KR101727060B1 - 비상발전기와 에너지 저장장치를 포함하는 통합 전력관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비상 발전기와 에너지 저장장치를 포함하는 통합 전력관리 시스템에 관한 것으로, 에너지 저장 장치는, 전력을 저장하기 위한 배터리; 배터리에 연결되고 배터리로부터의 DC 전력 레벨을 변환하는 DC/DC 컨버터; 배터리로부터의 DC 전력을 AC의 전력으로 변환하여 부하측에 공급하거나 비상 발전기로부터 생성된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 배터리측에 공급하기 위한 양방향 전력 변환 장치을 포함하고, 통합 전력관리 시스템은 에너지 저장 장치와 비상 발전기의 동작을 제어하기 위한 통합 제어기를 더 포함하고, 통합 제어기는 정상시 계통으로부터 공급되는 전력의 피크제어 및 수요관리를 위해 에너지 저장 장치로부터의 전력과 비상 발전기로부터의 전력을 계통으로부터의 전력과 함께 일반부하에 공급도록 동작하고, 통합 제어기는 비상시 에너지 저장 장치와 비상 발전기로부터의 전력이 일반부하로 공급되는 것을 차단하는 동시에, 에너지 저장 장치와 비상 발전기로부터의 전력이 비상 부하 및 소방 부하로 공급하도록 구성된다.

Description

비상발전기와 에너지 저장장치를 포함하는 통합 전력관리 시스템{INTERGARATED POWER MANAGEMENT SYSTEM INCLUDING EMERGENCY DIESEL GENERATOR AND ENERGY STORAGE SYSTEM}

본 발명은 비상 발전기와 에너지 저장 장치를 포함하는 통합 전력관리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 비상 상황의 발생시 비상 발전기의 기동 실패 가능성을 낮추고, 비상 발전기의 점검시 낭비되는 전력을 이용할 수 있도록 한 통합 전력관리 시스템에 관한 것이다.

산업의 발달과 더불어 전력의 수요가 증대되고 있으며 주야간, 계절간, 일별간의 전력 사용량의 격차가 점차 심화되고 있다. 최근에는 일시적으로 부하가 몰리면서 피크 부하가 발생하거나 전력계통에 이상이 발생하는 경우에도 안정적으로 전력을 공급하는 다양한 기술들이 개발되고 있다.

이러한 기술 중 하나로서, 비상발전기를 이용하여 비상시 부하를 공급하는 기술이 사용되고 있다. 구체적으로, 특정 건물 또는 시설 등에 비상발전기를 설비하고, 피크 부하 또는 전력계통 사고에 의하여 전력 계통으로부터 전력 공급이 일시적으로 중단되는 경우 비상발전기를 구동하여 해당 건물 또는 시설에 전력을 공급하는 방식이 적용되고 있다.

그러나 비상발전기는 비상시의 발전만을 목적으로 하고 있으며, 평상시에는 가동되지 않아 설비비용 대비 효율성이 떨어진다는 문제점이 있었다.

또한, 비상발전기의 경우 비상시 정상적인 동작을 보장하기 위해서 계획에 따른 정기 점검을 실시하게 되는데, 비상발전기의 점검 사항 중 비상발전기를 실제 가동하여 발전 전력을 내보낼 때 모든 부하를 차단하는 무부하 시험을 수행한다. 그러나 이런 무부하 시험에서 발전되는 전력은 모두 버려지게 되므로 전력이 낭비되는 문제점이 있다.

또한 비상발전기의 경우, 비상발전기에 포함된 축전지를 이용하여 비상발전기의 기동모터를 구동한다. 그러나 축전지가 노후 또는 열화에 따라 정상적인 동작을 수행하지 못하는 경우 비상발전기의 기동 자체가 불가능하여 비상시 필요한 전력을 생산할 수 없는 문제점도 발생하게 된다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 비상발전기를 정상시에도 이용하도록 하는 통합 전력관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 비상발전기의 무부하 시험시 낭비되는 전력을 효율적으로 이용하도록 하는 통합 전력관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 비상시 비상발전기에 포함된 축전지가 비정상 상태에 있는 경우에도 안정적으로 비상발전기를 기동할 수 있는 통합 전력관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 양태에 따르면, 에너지원으로서 계통, 에너지 저장장치, 및 비상발전기를 포함하는 통합 전력관리 시스템이 제공되고, 에너지 저장장치는, 전력을 저장하기 위한 배터리; 배터리에 연결되고 배터리로부터의 DC 전력 레벨을 변환하는 DC/DC 컨버터; 배터리로부터의 DC 전력을 AC의 전력으로 변환하여 부하측에 공급하거나 비상발전기로부터 생성된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 배터리측에 공급하기 위한 양방향 전력 변환 장치를 포함하고, 통합 전력관리 시스템은 에너지 저장장치와 비상발전기의 동작을 제어하기 위한 통합 제어기를 더 포함하고, 통합 제어기는 정상시 계통으로부터 공급되는 전력의 피크제어 및 수요관리를 위해 에너지 저장장치로부터의 전력과 비상발전기로부터의 전력을 계통으로부터의 전력과 함께 일반부하에 공급하도록 동작하고, 통합 제어기는 비상시 에너지 저장장치와 비상발전기로부터의 전력이 일반부하로 공급되는 것을 차단하는 동시에, 에너지 저장장치와 비상발전기로부터의 전력이 비상 부하 및 소방 부하로 공급하도록 구성된 것을 특징적 구성으로 포함한다.

상기 양태에서, 비상발전기는, 비상발전기의 엔진을 구동하기 위한 기동모터, 및 상기 기동모터에 기동 전압을 공급하기 위한 축전지, 상기 비상발전기의 상태를 모니터링 하고 제어하기 위한 비상발전기측 제어부를 포함하여 구성된다.

상기 양태에서, 에너지 저장장치의 DC/DC 컨버터의 일단은 기동모터에 병렬로 연결되어, 상기 기동모터는 축전지로부터 공급되는 전력 또는 DC/DC 컨버터로부터 공급되는 전력, 또는 이들의 조합에 의해 공급되는 전력에 의해 기동된다.

또한 바람직하게 통합 제어기는, 비상시 에너지 저장장치로부터의 전력을 양방향 전력 변환 장치를 통해 비상부하에 먼저 공급한 후, 비상발전기를 기동시키도록 동작한다.

또한 비상발전기의 정기점검시, 통합 제어기는 통합 전력관리 시스템에 연결된 부하들을 모두 차단시키는 동시에 비상발전기로부터 생성된 AC 전력을 양방향 전력 변환 장치를 통해 DC로 변환하여 배터리에 충전하도록 동작한다.

본 발명에 따르면 정상시에도 부족한 전력을 비상발전기와 에너지 저장장치를 이용하여 공급함으로써 비상발전기의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 비상발전기의 무부하 시험시 낭비되는 전력을 이용하여 에너지 저장장치의 충전에 이용함으로써 무부하 시험시 불필요하게 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 에너지 저장장치로부터 비상발전기의 기동 모터측으로 기동 전압을 공급하도록 연결해 둠으로써 비상발전기에 포함된 축전지가 비정상 상태에 있는 경우에도 안정적으로 비상발전기를 기동할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장장치와 비상발전기를 포함하는 통합 전력관리 시스템 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에서 따른 에너지 저장장치와 비상발전기를 포함하는 통합 전력관리 시스템에서 정상시 동작 상태를 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에서 비상발전기의 기동용 축전지와 에너지 저장장치를 이용한 비상발전기의 공급 전원 이중화 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에서 비상발전기의 무부하 테스트시 에너지 저장장치를 부하로서 이용하는 구성을 나타낸 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장장치와 비상발전기를 포함하는 통합 전력관리 시스템 구성을 보여주는 블록도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 통합 전력관리 시스템(10)은 비상발전기(300)와 에너지 저장장치(200)를 포함하고, 통합 전력관리 시스템(10)은 상용 전력을 공급하는 계통(900), 수용가에서 상시 전력을 소비하는 일반부하(800), 정전시 계통(900)을 일반부하(800)와 소방 및 비상부하와 구분하는 스위치(500), 스위치 측에서의 전력을 계측하여 모니터링하는 전력감시장치(400)를 포함한다.

도 1에서, 통합 제어기(100)는 에너지 저장장치(200)와 비상발전기(300)를 통합적으로 감시하고 제어하도록 동작된다.

에너지 저장장치(200)는, 직류 전력을 저장하는 배터리(210), 직류와 교류를 변환하여 배터리(210)의 충전과 방전 동작을 수행하는 양방향 전력변환장치(220), 배터리의 직류 전압을 비상발전기(300)의 기동 전압으로 변환하여 공급하는 DC/DC 컨버터(230)을 포함한다.

비상발전기(300)는 디젤 엔진으로부터의 동력과 이를 전력으로 생산하는 디젤 발전기(330), 디젤발전기의 디젤 엔진의 초기 기동을 유발하는 기동모터(320), 기동모터(320)의 동작에 필요한 전력을 공급하는 축전지(310), 사용자가 디젤발전기 기동을 지시하고 발전 상태를 감시하는 비상발전기 제어부(340)를 포함한다.

또한 도 1에서, 통합 전력관리 시스템(10)은 화재 시 인명보호를 위한 전력부하인 소방부하(610), 소방부하로의 전력 공급을 차단하는 소방부하 차단기(610), 비화재 또는 화재 상황의 정전시에 사용되는 소방시설 이외의 전력부하인 비상부하(710), 비상부하(710)로의 전력 공급을 차단하는 비상부하 차단기(700)를 포함하여 형성된다.

여기서 소방부하(610)로는 예를 들면 소화전설비, 스프링클러 소화설비, 물분무 소화설비, 포 소화설비, 유도등, 비상조명등, 제연설비, 연결송수관설비, 비상방송설비 등의 부하와 건축법령에 의한 배연설비, 방화셔터, 제연셔터, 비상용 승강기, 피난용 승강기 등의 전력부하 및 기타 방재시설이 포함하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

비상부하(710)로는 예를 들면, 승용승강기, 조명등, 전열, 항온항습설비, 무정전 전원설비, 정화조설비, 환기설비, 공조설비, 급수 및 배수설비 등 정전시 건축물 최소한의 기능 유지를 위한 비상용 전력부하가 포함되지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 통합 전력관리 시스템(10)이 정상시 상태에서 동작할 때의 동작을 나타내는 블록도이다.

일반적으로 정상시라 함은 사용자로 공급되는 계통(900)으로부터의 전력을 일반부하(800)가 상시 소비하고 있는 상태를 이야기한다. 일반부하(800)는 수용가에서 상시 전기를 소비하는 제품으로, 공장 및 빌딩에서 전등, 전열, 컴퓨터 등의 업무와 편의사항으로 사용되는 모든 부하가 포함된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 정상시 상태에서 본 발명에 따른 통합 전력관리 시스템(10)의 통합 제어기(100)는, 피크제어 및 수요관리를 위해 일반부하(800)에 필요 전력을 공급하도록 스위치(500)를 온 시켜서 에너지 저장장치(200) 및 비상발전기(300)를 연결한다.

또한 정상시 상태에서 제어기(100)는 소방부하 차단기(600)을 오프시켜 계통으로부터의 전력이 소방부하(610)로 공급되는 것을 차단하며, 동시에 비상부하 차단기(700) 역시 오프시켜 계통으로부터의 전력이 비상부하로 공급되는 것을 차단하게 된다.

정상시 통합 전력관리 시스템(10)은 휴일이나 심야에 전력 소비량이 적고 전기 요금이 낮은 시간대에 계통(900)으로부터의 전력을 에너지 저장장치(200)의 배터리(210)에 저장하여 두고, 평일 중 전력 소비량과 전기 요금이 높은 일과 시간대에 저장된 전력을 스위치(500)의 조작을 통해 일반부하(800)로 공급함으로써 전력의 피크 제어와 수요관리를 수행하도록 동작된다.

정상시 통합 전력관리스템의 통합 제어기(100)는 배터리(210)의 저장된 전력량을 상시 계측하고, 에너지 저장장치(200)의 수요관리용으로 사용하는 공급전력이 미리 설정된 배터리(210)의 비상시 공급량보다 전력량이 많을 경우에 공급하며, 배터리(210)의 전력량이 미리 설정된 비상시 공급량보다 배터리 전력량이 적어 피크 제어 및 수요관리용으로 부족하다고 판단되면, 비상발전기(300)를 기동하여 피크제어와 수요관리에 참여토록 동작 시킨다.

본 발명에 따른 통합 전력관리스템의 통합 제어기(100)는 정상시 배터리(210)를 통해 1차적으로 일반부하에 전력을 공급하고, 배터리(210)의 용량이 부족한 경우 2차적으로 비상발전기(300)로부터 생성되는 전력을 일반부하에 공급하도록 구성되어 비상발전기(300)에 이용되는 에너지원, 예를 들면 디젤엔진용 경유의 사용을 최소한으로 제한하는 것이 가능하다.

도 3은 본 발명에 따른 통합 전력관리스템(10)에서의 비상발전기(300)의 기동 전원의 이중화를 나타낸 블록도이다.

일반적으로 비상시라 함은 계통(900)으로부터의 전력 공급이 중단되는 정전 상태를 나타내며, 이 때 소방부하(610)와 비상부하(710)로 전력을 공급하여 인명 및 화재 예방을 위한 조치를 수행해야 하는 상태를 의미하며, 소방 부하 및 일반 부하로의 충분한 전력 공급이 이루어지도록 하기 위해 스위치(500)를 오픈 또는 개방되면 일반부하(800)로의 전력공급이 차단된다.

반면 도 2의 정상시 상태와는 상이하게, 비상시 상태에서 제어기(100)는 소방부하 차단기(600)을 온(On)시켜 에너지 저장장치(200)와 비상발전기(300)로부터의 전력이 소방부하(610)로 공급되도록 하고, 동시에 비상부하 차단기(700) 역시 온시켜 에너지 저장장치(200)와 비상발전기(300)로부터의 전력이 비상부하로 공급되도록 제어한다.

즉, 본 발명의 통합 전력관리 시스템(10)의 제어기(100)는 전력감시장치(400)로부터 상기 비상시를 인지하면, 소방부하(610)로의 전력공급을 위해 소방부하 차단기(600)의 차단 상태를 해제하고, 동시에 비상부하(710)로의 전력공급을 위해 비상부하 차단기(700)의 차단 상태를 해제하고, 스위치(500)를 제어하여 일반부하로의 비상전력이 유입되는 것을 차단한다.

또한 비상시에 통합 전력관리 시스템(10)의 제어기(100)는 에너지 저장장치(200)의 양방향 전력변환장치(220)를 제어하여 배터리(210)에 저장된 비상시 대비용 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 소방 부하 및 비상 부하에 즉시 공급하며, 비상발전기(300)에 대한 기동명령을 비상발전기 제어부(340)로 전달하여 비상발전기 제어부(340)로 하여금 디젤 발전기(330)를 기동시켜 비상전력을 발전하도록 한다.

본 실시예에 따른 통합 전력관리 시스템(10)은 비상시 먼저 배터리(210)에 저장된 직류 전력을 교류 전력로 변환하여 1차적으로 소방 부하 및 비상 부하에 공급하고 이후 비상발전기를 기동하여 전력을 2차적으로 소방 부하 및 비상 부하에 공급하도록 구성된다. 이와 같이 배터리(210)으로부터 소방 부하 및 비상 부하에 비상 전력을 공급하면, 종래 비상발전기(340)를 기동하여 소방 부하 및 비상 부하에 비상 전력을 공급함에 있어 걸리는 딜레이 시간(대략 10초) 없이 즉시적으로 비상전력을 공급할 수 있다는 이점이 얻어질 수 있다.

본 실시예에서 비상발전기(300)로서 디젤엔진형의 디젤발전기(330)인 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 비상시 전원을 공급하기 위한 발전 장치로 가솔린 엔진형, 가스터빈 엔진형, 스팀터빈 엔진형 등이 이용될 수도 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

비상시, 비상발전기 제어부(340)는 상시 디젤발전기(330)와 축전지(310) 상태를 감시하고, 통합 전력관리 시스템의 제어기(100)로 정보를 전달하며, 다시 제어기(100)로부터 비상시 제어명령을 수신하여, 디젤발전기(330)의 비상발전 운전을 시행하기 위해 기동모터를 구동한다.

통합 전력관리 시스템(10)의 제어기(100)는, 비상발전기 제어부(340)로부터 제공받는 정보를 기반으로 축전지 상태를 판단한다. 제어기(100)는, 정상시 축전지(310)의 계측되는 전압과 전류를 바탕으로, 계측된 축전지의 전압과 전류가 미리 설정된 충전기준 전압과 충전기준 전류 이하로 떨어지면, 비상발전기(300)측의 축전지(310) 충전을 수행하도록, 에너지 저장장치(200)의 DC/DC 컨버터(230)를 제어하여 축전지에 전력을 공급함으로써 축전지(310)의 수명을 연장한다.

그리고 축전지(310)의 계측되는 전압이 미리 설정된 불량기준 전압보다 낮거나 축전지의 계측되는 전류가 미리 설정된 불량기준 전류 이하일 경우에는 해당 축전지를 불량으로 판단하고, 사용자에게 축전지(310)을 교체하도록 알람으로 표시한다.

또한 본 발명의 통합 전력관리 시스템(10)에서, 기동모터(320)는 비상발전기에 구비된 축전지(310)와, DC/DC 컨버터(230)를 통해 병렬로 연결된 에너지 저장장치(200)의 배터리(210)로부터의 공급 전력을 이용하여 기동모터(320)가 구동되도록 이중화된다.

보다 구체적으로, 도 3에서, 에너지 저장장치(200)의 DC/DC 컨버터(230)는 에너지 저장장치(200)의 배터리(210)의 직류전력을 기동모터(320)의 전압 레벨로 변환하여 공급한다. 변환 레벨은 계측되는 축전지(310)의 전압 레벨을 기준으로 하며, DC/DC 컨버터의 출력 측 (+) 단자와 (-) 단자는 축전지의 (+) 단자와 (-) 단자와 병렬연결 구성이 되도록 케이블로 연결되어 이중화된다. 따라서 미리 설치된 비상발전기에도 축전지에 에너지 저장장치(200)를 설치하고 DC/DC 컨버터를 통해 기동모터(320)에 연결하게 되면, 추가 설비가 요구되지 않고 기동모터(320)의 이중화된 전력 공급이 가능하게 된다.

또한, 통합 전력관리 시스템(10)의 통합 제어기(100)는 비상시 축전지(310)의의 계측되는 전압과 전류로 축전지 상태를 판단하고, 에너지 저장장치(200)로부터의 전력공급 여부를 판별한다. 일례로, 축전지(310)의 계측되는 전압이 미리 설정된 기동유효 전압보다 높고 계측되는 전류가 미리 설정된 기동유효 전류보다 높으면 축전지(310)는 양호한 상태로 판단하여 기동모터(320)의 구동전원으로 축전지(310) 전력을 소모하도록 비상발전기 제어부(340)에 명령하고, 에너지 저장장치(200)의 DC/DC 컨버터(230)는 전력을 내보내지 않도록 정지시킨다.

한편, 축전지(310)의 계측되는 전압이 미리 설정된 기동유효 전압보다 낮지만 미리 설정된 불량기준 전압보다 높거나, 계측되는 전류가 미리 설정된 기동유효 전류보다 낮지만 기설정된 불량기준 전류보다는 높은 경우에는, 통합 제어기(100)는 축전지(310)의 상태는 정상이지만, 축전지(310)의 충전량이 기동모터의 구동전원으로 부족하여 비상발전기의 기동실패 가능성이 있는 것으로 판단하여, 축전지(310)에서 계측되는 전압과 전류를 바탕으로 기동모터(320)의 구동 시 요구되는 전력 차이를 계산하여, 부족분의 전력에 대응하여 배터리(210)로부터 DC/DC 컨버터(230)를 통해 병렬로 기동모터에 공급하도록 제어한다.

또한, 축전지(310)의 계측되는 전압이 미리 설정된 불량기준 전압과 불량기준 전류보다 낮으면, 통합 제어기(100)는 DC/DC 컨버터(230)를 통해서 기동모터(320)에 필요한 전력을 공급하여 기동모터(320)을 구동시킨다.

따라서 본 발명에 따른 통합 전력관리 시스템(100)은 상시적으로 축전지(310) 상태를 감시하고, 축전지(310)와 에너지 저장장치(200)의 병렬로 이중화된 공급전력을 통해 비상발전기(300)의 초기 기동실패를 방지할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에서 비상발전기(300)의 무부하 테스트시 에너지 저장장치(200)을 부하로서 이용하는 구성을 나타낸 블록도이다.

비상발전기(300)는 통합 전력관리 시스템(10)에 의해 상시 수요관리에 참여할 수 있으나, 운전시 연료소비로 인해 피크제어를 제외한 대부분의 수요관리를 에너지 저장장치(200)를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다.

따라서 비상발전기(300)는 일정시간 이상을 정지상태로 대기하게 되는데, 통합 전력관리 시스템의 기동 제어에 항상 기동을 해야만 한다. 그러므로 비상발전기(300)는 계획적인 정기점검을 실시하여 최적의 상태를 유지해야만 한다.

일반적인 비상발전기(300)의 정기점검 사항 중 비상발전기(300)를 기동하여 발전전력을 내보낼 때 모든 부하를 차단하는 무부하시험을 수행하게 된다. 여기서 발전되는 전력은 통상적으로 버려지게 된다. 따라서 연료 소모 대비 사용할 수 있는 전력이 낭비되게 된다.

도 4는 비상발전기(300)의 정기점검시 통합 전력관리 시스템에 의한 비상발전기(300)와 에너지 저장장치(200)가 연계되는 구성을 개략적으로 나타내고 있다. 통합 전력관리 시스템(10)의 통합 제어기(100)는 사용자로부터 입력받은 비상발전기(300) 정기점검 정보를 바탕으로 비상발전기(300)의 정기점검 전 시험 항목과 시험시 예상 발전량을 계산한 후 미리 설정된 배터리(210)의 충전제한량과 비교하여 도출한 결과에 반영하여, 정기점검 전 수요관리 운전에서 배터리(210)의 방전량을 충분히 하여 비상발전기의 발전전력을 충분히 충전할 수 있도록 대비한다.

통합 전력관리 시스템(10)의 통합제어기(100)는 비상발전기(300)의 정기시험시 소방 부하 차단기(600)와 비상 부하차단기(710)를 제어하여 비상발전기(300)로부터 소방부하(610)와 비상부하(710)로의 전력공급을 차단하며, 스위치(500)를 제어하여 계통(900) 및 일반부하(800)로의 전력공급을 차단한다.

통합 전력관리 시스템(10)의 통합 제어기(100)은 비상발전기(300)의 정기시험시 비상발전기(300)가 전력을 발전하게 되면, 전력감시장치(400)로부터 비상발전기(300)의 발전 전력을 감시하고, 계측한 전력의 크기에 따라 양방향 전력변환장치(220)의 전력량을 제어함으로써, 에너지 저장장치(00)는 부하역할로서 부하량 조절이 가능하게 된다. 통합 제어기(100)는, 비상발전기의 정기시험 과정에서 전력이 불안정하거나, 비상발전기의 알람 등 문제가 발생할 경우를 대비하여 비상발전기 제어부(340)로부터 지속적으로 정보를 수신 받는다.

양방향 전력변환장치(220)는 통합 제어기(100)로부터의 충전제어 지령을 받으면 디젤발전기(330)로부터 생산된 교류전력을 직류전력으로 변환하여 배터리에 저장하도록 기능한다.

본 발명의 구성에 따르면 비상발전기의 매 점검시마다 비상발전기로부터 발전되는 전력을 낭비하지 않고 에너지 저장장치(200)의 배터리(210)에 저장함으로써 에너지 효율을 높이고, 계통으로부터의 충전을 대신하여 점검 후 수요관리용 전력으로 활용이 가능하므로 배터리 충전시의 전력량에 따른 요금 절감 효과를 가질 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 의해 제한되기 보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 통합 전력관리 시스템 100: 통합 제어기
200:에너지 저장 장치 300: 비상 발전기
400: 전력감시장치 500: 스위치
600: 소방부하 차단기 700: 비상부하 차단기
800: 일반부하 900: 계통

Claims (5)

1. 일반부하에 연결된 에너지원으로서 계통, 제1 차단기를 통해 일반부하에 대해 병렬로 계통에 연결되는 비상 및 소방 부하, 정전시 비상 및 소방 부하에 전력을 공급하기 위한 에너지 저장장치 및 비상발전기를 포함하는 통합 전력관리 시스템에 있어서,
   상기 에너지 저장장치는,
   전력을 저장하기 위한 배터리;
   배터리에 연결되고 배터리로부터의 DC 전력 레벨을 변환하는 DC/DC 컨버터;
   배터리로부터의 DC 전력을 AC의 전력으로 변환하여 비상 및 소방 부하측에 공급하거나, 비상발전기로부터 생성된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 배터리측에 공급하기 위한 양방향 전력 변환 장치를 포함하고,
   상기 비상발전기는, 비상발전기의 엔진을 구동하기 위한 기동모터;
   상기 기동모터에 기동 전압을 공급하기 위한 축전지; 및
   상기 비상발전기의 상태를 모니터링 하고 제어하기 위한 비상발전기측 제어부를 포함하고,
   상기 비상 및 소방 부하는 에너지 저장 장치 및 비상 발전기에 제2 차단기를 통해 연결되고,
   상기 통합 전력관리 시스템은,
   에너지 저장장치와 비상발전기의 동작을 제어하기 위한 통합 제어기; 및
   통합 제어기와 비상 및 소방 부하 사이에서 비상발전기의 발전 전력을 감시하기 위한 전력감시장치를 더 포함하고,
   상기 통합 제어기는 정상시 계통으로부터 공급되는 전력의 피크제어 및 수요관리를 위해 에너지 저장장치로부터의 전력과 비상발전기로부터의 전력을 계통으로부터의 전력과 함께 일반부하에 공급도록 동작하고,
   상기 통합 제어기는 정전시 에너지 저장장치와 비상발전기로부터의 전력이 일반부하로 공급되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 차단기를 오프시키는 동시에, 에너지 저장장치와 비상발전기로부터의 전력이 비상 부하 및 소방 부하로 공급하도록 구성되고,
   상기 통합 제어기는, 정전시 에너지 저장장치로부터의 전력을 양방향 전력 변환 장치를 통해 비상부하에 먼저 공급한 후 비상발전기를 기동시키도록 동작하고,
   상기 에너지 저장장치의 DC/DC 컨버터의 출력측 + 단자와 - 단자는 축전지의 + 단자와 - 단자와 병렬이 되도록 비상발전기의 기동모터에 연결되어, 상기 기동모터는 자체의 축전지로부터 공급되는 전력 또는 에너지 저장 장치의 DC/DC 컨버터로부터 공급되는 전력, 또는 이들의 조합에 의해 공급되는 전력에 의해 기동되도록 구성되고,
   상기 비상발전기의 정기점검시, 통합 제어기는 제1 차단기 및 제2 차단기를 모두 오프 시킴으로써 통합 전력관리 시스템에 연결된 비상 및 소방 부하와 계통에 연결된 일반 부하를 모두 차단시키는 동시에, 비상발전기로부터 생성된 AC 전력을 양방향 전력 변환 장치를 통해 DC로 변환하여 배터리에 공급하도록 동작하는
   통합 전력관리 시스템.
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