KR102213831B1 - Battery protection system and method for energy storage device using ems - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 시스템 및 보호 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 배터리 상태정보와 PCS(POWER CONVERTER SYSTEM) 상태정보를 모두 모니터링할 수 있는 운영시스템(EMS : Energy Management System)에서 배터리 셀 간 전압차로 인해 발생할 수 있는 고장상황을 예방하기 위한 보호로직을 추가하고, BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) 및 PMS(POWER MANAGEMENT SYSTEM)를 통해 배터리와 PCS(POWER CONVERTER SYSTEM)에 대한 상태정보를 계측하여 배터리 보호로직에 따라 배터리 랙(RACK)간 일정 전압 이상의 차이가 발생할 경우에 PCS(POWER CONVERTER SYSTEM)를 정지시키고 해당 상황을 운영시스템의 운영자에게 인지시켜 줌으로써 배터리셀 간 불균형(Unbalancing)으로 인한 고장발생 확률을 낮추고 안정적인 ESS 운영에 도움을 줄 수는EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 시스템 및 보호 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery protection system and a protection method of an energy storage device by EMS, and more particularly, an operating system capable of monitoring both battery status information and power converter system (PCS) status information (EMS: Energy Management System), and the state of the battery and PCS (POWER CONVERTER SYSTEM) through the BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) and PMS (POWER CONVERTER SYSTEM). Unbalancing between battery cells by measuring information and stopping PCS (POWER CONVERTER SYSTEM) when there is a difference of more than a certain voltage between battery racks according to the battery protection logic and notifying the operator of the operating system. It relates to a battery protection system and a protection method for energy storage devices by EMS that can help reduce the probability of occurrence of failure due to the problem and help in stable ESS operation.
ESS(ENERGY STORAGE SYSTEM)를 구성하는 배터리는 PCS와 물리적으로 연결되어 전기의 특성(AC/DC, 주파수, 전압) 등을 변환해 주는 역할을 수행한다. 하지만, PCS는 배터리 셀의 상태정보를 알 수가 없기 때문에 ESS가 동작하는 동안 배터리 셀 간 전압차로 인해 발생하는 고장상황에 대해서는 보호동작을 수행할 수 없다.The battery constituting the ESS (ENERGY STORAGE SYSTEM) is physically connected to the PCS and plays a role of converting the characteristics of electricity (AC/DC, frequency, voltage). However, since the PCS cannot know the status information of the battery cells, it cannot perform a protection operation for a failure situation caused by a voltage difference between battery cells while the ESS is operating.
실제로 배터리 셀 간 전압차로 인해 배터리 랙(Rack) 전압차가 발생하게 되고 이 차이가 클 경우 가압시 전류가 한쪽으로 쏠리는 현상으로 인하여 배터리 보호 퓨즈가 끊어지거나 배터리가 고장 나는 현상이 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.Actually, the voltage difference between the battery cells causes a voltage difference in the battery rack, and if this difference is large, the battery protection fuse is blown or the battery is broken due to the phenomenon that the current is drawn to one side when pressurized. have.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 배터리 상태정보와 PCS 상태정보를 모두 모니터링할 수 있는 운영시스템에서 배터리 셀 간 전압차로 인해 발생할 수 있는 고장상황을 예방하기 위한 보호로직을 추가하고, BMS 및 PMS를 통해 배터리와 PCS에 대한 상태정보를 계측하여 상기 보호로직에 따라 배터리 랙(RACK)간 일정 전압 이상의 차이가 발생할 경우에 PCS를 정지시키고 해당 상황을 운영시스템의 운영자에게 인지시켜 줌으로써 배터리셀 간 불균형(Unbalancing)으로 인한 고장발생 확률을 낮추고 안정적인 ESS 운영에 도움을 줄 수 있는 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 시스템 및 보호 방법을 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above-described problem, the present invention adds a protection logic to prevent a failure situation that may occur due to a voltage difference between battery cells in an operating system capable of monitoring both battery status information and PCS status information, and BMS and Battery and PCS status information is measured through PMS, and when a difference of more than a certain voltage occurs between the battery racks according to the protection logic, the PCS is stopped and the situation is notified to the operator of the operating system. The purpose is to provide a battery protection system and a protection method for energy storage devices by EMS that can help reduce the probability of failure due to unbalancing and help in stable ESS operation.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법은 (a) 주장치가 배터리가 포함된 BMS와 PCS가 포함된 PMS로 구성된 에너지 저장 장치에 대한 정보를 수집하는 단계; (b) 상기 주장치가 상기 (a)단계에서 수집한 상기 에너지 저장 장치의 상태정보 가지고 배터리 보호 로직을 구동시키는 단계; 및 (c) 상기 주장치가 상기 (b)단계에서 구동시킨 배터리 보호 로직의 수행결과를 해당 주장치의 관리자 단말기로 전송하여 관리자에게 알리고 상기 PCS를 정지시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of protecting a battery of an energy storage device by EMS according to the present invention includes the steps of: (a) the main device collecting information on the energy storage device consisting of a BMS including a battery and a PMS including a PCS. ; (b) driving, by the main device, a battery protection logic with the state information of the energy storage device collected in step (a); And (c) transmitting, by the main device, the execution result of the battery protection logic driven in step (b) to the manager terminal of the corresponding main device, informing the manager, and stopping the PCS.
바람직하게, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법의 (b)단계는 (b-1) 상기 주장치가 상기 에너지 저장 장치의 PCS가 동작 중인지 판단하는 단계; (b-2) 상기 주장치가 상기 (b-1)단계에서 상기 PCS가 동작 중인 경우, 상기 BMS로부터 배터리 랙(Rack) 전압을 계측하는 단계; (b-3) 상기 주장치가 상기 (b-2)단계에서 계측한 상기 배터리 랙(Rack) 전압을 내림차순으로 정렬하여 배열에 저장하는 단계; (b-4) 상기 주장치가 상기 배터리 랙(Rack) 전압 편차를 계산하여 기설정된 랙(Rack) 전압차와 크기를 비교하는 단계; 및 (b-5) 상기 주장치가 상기 (b-4)단계에서 배터리 랙(Rack) 전압 편차가 설정 전압차 보다 큰경우 동작중인 상기 PCS를 정지시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in order to achieve the above object, step (b) of the battery protection method of the energy storage device according to the present invention according to the present invention is (b-1) the main device determining whether the PCS of the energy storage device is operating. ; (b-2) the main device measuring a battery rack voltage from the BMS when the PCS is operating in step (b-1); (b-3) arranging the battery rack voltage measured in step (b-2) by the main device in descending order and storing them in an array; (b-4) comparing, by the main device, a voltage difference with a preset rack voltage by calculating a voltage deviation of the battery rack; And (b-5) stopping the PCS in operation when the main device has a battery rack voltage deviation greater than a set voltage difference in step (b-4).
보다 바람직하게, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법의 (b-2)단계는 (b-2-1) 상기 주장치가 상기 배터리 랙(Rack) 전압 계측이 가능한지 판단하는 단계; (b-2-2) 상기 주장치가 상기 (b-2-1)단계에서 배터리 랙(Rack) 전압 계측이 불가능한 경우 배터리 랙(Rack)을 구성하는 배터리 모듈(Module) 전압 계측이 가능한지 판단하는 단계; (b-2-3) 상기 주장치가 상기 (b-2-2)단계에서 배터리 모듈(Module)의 전압 계측이 가능한 경우 해당 배터리 모듈(Module) 전압의 합계를 계산하는 단계; (b-2-4) 상기 주장치가 상기 (b-2-2)단계에서 배터리 모듈(Module)의 전압 계측이 불가능한 경우 배터리 모듈(Module)을 구성하는 배터리 셀(Cell)의 전압 계측이 가능한지 판단하는 단계; (b-2-5) 상기 주장치는 상기 (b-2-4) 단계에서 배터리 셀(Cell)의 전압 계측이 가능한 경우 해당 배터리 셀(Cell) 전압의 합계를 계산하는 단계; 및 (b-2-6) 상기 주장치가 상기 (b-2-3)단계 또는 상기 (b-2-5)단계 이후, 계산된 배터리 모듈(Module) 전압 또는 배터리 셀(Cell) 전압을 배터리 랙(Rack) 전압으로 산정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, step (b-2) of the battery protection method of the energy storage device according to the present invention in order to achieve the above object (b-2-1) the main device is the battery rack voltage Determining whether measurement is possible; (b-2-2) If the main device is unable to measure the voltage of the battery rack in the step (b-2-1), determining whether it is possible to measure the voltage of the battery modules constituting the battery rack. ; (b-2-3) calculating the sum of the voltages of the battery module when the main device is capable of measuring the voltage of the battery module in step (b-2-2); (b-2-4) If the main device is unable to measure the voltage of the battery module in step (b-2-2), it is determined whether it is possible to measure the voltage of the battery cell constituting the battery module. Step to do; (b-2-5) calculating the sum of the voltages of the corresponding battery cells when the voltage measurement of the battery cells is possible in the step (b-2-4); And (b-2-6) the main device converts the calculated battery module voltage or battery cell voltage to the battery rack after the step (b-2-3) or step (b-2-5). It characterized in that it includes; (Rack) calculating the voltage.
본 발명에 따른 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 시스템 및 보호 방법은 보호로직에 따라 배터리 랙(Rack)간 일정 전압 이상의 차이가 발생할 경우에 PCS를 정지시키고 해당 상황을 운영시스템의 운영자에게 인지시켜 줌으로써 배터리셀 간 불균형(Unbalancing)으로 인한 고장발생 확률을 낮추고 안정적으로 ESS를 운영할 수 있는 효과가 있다.The battery protection system and protection method of an energy storage device by EMS according to the present invention stops the PCS when a difference of more than a certain voltage occurs between the battery racks according to the protection logic and recognizes the situation to the operator of the operating system. As a result, there is an effect of reducing the probability of occurrence of failure due to unbalancing between battery cells and stably operating ESS.
도 1은 본 발명에 따른 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 시스템 구성도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법의 흐름도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법의 배터리 보호 로직에 대한 흐름도 이다.
도 4는 도 3은 본 발명에 따른 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법의 배터리 랙 전압을 계측하는 단계에 대한 흐름도 이다.1 is a block diagram of a battery protection system of an energy storage device by EMS according to the present invention.
2 is a flowchart of a battery protection method of an energy storage device by EMS according to the present invention.
3 is a flow chart of the battery protection logic of the battery protection method of the energy storage device by EMS according to the present invention.
Figure 4 is a flow chart of the step of measuring the battery rack voltage of the battery protection method of the energy storage device by EMS according to the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms or words used in the present specification and claims are not limited to their usual or dictionary meanings and should not be interpreted, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. Based on the principle that there is, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가 장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, so that they can be replaced at the time of application. It should be understood that there may be various equivalents and variations.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 EMS 배터리 보호 시스템에 대해 설명한다.Hereinafter, an EMS battery protection system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a system for protecting a battery of an energy storage device using EMS according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 에너지 저장 장치(100) 및 주장치(EMS:200)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the battery protection system of the energy storage device according to the EMS according to the present invention includes an energy storage device 100 and a main device (EMS: 200), as shown in FIG.
상기 에너지 저장 장치(100)는 배터리(Battery:111)를 관리하는 BMS(배터리관리시스템:110), 및 PCS(전력변환시스템:121)을 관리하는 PMS(전력관리시스템:120)를 포함한다.The energy storage device 100 includes a BMS (battery management system: 110) for managing a
상기 배터리(111)는 상기 PCS(121)의 충방전 제어를 통해 충방전 상태를 조절한다. The
상기 주장치(200)는 데이터 송수신부(210), 데이터 저장부(220), 데이터 제어부(230)를 포함한다.The main device 200 includes a data transmission/reception unit 210, a data storage unit 220, and a data control unit 230.
상기 데이터 송수신부(210)는 복수의 상기 에너지 저장장치(100)로부터 상태정보를 수신하거나, 수신된 정보에 근거하여 배터리 보호 로직을 통해 에너지 저장장치에 대한 전압 불균형 상태의 판별결과를 운영자에게 알리는 알림신호 또는 상기 PCS 정지신호를 송신하는 구성이다.The data transmission/reception unit 210 receives status information from the plurality of energy storage devices 100, or informs the operator of the determination result of the voltage imbalance state for the energy storage device through a battery protection logic based on the received information. It is a configuration for transmitting a notification signal or the PCS stop signal.
상기 데이터 저장부(220)는 복수의 상기 에너지 저장장치(100)로부터 수신한 상태정보, 또는 배터리 보호 로직 등 각종 정보를 저장관리 한다.The data storage unit 220 stores and manages various types of information such as status information or battery protection logic received from the plurality of energy storage devices 100.
즉, 상기 데이터 저장부(220)는 복수의 상기 에너지 저장장치(100)와 연결되어 해당 에너지 저장장치(100)에 대한 Static 정보를 DB나 공유메모리에 저장하고 있다.That is, the data storage unit 220 is connected to the plurality of energy storage devices 100 to store static information about the energy storage device 100 in a DB or shared memory.
보다 구체적으로, 상기 주장치(200)는 상기 에너지 저장장치(100)의 배터리 랙(Rack), 랙(Rack)별 모듈 및 Cell 개수, 랙별 전압차 설정값 등에 대한 정보를 저장하고 관리한다.More specifically, the main device 200 stores and manages information on a battery rack of the energy storage device 100, the number of modules and cells for each rack, and a voltage difference setting value for each rack.
상기 데이터 제어부(230)는 상기 배터리 보호 로직을 구동시키거나, 후술한 바와 같이 배터리 모듈 전압 또는 배터리 셀 전압을 배터리 랙 전압으로 환산하는 계산 등을 수행한다.The data control unit 230 drives the battery protection logic or performs calculations for converting a battery module voltage or a battery cell voltage into a battery rack voltage, as described later.
특히, 상기 주장치(200)는 상기 에너지 저장 장치(100)에 포함된 BMS, PMS로부터 배터리 및 PCS에 대한 상태정보를 계측주기에 따라 주기적으로 수집하고 모니터링 한다.In particular, the main device 200 periodically collects and monitors status information on the battery and PCS from the BMS and PMS included in the energy storage device 100 according to a measurement cycle.
이후, 상기 주장치(200)는 상기 계측주기에 따라 수집한 상태정보를 바탕으로 배터리 보호로직을 통해 현재 동작중인 에너지 저장장치가 전압 불균형 상태로 판별될 경우 상기 에너지 저장 장치(100)에 동작을 정지시킨다.Thereafter, the main device 200 stops the operation of the energy storage device 100 when the currently operating energy storage device is determined to be in a voltage imbalance state through a battery protection logic based on the state information collected according to the measurement cycle. Let it.
또한, 상기 주장치는 운영화면, 계통도를 포함하며, 각종 장치로부터 데이터를 수집해서 운영자에게 계통상태, 알람정보, 트렌드 등 다양한 정보를 제공한다.In addition, the claim value includes an operation screen and a system diagram, and collects data from various devices and provides various information such as system status, alarm information, and trends to the operator.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 시스템에 의한 보호방법에 대해 설명한다.A method of protecting an energy storage device by a battery protection system according to an EMS according to the present invention having the above-described configuration will be described.
먼저, 상기 주장치(200)는 에너지 저장 장치(100)의 BMS, PMS로부터 배터리 및 PCS에 대한 상태정보를 계측주기에 따라 주기적으로 모니터링하여 해당 에너지 저장 장치(100)대한 정보를 수집하는 단계를 수행한다(S100).First, the main device 200 periodically monitors the state information of the battery and PCS from the BMS and PMS of the energy storage device 100 according to a measurement cycle, and collects information about the energy storage device 100. Do (S100).
상기 주장치(200)는 상기 S100 단계에서 수집한 에너지 저장 장치(100)에 대한 상태정보(Battery Rack, Rack별 Module 및 Cell 개수, Rack 전압차 설정값)를 DB나 고유메모리에 저장하는 단계를 병행하여 수행할 수도 있다.The main device 200 concurrently stores the status information (battery rack, number of modules and cells per rack, rack voltage difference setting value) of the energy storage device 100 collected in step S100 in a DB or a unique memory. You can also do it.
상기 주장치(200)는 상기 S100 단계에서 계측주기에 따라 수집된 상태정보를 바탕으로 배터리 보호 로직을 구동하는 단계를 수행한다(S200).The main device 200 performs the step of driving the battery protection logic based on the state information collected according to the measurement period in step S100 (S200).
상기 주장치(200)는 상기 S200 단계에서 구동한 배터리 보호 로직의 수행결과를 해당 주장치(200)의 관리자 단말기로 전송하여 해당 관리자 단말기를 소지한 관리자에게 알리는 단계를 수행한다(S300).The main device 200 transmits the execution result of the battery protection logic driven in step S200 to the manager terminal of the corresponding main device 200 to notify the manager who has the corresponding manager terminal (S300).
도 3을 참조하여 상기 S200 단계에 대해 보다 구체적으로 설명한다.The step S200 will be described in more detail with reference to FIG. 3.
상기 주장치(200)는 상기 에너지 저장 장치(100)의 PCS(전력변환시스템:121)가 동작 중인지 판단하는 단계를 수행한다(S210).The main device 200 performs a step of determining whether the PCS (power conversion system: 121) of the energy storage device 100 is operating (S210).
상기 주장치(200)는 상기 S210 단계에서 PCS(전력변환시스템:121)가 동작 중이지 않은 경우 배터리 보호 로직을 종료한다.The main device 200 terminates the battery protection logic when the PCS (power conversion system: 121) is not operating in step S210.
반면, 상기 주장치(200)는 상기 S210 단계에서 PCS(전력변환시스템:121)가 동작 중인 경우, 상기 BMS로부터 배터리 랙 전압을 계측하는 단계를 수행한다(S220).On the other hand, when the PCS (power conversion system: 121) is operating in step S210, the main device 200 performs a step of measuring the battery rack voltage from the BMS (S220).
도 4를 참조하여 상기 S220 단계에 대해 보다 구체적으로 설명한다.The step S220 will be described in more detail with reference to FIG. 4.
먼저, 상기 주장치(200)는 배터리 랙 전압 계측이 가능한지 판단하는 단계를 수행한다(S221).First, the main device 200 performs a step of determining whether it is possible to measure the voltage of the battery rack (S221).
상술한 바와 같이 상기 S221 단계에서 바로 배터리 랙 전압 계측이 가능하면 후술한 바와 같이 계측된 배터리 랙 전압을 정렬하는 단계(S230)를 수행한다.As described above, if it is possible to measure the battery rack voltage immediately in step S221, a step (S230) of aligning the measured battery rack voltage as described later is performed.
즉, 상기 배터리 랙의 개수를 N이라고 할 때, 배열 V[N] 크기의 일차원 배열을 생성하여 값을 저장하고, 정렬알고리즘을 통해 내림차순으로 정렬한다.That is, when the number of battery racks is N, a one-dimensional array of size V[N] is created to store values, and sorted in descending order through a sorting algorithm.
상기 정렬알고리즘은 버블정렬, 선택정렬, 또는 삽입정렬 등의 알고리즘이 해당될 수 있다.The alignment algorithm may correspond to an algorithm such as bubble alignment, selection alignment, or insertion alignment.
한편, 상기 S221 단계에서 배터리 전압 계측이 불가능한 경우 배터리 랙을 구성하는 배터리 모듈의 전압 계측이 가능한지 판단하는 단계를 수행한다(S222).Meanwhile, when it is impossible to measure the battery voltage in step S221, a step of determining whether voltage measurement of the battery modules constituting the battery rack is possible is performed (S222).
상기 주장치(200)는 S222 단계에서 배터리 모듈(Module)의 전압 계측이 가능한 경우 해당 배터리 모듈 전압의 합계를 계산하는 단계를 수행한다(S223).When it is possible to measure the voltage of the battery module in step S222, the main device 200 calculates the sum of the voltages of the corresponding battery modules (S223).
보다 구체적으로, 상기 주장치(200)는 배터리 모듈의 전압 값 계측이 가능한 경우 랙 모듈의 개를 R, n번 랙 모듈의 전압값을 nMVR이라고 할 때, 각 랙 전압 값은 아래의 [수학식 1]과 같이 산출된다.More specifically, when the main device 200 is capable of measuring the voltage value of the battery module, when the number of rack modules is R, and the voltage value of the n-time rack module is nMV R , each rack voltage value is the following [Equation 1].
한편, 상기 주장치(200)는 S222 단계에서 배터리 모듈의 전압 계측이 불가능한 경우 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀(CELL)의 전압 계측이 가능한지 판단하는 단계를 수행한다(S224).Meanwhile, when the voltage measurement of the battery module is impossible in step S222, the main device 200 determines whether it is possible to measure the voltage of the battery cell CELL constituting the battery module (S224).
상기 주장치(200)는 상기 S224 단계에서 배터리 셀의 전압 계측이 가능한 경우 해당 배터리 셀 전압의 합계를 계산하는 단계를 수행한다(S225).When it is possible to measure the voltage of the battery cell in step S224, the main device 200 calculates the sum of the voltages of the corresponding battery cells (S225).
보다 구체적으로, 상기 주장치(200)는 상기 S225 단계에서 배터리 셀의 전압 값 계측이 가능한 경우, 배터리 랙(Rack)의 셀(CELL) 개수를 L, n번 랙의 셀 전압 값을 nCVL이라고 할 때, 각 랙 전압 값은 아래의 [수학식 2]와 같이 산출한다.More specifically, when the main device 200 can measure the voltage value of the battery cell in the step S225, the number of cells in the battery rack is L, and the cell voltage value of the nth rack is nCV L. At this time, each rack voltage value is calculated as shown in [Equation 2] below.
반면, 상기 주장치(200)는 상기 S224 단계에서 배터리 셀(Cell)의 전압 계측이 불가능한 경우 상기 배터리 보호 로직을 종료하는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the main device 200 terminate the battery protection logic when it is impossible to measure the voltage of the battery cell in step S224.
한편, 상기 주장치(200)는 상기 S223 단계 또는 상기 S225 단계 이후, 계산된 배터리 모듈 전압 또는 배터리 셀 전압을 배터리 랙 전압으로 산정하는 단계를 더 수행한다(S226).Meanwhile, the main device 200 further performs a step of calculating the calculated battery module voltage or battery cell voltage as a battery rack voltage after step S223 or step S225 (S226).
상기 주장치(200)는 상기 S220 단계에서 계측한 상기 배터리 랙 전압을 내림차순으로 정렬하여 배열에 저장하는 단계를 수행한다(S230).The main device 200 performs a step of sorting the battery rack voltage measured in step S220 in descending order and storing it in an array (S230).
상기 주장치(200)는 상기 배터리 랙 전압의 편차를 계산하여 기설정된 랙 전압차(X) 보다 큰지 판단하는 단계를 수행한다(S240).The main device 200 calculates a deviation of the battery rack voltage and determines whether it is greater than a preset rack voltage difference X (S240).
보다 구체적으로, S240 단계에서 상기 주장치(200)는 상기 S230 단계에서 일차원 배열에 내림차순으로 정렬된 배터리 랙 전압값을 기준으로 전압값이 가장 큰 0번째 배열값에서 전압값이 가장 작은 n-1 배열값의 편차를 구하고, 해당 값이 미리 설정한 랙 전압차(X) 보다 큰지 아래의 [수학식 3]과 같이 계산한다.More specifically, in step S240, the main device 200 is an n-1 array with the smallest voltage value from the 0th array value having the largest voltage value based on the battery rack voltage values arranged in descending order in a one-dimensional array in step S230. Calculate the deviation of the value, and calculate whether the corresponding value is greater than the preset rack voltage difference (X) as shown in [Equation 3] below.
상기 주장치(200)는 상기 S240 단계에서 배터리 랙 전압 편차가 설정 전압차 보다 작은 경우 배터리 보호 로직을 종료한다. The main device 200 terminates the battery protection logic when the battery rack voltage deviation is less than the set voltage difference in step S240.
반면, 상기 주장치(200)는 상기 S240 단계에서 배터리 랙 전압 편차가 설정 전압차 보다 큰 경우 동작중인 상기 PCS를 정지시키는 단계를 수행한다(S250). On the other hand, the main device 200 performs the step of stopping the operating PCS when the battery rack voltage deviation is greater than the set voltage difference in step S240 (S250).
이후, 상기 주장치(200)는 상기 S200단계에서 구동한 배터리 보호 로직의 수행결과 즉, PCS 정지 제어 결과를 해당 주장치(200)의 관리자 단말기로 전송하여 해당 관리자 단말기를 소지한 관리자에게 알리는 단계를 수행한다(S300).Thereafter, the main device 200 transmits the execution result of the battery protection logic driven in the step S200, that is, the result of the PCS stop control, to the manager terminal of the corresponding main device 200 and notifies the manager holding the corresponding manager terminal. Do (S300).
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.In the above, the technical idea of the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, but this is illustrative of a preferred embodiment of the present invention and does not limit the present invention. In addition, it is obvious that any person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
100 : 에너지 저장 장치
110 : BMS(배터리관리시스템)
111 : 배터리(Battery)
120 : PMS(전력관리시스템)
121 : PCS(전력변환시스템)
200 : 주장치(EMS)
EMS : ENERGY MANAGEMENT SYSTEM
ESS : ENERGY STORAGE SYSTEM
PCS : POWER CONVERTER SYSTEM
BMS : BATTERY MANAGEMENT SYSTEM
PMS : POWER MANAGENENT SYSTEM100: energy storage device
110: BMS (battery management system)
111: Battery
120: PMS (Power Management System)
121: PCS (power conversion system)
200: main device (EMS)
EMS: ENERGY MANAGEMENT SYSTEM
ESS: ENERGY STORAGE SYSTEM
PCS: POWER CONVERTER SYSTEM
BMS: BATTERY MANAGEMENT SYSTEM
PMS: POWER MANAGENENT SYSTEM
Claims (7)
(b) 상기 주장치가 상기 (a)단계에서 수집한 상기 에너지 저장 장치의 상태정보를 가지고 배터리 보호 로직을 구동시키는 단계; 및
(c) 상기 주장치가 상기 (b)단계에서 구동시킨 배터리 보호 로직의 수행결과를 해당 주장치의 관리자 단말기로 전송하여 관리자에게 알리고 상기 PCS를 정지시키는 단계;를 포함하되,
상기 (b)단계는
(b-1) 상기 주장치가 상기 에너지 저장 장치의 PCS가 동작 중인지 판단하는 단계;
(b-2) 상기 주장치가 상기 (b-1)단계에서 상기 PCS가 동작 중인 경우, 상기 BMS로부터 배터리 랙(Rack) 전압을 계측하는 단계;
(b-3) 상기 주장치가 상기 (b-2)단계에서 계측한 상기 배터리 랙(Rack) 전압을 내림차순으로 정렬하여 배열에 저장하는 단계;
(b-4) 상기 주장치가 상기 배터리 랙(Rack) 전압 편차를 계산하여 기설정된 랙(Rack) 전압차와 크기를 비교하는 단계; 및
(b-5) 상기 주장치가 상기 (b-4)단계에서 배터리 랙(Rack) 전압 편차가 설정 전압차 보다 큰 경우 동작중인 상기 PCS를 정지시키는 단계;를 포함하는 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법.
(a) collecting, by the main device, information on an energy storage device comprising a BMS including a battery and a PMS including a PCS;
(b) driving, by the main device, a battery protection logic with the state information of the energy storage device collected in step (a); And
(c) the main device transmitting the execution result of the battery protection logic driven in step (b) to the manager terminal of the corresponding main device to notify the manager and stopping the PCS; including,
Step (b)
(b-1) the main device determining whether the PCS of the energy storage device is operating;
(b-2) the main device measuring a battery rack voltage from the BMS when the PCS is operating in step (b-1);
(b-3) arranging the battery rack voltage measured in step (b-2) in descending order by the main device and storing them in an array;
(b-4) comparing, by the main device, a voltage difference with a preset rack voltage by calculating a voltage deviation of the battery rack; And
(b-5) stopping the operating PCS when the main device has a battery rack voltage deviation greater than a set voltage difference in the step (b-4); Protection method.
상기 주장치는
상기 (b-1)단계에서 상기 PCS가 동작중이지 않고, 상기 (b-4)단계에서 배터리 랙(Rack) 전압 편차가 설정 전압차 보다 작은 경우 상기 배터리 보호 로직을 종료하는 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법.
The method of claim 2,
Above claim
Energy storage by EMS that terminates the battery protection logic when the PCS is not operating in step (b-1) and the voltage deviation of the battery rack in step (b-4) is less than the set voltage difference How to protect the device's battery.
상기 (b-2)단계는
(b-2-1) 상기 주장치가 상기 배터리 랙(Rack) 전압 계측이 가능한지 판단하는 단계;
(b-2-2) 상기 주장치가 상기 (b-2-1)단계에서 배터리 랙(Rack) 전압 계측이 불가능한 경우 배터리 랙(Rack)을 구성하는 배터리 모듈(Module) 전압 계측이 가능한지 판단하는 단계; 및
(b-2-3) 상기 주장치가 상기 (b-2-2)단계에서 배터리 모듈(Module)의 전압 계측이 가능한 경우 해당 배터리 모듈(Module) 전압의 합계를 계산하는 단계;를 포함하는 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법.
The method of claim 2,
Step (b-2)
(b-2-1) determining whether the main device is capable of measuring the voltage of the battery rack;
(b-2-2) If the main device is unable to measure the voltage of the battery rack in the step (b-2-1), determining whether it is possible to measure the voltage of the battery modules constituting the battery rack. ; And
(b-2-3) If the main device is capable of measuring the voltage of the battery module in step (b-2-2), calculating the sum of the voltages of the corresponding battery modules; Battery protection method of energy storage device by.
상기 (b-2)단계는
(b-2-4) 상기 주장치가 상기 (b-2-2)단계에서 배터리 모듈(Module)의 전압 계측이 불가능한 경우 배터리 모듈(Module)을 구성하는 배터리 셀(Cell)의 전압 계측이 가능한지 판단하는 단계; 및
(b-2-5) 상기 주장치는 상기 (b-2-4) 단계에서 배터리 셀(Cell)의 전압 계측이 가능한 경우 해당 배터리 셀(Cell) 전압의 합계를 계산하는 단계;를 더 포함하는 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법.
The method of claim 4,
Step (b-2)
(b-2-4) If the main device is unable to measure the voltage of the battery module in step (b-2-2), it is determined whether it is possible to measure the voltage of the battery cell constituting the battery module. Step to do; And
(b-2-5) the step of calculating the sum of the voltage of the battery cell (Cell) when it is possible to measure the voltage of the battery cell (Cell) in the step (b-2-4); EMS further comprising Battery protection method of energy storage device by.
(b-2-6) 상기 주장치가 상기 (b-2-3)단계 또는 상기 (b-2-5)단계 이후, 계산된 배터리 모듈(Module) 전압 또는 배터리 셀(Cell) 전압을 배터리 랙(Rack) 전압으로 산정하는 단계;를 더 포함하는 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법.
The method according to claim 4 or 5,
(b-2-6) After the step (b-2-3) or step (b-2-5), the main device converts the calculated battery module voltage or battery cell voltage to a battery rack ( Rack) calculating the voltage; the battery protection method of the energy storage device by EMS further comprising.
상기 주장치는
상기 (b-2-4) 단계에서 배터리 셀(Cell)의 전압 계측이 불가능한 경우 상기 배터리 보호 로직을 종료하는 EMS에 의한 에너지 저장 장치의 배터리 보호 방법.The method of claim 5,
Above claim
In the step (b-2-4), when it is impossible to measure the voltage of the battery cell, the battery protection method of the energy storage device by EMS is terminated.
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2019
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