KR102081897B1 - Energy storage system capable of blocking fire risk - Google Patents

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KR102081897B1
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이종희
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Abstract

Various embodiments of the present invention relate to an energy storage system capable of preventing the risk of fire, and a technical task to be solved of the present invention is to provide an energy storage system capable of reducing the risk of fire by separating a battery chamber and a power control system PCS with using a partition wall. To this end, the energy storage system comprises: a battery chamber which has a plurality of batteries installed on one side thereof; a PCS chamber which has a power conversion system (PCS) for controlling charging and discharging of the batteries installed on the other side thereof; a partition wall which separates the battery chamber and the PCS chamber; and a container in which the battery chamber, the PCS chamber and the partition wall are installed.

Description

화재 위험을 차단할 수 있는 에너지 저장 시스템{Energy storage system capable of blocking fire risk}Energy storage system capable of blocking fire risk

본 발명의 다양한 실시예는 화재 위험을 차단할 수 있는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.Various embodiments of the present invention relate to an energy storage system that can block fire hazards.

에너지 저장 시스템은 외부 전력원, 예를 들면, 발전소에서 외부 전력을 공급받아 저장하여, 전력이 필요한 시점에 필요한 곳으로 전송하는 장치를 의미한다. 즉, 에너지 저장 시스템은 전력 저장용 배터리를 포함한 대용량 전력 저장 시스템으로서, 전력을 저장해 필요한 장소와 시간에 사용할 수 있도록 지원하는 시스템이다. 이에 따라 현재는 신재생 에너지(태양광, 풍력에너지 등) 저장용으로 각광받고 있다. The energy storage system refers to a device that receives and stores external power from an external power source, for example, a power plant, and transmits the power to where it is needed when power is needed. In other words, the energy storage system is a large-capacity power storage system including a battery for power storage, and is a system for storing power and using it at a necessary place and time. Accordingly, it is currently in the spotlight for storing renewable energy (solar, wind energy, etc.).

현재 에너지 저장 시스템에는 리튬 이온 배터리가 이용되고 있다. 보통 축전지는 자기 방전에 의하여 축전된 전기를 다소 잃게 되지만, 리튬 이온 배터리에는 그러한 현상이 없다. 단위 부피당 축전 능력도 높고, 주택의 태양광 발전에서 생기는 적은 양의 전기라도 문제없이 저장할 수 있다. 또 다른 축전지들의 약점인 '전기가 남아있는 동안에 충전하면 축전지 용량이 감소하는 (메모리 효과)' 것과 같은 현상도 나타나지 않는다. 이러한 특징이 리튬 이온 배터리의 축전 기능을 높이는 이유이다.Currently, lithium ion batteries are used in energy storage systems. Normally, batteries lose some of the electricity stored by self discharge, but lithium-ion batteries do not. The storage capacity per unit volume is high, and even a small amount of electricity generated from the solar power generation of the house can be stored without problems. The weaknesses of other batteries, such as 'charging while the electricity remains, reduce the battery capacity (memory effect)', are not seen. This is the reason for increasing the power storage function of the lithium ion battery.

에너지 저장 시스템는 보통 컨테이너 안에 리튬 이온 배터리로 구성된 배터리 모듈을 적재하여 구성한다. 이 배터리 모듈은 다단으로 형성된 배터리 시스템에 일정 개수가 서로 전기적으로 연결되어 적재된다.Energy storage systems usually consist of a battery module consisting of lithium ion batteries in a container. The battery modules are stacked in a plurality of battery systems electrically connected to each other in a predetermined number.

에너지 저장 시스템은 많은 수의 배터리 모듈을 서로 연결하여 집중적으로 배치하기 때문에, 발열량이 매우 많다는 문제점을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 냉각 부재가 필수적으로 제공되어야 한다. 뿐만 아니라, 자칫 화재가 일어날 경우 큰 대형 사고로 일어날 수 있기 때문에 이를 방지할 화재 관리 시스템도 필요하다. 이를 위해 종래에는 컨테이너 내부에 소화설비와 제어반, 그리고 연기 감지기 등이 마련되어 있다.The energy storage system has a problem in that a large amount of heat is generated because a large number of battery modules are connected to each other and intensively arranged. In order to solve this problem, a cooling member must be provided. In addition, a fire management system is needed to prevent fires because they can occur in large and large accidents. To this end, a fire extinguishing system, a control panel, and a smoke detector are conventionally provided in a container.

화재 대처법으로, 종래에는 소화설비를 기계적으로 또는 수동적으로 사용하거나 연기 감지기로 화재 여부를 판단하여 제어반을 통해 소화설비를 작동시키는 방법을 이용하고 있다. 소화설비의 경우 이산화탄소 가스 소화방식을 적용하고 있다.As a fire fighting method, conventionally, a fire extinguishing system is operated by a control panel by mechanically or manually using a fire extinguishing system or by determining whether a fire is detected by a smoke detector. In the case of extinguishing facilities, carbon dioxide gas extinguishing is applied.

이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.The above-described information disclosed in the background technology of the present invention is only for improving the understanding of the background of the present invention, and thus may include information that does not constitute the prior art.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 배터리실과 파워 컨트롤 시스템실을 격벽으로 분리 시공하여 화재 위험성을 낮출 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공하는데 있다.The problem to be solved according to various embodiments of the present invention is to provide an energy storage system that can reduce the risk of fire by separating the battery compartment and the power control system compartment with a partition wall.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 지락 검출 장치를 갖추고, 이를 에너지 모니터링 시스템과 연계 운전할 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공하는데 있다.An object to be solved according to various embodiments of the present invention is to provide an energy storage system equipped with a ground fault detection device and can be operated in conjunction with the energy monitoring system.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 공조 시스템을 최적화하고 이중화하여 배터리실 온도를 최적으로 유지할 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공하는데 있다.Problems to be solved according to various embodiments of the present invention to provide an energy storage system that can optimally maintain the battery chamber temperature by optimizing and redundant air conditioning system.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 화재 발생 시 소화 장치를 통해 불활성 가스를 분사하여 전기 화재를 신속히 소화할 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공하는데 있다.An object to be solved according to various embodiments of the present invention is to provide an energy storage system that can quickly extinguish an electric fire by injecting an inert gas through a fire extinguishing device when a fire occurs.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 일측에 다수의 배터리가 설치된 배터리실; 타측에 상기 배터리의 충방전을 제어하는 파워 컨버젼 시스템(PCS)이 설치된 PCS실; 상기 배터리실과 상기 PCS실을 분리하는 격벽; 및 상기 배터리실, 상기 PCS실 및 상기 격벽이 설치되는 컨테이너를 포함할 수 있다.An energy storage system according to various embodiments of the present disclosure may include a battery compartment having a plurality of batteries installed at one side thereof; A PCS room in which a power conversion system (PCS) for controlling charging and discharging of the battery is installed on the other side; A partition wall separating the battery chamber and the PCS chamber; And a container in which the battery chamber, the PCS chamber, and the partition wall are installed.

상기 격벽은 방화벽을 포함할 수 있고, 상기 방화벽은 상기 배터리실과 상기 PCS실을 연결하는 케이블, 파이프 라인 또는 덕트가 지나가는 개구를 포함할 수 있으며, 상기 개구는 방화 봉합제로 밀봉될 수 있다.The partition wall may include a firewall, the firewall may include an opening through which a cable, a pipeline, or a duct connecting the battery chamber and the PCS chamber passes, and the opening may be sealed with a fire protection sealant.

상기 PCS는 발전 시스템으로부터 발전된 전력을 상기 배터리 또는 계통에 공급하는 전력 변환부와, 상기 전력 변환부로부터의 전력을 상기 배터리에 직류로 변환하여 공급하는 컨버터와, 상기 전력 변환부로부터의 전력을 상기 계통에 교류로 변환하여 공급하는 인버터와, 상기 발전 시스템, 상기 배터리, 상기 계통, 상기 컨버터 및 상기 인버터를 모니터링하고 제어하는 에너지 모니터링 시스템(EMS)를 포함할 수 있다.The PCS includes a power converter that supplies power generated from a power generation system to the battery or system, a converter that converts power from the power converter into direct current to the battery, and supplies power from the power converter. It may include an inverter for converting and supplying alternating current to a grid, and an energy monitoring system (EMS) for monitoring and controlling the power generation system, the battery, the grid, the converter, and the inverter.

상기 배터리실에 구비된 제1공조부 및 제1소화부를 더 포함할 수 있고, 상기 PCS실에 구비된 제2공조부 및 제2소화부를 더 포함할 수 있으며, 상기 배터리실의 제1공조부와 제1소화부, 그리고 상기 PCS실의 제2공조부와 제2소화부는 상기 EMS에 의해 독립적으로 제어될 수 있다.The apparatus may further include a first air conditioning unit and a first fire extinguishing unit provided in the battery chamber, and may further include a second air conditioning unit and a second fire extinguishing unit provided in the PCS chamber. And the first fire extinguishing unit, and the second air conditioning unit and the second fire extinguishing unit of the PCS room may be independently controlled by the EMS.

상기 EMS는 상기 배터리실의 제1공조부에 의한 온도 및 습도와, 상기 PCS실의 제2공조부에 의한 온도 및 습도를 각각 독립적으로 제어할 수 있다.The EMS may independently control the temperature and humidity of the first air conditioning unit of the battery chamber and the temperature and the humidity of the second air conditioning unit of the PCS chamber.

상기 EMS는 상기 배터리실의 제1소화부와 상기 PCS실의 제2소화부를 독립적으로 제어할 수 있다.The EMS may independently control the first fire extinguishing unit of the battery compartment and the second fire extinguishing unit of the PCS compartment.

상기 제1소화부 및 상기 제2소화부는 HCFC-123 가스 또는 CO2 가스를 포함할 수 있다.The first digestion unit and the second digestion unit may include HCFC-123 gas or CO2 gas.

상기 EMS는 상기 계통의 지락 여부를 판단하는 지락 판단부, 상기 제1,2공조부를 제어하는 공조 제어부, 상기 제1,2소화부를 제어하는 소화 제어부를 더 포함할 수 있다.The EMS may further include a ground fault determining unit determining whether the system is grounded, an air conditioning control unit controlling the first and second air conditioning units, and a fire extinguishing control unit controlling the first and second fire extinguishing units.

상기 인버터와 상기 부하 사이에 설치되고 상기 EMS에 의해 제어되는 제1스위치와, 상기 제1스위치와 상기 계통 사이에 설치되고 상기 EMS에 의해 제어되는 제2스위치를 더 포함할 수 있다.And a first switch installed between the inverter and the load and controlled by the EMS, and a second switch installed between the first switch and the system and controlled by the EMS.

상기 지락 판단부는 상기 계통의 상별 전류를 계측하는 전류 계측부와, 상기 계측된 상별 전류가 미리 설정된 값보다 높으면 고장으로 감지하는 고장 감지부와, 상기 계측된 상별 전류의 합인 중성 전류가 미리 설정된 값보다 높으면 지락 고장으로 감지하는 지락고장 감지부와, 영상전류와 역상전류의 비율을 계산하여, 상기 비율이 미리 설정된 값보다 높은 경우 자기구간 고장(정방향)으로 판단하고 상기 비율이 미리 설정된 값보다 작을 경우 타구간 고장(역방향)으로 판단하는 고장방향 판단부와, 상기 고장방향이 자기구간 고장일 경우 동작하고 상기 고장방향이 타구간 고장일 경우 동작하지 않는 과전류 계전기와, 상기 과전류 계전기의 동작에 의해 상기 제2스위치와 상기 계통에 설치된 보호장치에 트립 신호를 전송하는 트립 신호 발생부를 포함할 수 있다.The ground fault determination unit includes a current measurement unit measuring phase currents of the system, a fault detection unit detecting a failure when the measured phase currents are higher than a preset value, and a neutral current that is a sum of the measured phase currents is greater than a preset value. If it is high, the ground fault detection unit detects a ground fault, and calculates the ratio of the image current and the reverse phase current. When the ratio is higher than the preset value, it is determined as a magnetic section failure (forward direction) and when the ratio is smaller than the preset value. The fault direction judging unit which judges the other section failure (reverse direction), the overcurrent relay which is operated when the fault direction is the fault of the own section and does not operate when the fault direction is the fault of the other section, and the operation of the overcurrent relay It includes a trip signal generator for transmitting a trip signal to the second switch and the protection device installed in the system. Can.

본 발명의 다양한 실시예는 배터리실과 PCS실을 격벽으로 분리 시공하여 화재 위험성을 낮출 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공할 수 있다. 일례로, 배터리실과 PCS실이 방화벽으로 완전히 분리 시공될 수 있고, 또한 배터리실과 PCS실을 연결하기 위한 케이블이 지나가는 격벽의 개구도 방화 밀봉재로 밀봉 처리될 수 있음로써, 배터리실과 PCS실 사이의 화재가 옮겨가지 않게 된다.Various embodiments of the present invention can provide an energy storage system that can reduce the risk of fire by separating the battery chamber and the PCS chamber as a partition wall. For example, the battery compartment and the PCS compartment may be completely separated by a firewall, and the opening of the partition wall through which a cable for connecting the battery compartment and the PCS compartment may be sealed with a fire protection seal, thereby preventing a fire between the battery compartment and the PCS compartment. Will not move.

본 발명의 다양한 실시예는 지락 검출 장치를 갖추고, 이를 에너지 모니터링 시스템과 연계 운전할 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공할 수 있다. 일례로, 지락 검출 장치가 계통의 지락 사고를 검출할 경우, 에너지 모니터링 시스템이 에너지 저장 시스템으로부터 계통으로 전력이 공급되지 않도록 차단할 수 있고, 또한, 에너지 모니터링 시스템이 계통의 보호장치에 트립 신호를 전송할 수 있음으로써, 계통이 안전하게 보호되도록 한다.Various embodiments of the present invention may provide an energy storage system having a ground fault detection device and operating in conjunction with the energy monitoring system. For example, when the ground fault detection device detects a ground fault in the system, the energy monitoring system may cut off power from the energy storage system to the system, and the energy monitoring system may transmit a trip signal to the system's protection device. By doing so, the system is safeguarded.

본 발명의 다양한 실시예는 공조 시스템을 최적화하고 이중화하여 배터리실 및 PCS실 온도를 독립적으로 및 최적으로 유지할 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공할 수 있다. 일례로, 배터리실에 제1공조기를 설치하고, PCS실에 제2공조기를 설치하며, 이들을 에너지 모니터링 시스템이 독립적으로 제어하도록 함으로써, 배터리실의 공조 상태 및 PCS실의 공조 상태를 각각의 환경에 최적화된 상태로 제어할 수 있다.Various embodiments of the present invention can provide an energy storage system capable of optimizing and redundancy of the air conditioning system to independently and optimally maintain battery chamber and PCS chamber temperatures. For example, by installing a first air conditioner in a battery chamber, a second air conditioner in a PCS chamber, and controlling them independently by the energy monitoring system, the air conditioning state of the battery chamber and the air conditioning state of the PCS chamber are controlled in each environment. Can be controlled in an optimized state.

본 발명의 다양한 실시예는 화재 발생 시 소화 장치를 통해 불활성 가스를 분사하여 전기 화재를 신속히 소화할 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공할 수 있다. 일례로, 배터리실에 제1소화부를 설치하고, PCS실에 제2소화부를 설치하며, 이들을 에너지 모니터링 시스템이 독립적으로 제어하도록 함으로써, 배터리실 및 PCS실의 화재 특성에 최적화된 소화를 할 수 있다. 일례로, 배터리실에는 배터리 화재에 최적화된 소화 가스를 구비하고, PCS실에는 전기화재에 최적화된 소화 가스를 구비하여, 각각의 화재 특성에 최적화된 소화 가스가 분사되도록 할 수 있다.Various embodiments of the present invention may provide an energy storage system capable of quickly extinguishing an electric fire by injecting an inert gas through a fire extinguishing device when a fire occurs. For example, by installing the first fire extinguishing unit in the battery chamber, the second fire extinguishing unit in the PCS chamber, and having them independently controlled by the energy monitoring system, the fire extinguishing optimized for the fire characteristics of the battery chamber and the PCS chamber can be achieved. . For example, the battery chamber may include the extinguishing gas optimized for battery fire, and the PCS chamber may include the extinguishing gas optimized for electric fire so that the extinguishing gas optimized for each fire characteristic may be injected.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템중 에너지 모니터링 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템중 지락 판단부의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 5는 에너지 저장 시스템 연계 변압기 연계 선로에서 지락 고장 발생 시 역상, 영상 전류 관계를 도시한 도면이다.
1 is a schematic diagram illustrating an energy storage system according to various embodiments of the present disclosure.
2 is a block diagram illustrating a configuration of an energy storage system according to various embodiments of the present disclosure.
3 is a block diagram illustrating a configuration of an energy monitoring system among energy storage systems according to various embodiments of the present disclosure.
4 is a block diagram illustrating a configuration of a ground fault determining unit in an energy storage system according to various embodiments of the present disclosure.
FIG. 5 is a diagram illustrating a reverse phase and image current relationship when a ground fault occurs in an associated transformer line of an energy storage system.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples can be modified in many different forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to an Example. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the inventive concept to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.In addition, in the following drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description, the same reference numerals in the drawings refer to the same elements. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items. In addition, the term "connected" in this specification means not only the case where the A member and the B member are directly connected, but also the case where the A member and the B member are indirectly connected by interposing the C member between the A member and the B member. do.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" may include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. Also, as used herein, "comprise, include" and / or "comprising, including" means that the features, numbers, steps, operations, members, elements, and / or groups thereof mentioned. It is intended to specify the existence and not to exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, operations, members, elements and / or groups.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, layers, and / or parts, these members, parts, regions, layers, and / or parts are defined by these terms. It is self-evident that. These terms are only used to distinguish one member, part, region, layer or portion from another region, layer or portion. Accordingly, the first member, part, region, layer or portion, which will be described below, may refer to the second member, component, region, layer or portion without departing from the teachings of the present invention.

"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.Terms relating to spaces such as "beneath", "below", "lower", "above", and "upper" are associated with one element or feature shown in the figures. It can be used for easy understanding of other elements or features. Terms related to this space are for easy understanding of the present invention according to various process conditions or use conditions of the present invention, and are not intended to limit the present invention. For example, if an element or feature in the figures is inverted, the element or feature described as "bottom" or "bottom" will be "top" or "top". Thus, "below" is a concept encompassing "top" or "bottom".

또한, 본 발명에 따른 시스템(제어부) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품은 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 반도체), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 시스템(제어부) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품의 다양한 구성 요소들은 하나의 집적회로 칩 상에, 또는 별개의 집적회로 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 시스템(제어부)의 다양한 구성 요소는 가요성 인쇄 회로 필름 상에 구현 될 수 있고, 테이프 캐리어 패키지, 인쇄 회로 기판, 또는 시스템(제어부)와 동일한 서브스트레이트 상에 형성될 수 있다. 또한, 시스템(제어부)의 다양한 구성 요소는, 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서, 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 프로세스 또는 쓰레드(thread)일 수 있고, 이는 이하에서 언급되는 다양한 기능들을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 명령들을 실행하고 다른 구성 요소들과 상호 작용할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리와 같은 표준 메모리 디바이스를 이용한 컴퓨팅 장치에서 실행될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어, CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 본 발명에 관련된 당업자는 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 상호간 결합되거나, 하나의 컴퓨팅 장치로 통합되거나, 또는 특정 컴퓨팅 장치의 기능이, 본 발명의 예시적인 실시예를 벗어나지 않고, 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치들에 분산될 수 될 수 있다는 것을 인식해야 한다.In addition, the system (control unit) and / or other related devices or components according to the present invention may be implemented using any suitable hardware, firmware (e.g., on-demand semiconductors), software, or a suitable combination of software, firmware and hardware. Can be. For example, various components of the system (control unit) and / or other related devices or components according to the present invention may be formed on one integrated circuit chip or on a separate integrated circuit chip. In addition, various components of the system (control unit) may be implemented on a flexible printed circuit film, and may be formed on the same substrate as the tape carrier package, printed circuit board, or system (control unit). In addition, various components of the system (control unit) may, in one or more computing devices, be a process or thread running on one or more processors, which execute computer program instructions to perform the various functions described below. And interact with other components. Computer program instructions are stored in memory that can be executed in a computing device using a standard memory device, such as, for example, random access memory. Computer program instructions may also be stored in other non-transitory computer readable media, such as, for example, CD-ROM, flash drive, and the like. In addition, those skilled in the art will appreciate that the functionality of various computing devices may be combined with one another, integrated into one computing device, or that the functionality of a particular computing device is not limited to one or more other computing devices without departing from the exemplary embodiments of the invention. It should be recognized that they can be distributed among the fields.

일례로, 본 발명에 따른 시스템(제어부)는 중앙처리장치, 하드디스크 또는 고체상태디스크와 같은 대용량 저장 시스템, 휘발성 메모리 장치, 키보드 또는 마우스와 같은 입력 장치, 모니터 또는 프린터와 같은 출력 장치로 이루어진 통상의 상용 컴퓨터에서 운영될 수 있다. In one example, a system (control unit) according to the present invention typically comprises a central processing unit, a mass storage system such as a hard disk or a solid state disk, a volatile memory device, an input device such as a keyboard or mouse, an output device such as a monitor or a printer. Can be run on a commercial computer.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)을 도시한 개략 평면도이다.1 is a schematic plan view illustrating an energy storage system 100 according to various embodiments of the present disclosure.

도 1에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 시스템(100)은 컨테이너(110), 배터리 시스템(120), 파워 컨버젼 시스템(130)(Power Conversion System, 이하 'PCS'라 함), 공조부(141,151) 및 소화부(142,152)를 포함할 수 있다. 컨테이너(110)는 배터리실(140)과 PCS실(150)로 구분될 수 있으며, 실질적으로 배터리실(140)과 PCS실(150)이 격벽(160)으로 구분됨으로써, 배터리실(140)의 화재 시 PCS실(150)로 화재가 옮겨 가지 않고, 또한 PCS실(150)의 화재 시 배터리실(140)로 화재가 옮겨 가지 않게 된다. As shown in FIG. 1, the energy storage system 100 includes a container 110, a battery system 120, a power conversion system 130 (hereinafter, referred to as a power conversion system (PCS)), and air conditioning units 141 and 151. And digestive units 142 and 152. The container 110 may be divided into a battery chamber 140 and a PCS chamber 150. Subsequently, the battery chamber 140 and the PCS chamber 150 may be divided into partition walls 160. When the fire does not go to the PCS room 150, the fire is not transferred to the battery chamber 140 in the fire of the PCS room 150.

일례로, 격벽(160)은 화재 확산을 방지하기 위해 배터리실(140)과 PCS실(150)을 분리하거나 세분할 수 있으며, 특히, 내화 성능과 구조적 안정성을 갖는 방화벽일 수 있다. 일례로, 격벽(160)은 1시간 내지 3시간의 내화 성능을 갖고, 최소한 양방향에서 방화벽에 수직으로 가해지는 0.25kPa(5 psi)의 균일한 하중을 견뎌낼 수 있는 구조적 안정성을 가질 수 있다.For example, the partition wall 160 may separate or subdivide the battery chamber 140 and the PCS chamber 150 to prevent fire spread, and may be a firewall having fire resistance and structural stability. In one example, the bulkhead 160 may have a fire resistance of 1 hour to 3 hours, and may have structural stability capable of withstanding a uniform load of 0.25 kPa (5 psi) applied to the firewall at least in both directions.

한편, 배터리실(140)과 PCS실(150) 사이의 격벽(160)을 통해서는 각종 케이블, 파이프 라인, 덕트 등(미도시됨)이 설치될 수 있다. 격벽(160)을 통과하는 케이블, 파이프 라인, 덕트 등의 통과를 위한 개구(미도시) 역시 방화 재료로 밀폐되어 화재로부터 보호될 수 있다. 일례로, 격벽(160)의 개구는 방화 봉합제로 채워지거나, 실리콘 폼, 밀폐제 또는 몰탈 등으로 밀봉되어 화재의 확대가 방지될 수 있다. 여기서, 컨테이너(110) 역시 격벽(160)의 재질과 동일할 수 있다.Meanwhile, various cables, pipelines, ducts, and the like (not shown) may be installed through the partition wall 160 between the battery chamber 140 and the PCS chamber 150. Openings (not shown) for the passage of cables, pipelines, ducts, etc., passing through the partition wall 160 may also be sealed with fire protection material and protected from fire. For example, the opening of the partition wall 160 may be filled with a fire protection sealant, or sealed with a silicone foam, a sealant, mortar, or the like, to prevent the expansion of a fire. Here, the container 110 may also be the same as the material of the partition wall 160.

배터리실(140)에는 복수개의 배터리 시스템(120)(예를 들면, 배터리 랙)이 위치될 수 있으며, 복수개의 배터리 시스템(120)은 컨테이너(110)의 일측벽 및 타측벽과 인접하며, 측벽의 길이 방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다. 또한, 배터리실(140)에는 배터리 시스템(120)의 온도를 제어하기 위한 제1공조부(141) 및 화재 발생을 억제하기 위한 제1소화부(142)가 구비될 수 있다. PCS실(150)은 PCS(130), 제2공조부(151) 및 제2소화부(152)를 포함할 수 있다. 따라서, 배터리실(140) 및 PCS실(150)의 공조 상태(온도 및 습도 등)가 독립적으로 제어될 수 있고, 또한 화재에 대한 소화 역시 독립적으로 제어될 수 있어, 더욱 효율적인 에너지 저장 시스템(100)의 관리가 가능해진다.The battery chamber 140 may include a plurality of battery systems 120 (eg, battery racks), and the plurality of battery systems 120 may be adjacent to one side wall and the other side wall of the container 110 and may have sidewalls. It can be arranged side by side along the longitudinal direction of. In addition, the battery chamber 140 may include a first air conditioning unit 141 for controlling the temperature of the battery system 120 and a first fire extinguishing unit 142 for suppressing the occurrence of a fire. The PCS room 150 may include a PCS 130, a second air conditioning unit 151, and a second fire extinguishing unit 152. Therefore, the air conditioning state (temperature and humidity, etc.) of the battery chamber 140 and the PCS chamber 150 can be independently controlled, and also the fire extinguishing can be controlled independently, thereby making the energy storage system 100 more efficient. ) Can be managed.

도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 시스템(100)은 기본적으로 발전 시스템(201) 및 계통(202)으로부터 공급 받은 전력을 부하(203)에 공급할 수 있다. 또한, 에너지 저장 시스템(100)은 발전 시스템(201)으로부터 발전된 전력을 계통(202)에 공급할 수도 있다. 경우에 따라, 에너지 저장 시스템(100)은 계통(202)으로부터 전력을 공급받아 배터리 시스템(120)을 충전할 수도 있다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an energy storage system 100 according to various embodiments of the present disclosure. As shown in FIG. 2, the energy storage system 100 may basically supply the load 203 with power supplied from the power generation system 201 and the system 202. In addition, the energy storage system 100 may supply power generated from the power generation system 201 to the system 202. In some cases, the energy storage system 100 may receive power from the system 202 to charge the battery system 120.

발전 시스템(201)은 에너지원에 따라서 전력을 생산한다. 발전 시스템(201)은 생산한 전력을 에너지 저장 시스템(100)에 공급한다. 발전 시스템(201)은, 예를 들어, 태양광 발전 시스템, 풍력 발전 시스템, 조력 발전 시스템, 지열 발전 시스템 등일 수 있다. 발전 시스템(201)은 태양열이나 지열 등, 에너지원을 이용하여 전력을 생산하는 모든 종류의 발전 시스템들을 포함할 수 있다. 특히 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 발전 시스템(201)으로 사용될 수 있다. 에너지 저장 시스템(100)을 사용하여 발전 시스템(201)의 전력이 가정이나 공장에 분배될 수 있다. 발전 시스템(201)은 다수의 발전 모듈을 구비하고 발전 모듈별로 전력을 생산하는 대용량 에너지 시스템을 포함할 수 있다.The power generation system 201 produces power in accordance with the energy source. The power generation system 201 supplies the generated power to the energy storage system 100. The power generation system 201 may be, for example, a solar power generation system, a wind power generation system, an tidal power generation system, a geothermal power generation system, or the like. The power generation system 201 may include all kinds of power generation systems that generate electric power by using an energy source such as solar heat or geothermal heat. In particular, a solar cell that produces electrical energy using sunlight may be used as the power generation system 201. The energy of the power generation system 201 can be distributed to homes or factories using the energy storage system 100. The power generation system 201 may include a large-capacity energy system having a plurality of power generation modules and generating power for each power generation module.

계통(202)은 발전소, 변전소, 송전선 등을 구비할 수 있다. 계통(202)은 정상 상태인 경우, 에너지 저장 시스템(100)으로 전력을 공급하여 부하(203) 및/또는 배터리 시스템(120)(예를 들면, 상술한 배터리 랙)에 전력을 공급할 수 있다. 또한 계통(202)은 에너지 저장 시스템(100)으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 계통(202)이 비정상 상태인 경우(예를 들면, 지락 고장 또는 정전 발생 시), 계통(202)으로부터 에너지 저장 시스템(100)으로의 전력 공급은 중단될 수 있고, 에너지 저장 시스템(100)으로부터 계통(202)으로의 전력 공급 또한 중단될 수 있다. 이는 아래에서 다시 설명하도록 한다.The system 202 may include a power plant, a substation, a power transmission line, and the like. The system 202 may power the energy storage system 100 to power the load 203 and / or battery system 120 (eg, the battery rack described above) when in steady state. The system 202 can also be powered from the energy storage system 100. If the grid 202 is in an abnormal state (eg, in the event of a ground fault or power outage), the power supply from the grid 202 to the energy storage system 100 may be interrupted and from the energy storage system 100 Power supply to the system 202 may also be interrupted. This will be described again below.

부하(203)는 발전 시스템(201)에서 생산된 전력, 배터리 시스템(120)에 저장된 전력, 및/또는 계통(202)으로부터 공급된 전력을 소비할 수 있다. 가정이나 공장 등이 선택적으로 부하(203)에 포함될 수 있다.The load 203 may consume power produced in the power generation system 201, power stored in the battery system 120, and / or power supplied from the grid 202. A home or factory may optionally be included in the load 203.

에너지 저장 시스템(100)은 발전 시스템(201)에서 생산한 전력을 배터리 시스템(120)에 저장하고, 생산한 전력을 계통(202)으로 공급할 수 있다. 에너지 저장 시스템(100)은 배터리 시스템(120)에 저장된 전력을 계통(202)으로 공급하거나, 계통(202)으로부터 공급된 전력을 배터리 시스템(120)에 저장할 수도 있다. 또한, 에너지 저장 시스템(100)은 계통(202)이 비정상 상태일 경우, 예를 들면 정전이 발생한 경우에는 UPS(Uninterruptible Power Supply) 동작을 수행하여 부하(203)에 전력을 공급할 수 있다. 또한 에너지 저장 시스템(100)은 계통(202)이 정상인 상태에서도 발전 시스템(201)이 생산한 전력이나 배터리 시스템(120)에 저장되어 있는 전력을 부하(203)로 공급할 수 있다.The energy storage system 100 may store the power produced by the power generation system 201 in the battery system 120, and supply the generated power to the system 202. The energy storage system 100 may supply power stored in the battery system 120 to the system 202 or store power supplied from the system 202 in the battery system 120. In addition, the energy storage system 100 may supply power to the load 203 by performing an uninterruptible power supply (UPS) operation when the system 202 is in an abnormal state, for example, when a power failure occurs. In addition, the energy storage system 100 may supply power generated by the power generation system 201 or power stored in the battery system 120 to the load 203 even when the system 202 is in a normal state.

PCS(130)는 발전 시스템(201), 계통(202), 배터리 시스템(120)으로부터 공급받은 전력을 계통(202), 부하(203), 배터리 시스템(120)에 적절한 형태로 변환한다. PCS(130)는 입력/출력 단자로의 전력 변환 및 입력/출력 단자로부터의 전력 변환을 수행하며, 이때 상기 전력 변환은 DC/AC 변환 및 제1전압과 제2전압 사이의 변환일 수 있다. PCS(130)는 변환된 전력을 에너지 모니터링 시스템(135)의 제어에 의해 동작 모드에 따라서 적절한 목적지로 공급한다.The PCS 130 converts the power supplied from the power generation system 201, the system 202, and the battery system 120 into a form suitable for the system 202, the load 203, and the battery system 120. The PCS 130 performs power conversion to the input / output terminal and power conversion from the input / output terminal, where the power conversion may be DC / AC conversion and conversion between the first voltage and the second voltage. The PCS 130 supplies the converted power to an appropriate destination according to the mode of operation by the control of the energy monitoring system 135.

PCS(130)는 전력 변환부(131), DC 링크부(132), 인버터(133), 컨버터(134), 에너지 모니터링 시스템(135)을 포함할 수 있다.The PCS 130 may include a power converter 131, a DC link unit 132, an inverter 133, a converter 134, and an energy monitoring system 135.

전력 변환부(131)는 발전 시스템(201)과 DC 링크부(132) 사이에 연결되는 전력 변한 장치일 수 있다. 전력 변환부(131)는 발전 시스템(201)에서 생산한 전력을 DC 링크부(132)로 전달할 수 있다. 전력 변환부(131)로부터의 출력 전압은 직류 링크 전압일 수 있다. The power converter 131 may be a power change device connected between the power generation system 201 and the DC link unit 132. The power converter 131 may transfer the power produced by the power generation system 201 to the DC link unit 132. The output voltage from the power converter 131 may be a DC link voltage.

전력 변환부(131)는 발전 시스템(201)의 종류에 따라서 컨버터, 정류회로 등의 전력 변환 회로로 구성될 수 있다. 예를 들어, 발전 시스템(201)이 생산하는 전력이 직류인 경우, 전력 변환부(131)는 발전 시스템(201)의 직류 전력의 전압 레벨을 DC 링크부(132)의 직류 전력의 전압 레벨로 변환하기 위한 컨버터를 포함할 수 있다. 그러나, 발전 시스템(201)이 생산하는 전력이 교류인 경우, 전력 변환부(131)는 교류를 직류로 변환하기 위한 정류회로일 수 있다. 특히, 발전 시스템(201)이 태양광 발전 시스템인 경우, 전력 변환부(131)는 일사량, 온도 등의 상태 변화에 따라서 발전 시스템(201)에서 생산하는 전력을 최대로 얻을 수 있도록 최대 전력 포인트 추적(Maximum Power Point Tracking) 제어를 수행하는 MPPT 컨버터를 포함할 수 있다. 전력 변환부(131)는 발전 시스템(201)에서 생산되는 전력이 없을 때에는 소비 전력을 최소화시키기 위하여 동작을 중지할 수도 있다.The power converter 131 may be configured as a power converter circuit such as a converter and a rectifier circuit according to the type of the power generation system 201. For example, when the power generated by the power generation system 201 is a direct current, the power conversion unit 131 sets the voltage level of the direct current power of the power generation system 201 to the voltage level of the direct current power of the DC link unit 132. It may include a converter for converting. However, when the power generated by the power generation system 201 is AC, the power converter 131 may be a rectifier circuit for converting AC into DC. In particular, when the power generation system 201 is a photovoltaic power generation system, the power conversion unit 131 tracks the maximum power point so as to obtain the maximum power generated by the power generation system 201 according to a change in state such as solar radiation or temperature. It may include an MPPT converter that performs (Maximum Power Point Tracking) control. The power converter 131 may stop the operation to minimize the power consumption when there is no power produced by the power generation system 201.

직류 링크 전압은 발전 시스템(201) 또는 계통(202)에서의 순시 전압 강하, 부하(203)의 급격한 변화나 높은 부하량 요구 등으로 인하여 불안정해 지는 경우가 있다. 그러나 직류 링크 전압은 컨버터(134) 및 인버터(133)의 정상 동작을 위하여 안정화되어야 한다. DC 링크부(132)는 전력 변환부(131)와 인버터(133) 사이에 연결되어 직류 링크 전압을 일정하게 유지시킨다. DC 링크부(132)로서, 예를 들어 대용량 커패시터 등을 포함할 수 있다.The DC link voltage may become unstable due to an instantaneous voltage drop in the power generation system 201 or the system 202, a sudden change in the load 203, a high load demand, or the like. However, the DC link voltage must be stabilized for normal operation of the converter 134 and the inverter 133. The DC link unit 132 is connected between the power converter 131 and the inverter 133 to maintain a constant DC link voltage. As the DC link unit 132, for example, a large capacity capacitor may be included.

인버터(133)는 DC 링크부(132)와 제1스위치(171) 사이에 연결되는 전력 변환 장치이다. 인버터(133)는 방전 모드에서 DC 링크부(132)로부터의 직류 출력 전압을 계통(202)의 교류 전압으로 변환하는 인버터(133)를 포함할 수 있다. 또한, 인버터(133)는 충전 모드에서 계통(202)의 전력을 배터리 시스템(120)에 저장하기 위하여, 계통(202)의 교류 전압을 정류하고 직류 링크 전압으로 변환하여 출력하는 정류 회로를 포함할 수 있다. 즉, 인버터(133)는 입력과 출력의 방향이 변할 수 있는 양방향 인버터(133)일 수 있다.The inverter 133 is a power converter connected between the DC link unit 132 and the first switch 171. The inverter 133 may include an inverter 133 that converts a DC output voltage from the DC link unit 132 into an AC voltage of the grid 202 in the discharge mode. In addition, the inverter 133 may include a rectifier circuit for rectifying the AC voltage of the system 202 and converting the DC voltage into a DC link voltage to store the power of the system 202 in the battery system 120 in the charging mode. Can be. That is, the inverter 133 may be a bidirectional inverter 133 which may change directions of input and output.

인버터(133)는 계통(202)으로 출력되는 교류 전압에서 고조파를 제거하기 위한 필터를 포함할 수 있다. 또한 인버터(133)는 무효 전력 손실을 억제하기 위하여 인버터(133)로부터 출력되는 교류 전압의 위상과 계통(202)의 교류 전압의 위상을 동기화시키기 위한 위상 동기 루프(PLL) 회로를 포함할 수 있다. 그 밖에, 인버터(133)는 전압 변동 범위 제한, 역률 개선, 직류 성분 제거, 과도현상(transient phenomena)에 대한 보호 등과 같은 기능을 수행할 수 있다. 인버터(133)는 사용되지 않을 때, 전력 소비를 최소화하기 위하여 동작을 중지시킬 수도 있다.The inverter 133 may include a filter for removing harmonics from the AC voltage output to the system 202. The inverter 133 may also include a phase locked loop (PLL) circuit for synchronizing the phase of the AC voltage output from the inverter 133 and the phase of the AC voltage of the grid 202 to suppress reactive power loss. . In addition, the inverter 133 may perform functions such as limiting voltage fluctuation range, improving power factor, removing direct current components, and protecting against transient phenomena. When not in use, inverter 133 may shut down to minimize power consumption.

컨버터(134)는 DC 링크부(132)와 배터리 시스템(120) 사이에 연결되는 전력 변환 장치일 수 있다. 컨버터(134)는 방전 모드에서 배터리 시스템(120)으로부터 출력된 전력의 전압을 인버터(133)를 위한 직류 링크 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터(134)를 포함할 수 있다. 또한, 컨버터(134)는 충전 모드에서 전력 변환부(131)나 인버터(133)에서 출력되는 전력의 전압을 배터리 시스템(120)용 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터(134)를 포함할 수 있다. 즉, 컨버터(134)는 입력과 출력의 방향이 변할 수 있는 양방향 컨버터(134)일 수 있다. 컨버터(134)는 배터리 시스템(120)의 충전 또는 방전에 사용되지 않는 경우에는 동작을 중지시켜 전력 소비를 최소화할 수도 있다.The converter 134 may be a power conversion device connected between the DC link unit 132 and the battery system 120. The converter 134 may include a DC-DC converter 134 for converting a voltage of power output from the battery system 120 into a DC link voltage for the inverter 133 in the discharge mode. In addition, the converter 134 may include a DC-DC converter 134 for converting a voltage of power output from the power converter 131 or the inverter 133 into a voltage for the battery system 120 in the charging mode. . That is, the converter 134 may be a bidirectional converter 134 in which the directions of the input and the output may be changed. When the converter 134 is not used for charging or discharging the battery system 120, the converter 134 may be stopped to minimize power consumption.

에너지 모니터링 시스템(135)은 발전 시스템(201), 계통(202), 배터리 시스템(120) 및 부하(203)의 상태를 모니터링 하고, 모니터링 결과에 따라서 전력 변환부(131), 인버터(133), 컨버터(134), 배터리 시스템(120), 제1스위치(171), 제2스위치(172)의 동작을 제어할 수 있다. 에너지 모니터링 시스템(135)은 계통(202)에 정전이 발생하였는지 여부 또는 지락 고장이 발생하였는지 여부, 발전 시스템(201)에서 전력이 생산되는지 여부, 발전 시스템(201)에서 전력을 생산하는 경우 그 생산량, 배터리 시스템(120)의 충전 상태, 부하(203)의 소비 전력량, 시간 등을 모니터링 할 수 있다. 또한 에너지 모니터링 시스템(135)은, 예를 들어 계통(202)에 정전이 발생하는 등, 부하(203)로 공급할 전력이 충분하지 않은 경우에는 부하(203) 내에 포함된 전력 사용 기기들에 대하여 우선 순위를 정하고, 우선 순위가 높은 전력 사용 기기로 전력을 공급하도록 부하(203)를 제어할 수도 있을 것이다.The energy monitoring system 135 monitors the state of the power generation system 201, the system 202, the battery system 120, and the load 203, and according to the monitoring result, the power converter 131, the inverter 133, The operation of the converter 134, the battery system 120, the first switch 171, and the second switch 172 may be controlled. The energy monitoring system 135 determines whether a power failure occurs in the system 202 or whether a ground fault has occurred, whether power is generated in the power generation system 201, or the amount of power generated when power is generated in the power generation system 201. The state of charge of the battery system 120, the amount of power consumed by the load 203, and the time may be monitored. In addition, the energy monitoring system 135 takes priority over the power-using devices included in the load 203 when there is not enough power to supply the load 203, such as a power outage to the system 202, for example. The load 203 may be controlled to rank and power the high priority power-using device.

제1스위치(171) 및 제2스위치(172)는 인버터(133)와 계통(202) 사이에 직렬로 연결되며, 에너지 모니터링 시스템(135)의 제어에 따라서 온/오프 동작을 수행하여 발전 시스템(201)과 계통(202) 사이의 전류의 흐름을 제어한다. 제1스위치(171)와 제2스위치(172)는 발전 시스템(201), 계통(202) 및 배터리 시스템(120)의 상태에 따라서 온/오프가 결정될 수 있다.The first switch 171 and the second switch 172 are connected in series between the inverter 133 and the grid 202, and performs the on / off operation under the control of the energy monitoring system 135 to generate a power generation system ( 201) and the flow of current between the grid 202. On / off of the first switch 171 and the second switch 172 may be determined according to the states of the power generation system 201, the system 202, and the battery system 120.

구체적으로, 발전 시스템(201) 및/또는 배터리 시스템(120)의 전력을 부하(203)로 공급하기 위하여, 계통(202)의 전력을 배터리 시스템(120)에 공급하기 위하여, 제1스위치(171)를 온 상태로 한다. 발전 시스템(201) 및/또는 배터리 시스템(120)의 전력을 계통(202)으로 공급하기 위하여 또는 계통(202)의 전력을 부하(203) 및/또는 배터리 시스템(120)에 공급하기 위하여 제2스위치(172)를 온 상태로 한다. 제1스위치(171) 및 제2스위치(172)로는 큰 전류에 견딜수 있는 릴레이(relay) 등의 스위칭 장치가 사용될 수 있다.Specifically, in order to supply power of the power generation system 201 and / or battery system 120 to the load 203, to supply power of the system 202 to the battery system 120, the first switch 171. ) To the on state. To supply power of the power generation system 201 and / or battery system 120 to the grid 202 or to supply power of the grid 202 to the load 203 and / or battery system 120. The switch 172 is turned on. As the first switch 171 and the second switch 172, a switching device such as a relay that can withstand a large current may be used.

계통(202)에서 지락 또는 정전이 발생한 경우에는, 제2스위치(172)를 오프 상태로 하고 제1스위치(171)를 온 상태로 한다. 즉, 발전 시스템(201) 및/또는 배터리 시스템(120)으로부터의 전력을 부하(203)에 공급하는 동시에, 부하(203)로 공급되는 전력이 계통(202)으로 흐르는 것을 방지한다. 에너지 저장 시스템(100)이 지락 고장 또는 정전이 발생한 계통(202)과 단절되어 계통(202)으로 전력을 공급하는 것을 방지한다. 이로 인하여 계통(202)의 전력선 등에서 작업하는, 예를 들어 계통(202)의 정전을 수리하는 인부가 에너지 저장 시스템(100)으로부터의 전력에 의하여 감전되는 등의 사고를 방지할 수 있게 한다. When a ground fault or power failure occurs in the system 202, the second switch 172 is turned off and the first switch 171 is turned on. That is, the power from the power generation system 201 and / or the battery system 120 is supplied to the load 203 and the power supplied to the load 203 is prevented from flowing to the system 202. The energy storage system 100 is disconnected from the system 202 where a ground fault or power failure has occurred to prevent power supply to the system 202. This makes it possible to prevent accidents such as electric shocks caused by electric power from the energy storage system 100, for example, a worker working on a power line of the system 202, for example, repairing a power failure of the system 202.

배터리 시스템(120)은 발전 시스템(201) 및/또는 계통(202)의 전력을 공급받아 저장하고, 부하(203) 또는 계통(202)에 저장하고 있는 전력을 공급한다. 배터리 시스템(120)은 전력을 저장하는 부분과 이를 제어 및 보호하는 부분을 포함할 수 있다.The battery system 120 receives and stores the power of the power generation system 201 and / or the system 202, and supplies the power stored in the load 203 or the system 202. The battery system 120 may include a portion for storing power and a portion for controlling and protecting the power.

본 발명의 실시예는 에너지 모니터링 시스템(135)이 공조부(141,151) 및 소화부(142,152)를 제어할 수 있다. 비록 도 2에서 배터리 시스템(120)의 일측에 공조부(141,151) 및 소화부(142,152)가 위치된 것으로 도시되어 있으나, 이는 상술한 바와 같이, 배터리실(140) 및 PCS실(150)에 각각 구비될 수 있다. 더불어, 공조부(141,151)는 온도 센서, 결로 센서, 습도 센서, 에어콘, 히터 등을 포함할 수 있다. 따라서, 공조부(141,151)에 의해 배터리실(140) 및 PCS실(150)이 각각 최적 공조 상태로 제어될 수 있다. 또한, 소화부(142,152)는 불꽃 센서, 열 센서, 연기 센서, 소화장치(예를 들면, HCFC-123 가스, CO2 가스 등) 등을 포함할 수 있다. 따라서, 소화부에 의해 배터리실(140) 및 PCS실(150)이 각각 화재로부터 보호될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the energy monitoring system 135 may control the air conditioning units 141 and 151 and the fire extinguishing units 142 and 152. Although the air conditioning units 141 and 151 and the fire extinguishing units 142 and 152 are located at one side of the battery system 120 in FIG. It may be provided. In addition, the air conditioning units 141 and 151 may include a temperature sensor, a condensation sensor, a humidity sensor, an air conditioner, a heater, and the like. Therefore, the battery chamber 140 and the PCS chamber 150 may be controlled to the optimum air conditioning state by the air conditioning units 141 and 151, respectively. In addition, the fire extinguishing units 142 and 152 may include a flame sensor, a heat sensor, a smoke sensor, a fire extinguishing device (eg, HCFC-123 gas, CO2 gas, etc.). Therefore, the battery chamber 140 and the PCS chamber 150 may be protected from fire by the fire extinguishing unit, respectively.

더불어, 본 발명의 실시예는 에너지 모니터링 시스템(135)이 지락 판단부(135a), 공조 제어부(135b), 소화 제어부(135c) 및 통신부(135d)를 더 포함할 수 있는데, 이는 아래에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.In addition, the embodiment of the present invention, the energy monitoring system 135 may further include a ground fault determination unit 135a, air conditioning control unit 135b, fire extinguishing control unit 135c and communication unit 135d, which is described in more detail below. I will explain.

또한, 본 발명의 실시예는 에너지 모니터링 시스템(135)이 인터넷망(203)을 통하여 중앙 관리 서버(204) 및 모바일 단말기(205)에 연결된 구성을 포함할 수 있다. 일례로, 지락 고장 또는 정전이 발생하거나, 공조에 이상이 발생하거나 또는 화재 발생 시, 에너지 모니터링 시스템(135)이 이를 중앙 관리 서버(204) 및 모바일 단말기(205)에 실시간으로 전송할 수 있다.In addition, the embodiment of the present invention may include a configuration in which the energy monitoring system 135 is connected to the central management server 204 and the mobile terminal 205 through the Internet network 203. For example, when a ground fault or power failure occurs, an abnormality occurs in air conditioning, or a fire occurs, the energy monitoring system 135 may transmit it to the central management server 204 and the mobile terminal 205 in real time.

도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)중 에너지 모니터링 시스템(135)의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 에너지 모니터링 시스템(135)은 지락 판단부(135a), 공조 제어부(135b), 소화 제어부(135c) 및 통신부(135d)를 포함할 수 있다.3 is a block diagram illustrating a configuration of an energy monitoring system 135 of an energy storage system 100 according to various embodiments of the present disclosure. As shown in FIG. 3, the energy monitoring system 135 may include a ground fault determining unit 135a, an air conditioning control unit 135b, a fire extinguishing control unit 135c, and a communication unit 135d.

지락 판단부(135a)는 계통(202)으로부터 전류를 계측하여, 지락으로 판단될 경우 통신부(135d)를 통하여 계통(202)의 보호장치에 트립 신호를 출력할 수 있다. 또한, 이러한 트립 신호는 인터넷을 통하여 중앙 관리 서버(204) 및 모바일 단말기(205)에도 실시간으로 전송될 수 있다. 더불어, 에너지 모니터링 시스템(135)은 트립 신호의 출력 시 제2스위치(172)를 오프 상태로 전환하여 에너지 저장 시스템(100)의 전원이 계통(202)에 공급되지 않도록 한다.The ground fault determining unit 135a may measure a current from the system 202 and output a trip signal to the protection device of the system 202 through the communication unit 135d when it is determined that the ground fault is detected. In addition, the trip signal may be transmitted to the central management server 204 and the mobile terminal 205 in real time via the Internet. In addition, the energy monitoring system 135 turns off the second switch 172 at the output of the trip signal so that the power of the energy storage system 100 is not supplied to the system 202.

공조 제어부(135b)는 배터리실(140) 및 PCS실(150)에 각각 설치된 공조부(141,151)를 제어한다. 일례로, 배터리실(140)의 공조부(141)로부터 온도 및 습도 등의 데이터를 획득하고, 획득된 온도 및 습도가 미리 설정된 배터리실(140)의 기준 범위 내에 있도록 에어컨 또는 히터를 동작시킨다. 다른예로, PCS실(150)의 공조부(151)로부터 온도 및 습도 등의 데이터를 획득하고, 획득된 온도 및 습도가 미리 설정된 PCS실(150)의 기준 범위 내에 있도록 에어컨 또는 히터를 동작시킨다.The air conditioning controller 135b controls the air conditioning units 141 and 151 installed in the battery chamber 140 and the PCS chamber 150, respectively. For example, data such as temperature and humidity are obtained from the air conditioner 141 of the battery chamber 140, and the air conditioner or the heater is operated so that the obtained temperature and humidity are within a reference range of the preset battery chamber 140. As another example, data such as temperature and humidity are obtained from the air conditioning unit 151 of the PCS room 150, and the air conditioner or the heater is operated so that the obtained temperature and humidity are within a reference range of the preset PCS room 150. .

여기서, 배터리실(140)의 기준 범위 및 PCS실(150)의 기준 범위는 상호간 다르게 설정됨으로써, 배터리실(140) 및 PCS실(150)이 각 환경에 최적화되어 공조 제어되도록 한다.Here, the reference range of the battery chamber 140 and the reference range of the PCS chamber 150 are set differently from each other, so that the battery chamber 140 and the PCS chamber 150 are optimized for each environment to be cooperatively controlled.

소화 제어부(135c)는 배터리실(140) 및 PCS실(150)에 각각 설치된 소화부(142,152)를 제어한다. 일례로, 배터리실(140)의 소화부(142)로부터 불꽃 및 연기 등의 데이터가 획득되는지 판단하여, 불꽃 및 연기 등의 데이터가 획득될 경우 소화부(142)를 동작시켜 배터리실(140)을 소화시킨다. 다른예로, PCS실(150)의 소화부(152)로부터 불꽃 및 연기 등의 데이터가 획득되는지 판단하여, 불꽃 및 연기 등의 데이터가 획득될 경우 소화부(152)를 동작시켜 PCS실(150)을 소화시킨다. The fire extinguishing control unit 135c controls the fire extinguishing units 142 and 152 respectively installed in the battery chamber 140 and the PCS room 150. For example, it is determined whether data such as flame and smoke are obtained from the fire extinguishing unit 142 of the battery chamber 140, and when the data such as flame and smoke is obtained, the fire extinguishing unit 142 is operated to operate the battery chamber 140. To digest. As another example, it is determined whether data such as flame and smoke are obtained from the fire extinguishing unit 152 of the PCS room 150, and when the data such as flame and smoke are obtained, the fire extinguishing unit 152 is operated to operate the PCS room 150. Digest).

여기서, 배터리실(140) 및 PCS실(150)의 소화 약재는 상호간 다르게 구비됨으로써, 배터리실(140) 및 PCS실(150)이 각 환경에 최적화되어 소화되도록 한다. 일례로, 배터리실(140)에 구비된 소화부(151)는 HCFC-123 가스 방식으로서 배터리 내의 양극 활물질, 음극 활물질, 세퍼레이터, 액체 전해질 등의 소화에 최적화될 수 있다. 다른예로, PCS실(150)에 구비된 소화부(152)는 CO2 가스, 증발성 액체 및/또는 소화분말 등으로서 전기 화재에 최적화될 수 있다.Here, the fire extinguishing agents of the battery chamber 140 and the PCS chamber 150 are provided differently from each other, so that the battery chamber 140 and the PCS chamber 150 are optimized for each environment to be extinguished. For example, the fire extinguishing unit 151 provided in the battery chamber 140 may be optimized for extinguishing a cathode active material, a cathode active material, a separator, a liquid electrolyte, and the like in the HCFC-123 gas system. As another example, the fire extinguishing unit 152 provided in the PCS chamber 150 may be optimized for electric fire as CO 2 gas, evaporative liquid, and / or fire extinguishing powder.

도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(100)중 지락 판단부(135a)의 구성을 도시한 블럭도이다.4 is a block diagram illustrating a configuration of the ground fault determining unit 135a of the energy storage system 100 according to various embodiments of the present disclosure.

지락 판단부(135a)는 에너지 모니터링 시스템(135)과 연동됨으로써, 계통(202)의 지락 발생 시 제2스위치(172)를 오프하여 에너지 저장 시스템(100)의 전원이 계통(202)에 공급되지 않도록 한다. 이밖에도 지락 판단부(135a)는 계통(202)의 보호장치(202a)와 연동됨으로써, 더욱 정교하게 에너지 저장 시스템(100)과 계통(202) 사이의 관계를 제어할 수 있다.The ground fault determining unit 135a is interlocked with the energy monitoring system 135 to turn off the second switch 172 when a ground fault occurs in the system 202 so that the power of the energy storage system 100 is not supplied to the system 202. Do not do it. In addition, the ground fault determining unit 135a may be interlocked with the protection device 202a of the system 202 to more precisely control the relationship between the energy storage system 100 and the system 202.

지락 판단부(135a)는 전용 통신선 또는 인터넷을 통해 계통(202)의 보호장치(202a)와 연동하며 보호장치(202a)로 트립 신호를 보내거나 보호장치(202a)로부터 전류 계측 정보를 수신할 수 있다.The ground fault determining unit 135a interlocks with the protection device 202a of the system 202 through a dedicated communication line or the Internet, and may send a trip signal to the protection device 202a or receive current measurement information from the protection device 202a. have.

구체적으로, 지락 판단부(135a)는 보호장치(202a)의 CT(Current Transformer)로부터 전류를 계측하여 지락고장 여부를 감지할 뿐만 아니라 고장 방향까지 판단할 수 있다. 예를 들어, 고장 방향이 정방향으로 판정되는 경우 과전류 계전기(135a5)(OCGR)을 동작시켜서 보호장치(202a)에 트립 신호를 전송하여 보호장치(202a)가 동작하도록 하고, 고장 방향이 역방향으로 판단되는 경우에는 과전류 계전기(135a5)(OCGR)을 동작시키지 않도록 한다.Specifically, the ground fault determining unit 135a may measure the current from the CT (Current Transformer) of the protection device 202a to detect whether the ground fault has occurred or even determine a failure direction. For example, when the failure direction is determined to be in the forward direction, the overcurrent relay 135a5 (OCGR) is operated to send a trip signal to the protection device 202a so that the protection device 202a operates, and the failure direction is determined to be reverse. If so, do not operate the overcurrent relay 135a5 (OCGR).

지락 판단부(135a)는 전류 계측부(135a1), 고장 감지부(135a2), 지락고장 감지부(135a3), 고장방향 판단부(135a4), 과전류 계전기(135a5) 및 트립신호 발생부(135a6)를 포함할 수 있다.The ground fault determining unit 135a includes the current measuring unit 135a1, the fault detecting unit 135a2, the ground fault detecting unit 135a3, the fault direction determining unit 135a4, the overcurrent relay 135a5, and the trip signal generating unit 135a6. It may include.

전류 계측부(135a1)는 보호장치(202a)의 CT와 연동하여 상별 전류를 계측한다. 또한, 전류 계측부(135a1)는 계측된 3상 입력 전류를 합하여 중성선 전류를 계산한다.The current measuring unit 135a1 measures the phase current according to the CT of the protection device 202a. In addition, the current measuring unit 135a1 calculates the neutral current by adding the measured three-phase input currents.

고장 감지부(135a2)는 계측된 상별 전류를 이용하여 고장 여부를 감지한다. 즉, 고장 감지부(135a2)는 계측 전류가 사전에 미리 설정된 설정값보다 높으면 고장으로 감지/판단한다.The failure detector 135a2 detects a failure by using the measured phase current. That is, the failure detector 135a2 detects / determines a failure when the measurement current is higher than a preset value.

지락고장 감지부(135a3)는 상기 계측된 상별 전류를 이용하여 고장의 종류를 판단한다. 구체적으로, 지락고장 감지부(135a3)는 상별 전류(Ia + Ib + Ic)의 합인 중성선 전류(In)가 기 설정된 설정값보다 낮은지를 판단하여 고장의 종류가 지락 고장인지 또는 상고장인지를 판단한다.The ground fault detection unit 135a3 determines the type of failure using the measured phase current. Specifically, the ground fault detection unit 135a3 determines whether the neutral current In, which is the sum of the phase currents Ia + Ib + Ic, is lower than a preset value to determine whether the type of failure is a ground fault or a failure. .

고장방향 판단부(135a4)는 상기 판단된 고장의 종류가 지락고장인 경우에 소정 방법으로 고장 방향을 판단한다. 일례로, 고장방향 판단부(135a4)는 영상전류와 역상전류의 비율을 분석하여, 그 크기가 기 설정치보다 높을 경우 자기구간 고장(정방향)으로 판단하고 그 크기가 기 설정치보다 작을 경우 타구간 고장(역방향)으로 판단한다.The failure direction determining unit 135a4 determines the failure direction by a predetermined method when the type of the determined failure is a ground fault. For example, the failure direction determining unit 135a4 analyzes the ratio of the image current and the reverse phase current, and determines that the magnitude is higher than the preset value as a magnetic section failure (forward direction), and if the magnitude is smaller than the preset value, the other section is failed. Judging by (reverse direction).

또한, 고장방향 판단부(135a4)는 고장 방향이 정방향인 경우에는 과전류 계전기(135a5)(OCGR)가 동작되도록 지시하고, 고장 방향이 역방향인 경우에는 과전류 계전기(135a5)(OCGR)에 동작 지시를 보내지 않고 전류를 계측하는 과정을 반복 수행하도록 지시한다.Further, the failure direction determining unit 135a4 instructs the overcurrent relay 135a5 (OCGR) to operate when the failure direction is in the forward direction, and instructs the overcurrent relay 135a5 (OCGR) to operate when the failure direction is in the reverse direction. Instructs you to repeat the process of measuring current without sending.

과전류 계전기(135a5)는 고장방향 판단부(135a4) 또는 지락고장 감지부(135a3)로부터 동작 지시를 받아서 동작한다.The overcurrent relay 135a5 operates by receiving an operation instruction from the failure direction determining unit 135a4 or the ground fault detection unit 135a3.

이러한 과전류 계전기(135a5)는 단락과전류 계전기(135a5)(일반적인 과전류 계전기, OCR) 및 지락과전류 계전기(135a5)(OCGR)을 포함할 수 있다.This overcurrent relay 135a5 may include a short circuit overcurrent relay 135a5 (general overcurrent relay, OCR) and a ground overcurrent relay 135a5 (OCGR).

트립신호 발생부(135a6)는 과전류 계전기(135a5)의 동작에 기초하여 트립 신호를 발생시키고 보호장치(202a) 및 제2스위치(172)로 전송한다.The trip signal generator 135a6 generates a trip signal based on the operation of the overcurrent relay 135a5 and transmits the trip signal to the protection device 202a and the second switch 172.

상기와 같이, 지락 판단부(135a)가 연동되는 보호장치(202a)를 에너지 저장 시스템(100)(분산전원)이 연계되어 있는 접지 계통에 설치함으로써, 보호장치(202a)가 자기 보호구간(즉, 보호장치(202a)의 설치점을 기준으로 부하(203)측)에서만 동작하게 하여 자기 보호구간 이외 구간(즉, 보호장치(202a)의 설치점을 기준으로 전원측 및 타 선로)에 대한 고장에 대해서는 불필요한 오동작을 막을 수 있다.As described above, by installing the protection device 202a to which the ground fault judging unit 135a is interlocked in the ground system to which the energy storage system 100 (distributed power supply) is connected, the protection device 202a causes the self-protection section (that is, To operate only on the load 203 side based on the installation point of the protection device 202a, so as to prevent faults on sections other than the self-protection section (i.e., the power supply side and other lines based on the installation point of the protection device 202a). Unnecessary malfunction can be prevented.

도 5는 에너지 저장 시스템 연계 변압기 연계 선로에서 지락 고장 발생 시 역상, 영상 전류 관계를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a reverse phase and image current relationship when a ground fault occurs in an associated transformer line of an energy storage system.

도 5에 도시된 바와 같이, 만약 F1 지점에서 지락 고장 발생 시 정방향 고장 전류는 I2 ≥ I0인 관계를 갖고, 역방향 고장 전류는 I2 < I0인 관계를 갖는다. 즉, 자기 구간 지락 고장에 대해서 일반적으로 역상 전류가 영상 전류에 비해 상대적으로 크거나 유사한 값을 보이나, 타구간 고장에 대해서 반대로 역상 전류가 영상 전류에 비해 작은 값을 보인다. 따라서, 지락 고장 발생시 자기 구간 판단을 영상분 전류와 역상분 전류의 비율로 구분할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 이유는 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템과 같은 분산전원 연계용 변압기 결선 방식으로 가장 많이 사용하고 있는 Grounded Y-△ 결선의 고장 특성에 기인한다. 즉, Grounded Y-△ 결선을 사용하는 경우, 분산 전원의 종류 또는 고장 발생 시의 분산 전원의 발전 상태와 관계없이, 역방향 고장 발생 시 영상 회로를 구성하여 작은 영상 저항으로 인하여 고장 회로에서 정상 전류나 역상 전류에 비하여 영상 전류가 크게 형성되는 특성이 있기 때문이다. 영상 전류가 크게 형성된다는 것은 각 상의 전류 벡터가 일정 위상각차 이내에서 한 방향으로 모인다는 것을 의미한다. 따라서, 이러한 특성을 이용하여 고장 방향을 판별할 수 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, if a ground fault occurs at the F1 point, the forward fault current has a relationship of I 2 ≥ I 0 , and the reverse fault current has a relationship of I 2 <I 0 . That is, in general, the reverse phase current shows a relatively large value or a similar value to the magnetic phase ground fault, but the reverse phase current shows a smaller value than the image current. Therefore, it can be seen that the magnetic section determination when the ground fault occurs can be divided by the ratio of the image current and the reverse phase current. This is due to the failure characteristics of the grounded Y- △ connection that is most commonly used as a transformer connection method for distributed power supply linkage, such as the energy storage system according to the present invention. That is, in case of using Grounded Y- △ connection, regardless of the type of distributed power supply or the generation status of the distributed power supply in case of failure, the video circuit is configured in case of reverse failure and the normal current This is because the image current is formed larger than the reverse phase current. The large image current means that the current vectors of each phase converge in one direction within a predetermined phase angle difference. Therefore, it can be seen that the failure direction can be determined using this characteristic.

도 5에서 R1, R2, R3는 보호장치의 위치를 의미하고, F1은 고장 위치를 나타낸다. 만약 F1 지점에 고장이 발생할 경우 R1의 보호장치는 자기구간이므로 동작하되 R2의 보호장치는 자기구간이 아니므로 동작하면 안 된다.In Figure 5, R1, R2, R3 means the position of the protective device, F1 indicates the failure position. If a fault occurs at the F1 point, the protection device of R1 operates because it is a magnetic section, but the protection device of R2 should not operate because it is not a magnetic section.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the energy storage system according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, the subject matter of the present invention as claimed in the following claims Without departing from the scope of the present invention, any person having ordinary skill in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

100; 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템
110; 컨테이너 120; 배터리 시스템
130; 파워 컨버젼 시스템(PCS) 131; 전력 변환부
132; DC 링크부 133; 인버터
134; 컨버터 135; 에너지 모니터링 시스템(EMS)
135a; 지락 판단부 135a1; 전류 계측부
135a2; 고장 감지부 135a3; 지락 고장 감지부
135a4; 고장 방향 판단부 135a5; 과전류 계전기
135a6; 트립 신호 발생부 202a; 보호장치
135b; 공조 제어부 135c; 소화 제어부
135d; 통신부 140; 배터리실
150; PCS실 141,151; 제1,2공조부
142,152; 제1,2소화부 160; 격벽
171; 제1스위치 172; 제2스위치
201; 발전 시스템 202; 계통
203; 부하 203; 인터넷망
204; 중앙 관리 서버 205; 모바일 단말기
100; Energy storage system according to an embodiment of the present invention
110; Container 120; Battery system
130; Power conversion system (PCS) 131; Power converter
132; DC link portion 133; inverter
134; Converter 135; Energy Monitoring System (EMS)
135a; Ground fault determining unit 135a1; Current measuring unit
135a2; Failure detection unit 135a3; Ground fault detection unit
135a4; Failure direction determining unit 135a5; Overcurrent relay
135a6; A trip signal generator 202a; Protection
135b; Air conditioning control unit 135c; Fire extinguishing control
135d; Communication unit 140; Battery compartment
150; PCS room 141,151; First and Second Air Conditioning Department
142,152; First and second fire extinguishing unit 160; septum
171; First switch 172; Second switch
201; Power generation system 202; system
203; Load 203; Internet network
204; Central management server 205; Mobile terminal

Claims (10)

일측에 다수의 배터리가 설치된 배터리실;
타측에 상기 배터리의 충방전을 제어하는 파워 컨버젼 시스템(PCS)이 설치된 PCS실;
상기 배터리실과 상기 PCS실을 분리하는 격벽; 및
상기 배터리실, 상기 PCS실 및 상기 격벽이 설치되는 컨테이너를 포함하고,
상기 PCS는 발전 시스템으로부터 발전된 전력을 상기 배터리 또는 계통에 공급하는 전력 변환부와, 상기 전력 변환부로부터의 전력을 상기 배터리에 직류로 변환하여 공급하는 컨버터와, 상기 전력 변환부로부터의 전력을 상기 계통에 교류로 변환하여 공급하는 인버터와, 상기 발전 시스템, 상기 배터리, 상기 계통, 상기 컨버터 및 상기 인버터를 모니터링하고 제어하는 에너지 모니터링 시스템(EMS)를 포함하며,
상기 인버터와 부하 사이에 설치되고 상기 EMS에 의해 제어되는 제1스위치와, 상기 제1스위치와 상기 계통 사이에 설치되고 상기 EMS에 의해 제어되는 제2스위치를 더 포함하고,
상기 EMS는 상기 계통의 지락 여부를 판단하는 지락 판단부를 더 포함하되, 상기 지락 판단부는 상기 계통의 상별 전류를 계측하는 전류 계측부와, 상기 계측된 상별 전류가 미리 설정된 값보다 높으면 고장으로 감지하는 고장 감지부와, 상기 계측된 상별 전류의 합인 중성 전류가 미리 설정된 값보다 높으면 지락 고장으로 감지하는 지락고장 감지부와, 영상전류와 역상전류의 비율을 계산하여, 상기 비율이 미리 설정된 값보다 높은 경우 자기구간 고장(정방향)으로 판단하고 상기 비율이 미리 설정된 값보다 작을 경우 타구간 고장(역방향)으로 판단하는 고장방향 판단부와, 상기 고장방향이 자기구간 고장일 경우 동작하고 상기 고장방향이 타구간 고장일 경우 동작하지 않는 과전류 계전기와, 상기 과전류 계전기의 동작에 의해 상기 제2스위치와 상기 계통에 설치된 보호장치에 트립 신호를 전송하는 트립 신호 발생부를 포함하는, 에너지 저장 시스템.
A battery chamber having a plurality of batteries installed at one side thereof;
A PCS room in which a power conversion system (PCS) for controlling charging and discharging of the battery is installed on the other side;
A partition wall separating the battery chamber and the PCS chamber; And
And a container in which the battery chamber, the PCS chamber, and the partition wall are installed.
The PCS includes a power converter for supplying power generated from a power generation system to the battery or system, a converter for converting power from the power converter into direct current to the battery, and the power from the power converter. An inverter for converting and supplying alternating current to a grid, and an energy monitoring system (EMS) for monitoring and controlling the power generation system, the battery, the grid, the converter, and the inverter,
A first switch installed between the inverter and the load and controlled by the EMS, and a second switch installed between the first switch and the system and controlled by the EMS,
The EMS further includes a ground fault determining unit for determining whether the ground fault of the system, wherein the ground fault determination unit and the current measuring unit for measuring the phase current of the system, the failure to detect as a failure if the measured phase current is higher than a predetermined value A detection unit, a ground fault detection unit detecting a ground fault if the neutral current, which is the sum of the measured phase currents, is higher than a preset value, and calculating a ratio of the image current and the reverse phase current, and the ratio is higher than the preset value. A failure direction determination unit that judges the magnetic section failure (forward direction) and determines that the other section is a failure (reverse direction) when the ratio is smaller than a preset value, and operates when the failure direction is the magnetic section failure and the failure direction is the other section. The second switch and the overcurrent relay by the operation of the overcurrent relay and the overcurrent relay that does not operate in the event of a failure An energy storage system comprising a trip signal generator for transmitting a trip signal to a protection device installed in a system.
제 1 항에 있어서,
상기 격벽은 방화벽을 포함하며, 상기 방화벽은 상기 배터리실과 상기 PCS실을 연결하는 케이블, 파이프 라인 또는 덕트가 지나가는 개구를 포함하며, 상기 개구는 방화 봉합제로 밀봉되며, 상기 격벽은 1시간 내지 3시간의 내화 성능을 갖고, 양방향에서 상기 격벽에 수직으로 가해지는 0.25kPa의 균일한 하중을 견디는, 에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
The partition includes a firewall, the firewall includes an opening through which a cable, pipeline or duct connecting the battery chamber and the PCS chamber passes, the opening is sealed with a fireproof sealant, and the partition wall is 1 to 3 hours. An energy storage system having a fire resistance of and withstanding a uniform load of 0.25 kPa applied perpendicular to the partition in both directions.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 배터리실에 구비된 제1공조부 및 제1소화부를 더 포함하고, 상기 PCS실에 구비된 제2공조부 및 제2소화부를 더 포함하며, 상기 배터리실의 제1공조부와 제1소화부, 그리고 상기 PCS실의 제2공조부와 제2소화부는 상기 EMS에 의해 독립적으로 제어되는, 에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
Further comprising a first air conditioning unit and a first fire extinguishing unit provided in the battery chamber, and further comprising a second air conditioning unit and a second fire extinguishing unit provided in the PCS room, the first air conditioning unit and the first fire extinguishing of the battery chamber And the second air conditioning unit and the second fire extinguishing unit of the PCS room are independently controlled by the EMS.
제 4 항에 있어서,
상기 EMS는 상기 배터리실의 제1공조부에 의한 온도 및 습도와, 상기 PCS실의 제2공조부에 의한 온도 및 습도를 각각 독립적으로 제어하는, 에너지 저장 시스템.
The method of claim 4, wherein
And the EMS independently controls temperature and humidity by the first air conditioning unit of the battery chamber and temperature and humidity by the second air conditioning unit of the PCS chamber, respectively.
제 4 항에 있어서,
상기 EMS는 상기 배터리실의 제1소화부와 상기 PCS실의 제2소화부를 독립적으로 제어하는, 에너지 저장 시스템.
The method of claim 4, wherein
And the EMS independently controls the first fire extinguishing portion of the battery compartment and the second fire extinguishing portion of the PCS compartment.
제 4 항에 있어서,
상기 제1소화부 및 상기 제2소화부는 HCFC-123 가스 또는 CO2 가스를 포함하는, 에너지 저장 시스템.
The method of claim 4, wherein
The first fire extinguishing unit and the second fire extinguishing unit include HCFC-123 gas or CO2 gas.
제 4 항에 있어서,
상기 EMS는 상기 제1,2공조부를 제어하는 공조 제어부, 상기 제1,2소화부를 제어하는 소화 제어부를 더 포함하는, 에너지 저장 시스템.
The method of claim 4, wherein
The EMS further includes an air conditioning control unit for controlling the first and second air conditioning units, and a fire extinguishing control unit for controlling the first and second fire extinguishing units.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102185951B1 (en) * 2020-07-10 2020-12-02 알파시스템창호(주) solar power generation system
CN113611973A (en) * 2021-08-13 2021-11-05 山东精工电源科技有限公司 Container energy storage power station of cylinder lithium cell preparation
CN115117532A (en) * 2022-08-27 2022-09-27 京广能源有限公司 Box structure of energy storage container
KR20220159153A (en) * 2021-05-25 2022-12-02 한국전력공사 Protection Apparatus and Method for Electric Power Facilities
WO2023204382A1 (en) * 2022-04-19 2023-10-26 주식회사 엘지에너지솔루션 Energy storage system, and device for controlling ground structure of energy storage system
KR102624555B1 (en) * 2023-01-03 2024-01-11 신석주 Mobile smart refrigeration container

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100882778B1 (en) * 2008-07-22 2009-02-09 주식회사 동보 A partition firewall in a passage of an electric power line under ground
KR101381592B1 (en) * 2013-09-04 2014-04-04 채재훈 Container for energy storage device
JP2016189317A (en) * 2015-03-30 2016-11-04 株式会社Gsユアサ Container type power storage unit
KR20180003052A (en) * 2016-06-30 2018-01-09 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) Energy storage system
KR20180014957A (en) * 2016-08-02 2018-02-12 삼성에스디아이 주식회사 battery pack and energy storage system including the same
KR20180084350A (en) * 2017-01-17 2018-07-25 (주)에이피이씨 Eco-friendly Energy Storage System

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100882778B1 (en) * 2008-07-22 2009-02-09 주식회사 동보 A partition firewall in a passage of an electric power line under ground
KR101381592B1 (en) * 2013-09-04 2014-04-04 채재훈 Container for energy storage device
JP2016189317A (en) * 2015-03-30 2016-11-04 株式会社Gsユアサ Container type power storage unit
KR20180003052A (en) * 2016-06-30 2018-01-09 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) Energy storage system
KR20180014957A (en) * 2016-08-02 2018-02-12 삼성에스디아이 주식회사 battery pack and energy storage system including the same
KR20180084350A (en) * 2017-01-17 2018-07-25 (주)에이피이씨 Eco-friendly Energy Storage System

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102185951B1 (en) * 2020-07-10 2020-12-02 알파시스템창호(주) solar power generation system
KR20220159153A (en) * 2021-05-25 2022-12-02 한국전력공사 Protection Apparatus and Method for Electric Power Facilities
KR102539978B1 (en) * 2021-05-25 2023-06-07 한국전력공사 Protection Apparatus and Method for Electric Power Facilities
CN113611973A (en) * 2021-08-13 2021-11-05 山东精工电源科技有限公司 Container energy storage power station of cylinder lithium cell preparation
WO2023204382A1 (en) * 2022-04-19 2023-10-26 주식회사 엘지에너지솔루션 Energy storage system, and device for controlling ground structure of energy storage system
CN115117532A (en) * 2022-08-27 2022-09-27 京广能源有限公司 Box structure of energy storage container
KR102624555B1 (en) * 2023-01-03 2024-01-11 신석주 Mobile smart refrigeration container

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