KR102161309B1 - Hybrid factory regeneration system for electric energy recycling - Google Patents

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KR102161309B1 KR1020200052828A KR20200052828A KR102161309B1 KR 102161309 B1 KR102161309 B1 KR 102161309B1 KR 1020200052828 A KR1020200052828 A KR 1020200052828A KR 20200052828 A KR20200052828 A KR 20200052828A KR 102161309 B1 KR102161309 B1 KR 102161309B1
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Abstract

The present invention relates to a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling which is configured to store regenerative electric energy generated during operation of equipment and reuse the regenerative electric energy as needed. The hybrid factory regeneration system for electric energy recycling comprises: a power and equipment monitor unit collecting information on a loss rate by comparing a supply power amount with real-time monitoring and actual power usage, and monitoring each operation equipment; an alternating current (AC) power supply unit consisting of a distribution board which supplies AC power and an AC distribution network to supply electricity to each operation equipment; an electric energy regeneration and reuse unit transmitting regenerative electric energy obtained from each operation equipment or transmitting the stored electric energy to each operation equipment; and an electric energy storage unit storing the obtained regenerative electric energy and the electric energy produced in a renewable power generation facility. Therefore, by storing the regenerative electric energy obtained from each operation equipment of a factory in a storage device (DC-ESS) and using the regenerative electric energy as power to the factory as needed, power use efficiency of the factory is increased and emergency situations such as power outages and the like can be prevented in advance.

Description

전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템{Hybrid factory regeneration system for electric energy recycling} Hybrid factory regeneration system for electric energy recycling

본 발명은 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공장의 각 운용 장비에서 얻어지는 회생 전기에너지를 저장장치에 저장하였다가 필요에 따라 공장 전원으로 재사용함으로서 공장의 전력 사용 효율을 높이고, 정전 사태 등 비상 상황의 발생을 미연에 방지하도록 할 수 있는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a hybrid factory regeneration system for recycling electric energy, and more specifically, the power use efficiency of the plant by storing the regenerative electric energy obtained from each operating equipment of the plant in a storage device and then reusing it as plant power as necessary. It is related to a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling that can increase the power and prevent the occurrence of emergency situations such as power outages.

일반적인 공장에서는 외부 AC 전력망에서 분전반을 통하여 수전되는 전기를 이용하여 공장을 운용하도록 설계되고, 공급되는 전기에 비상 상황이 발생하면 무정전 전원공급장치(UPS)를 이용하여 불안전한 공장 전원을 보완하도록 구성된다. In a general factory, it is designed to operate the factory by using electricity received from the external AC power grid through the distribution board, and when an emergency situation occurs in the supplied electricity, it is configured to supplement unsafe factory power by using an uninterruptible power supply (UPS). do.

이와 같은 공장에서 운용되는 장비에는 무수한 모터가 결합되어 있으며, 이러한 모터는 구동할 때는 많은 전기를 필요로 하지만, 정지할 때는 전기를 필요로 하지 않고 발전기 역할을 하도록 구성되어 있다. 이와 같이 발전기 역할을 수행하면서 수득되는 회생 전기에너지는 전력선을 통하여 외부 전력망으로 송전되거나, 통상적으로 저항을 이용하여 소멸시킨다.Numerous motors are combined with equipment operated in such a factory, and these motors require a lot of electricity when driving, but are configured to act as a generator without requiring electricity when stopping. As such, the regenerative electric energy obtained while performing the role of a generator is transmitted to an external power grid through a power line, or is usually extinguished by using a resistance.

본 출원인은 공장의 전력 사용 효율을 높이기 위하여 외부 AC 전력망에서 수전되는 전기를 사용하는 공장의 각 운용 장비에서 얻어지는 회생 전기에너지를 외부 전력선으로 송전하지 않고, 일정한 저장장치(DC-ESS : Energy Storage System)에 저장하였다가 순간 정전으로 인한 기구 및 금전적 손실을 막고, 재가동을 위한 시간적 손실을 억제하는 연구를 계속하였다. The applicant does not transmit the regenerative electric energy obtained from each operating equipment of the plant that uses electricity received from the external AC power grid to the external power line in order to increase the power use efficiency of the plant, and does not transmit a constant storage device (DC-ESS: Energy Storage System). ) To prevent loss of equipment and money due to instantaneous power failure, and to suppress the loss of time for restart.

대한민국 등록특허공보 제10-0997947호(2010.12.21.)Korean Registered Patent Publication No. 10-0997947 (2010.12.21.) 대한민국 등록특허공보 제10-2003021호(2019.07.23.)Korean Registered Patent Publication No. 10-2003021 (2019.07.23.)

본 발명의 목적은, AC 전력망으로부터 전원을 공급받아 부하 장비를 가동하는 공장에서 장비 가동 중에 발생하는 회생 전기에너지를 저장하여 필요 시 재사용하도록 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling, which is configured to store regenerative electric energy generated during equipment operation in a factory operating load equipment by receiving power from an AC power grid and reuse it when necessary. .

본 발명의 다른 목적은, 전력 및 장비 모니터부와, AC 전력 공급부와, 전기에너지 회생 및 재사용부와, 전기에너지 저장부를 포함하여 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling comprising a power and equipment monitor unit, an AC power supply unit, an electric energy regeneration and reuse unit, and an electric energy storage unit.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전력 및 장비 모니터부는, 전기에너지의 흐름을 측정·감지하며, 부하 장비의 가동 상태를 실시간 감시하여 시스템의 동작을 차단하거나 제어하도록 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that the power and equipment monitoring unit measures and detects the flow of electric energy, and monitors the operation state of load equipment in real time to block or control the operation of the system. It is to provide a factory regeneration system.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전력 및 장비 모니터부는, 공급 전력량을 실시간 모니터링 및 실제 사용전력량을 비교하여 손실률에 대한 정보를 수집하고, 각 운용 장비를 모니터링 하며, 공장 전체 시스템의 작동을 차단하거나 제어할 수 있도록 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that the power and equipment monitor unit monitors the amount of power supplied in real time and compares the amount of actual power used to collect information on the loss rate, monitors each operating equipment, and blocks the operation of the entire plant system. It is to provide a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling that is configured to be controlled.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 AC 전력 공급부는, 외부 전력망으로부터 수전한 AC 전원을 공급하는 분전반과, 상기 분전반과 운용 장비를 연결하는 AC 배전망으로 구성되어, 상기 각 운용 장비에 AC 전원을 직접 공급하도록 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that the AC power supply unit includes a distribution board for supplying AC power received from an external power network, and an AC distribution network connecting the distribution panel and operating equipment, and supplies AC power to each of the operating equipment. It is to provide a hybrid factory regeneration system for recycling electric energy that is configured to be supplied directly.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 AC 전력 공급부는, 정전 등 비상 상황에 대비하여 무정전 전원공급장치를 더 포함하여 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a hybrid factory regeneration system for recycling electric energy, wherein the AC power supply unit further includes an uninterruptible power supply device for emergency situations such as a power outage.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전기에너지 회생 및 재사용부는, 상기 각 운용 장비에 결합되어 가동 중에 발생하는 회생 전기에너지를 전기에너지 저장부에 저장하기 위한 AC 전원이 통전되는 회생 전력망과, 상기 전기에너지 저장부에 저장된 전기에너지를 각 운용 장비에 공급하기 위한 AC 전원이 통전되는 재사용 배전망으로 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is that the electric energy regeneration and reuse unit includes a regenerative power grid through which AC power is energized for storing regenerative electric energy generated during operation by being coupled to the respective operating equipment to the electric energy storage unit, and the electricity It is to provide a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling consisting of a reuse distribution network through which AC power is energized to supply the electric energy stored in the energy storage unit to each operating equipment.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전기에너지 회생 및 재사용부는, 각 운용 장비에 결합되어 가동 중에 발생하는 회생 전기에너지를 수득하도록 전기에너지 회생 모듈을 더 포함하여 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that the electric energy regeneration and reuse unit further comprises an electric energy regeneration module to obtain regenerative electric energy generated during operation by being coupled to each operating equipment. Hybrid factory regeneration for electric energy recycling It is to provide the system.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전기에너지 회생 모듈은, 모터 모듈과, 정류 필터를 포함하여 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling, which includes a motor module and a rectifying filter.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 모터 모듈은, 운용 장비의 각 모터에 3상 AC 전압을 공급하도록 인버터로 구성되며, 각 운용 장비의 모터에는 각 모터 모듈이 결합됨으로써, 상기 하나의 전기에너지 회생 모듈에는 여러 개의 모터 모듈이 결합되어 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that the motor module is composed of an inverter to supply a three-phase AC voltage to each motor of the operating equipment, and each motor module is coupled to the motor of each operating equipment, thereby regenerating the one electric energy. The purpose of the module is to provide a hybrid factory regeneration system for recycling electric energy, which is composed by combining several motor modules.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전기에너지 회생 모듈은, 상기 정류 필터와 함께 구성됨으로서 입력되는 AC 3상 380 ~ 415V에서 정류된 DC Link 전압을 제공해 주도록 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that the electric energy regeneration module is a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling configured to provide a DC Link voltage rectified in an input AC three-phase 380 ~ 415V by being configured with the rectifying filter. To provide.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전기에너지 회생 모듈은, 각 운용 장비에 전기에너지를 공급하거나, 각 운용 장비로부터 회생 전기에너지를 수득하는 기능을 함께하도록 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is the electric energy regeneration module is a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling, which is configured to provide electric energy to each operating equipment or to obtain regenerative electric energy from each operating equipment. To provide.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전기에너지 저장부는, 상기 전기에너지 회생 및 재사용부에서 수득한 회생 전기에너지 및 신재생 발전설비에서 생산되는 전기에너지를 저장하는 배터리를 포함하여 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that the electric energy storage unit is configured to recycle electric energy comprising a battery for storing the electric energy produced by the electric energy regeneration and regeneration unit and the electric energy produced by the renewable power generation facility. It is to provide a hybrid factory regeneration system for

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전기에너지 저장부는, 상기 회생 전력망과 연결되어 상기 전기에너지 회생 모듈로부터 수득된 AC 회생 전기에너지를 상기 배터리에 저장하기 위하여 DC 전기에너지로 변환하거나, 상기 재사용 배전망과 연결되어 상기 배터리에 저장된 DC 전기에너지를 상기 각 운용 장비에 공급하기 위하여 AC 전기에너지로 변환하도록 구성되는 전력 변환장치를 더 포함하여 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that the electrical energy storage unit is connected to the regenerative power grid to convert AC regenerative electrical energy obtained from the electrical energy regenerative module into DC electrical energy to store in the battery, or the reuse distribution network It is to provide a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling, further comprising a power conversion device configured to convert DC electric energy stored in the battery into AC electric energy in order to supply the DC electric energy stored in the battery to the respective operating equipment.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전력 변환장치는, AC-DC-AC 컨버터로 구성되어, 상기 전기에너지 회생 모듈에서 수득된 회생 전기에너지가 회생 전력망을 통하여 수전되면 DC 전원으로 변환하여 상기 배터리에 저장하도록 구성되며, 상기 배터리에 저장되어 있는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 재사용 배전망을 통하여 상기 전기에너지 회생 모듈에 공급하도록 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that the power conversion device is composed of an AC-DC-AC converter, and when the regenerative electrical energy obtained from the electrical energy regenerative module is received through a regenerative power network, it is converted into a DC power source to the battery. To provide a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling, which is configured to store and converts DC power stored in the battery into AC power and supplies it to the electric energy regeneration module through a reuse distribution network.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전력 변환장치는, 상기 배터리로부터 DC 전원을 필요로 하는 공장 내의 설비나 전동 차량에 직접 공급할 수 있도록 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling that is configured to directly supply DC power from the battery to an electric vehicle or facility in a factory that requires DC power.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 특징은, AC 전력망으로부터 전원을 공급받아 부하 장비를 가동하는 공장에서 장비 가동 중에 발생하는 회생 전기에너지를 저장하여 필요 시 재사용하도록 구성된다.A feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention for achieving such an object is that it is necessary to store the regenerative electric energy generated during equipment operation in a factory that operates load equipment by receiving power from the AC power grid. It is configured to be reused.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 다른 특징은, 전력 및 장비 모니터부와, AC 전력 공급부와, 전기에너지 회생 및 재사용부와, 전기에너지 저장부를 포함하여 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention includes a power and equipment monitor unit, an AC power supply unit, an electric energy regeneration and reuse unit, and an electric energy storage unit.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 상기 전력 및 장비 모니터부는, 전기에너지의 흐름을 측정·감지하며, 부하 장비의 가동 상태를 실시간 감시하여 시스템의 동작을 차단하거나 제어하도록 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is that the power and equipment monitoring unit of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention measures and detects the flow of electric energy, It is configured to block or control the operation of the system by monitoring the operation status of the load equipment in real time.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 전력 및 장비 모니터부는, 공급 전력량을 실시간 모니터링 및 실제 사용전력량을 비교하여 손실률에 대한 정보를 수집하고, 각 운용 장비를 모니터링 하며, 공장 전체 시스템의 작동을 차단하거나 제어할 수 있도록 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is that the power and equipment monitor unit monitors the amount of power supplied in real time and compares the amount of actual power used to collect information on the loss rate, and It monitors and is configured to block or control the operation of the entire plant system.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 AC 전력 공급부는, 외부 전력망으로부터 수전한 AC 전원을 공급하는 분전반과, 상기 분전반과 운용 장비를 연결하는 AC 배전망으로 구성되어, 상기 각 운용 장비에 AC 전원을 직접 공급하도록 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is that the AC power supply unit includes a distribution panel for supplying AC power received from an external power network, and an AC distribution network connecting the distribution panel and operating equipment. Is configured to directly supply AC power to each of the operating equipment.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 AC 전력 공급부는, 정전 등 비상 상황에 대비하여 무정전 전원공급장치를 더 포함하여 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for recycling electric energy according to the present invention is that the AC power supply unit further includes an uninterruptible power supply device in preparation for an emergency situation such as a power outage.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 전기에너지 회생 및 재사용부는, 상기 각 운용 장비에 결합되어 가동 중에 발생하는 회생 전기에너지를 전기에너지 저장부에 저장하기 위한 AC 전원이 통전되는 회생 전력망과, 상기 전기에너지 저장부에 저장된 전기에너지를 각 운용 장비에 공급하기 위한 AC 전원이 통전되는 재사용 배전망으로 구성된다. Another feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is that the electric energy regeneration and reuse unit is coupled to the respective operating equipment to store the regenerated electric energy generated during operation in the electric energy storage unit. It consists of a regenerative power grid through which AC power is energized, and a reuse distribution network through which AC power is energized for supplying the electric energy stored in the electric energy storage unit to each operating equipment.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 전기에너지 회생 및 재사용부는, 각 운용 장비에 결합되어 가동 중에 발생하는 회생 전기에너지를 수득하도록 전기에너지 회생 모듈을 더 포함하여 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is that the electric energy regeneration and reuse unit further includes an electric energy regeneration module to obtain regeneration electric energy generated during operation by being coupled to each operating equipment. It is composed by

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 전기에너지 회생 모듈은, 모터 모듈과, 정류 필터를 포함하여 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is that the electric energy regeneration module includes a motor module and a rectifying filter.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 모터 모듈은, 운용 장비의 각 모터에 3상 AC 전압을 공급하도록 인버터로 구성되며, 각 운용 장비의 모터에는 각 모터 모듈이 결합됨으로써, 상기 하나의 전기에너지 회생 모듈에는 여러 개의 모터 모듈이 결합되어 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is that the motor module is configured with an inverter to supply a three-phase AC voltage to each motor of the operating equipment, and each motor of each operating equipment By combining the modules, the one electric energy regeneration module is configured by combining several motor modules.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 전기에너지 회생 모듈은, 상기 정류 필터와 함께 구성됨으로서 입력되는 AC 3상 380 ~ 415V에서 정류된 DC Link 전압을 제공해 주도록 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is that the electric energy regeneration module is configured with the rectifying filter to provide a DC link voltage rectified in the input AC three-phase 380 ~ 415V. Is composed.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 전기에너지 회생 모듈은, 각 운용 장비에 전기에너지를 공급하거나, 각 운용 장비로부터 회생 전기에너지를 수득하는 기능을 함께하도록 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is that the electric energy regeneration module supplies electric energy to each operating equipment or provides a function of obtaining regenerative electric energy from each operating equipment. Is composed.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 전기에너지 저장부는, 상기 전기에너지 회생 및 재사용부에서 수득한 회생 전기에너지 및 신재생 발전설비에서 생산되는 전기에너지를 저장하는 배터리를 포함하여 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electrical energy recycling according to the present invention is that the electrical energy storage unit stores the regenerative electrical energy obtained from the electrical energy regeneration and reuse unit and the electrical energy produced in a renewable power generation facility. It is configured to include a battery.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 전기에너지 저장부는, 상기 회생 전력망과 연결되어 상기 전기에너지 회생 모듈로부터 수득된 AC 회생 전기에너지를 상기 배터리에 저장하기 위하여 DC 전기에너지로 변환하거나, 상기 재사용 배전망과 연결되어 상기 배터리에 저장된 DC 전기에너지를 상기 각 운용 장비에 공급하기 위하여 AC 전기에너지로 변환하도록 구성되는 전력 변환장치를 더 포함하여 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is that the electric energy storage unit is connected to the regenerative power grid to store AC regenerative electric energy obtained from the electric energy regeneration module in the battery. And a power conversion device configured to convert DC electric energy into DC electric energy or to convert DC electric energy stored in the battery into AC electric energy in order to supply DC electric energy stored in the battery to the reusable distribution network.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 전력 변환장치는, AC-DC-AC 컨버터로 구성되어, 상기 전기에너지 회생 모듈에서 수득된 회생 전기에너지가 회생 전력망을 통하여 수전되면 DC 전원으로 변환하여 상기 배터리에 저장하도록 구성되며, 상기 배터리에 저장되어 있는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 재사용 배전망을 통하여 상기 전기에너지 회생 모듈에 공급하도록 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for electrical energy recycling according to the present invention is that the power conversion device is composed of an AC-DC-AC converter, so that the regenerative electrical energy obtained from the electrical energy regenerative module is used for the regenerative power grid. When the power is received through, it is configured to convert it into DC power and store it in the battery, and it is configured to convert DC power stored in the battery into AC power and supply it to the electric energy regeneration module through a reuse distribution network.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 또 다른 특징은, 상기 전력 변환장치는, 상기 배터리로부터 DC 전원을 필요로 하는 공장 내의 설비나 전동 차량에 직접 공급할 수 있도록 구성된다.Another feature of the hybrid factory regeneration system for recycling electric energy according to the present invention is that the power conversion device is configured to be capable of directly supplying DC power from the battery to an electric vehicle or facility in a factory requiring DC power.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템은, 회생 전기에너지를 수득하고 재사용하기 위하여 전기에너지 회생 및 재사용부 및 전기에너지 저장부가 구성된다. 따라서 발생되는 회생 전기에너지를 소멸시켜 에너지 효율이 떨어지던 종래의 공장 설비를 개선하여 회생 전기에너지를 전부 수득하여 저장하고, 정전 등 비상 상황 발생 시 재사용할 수 있도록 개선하여 공장에 사용되는 전기 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention includes an electric energy regeneration and reuse unit and an electric energy storage unit in order to obtain and reuse regenerative electric energy. Therefore, by improving the existing factory facilities that have been inferior in energy efficiency by extinguishing the generated regenerative electrical energy, all regenerative electrical energy is obtained and stored, and it is improved so that it can be reused in case of an emergency such as a power outage, thereby improving the electrical efficiency used in the factory Can be improved.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 배터리는, 본 발명의 회생시스템에서 수득하는 회생 전기에너지 및 신재생 발전설비에서 생산되는 전기에너지가 저장되도록 구성된다. 따라서 외부 AC 배전망에 의존하던 종래 공장의 에너지 수급 시스템으로부터 전기 에너지 공급원을 다변화하는 하이브리드 팩토리를 실현할 수 있는 장점을 가진다.The battery of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is configured to store the regeneration electric energy obtained from the regeneration system of the present invention and the electric energy produced by the new renewable power generation facility. Therefore, it has the advantage of realizing a hybrid factory that diversifies the electric energy supply source from the energy supply and demand system of a conventional factory that was dependent on an external AC distribution network.

본 발명의 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전기에너지 회생 모듈은, 회생 전기에너지 수득하고 송전하는 기능과, 저장된 전기에너지를 장비에 재사용하기 위하여 수전하고 공급하는 기능을 동시에 수행하는 ‘양방향 컨버터’로 구성된다. 따라서 본 발명의 회생시스템은 각 장비에 결합될 수 있는 간단한 구성으로서 회생 전기에너지 관리 효율이 높은 장점을 가진다.The electric energy regeneration module of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling of the present invention is a'bidirectional converter that simultaneously performs a function of obtaining and transmitting regenerative electric energy and a function of receiving and supplying stored electric energy for reuse in equipment. Consists of'. Therefore, the regenerative system of the present invention has the advantage of high regenerative electric energy management efficiency as a simple configuration that can be combined with each equipment.

본 발명의 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전기에너지 회생 모듈은, 정류 필터와 모터 모듈을 포함하여 구성된다. 따라서 재사용 공급전원의 외부 잡음 제거 및 간섭을 억제하고 고조파를 제거하며, 각 모터에 안정적으로 3상 AC 전압을 공급하도록 함으로서 운용 장비의 가동률을 향상 시키는 장점을 가진다.The electric energy regeneration module of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention includes a rectifying filter and a motor module. Therefore, it has the advantage of improving the operation rate of the operating equipment by suppressing external noise and interference of the reusable power supply, removing harmonics, and stably supplying three-phase AC voltage to each motor.

도 1은 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전기에너지 회생 모듈의 기본 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전기에너지 회생 모듈의 기본 동작 원리를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전기에너지 회생 모듈 및 정류필터를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전력 변환장치를 개략적으로 나타내는 회로도이다.1 is a schematic configuration diagram of a hybrid factory regeneration system for recycling electric energy according to the present invention.
2 is a basic configuration diagram of an electric energy regeneration module of a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention.
3 is a view schematically showing the basic operating principle of the electric energy regeneration module of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention.
4 is a circuit diagram schematically showing an electric energy regeneration module and a rectifying filter of a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention.
5 is a circuit diagram schematically showing a power conversion device of a hybrid factory regeneration system for recycling electric energy according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the description of the invention.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의 할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present invention are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Based on the principle that the concept of terms can be appropriately defined in order to describe one's invention in the best way, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

일반적인 공장에서는 외부 AC 전력망에서 분전반을 통하여 수전되는 전기를 이용하여 공장을 운용하도록 설계되고, 공급되는 전기에 비상 상황이 발생하면 무정전 전원공급장치(UPS)를 이용하여 불안전한 공장 전원을 보완하도록 구성된다. 이와 같은 공장에서 운용되는 장비에는 무수한 모터가 결합되어 있으며, 이러한 모터는 구동할 때는 많은 전기를 필요로 하지만, 정지할 때는 전기를 필요로 하지 않고 발전기 역할을 하도록 구성되어 있다. 이와 같이 발전기 역할을 수행하면서 수득되는 회생 전기에너지는 전력선을 통하여 외부 전력망으로 송전되거나, 통상적으로 저항을 이용하여 소멸시킨다.In a general factory, it is designed to operate the factory by using electricity received from the external AC power grid through the distribution board, and when an emergency situation occurs in the supplied electricity, it is configured to supplement unsafe factory power by using an uninterruptible power supply (UPS). do. Numerous motors are combined with equipment operated in such a factory, and these motors require a lot of electricity when driving, but are configured to act as a generator without requiring electricity when stopping. As such, the regenerative electric energy obtained while performing the role of a generator is transmitted to an external power grid through a power line, or is usually extinguished by using a resistance.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템은, 외부 AC 전력망에서 수전되는 전기를 사용하는 공장의 각 운용 장비에서 얻어지는 회생 전기에너지를 외부 전력선으로 송전하지 않고, 일정한 저장장치(DC-ESS : Energy Storage System)에 저장하였다가 순간 정전으로 인한 기구 및 금전적 손실을 막고, 재가동을 위한 시간적 손실을 억제하도록 하는 발명이다. The hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention does not transmit the regenerative electric energy obtained from each operating equipment of a factory that uses electricity received from an external AC power grid to an external power line, and does not transmit a constant storage device (DC-ESS : Energy Storage System) to prevent loss of equipment and money due to instantaneous power failure, and to suppress the loss of time for restart.

또한, 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템은, 외부 AC 전력망 이외에, 신재생 발전설비(DC Source : 풍력/태양광 등)를 이용하여 생산되는 전기를 상기 DC-ESS에 저장하여 안정적으로 공급함으로서 팩토리 하이브리드 전력시스템 구축의 기반을 조성하는 발명이다.In addition, the hybrid factory regeneration system for recycling electric energy according to the present invention, in addition to the external AC power grid, stores electricity produced using a renewable power generation facility (DC Source: wind/solar power, etc.) in the DC-ESS. It is an invention that lays the foundation for building a factory hybrid power system by stably supplying it.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전기에너지 회생 모듈의 기본 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전기에너지 회생 모듈의 기본 동작 원리를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전기에너지 회생 모듈 및 정류필터를 개략적으로 나타내는 회로도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전력 변환장치를 개략적으로 나타내는 회로도이다.1 is a schematic configuration diagram of a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention, and FIG. 2 is a basic configuration diagram of an electric energy regeneration module of a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention, 3 is a view schematically showing the basic operating principle of the electric energy regeneration module of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention, and FIG. 4 is an electricity of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention. It is a circuit diagram schematically showing an energy regeneration module and a rectifying filter, and FIG. 5 is a circuit diagram schematically showing a power conversion device of a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템은, AC 전력망으로부터 전원을 공급받아 부하 장비를 가동하는 공장에서 장비 가동 중에 발생하는 회생 전기에너지를 저장하여 필요 시 재사용하도록 구성된다.Referring to FIG. 1, the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention stores regenerative electric energy generated during equipment operation in a factory that operates load equipment by receiving power from an AC power grid, when necessary. It is configured to be reused.

이러한 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템은, 전력 및 장비 모니터부(10)와, AC 전력 공급부(20)와, 전기에너지 회생 및 재사용부(30)와, 전기에너지 저장부(40)를 포함하여 구성된다.The hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention includes a power and equipment monitoring unit 10, an AC power supply unit 20, an electric energy regeneration and reuse unit 30, and an electric energy storage unit ( 40).

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 상기 전력 및 장비 모니터부(10)는, 데이터를 송·수신하며, 상기 전기에너지의 흐름을 측정·감지하며, 부하 장비의 가동 상태를 실시간 감시하여 시스템의 동작을 차단하거나 제어하도록 구성된다. The power and equipment monitoring unit 10 of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention transmits and receives data, measures and senses the flow of the electric energy, and monitors the operation state of the load equipment in real time. It is configured to block or control the operation of the system by monitoring.

이러한 본 발명의 상기 전력 및 장비 모니터부(10)는, 공급 전력량을 실시간 모니터링 및 실제 사용전력량을 비교하여 손실률에 대한 정보를 수집하고, 각 운용 장비(2)를 모니터링 하며, 공장 전체 시스템의 작동을 차단하거나 제어할 수 있도록 구성되는 구성된다. The power and equipment monitoring unit 10 of the present invention collects information on the loss rate by monitoring the amount of power supplied in real time and comparing the amount of actual power used, monitoring each operating equipment 2, and operating the entire plant system. It is configured to be configured to block or control.

또한, 이러한 상기 전력 및 장비 모니터부(10)는, 본 발명에 따른 회생시스템을 이용하여 손실되는 전력을 DC-ESS 시스템에 축적한 후 재사용하도록 전력량(Kw/h)과, ESS 에너지 축적률(Kw/h, %)을 상시 확인 가능 하도록 구성되며, 공장 정전 등 비상 상황 발생 시 ESS로부터 긴급 에너지원 사용이 가능하도록 하며, 축적되는 모든 정보를 데이터베이스화하여 상시 확인 가능하도록 그래픽 및 TREND를 활용하여 시각적으로 확인할 수 있도록 구성된다. In addition, the power and equipment monitoring unit 10 includes an amount of power (Kw/h) and an ESS energy accumulation rate (Kw/h) so that the power lost using the regeneration system according to the present invention is accumulated in the DC-ESS system and then reused. Kw/h, %) can be checked at all times, and it is possible to use an emergency energy source from the ESS in case of an emergency situation such as a factory power outage, and use graphics and TREND to make it possible to check all the accumulated information in a database. It is configured to be visually confirmed.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 상기 AC 전력 공급부(20)는, 외부 전력망으로부터 수전한 AC 전원을 공급하는 분전반(21)과, 상기 분전반(21)과 운용 장비(2)를 연결하는 AC 배전망(211)으로 구성되어, 상기 각 운용 장비(2)에 AC 전원을 직접 공급하도록 구성된다.The AC power supply unit 20 of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention includes a distribution panel 21 for supplying AC power received from an external power grid, the distribution panel 21 and operating equipment 2 It is composed of an AC distribution network 211 to connect, and is configured to directly supply AC power to each of the operating equipment 2.

이러한 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 상기 AC 전력 공급부(20)는, 정전 등 비상 상황에 대비하여 무정전 전원공급장치(UPS)를 더 포함하여 구성된다. The AC power supply unit 20 of the hybrid factory regeneration system for recycling electric energy according to the present invention is configured to further include an uninterruptible power supply (UPS) in preparation for an emergency situation such as a power outage.

도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 상기 전기에너지 회생 및 재사용부(30)는, 상기 각 운용 장비(2)에 결합되어 가동 중에 발생하는 회생 전기에너지를 전기에너지 저장부(40)에 저장하기 위한 AC 전원이 통전되는 회생 전력망(312)과, 상기 전기에너지 저장부(40)에 저장된 전기에너지를 각 운용 장비(2)에 공급하기 위한 AC 전원이 통전되는 재사용 배전망(313)으로 구성된다. Referring to FIGS. 2 to 4, the electric energy regeneration and reuse unit 30 of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is coupled to the respective operating equipment 2 to occur during operation. The regenerative power grid 312 through which AC power is energized for storing the regenerative electric energy in the electric energy storage unit 40 and the electric energy stored in the electric energy storage unit 40 to each operating equipment 2 It consists of a reusable distribution network 313 through which AC power is applied.

이러한 본 발명의 상기 전기에너지 회생 및 재사용부(30)는, 각 운용 장비(2)에 결합되어 가동 중에 발생하는 회생 전기에너지를 수득하도록 전기에너지 회생 모듈(Line Module: 31)을 더 포함하여 구성된다.The electric energy regeneration and reuse unit 30 of the present invention further comprises an electric energy regeneration module (Line Module: 31) to obtain regenerative electric energy generated during operation by being coupled to each operating equipment (2). do.

이러한 본 발명의 상기 전기에너지 회생 모듈(31)은, 모터 모듈(Motor Module : 311)과, 정류 필터(Interface Module : 314)를 포함하여 구성된다.The electric energy regeneration module 31 of the present invention includes a motor module 311 and an interface module 314.

상기 모터 모듈(Motor Module : 311)은, 운용 장비(2)의 각 모터(2.11~n)에 3상 AC 전압을 공급하도록 인버터로 구성되며, 각 운용 장비(21~n)의 모터(2.1)에는 각 모터 모듈(3111~n)이 결합됨으로써, 상기 하나의 전기에너지 회생 모듈(31)에는 여러 개의 모터 모듈(3111~n)이 결합되어 구성된다.(도 2 참조)The motor module (Motor Module: 311) motor, the operating equipment (2) consists of an inverter to supply the three-phase AC voltage to each of the motors (2.1 1 ~ n), each operating equipment (2 1 ~ n) ( 2.1) is configured by coupling each motor module 311 1 to n , so that several motor modules 311 1 to n are coupled to the one electric energy regeneration module 31 (see FIG. 2).

상기 정류 필터(Interface Module : 314)는, 외부 잡음의 제거 및 간섭 억제의 기능을 수행하도록 구성된다. 또한 DC Link 전압이 안정적으로 공급되도록, 모터(2.11~n)의 속도 제어과정에서 발생하는 고조파를 제거하여 전원장치 등을 보호하는 역할을 한다.The rectifier filter (Interface Module: 314) is configured to perform functions of removing external noise and suppressing interference. Also, so that the DC Link voltage is stably supplied, harmonics generated in the speed control process of the motor (2.1 1~n ) are removed to protect the power supply.

이러한 본 발명의 상기 전기에너지 회생 모듈(31)은, 상기 정류 필터(314)와 함께 구성됨으로서 입력되는 AC 3상 380 ~ 415V에서 정류된 DC Link 전압을 제공해 주도록 구성된다.The electric energy regeneration module 31 of the present invention is configured together with the rectifying filter 314 to provide a DC link voltage rectified in an input AC three-phase 380 ~ 415V.

이때, 상기 전기에너지 회생 모듈(31)에 입력되는 AC 3상 380 ~ 400V 범위에서는 DC 600V가 출력되고, AC 3상 400 ~ 415V 범위에서는 DC 625V가 출력되어 상기 모터 모듈(311)에 인가됨으로서 입력 전압의 변화에도 안정적인 모터(2.11~n) 구동이 가능하도록 구성된다.At this time, DC 600V is output in the range of 380 to 400V of AC three-phase input to the electric energy regeneration module 31, and 625V of DC is output in the range of 400 to 415V of AC three-phase and is applied to the motor module 311. It is configured to enable stable driving of the motor (2.1 1~n ) even with a change in voltage.

이러한 본 발명의 상기 전기에너지 회생 모듈(31)은, 각 운용 장비(21~n)에 ‘전기에너지를 공급’하거나, 각 운용 장비(21~n)로부터 ‘회생 전기에너지를 수득’하는 기능을 함께하도록 구성된다.Such the electric energy recovery module 31 of the present invention, each operating equipment (2 1 ~ n) for "supplying electric energy" or "give the regenerative electric energy, from the respective operating devices (2 1 ~ n) to It is structured to function together.

이때, 상기 ‘전기에너지를 공급할 때’의 경우 상기 전기에너지 회생 모듈(31)은, 상기 재사용 배전망(313)의 3상 AC 전원을 정류한 후 DC Link 전원으로 변환하여 프리차지에 저장한 후, DC 600V의 전압을 상기 모터 모듈(311)에 공급하여, 상기 모터 모듈(311)로 하여금 안정적으로 3상 AC 전원을 상기 각 운용 장비(21~n)에 공급하도록 구성된다.At this time, in the case of the'when electric energy is supplied', the electric energy regeneration module 31 rectifies the 3-phase AC power of the reuse distribution network 313, converts it to DC Link power, and stores it in a precharge. , By supplying a voltage of DC 600V to the motor module 311, the motor module 311 is configured to stably supply three-phase AC power to each of the operating equipment (2 1 ~ n ).

또한, 상기 ‘회생 전기에너지를 수득할 때’의 경우 상기 전기에너지 회생 모듈(31)은, 상기 모터 모듈(311) 및 각 운용 장비(21~n)에서 발생하는 회생 전기에너지를 수득하여 회생 전력망(312)을 통해 전기에너지 저장부(40)에 송전하도록 구성된다. In addition, in the case of the'when obtaining regenerative electrical energy', the electrical energy regenerative module 31 is regenerated by obtaining regenerative electrical energy generated from the motor module 311 and each operating equipment 2 1 to n It is configured to transmit power to the electric energy storage unit 40 through the power grid 312.

본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 상기 전기에너지 저장부(40)는, 상기 전기에너지 회생 및 재사용부(30)에서 수득한 회생 전기에너지 및 신재생 발전설비(1)에서 생산되는 전기에너지를 저장하는 배터리(DC-ESS : 41)를 포함하여 구성된다.The electric energy storage unit 40 of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention is produced in the regenerative electric energy obtained from the electric energy regeneration and reuse unit 30 and the renewable power generation facility 1 It consists of a battery (DC-ESS: 41) that stores electrical energy.

이러한 본 발명의 상기 전기에너지 저장부(40)는, 상기 회생 전력망(312)과 연결되어 상기 전기에너지 회생 모듈(31)로부터 수득된 AC 회생 전기에너지를 상기 배터리(41)에 저장하기 위하여 DC 전기에너지로 변환하거나, 상기 재사용 배전망(313)과 연결되어 상기 배터리(41)에 저장된 DC 전기에너지를 상기 각 운용 장비(2)에 공급하기 위하여 AC 전기에너지로 변환하도록 구성되는 전력 변환장치(42)를 더 포함하여 구성된다.The electrical energy storage unit 40 of the present invention is connected to the regenerative power grid 312 to store the AC regenerative electrical energy obtained from the electrical energy regenerative module 31 in the battery 41. Power conversion device 42 configured to convert into energy or convert DC electric energy stored in the battery 41 into AC electric energy in order to supply the DC electric energy stored in the battery 41 to the reusable distribution network 313 ) Is further included.

도 5를 참조하여 자세히 설명하면, 본 발명의 상기 전력 변환장치(42)는, AC-DC-AC 컨버터로 구성되어, 상기 전기에너지 회생 모듈(31)에서 수득된 회생 전기에너지(3상 AC 전원)가 회생 전력망(312)을 통하여 수전되면 DC 전원으로 변환하여 상기 배터리(DC-ESS : 41)에 저장하도록 구성되며, 상기 배터리(DC-ESS : 41)에 저장되어 있는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 재사용 배전망(313)을 통하여 상기 전기에너지 회생 모듈(31)에 공급하도록 구성된다.5, the power conversion device 42 of the present invention is composed of an AC-DC-AC converter, and the regenerative electrical energy obtained from the electrical energy regenerative module 31 (three-phase AC power source) ) Is received through the regenerative power grid 312, it is converted into DC power and stored in the battery (DC-ESS: 41), and the DC power stored in the battery (DC-ESS: 41) is converted to AC power. It is configured to convert and supply the electric energy regeneration module 31 through the reuse distribution network 313.

또한, 본 발명의 상기 전력 변환장치(42)는, 상기 배터리(DC-ESS : 41)로부터 DC 전원을 필요로 하는 공장 내의 설비나 전동 차량에 직접 공급할 수 있도록 구성된다.In addition, the power conversion device 42 of the present invention is configured to directly supply DC power from the battery (DC-ESS: 41) to an electric vehicle or facility in a factory that requires DC power.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템은 다음과 같이 작동된다.Referring to Figure 1, the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention operates as follows.

1. 회생시스템의 설치1. Installation of regeneration system

- 외부의 AC 전력망에서 수전하여 가동되는 공장의 운용 장비 --Factory operation equipment operated by receiving power from external AC power grid-

가. 전기에너지 회생 모듈(31)을 각 운용 장비(2)에 설치한다.end. The electric energy regeneration module 31 is installed in each operating equipment 2.

나. 상기 전기에너지 회생 모듈(31)에는 모터 모듈(311)이 결합된다.I. A motor module 311 is coupled to the electric energy regeneration module 31.

다. 상기 모터 모듈(311)은, 운용 장비(2)의 모터(2.1) 수에 따라 다수 개가 결합된다.All. A plurality of motor modules 311 are combined according to the number of motors 2.1 of the operating equipment 2.

라. 전기에너지 저장부(40)의 배터리(DC-ESS : 41)가 별도의 위치에 설치된다.la. The battery (DC-ESS: 41) of the electric energy storage unit 40 is installed in a separate location.

마. 상기 배터리(41)에는 신재생 발전설비(1)도 연결된다.hemp. A new and renewable power generation facility 1 is also connected to the battery 41.

사. 상기 전기에너지 저장부(40)의 배터리(DC-ESS)에는 전력 변환장치(42)가 설치된다.four. A power conversion device 42 is installed in the battery (DC-ESS) of the electric energy storage unit 40.

아. 상기 전기에너지 회생 모듈(31)과 전력 변환장치(42) 사이에 회생 전력망(312)과 재사용 배전망(313)이 각각 설치된다.Ah. A regenerative power grid 312 and a reuse distribution network 313 are installed between the electric energy regeneration module 31 and the power conversion device 42, respectively.

2. 공장 장비의 운용2. Operation of factory equipment

- 외부 전력망에서 공급된 AC 전원으로 장비 가동 --Operate the equipment with AC power supplied from the external power grid-

가. 분전반(21)에서 AC 배전망(211)을 통하여 각 운용 장비(21~n)에 AC 전원이 직접 공급된다.end. AC power is directly supplied from the distribution board 21 to each operating equipment 2 1 to n through the AC distribution network 211.

나. 3상 AC 전원에 의해 각 운용 장비(21~n)가 가동된다.I. Each operating equipment (2 1~n ) is operated by 3-phase AC power.

다. 운용 장비(21~n)의 각 모터(2.11~n)에서 회생 전기에너지가 발생된다.All. Regenerative electric energy is generated from each motor (2.1 1 to n ) of the operating equipment (2 1 to n ).

3. 회생시스템의 운용3. Operation of regeneration system

- 회생 전기에너지의 수득 및 저장 --Acquisition and storage of regenerative electric energy-

가. 전기에너지 회생 모듈(31)은, 각 모터(2.11~n)에서 발생하는 회생 전기에너지를 수득한다.end. The electric energy regeneration module 31 obtains regenerative electric energy generated by each motor 2.1 1 to n .

나. 또한 전기에너지 회생 모듈(31)은, 모터 모듈(311)에서 발생하는 회생 전기에너지도 수득한다.I. In addition, the electric energy regeneration module 31 also obtains regenerative electric energy generated by the motor module 311.

다. 상기 전기에너지 회생 모듈(31)은, 수득된 회생 전기에너지(AC 전원)를 회생 전력망(312)을 통하여 전력 변환장치(42)에 송전한다.All. The electric energy regeneration module 31 transmits the obtained regenerative electric energy (AC power) to the power converter 42 through the regenerative power grid 312.

라. 송전된 회생 전기에너지는 전력 변환장치(42)에서 DC 전원으로 변환되어 배터리(41)에 저장된다.la. The transmitted regenerative electric energy is converted into DC power in the power converter 42 and stored in the battery 41.

- 저장 전기에너지를 장비에 재사용 --Reuse of stored electric energy in equipment-

가. 상기 전력 변환장치(42)는, 배터리(41)에 저장된 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 전기에너지 회생 모듈(31)에 송전한다.end. The power converter 42 converts DC power stored in the battery 41 into AC power and transmits it to the electric energy regeneration module 31.

나. 송전된 AC 전원은 정류 필터(314)와 전기에너지 회생 모듈(31)을 거치면서 600V DC Link 전압으로 변환된다.I. The transmitted AC power is converted to 600V DC Link voltage while passing through the rectification filter 314 and the electric energy regeneration module 31.

다. 상기 DC Link 전압은 모터 모듈(311)에 공급되어 3상 AC 전원으로 변환된다.All. The DC Link voltage is supplied to the motor module 311 and converted into a three-phase AC power source.

라. 상기 3상 AC 전원은 각 모터(2.11~n)에 공급된다.la. The three-phase AC power is supplied to each motor 2.1 1 to n .

이러한 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템은 다음과 같은 특징을 가진다.The hybrid factory regeneration system for recycling electric energy according to the present invention has the following characteristics.

우선, 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템은, 회생 전기에너지를 수득하고 재사용하기 위하여 전기에너지 회생 및 재사용부 및 전기에너지 저장부가 구성된다.First, the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention includes an electric energy regeneration and reuse unit and an electric energy storage unit in order to obtain and reuse the regenerated electric energy.

따라서 발생되는 회생 전기에너지를 소멸시켜 에너지 효율이 떨어지던 종래의 공장 설비를 개선하여 회생 전기에너지를 전부 수득하여 저장하고, 정전 등 비상 상황 발생 시 재사용할 수 있도록 개선하여 공장에 사용되는 전기 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, by improving the existing factory facilities that have been inferior in energy efficiency by extinguishing the generated regenerative electrical energy, all regenerative electrical energy is obtained and stored, and it is improved so that it can be reused in case of an emergency such as a power outage, thereby improving the electrical efficiency used in the factory Can be improved.

또한, 본 발명에 따른 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 배터리는, 본 발명의 회생시스템에서 수득하는 회생 전기에너지 및 신재생 발전설비에서 생산되는 전기에너지가 저장되도록 구성된다.In addition, the battery of the hybrid factory regeneration system for recycling electric energy according to the present invention is configured to store the regeneration electric energy obtained from the regeneration system of the present invention and the electric energy produced by the new renewable power generation facility.

따라서 외부 AC 배전망에 의존하던 종래 공장의 에너지 수급 시스템으로부터 전기 에너지 공급원을 다변화하는 하이브리드 팩토리를 실현할 수 있는 장점을 가진다.Therefore, it has the advantage of realizing a hybrid factory that diversifies the electric energy supply source from the energy supply and demand system of a conventional factory that was dependent on an external AC distribution network.

또한, 본 발명의 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전기에너지 회생 모듈은, 회생 전기에너지 수득하고 송전하는 기능과, 저장된 전기에너지를 장비에 재사용하기 위하여 수전하고 공급하는 기능을 동시에 수행하는 ‘양방향 컨버터’로 구성된다.In addition, the electric energy regeneration module of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling of the present invention simultaneously performs a function of obtaining and transmitting regenerative electric energy and a function of receiving and supplying stored electric energy for reuse in equipment. It is composed of'bidirectional converter'.

따라서 본 발명의 회생시스템은 각 장비에 결합될 수 있는 간단한 구성으로서 회생 전기에너지 관리 효율이 높은 장점을 가진다.Therefore, the regenerative system of the present invention has the advantage of high regenerative electric energy management efficiency as a simple configuration that can be combined with each equipment.

또한, 본 발명의 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템의 전기에너지 회생 모듈은, 정류 필터와 모터 모듈을 포함하여 구성된다.In addition, the electric energy regeneration module of the hybrid factory regeneration system for electric energy recycling according to the present invention includes a rectifying filter and a motor module.

따라서 재사용 공급전원의 외부 잡음 제거 및 간섭을 억제하고 고조파를 제거하며, 각 모터에 안정적으로 3상 AC 전압을 공급하도록 함으로서 운용 장비의 가동률을 향상 시키는 장점을 가진다.Therefore, it has the advantage of improving the operation rate of the operating equipment by suppressing external noise and interference of the reusable power supply, removing harmonics, and stably supplying three-phase AC voltage to each motor.

100 : 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템
1 : 신재생 발전설비(DC Source : 풍력/태양광)
2 : 공장 부하(운용 장비)
21~n : 각 운용 장비
2.11~n : 각 모터
10 : 전력 및 장비 모니터부
11 : 전력 모니터
12 : 장비 모니터
20 : AC 전력 공급부
21 : 분전반
211 : AC 배전망
22 : 무정전 전원장치(UPS)
30 : 전기에너지 회생 및 재사용부
31 : 전기에너지 회생 모듈(LM : Line Module)
311 : 모터 모듈(Motor Module)
3111~n : 각 모터 모듈
312 : 회생 전력망
313 : 재사용 배전망
314 : 정류 필터(IM : Interface Module)
40 : 전기에너지 저장부
41 : 배터리(DC-ESS)
42 : 전력 변환장치
421 : 부하(설비 및 전동장치 등)
4211~n : 각 부하100: Hybrid factory regeneration system for electric energy recycling
1: Renewable power generation facility (DC Source: wind power/solar power)
2: Factory load (operating equipment)
2 1~n : Each operating equipment
2.1 1~n : Each motor
10: power and equipment monitoring unit
11: power monitor
12: equipment monitor
20: AC power supply
21: distribution board
211: AC distribution network
22: Uninterruptible power supply (UPS)
30: Electric energy regeneration and reuse department
31: Electric energy regeneration module (LM: Line Module)
311: Motor Module
311 1~n : Each motor module
312: regenerative power grid
313: reuse distribution network
314: Rectification filter (IM: Interface Module)
40: electric energy storage unit
41: Battery (DC-ESS)
42: power converter
421: Load (facilities and transmission devices, etc.)
421 1~n : each load

Claims (5)

AC 전력망으로부터 전원을 공급받아 부하 장비를 가동하는 공장에서 장비 가동 중에 발생하는 회생 전기에너지를 저장하여 필요 시 재사용하도록 구성되는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템에 있어서,
공급 전력량을 실시간 모니터링 및 실제 사용전력량을 비교하여 손실률에 대한 정보를 수집하고, 각 운용 장비(2)를 모니터링 하며, 공장 전체 시스템의 작동을 차단하거나 제어할 수 있도록 구성되는 전력 및 장비 모니터부(10);
상기 전력 및 장비 모니터부(10)에 의해 제어되며, 외부 전력망으로부터 수전한 AC 전원을 공급하는 분전반(21)과, 상기 분전반(21)과 운용 장비(2)를 연결하는 AC 배전망(211)으로 구성되어, 상기 각 운용 장비(2)에 전기를 공급하는 AC 전력 공급부(20);
상기 전력 및 장비 모니터부(10)에 의해 제어되며, 상기 각 운용 장비(2)에서 수득되는 회생 전기에너지를 전기에너지 저장부(40)에 송전하기 위한 회생 전력망(312)과, 상기 전기에너지 저장부(40)에 저장된 전기에너지를 각 운용 장비(2)에 송전하기 위한 재사용 배전망(313)으로 구성되는 전기에너지 회생 및 재사용부(30);
상기 전력 및 장비 모니터부(10)에 의해 제어되며, 상기 전기에너지 회생 및 재사용부(30)에서 수득한 회생 전기에너지와, 신재생 발전설비(1)에서 생산되는 전기에너지를 저장하는 배터리(41)로 구성되는 전기에너지 저장부(40)를 포함하며,
상기 전기에너지 회생 및 재사용부(30)는, 각 운용 장비(2)에 결합되어 가동 중에 발생하는 회생 전기에너지를 수득하도록 구성되는 전기에너지 회생 모듈(31)을 더 포함하며,
상기 전기에너지 저장부(40)는, 상기 회생 전력망(312)과 연결되어, 상기 전기에너지 회생 모듈(31)로부터 수득된 AC 회생 전기에너지를 상기 배터리(41)에 저장하기 위하여 DC 전기에너지로 변환하거나, 상기 재사용 배전망(313)과 연결되어 상기 배터리(41)에 저장된 DC 전기에너지를 상기 각 운용 장비(2)에 공급하기 위하여 AC 전기에너지로 변환하도록, AC-DC-AC 컨버터로 구성되는 전력 변환장치(42)를 더 포함하며,
상기 전기에너지 회생 모듈(31)은, 상기 운용 장비(21~n)의 각 모터(2.11~n)에 결합되어 3상 AC 전압을 공급하는 모터 모듈(311)과, 외부 잡음 제거 및 간섭을 억제하는 정류 필터(314)로 구성되며,
상기 정류 필터(314)는, 모터(2.11~n)의 속도 제어과정에서 발생하는 고조파를 제거하여, DC Link 전압이 안정적으로 공급되도록 구성되며,
상기 전기에너지 회생 모듈(31)은, 상기 각 운용 장비(21~n)에 ‘전기에너지를 공급’하거나, 각 운용 장비(21~n)로부터 ‘회생 전기에너지를 수득’하도록 구성되며, ‘전기에너지를 공급’ 할 때는 상기 재사용 배전망(313)의 3상 AC 전원을 정류한 후 DC Link 전원으로 변환하여 프리차지에 저장한 DC 600V의 전압을 상기 모터 모듈(311)에 공급하도록 구성되며, ‘회생 전기에너지를 수득’ 할 때는 상기 모터 모듈(311) 및 각 운용 장비(21~n)에서 수득된 회생 전기에너지를 수득하여 전기에너지 저장부(40)에 송전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기에너지 재활용을 위한 하이브리드 팩토리 회생시스템.In a hybrid factory regeneration system for electric energy recycling, which is configured to store regenerative electric energy generated during equipment operation in a factory that receives power from an AC power grid and operates load equipment and reuses it when necessary,
Power and equipment monitoring unit configured to monitor the amount of power supplied in real time and compare the amount of power used to collect information on the loss rate, monitor each operating equipment (2), and block or control the operation of the entire plant system ( 10);
A distribution panel 21 that is controlled by the power and equipment monitor unit 10 and supplies AC power received from an external power network, and an AC distribution network 211 connecting the distribution panel 21 and the operating equipment 2 Consisting of, AC power supply 20 for supplying electricity to each of the operating equipment (2);
A regenerative power grid 312 controlled by the power and equipment monitoring unit 10 and for transmitting the regenerative electric energy obtained from the respective operating equipment 2 to the electric energy storage unit 40, and the electric energy storage Electric energy regeneration and reuse unit 30 composed of a reuse distribution network 313 for transmitting the electric energy stored in the unit 40 to each operating equipment (2);
A battery 41 that is controlled by the power and equipment monitor unit 10 and stores the regenerative electric energy obtained from the electric energy regeneration and reuse unit 30 and the electric energy produced by the renewable power generation facility 1 It includes an electric energy storage unit 40 consisting of,
The electric energy regeneration and reuse unit 30 further includes an electric energy regeneration module 31 coupled to each operating equipment 2 and configured to obtain regenerative electric energy generated during operation,
The electrical energy storage unit 40 is connected to the regenerative power grid 312 and converts AC regenerative electrical energy obtained from the electrical energy regenerative module 31 into DC electrical energy in order to store it in the battery 41 Or, it is connected to the reuse distribution network 313 to convert the DC electric energy stored in the battery 41 into AC electric energy to supply the respective operating equipment 2, consisting of an AC-DC-AC converter It further comprises a power converter 42,
The electric energy regeneration module 31 includes a motor module 311 coupled to each motor 2.1 1 to n of the operating equipment 2 1 to n to supply a three-phase AC voltage, and external noise removal and interference It consists of a rectifier filter 314 that suppresses,
The rectification filter 314 is configured to stably supply a DC link voltage by removing harmonics generated in the speed control process of the motor 2.1 1 to n ,
The electrical energy recovery module 31, each of the operating devices (2 1 ~ n) for "supplying electric energy, or is configured to 'obtain a regeneration of electric energy, from the respective operating devices (2 1 ~ n), When'electrical energy is supplied', the three-phase AC power of the reusable distribution network 313 is rectified and converted into DC Link power to supply the voltage of DC 600V stored in the precharge to the motor module 311. And, when'obtaining regenerative electric energy', it is characterized in that it is configured to transmit the regenerative electric energy obtained from the motor module 311 and each operating equipment (2 1 ~ n ) to the electric energy storage unit 40 Hybrid factory regeneration system for electric energy recycling. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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