KR101906886B1

KR101906886B1 - 에너지 저장 장치

Info

Publication number: KR101906886B1
Application number: KR1020160057471A
Authority: KR
Inventors: 김웅회
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2018-10-11
Also published as: CN107370168A; JP6306778B2; US10177586B2; KR20170127179A; JP2017205007A; US20170331311A1; CN107370168B

Abstract

실시 예에 따른 에너지 저장 시스템은 제 1 전기 에너지를 공급하는 계통; 제 2 전기 에너지를 공급하는 발전 장치; 및 상기 제 1 전기 에너지 및 제 2 전기 에너지 중 적어도 하나의 전기 에너지를 수신하여 저장하며, 상기 저장한 전기 에너지 또는 상기 수신한 전기 에너지를 부하로 공급하는 에너지 저장 장치를 포함하며, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 저장한 전기 에너지를 상기 부하로 공급하는 동작 모드에서, 상기 계통으로 유입되는 전기 에너지의 크기를 감지하고, 상기 감지한 전기 에너지의 크기가 기설정된 제 1 임계 값을 초과하면 상기 동작 모드를 변경한다.

Description

에너지 저장 장치{ENERGY STORAGE DEVICE}

본 발명은 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 특히 배터리의 방전 시에 계통으로 상기 방전된 전력이 공급되는 것을 방지할 수 있는 역조류 방지 기능이 구비된 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.

전기 에너지는 변환과 전송이 용이하여 널리 사용되고 있다. 이러한, 전기 에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System, BESS)을 사용한다. 배터리 에너지 저장 시스템은 전력을 공급 받아 충전한다. 또한, 배터리 에너지 저장 시스템은 전력이 필요한 경우 충전된 전력을 방전하여 전력을 공급한다. 이를 통해 배터리 에너지 저장 시스템은 전력을 유동적으로 공급할 수 있도록 한다.

구체적으로 발전장치를 포함하는 배터리 에너지 저장 시스템의 경우, 다음과 같이 동작한다. 배터리 에너지 저장 시스템은 부하가 과부하인 경우 저장된 전기 에너지를 방전한다. 또한 부하가 경부하인 경우, 배터리 에너지 저장 시스템은 발전 장치 또는 계통으로부터 전력을 공급받아 충전한다.

또한 발전 장치와 무관하게 배터리 에너지 저장 시스템이 독립적으로 존재하는 경우, 배터리 에너지 저장 시스템은 외부의 전력 공급원으로부터 유휴 전력을 공급 받아 충전한다. 또한 부하가 과부하인 경우, 배터리 에너지 저장 시스템은 충전된 전력을 방전하여 전력을 공급한다.

전력이 갑작스럽게 차단될 경우, 전자 장치의 고장이 발생할 수 있다. 따라서 전력 공급 시스템의 안정성이 매우 중요하게 여겨진다. 또한, 전력 공급 시스템이 일반 주거지와 근무지에서 떨어져있는 원격지에 위치하는 경우가 많다. 따라서 전력 공급 시스템의 일부에 이상이 발생할 경우에도 전력 공급 시스템이 동작하도록 하는 이중화 시스템이 필요하다.

한편, 상기와 같은 배터리 에너지 저장 시스템은 발전장치 또는 계통에서의 에너지를 배터리에 저장하였다가, 필요 시에 상기 저장된 에너지를 방전하여 일반 전원으로 사용하는 시스템이다.

독립형 배터리 저장 장치는 방전 시에 로컬에 대해서만 에너지를 공급하고, 계통으로는 상기 방전에 따른 전력 공급이 제한되어야 한다.

그러나, 종래 기술에 따르면, 상기 계통과 연결된 스위치의 고장에 의해 상기 방전에 따른 전력이 계통으로 공급되는 역조류 현상이 발생하게 되며, 상기 역조류 현상에 따라 상기 배터리 에너지 저장 시스템의 신뢰성이 크게 저하되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 실시 예에서는, 배터리 에너지 저장 시스템에 구비된 배터리의 방전 시에, 상기 방전에 따른 전력이 계통으로 유입되는 역조류 현상을 정확하고 빠르게 감지할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 배터리 에너지 저장 시스템에서 역조류 현상이 발생함에 따라 인버터의 구동을 중지시켜 상기 역조류에 따라 발생하는 신뢰성 문제를 해결할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 계통과 연결된 스위치를 복수 개 두어, 상기 역조류 현상이 발생함에 따라 보조 스위치를 제어하여 상기 계통으로 공급되는 전력을 차단하면서 부하로 정상적인 전력이 공급될 수 있도록 한 배터리 에너지 저장 시스템을 제공한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시 예에 따른 에너지 저장 시스템은 제 1 전기 에너지를 공급하는 계통; 제 2 전기 에너지를 공급하는 발전 장치; 및 상기 제 1 전기 에너지 및 제 2 전기 에너지 중 적어도 하나의 전기 에너지를 수신하여 저장하며, 상기 저장한 전기 에너지 또는 상기 수신한 전기 에너지를 부하로 공급하는 에너지 저장 장치를 포함하며, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 저장한 전기 에너지를 상기 부하로 공급하는 동작 모드에서, 상기 계통으로 유입되는 전기 에너지의 크기를 감지하고, 상기 감지한 전기 에너지의 크기가 기설정된 제 1 임계 값을 초과하면 선택적으로 상기 저장된 전기 에너지의 출력을 차단한다.

또한, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 계통 및 상기 발전 장치 중 어느 하나를 통해 공급되는 전기 에너지를 저장하고, 저장한 전기 에너지를 선택적으로 출력하는 배터리와, 상기 계통 및 상기 발전 장치의 연결 노드와 상기 배터리 사이에 배치되는 제 1 스위치와, 상기 배터리와 상기 부하 사이에 배치되는 제 2 스위치와, 상기 계통과 상기 부하 사이에 배치되는 제 3 스위치와, 상기 계통과 상기 제 3 스위치 사이에 배치되고, 상기 배치된 위치에서의 전기 에너지 상태를 감지하는 제 1 감지부와, 상기 제 3 스위치가 오프된 상태에서, 상기 제 1 감지부를 통해 상기 계통으로의 전기 에너지의 유입 여부를 감지하고, 상기 감지 결과에 따라 선택적으로 상기 배터리의 방전 동작을 중지시키는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드는, 상기 제 1 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리를 충전시키는 제 1 동작 모드와, 상기 제 2 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리를 충전시키는 제 2 동작 모드와, 상기 제 1 전기 에너지를 상기 부하로 공급하고, 상기 제 2 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리를 충전시키는 제 3 동작 모드와, 상기 제 1 전기 에너지를 상기 부하로 공급하는 제 4 동작 모드와, 상기 배터리에 저장된 전기 에너지를 상기 부하로 공급하는 제 5 동작 모드 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제 5 동작 모드 내에서 상기 제 1 감지부를 통해 감지되는 전기 에너지를 크기를 기준으로 상기 계통으로 유입되는 전기 에너지의 존재 여부를 감지한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제 5 동작 모드 내에서, 상기 제 1 감지부를 통해 감지된 전기 에너지의 크기가 상기 제 1 임계 값을 초과하면, 상기 배터리의 방전 동작 및 상기 인버터의 전력 변환 동작을 중지시킨다.

또한, 상기 제 2 스위치와 상기 부하 사이에 배치되어, 상기 배치된 위치에서의 전기 에너지 상태를 감지하는 제 2 감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제 2 감지부를 통해 감지되는 전기 에너지의 상태를 토대로 상기 계통으로 유입되는 전기 에너지의 존재 여부를 감지한다.

상기 제어부는, 상기 제 2 감지부를 통해 감지된 전기 에너지의 크기가 기설정된 제 2 임계 값 이하로 감소하면, 상기 계통으로 상기 전기 에너지가 유입되는 것으로 판단하여 상기 배터리의 방전 동작을 중지시킨다.

또한, 상기 제 3 스위치는, 상기 계통과 상기 부하 사이에 배치되며 상호 직렬로 연결된 메인 스위치 및 보조 스위치를 포함하며, 상기 제 1 감지부는, 상기 메인 스위치와 상기 보조 스위치 사이에 배치된다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 감지부를 통해 감지된 전기 에너지의 크기가 상기 제 1 임계 값을 초과하면, 상기 보조 스위치의 스위칭 상태를 변경한다.

또한, 상기 보조 스위치는, 상기 제 1 내지 제 5 동작 모드 내에서 온 상태를 유지하고, 상기 전기 에너지의 크기가 상기 제 1 임계 값을 초과함에 따라 오프 상태로 변경된다.

또한, 상기 계통과 상기 보조 스위치 사이에 배치되는 제 3 감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제 3 감지부를 통해 감지된 전기 에너지의 크기가 상기 제 1 임계 값을 초과하면, 상기 배터리의 방전 동작 및 상기 인버터의 전력 변환 동작을 중지시킨다.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 배터리의 방전 시에 상기 방전에 따른 전력이 계통으로 유입되는 역조류 현상을 정확하고 빠르게 감지하고, 상기 역조류 현상이 발생함에 따라 인버터의 구동을 중지시킴으로써, 상기 역조류에 따라 발생하는 계통에서의 에너지 흐름의 불안정 문제를 해결하여 배터리 에너지 저장 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 계통과 연결된 스위치를 메인 스위치와 보조 스위치로 구성하여, 상기 역조류 현상이 발생함에 따라 보조 스위치를 제어함으로써, 상기 계통으로 공급되는 전력을 차단하면서 부하로 정상적인 전력이 공급될 수 있도록 하여, 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 나타낸 도면이다
도 3 내지 도 7은 도 2에 도시된 배터리 에너지 저장 시스템에서의 동작 상태에 따른 전기 에너지 흐름을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 일반적인 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 배터리 에너지 저장 시스템은 계통(10), 발전장치(20), 제 1 부하(30), 제 2 부하(40) 및 에너지 저장 장치(50)를 포함한다.

계통(10)은 많은 발전소, 변전소, 송배전선 및 부하가 일체로 되어 전력의 발생 및 이용이 이루어지는 시스템이다.

제 1 부하(30) 및 제 2 부하(40)는 계통(10) 또는 발전장치(20)로부터 전기 에너지를 공급받아 전력을 소모한다. 제 1 부하(30)는 일반 부하이며, 제 2 부하(40)는 크리티컬 부하이며, 사용자가 지정에 의해 설정된 부하일 수 있다. 즉, 본 발명에서의 부하는 크게 2가지의 부하로 구분될 수 있다. 제 1 부하(30)는 일반 부하로써, 계통(10)으로부터만 에너지를 공급받아 전력을 소모한다. 이때, 제 1 부하(30)는 다양한 계통 상황을 반영하지 못한다. 예를 들어, 정전과 같은 비상 상황에서는 에너지를 공급받을 수 없다. 다만, 다수의 부하 중 상기와 같은 계통 상황이 반영되지 않아도 구동에 문제가 없는 부하는 상기 제 1 부하(30)로 설정될 수 있다. 그리고, 제 2 부하(40)는 상기와 같은 다양한 계통 상황이 반영되어야 하는 중요 부하일 수 있으며, 상기 계통 상황에 따라 에너지 공급원이 변경된다. 상기 제 2 부하(40)는 다수의 부하 중 항상 정상적으로 동작해야 하는 부하를 중심으로 사용자에 의해 설정될 수 있다.

에너지 저장 장치(50)는 제 1 스위치(51), 배터리(52), 충전기(53), 인버터(54), 제 2 스위치(55) 및 제 2 스위치(56)를 포함한다.

제 1 스위치(51)는 계통(10) 또는 발전 장치(20)와 일단이 연결되고, 타단이 충전기(53)와 연결된다. 제 2 스위치(55)는 일단이 인버터(54)와 연결되고, 타단이 제 2 부하(40)와 연결된다. 제 3 스위치(56)는 일단이 계통(10)과 연결되고, 타단이 제 2 부하(40)와 연결된다.

충전기(53)는 상기 제 1 스위치(51)를 통해 연결된 계통(10) 또는 발전장치(20)로부터 전기 에너지를 공급받아 상기 배터리(52)를 충전시키기 위한 충전 전력을 공급한다.

배터리(52)는 상기 충전기(53)를 통해 변환된 전기 에너지를 공급받아 저장하고, 상기 저장한 전기 에너지를 방전한다.

인버터(54)는 상기 배터리(52)의 방전에 의해 출력되는 전기 에너지를 변환하여 제 2 부하(40)로 공급한다.

상기와 같은 배터리 에너지 저장 시스템은 상황에 따라 배터리(52)를 충전시키고, 상기 충전된 전기 에너지 또는 상기 계통(10)으로부터 공급되는 전기 에너지를 제 2 부하(40)로 공급한다.

한편, 상기 배터리(52)의 방전에 의해 상기 제 2 부하(40)로 전기 에너지를 공급하는 경우, 상기 제 3 스위치(56)는 오프 상태가 되고, 상기 제 2 스위치(55)는 온 상태가 된다. 즉, 배터리(52)가 방전되는 경우, 제 2 부하(40)와 계통(10) 사이의 전력 공급 라인은 차단되어야 하며, 그에 따라 상기 배터리(52)와 상기 제 2 부하(40) 사이의 전력 공급 라인만이 활성화되어야 한다. 또한, 상기 배터리(52)가 방전되는 경우, 상기 제 3 스위치(56)는 오프 상태가 되고, 그에 따라 상기 배터리(52)를 통해 방전되는 에너지가 상기 계통(10)으로 유입되지 않도록 한다.

이때, 상기와 같은 일반적인 배터리 에너지 저장 시스템에서는, 상기 제 3 스위치(56)의 쇼트와 같은 고장이 발생한 경우, 상기 인버터(54)에서 출력된 전기 에너지가 상기 제 3 스위치(56)를 통해 상기 계통(10)으로 유입될 수 있으며, 이에 따른 역조류(계통으로 전기 에너지가 유입되는 현상)에 의해 계통(10)에서의 에너지 흐름이 불안정할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에서는 배터리 에너지 저장 시스템에서, 배터리의 방전에 의해 부하로 전기 에너지를 공급하는 경우, 상기 계통으로 전기 에너지가 유입되는 역조류 현상의 여부를 정확하게 감지하고, 상기 감지 결과에 따라 상기 계통으로 유입되는 전기 에너지를 차단할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3 내지 도 7은 도 2에 도시된 배터리 에너지 저장 시스템에서의 동작 상태에 따른 전기 에너지 흐름을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 배터리 에너지 저장 시스템은 계통(110), 발전 장치(120), 제 1 부하(130), 제 2 부하(140) 및 에너지 저장 장치(150)를 포함한다.

그리고, 에너지 저장 장치(150)는 제 1 스위치(151), 배터리(152), 충전기(153), 인버터(54), 제 2 스위치(155), 제 3 스위치(156), 제어부(157), 제 1 감지부(l58) 및 제 2 감지부(159)를 포함한다.

계통(110)은 발전소, 변전소, 송배전선 및 부하가 일체로 되어 전력의 발생 및 이용이 이루어지는 시스템이다.

제 1 부하(130)는 일반 부하이며, 계통(110)으로부터 공급되는 전기 에너지를 수신하고, 상기 수신한 전기 에너지를 소모한다.

제 2 부하(140)는 상기 계통(110)으로부터 공급되는 에너지, 또는 상기 배터리(152)의 방전에 의해 공급되는 에너지를 수신하고, 상기 수신한 에너지를 소모한다. 상기 제 2 부하(140)는 크리티컬 부하(critical load)이며, 사용자에 의해 임의로 지정된 부하일 수 있다.

발전 장치(120)는 발전 동작에 의해 전기 에너지를 생성하고, 상기 생성한 전기 에너지를 공급한다. 상기 발전 장치(120)는 태양광 발전 장치, 풍력 발전 장치 및 수력 발전 장치 등을 포함할 수 있다.

도면 상에서는, 상기 발전 장치(120)가 태양광 발전 장치로 구성되는 것으로 도시하였으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 발전 장치(120)가 상기 태양광 발전 장치 이외에 다른 발전 모듈을 포함할 수 있다.

이때, 상기 발전 장치(120)가 태양광 발전 장치인 경우, 상기 발전 장치(120)는 태양 전지 어레이 및 상기 태양 전지 어레이로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 출력하는 PCU(Power Conversion Unit)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 발전 장치(120)는 태양 전지 어레이에 의해 저장된 전기 에너지를 이용하여 교류 전력을 공급할 수 있다. 이때, 태양 전지 어레이는 복수의 태양 전지 모듈을 결합한 것이며, 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 소정의 전압과 전류를 발생하는 장치이다. 따라서, 태양 전지 어레이는 태양 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환한다.

또한, 발전 장치(120)가 풍력 발전 장치인 경우, 상기 발전 장치(120)는 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 팬을 포함할 수 있다.

에너지 저장 장치(150)는 상기 계통(110) 및 발전 장치(120)를 통해 공급되는 전기 에너지를 저장하거나, 상기 계통(110)으로부터 공급되는 에너지 또는 상기 저장된 전기 에너지를 이용하여 상기 제 2 부하(140)에 전기 에너지를 공급한다.

이를 위해, 상기 에너지 저장 장치(150)는 제 1 스위치(151), 배터리(152), 충전기(153), 인버터(54), 제 2 스위치(155), 제 3 스위치(156), 제어부(157), 제 1 감지부(l58) 및 제 2 감지부(159)를 포함한다.

제 1 스위치(151)는 일단이 계통(110) 및 발전 장치(120) 중 어느 하나에 선택적으로 연결되고, 타단이 충전기(153)에 연결된다.

제 1 스위치(151)는 상기 배터리(152)에 충전 전력을 공급하는 대상을 선택하기 위해 선택적으로 스위칭된다.

상기 제 1 스위치(151)의 일단이 계통(110)에 연결된 경우, 상기 충전기(153)에는 상기 계통(110)으로부터 공급되는 전기 에너지가 전달된다. 그리고, 상기 제 1 스위치(151)의 일단이 발전 장치(120)에 연결된 경우, 상기 충전기(153)에는 상기 발전 장치(120)로부터 공급되는 전기 에너지가 전달된다. 또한, 상기 제 1 스위치(151)의 일단이 접지에 연결된 경우, 상기 충전기(153)에는 전기 에너지가 공급되지 않는다.

충전기(153)는 일단이 상기 제 1 스위치(151)의 타단에 연결되고, 타단이 배터리(152)에 연결된다.

충전기(153)는 상기 제 1 스위치(151)를 통해 공급되는 전기 에너지를 수신하고, 상기 수신된 전기 에너지를 변환하여 배터리(152)에 공급한다.

이를 위해, 충전기(153)는 상기 수신된 전기 에너지를 상기 배터리(152)에 저장 가능한 전기 에너지로 변환하는 전력 변환부(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.

상기 충전기(153)는 상기 제 1 스위치(151)를 통해 상기 계통(110) 또는 상기 발전 장치(120)로부터 교류 전력을 수신한다. 이에 따라, 충전기(153)는 교류 전력을 상기 배터리(152)에 충전 가능한 직류 전력으로 변환하는 교류/직류 컨버터를 포함할 수 있다. 또한, 충전기(153)는 상기 교류/직류 컨버터 이외에도, 직류/직류 컨버터를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 보다 정확한 전력 변환 동작을 수행할 수 있다.

배터리(152)는 상기 충전기(153)를 통해 변환된 직류 전력을 저장한다. 상기 배터리(152)는 다수 개의 배터리 셀로 구성된 배터리 팩을 포함할 수 있다. 이때, 상기 배터리 팩에 포함된 다수 개의 배터리 셀은 안정성과 수명 향상, 그리고 고출력을 위해 각 배터리 셀의 전압을 균일하게 유지해줄 필요가 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 배터리 제어 장치(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 제어 장치는 배터리 팩의 배터리 셀들을 충전 또는 방전하면서 각 배터리 셀들이 적절한 균일 전압을 가질 수 있도록 제어한다.

반면, 다수 개의 배터리 셀들은 내부 임피던스의 변화 등의 여러 요인에 의해 평형 상태를 안정적으로 유지하기 어려우며, 이에 따라 별도의 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)에서는 상기 다수의 배터리 셀들의 충전 상태를 평형화시키기 위한 밸런싱 기능을 가진다. 예를 들면, 배터리 팩 내의 배터리 셀들의 방전률 차이에 의해 시간이 지남에 따라 배터리 팩 내의 배터리 셀들간의 잔존 용량(SOC:State Of Charge)의 차이가 발생할 수 있다. 이러한 배터리 셀들간의 용량 불균형을 극복하기 위해, 배터리 셀들마다 충전 및/또는 방전을 위한 별도의 회로를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 배터리 팩 내의 배터리 셀들은 일정한 전압을 유지하기 위해, 상기 배터리(152)는 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)에 의해 관리될 수 있으며, 상기 배터리 관리 시스템은 상기 제어부(157) 내에 포함될 수 있다. 그리고, 상기 배터리(152)는 상기 제어부(157)의 제어에 의해 일정한 전압을 방출할 수 있다.

예를 들어, 제어부(157)는 배터리 셀들의 전압을 검출할 수 있으며, 배터리 전압이 하한치 이하로 하강하는 경우, 상기 배터리(152)로 직류 전력을 공급할 수 있고, 상기 배터리 전압이 상한치 이상으로 상승하는 경우, 상기 배터리(152)를 통해 직류 전력이 출력되도록 할 수 있다.

인버터(154)는 제어부(157)의 제어에 따라 동작하며, 상기 배터리(152)를 통해 출력되는 전기 에너지를 상기 제 2 부하(140)에서 필요로 하는 전기 에너지로 변환한다.

이때, 상기 배터리(152)를 통해 출력되는 전기 에너지를 직류 전력일 수 있고, 상기 제 2 부하(140)에서 필요로 하는 전기 에너지는 교류 전력일 수 있다. 이에 따라, 상기 인버터(154)는 상기 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류/교류 컨버터와, 상기 교류 전력을 상기 제 2 부하(140)에서 필요로 하는 크기의 교류 전력으로 변환하는 교류/교류 컨버터를 포함할 수 있다.

제 2 스위치(155)는 인버터(154)와 제 2 부하(140) 사이에 배치되어, 상기 인버터(154)를 통해 출력되는 전기 에너지를 단속한다.

즉, 제 2 스위치(155)의 일단은 인버터(154)의 출력 단에 연결되고, 타단은 상기 제 2 부하(140)의 입력 단에 연결된다.

그리고, 제 2 스위치(155)는 상기 배터리(152)가 방전 동작을 하거나, 상기 인버터(154)의 동작이 필요한 상황에서 온 상태로 동작하며, 그에 따라 상기 인버터(154)를 통해 변환된 전기 에너지를 상기 제 2 부하(140)로 공급한다. 또한, 제 2 스위치(155)는 상기 배터리(152)가 충전 동작을 하거나, 상기 인버터(154)의 동작이 필요하지 않은 상황에서 오프 상태로 동작하며, 그에 따라 상기 인버터(154)와 상기 제 2 부하(140) 사이의 전력 공급을 차단한다.

제 3 스위치(156)는 계통(110)과 제 2 부하(140) 사이에 배치되어, 상기 계통(110)을 통해 출력되는 전기 에너지를 단속한다.

즉, 제 3 스위치(156)의 일단은 계통(110)의 타단에 연결되고, 타단은 상기 제 2 부하(140)의 입력 단에 연결된다.

그리고, 제 3 스위치(156)는 상기 계통(110)을 통해 공급되는 전기 에너지를 상기 제 2 부하(140)로 공급해야 하는 상황에서 온 상태로 동작하며, 그에 따라 상기 계통(110)을 통해 전달되는 전기 에너지를 상기 제 2 부하(140)로 공급한다. 또한, 제 3 스위치(156)는 상기 제 2 부하(140)로 상기 계통(110)으로부터 전달되는 전기 에너지를 공급하지 않아야 하는 상황에서 오프 상태로 동작하며, 그에 따라 상기 계통(110)과 상기 제 2 부하(140) 사이의 전력 공급을 차단한다.

제 1 감지부(158)는 상기 제 2 스위치(155)와 상기 제 2 부하(140) 사이에 배치되어, 상기 제 2 스위치(155)를 통과하여 상기 제 2 부하(140)로 공급되는 전기 에너지의 상태를 감지한다.

이때, 상기 제 1 감지부(158)는 전압 센서 및 전류 센서 중 어느 하나로 구현 가능하며, 그에 따라 상기 제 2 부하(140)로 공급되는 전기 에너지에 대한 전압을 감지하거나, 전류를 감지할 수 있다.

또한, 상기 제 1 감지부(158)는 상기 감지한 전기 에너지의 상태에 대한 정보를 제어부(157)에 전달한다.

제 2 감지부(159)는 상기 계통(110)과 상기 제 3 스위치(156) 사이에 배치되어, 상기 계통(110)과 상기 제 3 스위치(156) 사이의 전력 라인을 통해 흐르는 전기 에너지의 상태를 감지한다.

제 2 감지부(159)는 상기 제 3 스위치(156)가 온 동작을 하는 상태에서, 상기 계통(110)을 통해 상기 제 2 부하(140)로 공급되는 전기 에너지의 상태를 감지할 수 있다. 또한, 상기 제 2 감지부(159)는 상기 제 3 스위치(156)가 오프 동작을 하는 상태에서, 상기 제 3 스위치(156)를 통해 상기 계통(110)으로 유입되는 전기 에너지의 상태를 감지한다.

상기 제 2 감지부(159)는 상기 제 1 감지부(158)와 마찬가지로, 전압 센서 및 전류 센서 중 어느 하나로 구현 가능하다.

제어부(157)는 상기 배터리 에너지 저장 시스템의 전체적인 동작을 제어한다.

특히, 제어부(157)는 제 1 스위치(151), 제 2 스위치(155) 및 제 3 스위치(156)의 스위칭 상태를 제어한다.

또한, 제어부(157)는 상기 충전기(153) 및 상기 인버터(154)의 전력 변환 동작을 제어한다.

즉, 제어부(157)는 배터리 에너지 저장 시스템의 동작 모드에 따라 상기 제 1 스위치(151), 제 2 스위치(155) 및 제 3 스위치(156)의 스위칭 상태와, 상기 충전기(153) 및 상기 인버터(154)의 전력 변환 동작을 제어한다.

상기 배터리 에너지 저장 시스템의 동작 모드는, 제 1 내지 제 5 동작 모드를 포함할 수 있다.

이하에서는, 도 3 내지 도 7을 참조하여 상기 제 1 내지 제 5 동작 모드에 대해 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 제 1 동작 모드는 배터리(152)를 충전시키는 제 1 충전 모드이다.

보다 구체적으로, 제 1 동작 모드는, 계통(110)을 통해 공급되는 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리(152)를 충전시키는 제 1 충전 모드이다.

이를 위해, 제어부(157)는 제 1 스위치(151)의 일단이 상기 계통(110)과 연결되도록 한다. 이에 따라 상기 충전기(153)는 상기 제 1 스위치(151)의 일단을 통해 연결된 계통(110)으로부터 전기 에너지를 수신하고, 상기 수신한 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리(152)의 충전을 위한 전력 변환 동작을 수행한다.

이때, 제어부(157)는 상기 제 2 스위치(155)와 상기 제 3 스위치(156)를 오프 상태로 동작시키며, 그에 따라 상기 제 2 스위치(155)와 상기 제 3 스위치(156)를 통해 이의 후단으로 전기 에너지가 공급되지 않도록 한다.

상기 제 1 충전 모드에서는 상기 계통(110), 제 1 스위치(151) 및 충전기(153)를 거쳐 상기 배터리(152)로 충전 전력이 공급되는 전기 에너지 흐름을 갖는다. 한편, 상기 제 1 동작 모드는 발전 장치(120)에서 발전이 이루어지지 않고,제 2 부하(140)에서 전기 에너지를 필요로 하지 않으며, 상기 계통(110)에서 공급되는 전기 에너지가 존재하고, 상기 배터리(152)의 충전이 필요한 경우에 수행될 수 있다.

도 4를 참조하면, 제 2 동작 모드는 상기 배터리(152)를 충전시키는 제 2 충전 모드이다.

보다 구체적으로, 제 2 동작 모드는, 발전 장치(120)를 통해 공급되는 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리(152)를 충전시키는 제 2 충전 모드이다.

이를 위해, 제어부(157)는 제 1 스위치(151)의 일단이 상기 발전 장치(120)와 연결되도록 한다. 이에 따라 상기 충전기(153)는 상기 제 1 스위치(151)의 일단을 통해 연결된 발전 장치(120)로부터 전기 에너지를 수신하고, 상기 수신한 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리(152)의 충전을 위한 전력 변환 동작을 수행한다.

상기 제 2 충전 모드에서는 상기 발전 장치(120), 제 1 스위치(151) 및 충전기(153)를 거쳐 상기 배터리(152)로 충전 전력이 공급되는 전기 에너지 흐름을 갖는다. 한편, 상기 제 2 동작 모드는 발전 장치(120)에서 발전이 이루어지고, 상기 계통(110)을 통해 공급되는 전기 에너지의 요금 단가가 높고, 상기 제 2 부하(140)에서 전기 에너지를 필요로 하지 않으며, 상기 배터리(152)의 충전이 필요한 경우에 수행될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제 3 동작 모드는 상기 배터리(152)를 충전시키면서, 제 2 부하(140)로 전기 에너지를 공급하는 충전/공급 모드이다.

보다 구체적으로, 제 3 동작 모드는, 발전 장치(120)를 통해 공급되는 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리(152)를 충전시키면서, 상기 계통(110)을 통해 공급되는 전기 에너지를 이용하여 상기 제 2 부하(140)로 전기 에너지를 공급하는 모드이다.

이때, 제어부(157)는 상기 제 2 스위치(155)를 오프 상태로 동작시키고, 상기 제 3 스위치(156)를 온 상태로 동작시킨다.

그에 따라 상기 제 2 스위치(155)가 오프 상태로 동작함에 따라, 상기 인버터(154)와 상기 제 2 부하(140) 사이의 전력 라인은 연결이 차단된다.

또한, 상기 제 3 스위치(156)가 온 상태로 동작함에 따라, 상기 계통(110)과 상기 제 2 부하(140) 사이의 전력 라인은 상호 연결된다.

상기 제 3 동작 모드에서는 상기 발전 장치(120), 제 1 스위치(151) 및 충전기(153)를 거쳐 상기 배터리(152)로 충전 전력이 공급되는 전기 에너지 흐름을 갖는다. 또한, 상기 제 3 동작 모드에서는, 상기 계통(110) 및 제 3 스위치(156)를 거쳐 상기 제 2 부하(140)로 전기 에너지가 공급되는 전기 에너지 흐름을 갖는다.

한편, 상기 제 3 동작 모드는 배터리(152)의 충전이 필요하면서, 상기 제 2 부하(140)로 전기 에너지 공급이 필요한 상황에서 수행될 수 있다.

도 6을 참조하면, 제 4 동작 모드는 상기 제 2 부하(140)로 전기 에너지를 공급하는 공급 모드이다.

보다 구체적으로, 제 4 동작 모드는, 상기 계통(110)을 통해 공급되는 전기 에너지를 이용하여 상기 제 2 부하(140)로 전기 에너지를 공급하는 모드이다.

이를 위해, 제어부(157)는 제 1 스위치(151)의 일단이 상기 발전 장치(120) 및 상기 계통(110)과 모두 연결되지 않도록 한다. 다시 말해서, 상기 제어부(157)는 상기 제 1 스위치(151)의 일단이 접지에 연결되도록 한다.

또한, 제어부(157)는 상기 제 2 스위치(155)를 오프 상태로 동작시키고, 상기 제 3 스위치(156)를 온 상태로 동작시킨다.

상기 제 4 동작 모드에서는 상기 계통(110) 및 상기 제 3 스위치(156)를 거쳐 상기 제 2 부하(140)로 전기 에너지가 공급되는 전기 에너지 흐름을 갖는다.

한편, 상기 제 4 동작 모드는 배터리(152)의 충전이 필요하지 않으면서, 상기 제 2 부하(140)로 전기 에너지 공급이 필요한 상황에서 수행될 수 있다.

도 7을 참조하면, 제 5 동작 모드는 상기 제 2 부하(140)로 전기 에너지를 공급하는 공급 모드이다.

보다 구체적으로, 제 5 동작 모드는, 상기 배터리(152)의 방전 동작에 의해 상기 배터리(152) 내에 저장된 전기 에너지를 이용하여 상기 제 2 부하(140)로 전기 에너지를 공급하는 모드이다.

또한, 제어부(157)는 상기 제 3 스위치(156)를 오프 상태로 동작시키고, 상기 제 2 스위치(155)를 온 상태로 동작시킨다.

그에 따라 상기 제 3 스위치(156)가 오프 상태로 동작함에 따라, 상기 계통(110)과 상기 제 2 부하(140) 사이의 전력 라인은 연결이 차단된다.

또한, 상기 제 2 스위치(155)가 온 상태로 동작함에 따라, 상기 인버터(154)와 상기 제 2 부하(140) 사이의 전력 라인은 상호 연결된다.

상기 제 5 동작 모드에서는 상기 배터리(152), 상기 인버터(154) 및 상기 제 2 스위치(155)를 거쳐 상기 제 2 부하(140)로 전기 에너지가 공급되는 전기 에너지 흐름을 갖는다.

한편, 상기 제 5 동작 모드는 배터리(152)의 충전이 필요하지 않으면서, 상기 제 2 부하(140)로 전기 에너지 공급이 필요하고, 상기 계통(110)을 통해 정상적인 전기 에너지가 공급되지 않는 상황에서 수행될 수 있다.

한편, 제어부(157)는 상기 제 1 감지부(158) 및 제 2 감지부(159)를 통해 전달되는 감지 정보를 수신한다. 그리고, 제어부(157)는 상기 수신한 감지 정보를 이용하여 상기 제 3 스위치(156)의 상태를 확인한다.

즉, 상기 배터리(152)의 방전 및 상기 인버터(154)가 동작하는 상황에서, 상기 제 3 스위치(156)는 오프 상태로 동작한다. 이때, 상기 제 3 스위치(156)의 고장으로 인해, 상기 인버터(154)를 통해 출력된 전기 에너지의 일부가 상기 제 3 스위치(156)를 통해 상기 계통(110)으로 유입될 수 있다.

이때, 상기 계통(110)으로 전기 에너지가 유입되는 역조류 현상이 발생할 경우, 상기 제 1 감지부(158) 및 상기 제 2 감지부(159)를 통해 감지되는 전기 에너지의 상태에 변화가 발생한다.

예를 들어, 상기와 같은 인버터(154)가 동작하는 상황에서, 상기 제 3 스위치(156)는 오프 상태로 동작한다. 이때, 상기 제 3 스위치(156)가 오프 상태로 동작함에 따라 상기 계통(110)과 상기 제 3 스위치(156) 사이의 전력 라인은 끊어진 상태가 된다.

이때, 상기 제 3 스위치(156)가 쇼트와 같은 고장이 발생한 경우, 상기 전력 라인이 끊어져야 하는 상황에서도 상기 전력 라인이 연결될 수 있으며, 이에 따라 상기 계통으로 전기 에너지가 유입되는 역조류 현상이 발생할 수 있다.

이에 따라, 상기 제어부(157)는 상기 제 2 감지부(159)를 통해 전달되는 감지 정보를 수신하고, 상기 수신한 감지 정보를 이용하여 상기 역조류 여부를 판단한다. 즉, 상기 제어부(157)는 상기 제 2 감지부(159)를 통해 일정 임계치 이상의 전류 또는 전압이 감지되는 경우, 상기 제 3 스위치(156)의 고장이 발생하였다고 판단하고, 그에 따라 상기 계통(110)으로 전기 에너지가 유입되지 않도록 한다.

즉, 상기 제어부(157)는 상기 제 2 감지부(159)를 통해 일정 임계치 이상의 전류 또는 전압이 감지되는 경우, 상기 배터리(152)의 방전 동작을 중지시킨다. 또한, 상기 제어부(157)는 상기 배터리(152)의 방전 동작이 중지됨에 따라 상기 인버터(154)의 동작도 중지시킨다.

이에 따라, 상기 제어부(157)는 상기 제 3 스위치(156)에 고장이 발생함에 따라, 상기 배터리(152)의 방전 동작 및 상기 인버터(154)의 전력 변환 동작을 중지시켜, 상기 제 3 스위치(156)를 통해 상기 계통(110)으로 전기 에너지가 유입되지 않도록 한다.

한편, 상기 제어부(157)는 상기 제 1 감지부(158)를 통해 전달되는 감지 정보를 이용하여 상기 제 3 스위치(156)의 상태 및 상기 역조류 여부를 감지할 수 있다.

즉, 상기 인버터(154)는 상기 제어부(157)의 제어에 따라 일정 크기의 전기 에너지를 출력한다. 이때, 상기 제 3 스위치(156)의 고장으로 인해 상기 계통(110)으로 전기 에너지가 유입되면, 상기 제 2 부하(140)로 공급되는 전기 에너지가 감소하게 된다.

이에 따라, 상기 제어부(157)는 상기 제 1 감지부(158)를 통해 전달되는 감지 정보를 수신하고, 그에 따라 상기 제 2 부하(140)로 공급되는 전기 에너지의 크기가 기설정된 기준 값 이하로 감소하는지 여부를 판단한다.

그리고, 상기 제어부(157)는 상기 제 2 부하(140)로 공급되는 전기 에너지의 크기가 기준 값 이하로 감소하면, 상기 제 3 스위치(156)의 고장이 발생하였다고 판단하고, 그에 따라 상기 계통(110)으로 전기 에너지가 유입되지 않도록 한다.

즉, 상기 제어부(157)는 상기 제 3 감지부(159)를 통해 감지된 전기 에너지의 크기가 기준 값 이하로 감지하는 경우, 상기 배터리(152)의 방전 동작을 중지시킨다. 또한, 상기 제어부(157)는 상기 배터리(152)의 방전 동작이 중지됨에 따라 상기 인버터(154)의 동작도 중지시킨다.

다시 말해서, 상기 에너지 저장 장치(150)는 제 6 동작 모드를 더 포함하며, 상기 제 6 동작 모드는 상기와 같이 계통(210)으로 전기 에너지가 유입됨에 따라 상기 유입되는 전기 에너지를 차단하기 위해, 상기 배터리(152)의 방전 동작 중지 및 상기 인버터(154)의 동작을 중지시키는 모드이다.

상기와 같이 제어부(157)는 상기 제 1 감지부(158) 및 제 2 감지부(159) 중 적어도 어느 하나의 감지부를 통해 감지 정보를 수신하고, 상기 수신된 감지 정보를 이용하여 상기 계통(110)으로 전기 에너지가 유입되는 역조류 여부를 감지하며, 상기 역조류가 감지됨에 따라 상기 배터리(152)의 방전 동작 및 상기 인버터(154)의 전력 변환 동작을 중지시킨다.

한편, 상기와 같은 제 1 실시 예에서는 상기 제 3 스위치(156)의 고장에 의해, 상기 계통(110)으로 전기 에너지가 유입되는지 여부를 감지할 수 있으며, 상기 감지 결과에 따라 상기 계통(110)으로 유입되는 전기 에너지를 효율적으로 차단할 수 있다.

그러나, 상기 제 1 실시 예에서는 상기 계통(110)으로 유입되는 전기 에너지를 차단할 수는 있지만, 상기 제 2 부하(140)로 공급되는 전기 에너지도 차단되게 된다.

따라서, 제 2 실시 예에서는 상기 역조류 발생 시에, 상기 계통(110)으로 유입되는 전기 에너지를 차단하면서, 상기 제 2 부하(140)로 정상적인 전기 에너지도 공급될 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 배터리 에너지 저장 시스템은 계통(210), 발전 장치(220), 제 1 부하(230), 제 2 부하(240) 및 에너지 저장 장치(250)를 포함한다.

그리고, 에너지 저장 장치(250)는 제 1 스위치(251), 배터리(252), 충전기(253), 인버터(254), 제 2 스위치(255), 제 3 스위치(256), 제어부(257), 제 1 감지부(258) 및 제 2 감지부(259)를 포함한다. 또한, 상기 에너지 저장 장치(250)는 상기 구성에 더하여, 제 4 스위치(260) 및 제 3 감지부(261)를 더 포함할 수 있다.

이때, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(250)에서, 상기 제 1 스위치(251), 배터리(252), 충전기(253), 인버터(254), 제 2 스위치(255), 제 3 스위치(256), 제어부(257), 제 1 감지부(258) 및 제 2 감지부(259)는 상기 제 1 실시 예와 동일한 동작을 수행하며, 이에 따라 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 본 발명의 제 2 실시 예에서는 상기 제 4 스위치(260)와 제 3 감지부(261)를 더 포함한다.

상기 제 4 스위치(260)는 상기 계통(210)과 제 2 부하(240) 사이의 전력 흐름을 단속하는 보조 스위치이다.

이때, 상기 제 4 스위치(260)는 제어부(257)의 제어에 의해 스위칭되는데, 일반적인 상태에서는 항상 온 상태를 유지한다. 여기에서, 상기 일반적인 상태는 상기 제 3 스위치(256)가 정상적으로 동작하는 상태, 다시 말해서 쇼트에 따른 고장이 발생하지 않은 상태를 의미한다. 그리고, 상기 제 4 스위치(260)는 비상 상태에서 선택적으로 오프 상태로 스위칭된다.

다시 말해서, 상기 제 4 스위치(260)는 상기 제 3 스위치(256)가 정상적으로 동작하지 않는 상태에서, 상기 제 3 스위치(256)의 동작을 대신 수행한다.

즉, 제어부(257)는 상기 설명한 바와 같이 상기 역조류 현상이 발생하기 전에는 상기 제 4 스위치(260)를 온 상태로 계속 유지시킨다.

그리고, 제어부(257)는 상기 역조류 현상이 발생하게 되면, 상기 제 3 스위치(256)가 정상적으로 동작하지 않음에 따라 상기 제 4 스위치(260)를 오프 상태로 변경하여 상기 계통(210)으로 유입되는 전기 에너지를 차단한다.

이때, 상기 제4 스위치(260)에 의해 상기 계통(210)으로 유입되는 전기 에너지가 차단됨에 따라, 상기 제어부(257)는 상기 배터리(252)의 방전 동작 및 상기 인버터(254)의 전력 변환 동작이 계속 이루어지도록 한다.

즉, 상기와 같이 에너지 저장 장치는 상기 설명한 동작 모드에 더하여, 상기 제 4 스위치(260)의 스위칭 상태가 변경되는 제 7 동작 모드를 더 포함할 수 있다.

다시 말해서, 상기 제 3 스위치(256)의 동작 상태의 이상에 따라 상기 계통으로 전기 에너지가 유입되는 경우, 상기 에너지 저장 장치는 상기 제 4 스위치(260)에 의해 상기 유입되는 전기 에너지를 차단하기 위한 제 7 동작 모드로 동작할 수 있다.

상기 제 4 스위치(260)는 상기 설명한 제 1 내지 제 6 동작 모드에서는 항상 온 상태를 유지하게 되며, 상기 제 7 동작 모드에서는 상기 제 3 스위치(256)의 기능을 상기 제 4 스위치(260)가 대신 수행하게 되며, 그에 따라 온 상태에서 오프 상태로 변경된다.

상기와 같이 본 발명의 제 2 실시 예에서는, 상기 계통(210)과 상기 제 3 스위치(256) 사이에, 상기 제 4 스위치(260)를 추가로 배치하여, 상기 제 3 스위치(256)가 정상적으로 동작하지 않는 상황에서 상기 제 4 스위치(260)를 제어하여 상기 계통(210)으로 유입되는 전기 에너지를 차단한다.

이때, 상기 제 4 스위치(260)도 상기 제 3 스위치(256)와 같이 쇼트가 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부(257)는 상기 제 4 스위치(260)가 오프 상태로 동작하는 경우, 제 3 감지부(261)를 통해 전달되는 감지 정보를 수신하고, 그에 따라 상기 제 4 스위치(260)의 오프 상태에서도 상기 계통(210)으로 전기 에너지가 유입되는지 여부를 판단한다.

그리고, 상기 제어부(257)는 상기 제 4 스위치(260)의 오프 상태에서, 상기 계통(210)으로 유입되는 전기 에너지가 존재하지 않으면, 상기 배터리(252)의 방전 동작 및 상기 인버터(254)의 전력 변환 동작을 유지시킨다.

또한, 제어부(257)는 상기 제 4 스위치(260)의 오프 상태에서, 상기 계통(210)으로 계속하여 전기 에너지가 유입되면, 상기 제 4 스위치(260)에도 이상이 발생하였다고 판단하고, 그에 따라 상기 배터리(252)의 방전 동작 및 상기 인버터(254)의 전력 변환 동작을 중지시킨다.

상기와 같은 본 발의 제 2 실시 예에 의하면, 계통과 연결된 스위치를 메인 스위치와 보조 스위치로 구성하여, 상기 역조류 현상이 발생함에 따라 보조 스위치를 제어함으로써, 상기 계통으로 공급되는 전력을 차단하면서 부하로 정상적인 전력이 공급될 수 있도록 하여, 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110, 210: 계통
120, 220: 발전 장치
130, 230: 제 1 부하
140, 240: 제 2 부하
150, 250: 에너지 저장 장치
151, 251: 제 1 스위치
152, 252: 배터리
153, 253: 충전기
154, 254: 인버터
155, 255: 제 2 스위치
156, 256: 제 3 스위치
157, 257: 제어부
158, 258: 제 1 감지부
159, 259: 제 2 감지부
260: 제 4 스위치
261: 제 3 감지부

Claims

삭제
에너지 저장 장치에 있어서,
계통으로부터 공급되는 제1 전기 에너지 및 발전 장치로부터 제공되는 제2 전기 에너지 중 어느 하나를 수신하여, 저장하고, 저장한 상기 제1,2 전기 에너지를 부하에 제공하는 배터리;
상기 계통 및 상기 발전 장치의 연결 노드와 상기 배터리 사이에 배치되는 제 1 스위치;
상기 배터리와 상기 부하 사이에 배치되는 제 2 스위치;
상기 계통과 상기 부하 사이에 배치되고, 온 상태에서 상기 계통으로부터 제공되는 제1 전기 에너지를 상기 부하에 공급하고, 오프 상태에서, 상기 계통으로부터 제공되는 제1 전기 에너지가 상기 부하에 공급되는 것을 차단하는 제 3 스위치;
상기 계통과 상기 제 3 스위치 사이에 배치되고, 상기 배치된 위치에서의 전기 에너지 상태를 감지하는 제 1 감지부; 및
상기 제 3 스위치가 오프된 상태에서, 상기 제 1 감지부를 통해 상기 계통으로의 전기 에너지의 유입 여부를 감지하고, 상기 감지된 전기 에너지의 크기가 기 설정된 제1 임계 값을 초과하면, 선택적으로 상기 배터리의 방전 동작을 중지시키는 제어부를 포함하고,
상기 에너지 저장 장치의 동작 모드는,
상기 제 1 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리를 충전시키는 제 1 동작 모드와,
상기 제 2 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리를 충전시키는 제 2 동작 모드와,
상기 제 1 전기 에너지를 상기 부하로 공급하고, 상기 제 2 전기 에너지를 이용하여 상기 배터리를 충전시키는 제 3 동작 모드와,
상기 제 1 전기 에너지를 상기 부하로 공급하는 제 4 동작 모드와,
상기 배터리에 저장된 전기 에너지를 상기 부하로 공급하는 제 5 동작 모드 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제 2 스위치와 상기 부하 사이에 배치되어, 상기 배치된 위치에서의 전기 에너지 상태를 감지하는 제 2 감지부를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 제 2 감지부를 통해 감지되는 전기 에너지의 상태를 토대로 상기 계통으로 유입되는 전기 에너지의 존재 여부를 감지하고,
상기 제어부는,
상기 제 2 감지부를 통해 감지된 전기 에너지의 크기가 기 설정된 제 2 임계 값 이하로 감소하면, 상기 제3 스위치가 고장 난 것으로 판단하고, 상기 계통으로 상기 제1 전기 에너지가 유입되는 것으로 판단하여 상기 배터리의 방전 동작을 중지시키는
에너지 저장 장치.
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제 2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제 5 동작 모드 내에서 상기 제 1 감지부를 통해 감지되는 전기 에너지를 크기를 기준으로 상기 계통으로 유입되는 전기 에너지의 존재 여부를 감지하는
에너지 저장 장치.
삭제
삭제
제 4항에 있어서,
상기 제 3 스위치는,
상기 계통과 상기 부하 사이에 배치되며 상호 직렬로 연결된 메인 스위치 및 보조 스위치를 포함하며,
상기 제 1 감지부는, 상기 메인 스위치와 상기 보조 스위치 사이에 배치되는
에너지 저장 장치.
제 7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제 1 감지부를 통해 감지된 전기 에너지의 크기가 상기 제 1 임계 값을 초과하면, 상기 보조 스위치의 스위칭 상태를 변경하는
에너지 저장 장치.
제 7항에 있어서,
상기 보조 스위치는,
상기 제 1 내지 제 5 동작 모드 내에서 온 상태를 유지하고,
상기 제1 전기 에너지의 크기가 상기 제 1 임계 값을 초과함에 따라 오프 상태로 변경되는
에너지 저장 장치.
제 9항에 있어서,
상기 계통과 상기 보조 스위치 사이에 배치되는 제 3 감지부를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 제 3 감지부를 통해 감지된 전기 에너지의 크기가 상기 제 1 임계 값을 초과하면, 상기 배터리의 방전 동작을 중지시키는
에너지 저장 장치.