KR101923958B1 - Power management device for charging or discharging battery racks based on state of each of the battery racks and energy storage system including the same - Google Patents

Power management device for charging or discharging battery racks based on state of each of the battery racks and energy storage system including the same Download PDF

Info

Publication number
KR101923958B1
KR101923958B1 KR1020180095815A KR20180095815A KR101923958B1 KR 101923958 B1 KR101923958 B1 KR 101923958B1 KR 1020180095815 A KR1020180095815 A KR 1020180095815A KR 20180095815 A KR20180095815 A KR 20180095815A KR 101923958 B1 KR101923958 B1 KR 101923958B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
battery
battery racks
charging
individual
Prior art date
Application number
KR1020180095815A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박훈양
이정규
공은경
Original Assignee
박훈양
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박훈양 filed Critical 박훈양
Priority to KR1020180095815A priority Critical patent/KR101923958B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101923958B1 publication Critical patent/KR101923958B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/0071—Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0018—Circuits for equalisation of charge between batteries using separate charge circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005—Detection of state of health [SOH]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

A power charging device is disclosed. According to an embodiment of the present invention, the power charging device for charging n (n is a natural number higher than or equal to two) number of battery racks comprises: a power management device for obtaining state information of each of the n number of battery racks, and determining respective charging powers for charging each of the n number of battery racks based on the obtained state information; and a power conversion device for charging the n number of battery racks based on the determined respective charging powers.

Description

배터리 랙들 각각의 상태에 기초하여 상기 배터리 랙들을 충방전하는 전력 관리 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템{POWER MANAGEMENT DEVICE FOR CHARGING OR DISCHARGING BATTERY RACKS BASED ON STATE OF EACH OF THE BATTERY RACKS AND ENERGY STORAGE SYSTEM INCLUDING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power management apparatus for charging / discharging battery racks based on states of battery racks, and an energy storage system including the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] SAME}

본 발명의 실시 예들은 전력 관리 장치(power management device) 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템(energy storage system)에 관한 것으로, 특히, 배배터리 랙들 각각의 상태에 기초하여 상기 배터리 랙들을 충방전하는 전력 관리 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power management device and an energy storage system including the same. More particularly, the present invention relates to a power management device for charging / Device and an energy storage system comprising the same.

에너지 저장 시스템(energy storage system (ESS))은 계통(또는 그리드)로부터의 잉여 전력을 배터리에 저장하고, 상기 계통의 전력이 부족하거나 가격이 비쌀 경우 저장된 전력을 부하로 공급할 수 있는 시스템을 의미한다.An energy storage system (ESS) is a system that stores surplus power from a grid (or grid) and can supply stored power to a load when the grid's power is low or expensive .

일반적으로, 에너지 저장 시스템의 배터리는 복수의 배터리 랙(rack)들로 구성될 수 있는데, 복수의 배터리 랙들은 서로 동일한 종류일 수도 있고 서로 다른 종류일 수도 있다. 복수의 배터리 랙들이 서로 다른 종류(이기종)의 배터리인 경우 복수의 배터리들 각각의 상태(또는 사용 환경)가 서로 상이할 수 있으며, 복수의 배터리 랙들이 동일한 종류라 하더라도 계속 사용됨에 따라 자연적으로 상태가 서로 상이하게 될 수 있다.Generally, the battery of the energy storage system can be composed of a plurality of battery racks, wherein the plurality of battery racks may be the same type or different types. If the plurality of battery racks are of different kinds (different types), the states (or the use environments) of the plurality of batteries may be different from each other, and even if the plurality of battery racks are the same type, Can be different from each other.

한편, 복수의 배터리 랙들의 상태가 상이하게 되면 충방전 작동 동안 불평형이 발생할 수 있으며, 이에 따라 복수의 배터리 랙들 중 특정 배터리 랙이 먼저 충전되거나 먼저 방전될 수 있으므로 복수의 배터리 랙들 모두를 효율적으로 사용할 수 없다. 게다가, 상태가 상이한 배터리 랙에 더욱 많은 스트레스가 가해짐에 따라 복수의 배터리 랙들의 불평형이 더욱 심화된다.On the other hand, if the states of the plurality of battery racks are different, an unbalance may occur during charging / discharging operation, so that a specific battery rack among the plurality of battery racks may be charged first or discharged first, I can not. In addition, as more stresses are applied to different battery racks in different states, the imbalance of the multiple battery racks is further exacerbated.

등록특허공보 제10-1299269호(2013. 08. 23.)Patent Registration No. 10-1299269 (Feb.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배터리 랙들 각각의 상태 정보를 고려하여 상기 배터리 랙들을 충방전할 수 있는 전력 관리 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템을 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power management apparatus capable of charging and discharging battery racks in consideration of status information of each battery rack, and an energy storage system including the same.

본 발명의 실시 예들에 따른 n개(n은 2이상의 자연수)의 배터리 랙들을 충전하는 전력 충전 장치는, 상기 n개의 배터리 랙들 각각의 상태 정보를 획득하고, 획득된 상태 정보에 기초하여 상기 n개의 배터리 랙들 각각을 충전하기 위한 개별 충전 전력들을 결정하는 전력 관리 장치 및 상기 결정된 개별 충전 전력들에 기초하여 상기 n개의 배터리 랙들을 충전 하는 전력 변환 장치를 포함한다.The power charging apparatus for charging n (n is a natural number of 2 or more) battery racks according to the embodiments of the present invention may acquire status information of each of the n battery racks, A power management device for determining individual charging powers for charging each of the battery racks, and a power conversion device for charging the n battery racks based on the determined individual charging powers.

본 발명의 실시 예들에 따른 n개의 배터리 랙들의 방전을 수행하는 전력 방전 장치는, 상기 n개의 배터리 랙들 각각의 상태 정보를 획득하고, 획득된 상태 정보에 기초하여 상기 n개의 배터리 랙들 각각을 방전하기 위한 개별 방전 전력들을 결정하는 전력 관리 장치 및 상기 결정된 개별 방전 전력들에 기초하여 상기 n개의 배터리 랙들을 방전하는 전력 변환 장치를 포함한다.The power discharge apparatus for discharging n battery racks according to embodiments of the present invention may further include a controller for acquiring status information of each of the n battery racks and discharging each of the n battery racks based on the acquired status information And a power conversion device for discharging the n battery racks based on the determined individual discharge powers.

본 발명의 실시 예들에 따른 n개의 배터리 랙들을 충방전하는 전력 변환 장치를 제어하는 전력 관리 장치의 작동 방법은, 상기 n개의 배터리 랙들을 충방전하기 위한 총 전력을 설정하는 단계, 상기 n개의 배터리 랙들 각각의 상태 정보를 획득하는 단계, 획득된 상태 정보에 기초하여, 상기 n개의 배터리 랙들 각각을 충방전하기 위한 개별 전력들을 상기 총 전력으로부터 결정하는 단계 및 상기 결정된 개별 전력들에 기초하여 상기 n개의 배터리 랙들을 충방전하도록 상기 전력 변환 장치를 제어하는 단계를 포함한다.A method of operating a power management apparatus for controlling a power conversion apparatus for charging and discharging n battery racks according to embodiments of the present invention includes the steps of setting a total power for charging and discharging the n battery racks, Determining individual powers for charging and discharging each of the n battery racks from the total power based on the acquired state information, and determining, based on the determined individual powers, And controlling the power conversion device to charge and discharge the battery racks.

본 발명의 실시 예들에 따른 전력 관리 장치는 복수의 배터리 랙들 각각의 상태 정보에 기초하여 복수의 배터리 랙들 각각을 충방전하기 위한 개별 전력을 결정할 수 있다.The power management apparatus according to the embodiments of the present invention can determine the individual power for charging and discharging each of the plurality of battery racks based on the state information of each of the plurality of battery racks.

본 발명의 실시 예들에 따른 전력 관리 장치는 복수의 배터리 랙들 사이의 충방전 불평형이 존재할 때, 상기 복수의 배터리 랙들 각각의 상태 정보에 기초하여 상기 충방전 불평형을 보상할 수 있고, 상기 충방전 불평형의 보상은 상기 복수의 배터리 랙들의 충방전 중에 이루어질 수 있다.The power management apparatus according to embodiments of the present invention can compensate the charge / discharge unbalance based on status information of each of the plurality of battery racks when charge / discharge unbalance exists between the plurality of battery racks, May be performed during charging and discharging of the plurality of battery racks.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 에너지 저장 시스템(energy storage system) 및 상기 에너지 저장 시스템과 연결된 그리드와 부하를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 에너지 저장 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 전력 관리 장치의 작동 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 전력 관리 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 shows an energy storage system according to embodiments of the present invention and a grid and load connected to the energy storage system.
Figure 2 shows an energy storage system according to embodiments of the present invention.
3 is a flowchart showing an operation method of the power management apparatus according to the embodiments of the present invention.
4 to 6 are views for explaining the operation of the power management apparatus according to the embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 에너지 저장 시스템(energy storage system) 및 상기 에너지 저장 시스템과 연결된 그리드와 부하를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 에너지 저장 시스템(10)은 그리드(20)와 연결될 수 있으며, 또한 부하(30)와 연결될 수 있다.Figure 1 shows an energy storage system according to embodiments of the present invention and a grid and load connected to the energy storage system. Referring to FIG. 1, the energy storage system 10 may be connected to the grid 20 and may also be connected to the load 30.

에너지 저장 시스템(10)은 그리드(20)로부터 전력을 공급받고, 공급된 전력을 저장하고, 저장된 전력에 기초하여 부하(30)로 전력을 공급할 수 있다. 이에 따라, 에너지 저장 시스템(10)은 그리드(20)와 부하(30)가 효율적으로 에너지를 소비 또는 생산하도록 제어할 수 있다. 또한, 에너지 저장 시스템(10)은 저장된 전력에 기초하여 그리드(20)로도 전력을 공급할 수 있다.The energy storage system 10 may be powered from the grid 20, store the supplied power, and power the load 30 based on the stored power. Accordingly, the energy storage system 10 can control the grid 20 and the load 30 to efficiently consume or produce energy. The energy storage system 10 may also supply power to the grid 20 based on stored power.

에너지 저장 시스템(10)은 전력 관리 장치(100), 전력 변환 장치(200) 및 배터리(300)를 포함할 수 있다. 비록 도 1에는 전력 관리 장치(100)와 전력 변환 장치(200)가 분리되어 도시되어 있으나, 전력 관리 장치(100)와 전력 변환 장치(200)는 하나의 장치로서 구현될 수 있다. 전력 관리 장치(100)와 전력 변환 장치(200)를 전력 충전 장치 또는 전력 방전 장치(통칭하여, 전력 충방전 장치)라 한다.The energy storage system 10 may include a power management device 100, a power conversion device 200, and a battery 300. Although the power management apparatus 100 and the power conversion apparatus 200 are shown separately in FIG. 1, the power management apparatus 100 and the power conversion apparatus 200 may be implemented as a single apparatus. The power management apparatus 100 and the power conversion apparatus 200 are referred to as a power charging apparatus or a power discharging apparatus (collectively, a power charging and discharging apparatus).

전력 관리 장치(100)는 에너지 저장 시스템(10)의 상태를 모니터링할 수 있고, 에너지 저장 시스템(10)의 충방전을 제어할 수 있다. 본 명세서에서, "충방전"이라 함은 "충전"과 "방전" 중 적어도 하나를 포함한다. 예컨대, 전력 관리 장치(100)는 연산 처리 기능을 가지는 프로세서(processor)를 포함하는 회로, 장치 또는 서버 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The power management apparatus 100 can monitor the state of the energy storage system 10 and can control the charge and discharge of the energy storage system 10. [ In this specification, the term "charge and discharge" includes at least one of "charge" and "discharge ". For example, the power management apparatus 100 may be implemented as a circuit, a device or a server including a processor having an arithmetic processing function, but is not limited thereto.

전력 관리 장치(100)는 전력 변환 장치(200)로 입력되거나 전력 변환 장치(200)로부터 출력되는 전력을 모니터링할 수 있고, 배터리(300)의 상태를 모니터링할 수 있다. 실시 예들에 따라, 전력 관리 장치(100)는 배터리(300)의 상태 정보를 수신(또는 획득)할 수 있다.The power management apparatus 100 may monitor the power input to or output from the power conversion apparatus 200 and monitor the state of the battery 300. According to embodiments, the power management device 100 may receive (or acquire) status information of the battery 300. [

배터리(300)의 상태 정보는 배터리(300)의 용량, 배터리(300)의 충전(또는 방전) 상태(state of charge (SOC)), 배터리(300)의 잔존 수명(state of health (SOH)), 배터리(300)의 온도 및 배터리(300)의 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The state information of the battery 300 may include a capacity of the battery 300, a state of charge (SOC) of the battery 300, a state of health (SOH) of the battery 300, The temperature of the battery 300, and the voltage of the battery 300. [

배터리의 용량은, 완전히 방전된 배터리가 저장할 수 있는 전력량 또는 완전히 충전된 배터리가 공급할 수 있는 전력량을 의미한다. 일반적으로, 배터리의 용량은 제조 시 정해질 수 있다. 다만, 후술하는 바와 같이, 배터리가 사용됨에 따라 실제 배터리가 저장 또는 공급할 수 있는 전력량은 감소하므로, 본 명세서에서 설명되는 배터리의 용량은 잔존 수명이 100%인 배터리의 용량, 즉, 배터리의 초기 용량을 의미하며 이 값은 변하지 않는 고정된 값임을 밝힌다.The capacity of a battery means the amount of power that a fully discharged battery can store or the amount of power that a fully charged battery can supply. Generally, the capacity of the battery can be determined at the time of manufacture. However, as described later, since the amount of electric power that can be stored or supplied by an actual battery decreases as the battery is used, the capacity of the battery described in the present specification is the capacity of the battery having a remaining life of 100%, that is, And this value is a fixed value that does not change.

배터리의 충전 상태는 상기 배터리가 현재 저장하는 전력량을 지시한다. 즉, 배터리의 충전 상태가 100%(즉, 방전 상태가 0%)라 함은 상기 배터리가 완전히 충전되었음을 의미한다.The state of charge of the battery indicates the amount of power currently stored by the battery. That is, when the charged state of the battery is 100% (that is, the discharged state is 0%), it means that the battery is fully charged.

배터리의 잔존 수명(또는 건강 상태)는 배터리의 (초기) 용량 대비 사용 가능한 용량을 지시한다. 즉, 배터리가 사용됨에 따라 잔존 수명이 감소된 경우, 실제 배터리가 충전(또는 방전) 가능한 전력량은 초기 충전 가능한 전력량보다 감소된다. 예컨대, 잔존 수명이 100%인 배터리의 사용 가능한 용량은 상기 배터리의 (초기) 용량과 동일할 것이나, 잔존 수명이 50%인 배터리의 사용 가능한 용량은 상기 배터리의 용량의 절반에 해당할 것이다.The remaining life (or health condition) of the battery indicates the available capacity relative to the (initial) capacity of the battery. That is, when the remaining life is reduced as the battery is used, the amount of power that the actual battery can be charged (or discharged) is reduced from the amount of power that can be initially charged. For example, the usable capacity of a battery having a remaining life of 100% will be equal to the (initial) capacity of the battery, but the usable capacity of a battery having a remaining life of 50% will be half of the capacity of the battery.

전력 관리 장치(100)는 모니터링의 결과 또는 외부로부터의 제어(또는 입력) 또는 미리 설정된 값에 따라 에너지 저장 시스템(10)의 충방전을 제어할 수 있다. 실시 예들에 따라, 전력 관리 장치(100)는 전력 변환 장치(200)의 충전 작동과 방전 작동을 제어할 수 있다.The power management apparatus 100 can control the charging and discharging of the energy storage system 10 according to the result of monitoring or control (or input) from the outside or predetermined value. According to embodiments, the power management apparatus 100 may control the charging operation and the discharging operation of the power conversion apparatus 200. [

전력 관리 장치(100)는 배터리(300)를 충전하기 위한 총 충전 전력 또는 배터리(300)를 방전하기 위한 총 방전 전력을 결정(또는 계산)할 수 있다. 나아가, 전력 관리 장치(100)는 결정된 총 전력에 따라 배터리(300)가 충방전되도록 전력 변환 장치(200)를 제어할 수 있다.The power management apparatus 100 may determine (or calculate) the total charging power for charging the battery 300 or the total discharging power for discharging the battery 300. [ Further, the power management apparatus 100 may control the power conversion apparatus 200 so that the battery 300 is charged and discharged according to the determined total power.

전력 변환 장치(200)는 전력 관리 장치(100)의 제어에 따라 배터리(300)를 충전하거나 또는 배터리(300)를 방전할 수 있다. 실시 예들에 따라, 전력 변환 장치(200)는 외부로부터 공급되는 전력(예컨대, 그리드 전력(PGRID))을 수신하고, 공급된 전력을 이용하여 배터리(300)를 충전할 수 있고, 배터리(300)를 방전하여 배터리(300)에 충전된 전력을 부하(30)로 전달할 수 있다. 배터리(300)가 충방전 될 때, 전력 변환 장치(200)는 필요에 따라 전력의 특성(주파수, 전압, 전류, 교류/직류 등)을 적절히 변환하여 배터리(300)를 충방전할 수 있다.The power conversion apparatus 200 can charge the battery 300 or discharge the battery 300 under the control of the power management apparatus 100. [ According to embodiments, the power conversion apparatus 200 can receive power (e.g., grid power P GRID ) supplied from the outside, charge the battery 300 using the supplied power, To discharge the electric power charged in the battery 300 to the load 30. When the battery 300 is charged and discharged, the power conversion apparatus 200 can charge / discharge the battery 300 by appropriately converting the characteristics of power (frequency, voltage, current, AC / DC, etc.)

배터리(300)는 전력 변환 장치(200)에 의해 충전되거나 또는 방전될 수 있다. 예컨대, 배터리(300)는 2차 전지일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 후술하는 바와 같이, 배터리(300)는 복수 개의 배터리 랙(rack)들을 포함할 수 있다.The battery 300 may be charged or discharged by the power converter 200. [ For example, the battery 300 may be a secondary battery, but is not limited thereto. As will be described later, the battery 300 may include a plurality of battery racks.

그리드(20)는 전력(power)을 공급할 수 있는 임의의 시스템 또는 장치를 의미할 수 있다. 예컨대, 그리드(20)는 산업 설비, 발전소 또는 변전소 등을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 그리드(20)는 부하(30) 또는 에너지 저장 시스템(10)으로 전력을 공급할 수 있다. 실시 예들에 따라, 그리드(20)는 그리드 전력(PGRID)을 에너지 저장 시스템(10)으로 공급할 수 있다. The grid 20 may refer to any system or device capable of providing power. For example, the grid 20 may refer to an industrial facility, a power station, or a substation, but is not limited thereto. The grid 20 may provide power to the load 30 or the energy storage system 10. According to embodiments, the grid 20 may supply grid power (P GRID ) to the energy storage system 10.

부하(30)는 전력을 소비할 수 있는 임의의 시스템 또는 장치를 의미할 수 있다. 부하(30)는 그리드(20) 또는 에너지 저장 시스템(10)으로부터 전력을 공급받고, 공급된 전력을 소비할 수 있다. 실시 예들에 따라, 부하(30)는 부하 전력(PLOAD)을 에너지 저장 시스템(10)으로부터 공급받을 수 있다.The load 30 may refer to any system or device capable of consuming power. The load 30 may be powered from the grid 20 or the energy storage system 10 and consume the supplied power. According to embodiments, the load 30 may be supplied with load power PL OAD from the energy storage system 10.

도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 에너지 저장 시스템을 나타낸다. 도 1과 도 2를 참조하면, 전력 변환 장치(200)는 AC/DC 컨버터(210) 및 복수의 DC/DC 컨버터들(220-1~220-n; n은 자연수)를 포함할 수 있다. AC/DC 컨버터(210)와 복수의 DC/DC 컨버터들(220-1~220-n)은 연결될 수 있다. 배터리(300)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 포함할 수 있다. 한편, 비록 도 2에는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 수와 복수의 DC/DC 컨버터들(220-1~220-n)의 수가 동일한 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니다.Figure 2 shows an energy storage system according to embodiments of the present invention. 1 and 2, the power conversion apparatus 200 may include an AC / DC converter 210 and a plurality of DC / DC converters 220-1 to 220-n (n is a natural number). The AC / DC converter 210 and the plurality of DC / DC converters 220-1 to 220-n may be connected. The battery 300 may include a plurality of battery racks 310-1 to 310-n. Although the number of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n and the number of the plurality of DC / DC converters 220-1 to 220-n are shown to be the same in FIG. 2, The examples are not limited thereto.

전력 관리 장치(100)는 배터리(300)를 충방전하기 위한 총 전력(PTOTAL)을 결정하고, 결정된 총 전력(PTOTAL)에 따라 배터리(300)가 충방전되도록 전력 변환 장치(200)를 제어할 수 있다. 즉, 전력 변환 장치(200)는 전력 관리 장치(100)의 제어에 따라 결정된 총 전력(PTOTAL)에 해당하는 전력만큼 배터리(300)를 충방전할 수 있다. 실시 예들에 따라, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충전하기 위한 개별 충전 전력들(P1~Pn)을 결정(또는 계산)하고, 결정된 개별 충전 전력들(P1~Pn)에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각이 충방전되도록 전력 변환 장치(200)를 제어할 수 있다. 즉, 전력 변환 장치(200)는 전력 관리 장치(100)의 제어에 따라 결정된 개별 충전 전력들(P1~Pn)에 해당하는 전력만큼 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충방전할 수 있다.Power management unit 100 has the total power power converter 200 so that the battery 300 is charged and discharged, as determined by the (P TOTAL) and the determined total power (P TOTAL) for charging or discharging the battery 300 Can be controlled. That is, the power conversion apparatus 200 can charge / discharge the battery 300 by a power corresponding to the total power (P TOTAL ) determined according to the control of the power management apparatus 100. According to embodiments, the power management apparatus 100 determines (or calculates) the individual charging powers P 1 to P n for charging each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n, The power converter 200 can be controlled so that the plurality of battery racks 310-1 to 310-n are charged and discharged according to the individual charging powers P 1 to P n . That is, the power conversion apparatus 200 is connected to the plurality of battery racks 310-1 to 310-n, respectively, by the power corresponding to the individual charging powers P 1 to P n determined according to the control of the power management apparatus 100 Can be charged and discharged.

AC/DC 컨버터(210)는 그리드 전력(PGRID)을 수신할 수 있고, 부하 전력(PLOAD)을 공급할 수 있다. 예컨대, 부하 전력(PLOAD)은 배터리(300)로부터 출력되는 방전 전력과 동일할 수 있다. AC / DC converter 210 may receive grid power (P GRID ) and supply load power (P LOAD ). For example, the load power (P LOAD ) may be equal to the discharge power output from the battery (300).

AC/DC 컨버터(210)는 입력된 AC 전력(또는 DC 전력)을 DC 전력(또는 AC 전력)으로 변환하고, 변환된 DC 전력(또는 AC 전력)을 출력할 수 있다. 실시 예들에 따라, AC/DC 컨버터(210)는 그리드(20)로부터 입력된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하고, 변환된 DC 전력을 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)로 출력할 수 있고(예컨대, 충전 시), 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)로부터 입력된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하고, 변환된 AC 전력을 출력할 수 있다(예컨대, 방전 시).The AC / DC converter 210 may convert the input AC power (or DC power) to DC power (or AC power) and output the converted DC power (or AC power). According to embodiments, the AC / DC converter 210 converts the AC power input from the grid 20 into DC power and converts the converted DC power into a plurality of DC / DC converters 210-1 through 210-n. (For example, at the time of charging), the DC power inputted from the plurality of DC / DC converters 210-1 to 210-n may be converted into AC power, and the converted AC power may be outputted For example, during discharge).

AC/DC 컨버터(210)는 전력 관리 장치(100)의 제어에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충전하기 위한 개별 전력들(P1~Pn)을 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)로 전달(또는 공급)할 수 있다. 즉, 전력 변환 장치(200)의 충전 작동 동안, 개별 전력들(P1~Pn)은 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각의 충전 전력에 해당한다. 이 때, 개별 전력들(P1~Pn)의 합은 총 전력(PTOTAL)과 동일하다.The AC / DC converter 210 converts the individual powers P 1 to P n for charging each of the plurality of battery racks 310 - 1 to 310 -n into a plurality of DC / DC converters 210-1 through 210-n. That is, during the charging operation of the power conversion apparatus 200, the individual powers P 1 to P n correspond to the charging powers of the plurality of battery racks 310 - 1 to 310 -n, respectively. At this time, the sum of the individual powers (P 1 to P n ) is equal to the total power (P TOTAL ).

실시 예들에 따라, AC/DC 컨버터(210)는 전력 관리 장치(100)의 제어에 따라, 수신된 그리드 전력(PGRID) 중 일부를 변환하여 개별 전력들(P1~Pn)을 생성하고, 생성된 개별 전력들(P1~Pn)을 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)로 전달(또는 공급)할 수 있다.In accordance with embodiments, AC / DC converter 210 converts some of the received grid power (P GRID ) under control of power management device 100 to generate discrete powers P 1 to P n (Or supply) the generated individual powers P 1 to P n to the plurality of DC / DC converters 210-1 to 210-n.

AC/DC 컨버터(210)는 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)로부터 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 방전하기 위한 개별 전력들(P1~Pn)을 수신하고, 수 신된 개별 전력들(P1~Pn)을 이용하여 부하 전력(PLOAD)을 출력할 수 있다. 즉, 전력 변환 장치(200)의 충전 작동 동안, 개별 전력들(P1~Pn)은 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각의 방전 전력에 해당한다.The AC / DC converter 210 includes individual powers P 1 to Pn for discharging each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n from the plurality of DC / DC converters 210-1 to 210- P n ) and output the load power (P LOAD ) using the received individual powers (P 1 ~P n ). That is, during the charging operation of the power converter 200, the individual powers P 1 to P n correspond to the respective discharging powers of the plurality of battery racks 310 - 1 to 310 -n.

복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)은 입력된 DC 전력을 DC 전력으로 변환하고, 변환된 DC 전력을 출력할 수 있다. 예컨대, 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)은 입력된 전력의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 변환하고, 변환 결과에 따라 변환된 전력을 출력할 수 있다. 이 때, 입력된 전력과 출력된 전력은 동일하게 유지될 수 있다.The plurality of DC / DC converters 210-1 to 210-n convert the input DC power into DC power and output the converted DC power. For example, the plurality of DC / DC converters 210-1 to 210-n may convert at least one of the voltage and the current of the input power, and output the converted power according to the conversion result. At this time, the input power and the output power can be kept the same.

복수의 DC/DC 컨버터들(220-1~220-n) 각각은 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각과 연결될 수 있다. 복수의 DC/DC 컨버터들(220-1~220-n) 각각은 전력 관리 장치(100)의 제어에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충방전할 수 있다. 예컨대, 제1DC/DC 컨버터(220-1)는 제1배터리 랙(310-1)을 충방전할 수 있고, 제2DC/DC 컨버터(220-2)는 제2배터리 랙(310-2)을 충방전할 수 있고, 마찬가지로, 제nDC/DC 컨버터(220-n)는 제n배터리 랙(310-n)을 충방전할 수 있다.Each of the plurality of DC / DC converters 220-1 to 220-n may be connected to each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n. Each of the plurality of DC / DC converters 220-1 to 220-n can charge and discharge each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n according to the control of the power management apparatus 100. [ For example, the first DC / DC converter 220-1 can charge and discharge the first battery rack 310-1, and the second DC / DC converter 220-2 can charge and discharge the second battery rack 310-2 The n-th DC / DC converter 220-n can charge and discharge the n-th battery rack 310-n.

충전 시, 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n) 각각은 전력 관리 장치(100)의 제어에 따라, 결정된 개별 (충전) 전력들(P1~Pn)에 기초하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충전할 수 있다. 상기 결정된 개별 (충전) 전력들(P1~Pn)은 AC/DC 컨버터로부터 입력될 수 있다. 실시 예들에 따라, 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)은 입력된 개별 전력들(P1~Pn)의 전압과 전류 중 적어도 하나를 변경하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충전할 수 있다. 예컨대, 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)은 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각의 충전 상태를 고려하여 개별 전력들(P1~Pn)의 전압과 전류 중 적어도 하나를 변경하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충전할 수 있다.Upon charging, each of the plurality of DC / DC converters 210-1 through 210-n generates, based on the determined individual (charge) powers P 1 through P n under control of the power management apparatus 100, It is possible to charge each of the battery racks 310-1 to 310-n. The determined individual (charge) powers P 1 to P n may be input from the AC / DC converter. According to embodiments, the plurality of DC / DC converters 210-1 through 210-n may change at least one of the voltages and currents of the input individual powers P 1 through P n to produce a plurality of battery racks 310 -1 to 310-n, respectively. For example, a plurality of DC / DC converter (210-1 ~ 210-n), taking into account the respective charge a plurality of battery racks (310-1 ~ 310-n) of the individual power (P 1 ~ P n) It is possible to charge each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n by changing at least one of voltage and current.

방전 시, 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n) 각각은 전력 관리 장치(100)의 제어에 따라, 결정된 개별 (방전) 전력들(P1~Pn)에 기초하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 방전할 수 있다. 실시 예들에 따라, 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)은 입력된 개별 전력들(P1~Pn)의 전압과 전류 중 적어도 하나를 변경하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 방전할 수 있다. 예컨대, 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)은 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각의 충전 상태를 고려하여 개별 전력들(P1~Pn)의 전압과 전류 중 적어도 하나를 변경하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 방전할 수 있다.Upon discharge, each of the plurality of DC / DC converters 210-1 through 210-n generates, based on the determined individual (discharge) powers P 1 through P n under control of the power management apparatus 100, It is possible to discharge each of the battery racks 310-1 to 310-n. According to embodiments, the plurality of DC / DC converters 210-1 through 210-n may change at least one of the voltages and currents of the input individual powers P 1 through P n to produce a plurality of battery racks 310 -1 to 310-n can be discharged. For example, a plurality of DC / DC converter (210-1 ~ 210-n), taking into account the respective charge a plurality of battery racks (310-1 ~ 310-n) of the individual power (P 1 ~ P n) It is possible to discharge each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n by changing at least one of voltage and current.

한편, 본 명세서에서, 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)이 개별 전력들(P1~Pn)에 기초하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 충방전한다 함은, 복수의 DC/DC 컨버터들(210-1~210-n)이 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 충방전 전력이 개별 전력들(P1~Pn)이 되도록 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 충방전 전력을 제어하는 것을 포함한다.In the present specification, a plurality of DC / DC converters 210-1 to 210-n are connected to a plurality of battery racks 310-1 to 310-n based on individual powers P 1 to P n . Charging and discharging are performed such that the plurality of DC / DC converters 210-1 to 210-n can control the charging and discharging power of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n as the individual powers P 1 to P n ) Of the plurality of battery racks (310-1 to 310-n) so as to be equal to each other.

복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)각각은 적어도 하나의 2차 전지를 포함할 수 있다. 실시 예들에 따라, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 구성하는 전지의 속성은 서로 동일하거나 다를 수 있다. 예컨대, 제1배터리 랙(310-1)을 구성하는 전지의 용량, 종류 및 잔존 수명은 제2배터리 랙(310-2)을 구성하는 전지의 용량, 종류 및 잔존 수명과 상이하거나 동일할 수 있다.Each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n may include at least one secondary battery. According to the embodiments, the attributes of the batteries constituting each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n may be the same or different from each other. For example, the capacity, type, and remaining life of the battery constituting the first battery rack 310-1 may be different or the same as the capacity, type, and remaining life of the battery constituting the second battery rack 310-2 .

후술하는 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각의 상태 정보에 기초하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충방전하기 위한 개별 전력(P1~Pn)을 결정할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 사이의 충방전 불평형이 존재하더라도 상기 불평형을 보상할 수 있다. The power management apparatus 100 according to the embodiments of the present invention includes a plurality of battery racks 310-1 to 310-n based on state information of each of the plurality of battery racks 310-1 to 310- n) as well as determining the individual power (P 1 ~ P n) to charging and discharging, respectively, even if the charge and discharge imbalance between the plurality of battery racks (310-1 ~ 310-n) exists to compensate for the unbalance .

따라서, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 구성하는 전지의 속성은 서로 다르다 하더라도, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 사이의 충방전 평형이 달성될 수 있는 효과가 있고, 이에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 수명이 증대될 수 있는 효과가 있다.Therefore, even if the characteristics of the batteries constituting each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n are different from each other, the charge / discharge balance between the plurality of battery racks 310-1 to 310-n can be achieved There is an effect that life of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n can be increased.

도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 전력 관리 장치의 작동 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 충방전하기 위한 총 전력(PTOTAL)을 결정할 수 있다(S110). 실시 예들에 따라, 전력 관리 장치(100)는 외부로부터의 제어 또는 미리 입력된 값에 기초하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 충방전하기 위한 총 전력(PTOTAL)을 결정할 수 있다.3 is a flowchart showing an operation method of the power management apparatus according to the embodiments of the present invention. 1 to 3, the power management apparatus 100 may determine the total power P TOTAL for charging / discharging the plurality of battery racks 310-1 to 310-n (S110). According to the embodiments, the power management apparatus 100 determines the total power (P TOTAL ) for charging / discharging the plurality of battery racks 310-1 to 310-n based on the control from the outside or a previously input value .

전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각에 대한 상태 정보를 획득할 수 있다(S120). 실시 예들에 따라, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 직접 모니터링하여 상태 정보를 획득할 수도 있으나, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)로부터 상태 정보를 수신할 수도 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 상태 정보는 용량, 충전(또는 방전) 상태(state of charge (SOC)), 잔존 수명(state of health (SOH)), 온도 및 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The power management apparatus 100 may acquire status information on each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n (S120). According to embodiments, the power management apparatus 100 may directly monitor the plurality of battery racks 310-1 to 310-n to obtain status information, but a plurality of battery racks 310-1 to 310-n may be provided, The status information may be received. As described above, the state information of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n includes a capacity, a state of charge (SOC), a state of health (SOH) Temperature, and / or voltage.

전력 관리 장치(100)는 획득된 상태 정보에 기초하여, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충방전하기 위한 개별 전력(P1~Pn)을 총 전력(PTOTAL)으로부터 결정할 수 있다(S130). 예컨대, 전력 관리 장치(100)는 제1배터리 랙(310-1)의 상태 정보에 기초하여 제1배터리 랙(310-1)을 충방전하기 위한 제1개별 전력(P1)을 결정할 수 있고, 마찬가지로, 제n배터리 랙(310-n)의 상태 정보에 기초하여 제n배터리 랙(310-n)을 충방전하기 위한 제n개별 전력(Pn)을 결정할 수 있다. 이 때, 개별 전력들(P1~Pn)의 합은 총 전력(PTOTAL)과 동일하다. The power management apparatus 100 divides the individual powers P 1 to P n for charging and discharging each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n to the total power P TOTAL , (S130). For example, the power management apparatus 100 can determine the first discrete power P 1 for charging / discharging the first battery rack 310-1 based on the state information of the first battery rack 310-1 Similarly, it is possible to determine the n- th individual power P n for charging / discharging the n-th battery rack 310-n based on the state information of the n-th battery rack 310-n. At this time, the sum of the individual powers (P 1 to P n ) is equal to the total power (P TOTAL ).

실시 예들에 따라, 전력 관리 장치(100)는 실시간으로(on-the-fly) 또는 일정 주기에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각의 상태 정보를 획득하고, 개별 전력(P1~Pn)을 결정할 수 있다.According to embodiments, the power management apparatus 100 may acquire status information of each of a plurality of battery racks 310-1 through 310-n on-the-fly or at regular intervals, P 1 to P n ).

실시 예들에 따라, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 잔존 수명에 기초하여 개별 전력들(P1~Pn)을 결정할 수 있다. 예컨대, 전력 관리 장치(100)는 수학식 1에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충방전하기 위한 개별 전력들(P1~Pn)을 결정할 수 있다.According to embodiments, the power management apparatus 100 may determine the individual powers P 1 to P n based on the remaining lifetime of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n. For example, the power management apparatus 100 may determine the individual powers P 1 to P n for charging and discharging each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n according to Equation ( 1 ).

Figure 112018081207708-pat00001
Figure 112018081207708-pat00001

수학식 1에서, Pk는 k번째(k는 1≤k≤n인 자연수) 배터리 랙에 대한 개별 전력이고, Qk는 k번째 배터리 랙의 용량이고, SOHk는 k번째 배터리 랙의 SOH이고, PTOTAL은 배터리 랙들에 대한 총 전력이다.In Equation 1, P k is the discrete power for the k-th battery pack (k is a natural number 1? K? N), Q k is the capacity of the k-th battery rack, SOH k is the SOH of the k- , P TOTAL is the total power for battery racks.

이처럼, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각의 잔존 수명에 기초하여 총 전럭(PTOTAL)으로부터 개별 전력들(P1~Pn)을 결정할 수 있으므로, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)은 균형적으로 충방전될 수 있다. 게다가, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각의 상태(예컨대, 잔존 수명)이 다르다 하더라도, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각의 상태에 기초하여 개별 전력들(P1~Pn)을 결정할 수 있으므로, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 충방전이 안정적으로 이루어질 수 있다.As such, the power management apparatus 100 can determine the individual powers P 1 to P n from the total power P TOTAL based on the remaining lifetime of each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n , The plurality of battery racks 310-1 to 310-n can be charged and discharged in a balanced manner. In addition, even if the states (e.g., remaining lifetime) of each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n are different, the power management apparatus 100 is able to detect the state of each of the plurality of battery racks 310-1 to 310- The individual powers P 1 to P n can be determined based on the state, so that the charge and discharge of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n can be stably performed.

전력 관리 장치(100)는 결정된 개별 전력들(P1~Pn)에 기초하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충방전할 수 있다(S140). 즉, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)이 결정된 개별 전력들(P1~Pn)에 따라 충방전되도록 전력 변환 장치(200)를 제어할 수 있다. 전력 변환 장치(200)가 개별 전력들(P1~Pn)에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 충방전하는 것에 대해서는 앞에서 설명했으므로 이하 설명을 생략한다.The power management apparatus 100 may charge and discharge each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n based on the determined individual powers P 1 to P n (S 140). That is, the power management apparatus 100 can control the power conversion apparatus 200 so that the plurality of battery racks 310-1 to 310-n are charged and discharged according to the determined individual powers P 1 to P n . Since the power converter 200 charges and discharges the plurality of battery racks 310-1 to 310-n according to the individual powers P 1 to P n , the description thereof is omitted here.

실시 예들에 따라, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)이 충방전되고 있는 동안, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 상태가 충방전 종료 조건을 만족하는지를 판단하고, 판단의 결과에 따라 진행중인 충방전 작동을 중지할 수 있다. 예컨대, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 전압이 미리 결정된 충전 완료 전압 또는 방전 완료 전압에 도달하면, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 충방전을 중지하도록 전력 변환 장치(200)를 제어할 수 있다.According to the embodiments, the power management apparatus 100 is configured such that, while the plurality of battery racks 310-1 to 310-n are being charged and discharged, the states of the plurality of battery racks 310-1 to 310- It is judged whether or not the end condition is satisfied, and the charging / discharging operation in progress can be stopped according to the result of the judgment. For example, when the voltage of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n reaches a predetermined charge completion voltage or a discharge completion voltage, the power management apparatus 100 may control the plurality of battery racks 310-1 to 310-n The power converter 200 can be controlled to stop charging / discharging of the power converter 200.

전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 충방전되는 동안, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 사이의 충방전 불평형이 존재하는지를 판단할 수 있다(S150). 실시 예들에 따라, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 상태 정보에 기초하여 상기 충방전 불평형이 존재하는지를 판단할 수 있다.The power management apparatus 100 determines whether charging / discharging unbalance between the plurality of battery racks 310-1 to 310-n exists during charging / discharging of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n (S150). According to the embodiments, the power management apparatus 100 can determine whether the charge / discharge imbalance exists based on the state information of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n.

예컨대, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 전압들 중에서, 가장 높은 전압과 가장 낮은 전압의 차이가 미리 결정된 기준 값 이상일 때, 상기 충방전 불평형이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.For example, when the difference between the highest voltage and the lowest voltage among the voltages of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n is equal to or greater than a predetermined reference value, the power management apparatus 100 determines that the charge / discharge unbalance exists .

예컨대, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 전압들 중 적어도 하나의 전압이 미리 결정된 기준 값 이상일 때, 상기 충방전 불평형이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.For example, the power management apparatus 100 may determine that the charge / discharge imbalance exists when at least one of the voltages of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n is equal to or greater than a predetermined reference value .

복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 사이의 충방전 불평형이 존재하는 것으로 판단되었을 때(S150의 Y), 전력 관리 장치(100)는 (단계 S130에서) 결정된 개별 전력들(P1~Pn)을 조절할 수 있다.When it is determined that there is charge / discharge imbalance between the plurality of battery racks 310-1 to 310-n (Y in S150), the power management apparatus 100 determines the individual powers P (in step S130) 1 to P n ).

복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 사이의 불평형이 존재한다는 것은 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 상태 정보가 상이함(혹은 상이해졌음)을 의미한다. 이 경우, 기존 결정된 개별 전력들(P1~Pn)에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)이계속 충방전된다면, 특정 배터리 랙이 먼저 충전되거나 먼저 방전될 수 있으며 상기 특정 배터리 랙에만 스트레스가 가해질 수 있으므로, 상기 불평형의 보상(또는 제거)가 요구된다.The presence of unbalance between the plurality of battery racks 310-1 to 310-n means that the state information of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n is different (or different). In this case, if a plurality of battery racks 310-1 to 310-n are charged / discharged in accordance with the previously determined individual powers P 1 to P n , the specific battery rack may be charged or discharged first, Since stress may be applied only to the battery rack, compensation (or elimination) of the unbalance is required.

본 발명의 실시 예들에 따른 전력 관리 장치(100)는 기 결정된 개별 전력들(P1~Pn)을 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각의 상태 정보에 기초하여 조절하고, 조절된 개별 전력들(P'1~P'n)에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)이 다시 충방전되도록 전력 변환 장치(200)를 제어함으로써 불평형을 보상(또는 해소)할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 충방전 중에 개별 전력들(P1~Pn)을 조절할 수 있다.The power management apparatus 100 according to the embodiments of the present invention adjusts the predetermined individual powers P 1 to P n based on the state information of each of the plurality of battery racks 310-1 to 310- Compensates (or eliminates) the imbalance by controlling the power converter 200 so that the plurality of battery racks 310-1 to 310-n are charged and discharged again according to the adjusted individual powers P ' 1 to P' n , can do. Also, the power management apparatus 100 according to the embodiments of the present invention can adjust the individual powers P 1 to P n during charging / discharging of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n.

복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 사이의 충방전 불평형이 존재하지 않는 것으로 판단되었을 때(S150의 N), 전력 관리 장치(100)는 결정된 개별 전력들(P1~Pn)에 기초하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충방전할 수 있다. 이 경우, 전력 관리 장치(100)는 실시간 또는 주기적으로 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 충방전되는 동안, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 사이의 충방전 불평형이 존재하는지를 판단할 수 있다.When it is determined that there is no charge / discharge imbalance between the plurality of battery racks 310-1 to 310-n (N in S150), the power management apparatus 100 determines the determined individual powers P 1 to P n , It is possible to charge and discharge each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n. In this case, the power management apparatus 100 is capable of real-time or periodically charging / discharging the plurality of battery racks 310-1 to 310-n while charging / discharging the plurality of battery racks 310-1 to 310- It can be determined whether or not discharge unbalance exists.

실시 예들에 따라, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 충방전 완료 시간이 모두 동일하도록(즉, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 모두가 동일한 시간에 충방전이 완료되도록), 결정된 개별 전력들 개별 전력들(P1~Pn)을 조절하고, 조절 결과에 따라 조절된 개별 전력들(P'1~P'n)을 결정(또는 계산)할 수 있다. According to the embodiments, the power management apparatus 100 is configured such that the charge and discharge completion times of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n are all the same (i.e., the plurality of battery racks 310-1 to 310- so that all is completed, the charging and discharging at the same time), and adjusting the the determined individual power of individual power (P 1 ~ P n), determines the individual powers (P '1 ~ P' n ) controlled according to the adjustment results (Or calculate).

복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 기존 결정된 개별 전력들(P1~Pn)로 충전하는 경우, 충전 완료 시간(즉, 충전 완료시 까지 남은 시간) T는 아래 수학식 2에 따라 계산될 수 있다.When the plurality of battery racks 310-1 to 310-n are charged with the previously determined individual powers P 1 to P n , the charging completion time (i.e., the time remaining until the charging is completed) . ≪ / RTI >

Figure 112018081207708-pat00002
Figure 112018081207708-pat00002

여기서, T는 충전 완료 시간이고, SOCk은 k번째 배터리 랙의 SOC이고, Qk는 k번째 배터리 랙의 용량이고, SOHk는 k번째 배터리 랙의 SOH고, Pk는 k번째 배터리 랙에 대한 개별 충전 전력이다.Here, T is the charge completion time, SOC k is the SOC of the k-th battery rack, Q k is the capacitance of the k-th battery rack, SOH k is the high SOH of the k-th battery rack, P k is the k-th battery rack Is the individual charging power.

수학식 2에서, 우변의 분자는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 잔여 충전 용량을 의미하고, 우변의 분모는 총 충전 전력(PTOTAL)을 의미한다. In Equation (2), the numerator on the right side means the remaining charge capacity of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n, and the denominator on the right side means the total charge power (P TOTAL ).

이 때, 조절된 개별 전력들(P'1~P'n)에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 충전하는 경우, 충전 완료 시간이 모두 동일해야하므로, 아래 수학식 3이 성립한다.In this case, when each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n is charged according to the adjusted individual powers P ' 1 to P' n , since the charging completion times must be the same, 3 is established.

Figure 112018081207708-pat00003
Figure 112018081207708-pat00003

여기서, T는 충전 완료 시간이고, P'k는 k번째 배터리 랙에 대한 조절된 개별 충전 전력이고, SOCk은 k번째 배터리 랙의 SOC이고, Qk는 k번째 배터리 랙의 용량이고, SOHk는 k번째 배터리 랙의 SOH이다.Here, T is the full charge time, P 'k are the individual charge power control for the k-th battery rack, SOC k is the SOC of the k-th battery rack, Q k is the capacitance of the k-th battery rack, SOH k Is the SOH of the kth battery rack.

수학식 2와 수학식 3으로부터, 아래 수학식 4를 얻을 수 있다.From Equations (2) and (3), the following Equation (4) can be obtained.

Figure 112018102970732-pat00017
Figure 112018102970732-pat00017

여기서, P'k는 k번째(k는 1≤k≤n인 자연수) 배터리 랙에 대한 조절된 개별 충전 전력이고, SOCk은 k번째 배터리 랙의 SOC이고, Qk는 k번째 배터리 랙의 용량이고, SOHk는 k번째 배터리 랙의 SOH고, Pk는 k번째 배터리 랙에 대한 개별 충전 전력이다.Where P ' k is the adjusted individual charge power for the k-th battery pack (k is a natural number 1 < = k < = n ), SOC k is the SOC of the kth battery rack, Qk is the capacity of the kth battery rack SOH k is SOH high of the kth battery rack, and P k is the individual charging power for the kth battery rack.

즉, 전력 관리 장치(100)는 상기 수학식 4에 따라 개별 충전 전력들(P1~Pn)을 조절하고 조절된 개별 충전 전력들(P'1~P'n)을 결정할 수 있다. That is, the power management unit 100 may determine a charge power of the individual (P 1 ~ P n) to a controlled and adjustable individual charging power (P '1 ~ P' n ) according to Equation (4).

복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 기존 결정된 개별 전력들(P1~Pn)로 방전하는 경우, 방전 완료 시간(즉, 방전 완료시 까지 남은 시간) T는 아래 수학식 5에 따라 계산될 수 있다.In the case of discharging the plurality of battery racks 310-1 to 310-n with the previously determined individual powers P 1 to P n , the discharge completion time (i.e., the time remaining until discharge completion) . ≪ / RTI >

Figure 112018081207708-pat00005
Figure 112018081207708-pat00005

여기서, T는 방전 완료 시간이고, SOCk은 k번째 배터리 랙의 SOC이고, Qk는 k번째 배터리 랙의 용량이고, SOHk는 k번째 배터리 랙의 SOH고, Pk는 k번째 배터리 랙에 대한 개별 방전 전력이다.Here, T is the discharge completion time, SOC k is the SOC of the k-th battery rack, Q k is the capacitance of the k-th battery rack, SOH k is the high SOH of the k-th battery rack, P k is the k-th battery rack Is the individual discharge power.

수학식 5에서, 우변의 분자는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 잔여 방전 용량을 의미하고, 우변의 분모는 총 방전 전력(PTOTAL)을 의미한다. In Equation (5), the right side of the numerator indicates the remaining discharge capacity of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n, and the denominator of the right side indicates the total discharge power (P TOTAL ).

이 때, 조절된 개별 전력들(P'1~P'n)에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 각각을 방전하는 경우, 방전 완료 시간이 모두 동일해야하므로, 아래 수학식 6이 성립한다.In this case, when each of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n is discharged according to the adjusted individual powers P ' 1 to P' n , since the discharge completion time must be the same, 6 is established.

Figure 112018081207708-pat00006
Figure 112018081207708-pat00006

여기서, T는 방전 완료 시간이고, P'k는 k번째 배터리 랙에 대한 조절된 개별 방전 전력이고, SOCk은 k번째 배터리 랙의 SOC이고, Qk는 k번째 배터리 랙의 용량이고, SOHk는 k번째 배터리 랙의 SOH이다.Here, T is the discharge completion time, P 'k is the controlled individual discharge power for the k-th battery rack, SOC k is the SOC of the k-th battery rack, Q k is the capacitance of the k-th battery rack, SOH k Is the SOH of the kth battery rack.

수학식 5와 수학식 6으로부터, 아래 수학식 7를 얻을 수 있다.From Equations (5) and (6), the following Equation (7) can be obtained.

Figure 112018081207708-pat00007
Figure 112018081207708-pat00007

여기서, P'k는 k번째(k는 1≤k≤n인 자연수) 배터리 랙에 대한 조절된 개별 방전 전력이고, SOCk은 k번째 배터리 랙의 SOC이고, Qk는 k번째 배터리 랙의 용량이고, SOHk는 k번째 배터리 랙의 SOH고, Pk는 k번째 배터리 랙에 대한 개별 방전 전력이다.Where P ' k is the adjusted individual discharge power for the k-th battery pack (k is a natural number 1? K? N), SOC k is the SOC of the kth battery rack, Qk is the capacity of the kth battery rack SOH k is the SOH high of the kth battery rack, and P k is the individual discharge power for the kth battery rack.

즉, 전력 관리 장치(100)는 상기 수학식 7에 따라 개별 방전 전력들(P1~Pn)을 조절하고 조절된 개별 방전 전력들(P'1~P'n)을 결정할 수 있다.That is, the power management unit 100 may determine the individual discharge power of the (P 1 ~ P n) for the regulated and controlled individual discharge power (P '1 ~ P' n ) according to Equation (7).

전력 관리 장치(100)는 조절된 개별 전력들(P'1~P'n)에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 다시 충방전할 수 있다(S170). 즉, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)이 조절된 개별 전력들(P'1~P'n)에 따라 다시 충방전되도록 전력 변환 장치(200)를 제어할 수 있다. 전력 변환 장치(200)가 개별 전력들(P1~Pn)에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 충방전하는 것에 대해서는 앞에서 설명했으므로 이하 설명을 생략한다.The power management apparatus 100 can charge and discharge the plurality of battery racks 310-1 to 310-n again according to the adjusted individual powers P ' 1 to P' n (S170). That is, the power management unit 100 includes a plurality of the battery racks (310-1 ~ 310-n) of the individual power adjustment (P '1 ~ P' n ) the power conversion device 200 to be re-charged and discharged in accordance with the Can be controlled. Since the power converter 200 charges and discharges the plurality of battery racks 310-1 to 310-n according to the individual powers P 1 to P n , the description thereof is omitted here.

이처럼, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 사이의 충방전 불평형이 존재하는 경우, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 충방전 완료 시간이 모두 동일하도록 개별 전력들(P1~Pn)을 조절하고, 조절 결과에 따라 조절된 개별 전력들(P'1~P'n)에 따라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)이 충전되도록 전력 변환 장치(200)를 제어할 수 있다. If there is a charge / discharge unbalance between the plurality of battery racks 310-1 to 310-n, the power management apparatus 100 may determine that the charge / discharge completion time of the plurality of battery racks 310-1 to 310- the individual power to the identical (P 1 ~ P n) to be adjusted and, in a regulated power in accordance with individual adjustment results (P '1 ~ P' n ) a plurality of battery racks (310-1 ~ 310-n according to the The power converter 200 can be controlled to be charged.

즉, 전력 관리 장치(100)는 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)이 충방전되는 동안, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n) 사이의 불평형을 판단하고, 상기 불평형을 보상(또는 해소)하기 위해 실시간으로 개별 전력들을 조절하여 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 재충방전하므로, 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)을 효율적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 복수의 배터리 랙들(310-1~310-n)의 수명 또한 증대될 수 있다.That is, the power management apparatus 100 determines the unbalance between the plurality of battery racks 310-1 to 310-n while the plurality of battery racks 310-1 to 310-n are charged and discharged, The plurality of battery racks 310-1 to 310-n can be efficiently used because the plurality of battery racks 310-1 to 310-n are regenerated by adjusting the individual powers in real time in order to compensate And the lifetime of the plurality of battery racks 310-1 to 310-n can be increased.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 전력 관리 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 4 to 6 are views for explaining the operation of the power management apparatus according to the embodiments of the present invention.

도 4를 참조하면, 제1배터리 랙(310-1)의 용량(Q1)과 제2배터리 랙(310-2)의 용량(Q2)은 서로 다르다. 도 5를 참조하면, 제1배터리 랙(310-1)의 기종(TYPE1)과 제2배터리 랙(310-2)의 기종(TYPE2)은 서로 다르다. 이 때, 제1배터리 랙(310-1)의 상한 전압(V1H)과 제2배터리 랙(310-2)의 상한 전압(V2H)은 다를 수 있고, 제1배터리 랙(310-1)의 하한 전압(V1L)과 제2배터리 랙(310-2)의 상한 전압(V2L)은 다를 수 있다. 예컨대, 제1배터리 랙(310-1)은 인산철 전지일 수 있고, 제2배터리 랙(310-2)은 3원계 전지일 수 있다. 도 6을 참조하면, 제1배터리 랙(310-1)의 잔존 수명(SOH1)과 제2배터리 랙(310-2)의 잔존 수명(SOH2)은 서로 다르다. 4, the capacity of the first battery capacity rack (310-1) (Q 1) and the second battery rack (310-2) (Q 2) are different from each other. 5, the type TYPE1 of the first battery rack 310-1 and the type TYPE2 of the second battery rack 310-2 are different from each other. At this time, the first upper limit voltage (V 2H) of the upper limit voltage (V 1H) and the second battery rack 310-2 of battery rack 310-1 may be different from, the first battery rack 310-1 The lower limit voltage V 1L of the second battery rack 310-2 may be different from the upper limit voltage V 2L of the second battery rack 310-2. For example, the first battery rack 310-1 may be a phosphoric acid battery, and the second battery rack 310-2 may be a ternary battery. 6, the remaining lifetime (SOH 2) of the first remaining life of a battery rack (310-1) (SOH 1) and the second battery rack 310-2 are different from each other.

도 4 내지 도 6에 도시된 경우에서, 상기 차이 고려 없이 동일한 개별 전력들로 제1배터리 랙(310-1)과 제2배터리 랙(310-2)을 충방전하는 경우, 제1배터리 랙(310-1)과 제2배터리 랙(310-2)을 모두 활용할 수 없으며, 충방전 과정 중 배터리 랙들(310-1과 310-2) 사이의 불균형이 야기 및 심화될 수 있다.In the case shown in FIGS. 4 to 6, when the first battery rack 310-1 and the second battery rack 310-2 are charged and discharged with the same individual powers without considering the difference, the first battery rack 310-1 and the second battery rack 310-2 can not be utilized and an imbalance between the battery racks 310-1 and 310-2 during charging and discharging can be caused and deepened.

앞에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 전력 관리 장치(100)는 도 4 내지 도 6에 도시된 경우, 배터리 랙들(310-1과 310-2)의 상태 정보(예컨대, 용량, 기종 및 잔존 수명)에 기초하여 배터리 랙들(310-1과 310-2) 각각을 충방전하기 위한 개별 전력들(P1과 P2)을 결정하며, 또한, 배터리 랙들(310-1과 310-2) 사이의 충방전 불평형이 발생한다 하더라도 배터리 랙들(310-1과 310-2)의 충방전 완료 시간이 동일하도록 개별 전력들(P1과 P2)을 조절하여 배터리 랙들(310-1과 310-2) 각각을 다시 충방전할 수 있다. As described above, the power management apparatus 100 according to the embodiments of the present invention is capable of storing status information (e.g., capacity, model, and the like) of the battery racks 310-1 and 310-2 Determines the individual powers P 1 and P 2 for charging and discharging each of the battery racks 310-1 and 310-2 based on the remaining life of the battery racks 310-1 and 310-2, Even if charging / discharging unbalance occurs between the battery racks 310-1 and 310-2, the individual electric powers P 1 and P 2 are adjusted so that the charging and discharging completion times of the battery racks 310-1 and 310-2 are the same, 2) can be charged and discharged again.

이에 따라, 전력 관리 장치(100)는 서로 다른 속성을 가지는 배터리 랙들(310-1과 310-2)이 불평형 없이 효율적으로 충방전되도록 전력 변환 장치(200)를 제어할 수 있고, 그 결과 제1배터리 랙(310-1)과 제2배터리 랙(310-2) 모두는 효율적으로 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 배터리 랙들(310-1과 310-2)의 충방전에 따른 스트레스 또한 균형적으로 분산될 수 있다.Accordingly, the power management apparatus 100 can control the power conversion apparatus 200 such that the battery racks 310-1 and 310-2 having different attributes are efficiently charged and discharged without being unbalanced. As a result, Both the battery rack 310-1 and the second battery rack 310-2 can be efficiently utilized and the stress due to charging and discharging of the battery racks 310-1 and 310-2 can be balanced .

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10: 에너지 저장 시스템
20: 그리드
30: 부하
100: 전력 관리 장치
200: 전력 변환 장치
300: 배터리10: Energy storage system
20: Grid
30: Load
100: power management device
200: power conversion device
300: Battery

Claims (10)

n개(n은 2이상의 자연수)의 배터리 랙들의 충전을 수행하는 전력 충전 장치에 있어서,
상기 n개의 배터리 랙들 각각의 상태 정보를 획득하고, 획득된 상태 정보에 기초하여 상기 n개의 배터리 랙들 각각을 충전하기 위한 개별 충전 전력들을 결정하는 전력 관리 장치; 및
상기 결정된 개별 충전 전력들에 기초하여 상기 n개의 배터리 랙들을 충전 하는 전력 변환 장치를 포함하고,
상기 n개의 배터리 랙들의 상태 정보는,
상기 n개의 배터리 랙들의 용량, 잔존 수명(state of health (SOH))과 충전 상태(state of charge (SOC))를 포함하고,
상기 개별 충전 전력은,
Figure 112018102970732-pat00018

에 따라 결정되는,
(여기서, Pk는 k번째(k는 1≤k는 1≤k≤n인 자연수) 배터리 랙에 대한 개별 충전 전력이고, Qk는 k번째 배터리 랙의 용량이고, SOHk는 k번째 배터리 랙의 SOH이고, PTOTAL은 배터리 랙들에 대한 총 충전 전력임)
전력 충전 장치.1. A power charging apparatus for charging n (n is a natural number of 2 or more) battery racks,
A power management device that acquires status information of each of the n battery racks and determines individual charging powers to charge each of the n battery racks based on the acquired status information; And
And a power conversion device charging the n battery racks based on the determined individual charging powers,
Wherein the status information of the n battery racks includes:
A capacity of the n battery racks, a state of health (SOH) and a state of charge (SOC)
The individual charging power
Figure 112018102970732-pat00018

Lt; / RTI >
Where P k is the individual charge power for the k-th battery pack (k is a natural number where 1? K is a natural number 1? K? N), Q k is the capacity of the kth battery rack, SOH k is the kth battery rack SOH, and P TOTAL is the total charging power for the battery racks)
Power charging device. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 n개의 배터리 랙들 중 적어도 두 개의 배터리 랙들의 잔존 수명은 서로 다르고,
상기 전력 관리 장치는 상기 적어도 두 개의 배터리 랙들의 잔존 수명에 기초하여 상기 적어도 두 개의 배터리 랙들에 대한 상기 개별 충전 전력들이 서로 다르도록 상기 개별 충전 전력들을 결정하는,
전력 충전 장치.The method according to claim 1,
Wherein at least two battery racks of the n battery racks have different remaining lifetimes,
Wherein the power management device determines the individual charging powers so that the individual charging powers for the at least two battery racks are different from one another based on a remaining lifetime of the at least two battery racks.
Power charging device. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 전력 변환 장치는,
상기 전력 관리 장치에 의해 결정된 개별 충전 전력들을 출력하는 AC/DC 컨버터; 및
각각이 개별 충전 전력들을 수신하고, 수신된 개별 충전 전력들에 기초하여 상기 n개의 배터리 랙들을 충전하는 복수 개의 DC/DC 컨버터들을 포함하는,
전력 충전 장치.The power conversion apparatus according to claim 1,
An AC / DC converter outputting the individual charge powers determined by the power management apparatus; And
A plurality of DC / DC converters, each of which receives the individual charging powers and charges the n battery racks based on the received individual charging powers,
Power charging device. n(n은 2이상의 자연수)개의 배터리 랙들의 방전을 수행하는 전력 방전 장치에 있어서,
상기 n개의 배터리 랙들 각각의 상태 정보를 획득하고, 획득된 상태 정보에 기초하여 상기 n개의 배터리 랙들 각각을 방전하기 위한 개별 방전 전력들을 결정하는 전력 관리 장치; 및
상기 결정된 개별 방전 전력들에 기초하여 상기 n개의 배터리 랙들을 방전하는 전력 변환 장치를 포함하고,
상기 n개의 배터리 랙들의 상태 정보는,
상기 n개의 배터리 랙들의 용량, 잔존 수명(state of health (SOH))과 충전 상태(state of charge (SOC))를 포함하고,
상기 개별 방전 전력은,
Figure 112018102970732-pat00019

에 따라 결정되는,
(여기서, Pk는 k번째(k는 1≤k≤n인 자연수) 배터리 랙에 대한 개별 방전 전력이고, Qk는 k번째 배터리 랙의 용량이고, SOHk는 k번째 배터리 랙의 SOH이고, PTOTAL은 배터리 랙들에 대한 총 방전 전력임)
전력 방전 장치.1. A power discharge apparatus for performing discharge of n (n is a natural number of 2 or more) battery racks,
A power management device that obtains state information of each of the n battery racks and determines individual discharge powers to discharge each of the n battery racks based on the obtained state information; And
And a power conversion device for discharging the n battery racks based on the determined individual discharge powers,
Wherein the status information of the n battery racks includes:
A capacity of the n battery racks, a state of health (SOH) and a state of charge (SOC)
The individual discharge power may be,
Figure 112018102970732-pat00019

Lt; / RTI >
Where P k is the individual discharge power for the k-th battery pack (k is a natural number 1? K? N), Q k is the capacity of the k-th battery rack, SOH k is the SOH of the k- P TOTAL is the total discharge power for battery racks)
Power discharge device. 제6항에 있어서,
상기 n개의 배터리 랙들 중 적어도 두 개의 배터리 랙들의 잔존 수명은 서로 다르고,
상기 전력 관리 장치는 상기 적어도 두 개의 배터리 랙들의 잔존 수명에 기초하여 상기 적어도 두 개의 배터리 랙들에 대한 상기 개별 방전 전력들이 서로 다르도록 상기 개별 방전 전력들을 결정하는,
전력 방전 장치.The method according to claim 6,
Wherein at least two battery racks of the n battery racks have different remaining lifetimes,
Wherein the power management device determines the individual discharge powers so that the individual discharge powers for the at least two battery racks are different from each other based on a remaining lifetime of the at least two battery racks.
Power discharge device. 삭제delete n개의 배터리 랙들을 충방전하는 전력 변환 장치를 제어하는 전력 관리 장치의 작동 방법에 있어서,
상기 n개의 배터리 랙들을 충방전하기 위한 총 전력을 설정하는 단계;
상기 n개의 배터리 랙들 각각의 상태 정보를 획득하는 단계;
획득된 상태 정보에 기초하여, 상기 n개의 배터리 랙들 각각을 충방전하기 위한 개별 전력들을 상기 총 전력으로부터 결정하는 단계; 및
상기 결정된 개별 전력들에 기초하여 상기 n개의 배터리 랙들을 충방전하도록 상기 전력 변환 장치를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 n개의 배터리 랙들의 상태 정보는 상기 n개의 배터리 랙들의 용량, 잔존 수명(state of health (SOH))과 충전 상태(state of charge (SOC))를 포함하고,
상기 개별 전력은,
Figure 112018102970732-pat00020

에 따라 결정되는,
(여기서, Pk는 k번째(k는 1≤k≤n인 자연수) 배터리 랙에 대한 개별 전력이고, Qk는 k번째 배터리 랙의 용량이고, SOHk는 k번째 배터리 랙의 SOH이고, PTOTAL은 배터리 랙들에 대한 총 전력임)
전력 관리 장치의 작동 방법.A method of operating a power management apparatus for controlling a power conversion apparatus charging and discharging n battery racks,
Setting a total power for charging and discharging the n battery racks;
Obtaining status information of each of the n battery racks;
Determining from the total power individual powers for charging and discharging each of the n battery racks based on the acquired state information; And
And controlling the power conversion device to charge and discharge the n battery racks based on the determined individual powers,
The state information of the n battery racks includes the capacity, remaining life (SOH) and state of charge (SOC) of the n battery racks,
The discrete power may comprise:
Figure 112018102970732-pat00020

Lt; / RTI >
Where P k is the discrete power for the k-th battery pack (k is a natural number 1? K? N), Q k is the capacity of the kth battery rack, SOH k is the SOH of the kth battery rack, P TOTAL is total power for battery racks)
A method of operating a power management device. 삭제delete
KR1020180095815A 2018-08-17 2018-08-17 Power management device for charging or discharging battery racks based on state of each of the battery racks and energy storage system including the same KR101923958B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180095815A KR101923958B1 (en) 2018-08-17 2018-08-17 Power management device for charging or discharging battery racks based on state of each of the battery racks and energy storage system including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180095815A KR101923958B1 (en) 2018-08-17 2018-08-17 Power management device for charging or discharging battery racks based on state of each of the battery racks and energy storage system including the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101923958B1 true KR101923958B1 (en) 2018-11-30

Family

ID=64560878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180095815A KR101923958B1 (en) 2018-08-17 2018-08-17 Power management device for charging or discharging battery racks based on state of each of the battery racks and energy storage system including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101923958B1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102063692B1 (en) * 2019-08-20 2020-01-09 (주)피앤이이노텍 Apparatus for charging and discharging battery racks in connection with power generation system and energy storage system including the same
KR102100104B1 (en) * 2019-08-20 2020-04-14 (주)피앤이이노텍 Power charging and discharging apparatus having function of providing uninterruptible power supply and energy storage system including the same
KR102198040B1 (en) * 2019-12-31 2021-01-04 (주)디지털메이커스 Power management device and energy storage system including the same
KR20220059154A (en) * 2020-11-02 2022-05-10 주식회사 피엠그로우 Apparatus and method for reuse battery rental management
KR20220105379A (en) * 2021-01-20 2022-07-27 이용철 Energy storage system and operation method thereof
KR20220105895A (en) * 2021-01-21 2022-07-28 주식회사 미지에너텍 Apparatus and method for controlling bettery power using cell balancing
KR20230036993A (en) * 2021-09-08 2023-03-15 주식회사 엘지에너지솔루션 Energy storage system including newly installed battery racks and method controlling the same
GB2611835A (en) * 2021-10-13 2023-04-19 Krakenflex Ltd Methods for operating battery frequency response
US11735930B2 (en) 2019-08-05 2023-08-22 Lg Energy Solution, Ltd. Energy hub for energy storage system racks based on SOC and SOH

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101262265B1 (en) * 2011-11-11 2013-05-08 (주)인텍에프에이 Electric energy storage charging system
JP2016082610A (en) * 2014-10-10 2016-05-16 株式会社デンソー Storage battery device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101262265B1 (en) * 2011-11-11 2013-05-08 (주)인텍에프에이 Electric energy storage charging system
JP2016082610A (en) * 2014-10-10 2016-05-16 株式会社デンソー Storage battery device

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11735930B2 (en) 2019-08-05 2023-08-22 Lg Energy Solution, Ltd. Energy hub for energy storage system racks based on SOC and SOH
KR102100104B1 (en) * 2019-08-20 2020-04-14 (주)피앤이이노텍 Power charging and discharging apparatus having function of providing uninterruptible power supply and energy storage system including the same
WO2021034066A1 (en) * 2019-08-20 2021-02-25 (주)피앤이이노텍 Power charging and discharging apparatus having uninterruptible power supply function, and energy storage system including same
KR102063692B1 (en) * 2019-08-20 2020-01-09 (주)피앤이이노텍 Apparatus for charging and discharging battery racks in connection with power generation system and energy storage system including the same
KR102198040B1 (en) * 2019-12-31 2021-01-04 (주)디지털메이커스 Power management device and energy storage system including the same
KR20220059154A (en) * 2020-11-02 2022-05-10 주식회사 피엠그로우 Apparatus and method for reuse battery rental management
KR102483500B1 (en) 2020-11-02 2023-01-02 주식회사 피엠그로우 Apparatus and method for reuse battery rental management
KR20220105379A (en) * 2021-01-20 2022-07-27 이용철 Energy storage system and operation method thereof
KR102574696B1 (en) * 2021-01-20 2023-09-06 이용철 Energy storage system and operation method thereof
KR20220105895A (en) * 2021-01-21 2022-07-28 주식회사 미지에너텍 Apparatus and method for controlling bettery power using cell balancing
KR102572353B1 (en) * 2021-01-21 2023-08-30 주식회사 미지에너텍 Apparatus and method for controlling bettery power using cell balancing
KR20230036993A (en) * 2021-09-08 2023-03-15 주식회사 엘지에너지솔루션 Energy storage system including newly installed battery racks and method controlling the same
KR102678879B1 (en) * 2021-09-08 2024-06-28 주식회사 엘지에너지솔루션 Energy storage system including newly installed battery racks and method controlling the same
GB2611835A (en) * 2021-10-13 2023-04-19 Krakenflex Ltd Methods for operating battery frequency response
GB2611835B (en) * 2021-10-13 2024-06-05 Kraken Tech Limited Methods for operating battery frequency response

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101923958B1 (en) Power management device for charging or discharging battery racks based on state of each of the battery racks and energy storage system including the same
KR101925496B1 (en) Power management device for compensating unbalance among battery racks and energy storage system including the same
KR102549135B1 (en) How to charge or discharge an energy storage device
WO2016051722A1 (en) Electric power storage device, control device, electric power storage system, method for controlling electric power storage device, and non-transitory computer-readable medium storing control program
CN106410832B (en) Energy management system
JP4967162B2 (en) Secondary battery pack
EP3514557B1 (en) Electric storage capacity estimation device, method and program
KR20150143466A (en) Method and device for regulating the charge state of a battery power plant
JP6146845B2 (en) Power storage system and discharge control method for the power storage system
JP6496008B2 (en) Storage battery management apparatus, method and program
US20220384863A1 (en) Method for charging and/or discharging a rechargeable energy store
CN109768587A (en) Battery charger and associated system and method
KR102198040B1 (en) Power management device and energy storage system including the same
KR20160121773A (en) Storage battery control device and storage battery control method
KR20220101990A (en) Energy storage system of plug-in type and method for individually controlling plug-in rack of the energy storage system
JP6712802B2 (en) Power storage system, control device, and power storage device
KR20150135843A (en) Hybrid energy storage system and method of contolling the same
KR101729273B1 (en) Method and energy management system for controlling maximum demand power of energy storage system comprising plurality of uninterruptible power supply
KR102063692B1 (en) Apparatus for charging and discharging battery racks in connection with power generation system and energy storage system including the same
KR102100104B1 (en) Power charging and discharging apparatus having function of providing uninterruptible power supply and energy storage system including the same
KR20160007739A (en) Tray balancing apparatus, tray balancing method, and rack balancing apparatus using fan
KR20190071459A (en) Battery charging system, and method for controlling maximum capacity charging in battery module using the same
WO2017042973A1 (en) Storage battery system, method, and program
KR102133558B1 (en) Cell balancing apparatus and method using fan
KR101689865B1 (en) Smart battery management system

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant