된 전력을 수신하여, 부하측으로 전달하는 시스템으로서, 배터리를 충전시키기 위한 컨버터와, 상기 배터리를 방전시키기 위한 인버터와, 상기 발전소에서 생산된 전력을 부하측으로 전달하고, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 부하측의 사용 전력이 미리 설정된 피크치에 도달하는 경우에, 상기 배터리의 충전 상태에 따라 상기 배터리의 방전 시기를 결정한다. The battery management system of the embodiment includes a converter for charging the battery, an inverter for discharging the battery, and a controller for transmitting the power generated by the power plant to the load side And a control unit for controlling charging or discharging of the battery, wherein the control unit determines a discharging time of the battery according to a charged state of the battery when a usage power of the load reaches a predetermined peak value.

또한, 실시예의 배터리 관리 방법은, 발전소의 발전 전력을 수신하여 부하측으로 전달하고, 배터리에 저장된 전력을 변환하여 상기 부하측으로 전달하는 배터리 관리 방법으로서, 상기 부하측의 실시간 사용 전력을 모니터링하여, 미리 설정된 피크치에 도달하는지 여부가 감지되는 단계; 상기의 감지된 시간이 미리 설정된 피크 시간대인지 여부를 판단하는 단계; 판단 결과, 피크 시간대가 아닌 경우에, 상기의 감지된 시간과 피크 시간대와의 시간 간격을 확인하는 단계; 상기 부하측의 실시간 사용 전력이 상기 피크치 보다 높아지는 경우에, 상기 배터리의 방전을 수행하는 단계; 및 상기 배터리의 방전이 수행되는 동안, 상기 부하측의 사용 전력이 상기 피크치보다 작아지는 경우에, 상기 피크 시간대 이전까지 상기 배터리를 충전하는 단계;를 포함한다.The battery management method of the present invention is a battery management method for receiving generated power of a power plant and transferring the generated power to the load side and converting the power stored in the battery and delivering the power to the load side. Detecting whether a peak value is reached; Determining whether the detected time is a predetermined peak time zone; Determining a time interval between the sensed time and the peak time zone if the determination result is not the peak time zone; Performing a discharge of the battery when the real time use power of the load side becomes higher than the peak value; And charging the battery before the peak time when the power used by the load becomes smaller than the peak value while discharging the battery.

제안되는 바와 같은 실시예의 배터리 관리 시스템 및 방법에 의해서, 배터리 충전 시기와, 배터리 방전 시기가 고정적으로 운용되는 것이 아니라, 사용 전력의 피크치가 발생되는 시기와, 배터리 충전이 가능한 상태인지 여부를 확인함으로써, 배터리의 충전 상태를 보다 높은 상태로 유지할 수 있는 장점이 있다. By the battery management system and method of the embodiment as proposed, it is possible not to operate the battery charging timing and the battery discharging timing fixedly but to check whether the peak value of the used power is generated and whether or not the battery is chargeable So that the state of charge of the battery can be maintained at a higher level.

도 1은 사용 전력에 따라 배터리 방전을 통한 계통 전력 소비를 조절하는 경우와 그렇지 않은 경우를 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 시간대별 소비 전력을 분석한 과거 패턴의 일 예를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 실시예에 따라 배터리의 충전과 방전 시기를 제어하는 것을 보여주기 위한 그래프이다.
도 5는 본 실시예의 배터리 관리 시스템의 배터리 관리 방법을 설명을 하는 흐름도이다. FIG. 1 is a diagram showing the case where the system power consumption through the battery discharge is controlled according to the used power, and the case where the system power consumption is not controlled.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a battery management system according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing an example of a past pattern analyzing power consumption by time.
FIG. 4 is a graph showing the control of the charging and discharging timing of the battery according to the present embodiment.
5 is a flowchart for explaining a battery management method of the battery management system of this embodiment.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 첨부되는 도면과 함께 자세히 설명하여 본다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 사용 전력에 따라 배터리 방전을 통한 계통 전력 소비를 조절하는 경우와 그렇지 않은 경우를 도시한 도면이다. FIG. 1 is a diagram showing the case where the system power consumption through the battery discharge is controlled according to the used power, and the case where the system power consumption is not controlled.

도 1을 참조하면, 1A 곡선은 기존의 부하 곡선으로서, 시간대별로 전력 소비의 피크시를 고려한 배터리 충전 및 방전을 적용하지 않은 경우이다. 일반적인 부하측(공장, 건물 등) 사용 전력량이 도시된다. Referring to FIG. 1, curve 1A is a conventional load curve, in which battery charging and discharging are not applied in consideration of peak of power consumption in each time period. The amount of power used is shown on the general load side (factory, building, etc.).

예를 들면, 오전부터 사용 전력량이 증가하면서, 오후 1시나 2시 경에 피크치를 보이고, 점차 사용 전력량이 감소하는 패턴을 보인다. 이 경우, 발전소(예를 들면, 한전)와 체결된 피크치를 넘어서 전력 소비가 이루어지는 경우에는 요금 적용 전력이 크게 증가하기 때문에, 공장 등의 산업용 전기를 사용하는 곳에서는, 체결된 피크치를 넘기지 않기 위한 시스템을 구축하고 있다. For example, as the amount of power used increases from the morning, it shows a peak value at about 1:00 or 2:00 pm, and gradually shows a pattern in which the amount of power used decreases. In this case, when the power consumption exceeds the peak value coupled with the power plant (for example, KEPCO), the charge applied power greatly increases. Therefore, in a place where industrial electric power such as factories is used, System.

사용 전력량의 피크치를 낮추기 위하여, 부하측에서 사용가능한 전력을 충전하고 있는 배터리를 이용하는 경우에는, 1B 직선과 같이, 사용 전력량이 높은 시간대에는 배터리를 방전시켜 부하측으로 전달함으로써, 발전소로부터 전달되는 전력의 사용을 줄일 수 있다. In the case of using a battery charged with power available at the load side in order to lower the peak value of the used power amount, the battery is discharged to the load side at a time when the power consumption is high, such as 1B straight line, .

그리고, 1B 직선의 경우, 사용 전력이 높은 시간 대에 배터리의 방전이 이루어져 부하측으로 전력이 공급된 경우라면, 해당 배터리의 충전은 사용 전력량이 적은 시간대에 수행함으로써, 발전소 전력의 사용 요금에 포함되는 전력 사용도 함께 줄일 수 있다. In the case of the 1B straight line, if the battery is discharged in a time zone in which the operating power is high and power is supplied to the load side, the charging of the battery is performed in a time period in which the amount of power used is small, Power usage can also be reduced.

이와 같이 배터리의 충방전을 이용하여 공장과 같은 부하측의 전기 사용 금액을 줄일 수 있다. 그러나, 이러한 방법이 보다 효과적으로 사용되기 위해서는, 배터리의 충전 상태(SOC : State of Charge)에 대한 모니터링이 필요하고, 예상하지 못한 시기에 피크 전력이 발생하는 경우에 배터리 제어가 원활히 이루어져야 한다. By using the charge / discharge of the battery, it is possible to reduce the amount of electricity used on the load side such as the factory. However, in order to use this method more effectively, it is necessary to monitor the state of charge (SOC) of the battery and to smoothly control the battery when peak power is generated at an unexpected time.

공장과 같은 부하측의 경우, 발전소와의 계약에서 연중 사용 전력의 피크치에 따라 다음 1년 동안의 전기 요금을 결정하는 경우도 있기 때문에, 부하측에서는 사용 전력이 결정된 피크치에 도달하지 않도록 하기 위한 시스템 개발이 절실하다. 이러한 상황에서, 도 1에서와 같이 배터리를 사용하는 것에 의해, 부하측의 사용 전력 피크치를 낮추기 위한 시스템을 구축할 수 있다. In the case of a load side such as a factory, a contract with a power plant may determine the electricity rate for the next year according to the peak value of the power used throughout the year. Therefore, the system development to prevent the power from reaching the determined peak value at the load side I am desperate. In such a situation, by using the battery as shown in Fig. 1, it is possible to construct a system for lowering the use power peak value on the load side.

즉, 이러한 배터리 관리 시스템은, 사용 전력의 피크치 발생시에 배터리 방전을 통한 추가 전력이 공급되고, 사용 전력량이 낮은 시간대에 배터리를 충전하여 둔다. That is, in such a battery management system, additional power is supplied through battery discharge when a peak value of the used power is generated, and the battery is charged in a time period when the amount of used power is low.

그러나, 사용 전력에 따른 배터리의 방전 또는 충전을 수행함에 있어서, 배터리의 충전 상태에 따라 배터리의 방전 시기를 조절하여야 하거나, 배터리의 충전 시기를 조절해야 할 필요가 있다. 예를 들어, 사용 전력이 피크치까지 오르기 때문에배터리의 방전이 수행되는 시기이지만, 사용 전력량이 비교적 작은 경우에는, 배터리 충전 상태(SOC)에 따라 배터리의 충전과 방전을 제어할 필요가 있다. However, in discharging or charging the battery according to the used power, it is necessary to adjust the discharging timing of the battery according to the charging state of the battery, or to adjust the charging timing of the battery. For example, when the used electric power is relatively small, it is necessary to control the charging and discharging of the battery in accordance with the state of charge (SOC) of the battery.

즉, 배터리의 방전을 통한 사용 전력의 피크치 감소와, 배터리의 충전을 통한 사용 전력의 일부 증가의 시기를, 배터리의 충전 상태에 따라 다양하게 변화시키는 제어가 필요하다. That is, it is necessary to control the peak value of the used power through the discharge of the battery and the timing of the partial increase of the used electric power through the charging of the battery to variously change according to the charged state of the battery.

도 2는 본 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 구성을 보여주는 도면이다. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a battery management system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 실시예의 배터리 관리 시스템(100)은 발전소에서 생산된 전기를 부하측으로 전달하고, 부하측의 사용 전력량 및 배터리(200)의 충전 상태에 따라 상기 배터리(200)의 충전과 방전을 제어한다. Referring to FIG. 2, the battery management system 100 of the embodiment transmits electricity generated by a power plant to the load side, and charges and discharges the battery 200 according to the amount of power used on the load side and the state of charge of the battery 200 .

상기 배터리 관리 시스템(100)은 발전소, 부하측 및 배터리(200) 사이에 배치되어, 발전소로부터 전달되는 전력에 대한 부하측의 사용량을 모니터링한다. 그리고, 배터리(200)에 충전된 전기를 부하측으로 전달하거나 발전소의 전기를 상기 배터리(200)에 충전시키는 제어를 수행한다. 앞서 설명한 바와 같이, 부하측은 공장과 같이 전기를 소비하는 곳이고, 발전소와의 사이에서 전력 소비에 대한 전기 요금이 1년 단위로 계약될 수 있다. 예를 들면, 단위 kW당 전기 요금과, 1일 또는 순간 사용 전력의 피크치에 대한 사항과, 피크치를 넘어서는 경우 단위 kW당 전기 요금을 상향하는 등에 대한 사항이 미리 결정될 수 있다. The battery management system 100 is disposed between the power plant, the load side, and the battery 200, and monitors the usage of the load side with respect to the power transmitted from the power plant. Then, the battery 200 is transferred to the load side or the battery 200 is charged with electricity. As described above, the load side is a place where electricity is consumed like a factory, and electricity charges for power consumption with the power plant can be contracted on a yearly basis. For example, matters such as an electricity rate per unit kW, a peak value of a day or an instantaneous electric power, and an electricity rate per kW exceeding a peak value may be predetermined.

이러한 경우에, 상기 배터리 관리 시스템(100)은 상기 배터리(200)의 충전 상태와, 부하측의 사용 전력량에 따라 상기 배터리(200)의 충전 또는 방전을 제어한다. 특히, 1일 전력 사용 패턴중에는, 전력 소비량이 가장 높은 시간대(피크 시기)에, 상기 배터리(200)의 방전을 통한 부하측으로의 전기 공급이 이루어지지만, 피크 시기 이외의 시간대에 전력 소비가 일시적으로 급증하는 경우에는, 유동적으로 상기 배터리(200)의 방전과 충전 시기를 조절할 수 있다. 이러한 동작에 대해서는 아래에서 더 자세히 설명한다. In this case, the battery management system 100 controls the charging or discharging of the battery 200 according to the state of charge of the battery 200 and the amount of electric power used on the load side. Particularly, during the daily power use pattern, electricity is supplied to the load side through the discharge of the battery 200 at the time period (peak time) when the power consumption is the highest, but the power consumption is temporarily In case of a surge, the discharge and charging timing of the battery 200 can be flexibly adjusted. These operations are described in more detail below.

상기 배터리 관리 시스템(100)은 입력부(110), 방전 정지부(120), 제어부(130), 컨버터(140) 및 인버터(150)를 포함할 수 있으나, 반드시 이러한 구성이 구성되어야 하는 것은 아니다. The battery management system 100 may include an input unit 110, a discharge stop unit 120, a controller 130, a converter 140, and an inverter 150, but this configuration is not essential.

먼저, 제어부(130)는 부하측의 전력 사용 패턴을 저장하고, 그 패턴을 이용하여 상기 배터리(200)의 충전 또는 방전을 제어한다. 그리고, 배터리(200)의 충전 상태를 체크하여, 배터리(200) 충전을 위한 시기를 조율한다. First, the control unit 130 stores the power usage pattern on the load side, and controls the charging or discharging of the battery 200 using the pattern. Then, the charging state of the battery 200 is checked, and the timing for charging the battery 200 is adjusted.

상기 제어부(130)는 전기 요금이 싼 심야 전력(또는 주간 전력, 야간 전력)을 배터리(200)에 충전시키고, 전기 요금이 비싼 피크 전력 시간에 상기 배터리(200)를 방전시키면서 부하측으로 전기가 공급되도록 한다. The control unit 130 charges the battery 200 with the low-electricity nighttime power (or the daytime power and the nighttime power), discharges the battery 200 at the peak power time when the electricity rate is high, .

상세히, 상기 제어부(130)는 배터리(200)에 충전된 전기 에너지를 부하측으로 전달할 필요가 있다고 판단하는 경우에, 인버터(150)를 통하여 배터리의 전기 에너지가 부하측으로 전달되도록 한다. In detail, when the controller 130 determines that it is necessary to transfer the electric energy stored in the battery 200 to the load, the controller 130 causes the electric energy of the battery to be transferred to the load through the inverter 150. [

그리고, 상기 제어부(130)는 배터리(200)의 충전이 필요하다고 판단하는 경우에는, 발전소에서 생산된 전기를 컨버터(140)에 의해 DC 변환된 다음 배터리(200)에 충전되도록 제어한다. If the controller 130 determines that the battery 200 needs to be charged, the control unit 130 controls the converter 140 to convert the DC voltage generated by the power generating unit into a DC voltage and then charge the battery 200.

상기 제어부(130)는 부하측의 전력 소비와 관련하여 과거 데이터의 분석으로부터 피크 일시 또는 피크 시간대를 산출할 수 있다. 그리고, 사용자가 직접 입력부(110)를 통하여 배터리(200)의 충전 또는 방전이 이루어져야 하는 시기 또는 시간을 입력하는 것 역시 가능하다. The control unit 130 can calculate peak time or peak time zone from analysis of past data with respect to power consumption on the load side. It is also possible for the user to input the time or time for charging or discharging the battery 200 through the input unit 110 directly.

상기 제어부(130)는 과거 이력의 전력 소비 패턴을 분석하여, 배터리의 방전이 필요한 시기와, 배터리의 충전이 가능한 시기에 대해서 설정하여 둘 수 있다.The control unit 130 may analyze the power consumption pattern of the past history and set the timing for discharging the battery and the timing for charging the battery.

도 3은 시간대별 소비 전력을 분석한 과거 패턴의 일 예를 보여주는 그래프이다. 3 is a graph showing an example of a past pattern analyzing power consumption by time.

배터리 관리 시스템(100)은 배터리 충전 시기, 충전 또는 방전을 위한 대기, 배터리 방전 시기로 구분하여 상기 배터리(200)를 관리할 수 있다. 예를 들어, 전기 요금이 가장 싼 시간대가 배터리 충전 시기(도 3의 A 및 E 구간)가 되고, 사용 전력량이 많은 시간대가 배터리 방전 시기(도 3의 C 구간)가 될 수 있다. 그리고, 충전 또는 방전이 선택적으로 수행될 수 있는 대기 구간(도 3의 B 및 D 구간)이 존재한다. The battery management system 100 can manage the battery 200 by dividing the battery charging time, the waiting time for charging or discharging, and the battery discharging time. For example, the time zone in which the electricity rate is the lowest is the battery charging timing (section A and E in FIG. 3), and the time zone in which the amount of power used is large is the battery discharging timing (section C in FIG. 3). There is a standby section (sections B and D in Fig. 3) in which charging or discharging can be selectively performed.

이러한 경우에, 상기 제어부(130)는 A 및 E 구간에는 상기 배터리(200)의 충전이 이루어지도록 상기 컨버터(140)를 제어하고, C의 구간에는 상기 배터리(200)의 방전이 이루어지도록 상기 인버터(150)를 제어한다. In this case, the controller 130 controls the converter 140 so that the battery 200 is charged during the periods A and E. In the interval C, the controller 200 controls the inverter 200 to discharge the battery 200, (150).

그리고, 상기 제어부(130)는 B 및 D 구간의 경우에 현재의 소비 전력량에 기초하여 배터리(200)의 충전 또는 방전이 수행되도록 제어한다. The controller 130 controls the charging or discharging of the battery 200 based on the current amount of power consumption in the B and D sections.

실시예의 배터리 관리 시스템(100)은 배터리(200)의 충전 상태를 체크하고, 충전 상태가 기설정된 수치 보다 작아지는 경우에 배터리의 방전이 중단되도록 하는 방전 정지부(120)를 더 포함할 수 있다. The battery management system 100 of the embodiment may further include a discharge stop section 120 for checking the state of charge of the battery 200 and stopping the discharge of the battery when the state of charge becomes smaller than a predetermined value .

그리고, 배터리 관리 시스템(100)은 과거의 전력 사용 패턴을 바탕으로 배터리(200)의 충전과 방전 시기를 예측하고, 그에 따라 부하측으로의 전력 전달 또는 배터리의 충전을 수행한다. 그러나, 이러한 패턴의 허용범위를 벗어나는 전력 사용이 발생하는 경우에는, 과거 이력의 패턴과 비교하여 배터리의 충전과 방전 시기를 변경하는 것이 가능하다. 이에 대해서, 첨부되는 도 4와 함께 설명하여 본다. The battery management system 100 predicts the charging and discharging timing of the battery 200 based on the past power use pattern, and accordingly performs power transfer to the load side or charging of the battery. However, when power usage outside the allowable range of such a pattern occurs, it is possible to change the charging and discharging timing of the battery by comparing with the past history pattern. This will be described with reference to FIG. 4 attached hereto.

도 4는 본 실시예에 따라 배터리의 충전과 방전 시기를 제어하는 것을 보여주기 위한 그래프이다. FIG. 4 is a graph showing the control of the charging and discharging timing of the battery according to the present embodiment.

도 4에는 과거 데이터의 패턴과 크게 상이한 전력 사용이 감지되는 경우가 예시되어 있다. 즉, 과거 데이터의 패턴에 기초하여 배터리의 충전과 방전을 수행하는 경우에, 배터리의 충전 상태가 불량해지거나, 전력 사용이 피크치를 넘어서는 경우가 발생할 수 있는 경우이다. In FIG. 4, a case in which power usage significantly different from patterns of past data is detected is illustrated. That is, when the charging and discharging of the battery is performed based on the pattern of the past data, the charging state of the battery may become poor, or the power use may exceed the peak value.

도 4에 도시된 예를 참고하면, 배터리(200)의 충전이 수행되는 구간(A,E)과, 배터리(200)의 방전이 일어나는 구간(C)은 과거 전력 사용 패턴과 동일하다고 가정한다. 다만, 배터리의 충전 또는 방전이 본 실시예에 따라 유동적으로 제어될 수 있는 구간(도 3의 B 또는 D)에서 사용 전력이 피크치까지 증가하는 경우가 있다. Referring to the example shown in FIG. 4, it is assumed that the periods A and E where the battery 200 is charged and the period C where the battery 200 discharges occur are the same as the past power usage patterns. However, there is a case where the used power increases to a peak value in a section (B or D in Fig. 3) in which the charging or discharging of the battery can be flexibly controlled according to the present embodiment.

이때, 배터리 관리 시스템의 제어부(130)는 피크치가 발생한 구간이 과거 사용 패턴에 따라 배터리의 방전이 수행되는 구간(C)인 경우에는, 배터리(200)의 방전과 함께 발전소의 전력 사용 증가를 방지할 수 있다. The control unit 130 of the battery management system can prevent the battery 200 from being discharged and the power usage of the power plant to be increased when the period in which the peak value occurs is a period C in which the discharge of the battery is performed according to the past usage pattern can do.

그러나, 사용 전력의 피크치가 감지되는 시기가 과거 패턴에 따라 배터리의 방전이 수행되는 시기가 아닌 경우에는, 제어부(130)는 배터리(200)의 충전 및 방전 시기를 변동하기 위한 제어를 수행한다. However, when the peak value of the used power is not detected at the time when the discharge of the battery is performed according to the past pattern, the controller 130 performs control for varying the charging and discharging timing of the battery 200.

상세히, 제어부(130)는 현재의 사용 전력이 피크치에 도달하는 경우에, 과거 패턴에 따라 배터리(200)의 방전이 수행되는 시간대와의 시간 차이(시간 간격)를 확인한다. 그리고, 미리 설정된 시간 이상으로 시간 차이가 있는 경우에, 배터리(200)의 방전을 개시하도록 인버터(150)를 제어한다. In detail, when the current usage power reaches the peak value, the control unit 130 confirms the time difference (time interval) with the time zone in which the discharging of the battery 200 is performed according to the past pattern. If there is a time difference equal to or longer than a preset time, the inverter 150 is controlled to start discharging the battery 200. [

그리고, 현재의 사용 전력이 피크치 아래로 떨어지는 경우에는, 과거 패턴에 따라 배터리(200)의 방전이 수행되는 시간대까지 배터리(200)의 충전이 이루어지도록 컨버터(140)를 제어한다. 즉, 사용 전력이 피크치를 넘어가지 않도록, 일시적으로 배터리(200)를 방전시켜 부하측으로 전달하면서, 현재의 사용 전력을 계속 감시하여 피크치로부터 떨어지는 때에는 다음 배터리(200) 방전이 있는 때까지 지속적으로 또는 간헐적으로 배터리(200)를 충전시킨다. 이때, 상기 제어부(130)는 발전소의 전력을 부하측으로 전달하는 전력량과, 발전소의 전력으로 배터리(200)를 충전하는 전력량의 합이 미리 설정된 피크치를 넘지 않도록 한다. When the current use power falls below the peak value, the converter 140 is controlled so that the battery 200 is charged up to the time when the discharge of the battery 200 is performed according to the past pattern. That is, the battery 200 is temporarily discharged and transferred to the load side so that the used electric power does not exceed the peak value, and the current used power is continuously monitored. When the battery 200 falls from the peak value, And charges the battery 200 intermittently. At this time, the control unit 130 controls the sum of the amount of electric power for transferring the electric power of the power plant to the load side and the amount of electric power for charging the battery 200 by the electric power of the power plant to not exceed a predetermined peak value.

만약, 발전소의 전력으로 부하측 전력 소비와, 배터리 충전을 모두 수행하는 때에, 그 사용 전력이 미리 설정된 피크치를 초과한다고 판단하는 경우에는, 상기 제어부(130)는 배터리(200)의 충전을 중단하고, 배터리(200)의 방전으로 발전소의 전력 사용을 줄일 수 있도록 한다.If both the power consumption of the power plant and the charging of the battery are performed with the electric power of the power plant and it is determined that the used electric power exceeds the predetermined peak value, the control unit 130 stops charging the battery 200, The discharge of the battery 200 can reduce the power consumption of the power plant.

도 4에는 과거 패턴에 따라 미리 설정된 배터리(200) 충전 시기(A)와, 미리 설정된 배터리(200) 방전 시기(C) 사이의 기간에, 부하측의 사용 전력이 피크치를 넘어서는 구간(B1)이 발생한 경우가 도시되어 있다. 4 shows an example in which a period B1 in which the power used on the load side exceeds the peak value occurs in the period between the charging timing A of the battery 200 previously set according to the past pattern and the discharging timing C of the preset battery 200 Fig.

이때, 방전 시기(C) 이전에 부하측의 사용 전력이 떨어지는 구간(B2)이 발생하는 경우에, 상기 제어부(130)의 제어에 따라 방전 시기(C) 이전까지 배터리(200)의 충전이 수행되도록 함으로써, 배터리(200)의 안정적인 충전 상태가 유지되도록 한다. In this case, when the section B2 in which the usage power of the load is lowered before the discharge time C occurs, the battery 200 is charged until the discharge time C according to the control of the controller 130 Thereby stably maintaining the state of charge of the battery 200.

이러한 본 발명의 실시예는, 상기 B1 구간에서의 피크치 전력 사용이 감지되는 때에, 배터리(200)의 충전 상태가 기설정된 기준 충전량(예를 들면, 60%) 보다 작은 경우에, 배터리의 충전 상태를 유지하기 위한 방안이 될 수 있다. In this embodiment of the present invention, when the use of the peak value power in the B1 section is detected, when the charging state of the battery 200 is smaller than a predetermined reference charging amount (for example, 60%), It can be a way to maintain

본 발명의 배터리 관리 시스템의 관리 방법에 대해서, 도 5의 흐름도에 도시한다. A management method of the battery management system of the present invention is shown in the flowchart of FIG.

도 5는 본 실시예의 배터리 관리 시스템의 배터리 관리 방법을 설명을 하는 흐름도이다. 5 is a flowchart for explaining a battery management method of the battery management system of this embodiment.

먼저, 배터리 관리 시스템은 부하측의 사용 전력을 모니터링하고, 부하측 사용 전력이 피크치가 도달하는지 여부를 확인한다(S101). 여기서, 사용 전력은 부하측만의 전력 사용량이 될 수 있으나, 경우에 따라서는 부하측 전력 사용과 배터리 충전을 위한 전력 사용이 포함될 수도 있다. First, the battery management system monitors the use power of the load side and confirms whether the peak use value of the load side use power reaches (S101). Here, the used power may be the power consumption of only the load side, but in some cases, the use of the load side power and the use of the battery charging power may be included.

제어부(130)는 피크 전력이 발생된 시간이 과거 패턴에 기초하여 배터리의 방전이 수행되는 시기, 즉, 피크 시간대인지 여부를 확인한다(S102). The control unit 130 determines whether the peak power generation time is a peak discharge time or a peak discharge time of the battery based on the past pattern (S102).

확인 결과, 피크 시간대인 경우에는, 미리 결정된 제어 방법에 따라 배터리(200)의 방전(S108)이 수행되고, 지속적으로 사용 전력을 감시한다(S109). As a result of checking, if it is the peak time period, the discharge (S108) of the battery 200 is performed according to a predetermined control method, and the used power is continuously monitored (S109).

그러나, 확인 결과, 피크치에 도달하였거나, 피크치에 가깝게 사용 전력이 감지된 시간이 미리 설저된 피크 시간대가 아닌 경우에는, 피크 시간대와의 시간 차이를 확인한다(S103). 만약, 피크 시간대와의 시간 차이가 미리 설정된 시간 차이보다 작은 경우에는, 배터리의 방전이 이루어지지 않을 수 있다. 그러나, 미리 설정된 시간 차이 보다 큰 경우, 즉, 배터리 충전의 여유가 있을 경우에는, 배터리의 충전이 수행될 수 있다. However, if it is determined in step S103 that the peak time has elapsed or the time at which the used power is detected close to the peak value is not the predetermined peak time zone, the time difference with the peak time zone is checked (S103). If the time difference from the peak time period is smaller than the predetermined time difference, the battery may not be discharged. However, if it is larger than a predetermined time difference, that is, when there is room for battery charging, charging of the battery can be performed.

그리고, 제어부(130)는 배터리(200)의 충전 상태를 확인한다(S104). 만약, 배터리(200)의 충전 상태가 방전하여 부하측으로 전력을 공급할 수 있는 상태인 경우라면, 배터리 방전(S105)을 통하여 배터리의 전력이 부하측으로 공급되도록 한다. 반면에, 배터리의 충전 상태가 방전하여 부하측으로 전력을 전달할 수 없는 정도인 경우에는, 도시되어 있지는 않지만, 발전소의 전력을 부하측으로 전달하는 동작이 계속하여 수행될 것이다. Then, the controller 130 confirms the state of charge of the battery 200 (S104). If the charged state of the battery 200 is discharged and power can be supplied to the load side, the power of the battery is supplied to the load side through the battery discharge S105. On the other hand, when the charged state of the battery is discharged and the power can not be transmitted to the load side, the operation of transferring the power of the power plant to the load side will not be shown.

배터리 방전(S105)을 통한 부하측으로의 전력 전달이 수행되는 동안에도, 제어부(130)는 사용 전력을 감시하고, 현재의 사용 전력이 감소하는지 여부를 판단한다(S106). The controller 130 monitors the used power and determines whether the current used power is decreasing (S106) while the power transmission to the load side through the battery discharge S105 is performed.

판단 결과, 사용 전력이 미리 설정된 피크치 보다 작아지는 경우에는, 피크 시간대와의 시간 차이 동안에 배터리의 충전을 수행한다(S107). 그러나, 사용 전력이 계속하여 피크치에 도달되어 있는 경우에는, 배터리(200)의 방전을 통한 발전소 전력의 사용량이 더 증가하지 않도록 한다. As a result of the determination, if the used electric power is smaller than the preset peak value, the battery is charged during the time difference with the peak time period (S107). However, when the used power continues to reach the peak value, the usage amount of the power of the power plant through the discharge of the battery 200 is not further increased.

전술한 바와 같은 실시예의 배터리 관리 방법에 의해서, 배터리 충전 시기와, 배터리 방전 시기가 고정적으로 운용되는 것이 아니라, 사용 전력의 피크치가 발생되는 시기와, 배터리 충전이 가능한 상태인지 여부를 확인함으로써, 배터리의 충전 상태를 보다 높은 상태로 유지할 수 있는 장점이 있다. The battery management method according to the embodiment as described above makes it possible to determine whether or not the battery charging timing and the battery discharging timing are not fixedly operated but the timing at which the peak value of the used power is generated and whether the battery is chargeable, It is possible to maintain the charged state of the battery pack in a higher state.

Claims (6)

발전소에서 생산된 전력을 수신하여, 부하측으로 전달하는 시스템으로서,
배터리를 충전시키기 위한 컨버터와,
상기 배터리를 방전시키기 위한 인버터와,
상기 발전소에서 생산된 전력을 부하측으로 전달하고, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 과거 데이터로부터 시간대별 사용 패턴을 통해 상기 과거 데이터에서 피크 전력이 발생된 시간을 확인하고, 상기 부하측의 사용 전력이 미리 설정된 피크치에 도달하는 경우에, 상기 부하측의 사용 전력의 상기 과거 데이터로부터 시간대별 사용 패턴을 분석하여 상기 배터리의 충전 시기 및 방전 시기를 결정하고,
상기 제어부는, 상기 부하측의 현재 사용 전력이 상기 피크치에 도달하는 경우에, 상기 피크치에 도달한 시간과 상기 과거 데이터에 따라 상기 배터리의 방전을 수행하는 시간대 사이의 시간 간격이 미리 설정된 시간 이상으로 시간 차이가 있으면 상기 배터리가 방전되게 상기 인버터를 제어하는
배터리 관리 시스템.A system for receiving power generated by a power plant and transmitting the power to a load side,
A converter for charging the battery,
An inverter for discharging the battery,
And a control unit for transferring the electric power produced by the power plant to the load side and for controlling charging or discharging of the battery,
Wherein the control unit checks the time at which the peak power is generated in the past data from the past data according to the usage pattern for each time period and, when the usage power of the load reaches a predetermined peak value, And determines a charging timing and a discharging timing of the battery,
Wherein the control unit is configured to control the time interval between the time at which the peak value is reached and the time at which the discharge of the battery is performed according to the past data, If there is a difference, the inverter is controlled to discharge the battery
Battery management system. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 부하측의 현재 사용 전력이 상기 피크치에 도달하는 경우에, 상기 충전 시기 및 방전 시기에 해당하는지 여부에 따라 상기 배터리의 방전 후 상기 배터리의 충전 여부를 결정하는
배터리 관리 시스템. The method according to claim 1,
Wherein,
Whether or not the battery is charged after the discharge of the battery is determined according to whether the presently used electric power of the load reaches the peak value
Battery management system. 제 2 항에 있어서,
상기 배터리의 충전 상태가 기설정된 값 이하인 경우에, 상기 배터리의 방전을 정지시키는 방전 정지부를 더 포함하는 배터리 관리 시스템. 3. The method of claim 2,
And a discharge stop section for stopping the discharge of the battery when the state of charge of the battery is less than a predetermined value. 발전소의 발전 전력을 수신하여 부하측으로 전달하고, 배터리에 저장된 전력을 변환하여 상기 부하측으로 전달하는 배터리 관리 방법으로서,
상기 부하측의 실시간 사용 전력을 모니터링하여, 미리 설정된 피크치에 도달하는지 여부가 감지되는 단계;
상기의 감지된 시간이 미리 설정된 피크 시간대인지 여부를 판단하는 단계;
상기 부하측의 실시간 사용 전력이 상기 피크치 보다 높고, 판단 결과가 피크 시간대가 아닌 경우에, 상기의 감지된 시간과 피크 시간대와의 시간 간격을 확인하고, 상기 시간 간격이 미리 설정된 시간 차이보다 크면 상기 배터리의 방전이 수행되는 단계;
상기 부하측의 실시간 사용 전력이 상기 피크치 보다 높고, 상기 판단 결과가 상기 피크 시간대인 경우에, 상기 배터리의 방전을 수행하는 단계; 및
상기 배터리의 방전이 수행되는 동안, 상기 부하측의 사용 전력이 상기 피크치보다 작아지는 경우에, 상기 피크 시간대 이전까지 상기 배터리를 충전하는 단계;를 포함하는 배터리 관리 방법.A battery management method for receiving generated power of a power plant and transmitting the received power to a load side, converting the power stored in the battery and delivering the converted power to the load side,
Monitoring the real-time use power of the load side to detect whether a preset peak value is reached;
Determining whether the detected time is a predetermined peak time zone;
A time interval between the sensed time and the peak time zone is checked if the real time use power of the load side is higher than the peak value and the judgment result is not the peak time zone, A discharge of the discharge cell is performed;
Performing a discharge of the battery when the real time use power of the load side is higher than the peak value and the determination result is the peak time period; And
And charging the battery before the peak time when the usage power of the load becomes smaller than the peak value while the discharge of the battery is being performed. 제 4 항에 있어서,
상기의 감지된 시간과 피크 시간대와의 시간 간격을 확인한 다음에는,
상기 배터리의 충전 상태를 확인하는 단계를 더 포함하고, 상기 배터리의 충전 상태가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우에, 상기 배터리의 방전을 수행하는 배터리 관리 방법. 5. The method of claim 4,
After confirming the time interval between the sensed time and the peak time zone,
Further comprising the step of confirming a state of charge of the battery, wherein the discharging of the battery is performed when the state of charge of the battery is greater than a preset reference value. 삭제delete
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108321827A (en) * 2018-03-15 2018-07-24 深圳市普禄科智能检测设备有限公司 Backup battery energy storage discharge control system and method
KR101898929B1 (en) 2018-05-25 2018-09-17 주식회사 대경산전 Energy management system having high-speed charge function and energy storage system using the same
KR102691609B1 (en) * 2023-11-29 2024-08-05 재단법인 녹색에너지연구원 Circuit network configuration device and network configuration device operation method for power sharing of microgrid by type

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002271994A (en) * 2001-03-13 2002-09-20 Toshiba Corp Power peak cutting power device
JP2014011005A (en) * 2012-06-29 2014-01-20 Kansai Electric Power Co Inc:The Power storage device
KR20140075931A (en) * 2012-12-11 2014-06-20 주식회사 케이티 Method and system of efficiency optimization control of battery charging and discharging in power supply equipment
KR101417492B1 (en) * 2012-12-18 2014-07-08 세방전지(주) Uninterruptible powerr supply connected to power system and control method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002271994A (en) * 2001-03-13 2002-09-20 Toshiba Corp Power peak cutting power device
JP2014011005A (en) * 2012-06-29 2014-01-20 Kansai Electric Power Co Inc:The Power storage device
KR20140075931A (en) * 2012-12-11 2014-06-20 주식회사 케이티 Method and system of efficiency optimization control of battery charging and discharging in power supply equipment
KR101417492B1 (en) * 2012-12-18 2014-07-08 세방전지(주) Uninterruptible powerr supply connected to power system and control method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108321827A (en) * 2018-03-15 2018-07-24 深圳市普禄科智能检测设备有限公司 Backup battery energy storage discharge control system and method
KR101898929B1 (en) 2018-05-25 2018-09-17 주식회사 대경산전 Energy management system having high-speed charge function and energy storage system using the same
KR102691609B1 (en) * 2023-11-29 2024-08-05 재단법인 녹색에너지연구원 Circuit network configuration device and network configuration device operation method for power sharing of microgrid by type

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