KR102176096B1 - Uninterruptible power supply system including energy storage device - Google Patents

Uninterruptible power supply system including energy storage device Download PDF

Info

Publication number
KR102176096B1
KR102176096B1 KR1020170026514A KR20170026514A KR102176096B1 KR 102176096 B1 KR102176096 B1 KR 102176096B1 KR 1020170026514 A KR1020170026514 A KR 1020170026514A KR 20170026514 A KR20170026514 A KR 20170026514A KR 102176096 B1 KR102176096 B1 KR 102176096B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
converter
energy storage
storage device
power supply
supply system
Prior art date
Application number
KR1020170026514A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180099277A (en
Inventor
김지홍
이지헌
윤동진
김민재
이윤재
Original Assignee
엘에스일렉트릭(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스일렉트릭(주) filed Critical 엘에스일렉트릭(주)
Priority to KR1020170026514A priority Critical patent/KR102176096B1/en
Priority to JP2019543961A priority patent/JP7100047B2/en
Priority to EP17898814.3A priority patent/EP3591798A4/en
Priority to CN201780087377.7A priority patent/CN110326186B/en
Priority to US16/486,374 priority patent/US11223229B2/en
Priority to PCT/KR2017/009274 priority patent/WO2018159910A1/en
Publication of KR20180099277A publication Critical patent/KR20180099277A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102176096B1 publication Critical patent/KR102176096B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/12—Energy storage units, uninterruptible power supply [UPS] systems or standby or emergency generators, e.g. in the last power distribution stages

Abstract

본 발명은 에너지 저장 장치를 포함하는 무정전 전원 공급 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템은, 에너지 저장 장치(ESS)를 포함하고, 계통에 연결된 무정전 전원 공급 시스템에 있어서, 상기 계통의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 제1 컨버터, 상기 제1 컨버터와 직렬 연결되고, 상기 제1 컨버터에서 출력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 부하에 전달하는 제2 컨버터, 상기 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터 사이의 노드에 전기적으로 연결되어 충방전을 수행하는 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치, 및 상기 제1 및 제2 컨버터의 동작 상태를 수신하고, 이를 기초로 상기 무정전 전원 공급 시스템의 동작을 제어하는 PLC를 포함하되, 상기 PLC는, 수신된 상기 제1 및 제2 컨버터의 동작 상태를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 판단한다.The present invention relates to an uninterruptible power supply system including an energy storage device. The uninterruptible power supply system of the present invention includes an energy storage device (ESS), in an uninterruptible power supply system connected to a grid, a first converter for converting an AC voltage of the grid to a DC voltage, and in series with the first converter. A second converter that is connected and converts the DC voltage output from the first converter into an AC voltage and transfers it to a load, and a battery that is electrically connected to a node between the first converter and the second converter to perform charging and discharging. An energy storage device comprising, and a PLC for receiving operation states of the first and second converters, and controlling an operation of the uninterruptible power supply system based on this, wherein the PLC comprises: the received first and second converters 2 The operation mode of the energy storage device is determined using the operation state of the converter.

Description

에너지 저장 장치를 포함하는 무정전 전원 공급 시스템{UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY SYSTEM INCLUDING ENERGY STORAGE DEVICE}Uninterruptible power supply system including an energy storage device TECHNICAL FIELD [0002] Uninterruptible power supply system including energy storage device TECHNICAL FIELD

본 발명은 에너지 저장 장치를 포함하는 무정전 전원 공급 시스템에 관한 것으로, 구체적으로, 사고 시 에너지 저장 장치의 응답 속도를 향상시키고, 지령 간의 관계를 간소화한 무정전 전원 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an uninterruptible power supply system including an energy storage device, and more particularly, to an uninterruptible power supply system that improves the response speed of the energy storage device in case of an accident and simplifies the relationship between commands.

무정전 전원 공급 시스템(Energy Storage System)은 생산된 전력을 발전소, 변전소 및 송전선 등을 포함한 각각의 연계 시스템에 저장한 후, 전력이 필요한 시기에 선택적, 효율적으로 사용하여 에너지 효율을 높이는 시스템이다.The uninterruptible power supply system (Energy Storage System) is a system that increases energy efficiency by storing generated power in each linked system including power plants, substations, and transmission lines, and then selectively and efficiently using the power when it is needed.

무정전 전원 공급 시스템은 시간대 및 계절별 변동이 큰 전기부하를 평준화시켜 전반적인 부하율을 향상시킬 경우, 발전 단가를 낮출 수 있으며 전력설비 증설에 필요한 투자비와 운전비 등을 절감할 수 있어서 전기요금을 인하하고 에너지를 절약할 수 있다.If the uninterruptible power supply system equalizes the electric load that fluctuates over time and season and improves the overall load ratio, the unit cost of power generation can be lowered and the investment and operating costs required for power facility expansion can be reduced. You can save.

이러한 무정전 전원 공급 시스템은 전력계통에서 발전, 송배전, 수용가에 설치되어 이용되고 있으며, 주파수 조정(Frequency Regulation), 신재생에너지를 이용한 발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감(Peak Shaving), 부하 평준화(Load Leveling), 비상 전원 등의 기능으로 사용되고 있다.This uninterruptible power supply system is installed and used in power generation, transmission and distribution, and customers in the power system, and frequency regulation, generator output stabilization using renewable energy, peak shaving, and load leveling ), it is used as an emergency power supply.

무정전 전원 공급 시스템은 저장방식에 따라 크게 물리적 에너지 저장과 화학적 에너지 저장으로 구분된다. 물리적 에너지 저장으로는 양수발전, 압축 공기 저장, 플라이휠 등을 이용한 방법이 있고, 화학적 에너지 저장으로는 리튬이온 배터리, 납축전지, Nas 전지 등을 이용한 방법이 있다.The uninterruptible power supply system is largely divided into physical energy storage and chemical energy storage according to the storage method. Physical energy storage includes methods using pumped water power generation, compressed air storage, and flywheel, and chemical energy storage includes methods using lithium ion batteries, lead acid batteries, and Nas batteries.

한편 이러한 무정전 전원 공급 시스템은 각각의 구성요소를 제어하는 상위 제어기를 포함하며, 상위 제어기(Programmable Logic Controller; 이하 PLC)는 각각의 구성요소와 통신하여 현재 동작 상태를 판단한다. PLC는 무정전 전원 공급 시스템의 모든 시퀀스 동작을 관제하며 각각의 상황에 따라 각 구성요소에 지령을 내려 동작을 수행하게 한다. PLC와 각각의 구성요소는 무선 또는 유선 통신방식으로 통신하게 된다.Meanwhile, such an uninterruptible power supply system includes a host controller that controls each component, and a programmable logic controller (PLC) communicates with each component to determine a current operating state. The PLC controls all sequence operations of the uninterruptible power supply system, and commands each component to perform the operation according to each situation. The PLC and each component communicate through wireless or wired communication.

무정전 전원 공급 시스템은 PLC와 각각의 구성 요소 간의 통신으로 연결되는 방식을 이용하는데, 회로가 복잡해지고 구성요소가 늘어남에 따라 연결의 복잡도가 증가되고 성능이 제한되는 문제점이 있었다. The uninterruptible power supply system uses a method in which a PLC and each component are connected through communication. As the circuit becomes complicated and the number of components increases, the connection complexity increases and performance is limited.

구체적으로, 무정전 전원 공급 시스템에서 통신으로 연결되는 형태의 복잡성이 증대됨에 따라 통신 신호에 대한 간섭이 발생하고, 이에 따라 동작 중 오류를 발생할 수 있는 확률이 높아지며, 무정전 전원 공급 모드(Uninterruptible Power Supply; 이하 UPS)에 대한 동작이 느려지는 문제점이 있었다. Specifically, as the complexity of the communication connection in the uninterruptible power supply system increases, interference with the communication signal occurs, thereby increasing the probability that an error may occur during operation, and the uninterruptible power supply mode (Uninterruptible Power Supply; There was a problem in that the operation for the following UPS) was slow.

본 발명은, 에너지 저장 장치에서 능동적으로 무정전 전원을 공급하고, PLC 에서 각 구성요소의 동작 상태를 기초로 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 판단함으로써, 시스템을 안정적이고 효과적으로 제어할 수 있는 무정전 전원 공급 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides an uninterruptible power supply capable of stably and effectively controlling the system by actively supplying uninterruptible power from the energy storage device and determining the operation mode of the energy storage device based on the operation state of each component in the PLC. It aims to provide a system.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by examples of the present invention. In addition, it will be easily understood that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means shown in the claims and combinations thereof.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템은, 에너지 저장 장치(ESS)를 포함하고, 계통에 연결된 무정전 전원 공급 시스템에 있어서, 상기 계통의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 제1 컨버터, 상기 제1 컨버터와 직렬 연결되고, 상기 제1 컨버터에서 출력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 부하에 전달하는 제2 컨버터, 상기 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터 사이의 노드에 전기적으로 연결되어 충방전을 수행하는 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치, 및 상기 제1 및 제2 컨버터의 동작 상태를 수신하고, 이를 기초로 상기 무정전 전원 공급 시스템의 동작을 제어하는 PLC를 포함하되, 상기 PLC는, 수신된 상기 제1 및 제2 컨버터의 동작 상태를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 판단한다.In order to solve such a problem, the uninterruptible power supply system of the present invention includes an energy storage device (ESS), and in the uninterruptible power supply system connected to the grid, a first converting the AC voltage of the grid into a DC voltage. A converter, a second converter connected in series with the first converter, converting the DC voltage output from the first converter into an AC voltage and transferring it to a load, and electrically connected to a node between the first converter and the second converter An energy storage device including a battery that is charged and discharged, and a PLC that receives operation states of the first and second converters, and controls the operation of the uninterruptible power supply system based on this, wherein the PLC is , The operation mode of the energy storage device is determined by using the received operation states of the first and second converters.

또한, 상기 PLC는, 상기 제1 컨버터의 동작 상태가 고장이라고 판단되는 경우, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 UPS 모드로 판단 또는 전환하고, 상기 제1 컨버터를 리셋시킬 수 있다.In addition, when it is determined that the operation state of the first converter is a failure, the PLC may determine or switch the operation mode of the energy storage device to a UPS mode, and reset the first converter.

또한, 상기 에너지 저장 장치는 상기 배터리 및 상기 노드 사이에 연결되고 양단에 걸린 직류 전압의 크기를 변환하는 제3 컨버터를 더 포함하고, 상기 PLC는, 상기 제1 컨버터의 리셋 이후 상기 제1 컨버터의 동작 상태가 정상이라고 판단되는 경우, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 일반 모드로 전환하고, 상기 제1 컨버터의 리셋 이후 상기 제1 컨버터의 동작 상태가 고장이라고 판단되는 경우, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 UPS 모드로 전환하여, 상기 제2 및 제3 컨버터의 동작 상태를 모니터링할 수 있다.In addition, the energy storage device further includes a third converter connected between the battery and the node and configured to convert a magnitude of a DC voltage applied across both ends, and the PLC is configured to include a third converter of the first converter after the reset of the first converter. When it is determined that the operation state is normal, the operation mode of the energy storage device is switched to the normal mode, and when the operation state of the first converter is determined to be a failure after the reset of the first converter, the operation of the energy storage device By switching the mode to the UPS mode, it is possible to monitor the operating state of the second and third converters.

또한, 상기 PLC는, 상기 제3 컨버터의 동작 상태가 고장이라고 판단되는 경우, 상기 무정전 전원 공급 시스템을 정지시키고, 상기 계통을 상기 부하에 연결시킬 수 있다.In addition, the PLC may stop the uninterruptible power supply system and connect the system to the load when it is determined that the operation state of the third converter is a failure.

또한, 상기 에너지 저장 장치는 상기 배터리 및 상기 노드 사이에 연결되고 양단에 걸린 직류 전압의 크기를 변환하는 제3 컨버터를 더 포함하고, 상기 PLC는, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드가 일반 모드이고, 상기 제3 컨버터의 동작 상태가 동작 중인 경우, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 UPS 모드로 판단하고, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드가 일반 모드이고, 상기 제3 컨버터의 동작 상태가 대기 상태이거나, 고장이라고 판단되는 경우, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 일반 모드로 판단할 수 있다.In addition, the energy storage device further comprises a third converter connected between the battery and the node and configured to convert a magnitude of a DC voltage applied across both ends, wherein the PLC, the operation mode of the energy storage device is a normal mode, When the operation state of the third converter is in operation, the operation mode of the energy storage device is determined as a UPS mode, the operation mode of the energy storage device is a normal mode, and the operation state of the third converter is a standby state, or When it is determined that it is a failure, the operation mode of the energy storage device may be determined as a normal mode.

또한, 상기 PLC는, 상기 제2 컨버터의 동작 상태가 고장이라고 판단되는 경우, 상기 무정전 전원 공급 시스템의 동작을 정지시키고, 상기 계통을 상기 부하에 연결시킬 수 있다.In addition, when it is determined that the operation state of the second converter is a failure, the PLC may stop the operation of the uninterruptible power supply system and connect the system to the load.

또한, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 PLC는, 상기 에너지 저장 장치의 모드 전환 횟수를 카운팅하고, 상기 모드 전환 횟수가 미리 결정된 설정값보다 커지는 경우, 상기 무정전 전원 공급 시스템을 정지시키고, 상기 계통을 상기 부하에 연결시킬 수 있다.In addition, the energy storage device, the PLC, counts the number of times the mode switching of the energy storage device, when the number of mode switching is greater than a predetermined set value, stop the uninterruptible power supply system, and the system Can be connected to the load.

또한, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 노드에 대한 전압을 모니터링하여, 상기 전압이 미리 결정된 한계 전압보다 낮아지는 경우, 상기 노드에 전력을 제공하는 UPS 모드로 동작할 수 있다.In addition, the energy storage device monitors the voltage of the node between the first converter and the second converter, and operates in a UPS mode that provides power to the node when the voltage is lower than a predetermined threshold voltage. can do.

또한, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 노드의 전압이 상기 한계 전압보다 높거나, 상기 PLC로부터 충전 명령을 수신하는 경우, 상기 배터리의 충전을 수행하는 충전 모드로 동작할 수 있다.In addition, when the voltage of the node is higher than the threshold voltage or when a charging command is received from the PLC, the energy storage device may operate in a charging mode for charging the battery.

또한, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 배터리의 충전률(SOC)을 기초로 상기 배터리의 충전 여부를 결정할 수 있다.Also, the energy storage device may determine whether to charge the battery based on a charging rate (SOC) of the battery.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템은, PLC에 지령을 받기 이전에 에너지 저장 장치에서 능동적으로 무정전 전원을 공급함으로써, 사고 시 빠른 응답 속도를 확보하고 제어 및 지령간의 관계를 간소화할 수 있다. According to the present invention as described above, the uninterruptible power supply system of the present invention actively supplies the uninterruptible power from the energy storage device before receiving a command from the PLC, thereby securing a fast response speed in case of an accident and the relationship between control and command. Can be simplified.

또한, 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템은 각 구성요소의 동작 상태만을 수신하여 시스템의 동작 모드를 판단하고 제어하는 알고리즘을 이용함으로써, PLC와 각 구성요소 사이의 동작 제어 알고리즘을 간소화할 수 있다. In addition, the uninterruptible power supply system of the present invention can simplify the operation control algorithm between the PLC and each component by using an algorithm for determining and controlling the operating mode of the system by receiving only the operating state of each component.

이에 따라, 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템은 각 구성 요소 간 통신 연결의 복잡성을 완화시켜 통신 오류 확률을 낮출 수 있으며, 이를 통해 무정전 전원 공급 시스템의 안정성 또한 향상시킬 수 있다. 또한, 무정전 전원 공급 시스템의 유지 보수 및 관리가 용이해지며, 시스템을 관리하는데 필요한 여러 가지 자원 및 비용을 감소시킬 수 있다.Accordingly, the uninterruptible power supply system of the present invention can reduce the communication error probability by reducing the complexity of the communication connection between each component, and thereby improve the stability of the uninterruptible power supply system. In addition, maintenance and management of the uninterruptible power supply system becomes easy, and various resources and costs required to manage the system can be reduced.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다. In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the present invention.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템을 나타내는 위한 블록 회로도이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 일반 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 충전 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 UPS 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 에너지 저장 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 PLC의 '일반 모드'에서의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 PLC의 'UPS 모드'에서의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8 및 9는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 PLC의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a block circuit diagram illustrating an uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.
2 is a diagram for describing an operation of an uninterruptible power supply system in a normal mode according to some embodiments of the present invention.
3 is a diagram for describing an operation in a charging mode of the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.
4 is a view for explaining the operation in the UPS mode of the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an operation of an energy storage device included in an uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an operation in a'normal mode' of a PLC included in the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.
7 is a flowchart illustrating an operation of a PLC included in the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention in a'UPS mode'.
8 and 9 are flow charts for explaining the operation of a PLC included in the uninterruptible power supply system according to some other embodiments of the present invention.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features, and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar elements.

이하에서는, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 에너지 저장 장치를 포함하는 무정전 전원 공급 시스템에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, an uninterruptible power supply system including an energy storage device according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템을 나타내는 위한 블록 회로도이다.1 is a block circuit diagram illustrating an uninterruptible power supply system according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템은 계통(AC GRID)(110), 제1 컨버터(120), 제2 컨버터(130), 제1 부하(135), 및 에너지 저장 장치(200)를 포함한다. 또한, 무정전 전원 공급 시스템의 각 구성요소를 제어하는 PLC(300)를 더 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the uninterruptible power supply system according to the first embodiment of the present invention is a system (AC GRID) 110, a first converter 120, a second converter 130, a first load 135, And an energy storage device 200. In addition, it may further include a PLC (300) for controlling each component of the uninterruptible power supply system.

구체적으로, 계통(AC GRID)(110)은 스위치(AC_CB1)를 통해 제1 컨버터(120)에 교류 전압을 제공한다. Specifically, the grid (AC GRID) 110 provides an AC voltage to the first converter 120 through the switch AC_CB1.

제1 컨버터(120)는 계통(110)에서 제공하는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터를 포함한다. 이때, 제1 컨버터(120)는 AC-DC IGBT(Insulated Gate Bipolar mode Transistor)형 컨버터를 포함하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The first converter 120 includes an AC-DC converter that converts an AC voltage provided by the system 110 into a DC voltage. In this case, the first converter 120 includes an AC-DC Insulated Gate Bipolar Mode Transistor (IGBT) type converter, but the present invention is not limited thereto.

제1 컨버터(120)와 계통(110) 사이에는 스위치(AC_CB2)가 배치될 수 있다. 스위치(AC_CB2)는 교류 전압 전송 라인을 전기적으로 연결시키거나 단절시킬 수 있다. 제1 컨버터(120)와 스위치(AC_CB2)는 PLC(300)의 지령에 의해 제어될 수 있다. A switch AC_CB2 may be disposed between the first converter 120 and the system 110. The switch AC_CB2 may electrically connect or disconnect the AC voltage transmission line. The first converter 120 and the switch AC_CB2 may be controlled by a command of the PLC 300.

제2 컨버터(130)는 제1 컨버터(120)와 직렬로 연결되며 제1 컨버터(120)가 제공하는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 제1 부하(135)에 전달할 수 있다. 이때, 제2 컨버터(130)는 DC-AC IGBT형 컨버터를 포함하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The second converter 130 is connected in series with the first converter 120 and may convert the DC voltage provided by the first converter 120 into an AC voltage and transfer it to the first load 135. In this case, the second converter 130 includes a DC-AC IGBT type converter, but the present invention is not limited thereto.

제2 컨버터(130)와 제1 컨버터(120) 사이에는 복수의 스위치(DC_CB1, DC_CB2)가 배치될 수 있다. 복수의 스위치(DC_CB1, DC_CB2)는 직류 전압 전송 라인을 전기적으로 연결시키거나 단절시킬 수 있다. 마찬가지로, 제2 컨버터(130)와 복수의 스위치(DC_CB1, DC_CB2)는 PLC(300)의 지령에 의해 제어될 수 있다. A plurality of switches DC_CB1 and DC_CB2 may be disposed between the second converter 130 and the first converter 120. The plurality of switches DC_CB1 and DC_CB2 may electrically connect or disconnect the DC voltage transmission line. Likewise, the second converter 130 and the plurality of switches DC_CB1 and DC_CB2 may be controlled by a command from the PLC 300.

제1 부하(135)는 전력을 소모하는 다양한 전자 장치 및 설비가 될 수 있다. The first load 135 may be various electronic devices and facilities that consume power.

에너지 저장 장치(200)는 제1 컨버터(120)와 제2 컨버터(130) 사이에 직접적으로 연결될 수 있다. 이때, 에너지 저장 장치(200)는 PLC(300)의 지령을 수신하기 전에 제1 컨버터(120)와 제2 컨버터(130) 사이의 노드(N1)의 전압을 측정하여, 노드(N1)의 전압이 기준 전압보다 낮아지는 경우, 자동으로 제2 컨버터(130)에 배터리(220)의 전력을 전달할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.The energy storage device 200 may be directly connected between the first converter 120 and the second converter 130. At this time, the energy storage device 200 measures the voltage of the node N1 between the first converter 120 and the second converter 130 before receiving the command from the PLC 300, so that the voltage of the node N1 When the voltage is lower than the reference voltage, power of the battery 220 may be automatically transferred to the second converter 130. A detailed description of this will be described later.

에너지 저장 장치(200)는 제3 컨버터(210)와 배터리(220)를 포함할 수 있다. 이때, 배터리(220)는 도면 상에는 하나만 표시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 배터리 셀을 포함하거나, 병렬, 직렬 또는 직병렬로 연결된 배터리 구조체가 될 수 있다. 배터리(220)는 계통(110)으로부터 전력을 전달받아 충전되거나, 저장된 전력을 제1 부하(135)에 제공할 수 있다. The energy storage device 200 may include a third converter 210 and a battery 220. In this case, only one battery 220 is shown on the drawing, but the present invention is not limited thereto, and may include a plurality of battery cells, or may be a battery structure connected in parallel, series, or series-parallel. The battery 220 may be charged by receiving power from the system 110 or may provide stored power to the first load 135.

제3 컨버터(210)는 제1 컨버터(120) 및 제2 컨버터(130) 사이의 노드(N1)와, 배터리(220) 사이에 위치하며, 배터리(220)가 일정한 전력을 출력하거나 입력받도록 양단에 걸린 직류 전압의 크기를 변환할 수 있다. 이때, 제2 컨버터(130)는 DC-DC IGBT형 컨버터를 포함하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The third converter 210 is located between the node N1 between the first converter 120 and the second converter 130 and the battery 220, and has both ends so that the battery 220 outputs or receives a constant power. It is possible to convert the magnitude of the DC voltage applied to. In this case, the second converter 130 includes a DC-DC IGBT type converter, but the present invention is not limited thereto.

도면에서 에너지 저장 장치(200)가 무정전 전원 공급 시스템 내에 하나만 포함되어 있는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 에너지 저장 장치(200)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 에너지 저장 장치(200)는 동일한 노드에 병렬로 연결되거나, 서로 직렬로 연결될 수 있다.Although only one energy storage device 200 is included in the uninterruptible power supply system in the drawing, the present invention is not limited thereto, and a plurality of energy storage devices 200 may be included. In this case, the plurality of energy storage devices 200 may be connected to the same node in parallel or connected to each other in series.

에너지 저장 장치(200)는 제1 컨버터(120)가 정상적으로 동작하는 경우, 제3 컨버터(210)와 노드(N1) 사이에 위치한 스위치(DC_CB3)를 오프 시킨다. 이러한 에너지 저장 장치(200)의 상태를 '일반 모드(Normal Mode)' 또는 '대기 모드(Standby mode)'라 한다.When the first converter 120 normally operates, the energy storage device 200 turns off the switch DC_CB3 located between the third converter 210 and the node N1. The state of the energy storage device 200 is referred to as a'normal mode' or a'standby mode'.

배터리(220)의 충전률(State of Charge, 이하 “SOC 레벨”이라 한다)이 미리 설정된 값보다 낮아지면, 에너지 저장 장치(200)는 스위치(DC_CB3)를 턴온시켜 배터리(220)를 충전한다. 이러한 에너지 저장 장치(200)의 상태를 '충전 모드(Charge Mode)'라 한다.When the state of charge (hereinafter referred to as “SOC level”) of the battery 220 is lower than a preset value, the energy storage device 200 turns on the switch DC_CB3 to charge the battery 220. The state of the energy storage device 200 is referred to as a'charge mode'.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)의 SOC 레벨과 무관하게 노드(N1)의 전압(Vdc)에 따라 바로 '충전 모드'로 동작하는 '상시 충전 방식'이 이용될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the energy storage device 200 operates in a'charge mode' immediately according to the voltage Vdc of the node N1 regardless of the SOC level of the battery 220. Method can be used.

또한, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압 레벨을 실시간으로 모니터링함으로써 계통(110) 또는 제1 컨버터(120)의 이상 동작을 검출할 수 있다. 이 경우, 에너지 저장 장치(200)는 스위치(DC_CB3)를 턴온시켜 배터리(220)에 저장된 전력을 제1 부하(135)에 전달한다. 이러한 에너지 저장 장치(200)의 상태를 'UPS 모드(UPS Mode)'라 한다.Further, the energy storage device 200 may detect an abnormal operation of the system 110 or the first converter 120 by monitoring the voltage level of the node N1 in real time. In this case, the energy storage device 200 turns on the switch DC_CB3 to deliver the power stored in the battery 220 to the first load 135. The state of the energy storage device 200 is referred to as'UPS mode'.

이러한 에너지 저장 장치(200)의 동작 알고리즘에 대한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.A detailed description of the operation algorithm of the energy storage device 200 will be described later with reference to FIG. 5.

PLC(300)는 제1 컨버터(120), 제2 컨버터(130) 및 제3 컨버터(210)의 동작 상태를 수신하고, 이를 기초로 무정전 전원 공급 시스템의 동작을 제어할 수 있다. The PLC 300 may receive the operating states of the first converter 120, the second converter 130, and the third converter 210, and control the operation of the uninterruptible power supply system based on this.

구체적으로, PLC(300)는 수신된 제1 컨버터(120), 제2 컨버터(130) 및 제3 컨버터(210)의 동작 상태를 이용하여 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드를 판단하고, 이를 기초로 무정전 전원 공급 시스템의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, PLC(300)는 제1 컨버터(120)의 동작 상태가 고장이라고 판단되는 경우, 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드를 UPS 모드로 판단하고, 제1 컨버터(120)를 리셋시킬 수 있다. 또한, PLC(300)는 제2 컨버터(130)이 동작 상태가 고장이라고 판단되는 경우, 안전을 위해 무정전 전원 공급 시스템을 정지시킬 수 있다. PLC(300)의 제어 동작에 대한 자세한 설명은 도 6 내지 도 9를 참조하여 후술하도록 한다.Specifically, the PLC 300 determines the operation mode of the energy storage device 200 using the received operation states of the first converter 120, the second converter 130, and the third converter 210, and It is possible to control the operation of the uninterruptible power supply system as a basis. For example, when it is determined that the operation state of the first converter 120 is a failure, the PLC 300 determines the operation mode of the energy storage device 200 as the UPS mode, and resets the first converter 120. I can. In addition, the PLC 300 may stop the uninterruptible power supply system for safety when it is determined that the operation state of the second converter 130 is a failure. A detailed description of the control operation of the PLC 300 will be described later with reference to FIGS. 6 to 9.

PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 각 구성요소와 무선 또는 유선으로 통신할 수 있다. 예를 들어, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템의 각 구성요소와 RS 485, CAN, TCP(Transmission Control Protocol)/IP(Internet Protocol), UDP(User Datagram Protocol)과 같은 프로토콜 기반의 데이터 통신을 수행할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The PLC 300 may communicate wirelessly or wiredly with each component included in the uninterruptible power supply system. For example, the PLC 300 provides data communication based on protocols such as RS 485, CAN, Transmission Control Protocol (TCP)/Internet Protocol (IP) and User Datagram Protocol (UDP) with each component of the uninterruptible power supply system. Can be done. However, the present invention is not limited thereto.

또한, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드를 기초로 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 각 구성요소의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, PLC(300)는 제1 컨버터(120) 및 제2 컨버터(130)의 동작을 제어하며, 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 스위치(AC_CB1, AC_CB2, DC_CB1, DC_CB2)의 동작을 제어할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the PLC 300 may control the operation of each component included in the uninterruptible power supply system based on the operation mode of the energy storage device 200. For example, the PLC 300 controls the operation of the first converter 120 and the second converter 130, and controls the operation of switches (AC_CB1, AC_CB2, DC_CB1, DC_CB2) included in the uninterruptible power supply system. I can. However, the present invention is not limited thereto.

도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 일반 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 충전 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템의 UPS 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram for describing an operation of an uninterruptible power supply system in a normal mode according to some embodiments of the present invention. 3 is a diagram illustrating an operation in a charging mode of an uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention. 4 is a diagram for explaining the operation in the UPS mode of the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.

도 2를 참조하면, 도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템이 '일반 모드'로 동작하는 것을 나타낸다. 이 경우, 계통(110)의 교류 전압은 제1 컨버터(120)에 의해 직류 전압으로 변환된다. 이어서, 제1 컨버터(120)의 출력인 직류 전압은 제2 컨버터(130)에 전달되어 교류 전압으로 변환되어 제1 부하(135)에 전달된다.Referring to FIG. 2, FIG. 5 shows that the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention operates in a'normal mode'. In this case, the AC voltage of the system 110 is converted into a DC voltage by the first converter 120. Subsequently, the DC voltage, which is the output of the first converter 120, is transmitted to the second converter 130, converted into an AC voltage, and transmitted to the first load 135.

이때, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)와 분리된다. 구체적으로, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압(Vdc)와 미리 정해진 한계 전압(Vdc_limit)을 비교하여, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 한계 전압(Vdc_limit)보다 큰 경우 전기적으로 분리된다. 이 경우, 에너지 저장 장치(200)은 PLC(300)로부터 충전 명령을 받거나, 배터리(220)의 SOC 레벨이 완충 상태가 아닌 경우 '충전 모드'로 동작할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. At this time, the energy storage device 200 is separated from the node N1. Specifically, the energy storage device 200 compares the voltage (Vdc) of the node N1 with a predetermined limit voltage (Vdc_limit), and when the voltage (Vdc) of the node N1 is greater than the limit voltage (Vdc_limit), electrical Is separated by In this case, the energy storage device 200 may operate in a'charge mode' when receiving a charging command from the PLC 300 or when the SOC level of the battery 220 is not in a fully charged state. However, the present invention is not limited thereto.

도 3을 참조하면, 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템이 '충전 모드'로 동작하는 것을 나타낸다. 에너지 저장 장치(200)는 '일반 모드' 상태에서 PLC(300)로부터 충전 명령을 받거나, 배터리(220)의 SOC 레벨을 체크하여 배터리(220)가 완충 상태가 아닌 경우, '충전 모드'로 동작할 수 있다.Referring to FIG. 3, FIG. 6 illustrates that the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention operates in a'charging mode'. The energy storage device 200 receives a charging command from the PLC 300 in a'normal mode' state or operates in a'charging mode' when the battery 220 is not in a fully charged state by checking the SOC level of the battery 220 can do.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)의 SOC 레벨이 미리 정한 충전 하한선(SOC_Min)보다 작은 경우, '충전 모드'로 동작할 수 있다.In addition, in an embodiment of the present invention, when the SOC level of the battery 220 is less than a predetermined lower charging limit SOC_Min, the energy storage device 200 may operate in a'charging mode'.

에너지 저장 장치(200)가 '충전 모드'로 동작하는 경우, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)와 전기적으로 연결된다. 이때, 제3 컨버터(210)는 노드(N1)의 전원을 변환하여 배터리(220)에 전달함으로써 배터리(220)를 충전시킨다.When the energy storage device 200 operates in the'charging mode', the energy storage device 200 is electrically connected to the node N1. In this case, the third converter 210 charges the battery 220 by converting the power of the node N1 and transferring the power to the battery 220.

이어서, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)의 SOC 레벨이 미리 정한 충전 상한선(SOC_Max)보다 높아지는 경우, '충전 모드'를 중단시킨다.Subsequently, when the SOC level of the battery 220 is higher than the predetermined upper charging limit SOC_Max, the energy storage device 200 stops the'charging mode'.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)의 SOC 레벨과 무관하게 노드(N1)의 전압(Vdc)에 따라 바로 '충전 모드'로 동작하는 '상시 충전 방식'이 이용될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the energy storage device 200 operates in a'charge mode' immediately according to the voltage Vdc of the node N1 regardless of the SOC level of the battery 220. Method can be used.

도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템이 'UPS 모드'로 동작하는 것을 나타낸다. Referring to FIG. 4, FIG. 4 shows that the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention operates in the'UPS mode'.

이 경우, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)와 연결되고, 제1 컨버터(120)는 노드(N1)와 분리된다. 구체적으로, 제1 컨버터(120)에 이상이 발생하여 계통(110)의 전원을 제대로 전달하지 못하는 경우, 노드(N1)의 전압(Vdc)은 낮아지게 된다.In this case, the energy storage device 200 is connected to the node N1 and the first converter 120 is separated from the node N1. Specifically, when an abnormality occurs in the first converter 120 and the power of the system 110 is not properly transmitted, the voltage Vdc of the node N1 is lowered.

이때, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압(Vdc)을 일정 수준으로 유지시키도록 동작할 수 있으며, 이에 따라 제1 부하(135)에 일정한 전력을 전달할 수 있다.In this case, the energy storage device 200 may operate to maintain the voltage Vdc of the node N1 at a certain level, and accordingly, may deliver a certain power to the first load 135.

예를 들어, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압(Vdc)와 미리 정해진 한계 전압(Vdc_limit)을 비교하여, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 한계 전압(Vdc_limit)보다 작은 경우, 노드(N1)에 전기적으로 연결된다. For example, the energy storage device 200 compares the voltage Vdc of the node N1 with a predetermined limit voltage Vdc_limit, and the voltage Vdc of the node N1 is less than the limit voltage Vdc_limit , Is electrically connected to the node N1.

이때, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드를 확인하여 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드가 'UPS 모드'로 동작하는 경우, 제1 컨버터(120)의 양측의 스위치(AC_CB2, DC_CB1)를 턴오프 시킬 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 에너지 저장 장치(200)가 직접 제1 컨버터(120)의 양측의 스위치(AC_CB2, DC_CB1)를 턴오프 시킬 수 있다.At this time, the PLC 300 checks the operation mode of the energy storage device 200 and, when the operation mode of the energy storage device 200 is operated in the'UPS mode', switches AC_CB2 on both sides of the first converter 120 , DC_CB1) can be turned off. However, the present invention is not limited thereto, and the energy storage device 200 may directly turn off the switches AC_CB2 and DC_CB1 on both sides of the first converter 120.

이를 통해, 에너지 저장 장치(200)는 제1 부하(135)에 일정한 크기의 전력을 지속적으로 전달할 수 있다.Through this, the energy storage device 200 may continuously deliver a certain amount of power to the first load 135.

도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 에너지 저장 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating an operation of an energy storage device included in an uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압(Vdc)과 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)을 비교한다(S110). Referring to FIG. 5, the energy storage device 200 according to some embodiments of the present invention compares a voltage Vdc of a node N1 with a predetermined limit voltage Vdc_limit (S110).

이어서, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)보다 작은 경우, 에너지 저장 장치(200)는 'UPS 모드'로 동작한다(S120). 노드(N1)의 전압(Vdc)이 낮아지는 원인으로 예를 들어, 제1 컨버터(120)의 고장이나 계통(110) 전압의 불안정 등이 있을 수 있다. Subsequently, when the voltage Vdc of the node N1 is less than the predetermined limit voltage Vdc_limit, the energy storage device 200 operates in the'UPS mode' (S120). As a cause of the voltage Vdc of the node N1 being lowered, for example, there may be a failure of the first converter 120 or an unstable voltage of the system 110.

이때, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)에 전기적으로 연결되어, 노드(N1)의 전압(Vdc)에 대한 제어를 활성화한다. 이를 통해, 배터리(220)에 저장된 전력을 제1 부하(135)에 제공한다.At this time, the energy storage device 200 is electrically connected to the node N1 to activate control of the voltage Vdc of the node N1. Through this, power stored in the battery 220 is provided to the first load 135.

이어서, 에너지 저장 장치(200)는 'UPS 모드'로 동작함을 알리는 지령(CMD_UPS)을 PLC(300)에 전달한다(S130). 다만, PLC(300)는 상기 지령(CMD_UPS)을 수신하기 전에 제1 컨버터(120), 제2 컨버터(130) 및 제3 컨버터(210)의 동작 상태를 기초로 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드를 판단할 수 있으며, 상기 지령(CMD_UPS)은 PLC(300)의 판단을 체크하는 데 이용될 수 있다. 또한, 에너지 저장 장치(200)는 상기 S130 단계를 생략하여 동작할 수 있다.Subsequently, the energy storage device 200 transmits a command (CMD_UPS) notifying that the device operates in the'UPS mode' to the PLC 300 (S130). However, the PLC 300 operates the energy storage device 200 based on the operating states of the first converter 120, the second converter 130, and the third converter 210 before receiving the command CMD_UPS. The mode may be determined, and the command CMD_UPS may be used to check the determination of the PLC 300. In addition, the energy storage device 200 may be operated by omitting the step S130.

이어서, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압(Vdc)과 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)을 재비교한다(S140). Subsequently, the energy storage device 200 re-comparisons the voltage Vdc of the node N1 with the predetermined limit voltage Vdc_limit (S140).

이어서, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)보다 여전히 작은 경우, 에너지 저장 장치(200)는 S120 내지 S140 단계를 반복한다.Subsequently, when the voltage Vdc of the node N1 is still less than the predetermined limit voltage Vdc_limit, the energy storage device 200 repeats steps S120 to S140.

반면, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)보다 여전히 커지는 경우, 노드(N1)의 전압(Vdc)의 제어를 해제하고, '대기 모드' 또는 '일반 모드'로 돌아간다(S150, S190).On the other hand, if the voltage (Vdc) of the node (N1) is still greater than the predetermined limit voltage (Vdc_limit), the control of the voltage (Vdc) of the node (N1) is released, and the'standby mode' or'normal mode' Go (S150, S190).

이와 다르게, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)보다 큰 경우, 에너지 저장 장치(200)는 '일반 모드'로 동작한다. 이때, 에너지 저장 장치(200)는 '일반 모드'로 동작함을 알리는 지령(CMD_Normal)을 PLC(300)에 전달한다(S160). 이때, PLC(300)는 상기 지령(CMD_Normal)을 수신하기 전에 제1 컨버터(120), 제2 컨버터(130) 및 제3 컨버터(210)의 동작 상태를 기초로 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드를 판단할 수 있으며, 상기 지령(CMD_Normal)은 PLC(300)의 판단을 체크하는 데 이용될 수 있다. 또한, 에너지 저장 장치(200)는 상기 S160 단계를 생략하여 동작할 수 있다.In contrast, when the voltage Vdc of the node N1 is greater than the predetermined limit voltage Vdc_limit, the energy storage device 200 operates in a'normal mode'. At this time, the energy storage device 200 transmits a command (CMD_Normal) notifying that it operates in the'normal mode' to the PLC 300 (S160). At this time, the PLC 300 operates the energy storage device 200 based on the operating states of the first converter 120, the second converter 130, and the third converter 210 before receiving the command CMD_Normal. The mode may be determined, and the command CMD_Normal may be used to check the determination of the PLC 300. Also, the energy storage device 200 may operate by omitting the step S160.

이어서, 에너지 저장 장치(200)는 '충전 모드'로 진입할지 여부를 결정하기 위하여, 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 하한선(SOC_Min)보다 작은지 여부를 판단한다(S170).Subsequently, the energy storage device 200 determines whether the SOC level of the battery 220 is less than the lower charging limit SOC_Min in order to determine whether to enter the'charging mode' (S170).

만약, 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 하한선(SOC_Min)보다 큰 경우, 에너지 저장 장치(200)는 '일반 모드' 또는 '대기 모드'를 유지한다(S190).If the SOC level of the battery 220 is greater than the lower charging limit SOC_Min, the energy storage device 200 maintains a'normal mode' or a'standby mode' (S190).

반면, 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 하한선(SOC_Min)보다 작은 경우, 에너지 저장 장치(200)는 '충전 모드'로 전환된다(S175). 구체적으로, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)를 충전시키기 위해, 노드(N1)에 전기적으로 연결된다. 이때, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)를 통해 배터리(220)에 흐르는 전류를 제어하여 배터리(220)를 충전시킬 수 있다.On the other hand, when the SOC level of the battery 220 is less than the lower charging limit SOC_Min, the energy storage device 200 is switched to the'charging mode' (S175). Specifically, the energy storage device 200 is electrically connected to the node N1 to charge the battery 220. In this case, the energy storage device 200 may charge the battery 220 by controlling the current flowing through the battery 220 through the node N1.

이어서, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 상한선(SOC_Max)보다 커졌는지 여부를 판단한다(S180).Subsequently, the energy storage device 200 determines whether the SOC level of the battery 220 is greater than the upper charging limit SOC_Max (S180).

만약, 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 상한선(SOC_Max)보다 여전히 작은 경우, S175 단계를 반복하여 수행한다.If the SOC level of the battery 220 is still less than the upper charging limit SOC_Max, step S175 is repeatedly performed.

이와 다르게, 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 상한선(SOC_Max)보다 커지는 경우, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)에 흐르는 전류 제어를 중단하고, 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드는 '일반 모드' 또는 '대기 모드'로 전환된다(S185, S190).In contrast, when the SOC level of the battery 220 is greater than the upper charging limit SOC_Max, the energy storage device 200 stops controlling the current flowing through the battery 220, and the operation mode of the energy storage device 200 is' It is switched to the'normal mode' or the'standby mode' (S185, S190).

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)의 SOC 레벨과 무관하게 노드(N1)의 전압(Vdc)에 따라 바로 '충전 모드'로 동작하는 '상시 충전 방식'이 이용될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the energy storage device 200 operates in a'charge mode' immediately according to the voltage Vdc of the node N1 regardless of the SOC level of the battery 220. Method can be used.

이를 통해, 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 에너지 저장 장치(200)는 PLC(300)로부터 동작 지령을 받지 않고, 능동적으로 동작 모드를 전환하여 무정전 전원을 부하에 제공할 수 있다.Through this, the energy storage device 200 included in the uninterruptible power supply system of the present invention can provide uninterruptible power to a load by actively switching an operation mode without receiving an operation command from the PLC 300.

즉, 본 발명의 에너지 저장 장치(200)는 PLC(300)의 지령을 수신하지 않고, 능동적으로 UPS 모드의 동작 여부를 판단하여 무정전 전원을 공급함으로써, 사고시 빠른 응답 속도를 확보하고, PLC(300)로부터 수신하는 데이터 교환을 간소화시킬 수 있다. That is, the energy storage device 200 of the present invention does not receive a command from the PLC 300, but actively determines whether the UPS mode is operated and supplies uninterruptible power, thereby securing a fast response speed in case of an accident, and You can simplify the exchange of data received from ).

이를 통해, 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템의 동작 제어 알고리즘은 간소화되며, 이에 따라, 무정전 전원 공급 시스템에 오류가 발생하는 경우 에너지 저장 장치(200)의 응답 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 무정전 전원 공급 시스템의 각 구성 요소 간 통신 연결의 복잡성을 완화시켜 통신 오류 확률을 낮출 수 있으며, 무정전 전원 공급 시스템의 안정성 또한 향상시킬 수 있다. Through this, the operation control algorithm of the uninterruptible power supply system of the present invention is simplified, and thus, when an error occurs in the uninterruptible power supply system, the response speed of the energy storage device 200 can be improved. In addition, it is possible to reduce the communication error probability by reducing the complexity of communication connection between components of the uninterruptible power supply system, and improve the stability of the uninterruptible power supply system.

도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 PLC의 일반 모드에서의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating an operation of a PLC in a general mode included in the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention.

도 6을 참조하면, 도 6은 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 에너지 저장 장치(200)가 '일반 모드'로 동작 할 때의 PLC(300)의 시퀀스 알고리즘을 나타낸다. Referring to FIG. 6, FIG. 6 shows a sequence algorithm of the PLC 300 when the energy storage device 200 included in the uninterruptible power supply system operates in a'normal mode'.

우선, PLC(300)는 AC-DC 컨버터인 제1 컨버터(120)의 동작 상태를 판단한다(S110). 이때, PLC(300)는 제1 컨버터(120)로부터 수신된 동작 데이터 값을 기초로 제1 컨버터(120)의 동작 상태를 판단할 수 있다. 제1 컨버터(120)의 동작 상태는 '정상 상태' 또는 '고장 상태'로 판단될 수 있다.First, the PLC 300 determines the operating state of the first converter 120, which is an AC-DC converter (S110). In this case, the PLC 300 may determine the operation state of the first converter 120 based on the operation data value received from the first converter 120. The operating state of the first converter 120 may be determined as a'normal state' or a'failure state'.

만약, 제1 컨버터(120)의 동작 상태가 '고장 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)가 'UPS 모드'로 동작 하는 것으로 판단한다(S115). 이 경우, PLC(300)는 다른 시퀀스 알고리즘으로 동작하며, 이에 대한 자세한 설명은 도 7을 참조하여 후술한다.If it is determined that the operating state of the first converter 120 is a'failure state', the PLC 300 determines that the energy storage device 200 is operating in the'UPS mode' (S115). In this case, the PLC 300 operates with a different sequence algorithm, and a detailed description thereof will be described later with reference to FIG. 7.

반면, 제1 컨버터(120)의 동작 상태가 '정상 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 DC-DC 컨버터인 제3 컨버터(210)의 동작 상태를 판단한다(S120). On the other hand, when the operating state of the first converter 120 is determined to be a'normal state', the PLC 300 determines the operating state of the third converter 210, which is a DC-DC converter (S120).

이때, PLC(300)는 제3 컨버터(210)로부터 수신된 동작 데이터 값을 기초로 제3 컨버터(210)의 동작 상태를 판단할 수 있다. 제3 컨버터(210)의 동작 상태는 '동작 중', '정상 상태', '고장 상태' 또는 '대기 상태'로 판단될 수 있다. 이때, '동작 중'은 제3 컨버터(210)이 동작하여 제1 부하(135)에 전력을 제공하는 상태를 나타내고, '정상 상태' 또는 '대기 상태'는 제3 컨버터(210)가 정상적으로 동작할 수 있고, 대기 중인 상태를 나타내며, '고장 상태'는 제3 컨버터(210)가 동작하지 않거나, 비정상적인 동작을 수행하는 경우를 나타낸다. 여기에서 비정상적인 동작이란, 평균적인 출력 범위에서 벗어난 출력을 제공하는 것은 의미한다.In this case, the PLC 300 may determine the operation state of the third converter 210 based on the operation data value received from the third converter 210. The operating state of the third converter 210 may be determined as'in operation','normal state','failure state', or'standby state'. At this time,'in operation' indicates a state in which the third converter 210 operates to provide power to the first load 135, and a'normal state' or'standby state' indicates that the third converter 210 operates normally. It is possible and indicates a waiting state, and the'failure state' indicates a case where the third converter 210 does not operate or performs an abnormal operation. Here, abnormal operation means providing an output out of the average output range.

만약, 제3 컨버터(210)의 동작 상태가 '동작 중'인 경우, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)가 'UPS 모드'로 동작 하는 것으로 판단한다(S115).If the operating state of the third converter 210 is'in operation', the PLC 300 determines that the energy storage device 200 is operating in the'UPS mode' (S115).

반면, 제3 컨버터(210)의 동작 상태가 '정상 상태', '고장 상태' 또는 '대기 상태'인 경우, PLC(300)는 외부로부터 충전 명령이 수신되었는지 여부를 판단한다(S130). On the other hand, when the operating state of the third converter 210 is a'normal state', a'failure state', or a'standby state', the PLC 300 determines whether a charging command has been received from the outside (S130).

만약, 외부로부터 충전 명령이 수신되는 경우, 수신된 충전 명령을 에너지 저장 장치(200)에 전달하여 '충전 모드'로 동작할 것을 지시한다(S125) If a charging command is received from the outside, the received charging command is transmitted to the energy storage device 200 to instruct to operate in a'charging mode' (S125).

반면, 충전 명령을 수신하지 않은 경우, PLC(300)는 DC-AC 컨버터인 제2 컨버터(130)의 동작 상태를 판단한다(S140). 이때, PLC(300)는 제2 컨버터(130)로부터 수신된 동작 데이터 값을 기초로 제2 컨버터(130)의 동작 상태를 판단할 수 있다. 제2 컨버터(130)의 동작 상태는 '정상 상태' 또는 '고장 상태'로 판단될 수 있다.On the other hand, when the charging command is not received, the PLC 300 determines the operation state of the second converter 130, which is a DC-AC converter (S140). In this case, the PLC 300 may determine the operation state of the second converter 130 based on the operation data value received from the second converter 130. The operating state of the second converter 130 may be determined as a'normal state' or a'failure state'.

만약, 제2 컨버터(130)의 동작 상태가 '고장 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템을 정지시킨다(S155). 여기에서, 무정전 전원 공급 시스템을 정지시키는 것은 계통(110)의 전원을 부하(135)에 연결하는 것을 의미한다. 이때, 무정전 전원 공급 시스템을 정지되는 경우, 계통(110)과 부하(135)는 바이패스를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. If it is determined that the operation state of the second converter 130 is a'failure state', the PLC 300 stops the uninterruptible power supply system (S155). Here, stopping the uninterruptible power supply system means connecting the power of the system 110 to the load 135. At this time, when the uninterruptible power supply system is stopped, the system 110 and the load 135 may be electrically connected through a bypass. However, the present invention is not limited thereto.

반면, 제2 컨버터(130)의 동작 상태가 '정상 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 외부로부터 정지 명령이 수신되는지 여부를 확인한다(S150). 정지 명령이 수신되는 경우, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템을 정지시킨다(S155). 반면, 정지 명령이 수신되지 않는 경우, PLC(300)는 S110 단계 내지 S150 단계를 반복 수행한다.On the other hand, when it is determined that the operation state of the second converter 130 is a'normal state', the PLC 300 checks whether a stop command is received from the outside (S150). When the stop command is received, the PLC 300 stops the uninterruptible power supply system (S155). On the other hand, when the stop command is not received, the PLC 300 repeats steps S110 to S150.

도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 PLC의 'UPS 모드'에서의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 동일한 사항에 대해서는 중복된 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.7 is a flowchart illustrating an operation of a PLC included in the uninterruptible power supply system according to some embodiments of the present invention in a'UPS mode'. For convenience of description, hereinafter, redundant descriptions of the same matters as those of the above-described embodiment will be omitted, and differences will be mainly described.

도 7을 참조하면, 도 7은 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 에너지 저장 장치(200)가 'UPS 모드'로 동작 할 때의 PLC(300)의 시퀀스 알고리즘을 나타낸다. Referring to FIG. 7, FIG. 7 shows a sequence algorithm of the PLC 300 when the energy storage device 200 included in the uninterruptible power supply system operates in the'UPS mode'.

우선, PLC(300)는 AC-DC 컨버터인 제1 컨버터(120)의 동작 상태를 판단한다(S210). 이때, PLC(300)는 제1 컨버터(120)로부터 수신된 동작 데이터 값을 기초로 제1 컨버터(120)의 동작 상태를 판단할 수 있다. 제1 컨버터(120)의 동작 상태는 '정상 상태' 또는 '고장 상태'로 판단될 수 있다.First, the PLC 300 determines the operating state of the first converter 120, which is an AC-DC converter (S210). In this case, the PLC 300 may determine the operation state of the first converter 120 based on the operation data value received from the first converter 120. The operating state of the first converter 120 may be determined as a'normal state' or a'failure state'.

만약, 제1 컨버터(120)의 동작 상태가 '고장 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 제1 컨버터(120)를 리셋시킨다(S225). If it is determined that the operating state of the first converter 120 is a'failure state', the PLC 300 resets the first converter 120 (S225).

이어서, PLC(300)는 다시 제1 컨버터(120)의 동작 상태를 판단한다(S230). Subsequently, the PLC 300 determines the operating state of the first converter 120 again (S230).

만약, 제1 컨버터(120)의 리셋 이후, 제1 컨버터(120)의 동작 상태가 '정상 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)의 현재 동작 모드를 '일반 모드'로 판단한다(S235). If, after the reset of the first converter 120, the operation state of the first converter 120 is determined to be a'normal state', the PLC 300 sets the current operation mode of the energy storage device 200 to the'normal mode'. It is determined as' (S235).

반면, 제1 컨버터(120)의 리셋 이후, 제1 컨버터(120)의 동작 상태가 '고장 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)의 현재 동작 모드가 'UPS 모드'로 유지되고 있는 것으로 판단한다. 이어서, PLC(300)는 DC-DC 컨버터인 제3 컨버터(210)의 동작 상태를 판단한다(S240).On the other hand, after the reset of the first converter 120, when the operation state of the first converter 120 is determined to be a'failure state', the PLC 300 returns the current operation mode of the energy storage device 200 to the'UPS mode'. It is judged to be maintained as'. Subsequently, the PLC 300 determines the operating state of the third converter 210, which is a DC-DC converter (S240).

이어서, 제3 컨버터(210)의 동작 상태가 '고장 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템을 정지시킨다(S265). 여기에서, 무정전 전원 공급 시스템을 정지시키는 것은 계통(110)의 전원을 부하(135)에 연결하는 것을 의미한다. 이때, 무정전 전원 공급 시스템을 정지되는 경우, 계통(110)과 부하(135)는 바이패스를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Subsequently, when it is determined that the operation state of the third converter 210 is a'failure state', the PLC 300 stops the uninterruptible power supply system (S265). Here, stopping the uninterruptible power supply system means connecting the power of the system 110 to the load 135. At this time, when the uninterruptible power supply system is stopped, the system 110 and the load 135 may be electrically connected through a bypass. However, the present invention is not limited thereto.

반면, 제3 컨버터(210)의 동작 상태가 '정상 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 DC-AC 컨버터인 제2 컨버터(130)의 동작 상태를 판단한다(S250). 이때, PLC(300)는 제2 컨버터(130)로부터 수신된 동작 데이터 값을 기초로 제2 컨버터(130)의 동작 상태를 판단할 수 있다. On the other hand, when it is determined that the operating state of the third converter 210 is a'normal state', the PLC 300 determines the operating state of the second converter 130, which is a DC-AC converter (S250). In this case, the PLC 300 may determine the operation state of the second converter 130 based on the operation data value received from the second converter 130.

만약, 제2 컨버터(130)의 동작 상태가 '고장 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템을 정지시킨다(S265). If it is determined that the operation state of the second converter 130 is a'failure state', the PLC 300 stops the uninterruptible power supply system (S265).

반면, 제2 컨버터(130)의 동작 상태가 '정상 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 외부로부터 정지 명령이 수신되는지 여부를 확인한다(S260). 정지 명령이 수신되는 경우, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템을 정지시킨다(S265). 반면, 정지 명령이 수신되지 않는 경우, PLC(300)는 S210 단계 내지 S260 단계를 반복 수행한다.On the other hand, when it is determined that the operation state of the second converter 130 is a'normal state', the PLC 300 checks whether a stop command is received from the outside (S260). When the stop command is received, the PLC 300 stops the uninterruptible power supply system (S265). On the other hand, when the stop command is not received, the PLC 300 repeats steps S210 to S260.

이와 같이, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 각 구성요소(예를 들어, 제1 컨버터(120), 제2 컨버터(130) 및 제3 컨버터(210))의 동작 상태를 기초로 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드를 판단할 수 있다. 이 경우, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)으로부터 동작 모드에 대한 정보를 수신하지 않고, 무정전 전원 공급 시스템을 제어할 수 있어, 구성요소와 PLC(300) 간의 통신의 복잡성을 낮출 수 있다. 또한, 무정전 전원 공급 시스템 내에서 동작 모드 판단에 따른 중첩 동작을 방지할 수 있다.As such, the PLC 300 is based on the operating state of each component (for example, the first converter 120, the second converter 130, and the third converter 210) included in the uninterruptible power supply system. The operation mode of the energy storage device 200 may be determined. In this case, the PLC 300 may control the uninterruptible power supply system without receiving information on the operation mode from the energy storage device 200, thereby reducing the complexity of communication between the components and the PLC 300. . In addition, it is possible to prevent an overlapping operation according to an operation mode determination in the uninterruptible power supply system.

이를 통해, 본 발명은 무정전 전원 공급 시스템은 각 구성 요소 간 통신 연결의 복잡성을 완화시켜 통신 오류 확률을 낮출 수 있으며, 이를 통해 무정전 전원 공급 시스템의 안정성 또한 향상시킬 수 있다.Accordingly, in the present invention, the uninterruptible power supply system can reduce the communication error probability by reducing the complexity of the communication connection between each component, and thereby improve the stability of the uninterruptible power supply system.

또한, 사고 시 빠른 응답 속도를 확보하고, 제어 및 지령간의 관계를 간소화할 수 있으며, 시스템의 유지 보수 및 관리가 용이해지며, 시스템을 관리하는데 필요한 여러 가지 자원 및 비용을 감소시킬 수 있다.In addition, it is possible to secure fast response speed in case of an accident, simplify the relationship between control and command, facilitate system maintenance and management, and reduce various resources and costs required to manage the system.

도 8 및 9는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 PLC의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 8 and 9 are flow charts for explaining the operation of a PLC included in the uninterruptible power supply system according to some other embodiments of the present invention.

도 8을 참조하면, 도 8은 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 에너지 저장 장치(200)가 '일반 모드'로 동작 할 때의 PLC(300)의 시퀀스 알고리즘을 나타내며, 도 6을 참조하여 설명한 내용과 대부분 유사하므로, 이하에서는 도 6과의 차이점을 위주로 설명하도록 한다. Referring to FIG. 8, FIG. 8 shows a sequence algorithm of the PLC 300 when the energy storage device 200 included in the uninterruptible power supply system operates in the'normal mode', and the contents described with reference to FIG. Since most are similar, the difference from FIG. 6 will be mainly described below.

우선, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템의 동작 모드의 변경 횟수를 카운트 할 수 있다. 즉, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)의 모드 전환 횟수(M_CNT)를 카운팅하고, 상기 모드 전환 횟수(M_CNT)가 미리 결정된 설정값(M_CNT_Lim)보다 커지는지 여부를 판단한다(S310).First, the PLC 300 may count the number of times the operation mode of the uninterruptible power supply system is changed. That is, the PLC 300 counts the number of mode switching (M_CNT) of the energy storage device 200, and determines whether the number of mode switching (M_CNT) is greater than a predetermined set value (M_CNT_Lim) (S310).

만약, 모드 전환 횟수(M_CNT)가 미리 결정된 설정값(M_CNT_Lim)보다 커지는 경우, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템을 정지시킨다(S360). 여기에서, 무정전 전원 공급 시스템을 정지시키는 것은 계통(110)의 전원을 부하(135)에 연결하는 것을 의미한다. 이때, 무정전 전원 공급 시스템을 정지되는 경우, 계통(110)과 부하(135)는 바이패스를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이하에서도 마찬가지이다.If the number of times the mode switching (M_CNT) is greater than the predetermined set value (M_CNT_Lim), the PLC 300 stops the uninterruptible power supply system (S360). Here, stopping the uninterruptible power supply system means connecting the power of the system 110 to the load 135. At this time, when the uninterruptible power supply system is stopped, the system 110 and the load 135 may be electrically connected through a bypass. However, the present invention is not limited thereto, and the same applies to the following.

반면, 모드 전환 횟수(M_CNT)가 미리 결정된 설정값(M_CNT_Lim)보다 작은 경우, PLC(300)는 AC-DC 컨버터인 제1 컨버터(120)의 동작 상태를 판단한다(S320). On the other hand, when the number of mode switching (M_CNT) is smaller than the predetermined set value (M_CNT_Lim), the PLC 300 determines the operating state of the first converter 120, which is an AC-DC converter (S320).

이어서, 제1 컨버터(120)의 동작 상태가 '고장 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)가 'UPS 모드'로 동작 하는 것으로 판단한다(S325). 이 경우, PLC(300)는 다른 시퀀스 알고리즘으로 동작하며, 이에 대한 자세한 설명은 도 9을 참조하여 후술한다.Subsequently, when it is determined that the operating state of the first converter 120 is a'failure state', the PLC 300 determines that the energy storage device 200 is operating in the'UPS mode' (S325). In this case, the PLC 300 operates with a different sequence algorithm, and a detailed description thereof will be described later with reference to FIG. 9.

반면, 제1 컨버터(120)의 동작 상태가 '정상 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 DC-DC 컨버터인 제3 컨버터(210)의 동작 상태를 판단한다(S330). 이때, 제3 컨버터(210)의 동작 상태는 '동작 중', '정상 상태', '고장 상태' 또는 '대기 상태'로 판단될 수 있다. On the other hand, when it is determined that the operating state of the first converter 120 is a'normal state', the PLC 300 determines the operating state of the third converter 210, which is a DC-DC converter (S330). In this case, the operating state of the third converter 210 may be determined as'in operation','normal state','failure state', or'standby state'.

만약, 제3 컨버터(210)의 동작 상태가 '동작 중'인 경우, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)에 '대기 상태'로 동작할 것을 지시할 수 있다(S335). 이때, 에너지 저장 장치(200)의 '대기 상태'는 부하에 전력을 공급하지 않으면서, 제1 컨버터(120)와 제2 컨버터(130) 사이의 노드(N1)의 전압을 모니터링하여, 에너지 저장 장치(200)가 'UPS 모드'로 동작할지 여부를 결정하는 상태를 의미한다.If the operation state of the third converter 210 is'in operation', the PLC 300 may instruct the energy storage device 200 to operate in the'standby state' (S335). In this case, the'standby state' of the energy storage device 200 monitors the voltage of the node N1 between the first converter 120 and the second converter 130 without supplying power to the load, thereby storing energy. Refers to a state in which the device 200 determines whether to operate in the'UPS mode'.

이어서, 제3 컨버터(210)의 동작 상태가 '정상 상태', '고장 상태' 또는 '대기 상태'인 경우, PLC(300)는 DC-AC 컨버터인 제2 컨버터(130)의 동작 상태를 판단한다(S340). Subsequently, when the operating state of the third converter 210 is a'normal state', a'failure state' or a'standby state', the PLC 300 determines the operation state of the second converter 130, which is a DC-AC converter. Do (S340).

만약, 제2 컨버터(130)의 동작 상태가 '고장 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템을 정지시킨다(S355). If it is determined that the operation state of the second converter 130 is a'failure state', the PLC 300 stops the uninterruptible power supply system (S355).

반면, 제2 컨버터(130)의 동작 상태가 '정상 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 모드 전환 횟수(M_CNT)를 초기화한다(M_CNT = 0)(S350). On the other hand, when it is determined that the operation state of the second converter 130 is a'normal state', the PLC 300 initializes the number of mode switching (M_CNT) (M_CNT = 0) (S350).

이어서 PLC(300)는 S310 단계 내지 S350 단계를 반복 수행한다.Subsequently, the PLC 300 repeats steps S310 to S350.

도 9를 참조하면, 도 9는 무정전 전원 공급 시스템에 포함된 에너지 저장 장치(200)가 'UPS 모드'로 동작 할 때의 PLC(300)의 시퀀스 알고리즘을 나타낸다.Referring to FIG. 9, FIG. 9 shows a sequence algorithm of the PLC 300 when the energy storage device 200 included in the uninterruptible power supply system operates in the'UPS mode'.

우선, 'UPS 모드'에서도 PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템의 동작 모드의 변경 횟수를 카운트 할 수 있다. 즉, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)의 모드 전환 횟수(M_CNT)를 카운팅하고, 상기 모드 전환 횟수(M_CNT)가 미리 결정된 설정값(M_CNT_Lim)보다 커지는지 여부를 판단한다(S410). First, even in the'UPS mode', the PLC 300 may count the number of times the operation mode of the uninterruptible power supply system is changed. That is, the PLC 300 counts the number of mode switching (M_CNT) of the energy storage device 200 and determines whether the number of mode switching (M_CNT) is greater than a predetermined set value (M_CNT_Lim) (S410).

만약, 모드 전환 횟수(M_CNT)가 미리 결정된 설정값(M_CNT_Lim)보다 커지는 경우, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템을 정지시킨다(S460).If the number of mode switching times (M_CNT) is greater than the predetermined set value (M_CNT_Lim), the PLC 300 stops the uninterruptible power supply system (S460).

반면, 모드 전환 횟수(M_CNT)가 미리 결정된 설정값(M_CNT_Lim)보다 작은 경우, PLC(300)는 DC-DC 컨버터인 제3 컨버터(210)의 동작 상태를 판단한다(S420). On the other hand, when the number of times of mode switching (M_CNT) is smaller than the predetermined set value (M_CNT_Lim), the PLC 300 determines the operating state of the third converter 210, which is a DC-DC converter (S420).

이어서, 제3 컨버터(210)의 동작 상태가 '고장 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)가 '일반 모드'로 동작 하는 것으로 판단한다(S425). 이 경우, PLC(300)는 도 8에서 설명한 시퀀스 알고리즘으로 동작하며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하도록 한다.Subsequently, when it is determined that the operating state of the third converter 210 is a'failure state', the PLC 300 determines that the energy storage device 200 is operating in the'normal mode' (S425). In this case, the PLC 300 operates by the sequence algorithm described in FIG. 8, and a redundant description thereof will be omitted.

반면, 제3 컨버터(210)의 동작 상태가 '정상 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 AC-DC 컨버터인 제1 컨버터(120)의 동작 상태를 판단한다(S430). On the other hand, when it is determined that the operating state of the third converter 210 is'normal state', the PLC 300 determines the operating state of the first converter 120, which is an AC-DC converter (S430).

이어서, 제1 컨버터(120)의 동작 상태가 '정상 상태'인 경우, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)가 '일반 모드'로 동작 하는 것으로 판단한다(S425). Subsequently, when the operating state of the first converter 120 is the'normal state', the PLC 300 determines that the energy storage device 200 is operating in the'normal mode' (S425).

반면, 제1 컨버터(120)의 동작 상태가 '고장 상태'인 경우, PLC(300)는 DC-AC 컨버터인 제2 컨버터(130)의 동작 상태를 판단한다(S440). On the other hand, when the operating state of the first converter 120 is a'failure state', the PLC 300 determines the operating state of the second converter 130, which is a DC-AC converter (S440).

만약, 제2 컨버터(130)의 동작 상태가 '고장 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 무정전 전원 공급 시스템을 정지시킨다(S455). If it is determined that the operation state of the second converter 130 is a'failure state', the PLC 300 stops the uninterruptible power supply system (S455).

반면, 제2 컨버터(130)의 동작 상태가 '정상 상태'로 판단되는 경우, PLC(300)는 모드 전환 횟수(M_CNT)를 초기화한다(M_CNT = 0)(S450). 이어서 PLC(300)는 S410 단계 내지 S450 단계를 반복 수행한다.On the other hand, when it is determined that the operation state of the second converter 130 is a'normal state', the PLC 300 initializes the number of mode switching (M_CNT) (M_CNT = 0) (S450). Subsequently, the PLC 300 repeats steps S410 to S450.

즉, 도 8 및 도 9에서 설명한 시퀀스 알고리즘대로 PLC(300)가 동작하는 경우, 무정전 전원 공급 시스템에 통신 오류 또는 복수의 구성요소(예를 들어, 제1 컨버터(120) 및 제3 컨버터(210))에 동시 고장이 발생 시, 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드는 '일반 모드'와 'UPS 모드'를 번갈아가며 여러 차례 변경되게 된다. 이때, PLC(300)는 모드 전환 횟수(M_CNT)를 카운팅함으로써, 이러한 오류 상황 발생시 시스템을 정지시킬 수 있다.That is, when the PLC 300 operates according to the sequence algorithm described in FIGS. 8 and 9, a communication error or a plurality of components (for example, the first converter 120 and the third converter 210 )) when a simultaneous failure occurs, the operation mode of the energy storage device 200 is changed several times by alternating between the'normal mode' and the'UPS mode'. At this time, the PLC 300 may stop the system when such an error situation occurs by counting the number of mode switching (M_CNT).

이를 통해, 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템은 복수의 구성요소에서 에러가 동시에 발생하는 복합적인 문제 상황에서 빠르게 대응할 수 있으며, 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있다.Through this, the uninterruptible power supply system of the present invention can quickly respond to complex problem situations in which errors occur simultaneously in a plurality of components, and improve system stability.

또한, 본 발명의 무정전 전원 공급 시스템은 각 구성 요소 간 통신 연결의 복잡성을 완화시켜 통신 오류 확률을 낮출 수 있으며, 이를 통해 무정전 전원 공급 시스템의 안정성 또한 향상시킬 수 있다. 또한, 무정전 전원 공급 시스템의 유지 보수 및 관리가 용이해지며, 시스템을 관리하는데 필요한 여러 가지 자원 및 비용을 감소시킬 수 있다.In addition, the uninterruptible power supply system of the present invention can reduce the communication error probability by reducing the complexity of communication connection between each component, and thereby improve the stability of the uninterruptible power supply system. In addition, maintenance and management of the uninterruptible power supply system becomes easy, and various resources and costs required to manage the system can be reduced.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The above-described present invention is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs. Is not limited by

110: 계통 120: 제1 컨버터
130: 제2 컨버터 135: 제1 부하
200: 에너지 저장 장치 210: 제3 컨버터
220: 배터리 300: PLC110: system 120: first converter
130: second converter 135: first load
200: energy storage device 210: third converter
220: battery 300: PLC

Claims (10)

에너지 저장 장치(ESS)를 포함하고, 계통에 연결된 무정전 전원 공급 시스템에 있어서,
상기 계통의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 제1 컨버터;
상기 제1 컨버터와 직렬 연결되고, 상기 제1 컨버터에서 출력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 부하에 전달하는 제2 컨버터;
상기 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터 사이의 노드에 전기적으로 연결되어 충방전을 수행하는 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치; 및
상기 제1 및 제2 컨버터의 동작 상태를 수신하고, 수신된 상기 제1 및 제2 컨버터의 동작 상태를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 판단하고, 판단된 상기 동작 상태를 기초로 상기 무정전 전원 공급 시스템의 동작을 제어하는 PLC를 포함하는
무정전 전원 공급 시스템.
In the uninterruptible power supply system including an energy storage device (ESS) and connected to the grid,
A first converter converting the AC voltage of the system into a DC voltage;
A second converter connected in series with the first converter and converting the DC voltage output from the first converter into an AC voltage and transferring it to a load;
An energy storage device including a battery electrically connected to a node between the first converter and the second converter to perform charging and discharging; And
Receives the operating states of the first and second converters, determines the operating mode of the energy storage device using the received operating states of the first and second converters, and determines the uninterrupted power based on the determined operating state Including PLC controlling the operation of the power supply
Uninterruptible power supply system.
 제1 항에 있어서,
상기 PLC는, 상기 제1 컨버터의 동작 상태가 고장이라고 판단되는 경우, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 UPS 모드로 판단 또는 전환하고, 상기 제1 컨버터를 리셋시키는
무정전 전원 공급 시스템.
The method of claim 1,
The PLC, when it is determined that the operation state of the first converter is a failure, determines or switches the operation mode of the energy storage device to the UPS mode, and resets the first converter.
Uninterruptible power supply system.
 제2 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는, 상기 배터리 및 상기 노드 사이에 연결되고 양단에 걸린 직류 전압의 크기를 변환하는 제3 컨버터를 더 포함하고,
상기 PLC는,
상기 제1 컨버터의 리셋 이후 상기 제1 컨버터의 동작 상태가 정상이라고 판단되는 경우, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 일반 모드로 전환하고,
상기 제1 컨버터의 리셋 이후 상기 제1 컨버터의 동작 상태가 고장이라고 판단되는 경우, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 UPS 모드로 전환하여, 상기 제2 및 제3 컨버터의 동작 상태를 모니터링하는
무정전 전원 공급 시스템.
The method of claim 2,
The energy storage device further includes a third converter connected between the battery and the node and configured to convert a magnitude of a DC voltage applied across both ends,
The PLC,
When it is determined that the operation state of the first converter is normal after the reset of the first converter, the operation mode of the energy storage device is switched to a normal mode,
When it is determined that the operation state of the first converter is a failure after the reset of the first converter, the operation mode of the energy storage device is switched to the UPS mode to monitor the operation state of the second and third converters.
Uninterruptible power supply system.
 제3 항에 있어서,
상기 PLC는, 상기 제3 컨버터의 동작 상태가 고장이라고 판단되는 경우, 상기 무정전 전원 공급 시스템을 정지시키고, 상기 계통을 상기 부하에 연결시키는
무정전 전원 공급 시스템.
The method of claim 3,
The PLC stops the uninterruptible power supply system and connects the system to the load when it is determined that the operation state of the third converter is a failure.
Uninterruptible power supply system.
 제1 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는, 상기 배터리 및 상기 노드 사이에 연결되고 양단에 걸린 직류 전압의 크기를 변환하는 제3 컨버터를 더 포함하고,
상기 PLC는,
상기 에너지 저장 장치의 동작 모드가 일반 모드이고, 상기 제3 컨버터의 동작 상태가 동작 중인 경우, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 UPS 모드로 판단하고,
상기 에너지 저장 장치의 동작 모드가 일반 모드이고, 상기 제3 컨버터의 동작 상태가 대기 상태이거나, 고장이라고 판단되는 경우, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드를 일반 모드로 판단하는
무정전 전원 공급 시스템.
The method of claim 1,
The energy storage device further includes a third converter connected between the battery and the node and configured to convert a magnitude of a DC voltage applied across both ends,
The PLC,
When the operation mode of the energy storage device is a normal mode and the operation state of the third converter is in operation, the operation mode of the energy storage device is determined as a UPS mode,
When it is determined that the operation mode of the energy storage device is a normal mode and the operation state of the third converter is a standby state or a failure, determining the operation mode of the energy storage device as a normal mode
Uninterruptible power supply system.
 제1 항에 있어서,
상기 PLC는, 상기 제2 컨버터의 동작 상태가 고장이라고 판단되는 경우, 상기 무정전 전원 공급 시스템의 동작을 정지시키고, 상기 계통을 상기 부하에 연결시키는
무정전 전원 공급 시스템.
The method of claim 1,
The PLC, when it is determined that the operation state of the second converter is a failure, stops the operation of the uninterruptible power supply system, and connects the system to the load.
Uninterruptible power supply system.
 제1 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는,
상기 PLC는, 상기 에너지 저장 장치의 모드 전환 횟수를 카운팅하고, 상기 모드 전환 횟수가 미리 결정된 설정값보다 커지는 경우, 상기 무정전 전원 공급 시스템을 정지시키고, 상기 계통을 상기 부하에 연결시키는
무정전 전원 공급 시스템.
The method of claim 1,
The energy storage device,
The PLC counts the number of mode switching of the energy storage device, and when the number of mode switching is greater than a predetermined set value, stops the uninterruptible power supply system, and connects the system to the load.
Uninterruptible power supply system.
 제1 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는,
상기 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 노드에 대한 전압을 모니터링하여, 상기 전압이 미리 결정된 한계 전압보다 낮아지는 경우, 상기 노드에 전력을 제공하는 UPS 모드로 동작하는
무정전 전원 공급 시스템.
The method of claim 1,
The energy storage device,
By monitoring the voltage of the node between the first converter and the second converter, when the voltage is lower than a predetermined threshold voltage, operating in a UPS mode that provides power to the node
Uninterruptible power supply system.
 제8 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는, 상기 노드의 전압이 상기 한계 전압보다 높거나, 상기 PLC로부터 충전 명령을 수신하는 경우, 상기 배터리의 충전을 수행하는 충전 모드로 동작하는
무정전 전원 공급 시스템.
The method of claim 8,
The energy storage device operates in a charging mode for charging the battery when the voltage of the node is higher than the limit voltage or when a charging command is received from the PLC.
Uninterruptible power supply system.
 제8 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는, 상기 배터리의 충전률(SOC)을 기초로 상기 배터리의 충전 여부를 결정하는
무정전 전원 공급 시스템.
The method of claim 8,
The energy storage device determines whether to charge the battery based on the SOC of the battery.
Uninterruptible power supply system.
KR1020170026514A 2017-02-28 2017-02-28 Uninterruptible power supply system including energy storage device KR102176096B1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170026514A KR102176096B1 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Uninterruptible power supply system including energy storage device
JP2019543961A JP7100047B2 (en) 2017-02-28 2017-08-24 Uninterruptible power supply system including energy storage
EP17898814.3A EP3591798A4 (en) 2017-02-28 2017-08-24 Uninterruptible power supply system comprising energy storage system
CN201780087377.7A CN110326186B (en) 2017-02-28 2017-08-24 Uninterruptible power supply system including energy storage device
US16/486,374 US11223229B2 (en) 2017-02-28 2017-08-24 Uninterruptible power supply system comprising energy storage system
PCT/KR2017/009274 WO2018159910A1 (en) 2017-02-28 2017-08-24 Uninterruptible power supply system comprising energy storage system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170026514A KR102176096B1 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Uninterruptible power supply system including energy storage device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180099277A KR20180099277A (en) 2018-09-05
KR102176096B1 true KR102176096B1 (en) 2020-11-09

Family

ID=63594404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170026514A KR102176096B1 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Uninterruptible power supply system including energy storage device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102176096B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102336317B1 (en) * 2018-09-13 2021-12-07 엘에스일렉트릭 (주) System for supplying power
KR20200089991A (en) 2019-01-18 2020-07-28 주식회사 엘지화학 Grid ESS and UPS combined energy storage system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007267501A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Fujitsu Ltd Uninterruptible power supply

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101117706B1 (en) * 2010-07-28 2012-03-05 삼성에스디아이 주식회사 Power supply apparatus
WO2012033254A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Energy storage system and controlling method of the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007267501A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Fujitsu Ltd Uninterruptible power supply

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180099277A (en) 2018-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10637284B2 (en) Power supply system and method
JP7100047B2 (en) Uninterruptible power supply system including energy storage
JP4954335B2 (en) Quick charger
CN102005817B (en) Uninterruptible power supply device based on microgrid and dispatching control method thereof
US10343872B2 (en) Elevator system having battery and energy storage device
KR101689222B1 (en) Energy storage system and starting method the same
US20100244778A1 (en) High efficiency adaptive power conversion system and method of operation thereof
CN110999013A (en) Energy storage system
CN110710083B (en) Energy storage system
KR102176096B1 (en) Uninterruptible power supply system including energy storage device
US9853474B2 (en) Battery pack and driving method thereof
KR102176094B1 (en) Energy storage system including energy storage device
JP6961808B2 (en) Energy storage system
JP2013135475A (en) Power supply apparatus, charger, and charging system
CN114946098A (en) Charging/discharging system based on direct current power distribution for battery formation
KR102011511B1 (en) Power control apparatus for electric vehicle
KR102165788B1 (en) Uninterruptible power supply system including energy storage device
KR20200145802A (en) An energy storage system possible for uninterruptible power supply
CN210898560U (en) Intelligent battery system with parallel mains supply
KR20160125227A (en) Battery Pack and Driving Method Thereof
CN115483744A (en) Conversion power supply and automatic power supplementing method of energy storage system
CN111406352A (en) Energy storage system
CN112152266A (en) Nuclear power plant frequency modulation control system and method
JP2018023256A (en) Power network coupling system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant