KR102222560B1 - An energy storage system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에너지 저장 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 DC(Direct Current) 배전망의 전력을 관리하는 에너지 저장 시스템에 있어서, 상기 DC 배전망에 연결되고, 상기 DC 배전망의 전압 변화를 감지하는 제1 컨버터, 상기 DC 배전망에 연결되는 제2 컨버터, 상기 제2 컨버터에 연결되고, 상기 제2 컨버터에 의해 전압이 제어되는 제1 부하, 상기 DC 배전망에 연결되는 제3 컨버터, 상기 제3 컨버터에 연결되고, 적어도 하나 이상의 PV(Photovoltaic) 패널에서 생산된 전력을 공급받으며, 상기 제3 컨버터에 의해 충방전이 제어되는 제1 배터리 및 상기 제1 컨버터에 연결되고, 상기 제1 컨버터에 의해 충방전이 제어되는 제2 배터리를 포함한다.The present invention relates to an energy storage system. An energy storage system according to an embodiment of the present invention is an energy storage system that manages power of a direct current (DC) distribution network, wherein the first converter is connected to the DC distribution network and senses a change in voltage of the DC distribution network. , A second converter connected to the DC distribution network, a first load connected to the second converter and whose voltage is controlled by the second converter, a third converter connected to the DC distribution network, and the third converter It is connected, receives power generated from at least one photovoltaic (PV) panel, is connected to the first battery and the first converter, the charging and discharging is controlled by the third converter, charging and discharging by the first converter It includes a controlled second battery.
Description
본 발명은 전력 수급 상태를 효율적으로 관리할 수 있는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage system capable of efficiently managing power supply and demand conditions.
에너지 저장 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 Energy Storage System is a system that increases energy efficiency by storing generated power in each connected system including power plants, substations, and transmission lines, and then selectively and efficiently using the power when it is needed.
에너지 저장 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.The energy storage system can reduce the power generation unit cost and reduce the investment and operation costs required for power facility expansion, if the overall load ratio is improved by leveling the electric loads that fluctuate over time and season, thereby lowering electricity bills and saving energy. can do.
이러한 에너지 저장 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.These energy storage systems are 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 for functions such as emergency power.
또한 에너지 저장 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.In addition, energy storage systems are 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.
여기에서, 도 1을 참조하여, 종래의 에너지 저장 시스템에 대해 설명하도록 한다.Here, with reference to FIG. 1, a conventional energy storage system will be described.
도 1은 종래의 에너지 저장 시스템을 설명하는 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a conventional energy storage system.
종래의 에너지 저장 시스템에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, PV(Photovoltaic) 패널(PV)에서 생산된 전력이 DC-DC 컨버터(50)를 통해 변환되어 복수개의 부하(30, 31, 32, 33)로 제공된다. 또한 계통(10)에서 생성된 전력은 AC-DC 컨버터(25)를 통해 변환되어 복수개의 부하(30, 31, 32, 33)로 제공된다. In a conventional energy storage system, as shown in FIG. 1, power produced by a photovoltaic (PV) panel (PV) is converted through a DC-
다만, PV 패널(PV)은 신재생에너지(즉, 태양광)를 토대로 발전하기 때문에 전력 공급이 불안정하다는 점 및 비상 발전기 또는 UPS(Uninterruptible Power Supply) 구조가 갖추어지지 않은 경우 계통 정전시 문제 해결 방안이 없다는 점에서 개선된 에너지 저장 시스템의 필요성이 대두되고 있다. However, because PV panels (PV) generate power based on new and renewable energy (i.e., solar), power supply is unstable, and when emergency generators or UPS (Uninterruptible Power Supply) structures are not in place, solutions to problems in the event of a grid outage. In the absence of this, the need for an improved energy storage system is emerging.
본 발명은 PV 패널의 불안정한 전력 공급을 보완하고, DC 배전망 또는 계통에 문제가 발생시 무정전(즉, 무순단)으로 전력을 공급할 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an energy storage system capable of supplementing unstable power supply of a PV panel and supplying power uninterruptedly (ie, non-interrupted) when a problem occurs in a DC distribution network or a grid.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 DC(Direct Current) 배전망의 전력을 관리하는 에너지 저장 시스템에 있어서, DC 배전망에 연결되고, DC 배전망의 전압 변화를 감지하는 제1 컨버터, DC 배전망에 연결되는 제2 컨버터, 제2 컨버터에 연결되고, 제2 컨버터에 의해 전압이 제어되는 제1 부하, DC 배전망에 연결되는 제3 컨버터, 제3 컨버터에 연결되고, 적어도 하나 이상의 PV(Photovoltaic) 패널에서 생산된 전력을 공급받으며, 제3 컨버터에 의해 충방전이 제어되는 제1 배터리 및 제1 컨버터에 연결되고, 제1 컨버터에 의해 충방전이 제어되는 제2 배터리를 포함한다.In order to achieve the above object, the energy storage system according to an embodiment of the present invention is an energy storage system that manages power of a direct current (DC) distribution network, which is connected to a DC distribution network and changes the voltage of the DC distribution network. A first converter that senses a signal, a second converter connected to the DC distribution network, a first load connected to the second converter and whose voltage is controlled by the second converter, a third converter connected to the DC distribution network, and a third converter Connected to, receiving power produced from at least one photovoltaic (PV) panel, connected to a first battery and a first converter, which charge/discharge is controlled by a third converter, and charge/discharge is controlled by the first converter And a second battery.
상기 제2 배터리에 연결되는 제4 컨버터 및 제4 컨버터에 연결되고, 제4 컨버터에 의해 전력이 제어되는 비상 발전기를 더 포함한다.It further includes a fourth converter connected to the second battery and an emergency generator connected to the fourth converter, the power is controlled by the fourth converter.
상기 제2 배터리에 연결되고, 전력을 생산하여 제2 배터리로 공급하는 풍력 발전기를 더 포함한다.It is connected to the second battery, and further includes a wind power generator for generating power and supplying it to the second battery.
상기 DC 배전망에 연결되는 제5 컨버터 및 제5 컨버터에 연결되고, 제5 컨버터에 의해 전압이 제어되는 제2 부하를 더 포함한다.A fifth converter connected to the DC distribution network and a second load connected to the fifth converter and whose voltage is controlled by the fifth converter are further included.
상기 제1 컨버터는 제2 배터리의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되고, 제2 컨버터는 제1 부하의 전압을 제어하기 위해 CVCF 모드로 구동되며, 제3 컨버터는 제1 배터리의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되고, 제4 컨버터는 비상 발전기의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되며, 제5 컨버터는 제2 부하의 전압을 제어하기 위해 CVCF 모드로 구동된다.The first converter is driven in a power control mode to control the power of the second battery, the second converter is driven in the CVCF mode to control the voltage of the first load, and the third converter controls the power of the first battery. It is driven in the power control mode to control, the fourth converter is driven in the power control mode to control the power of the emergency generator, and the fifth converter is driven in the CVCF mode to control the voltage of the second load.
상기 제1 컨버터는 제2 배터리로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 DC 배전망에 제공하거나 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제2 배터리에 제공하고, 제2 컨버터는 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제1 부하에 제공하고, 제3 컨버터는 제1 배터리로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 DC 배전망에 제공하거나 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제1 배터리에 제공하고, 제4 컨버터는 비상 발전기로부터 제공받은 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제2 배터리에 제공하고, 제5 컨버터는 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 제2 부하에 제공한다.The first converter converts the DC voltage provided from the second battery into a DC voltage and provides it to the DC distribution network or converts the DC voltage provided from the DC distribution network to a DC voltage and provides it to the second battery, and the second converter The DC voltage provided from the DC distribution network is converted into a DC voltage and provided to the first load, and the third converter converts the DC voltage provided from the first battery into a DC voltage and supplied to the DC distribution network or provided from the DC distribution network. The received DC voltage is converted into DC voltage and provided to the first battery, the fourth converter converts the AC voltage provided from the emergency generator to the DC voltage and provides it to the second battery, and the fifth converter is provided from the DC distribution network. The DC voltage is converted into an AC voltage and provided to the second load.
상기 DC 배전망의 전압이 미리 설정된 시간 내에 미리 설정된 기준값 이하로 감소되는 경우, 제1 컨버터는 DC 배전망의 전압을 제어하기 위해 DC 전압 제어 모드로 구동되고, 제2 배터리를 방전시켜 방전된 전력을 DC 배전망에 무순단 상태로 공급한다.When the voltage of the DC distribution network decreases below a preset reference value within a preset time, the first converter is driven in the DC voltage control mode to control the voltage of the DC distribution network, and discharged power by discharging the second battery. Is supplied to the DC distribution network in an uninterrupted state.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 계통 및 계통에 연계된 DC 배전망의 전력을 관리하는 에너지 저장 시스템에 있어서, 계통과 DC 배전망 사이에 연결되어 DC 배전망의 전압을 제어하는 제1 컨버터, DC 배전망에 연결되는 제2 컨버터, 제2 컨버터에 연결되고, 제2 컨버터에 의해 전압이 제어되는 제1 부하, DC 배전망에 연결되는 제3 컨버터, 제3 컨버터에 연결되고, 적어도 하나 이상의 PV(Photovoltaic) 패널에서 생산된 전력을 공급받으며, 제3 컨버터에 의해 충방전이 제어되는 제1 배터리, DC 배전망에 연결되는 제4 컨버터 및 제4 컨버터에 연결되고, 제4 컨버터에 의해 충방전이 제어되는 제2 배터리를 포함한다.In order to achieve the above object, an energy storage system according to another embodiment of the present invention is an energy storage system that manages power of a grid and a DC distribution network connected to the grid. A first converter that controls the prospective voltage, a second converter connected to the DC distribution network, a first load connected to the second converter and whose voltage is controlled by the second converter, a third converter connected to the DC distribution network, A first battery connected to a third converter, receiving power generated from at least one photovoltaic (PV) panel, and controlling charge/discharge by a third converter, a fourth converter and a fourth converter connected to the DC distribution network And a second battery connected to and controlling charging and discharging by a fourth converter.
상기 제2 배터리에 연결되는 제5 컨버터 및 제5 컨버터에 연결되고, 제5 컨버터에 의해 전력이 제어되는 비상 발전기를 더 포함한다.It further includes a fifth converter connected to the second battery and an emergency generator connected to the fifth converter and controlling power by the fifth converter.
상기 제2 배터리에 연결되고, 전력을 생산하여 제2 배터리로 공급하는 풍력 발전기를 더 포함한다.It is connected to the second battery, and further includes a wind power generator for generating power and supplying it to the second battery.
상기 DC 배전망에 연결되는 제6 컨버터 및 제6 컨버터에 연결되고, 제6 컨버터에 의해 전압이 제어되는 제2 부하를 더 포함한다.It further includes a sixth converter connected to the DC distribution network and a second load connected to the sixth converter and whose voltage is controlled by the sixth converter.
상기 제1 컨버터는 DC 배전망의 전압을 제어하기 위해 DC 전압 제어 모드로 구동되고, 제2 컨버터는 제1 부하의 전압을 제어하기 위해 CVCF 모드로 구동되며, 제3 컨버터는 제1 배터리의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되고, 제4 컨버터는 제2 배터리의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되며, 제5 컨버터는 비상 발전기의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되고, 제6 컨버터는 제2 부하의 전압을 제어하기 위해 CVCF 모드로 구동된다.The first converter is driven in the DC voltage control mode to control the voltage of the DC distribution network, the second converter is driven in the CVCF mode to control the voltage of the first load, and the third converter is the power of the first battery. Is driven in a power control mode to control power, the fourth converter is driven in a power control mode to control power of the second battery, and the fifth converter is driven in a power control mode to control power of the emergency generator, The sixth converter is driven in CVCF mode to control the voltage of the second load.
상기 제1 컨버터는 계통으로부터 제공받은 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 DC 배전망에 제공하거나 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 계통에 제공하고, 제2 컨버터는 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제1 부하에 제공하고, 제3 컨버터는 제1 배터리로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 DC 배전망에 제공하거나 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제1 배터리에 제공하고, 제4 컨버터는 제2 배터리로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 DC 배전망에 제공하거나 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제2 배터리에 제공하고, 제5 컨버터는 비상 발전기로부터 제공받은 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제2 배터리에 제공하고, 제6 컨버터는 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 제2 부하에 제공한다.The first converter converts the AC voltage provided from the grid into a DC voltage and provides it to the DC distribution network, or converts the DC voltage provided from the DC distribution network into an AC voltage and provides it to the system, and the second converter is provided from the DC distribution network. The received DC voltage is converted into a DC voltage and supplied to the first load, and the third converter converts the DC voltage provided from the first battery into a DC voltage and supplied to the DC distribution network or the DC voltage supplied from the DC distribution network. Converts the DC voltage to a first battery, and the fourth converter converts the DC voltage provided from the second battery to a DC voltage and provides it to the DC distribution network or converts the DC voltage provided from the DC distribution network to a DC voltage. Provided to the second battery, the fifth converter converts the AC voltage provided from the emergency generator into a DC voltage and provides it to the second battery, and the sixth converter converts the DC voltage provided from the DC distribution network to the AC voltage to control the voltage. 2 Provide to the load.
상기 계통에 문제가 발생한 경우, 제1 컨버터는 구동이 중단되고, 제4 컨버터는 DC 배전망의 전압을 제어하기 위해 DC 전압 제어 모드로 구동되고, 제2 배터리를 방전시켜 방전된 전력을 DC 배전망에 무순단 상태로 공급한다.When a problem occurs in the system, the driving of the first converter is stopped, the fourth converter is driven in a DC voltage control mode to control the voltage of the DC distribution network, and the discharged power is distributed to DC by discharging the second battery. It is supplied in a non-transmitted state to the prospect.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, PV 패널의 불안정한 전력 공급을 보완하고, DC 배전망 또는 계통에 문제가 발생시 무정전으로 전력을 공급할 수 있는바, 전력 수급 상태의 효율적이고 안정적인 관리가 가능하다.As described above, according to the present invention, it is possible to supplement the unstable power supply of the PV panel, and to supply power uninterruptedly when a problem occurs in the DC distribution network or the system, and efficient and stable management of the power supply and demand state is possible.
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 with explanation of specific matters for carrying out the present invention.
도 1은 종래의 에너지 저장 시스템을 설명하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하는 개략도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 에너지 저장 시스템의 전력 흐름을 설명하는 개략도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하는 개략도이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 에너지 저장 시스템의 전력 흐름을 설명하는 개략도들이다.1 is a schematic diagram illustrating a conventional energy storage system.
2 is a schematic diagram illustrating an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are schematic diagrams illustrating the power flow of the energy storage system of FIG. 2.
5 is a schematic diagram illustrating an energy storage system according to another embodiment of the present invention.
6 and 7 are schematic diagrams illustrating the power flow of the energy storage system of FIG. 5.
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, a person 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 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하도록 한다.Hereinafter, an energy storage system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하는 개략도이다. 도 3 및 도 4는 도 2의 에너지 저장 시스템의 전력 흐름을 설명하는 개략도들이다.2 is a schematic diagram illustrating an energy storage system according to an embodiment of the present invention. 3 and 4 are schematic diagrams illustrating the power flow of the energy storage system of FIG. 2.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1)은 DC 배전망(20; 즉, DC 계통)의 전력을 관리할 수 있다.First, referring to FIG. 2, the
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1)은 제1 컨버터(100), 제2 컨버터(150), 제3 컨버터(200), 제4 컨버터(250), 제5 컨버터(270), 제1 배터리(300), 제2 배터리(350), 제3 배터리(400), 제1 부하(450), 제2 부하(455), 비상 발전기(500), 풍력 발전기(600)를 포함할 수 있다.Specifically, the
또한, 에너지 저장 시스템(1)은 DC 배전망(20) 뿐만 아니라 적어도 하나 이상의 PV 패널(예를 들어, PV1~PV7)도 더 포함할 수 있고, 제1 부하(450), 제2 부하(455), 제2 컨버터(150), 제5 컨버터(270), PV 패널(PV1~PV7) 등의 개수는 변동될 수 있으며, 제1 배터리(300)와 제2 배터리(350) 중 어느 하나만 포함할 수도 있다. In addition, the
여기에서, 부하(450, 455)는 예를 들어, 가정, 대형 건물, 공장 등을 포함할 수 있다. 또한 PV 패널(예를 들어, PV1~PV7)은 태양광 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 시스템이고, 풍력 발전기(600)는 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 시스템일 수 있다. Here, the
다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는, 에너지 저장 시스템(1)이 제1 컨버터(100), 제2 컨버터(150), 제3 컨버터(200), 제4 컨버터(250), 제5 컨버터(270), 제1 배터리(300), 제2 배터리(350), 제3 배터리(400), 제1 부하(450), 제2 부하(455), 비상 발전기(500), 풍력 발전기(600)를 포함하고, 제1 PV 패널 그룹(PVG1)은 4개의 PV 패널(PV1~PV4)을 포함하며, 제2 PV 패널 그룹(PVG2)은 3개의 PV 패널(PV5~PV7)을 포함하고, 제1 부하(450)는 4개의 부하(451~454;제1-1부하~제1-4부하)를 포함하고, 제2 컨버터(150)도 4개의 컨버터(151~154)를 포함하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.However, for convenience of explanation, in an embodiment of the present invention, the
제1 컨버터(100)는 DC 배전망(20)에 연결되고, DC 배전망(20)의 전압 변화를 감지할 수 있다. The
구체적으로, 제1 컨버터(100)는 DC 배전망(20)과 제3 배터리(400) 사이에 연결되고, DC 배전망(20)의 전압 변화를 감지하며, 제3 배터리(400)의 충방전을 제어할 수 있다.Specifically, the
또한 제1 컨버터(100)는 제3 배터리(400)로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 DC 배전망(20)에 제공하거나 DC 배전망(20)으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제3 배터리(400)에 제공할 수 있다. In addition, the
이에 따라, 제1 컨버터(100)는 DC-DC 컨버터일 수 있다.Accordingly, the
여기에서, DC 전압을 DC 전압으로 변환한다는 의미는 DC 전압을 다른 레벨의 DC 전압으로 승압하거나 감압한다는 것을 의미할 수 있다.Here, the meaning of converting the DC voltage to the DC voltage may mean boosting or reducing the DC voltage to a DC voltage of a different level.
또한 제1 컨버터(100)는 DC 배전망(20)의 전압(즉, 전력 상태)이 정상인 경우, 제3 배터리(400)의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동될 수 있다. In addition, when the voltage (ie, power state) of the
구체적으로, 제1 컨버터(100)는 DC 배전망(20)의 전압이 정상 상태일 때, 제3 배터리(400)의 SOC(State of Charge), DC 배전망(20)의 전력 상태, 제1 및 제2 부하(450, 455)의 소모 전력량 등을 기반으로 제3 배터리(400)의 충방전을 수행할 수 있다. 즉, 제1 컨버터(100)는 예를 들어, 최대부하시간(부하의 전력소비량이 최대일 때)에는 제3 배터리(400)를 방전시키고, 최소부하시간(부하의 전력소비량이 최소일 때)에는 제3 배터리(400)를 충전시킴으로써 피크 저감 기능을 수행할 수 있다.Specifically, when the voltage of the
반면에, DC 배전망(20)의 전압에 문제가 생긴 경우(예를 들어, 전압이 미리 설정된 시간 내에 미리 설정된 기준값 이하로 감소; 전압 급감) 에, 제1 컨버터(100)는 DC 배전망(20)의 전압을 제어할 수 있다.On the other hand, when a problem occurs in the voltage of the DC distribution network 20 (for example, the voltage decreases below a preset reference value within a preset time; 20) voltage can be controlled.
구체적으로, 제1 컨버터(100)는 DC 배전망(20)의 전압 변화율(즉, 시간에 따른 DC 전압 변화율)을 감지함으로써, DC 배전망(20)의 전압에 문제가 발생했는지 여부를 파악할 수 있다. Specifically, the
또한 제1 컨버터(100)는 DC 배전망(20)의 전압 변화 감지 결과를 토대로 DC 배전망(20)의 전압을 제어할 수 있다. In addition, the
즉, DC 배전망(20)의 전압에 문제가 발생한 경우, 제1 컨버터(100)가 DC 배전망(20)의 전압을 제어하는바, 지체 없이(즉, 무순단 상태로) 제3 배터리(400)의 전력을 제1 및 제2 부하(450, 455)에 공급할 수 있다. That is, when a problem occurs in the voltage of the
제2 컨버터(150)는 DC 배전망(20)에 연결되고, 제1 부하(450)의 전압을 제어할 수 있다.The second converter 150 is connected to the
구체적으로, 제2 컨버터(150)는 DC 배전망(20)으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제1 부하(450)에 제공할 수 있다. 또한, 제2 컨버터(150)는 제1 부하(450)의 전압을 제어하기 위해 CVCF 모드로 구동될 수 있다. Specifically, the second converter 150 may convert the DC voltage provided from the
이에 따라, 제2 컨버터(150)는 DC-DC 컨버터일 수 있고, 제1 부하(450)는 DC 부하일 수 있다.Accordingly, the second converter 150 may be a DC-DC converter, and the
또한 제2 컨버터(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 부하(450)의 수(예를 들어, 4개)에 맞추어 복수개(예를 들어, 4개; 151~154)가 구비될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 2, the second converter 150 may be provided with a plurality (eg, 4; 151 to 154) according to the number (eg, 4) of the
제3 컨버터(200)는 DC 배전망(20)에 연결되고, 제1 배터리(300) 및 제2 배터리(350)의 충방전을 제어할 수 있다.The
구체적으로, 제3 컨버터(200)는 DC 배전망(20)과 제1 및 제2 배터리(300, 350) 사이에 연결되고, 제1 및 제2 배터리(300, 350)의 충방전을 제어할 수 있다.Specifically, the
또한 제3 컨버터(200)는 제1 및 제2 배터리(300, 350) 중 적어도 하나로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 DC 배전망(20)에 제공하거나 DC 배전망(20)으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제1 및 제2 배터리(300, 350) 중 적어도 하나에 제공할 수 있다. In addition, the
이에 따라, 제3 컨버터(200)는 DC-DC 컨버터일 수 있다.Accordingly, the
또한 제3 컨버터(200)는 제1 및 제2 배터리(300, 350)의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동될 수 있다. In addition, the
구체적으로, 제3 컨버터(200)는 제1 배터리(300)의 SOC, DC 배전망(20)의 전력 상태, 제1 및 제2 부하(450, 455)의 소모 전력량 등을 기반으로 제1 배터리(300)의 충방전을 수행할 수 있고, 제2 배터리(350)의 SOC, DC 배전망(20)의 전력 상태, 제1 및 제2 부하(450, 455)의 소모 전력량 등을 기반으로 제2 배터리(350)의 충방전을 수행할 수 있다. 즉, 제3 컨버터(200)는 예를 들어, 최대부하시간(부하의 전력소비량이 최대일 때)에는 제1 및 제2 배터리(300, 350) 중 적어도 하나를 방전시키고, 최소부하시간(부하의 전력소비량이 최소일 때)에는 제1 및 제2 배터리(300, 350) 중 적어도 하나를 충전시킴으로써 피크 저감 기능을 수행할 수 있다.Specifically, the
참고로, 제3 컨버터(200)는 전술한 제1 컨버터(100)를 대신하여 DC 배전망(20)의 전압을 제어하는 역할을 수행하거나 제1 컨버터(100)와 함께 DC 배전망(20)의 전압을 제어하는 역할을 수행할 수도 있으나, 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 제1 컨버터(100)가 DC 배전망(20)의 전압을 제어하는 역할을 수행하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. For reference, the
제4 컨버터(250)는 제3 배터리(400)와 비상 발전기(500) 사이에 연결될 수 있고, 비상 발전기(500)의 전력을 제어할 수 있다.The
구체적으로, 제4 컨버터(250)는 비상 발전기(500)로부터 제공받은 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 제3 배터리(400)에 제공할 수 있다. 또한, 제4 컨버터(250)는 비상 발전기(500)의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동될 수 있다. Specifically, the
이에 따라, 제4 컨버터(250)는 AC-DC 컨버터일 수 있다.Accordingly, the
제5 컨버터(270)는 DC 배전망(20)에 연결되고, 제2 부하(455)의 전압을 제어할 수 있다.The
구체적으로, 제5 컨버터(270)는 DC 배전망(20)으로부터 제공받은 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 제2 부하(455)에 제공할 수 있다. 또한, 제5 컨버터(270)는 제2 부하(455)의 전압을 제어하기 위해 CVCF 모드로 구동될 수 있다. Specifically, the
이에 따라, 제5 컨버터(270)는 DC-AC 컨버터일 수 있고, 제2 부하(455)는 AC 부하일 수 있다.Accordingly, the
또한 제5 컨버터(270)는 제2 부하(455)의 수에 맞추어 복수개가 구비될 수도 있다. In addition, a plurality of
제1 배터리(300)는 제3 컨버터(200)에 연결되고, 적어도 하나 이상의 PV 패널(PV1~PV4; 제1 PV 패널 그룹(PVG1))에서 생산된 전력을 공급받으며, 제3 컨버터(200)에 의해 충방전이 제어될 수 있다. The
또한 제1 배터리(300)는 적어도 하나 이상의 배터리 셀로 이루어질 수 있으며, 각 배터리 셀은 복수의 베어셀을 포함할 수 있다.In addition, the
참고로, 제1 배터리(300)는 제3 컨버터(200)를 통해 DC 배전망(20)의 전력을 공급받을 수도 있다. For reference, the
제2 배터리(350)는 제3 컨버터(200)에 연결되고, 적어도 하나 이상의 PV 패널(PV5~PV7; 제2 PV 패널 그룹(PVG2))에서 생산된 전력을 공급받으며, 제3 컨버터(200)에 의해 충방전이 제어될 수 있다. The
또한 제2 배터리(350)는 적어도 하나 이상의 배터리 셀로 이루어질 수 있으며, 각 배터리 셀은 복수의 베어셀을 포함할 수 있다.In addition, the
참고로, 제2 배터리(350)는 제3 컨버터(200)를 통해 DC 배전망(20)의 전력을 공급받을 수도 있다. For reference, the
제3 배터리(400)는 제1 컨버터(100)에 연결되고, 비상 발전기(500) 및 풍력 발전기(600)로부터 전력을 공급받으며, 제1 컨버터(100)에 의해 충방전이 제어될 수 있다. The third battery 400 is connected to the
또한 제3 배터리(400)는 적어도 하나 이상의 배터리 셀로 이루어질 수 있으며, 각 배터리 셀은 복수의 베어셀을 포함할 수 있다.In addition, the third battery 400 may include at least one battery cell, and each battery cell may include a plurality of bare cells.
참고로, 제3 배터리(400)는 제1 컨버터(100)를 통해 DC 배전망(20)의 전력을 공급받을 수도 있다. For reference, the third battery 400 may receive power from the
제1 부하(450)는 제2 컨버터(150)에 연결되고, 제2 컨버터(150)에 의해 전압(즉, 전력)이 제어될 수 있다.The
또한 제1 부하(450)는 예를 들어, 복수개(451~454; 제1-1부하~제1-4부하)일 수 있고, AC 부하일 수 있다.In addition, the
제2 부하(455)는 제5 컨버터(270)에 연결되고, 제5 컨버터(270)에 의해 전압(즉, 전력)이 제어될 수 있다.The
또한 제2 부하(455)는 예를 들어, 복수개일 수 있고, DC 부하일 수 있다.In addition, the
비상 발전기(500)는 제4 컨버터(250)에 연결되고, 제4 컨버터(250)에 의해 전력이 제어될 수 있다.The
구체적으로, 비상 발전기(500)는 예를 들어, 디젤 발전기를 포함할 수 있다. 또한 비상 발전기(500)는 DC 배전망(20)에 문제가 발생한 경우(예를 들어, DC 배전망(20)의 전압이 급감시), 제3 배터리(400)로 전력을 공급할 수 있다. 즉, 비상 발전기(500)는 제4 컨버터(250)를 통해 제3 배터리(400)로 전력을 공급할 수 있다.Specifically, the
풍력 발전기(600)는 제3 배터리(400)에 연결되고, 전력을 생산하여 제3 배터리(400)로 공급할 수 있다.The
구체적으로, 풍력 발전기(600)는 풍력(즉, 바람)을 이용하여 전력을 생산할 수 있고, 생산된 전력을 제3 배터리(400)로 공급할 수 있다. Specifically, the
풍력 발전기(600)에서 제3 배터리(400)로 공급되는 전력은 예를 들어, DC 전력일 수 있다. 만약 풍력 발전기(600)에서 제3 배터리(400)로 공급되는 전력이 AC 전력인 경우, 풍력 발전기(600) 역시 제4 컨버터(250)를 통해 제3 배터리(400)로 전력을 공급할 수 있다. Power supplied from the
참고로, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1)에는 통신부(미도시)와 상위 제어기(미도시)가 더 포함될 수 있다.For reference, although not shown in the drawings, the
통신부는 제1 컨버터(100)로부터 제3 배터리(400)의 SOC(State of Charge) 정보 또는 DC 배전망(20)의 전압 변화율 정보, 제2 컨버터(150)로부터 제1 부하(450)의 소모 전력 정보, 제3 컨버터(200)로부터 제1 및 제2 배터리(300, 350)의 SOC(State of Charge) 정보, 제4 컨버터(250)로부터 비상 발전기(500)의 구동 정보, 제5 컨버터(270)로부터 제2 부하(455)의 소모 전력 정보 등을 수신할 수 있다.The communication unit includes SOC (State of Charge) information of the third battery 400 from the
또한 통신부는 제1 내지 제5 컨버터(100, 150, 200, 250, 270)로부터 제공받은 정보를 상황에 따라, 상위 제어기(미도시) 및 제1 내지 제5 컨버터(100, 150, 200, 250, 270) 중 적어도 하나에 송신할 수도 있다. In addition, the communication unit receives information from the first to
이러한 통신부는 고속 통신 기반(예를 들어, CAN(Controller Area Network))으로 구현될 수 있고, 제1 내지 제5 컨버터(100, 150, 200, 250, 270) 및 상위 제어기와 유선 또는 무선 방식으로 통신할 수 있다.This communication unit may be implemented on a high-speed communication basis (for example, a controller area network (CAN)), and the first to
물론, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1)은 통신부를 포함하지 않을 수도 있다. 즉, 별도의 통신부 없이 제1 내지 제5 컨버터(100, 150, 200, 250, 270)와 상위 제어기가 서로 직접 통신할 수도 있다.Of course, the
또한 상위 제어기는 예를 들어, PLC(Programmable Logic Controller) 또는 EMS(Energy Management System)일 수 있고, 에너지 저장 시스템(1)의 모든 시퀀스 동작을 관제하며 각각의 상황에 따라 각 구성요소에 지령을 내려 동작을 수행하게 할 수도 있다. In addition, the host controller may be, for example, a PLC (Programmable Logic Controller) or EMS (Energy Management System), and it controls all sequence operations of the
이어서, 도 3을 참조하여, DC 배전망(20)의 전압이 정상 상태일 때 에너지 저장 시스템(1)에서의 전력 흐름을 살펴보면 다음과 같다.Next, referring to FIG. 3, a power flow in the
구체적으로, 제1 PV 패널 그룹(PVG1)에서 생산된 전력은 제1 배터리(300)로 제공되고, 제1 배터리(300)는 제3 컨버터(200)에 의해 방전되며, 제1 배터리(300)에서 방전된 전력은 제3 컨버터(200)를 통해 DC 배전망(20)으로 전달되고, DC 배전망(20)으로 전달된 전력은 제2 및 제5 컨버터(150, 270)를 통해 제1 및 제2 부하(450, 455)로 제공될 수 있다.Specifically, power produced by the first PV panel group PVG1 is provided to the
또한 제2 PV 패널 그룹(PVG2)에서 생산된 전력은 제2 배터리(350)로 제공되고, 제2 배터리(350)는 제3 컨버터(200)에 의해 방전되며, 제2 배터리(350)에서 방전된 전력은 제3 컨버터(200)를 통해 DC 배전망(20)으로 전달되고, DC 배전망(20)으로 전달된 전력은 제2 및 제5 컨버터(150, 270)를 통해 제1 및 제2 부하(450, 455)로 제공될 수 있다.In addition, power produced by the second PV panel group (PVG2) is provided to the
또한 풍력 발전기(600)에서 생산된 전력은 제3 배터리(400)로 제공되고, 제3 배터리(400)는 제1 컨버터(100)에 의해 방전되며, 제3 배터리(400)에서 방전된 전력은 제1 컨버터(100)를 통해 DC 배전망(20)으로 전달되고, DC 배전망(20)으로 전달된 전력은 제2 및 제5 컨버터(150, 270)를 통해 제1 및 제2 부하(450, 455)로 제공될 수 있다.In addition, the power produced by the
참고로, 제3 컨버터(200)를 통해 DC 배전망(20)으로 전달된 전력은 제3 배터리(400)로 전달될 수도 있고, 제1 컨버터(100)를 통해 DC 배전망(20)으로 전달된 전력은 제1 및 제2 배터리(300, 350) 중 적어도 하나로 전달될 수도 있다.For reference, the power delivered to the
반면에, 도 4를 참조하여, DC 배전망(20)의 전압에 문제가 발생했을 때 에너지 저장 시스템(1)에서의 전력 흐름을 살펴보면 다음과 같다.On the other hand, referring to FIG. 4, when a problem occurs in the voltage of the
구체적으로, DC 배전망(20)의 전압에 문제가 발생한 경우(예를 들어, DC 배전망(20)의 전압이 급감한 경우), 제1 컨버터(100)는 DC 배전망(20)의 전압 변화를 감지하여 지체 없이(즉, 무순단 상태로) 제3 배터리(400)를 방전시킬 수 있다.Specifically, when a problem occurs in the voltage of the DC distribution network 20 (for example, when the voltage of the
이에 따라, 제3 배터리(400)에서 방전된 전력은 제1 컨버터(100)를 거쳐 DC 배전망(20)으로 전달될 수 있다. 또한 이 경우, 제4 컨버터(250)는 상위 제어기(미도시) 또는 통신부(미도시)로부터 DC 배전망(20)의 전압 변화에 관한 정보를 제공받고, 제공받은 정보를 토대로 비상 발전기(500)를 구동시킬 수 있다. Accordingly, the power discharged from the third battery 400 may be transferred to the
이를 통해, 비상 발전기(500)는 제4 컨버터(250)를 통해 제3 배터리(400)로 전력을 제공할 수 있고, 제3 배터리(400)는 비상 발전기(500)로부터 제공받은 전력을 토대로 보다 장시간 안정적이게 DC 배전망(20)에 전력을 공급할 수 있다. Through this, the
물론, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 제3 컨버터(200) 역시 상위 제어기(미도시) 또는 통신부(미도시)로부터 DC 배전망(20)의 전압 변화에 관한 정보를 제공받고, 제공받은 정보를 토대로 제1 및 제2 배터리(300, 350) 중 적어도 하나를 방전시킬 수 있다. Of course, although not shown in the drawing, the
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1)에 의하면, PV 패널(PV1~PV7)의 불안정한 전력 공급을 보완하고, DC 배전망(20)에 문제가 발생시 무정전으로 전력을 공급할 수 있는바, 전력 수급 상태의 효율적 이고 안정적인 관리가 가능하다.As described above, according to the
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(2)에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, an
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하는 개략도이다. 도 6 및 도 7은 도 5의 에너지 저장 시스템의 전력 흐름을 설명하는 개략도들이다.5 is a schematic diagram illustrating an energy storage system according to another embodiment of the present invention. 6 and 7 are schematic diagrams illustrating the power flow of the energy storage system of FIG. 5.
참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(2)은 전술한 에너지 저장 시스템(1)과 일부 구성 및 효과를 제외하고는 동일한바, 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.For reference, the
먼저, 도 5를 참조하면, 에너지 저장 시스템(2)은 제1 컨버터(100), 제2 컨버터(150), 제3 컨버터(200), 제4 컨버터(250), 제5 컨버터(270), 제6 컨버터(290), 제1 배터리(300), 제2 배터리(350), 제3 배터리(400), 제1 부하(450), 제2 부하(455), 비상 발전기(500), 풍력 발전기(600)를 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 5, the
또한 에너지 저장 시스템(2)은 계통(10)을 더 포함할 수도 있고, 계통(10)은 예를 들어, 발전소, 변전소, 송전선 등을 포함할 수 있다.In addition, the
다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 다른 실시예에서는, 에너지 저장 시스템(2)이 제1 컨버터(100), 제2 컨버터(150), 제3 컨버터(200), 제4 컨버터(250), 제5 컨버터(270), 제6 컨버터(290), 제1 배터리(300), 제2 배터리(350), 제3 배터리(400), 제1 부하(450), 제2 부하(455), 비상 발전기(500), 풍력 발전기(600)를 포함하고, 제1 부하(450)는 3개의 부하(451~453;제1-1부하~제1-3부하)를 포함하고, 제2 컨버터(150)도 3개의 컨버터(151~153)를 포함하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.However, for convenience of explanation, in another embodiment of the present invention, the
즉, 에너지 저장 시스템(2)은 전술한 에너지 저장 시스템(1)보다 계통(10)에 연결된 제6 컨버터(290)를 더 포함할 수 있다.That is, the
구체적으로, 제6 컨버터(290)는 계통(10)과 DC 배전망(20) 사이에 연결되어 DC 배전망(20)의 전압을 제어할 수 있다. Specifically, the
구체적으로, 제6 컨버터(290)는 계통(10)으로부터 제공받은 AC전압을 DC 전압으로 변환하여 DC 배전망(20)에 제공하거나 DC 배전망(20)으로부터 제공받은 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 계통(10)에 제공할 수 있다. Specifically, the
이에 따라, 제6 컨버터(290)는 AC-DC 컨버터일 수 있다.Accordingly, the
또한 제6 컨버터(290)는 계통(10)이 정상 운전시, DC 배전망(20)의 전압을 제어하기 위해 DC 전압 제어 모드로 구동될 수 있다. In addition, the
다만, 계통(10)에 사고가 발생한 경우(즉, 계통(10)이 정전되거나 분리된 경우), 제6 컨버터(290)는 게이트 신호를 턴오프(turn-off)하여 구동을 중단할 수 있다. 또한 제6 컨버터(290)는 계통(10)의 사고 발생을 감지하여 감지 결과를 제1 컨버터(100), 통신부(미도시) 또는 상위 제어기(미도시)에 제공할 수 있다. However, when an accident occurs in the system 10 (that is, when the
참고로, 계통(10)이 제6 컨버터(290)를 통해 DC 배전망(20)에 연결된바, 제1 컨버터(100)는 제3 배터리(400)의 SOC, DC 배전망(20)의 전력 상태, 제1 및 제2 부하(450, 455)의 소모 전력량, 계통(10)의 전력 수급상황 등을 기반으로 제3 배터리(400)의 충방전을 수행할 수 있다.For reference, the
또한, 계통(10)에 사고가 발생한 경우에, 제6 컨버터(290)는 구동 중단되는바, 제1 컨버터(100)가 전술한 바와 같이, DC 배전망(20)의 전압을 제어할 수 있다.In addition, when an accident occurs in the
구체적으로, 제1 컨버터(100)는 계통(10)에 사고가 발생한 경우, 제6 컨버터(290; 통신부 또는 상위 제어기로부터 제공받을 수도 있음)로부터 계통 사고 감지 결과를 제공받거나 DC 배전망(20)의 전압 변화율(즉, 시간에 따른 DC 전압 변화율)을 감지함으로써, 계통(10)에 사고가 발생했는지 여부를 파악할 수 있다. Specifically, when an accident occurs in the
한편, 계통(10)이 제6 컨버터(290)를 통해 DC 배전망(20)에 연결된바, 제3 컨버터(200)도 제1 배터리(300)의 SOC, DC 배전망(20)의 전력 상태, 계통(10)의 전력 수급상황, 제1 및 제2 부하(450, 455)의 소모 전력량 등을 기반으로 제1 배터리(300)의 충방전을 수행할 수 있고, 제2 배터리(350)의 SOC, DC 배전망(20)의 전력 상태, 계통(10)의 전력 수급상황, 제1 및 제2 부하(450, 455)의 소모 전력량 등을 기반으로 제2 배터리(350)의 충방전을 수행할 수 있다.On the other hand, since the
이어서, 도 6을 참조하여, 계통(10)이 정상 구동 중일 때 에너지 저장 시스템(2)에서의 전력 흐름을 살펴보면 다음과 같다.Next, referring to FIG. 6, the power flow in the
구체적으로, 계통(10)은 제6 컨버터(290)로 전력을 제공하고, 제6 컨버터(290)는 계통(10)으로부터 제공받은 전력을 변환하여 DC 배전망(20)으로 전달하며, DC 배전망(20)으로 전달된 전력은 제2 및 제5 컨버터(150, 270)를 통해 제1 및 제2 부하(450, 455)로 제공될 수 있다. Specifically, the
또한 제1 PV 패널 그룹(PVG1)에서 생산된 전력은 제1 배터리(300)로 제공되고, 제1 배터리(300)는 제3 컨버터(200)에 의해 방전되며, 제1 배터리(300)에서 방전된 전력은 제3 컨버터(200)를 통해 DC 배전망(20)으로 전달되고, DC 배전망(20)으로 전달된 전력은 제2 및 제5 컨버터(150, 270)를 통해 제1 및 제2 부하(450, 455)로 제공될 수 있다.In addition, power produced by the first PV panel group (PVG1) is provided to the
또한 제2 PV 패널 그룹(PVG2)에서 생산된 전력은 제2 배터리(350)로 제공되고, 제2 배터리(350)는 제3 컨버터(200)에 의해 방전되며, 제2 배터리(350)에서 방전된 전력은 제3 컨버터(200)를 통해 DC 배전망(20)으로 전달되고, DC 배전망(20)으로 전달된 전력은 제2 및 제5 컨버터(150, 270)를 통해 제1 및 제2 부하(450, 455)로 제공될 수 있다.In addition, power produced by the second PV panel group (PVG2) is provided to the
또한 풍력 발전기(600)에서 생산된 전력은 제3 배터리(400)로 제공되고, 제3 배터리(400)는 제1 컨버터(100)에 의해 방전되며, 제3 배터리(400)에서 방전된 전력은 제1 컨버터(100)를 통해 DC 배전망(20)으로 전달되고, DC 배전망(20)으로 전달된 전력은 제2 및 제5 컨버터(150, 270)를 통해 제1 및 제2 부하(450, 455)로 제공될 수 있다.In addition, the power produced by the
참고로, 제3 컨버터(200)를 통해 DC 배전망(20)으로 전달된 전력은 제3 배터리(400) 또는 계통(10)으로 전달될 수도 있고, 제1 컨버터(100)를 통해 DC 배전망(20)으로 전달된 전력은 제1 및 제2 배터리(300, 350) 중 적어도 하나 또는 계통(10)으로 전달될 수도 있다.For reference, the power delivered to the
반면에, 도 7을 참조하여, 계통(10)에 문제가 발생했을 때 에너지 저장 시스템(2)에서의 전력 흐름을 살펴보면 다음과 같다.On the other hand, referring to FIG. 7, when a problem occurs in the
구체적으로, 계통(10)에 문제가 발생한 경우(예를 들어, 계통(10) 정전시), 제6 컨버터(290)는 구동 중단되고, 제1 컨버터(100)는 제6 컨버터(290; 통신부 또는 상위 제어기로부터도 제공받을 수 있음)로부터 제공받은 계통 사고 감지 결과 또는 감지된 DC 배전망(20)의 전압 변화를 토대로 지체 없이(즉, 무순단 상태로) 제3 배터리(400)를 방전시킬 수 있다.Specifically, when a problem occurs in the system 10 (for example, when the
이에 따라, 제3 배터리(400)에서 방전된 전력은 제1 컨버터(100)를 거쳐 DC 배전망(20)으로 전달될 수 있다. 또한 이 경우, 제4 컨버터(250)는 상위 제어기(미도시) 또는 통신부(미도시)로부터 계통 사고 감지 결과를 제공받고, 제공받은 정보를 토대로 비상 발전기(500)를 구동시킬 수 있다. Accordingly, the power discharged from the third battery 400 may be transferred to the
이를 통해, 비상 발전기(500)는 제4 컨버터(250)를 통해 제3 배터리(400)로 전력을 제공할 수 있고, 제3 배터리(400)는 비상 발전기(500)로부터 제공받은 전력을 토대로 보다 장시간 안정적이게 DC 배전망(20)에 전력을 공급할 수 있다. Through this, the
물론, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 제3 컨버터(200) 역시 상위 제어기(미도시) 또는 통신부(미도시)로부터 계통 사고 감지 결과를 제공받고, 제공받은 정보를 토대로 제1 및 제2 배터리(300, 350) 중 적어도 하나를 방전시킬 수 있다. Of course, although not shown in the drawing, the
전술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(2)에 의하면, PV 패널(PV1~PV7)의 불안정한 전력 공급을 보완하고, 계통(10)에 문제가 발생시 무정전으로 전력을 공급할 수 있는바, 전력 수급 상태의 효율적이고 안정적인 관리가 가능하다.As described above, according to the
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 within the scope of the technical spirit of the present invention to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Is not limited by.
100: 제1 컨버터 150: 제2 컨버터
200: 제3 컨버터 250: 제4 컨버터
270: 제5 컨버터 300: 제1 배터리
350: 제2 배터리 400: 제3 배터리
450: 제1 부하 455: 제2 부하
500: 비상 발전기 600: 풍력 발전기100: first converter 150: second converter
200: third converter 250: fourth converter
270: fifth converter 300: first battery
350: second battery 400: third battery
450: first load 455: second load
500: emergency generator 600: wind generator
Claims (14)
상기 DC 배전망에 연결되고, 상기 DC 배전망의 전압 변화를 감지하는 제1 컨버터;
상기 DC 배전망에 연결되는 제2 컨버터;
상기 제2 컨버터에 연결되고, 상기 제2 컨버터에 의해 전압이 제어되는 제1 부하;
상기 DC 배전망에 연결되는 제3 컨버터;
상기 제3 컨버터에 연결되고, 적어도 하나 이상의 PV(Photovoltaic) 패널에서 생산된 전력을 공급받으며, 상기 제3 컨버터에 의해 충방전이 제어되는 제1 배터리; 및
상기 제1 컨버터에 연결되고, 상기 제1 컨버터에 의해 충방전이 제어되는 제3 배터리를 포함하고,
상기 제1 컨버터는 상기 제3 배터리의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되고,
상기 제2 컨버터는 상기 제1 부하의 전압을 제어하기 위해 CVCF(Constant Voltage Constant Frequency) 모드로 구동되며,
상기 제3 컨버터는 상기 제1 배터리의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되는
에너지 저장 시스템.
In an energy storage system that manages power of a DC (Direct Current) distribution network,
A first converter connected to the DC distribution network and sensing a voltage change of the DC distribution network;
A second converter connected to the DC distribution network;
A first load connected to the second converter and whose voltage is controlled by the second converter;
A third converter connected to the DC distribution network;
A first battery connected to the third converter, receiving power generated from at least one photovoltaic (PV) panel, and controlling charging and discharging by the third converter; And
A third battery connected to the first converter and controlling charging and discharging by the first converter,
The first converter is driven in a power control mode to control power of the third battery,
The second converter is driven in a constant voltage constant frequency (CVCF) mode to control the voltage of the first load,
The third converter is driven in a power control mode to control power of the first battery.
Energy storage system.
상기 제3 배터리에 연결되는 제4 컨버터; 및
상기 제4 컨버터에 연결되고, 상기 제4 컨버터에 의해 전력이 제어되는 비상 발전기를 더 포함하는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
A fourth converter connected to the third battery; And
An emergency generator connected to the fourth converter and controlling power by the fourth converter.
Energy storage system.
상기 제3 배터리에 연결되고, 전력을 생산하여 상기 제3 배터리로 공급하는 풍력 발전기를 더 포함하는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 2,
Further comprising a wind power generator connected to the third battery and supplying power to the third battery by generating power.
Energy storage system.
상기 DC 배전망에 연결되는 제5 컨버터; 및
상기 제5 컨버터에 연결되고, 상기 제5 컨버터에 의해 전압이 제어되는 제2 부하를 더 포함하는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 2,
A fifth converter connected to the DC distribution network; And
Further comprising a second load connected to the fifth converter and whose voltage is controlled by the fifth converter.
Energy storage system.
상기 제4 컨버터는 상기 비상 발전기의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되며,
상기 제5 컨버터는 상기 제2 부하의 전압을 제어하기 위해 CVCF(Constant Voltage Constant Frequency) 모드로 구동되는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 4,
The fourth converter is driven in a power control mode to control power of the emergency generator,
The fifth converter is driven in a constant voltage constant frequency (CVCF) mode to control the voltage of the second load.
Energy storage system.
상기 제1 컨버터는 상기 제3 배터리로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 DC 배전망에 제공하거나 상기 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 제3 배터리에 제공하고,
상기 제2 컨버터는 상기 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 제1 부하에 제공하고,
상기 제3 컨버터는 상기 제1 배터리로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 DC 배전망에 제공하거나 상기 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 제1 배터리에 제공하고,
상기 제4 컨버터는 상기 비상 발전기로부터 제공받은 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 제3 배터리에 제공하고,
상기 제5 컨버터는 상기 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 상기 제2 부하에 제공하는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 4,
The first converter converts the DC voltage provided from the third battery into a DC voltage and provides it to the DC distribution network or converts the DC voltage provided from the DC distribution network to a DC voltage and provides it to the third battery,
The second converter converts the DC voltage provided from the DC distribution network into a DC voltage and provides it to the first load,
The third converter converts the DC voltage provided from the first battery to a DC voltage and provides it to the DC distribution network or converts the DC voltage provided from the DC distribution network to a DC voltage and provides it to the first battery,
The fourth converter converts the AC voltage provided from the emergency generator into a DC voltage and provides it to the third battery,
The fifth converter converts the DC voltage provided from the DC distribution network into an AC voltage and provides it to the second load.
Energy storage system.
상기 DC 배전망의 전압이 미리 설정된 시간 내에 미리 설정된 기준값 이하로 감소되는 경우,
상기 제1 컨버터는 상기 DC 배전망의 전압을 제어하기 위해 DC 전압 제어 모드로 구동되고, 상기 제3 배터리를 방전시켜 상기 방전된 전력을 상기 DC 배전망에 무순단 상태로 공급하는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
When the voltage of the DC distribution network decreases below a preset reference value within a preset time,
The first converter is driven in a DC voltage control mode to control the voltage of the DC distribution network, and discharges the third battery to supply the discharged power to the DC distribution network in an uninterrupted state.
Energy storage system.
상기 계통과 상기 DC 배전망 사이에 연결되어 상기 DC 배전망의 전압을 제어하는 제6 컨버터;
상기 DC 배전망에 연결되는 제2 컨버터;
상기 제2 컨버터에 연결되고, 상기 제2 컨버터에 의해 전압이 제어되는 제1 부하;
상기 DC 배전망에 연결되는 제3 컨버터;
상기 제3 컨버터에 연결되고, 적어도 하나 이상의 PV(Photovoltaic) 패널에서 생산된 전력을 공급받으며, 상기 제3 컨버터에 의해 충방전이 제어되는 제1 배터리;
상기 DC 배전망에 연결되는 제1 컨버터; 및
상기 제1 컨버터에 연결되고, 상기 제1 컨버터에 의해 충방전이 제어되는 제3 배터리를 포함하고,
상기 제6 컨버터는 상기 DC 배전망의 전압을 제어하기 위해 DC 전압 제어 모드로 구동되고,
상기 제2 컨버터는 상기 제1 부하의 전압을 제어하기 위해 CVCF(Constant Voltage Constant Frequency) 모드로 구동되며,
상기 제3 컨버터는 상기 제1 배터리의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되고,
상기 제1 컨버터는 상기 제3 배터리의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되는
에너지 저장 시스템.
In the energy storage system for managing power of a grid and a DC distribution network connected to the grid,
A sixth converter connected between the system and the DC distribution network to control a voltage of the DC distribution network;
A second converter connected to the DC distribution network;
A first load connected to the second converter and whose voltage is controlled by the second converter;
A third converter connected to the DC distribution network;
A first battery connected to the third converter, receiving power generated from at least one photovoltaic (PV) panel, and controlling charging and discharging by the third converter;
A first converter connected to the DC distribution network; And
A third battery connected to the first converter and controlling charging and discharging by the first converter,
The sixth converter is driven in a DC voltage control mode to control the voltage of the DC distribution network,
The second converter is driven in a constant voltage constant frequency (CVCF) mode to control the voltage of the first load,
The third converter is driven in a power control mode to control power of the first battery,
The first converter is driven in a power control mode to control power of the third battery.
Energy storage system.
상기 제3 배터리에 연결되는 제4 컨버터; 및
상기 제4 컨버터에 연결되고, 상기 제4 컨버터에 의해 전력이 제어되는 비상 발전기를 더 포함하는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 8,
A fourth converter connected to the third battery; And
An emergency generator connected to the fourth converter and controlling power by the fourth converter.
Energy storage system.
상기 제3 배터리에 연결되고, 전력을 생산하여 상기 제3 배터리로 공급하는 풍력 발전기를 더 포함하는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 9,
Further comprising a wind power generator connected to the third battery and supplying power to the third battery by generating power.
Energy storage system.
상기 DC 배전망에 연결되는 제5 컨버터; 및
상기 제5 컨버터에 연결되고, 상기 제5 컨버터에 의해 전압이 제어되는 제2 부하를 더 포함하는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 9,
A fifth converter connected to the DC distribution network; And
Further comprising a second load connected to the fifth converter and whose voltage is controlled by the fifth converter.
Energy storage system.
상기 제4 컨버터는 상기 비상 발전기의 전력을 제어하기 위해 전력 제어 모드로 구동되고,
상기 제5 컨버터는 상기 제2 부하의 전압을 제어하기 위해 CVCF(Constant Voltage Constant Frequency) 모드로 구동되는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 11,
The fourth converter is driven in a power control mode to control power of the emergency generator,
The fifth converter is driven in a constant voltage constant frequency (CVCF) mode to control the voltage of the second load.
Energy storage system.
상기 제6 컨버터는 상기 계통으로부터 제공받은 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 DC 배전망에 제공하거나 상기 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 상기 계통에 제공하고,
상기 제2 컨버터는 상기 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 제1 부하에 제공하고,
상기 제3 컨버터는 상기 제1 배터리로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 DC 배전망에 제공하거나 상기 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 제1 배터리에 제공하고,
상기 제1 컨버터는 상기 제3 배터리로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 DC 배전망에 제공하거나 상기 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 제3 배터리에 제공하고,
상기 제4 컨버터는 상기 비상 발전기로부터 제공받은 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 상기 제3 배터리에 제공하고,
상기 제5 컨버터는 상기 DC 배전망으로부터 제공받은 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 상기 제2 부하에 제공하는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 11,
The sixth converter converts the AC voltage provided from the system into a DC voltage and provides it to the DC distribution network or converts the DC voltage provided from the DC distribution network into an AC voltage and provides it to the system,
The second converter converts the DC voltage provided from the DC distribution network into a DC voltage and provides it to the first load,
The third converter converts the DC voltage provided from the first battery to a DC voltage and provides it to the DC distribution network or converts the DC voltage provided from the DC distribution network to a DC voltage and provides it to the first battery,
The first converter converts the DC voltage provided from the third battery into a DC voltage and provides it to the DC distribution network or converts the DC voltage provided from the DC distribution network to a DC voltage and provides it to the third battery,
The fourth converter converts the AC voltage provided from the emergency generator into a DC voltage and provides it to the third battery,
The fifth converter converts the DC voltage provided from the DC distribution network into an AC voltage and provides it to the second load.
Energy storage system.
상기 계통에 문제가 발생한 경우,
상기 제6 컨버터는 구동이 중단되고,
상기 제1 컨버터는 상기 DC 배전망의 전압을 제어하기 위해 DC 전압 제어 모드로 구동되고, 상기 제3 배터리를 방전시켜 상기 방전된 전력을 상기 DC 배전망에 무순단 상태로 공급하는
에너지 저장 시스템.
The method of claim 8,
If there is a problem with the above system,
The sixth converter is stopped driving,
The first converter is driven in a DC voltage control mode to control the voltage of the DC distribution network, and discharges the third battery to supply the discharged power to the DC distribution network in an uninterrupted state.
Energy storage system.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |