KR102223230B1 - Hybrid Micro Grid System using AMP - Google Patents

Hybrid Micro Grid System using AMP Download PDF

Info

Publication number
KR102223230B1
KR102223230B1 KR1020180119542A KR20180119542A KR102223230B1 KR 102223230 B1 KR102223230 B1 KR 102223230B1 KR 1020180119542 A KR1020180119542 A KR 1020180119542A KR 20180119542 A KR20180119542 A KR 20180119542A KR 102223230 B1 KR102223230 B1 KR 102223230B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
load
supplied
battery
grid
Prior art date
Application number
KR1020180119542A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200039936A (en
Inventor
윤금란
Original Assignee
주식회사 시너젠
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 주식회사 시너젠 filed Critical 주식회사 시너젠
Priority to KR1020180119542A priority Critical patent/KR102223230B1/en
Publication of KR20200039936A publication Critical patent/KR20200039936A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102223230B1 publication Critical patent/KR102223230B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • H02J3/383
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63JAUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00Driving of auxiliaries
    • B63J3/04Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • B63J2003/043Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant using shore connectors for electric power supply from shore-borne mains, or other electric energy sources external to the vessel, e.g. for docked, or moored vessels
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
    • Y02T70/5236Renewable or hybrid-electric solutions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 전력 변환 시스템(PCS), 태양광 발전기(PV), 계통 전력, 부하 및 에너지 충전 장치(ESS)를 포함하는 하이브리드 마이크로 그리드 시스템에 있어서, 상기 부하는 해안에 정박 중인 선박을 포함하며, 태양광 발전기, 에너지 충전 장치 및 계통 전력은 상기 선박에 대하여 육상 전력(AMP)을 공급하도록 연결되고, 상기 태양광 발전기 및 상기 계통 전력은 잔류 전력을 에너지 충전 장치의 배터리에 충전하도록 한 것을 특징으로 하는 하이브리드 마이크로 그리드 시스템을 제공한다.The present invention relates to a hybrid micro-grid system including a power conversion system (PCS), a solar generator (PV), a grid power, a load, and an energy charging device (ESS), wherein the load includes a ship moored on the shore, The photovoltaic generator, the energy charging device, and the grid power are connected to supply land power (AMP) to the ship, and the photovoltaic generator and the grid power charge residual power to the battery of the energy charging device. It provides a hybrid micro grid system.

Description

AMP를 이용한 하이브리드 마이크로 그리드 시스템{Hybrid Micro Grid System using AMP} Hybrid Micro Grid System using AMP

본 발명은 AMP(Alternative maritime power)를 이용한 하이브리드 마이크로 그리드 시스템에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 정박 중인 선박에 전기를 공급하기 위하여 신재생 에너지를 사용하고 효율적으로 전력 공급을 전환할 수 있도록 구축된 하이브리드 마이크로 그리드 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid micro grid system using AMP (Alternative maritime power). More specifically, the present invention relates to a hybrid micro-grid system constructed to use renewable energy and efficiently switch power supply to supply electricity to a ship at anchor.

에너지 저장 장치, 즉 ESS(Energy storage system)를 이용한 전력 관리 시스템, 즉 PMS(Power Management system)가 재생 에너지의 총체적 전달과 관리를 위하여 도입되고 있다. 예를 들어 산간이나 도서의 일정 영역을 PMS 관리 지역으로 설정하고 상용 전력 및 신재생 에너지를 이용하여 전력 공급을 제어하는 것이다.An energy storage device, that is, a power management system using an ESS (Energy storage system), that is, a PMS (Power Management system), is being introduced for total delivery and management of renewable energy. For example, a certain area of a mountain or island is set as a PMS management area, and power supply is controlled using commercial power and renewable energy.

기존의 전력계통에 정보통신(IT) 기술을 융합해 전력망을 지능화, 고도화하여 에너지 이용효율을 극대화, 고품질 전력서비스의 제공과 부가서비스를 창출할 것으로 기대되는 차세대 전력계통을 ‘스마트그리드’라고 한다. 특히, 태양광이나 풍력발전과 같은 신재생에너지와 소형 분산전원을 이용하여 소규모 지역에서 자체적으로 전기를 생산, 저장, 소비하는 새로운 개념의 전력공급시스템으로 ‘마이크로그리드’가 주목 받고 있다.The next generation power system, which is expected to provide high-quality power services and create additional services, is called'smart grid' by maximizing energy use efficiency by fusion of information and communication (IT) technology to the existing power system. . In particular,'microgrid' is attracting attention as a new concept of power supply system that generates, stores, and consumes electricity in a small area by using new renewable energy such as solar or wind power generation and small distributed power sources.

마이크로그리드는 고갈되지 않는 태양광, 풍력과 같은 환경 친화적인 에너지를 효율적으로 이용하여 생산된 전기에너지를 이용하여 피크부하에 대한 전력공급의 유연성을 확보하여 전체 전력계통의 에너지 이용효율을 극대화시킬 수 있고, 전원이 분산됨에 따라 안정적인 전력공급은 물론 전력손실 감소에 기여할 것으로 기대된다. The microgrid can maximize the energy use efficiency of the entire power system by securing the flexibility of power supply for peak loads by using the electric energy produced by efficiently using environmentally friendly energy such as solar power and wind that are not depleted. In addition, as power is distributed, it is expected to contribute to the reduction of power loss as well as stable power supply.

한편, 많은 경우 선박이 정박지에 있을 때 육상 측으로부터 선박에 전력을 공급할 필요가 있다. 선박은 예를 들어 충전 가능한 배터리시스템 및 충전 가능한 배터리 시스템에 의해 에너지가 공급되는 전기 추진 시스템을 포함하는 선박이다. 선박이 종래의 내연기관 선박일 수도 있고, 선박이 정박지에 있을 때 필요한 전기를 생산하기 위해 선박의 보조 발전기를 사용하는 대신에 선박이 육상 측 교류 전압 네트워크에 연결되는 것도 가능하다. 그러나. 선박이 육상 측 교류 전압 네트워크와 다른 주파수 또는 전압 레벨을 사용할 수 있으므로 육상 측 교류 전압 네트워크를 선박의 선상 교류 전압 네트워크에 항상 연결할 수 있는 것은 아니다. 이 경우, 선박에 육상 전원(AMP) 공급 시스템을 연결할 수 있다면 상기의 문제를 해결할 수 있을 것이다. On the other hand, in many cases, it is necessary to supply power to the ship from the shore side when the ship is at the berth. A ship is, for example, a ship comprising a rechargeable battery system and an electric propulsion system energized by a rechargeable battery system. The ship may be a conventional internal combustion engine ship, or it is also possible for the ship to be connected to the onshore AC voltage network instead of using the ship's auxiliary generator to generate the necessary electricity when the ship is at anchor. But. It is not always possible to connect the onshore AC voltage network to the vessel's onboard AC voltage network, as the vessel may use a different frequency or voltage level than the onshore AC voltage network. In this case, if it is possible to connect an onshore power (AMP) supply system to the ship, the above problem can be solved.

따라서, 본 발명은 정박 중인 선박에 전기를 공급하기 위하여 신재생 에너지를 사용하고 효율적으로 전력 공급을 전환할 수 있도록 구축된 하이브리드 마이크로 그리드 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a hybrid micro-grid system constructed to use renewable energy to supply electricity to a ship at anchor and to efficiently switch power supply.

본 발명은 신재생 에너지로 태양광 발전(PV:Photovoltaic)을 도입할 수 있다.The present invention may introduce photovoltaic (PV) as new renewable energy.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전력 변환 시스템(PCS), 태양광 발전기(PV), 계통 전력, 부하 및 에너지 충전 장치(ESS)를 포함하는 하이브리드 마이크로 그리드 시스템에 있어서, 상기 부하는 해안에 정박 중인 선박을 포함하며, 태양광 발전기, 에너지 충전 장치 및 계통 전력은 상기 선박에 대하여 육상 전력(AMP)을 공급하도록 연결되고, 상기 태양광 발전기 및 상기 계통 전력은 잔류 전력을 에너지 충전 장치의 배터리에 충전하도록 한 것을 특징으로 하는 하이브리드 마이크로 그리드 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a hybrid micro-grid system including a power conversion system (PCS), a solar generator (PV), a grid power, a load, and an energy charging device (ESS), wherein the load is on the shore. Including a ship at anchor, a photovoltaic generator, an energy charging device, and a grid power are connected to supply land power (AMP) to the ship, and the photovoltaic generator and the grid power supply residual power to the battery of the energy charging device. It provides a hybrid micro-grid system, characterized in that to be charged in the.

상기 선박은 충전 가능한 배터리시스템 및 충전 가능한 배터리 시스템에 의해 에너지가 공급되는 전기 추진 시스템을 포함하는 선박일 수 있다. The ship may be a ship including a rechargeable battery system and an electric propulsion system supplied with energy by a rechargeable battery system.

심야 시간 또는 장마 기간과 같이 전력 수요가 많지 않은 시간대에는 태양광 발전기와 배터리의 연결은 차단되며, 계통 전력에서 공급된 전력의 일부가 부하로 공급되고, 남은 전력이 배터리에 공급되어 충전되도록 할 수 있다. The connection between the solar generator and the battery is cut off during periods when there is not much power demand, such as during the late night or rainy season, and part of the power supplied from the grid power is supplied to the load, and the remaining power is supplied to the battery to be charged. have.

태양광의 활용이 높은 낮 시간대에는 태양광 발전기에서 공급된 전력은 릴레이를 경유하여 부하로 공급되고, 남은 전력은 배터리에 공급되어 충전되도록 할 수 있다.During the daytime when the use of solar power is high, the power supplied from the photovoltaic generator is supplied to the load via a relay, and the remaining power can be supplied to the battery to be charged.

부하에서 실제 사용한 과거 수요 전력을 토대로 상기 하이브리드 마이크로 그리드 시스템이 사전 설정한 기준값을 기준으로, 부하의 예측 수요 전력이 기준값과 동일한 레벨이면, 태양광 발전기와 배터리 사이의 연결이 차단되어 충전 작업은 중단되며, 계통 전력에서 공급된 전력의 일부와 배터리에 충전된 전력이 부하로 공급되도록 할 수 있다.If the predicted demand power of the load is the same level as the reference value based on the reference value set in advance by the hybrid microgrid system based on the past power demand actually used by the load, the connection between the solar generator and the battery is cut off and the charging operation is stopped. In addition, some of the power supplied from the system power and the power charged to the battery can be supplied to the load.

부하의 예측 수요 전력이 기준값보다 일정 수준 이상 높으면, 태양광 발전기에서 공급된 전력과, 배터리의 전력이 모두 부하로 공급되도록 할 수 있다.When the predicted demand power of the load is higher than the reference value by a certain level or more, both the power supplied from the solar generator and the power of the battery can be supplied to the load.

부하의 예측 수요 전력이 기준값보다 일정 수준 이상 낮으면, 계통 전력에서 부하로의 전원 공급은 중단되며, 태양광 발전기에서 공급된 전력과 배터리의 전력이 부하로 공급되도록 할 수 있다.When the predicted demand power of the load is lower than the reference value by a certain level or more, the power supply from the grid power to the load is stopped, and power supplied from the solar generator and the power of the battery can be supplied to the load.

본 발명에 의하면, 해상 태양광 발전 및 에너지 충전 장치를 활용하여 마이크로 그리드 기반 기술을 마련할 수 있으며, 하이브리드(계통형/독립형) 형태의 안정적인 전력 공급이 가능하다.According to the present invention, a microgrid-based technology can be provided by utilizing offshore solar power generation and energy charging devices, and stable power supply in the form of a hybrid (system type/independent type) is possible.

AMP 기술을 사용하면, 온실 가스 및 오염 물질을 감축할 수 있으며, 태양광을 에너지원으로 사용하는 경우 황산화물, 질소 산화물 및 미세 먼지의 배출을 감축할 수 있다.Using AMP technology, greenhouse gases and pollutants can be reduced, and when sunlight is used as an energy source, emissions of sulfur oxides, nitrogen oxides and fine dust can be reduced.

본 발명에 의하면, 친환경 AMP 서비스 모델을 구축하고 빅데이터 기반의 스마트 항구 기반을 조성하여 지역 활성화 모델을 구축할 수 있다. According to the present invention, it is possible to construct an eco-friendly AMP service model and establish a smart port base based on big data to establish a regional activation model.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 마이크로 그리드 시스템의 전체 구성도;
도 2 내지 도 4 각각은 본 발명의 충전 시나리오의 각각의 실시예를 보인 구성도; 그리고
도 5 내지 도 7 각각은 본 발명의 방전 시나리오의 각각의 실시예를 보인 구성도이다.
1 is an overall configuration diagram of a hybrid microgrid system according to an embodiment of the present invention;
Each of Figures 2 to 4 is a configuration diagram showing each embodiment of the charging scenario of the present invention; And
Each of FIGS. 5 to 7 is a configuration diagram showing each embodiment of a discharge scenario of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible, even if they are indicated on different drawings. In addition, when it is determined that a detailed description of a known configuration or function related to the present embodiment may obscure the subject matter of the present embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 마이크로 그리드 시스템(1)의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a hybrid micro grid system 1 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 하이브리드 마이크로 그리드 시스템(1)은 하이브리드 전력 변환 시스템(PCS: Power conversion system:10), 태양광 발전기(PV; 20), 계통 전력(30), 부하(40) 및 에너지 충전 장치(ESS; 50)를 포함한다.The hybrid micro-grid system 1 of the present invention includes a hybrid power conversion system (PCS: Power conversion system:10), a photovoltaic generator (PV; 20), a grid power 30, a load 40, and an energy charging device (ESS ; 50).

하이브리드 PCS(10)는 DC/DC 컨버터(12)와 DC/AC컨버터(14)를 구비한다. 태양광 발전기(20)는 태양전지셀로 이루어지는 패널 모듈을 통하여 태양광을 전력으로 전환한다. 계통 전력(30)은 예를 들어 한전에서 공급되는 기본 공급 전력을 말한다. 본 발명의 실시예에 따른 부하(40)는 해안에 정박 중인 선박(42)과, 전기 차량등의 급속 충전이 필요한 충전소(44)와, 기타 전력 소비 장치(46)를 포함한다. 선박(42)은 충전 가능한 배터리시스템 및 충전 가능한 배터리 시스템에 의해 에너지가 공급되는 전기 추진 시스템을 포함하는 선박이다. 에너지 충전 장치(ESS; 50)는 하이브리드 PCS(10)와 연결되며, 배터리(B)를 포함한다.The hybrid PCS 10 includes a DC/DC converter 12 and a DC/AC converter 14. The solar generator 20 converts sunlight into electric power through a panel module made of solar cells. The grid power 30 refers to basic power supplied by KEPCO, for example. The load 40 according to the embodiment of the present invention includes a ship 42 moored on the shore, a charging station 44 requiring rapid charging of an electric vehicle, and other power consumption devices 46. The ship 42 is a ship comprising a rechargeable battery system and an electric propulsion system supplied with energy by the rechargeable battery system. The energy charging device (ESS) 50 is connected to the hybrid PCS 10 and includes a battery B.

도 1을 참조로 본 발명의 하이브리드 마이크로 그리드 시스템(1)의 전력 공급 흐름을 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, a flow of power supply of the hybrid micro-grid system 1 of the present invention is as follows.

계통 전력(30)은 부하(40) 및 하이브리드 PCS(10)로 전력을 공급한다. 하이브리드 PCS(10)로 공급된 전력은 DC/AC 컨버터(14)를 통하여 직류로 전한되어 ESS(50)에 저장된다. ESS(50)에 저장된 전원은 DC/AC 컨버터(14)를 통하여 교류로 전환되어 부하(40)에 공급된다. 선박(42)은 계통 전력(30) 및/또는 ESS(50) 및 PV(20)로부터 전원을 공급받으며, 따라서 선박(42)을 위한 AMP네트워크를 구축할 수 있다.The system power 30 supplies power to the load 40 and the hybrid PCS 10. The power supplied to the hybrid PCS 10 is transferred to direct current through the DC/AC converter 14 and stored in the ESS 50. Power stored in the ESS 50 is converted to AC through the DC/AC converter 14 and supplied to the load 40. The ship 42 is supplied with power from the grid power 30 and/or the ESS 50 and the PV 20, and thus an AMP network for the ship 42 can be built.

PV, 즉 태양광 발전기(20)에서 생성된 전력은 하이브리드 PCS(10)로 공급되고, 하이브리드 PCS(10)로 공급된 전력은 DC/DC 컨버터(12)를 통하여 직류로 전한되어 ESS(50)에 저장된다. ESS(50)에 저장된 전원은 DC/AC 컨버터(14)를 통하여 교류로 전환되어 부하(40)에 공급된다. 따라서, 계통 전력에 태양광 발전, 즉 PV를 결합한 선박을 위한 하이브리드 마이크로 그리드 시스템(1)을 구축할 수 있다.PV, that is, the power generated by the photovoltaic generator 20 is supplied to the hybrid PCS 10, and the power supplied to the hybrid PCS 10 is transmitted to direct current through the DC/DC converter 12, and the ESS 50 Is stored in. Power stored in the ESS 50 is converted to AC through the DC/AC converter 14 and supplied to the load 40. Therefore, it is possible to build a hybrid micro-grid system 1 for a ship that combines solar power generation, that is, PV with grid power.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 하이브리드 마이크로 그리드 시스템(1)을 이용한 충전 시나리오를 ESS(50)의 배터리(B)를 기준으로 도시한 구성도이다. PV(20)와 배터리(B)사이에는 DC/DC컨버터(12)가 설치되고, 배터리(B)는 DC/AC컨버터(14)를 통하여 릴레이(60)를 경유하여 계통 전력(30)을 단속하는 그리드 스위치(Gs)를 통하여 계통 전력(30)에, 그리고 부하 스위치(Ls)를 통하여 부하(40)에 각각 연결된다.2 to 4 are configuration diagrams showing a charging scenario using the hybrid micro grid system 1 of the present invention based on the battery B of the ESS 50. A DC/DC converter 12 is installed between the PV 20 and the battery B, and the battery B regulates the system power 30 through the relay 60 through the DC/AC converter 14. It is connected to the system power 30 through the grid switch Gs and to the load 40 through the load switch Ls.

이를 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시나리오를 설명하면 다음과 같다.Referring to this, a charging scenario according to an embodiment of the present invention will be described as follows.

ESS 기준 충전 작동 흐름ESS standard charging operation flow

먼저 심야 시간 또는 장마 기간과 같이 전력의 수요가 많지 않은 시간대에는 도 2에서와 같이 PV(20)와 배터리(B)사이의 연결은 차단되며, 계통 전력(30)에서 공급된 전력의 일부는 폐쇄된 부하 스위치(Ls)를 통하여 부하(40)로 공급되고, 남은 전력은 DC/AC컨버터(14)를 통하여 배터리(B)에 공급되어 충전된다. PV(20)는 기후와 날씨의 영향으로 가동하지 못하는 경우이다.First, the connection between the PV (20) and the battery (B) is cut off as shown in FIG. 2 in a time period when there is not much power demand, such as a late night time or a rainy season, and some of the power supplied from the grid power 30 is closed. It is supplied to the load 40 through the loaded switch Ls, and the remaining power is supplied to the battery B through the DC/AC converter 14 and charged. PV (20) is a case in which it cannot operate due to the influence of climate and weather.

다음, 태양광의 활용이 높은 낮 시간대에는 도 3에서와 같이 PV(20)에서 공급된 전력은 바로 릴레이(60)를 경유하여 폐쇄된 부하 스위치(Ls)를 통하여 부하(40)로 공급되고, 남은 전력은 DC/DC컨버터(12)를 통하여 배터리(B)에 공급되어 충전된다. PV(20)를 최대한 가용 전력으로 활용하면서 남는 전력을 예비적으로 비축하는 경우이다.Next, during the daytime when the utilization of sunlight is high, the power supplied from the PV 20 is directly supplied to the load 40 through the relay 60 through the closed load switch Ls, as shown in FIG. Electric power is supplied to and charged to the battery B through the DC/DC converter 12. This is a case of preliminary storage of the remaining power while utilizing the PV (20) as available power as much as possible.

다음, 부하(40)의 예상 수요 전력이 태양광을 활용할 정도의 소정 임계치에 다다르지 못하면, 도 4에서와 같이, 배터리(B)와 계통 전력(30) 및 부하(40) 사이의 연결은 차단되며, PV(20)에서 공급된 전력은 모두 DC/DC컨버터(11)를 통하여 배터리(B)에 공급되어 충전된다. Next, if the expected power demand of the load 40 does not reach a predetermined threshold to utilize sunlight, as shown in FIG. 4, the connection between the battery B and the system power 30 and the load 40 is cut off. And, all of the power supplied from the PV 20 is supplied to the battery B through the DC/DC converter 11 to be charged.

당업자라면, 도 3 및 도 4에서는 생략하였지만, 계통 전력(30)에서 공급된 전력은 부하(40)로 공급되고 있음을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art will understand that although omitted in FIGS. 3 and 4, the power supplied from the system power 30 is supplied to the load 40.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 하이브리드 마이크로 그리드 시스템(1)을 이용한 방전 시나리오를 ESS(50)의 배터리(B)를 기준으로 도시한 구성도이다. 도 2 내지 도 4에서와 같이 PV(20)와 배터리(B)사이에는 DC/DC컨버터(12)가 설치되고, 배터리(B)는 DC/AC컨버터(14)를 통하여 릴레이(60)를 경유하여 계통 전력(30)을 단속하는 그리드 스위치(Gs)를 통하여 계통 전력(30)에, 그리고 부하 스위치(Ls)를 통하여 부하(40)에 각각 연결된다.5 to 7 are configuration diagrams showing a discharge scenario using the hybrid micro grid system 1 of the present invention based on the battery B of the ESS 50. 2 to 4, a DC/DC converter 12 is installed between the PV 20 and the battery B, and the battery B passes through the relay 60 through the DC/AC converter 14. Thus, it is connected to the system power 30 through the grid switch Gs that regulates the system power 30 and to the load 40 through the load switch Ls.

이를 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 시나리오를 설명하면 다음과 같다.Referring to this, a discharge scenario according to an embodiment of the present invention will be described as follows.

ESS 기준 방전 작동 흐름ESS reference discharge operating flow

본 발명의 방전 시나리오는 부하(40)에서 실제 사용한 과거 수요 전력을 토대로 하이브리드 마이크로 그리드 시스템(1)이 사전 설정한 기준값을 기준으로, 부하(40)의 예측 수요 전력이 기준값과 동일한 레벨이면, 도 5에서와 같이 PV(20)와 배터리(B)사이의 연결이 차단되어 충전 작업은 오프되며, 계통 전력(30)에서 공급된 전력의 일부와 배터리(B)에 충전된 전력이 DC/AC컨버터(14)를 통하여 부하(40)로 공급된다. 예를 들어 심야 시간이지만 정류 중인 부하(40)의 선박(42)에 신속하게 전력을 공급하는 경우가 이에 해당한다.The discharge scenario of the present invention is based on the reference value preset by the hybrid microgrid system 1 based on the past power demand actually used by the load 40, if the predicted power demand of the load 40 is at the same level as the reference value, FIG. As in 5, the connection between the PV (20) and the battery (B) is cut off and the charging operation is turned off, and a part of the power supplied from the grid power (30) and the power charged to the battery (B) are converted to a DC/AC converter. It is supplied to the load 40 through (14). For example, it is a case in which power is quickly supplied to the vessel 42 of the load 40 which is rectifying although it is a late-night time.

다음, 부하(40)에서 전력 사용량이 많을 것으로 예측되는 경우, 즉 부하(40)의 예측 수요 전력이 기준값보다 일정 수준 이상 높으면, 도 6에서와 같이 PV(20)에서 공급된 전력과, 배터리(B)의 전력이 모두 부하 스위치(Ls)를 통하여 부하(40)로 공급된다. 계통 전력(30)은 기본적으로 부하(40)로 공급되고 있다. Next, when it is predicted that the load 40 will use a lot of power, that is, if the predicted demand power of the load 40 is higher than the reference value by a certain level or more, the power supplied from the PV 20 and the battery ( All of the power of B) is supplied to the load 40 through the load switch Ls. The system power 30 is basically supplied to the load 40.

다음, 부하(40)의 예측 수요 전력이 기준값보다 일정 수준 이상 낮으면, 도 7에서 그리드 스위치(Gs)는 개방되어 계통 전력(30)에서 부하(40)로의 전원 공급은 중단되며, PV(20)에서 공급된 전력과 배터리(B)의 전력이 부하 스위치(Ls)를 통하여 부하(40)로 공급된다. Next, when the predicted demand power of the load 40 is lower than the reference value by a certain level or more, the grid switch Gs in FIG. 7 is opened to stop the supply of power from the grid power 30 to the load 40, and the PV 20 ) And the power of the battery B are supplied to the load 40 through the load switch Ls.

이상의 본원발명에 의하면, 부하(40)의 선박(42)은 계통전력(30), 배터리(B) 및 PV(20)로부터 어느 경우에도 필요한 전원을 공급받을 수 있으므로 본원발명의 하이브리드 마이크로 그리드 시스템(1)은 정박 중인 선박에 전기를 공급하기 위하여 신재생 에너지를 사용하여 효율적으로 전력 공급을 전환하는 기능을 발휘한다.According to the present invention, the ship 42 of the load 40 can receive the necessary power in any case from the grid power 30, the battery B, and the PV 20, so that the hybrid micro-grid system of the present invention ( 1) shows the function of efficiently converting power supply by using renewable energy to supply electricity to ships at anchor.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 예시를 든 것으로 본 발명의 권리범위를 제한하지 않으며 본 발명에 대해서는 다양한 변경이 가능하고, 이들도 모두 본 발명의 권리범위에 속하며, 본 발명의 권리범위는 이하 첨부한 특허청구범위에 의하여 규정된다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, these are illustrative and do not limit the scope of the present invention, and various modifications are possible for the present invention, and all of them belong to the scope of the present invention. The scope of rights is defined by the appended claims.

(1): 하이브리드 마이크로 그리드 시스템 (10): 전력 변환 시스템(PCS) (20): 태양광발전기 (30): 계통 전력 (40): 부하 (50): 에너지 충전 장치(ESS) (B): 배터리 (Gs): 그리드 스위치 (Ls): 부하 스위치 (1): Hybrid micro grid system (10): Power conversion system (PCS) (20): Solar generator (30): Grid power (40): Load (50): Energy charging device (ESS) (B): Battery (Gs): Grid Switch (Ls): Load Switch

Claims (7)

전력 변환 시스템(PCS), 태양광 발전기(PV), 계통 전력, 부하 및 에너지 충전 장치(ESS)를 포함하는 하이브리드 마이크로 그리드 시스템에 있어서, 상기 부하는 해안에 정박 중인 선박을 포함하며, 태양광 발전기, 에너지 충전 장치 및 계통 전력은 상기 선박에 대하여 육상 전력(AMP)을 공급하도록 연결되고, 상기 태양광 발전기 및 상기 계통 전력은 잔류 전력을 에너지 충전 장치의 배터리에 충전하도록 하고,
상기 선박은 충전 가능한 배터리시스템 및 충전 가능한 배터리 시스템에 의해 에너지가 공급되는 전기 추진 시스템을 포함하며,
심야 시간 또는 장마 기간과 같이 전력 수요가 많지 않은 시간대에는 태양광 발전기와 배터리의 연결은 차단되며, 계통 전력에서 공급된 전력의 일부가 부하로 공급되고, 남은 전력이 배터리에 공급되어 충전되고,
태양광의 활용이 높은 낮 시간대에는 태양광 발전기에서 공급된 전력은 릴레이를 경유하여 부하로 공급되고, 남은 전력은 배터리에 공급되어 충전되고,
부하에서 실제 사용한 과거 수요 전력을 토대로 상기 하이브리드 마이크로 그리드 시스템이 사전 설정한 기준값을 기준으로, 부하의 예측 수요 전력이 기준값과 동일한 레벨이면, 태양광 발전기와 배터리 사이의 연결이 차단되어 충전 작업은 중단되며, 계통 전력에서 공급된 전력의 일부와 배터리에 충전된 전력이 부하로 공급되며,
부하의 예측 수요 전력이 기준값보다 일정 수준 이상 높으면, 태양광 발전기에서 공급된 전력과, 배터리의 전력이 모두 부하로 공급되도록 하고,
부하의 예측 수요 전력이 기준값보다 일정 수준 이상 낮으면, 계통 전력에서 부하로의 전원 공급은 중단되며, 태양광 발전기에서 공급된 전력과 배터리의 전력이 부하로 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 하이브리드 마이크로 그리드 시스템.
In a hybrid microgrid system including a power conversion system (PCS), a solar generator (PV), a grid power, a load, and an energy charging device (ESS), the load includes a ship moored on the shore, and a solar generator , The energy charging device and the system power are connected to supply land power (AMP) to the ship, and the solar generator and the system power allow the residual power to be charged to the battery of the energy charging device,
The ship includes a rechargeable battery system and an electric propulsion system in which energy is supplied by a rechargeable battery system,
During periods when there is not much power demand, such as during the late night or rainy season, the connection between the solar generator and the battery is cut off, part of the power supplied from the grid power is supplied to the load, and the remaining power is supplied to the battery to be charged,
During the daytime when the use of solar power is high, the power supplied from the solar generator is supplied to the load via the relay, and the remaining power is supplied to the battery to be charged.
If the predicted demand power of the load is at the same level as the reference value based on the reference value preset by the hybrid microgrid system based on the past power demand actually used by the load, the connection between the photovoltaic generator and the battery is cut off and the charging operation is stopped. Part of the power supplied from the system power and the power charged to the battery are supplied to the load.
When the predicted demand power of the load is higher than the reference value by a certain level or more, the power supplied from the solar generator and the power of the battery are both supplied to the load,
When the predicted power demand of the load is lower than the reference value by a certain level or more, the power supply from the grid power to the load is stopped, and the power supplied from the solar generator and the power of the battery are supplied to the load. system.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020180119542A 2018-10-08 2018-10-08 Hybrid Micro Grid System using AMP KR102223230B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180119542A KR102223230B1 (en) 2018-10-08 2018-10-08 Hybrid Micro Grid System using AMP

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180119542A KR102223230B1 (en) 2018-10-08 2018-10-08 Hybrid Micro Grid System using AMP

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200039936A KR20200039936A (en) 2020-04-17
KR102223230B1 true KR102223230B1 (en) 2021-03-05

Family

ID=70461018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180119542A KR102223230B1 (en) 2018-10-08 2018-10-08 Hybrid Micro Grid System using AMP

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102223230B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102597389B1 (en) * 2021-11-29 2023-11-02 주식회사 넥스트스퀘어 Standalone microgrid system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010115009A (en) * 2008-11-06 2010-05-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd Port microgrid
JP2013005593A (en) * 2011-06-16 2013-01-07 Ihi Corp Power supply apparatus and power supply system
JP2013165534A (en) * 2010-06-03 2013-08-22 Sanyo Electric Co Ltd Power supply control device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101174891B1 (en) * 2010-06-01 2012-08-17 삼성에스디아이 주식회사 Energy storage system and controlling method of the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010115009A (en) * 2008-11-06 2010-05-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd Port microgrid
JP2013165534A (en) * 2010-06-03 2013-08-22 Sanyo Electric Co Ltd Power supply control device
JP2013005593A (en) * 2011-06-16 2013-01-07 Ihi Corp Power supply apparatus and power supply system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200039936A (en) 2020-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10756544B2 (en) Energy storage system and management method thereof
US7830038B2 (en) Single chip solution for solar-based systems
CN102044989B (en) Hybrid energy power supply system and method based on solar system
KR101277185B1 (en) Dc microgrid system and ac/dc hybrid microgrid system using it
KR102048047B1 (en) Solar-based autonomous stand-alone micro grid system and its operation method
AU2017215605A1 (en) Photovoltaic energy storage air conditioner, and control method
US20130234521A1 (en) Method and device for multifunctional power conversion employing a charging device and having reactive power control
US10811880B2 (en) Battery managing device and battery energy storing system
CN114094644B (en) Optical storage, charging and replacement integrated micro-grid system
US20160329744A1 (en) Power control device and power control method
CN102313237B (en) City illumination and emergency system adopting solar photovoltaic system as power supply
US9142969B2 (en) System to store and to transmit electrical power
JP2010259303A (en) Distributed power generation system
de Bosio et al. Analysis and improvement of the energy management of an isolated microgrid in Lencois island based on a linear optimization approach
Dispenza et al. Development of a multi-purpose infrastructure for sustainable mobility. A case study in a smart cities application
Shah et al. An overview of intelligent energy management system for DC microgrid: system and communication architecture and application in power distribution system
Brombach et al. Grid-integration of high power charging infrastructure
KR102223230B1 (en) Hybrid Micro Grid System using AMP
CN103312006A (en) Multiple-energy complementary independent power generation system
KR101270977B1 (en) Clustering hybrid streetlight system
Rrukaj et al. Integrated Energy Systems for Green Ports; A Cost Model and Case Study
Atmaja et al. Fuel saving on diesel genset using PV/battery spike cutting in remote area microgrid
Kwasinski et al. Operational aspects and power architecture design for a microgrid to increase the use of renewable energy in wireless communication networks
JP2003116224A (en) Photovoltaic generation system, power converter thereof, and control method therefor
JPH11332125A (en) Residential home power supply system

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right