KR102245281B1 - 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에너지저장장치를 구성하는 각 설비 중 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 데이터를 통신을 통해 독립적인 감시 및 관제를 수행하여 이상 여부를 판단하고 위급상황에서 해당 설비를 제어함으로써 신속한 대응을 통해 에너지저장장치의 화재 발생을 예방할 수 있도록 한 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템 에 관한 것으로,
계통전력망의 전력을 배터리에 저장하거나 배터리의 전력이 계통전력망으로 공급되도록 제어하는 전력관리시스템(20); 계통전력망으로부터 공급된 전력을 저장하는 배터리를 관리하며 전력관리시스템(20)과 테이터통신을 수행하는 배터리관리시스템(30); 배터리에 저장되는 전력을 AC/DC 변환하여 충전하거나 배터리에 저장된 전력을 DC/AC 변환하여 계통전력망 또는 부하에 공급하며 전력관리시스템(20)과 데이터통신을 수행하는 전력변환시스템(40); 전력관리시스템(20)과의 데이터 통신을 통해 각 시스템을 제어하여 에너지를 관리하는 에너지관리시스템(50); 및 전력량계(60)와 기타장비(70);를 포함하는 에너지저장장치에 구비되는 비상관제시스템으로서, 기존 전력관리시스템(20)과 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템(40)사이를 연결하는 통신포트와는 별개의 포트를 이용하여 배터리관리시스템(30)과 전력변환시스템(40)의 이상 데이터만을 전송받아 각 설비의 고장 여부를 판단하고 화재를 예방하도록 각 설비를 제어하며, 상기 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템과(30)의 테이터 통신을 통해 독립적인 감시 및 관제를 수행하는 고장감시관제 인터페이스(10)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
계통전력망의 전력을 배터리에 저장하거나 배터리의 전력이 계통전력망으로 공급되도록 제어하는 전력관리시스템(20); 계통전력망으로부터 공급된 전력을 저장하는 배터리를 관리하며 전력관리시스템(20)과 테이터통신을 수행하는 배터리관리시스템(30); 배터리에 저장되는 전력을 AC/DC 변환하여 충전하거나 배터리에 저장된 전력을 DC/AC 변환하여 계통전력망 또는 부하에 공급하며 전력관리시스템(20)과 데이터통신을 수행하는 전력변환시스템(40); 전력관리시스템(20)과의 데이터 통신을 통해 각 시스템을 제어하여 에너지를 관리하는 에너지관리시스템(50); 및 전력량계(60)와 기타장비(70);를 포함하는 에너지저장장치에 구비되는 비상관제시스템으로서, 기존 전력관리시스템(20)과 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템(40)사이를 연결하는 통신포트와는 별개의 포트를 이용하여 배터리관리시스템(30)과 전력변환시스템(40)의 이상 데이터만을 전송받아 각 설비의 고장 여부를 판단하고 화재를 예방하도록 각 설비를 제어하며, 상기 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템과(30)의 테이터 통신을 통해 독립적인 감시 및 관제를 수행하는 고장감시관제 인터페이스(10)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에너지저장장치를 구성하는 각 설비 중 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 데이터를 통신을 통해 독립적인 감시 및 관제를 수행하여 이상 여부를 판단하고 위급상황에서 해당 설비를 제어함으로써 신속한 대응을 통해 에너지저장장치의 화재 발생을 예방할 수 있도록 한 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템에 관한 것이다.
에너지저장장치(ESS; Energy Storage System)는 발전소에서 생산한 전력을 가격이 저렴한 경부하 시간대에 공급받아 대용량 전력저장용 배터리에 충전하고, 전력이 필요한 시점이나 중부하 최대 부하시간대에 방전할 수 있게 지원하는 시스템을 의미한다.
이러한 에너지저장장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 발전소에 연결된 계통전력망의 전력을 배터리에 저장하거나 배터리의 전력이 계통전력망으로 공급되도록 제어하는 전력관리시스템(110, PMS; Power Management System)과, 계통전력망으로부터 공급된 전력을 저장하는 배터리를 관리하며 전력관리시스템(110)과 테이터통신을 수행하는 배터리관리시스템(120, BMS; Battery Management System)과, 배터리에 저장되는 전력을 AC/DC 변환하여 충전하거나 배터리에 저장된 전력을 DC/AC 변환하여 계통전력망 또는 부하에 공급하며 전력관리시스템(110)과 데이터통신을 수행하는 전력변환시스템(40, PCS; Power Conditioning System)과, 전력관리시스템(110)과의 데이터 통신을 통해 각 시스템을 제어하여 에너지를 관리하는 에너지관리시스템(140, EMS; Energy Management System)을 포함하며, 계통전력망으로부터 입출력되는 전력량이 표시되는 전력량계(150)와, 전력을 AC/DC 변환하거나 DC/AC 변환하는 컨버터(170, DC) 및 기타장비(160)를 포함하고 있다.
이때, 배터리로는 모듈구조로 다단으로 형성된 랙에 일정 개수의 리튬이온배터리를 전기적으로 연결하여 구성하며, 보통 하우징으로 불리는 컨테이너의 내부에 위치한 배터리 저장소에 설치되며, 전력변환장치(130)와 에너지관리시스템(140) 등에 유기적으로 결합되어 있다. 하지만, 에너지저장장치의 배터리는 에너지를 고밀도로 저장하고 있기 때문에, 내외부 환경에 따라 과열되거나 화재 및 폭발위험에 쉽게 노출되어 사고가 발생할 수 있다.
이에 따라 에너지저장장치에는 화재를 예방하고 화재를 빨리 진화할 수 있는 안전시스템이 구비되어 있으며, 이러한 안전시스템은 배터리 저장소의 온도가 상승하거나 화재가 발생할 경우 전원을 차단하고 화재를 진화하는 구조로 이루어져 있다.
그러나, 상기한 종래의 에너지저장장치의 안전시스템은 화재의 발생을 원천적으로 차단할 수 없는 문제점이 있으며, 에너지저장장치의 데이터를 수신 및 제어역할을 수행하는 전력관리시스템이 전력변환시스템과 배터리관리시스템은 물론 에너지저장장치를 구성하는 많은 장치와의 통신을 수행하여 데이터베이스에 저장하도록 하고 있어 통신주기가 길어짐에 따라 위급상황에서 즉각적인 대응이 어렵고, 제어통신도 스케줄 방식과 유저제어 방식을 모두 하나의 포트에서 진행하게 되어 어려움이 많은 문제점이 있다.
또한, 전력관리시스템가 에너지저장장치를 구성하는 많은 장치와 통신함에 따라 비교적 긴 주기로 교환되는 데이터를 데이터베이스에 저장함에 따라 이상 현상 발생 시점의 데이터와의 갭이 발생하게 되는 다른 문제점이 있다.
한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.
특허문헌 1은, 복수개의 배터리 랙(Battery Rack)을 포함하는 N개의 배터리 그룹; 상기 N개의 배터리 그룹과 1:1로 연결되어 배터리 그룹을 충방전시키는 N개의 전력 변환 모듈; 상기 전력 변환 모듈 별로 전력 지령치를 생성하고, 상기 전력 지령치에 따라 상기 전력 변환 모듈이 상기 배터리 그룹을 충방전 시키도록 상기 전력 변환 모듈을 제어하는 제1 제어기; 및 이상이 발생된 배터리 랙인 타겟 배터리 랙이 존재하면, 배터리 에너지 저장 시스템의 현재 충방전 전력량에 따라 상기 타겟 배터리 랙의 분리 가능 여부를 판단하고, 상기 타겟 배터리 랙의 분리가 가능하면 상기 전력 변환 모듈의 전력 지령치를 변경시키기 위한 제1 조절명령을 생성하여 상기 제1 제어기로 전송하는 BESS 제어기를 포함하고, 상기 제1 제어기는, 상기 BESS 제어기로부터 상기 제1 조절명령이 수신되면 상기 타겟 배터리 랙이 포함되어 있는 타겟 배터리 그룹에 전류가 흐르지 않도록 상기 타겟 배터리 그룹과 연결된 타겟 전력 변환 모듈의 전력 지령치를 변경하도록 구성되어, 배터리 에너지 저장 시스템의 효율 저하 없이도 지속적인 운전이 가능한 배터리 랙의 에러 발생 시 비상 운전이 가능한 배터리 에너지 저장 시스템을 개시하고 있다.
특허문헌 2는, 다수의 리튬배터리랙에 적재된 복수의 리튬배터리모듈과, 상기 복수의 리튬배터리모듈을 구성하는 리튬배터리 셀에서 발생하는 전해질배출가스를 감지하는 EOG 센서모듈, 및 상기 복수의 리튬배터리모듈의 관리, 충전 및 방전 동작을 제어하는 리튬배터리관리시스템으로 구성된 리튬배터리시스템; 상기 리튬배터리관리시스템을 제어하며 원격감시시스템에 데이터 및 정보를 제공하는 전력변환시스템; 및 상기 EOG 센서모듈의 데이터를 송신 받아 저장 및 관리하는 원격감시시스템;을 포함하며, 주변 환경 적응형 리튬배터리 전해질배출가스 검출을 통해 화재를 예방하는, 전기에너지 저장시스템 및 전기에너지 저장시스템의 화재예방 방법을 개시하고 있다.
특허문헌 3은, 전력 계통과 에너지 저장 시스템의 사이에 위치한 배선에 연결된 비상 차단 회로에 있어서, 상기 배선으로부터 분기된 제 1 분기 라인에 위치하고, 작업자에 의해 개방될 수 있는 비상 차단 스위치; 상기 비상 차단 스위치와 직렬로 연결된 제 1 릴레이 코일; 상기 비상 차단 스위치 및 제 1 릴레이 코일에 대해 병렬로 연결된 제 2 릴레이 코일; 상기 배선으로부터 분기된 제 2 분기 라인에 위치하고, 상기 제 1 릴레이 코일에 연동되는 제 1 접점; 상기 제 2 릴레이 코일에 연동되고 상기 제 1 접점과 직렬로 연결된 제 2 접점; 및 상기 제 2 분기 라인에 전기적으로 연결되어, 상기 제 2 분기 라인에 전류가 흐르지 않을 때 동작하는 차단기를 포함하며, 정전 및 복구 상황에 대해 각각 원활하게 동작할 수 있는 에너지 저장 시스템용 비상 차단 회로를 개시하고 있다.
특허문헌 4는, 상시에 풍력 발전기로부터 공급되는 전력의 일부를 배터리에 충전하거나, 상기 배터리에 저장된 전력을 전력계통으로 방전하다가, 상기 전력계통에 이상이 감지되면, 상기 배터리에 저장된 전력을 방전하여 상기 풍력 발전기를 제어하는 풍력 발전 제어장치에 비상전원으로 공급하는 배터리 에너지 저장 장치; 및 상기 전력계통에 이상이 감지되면, 상기 전력계통과의 연결을 차단하여 상기 배터리로부터 방전되는 전력이 상기 전력계통으로 역류되는 것을 방지하는 역류 방지부를 포함하며, 비상시 풍력 발전 제어장치에 전력을 공급할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템을 개시하고 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 에너지저장장치를 구성하는 각 설비의 고장 여부를 판단하고 화재가 발생하지 않도록 각 설비를 제어하되 배터리관리시스템 및 전력변환시스템과의 테이터 통신을 통해 독립적인 감시 및 관제를 수행하여 위급 상황에서 신속한 대응을 통해 에너지저장장치의 화재 발생을 예방할 수 있도록 한 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 계통전력망의 전력을 배터리에 저장하거나 배터리의 전력이 계통전력망으로 공급되도록 제어하는 전력관리시스템; 계통전력망으로부터 공급된 전력을 저장하는 배터리를 관리하며 전력관리시스템과 테이터통신을 수행하는 배터리관리시스템; 배터리에 저장되는 전력을 AC/DC 변환하여 충전하거나 배터리에 저장된 전력을 DC/AC 변환하여 계통전력망 또는 부하에 공급하며 전력관리시스템과 데이터통신을 수행하는 전력변환시스템; 전력관리시스템과의 데이터 통신을 통해 각 시스템을 제어하여 에너지를 관리하는 에너지관리시스템; 및 전력량계와 기타장비;를 포함하는 에너지저장장치에 구비되는 비상관제시스템으로서, 기존 전력관리시스템과 배터리관리시스템 및 전력변환시스템의 통신포트 외에 다른 포트를 이용하여 배터리관리시스템과 전력변환시스템의 이상 데이터만을 전송받아 각 설비의 고장 여부를 판단하고 화재를 예방하도록 각 설비를 제어하며, 상기 배터리관리시스템 및 전력변환시스템과의 테이터 통신을 통해 독립적인 감시 및 관제를 수행하는 고장감시관제 인터페이스로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템에 따르면, 상기 고장감시관제 인터페이스는 배터리관리시스템 및 전력변환시스템의 고장 데이터를 수신하는 데이터 수신부와, 수신된 고장 데이터가 기록되는 데이터 기록부와, 수신된 고장 데이터를 기초로 배터리관리시스템 또는 전력변환시스템을 제어하는 장비제어부 및 수신된 고장 데이터에 따라 이상 여부를 판단하여 장비제어부에 제어신호를 전송하는 데이터 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템에 따르면, 상기 데이터 판단부는 배터리관리시스템 및 전력변환시스템로부터 고장 데이터에 따라 이상 여부를 판단하여 전력관리시스템 또는 에너지관리시스템으로도 관제정보를 전송하여 전력관리시스템 또는 에너지관리시스템에서도 2차 보완이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템에 따르면, 상기 배터리관리시스템는 현재의 리드데이터와 폴트데이터, 프로텍션 데이터 및 알람데이터를 수집한 후 이들 데이터 중의 고장 데이터를 기록함과 아울러 데이터 송신부를 통해 고장 데이터를 고장감시관제 인터페이스로 전송하고, 상기 전력변환시스템은 현재의 리드데이터와 폴트데이터 및 워닝데이터를 수집한 후 이들 데이터 중의 고장 데이터를 기록함과 아울러 데이터 송신부를 통해 고장 데이터를 고장감시관제 인터페이스로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템에 따르면, 상기 고장감시관제 인터페이스와 배터리관리시스템 또는 전력변환시스템 사이의 통신주기는 0.5~1.0초인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템은 고장감시관제 인터페이스가 배터리관리시스템 및 전력변환시스템과 직접적으로 연결되어 데이터를 송수신함에 따라 통신주기를 대폭 단축시켜 이상 발생시 빠른 대응이 가능하게 되고 그로 인해 에너지저장장치의 화재 등의 사고를 예방할 수 있게 되는 효과가 있다.
또, 본 발명의 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템에 따르면, 고장감시관제 인터페이스가 배터리관리시스템과 전력변환시스템으로부터 크리티컬한 고장 데이터만 수신하여 전력관리시스템의 데이터베이스에 기록하지 않고 데이터 기록부를 통해 로그만 입력하게 되므로 0.5~1초 주기의 통신이 가능하게 되고 전력관리시스템과는 다른 포트를 사용하여 데이터 통신을 수행함에 따라 빠른 대응 제어가 가능하게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템에 따르면, 고장감시관제 인터페이스의 데이터 판단부가 전력관리시스템 또는 에너지관리시스템으로 배터리관리시스템과 전력변환시스템의 고장 데이터와 관제결과를 전송하게 되므로, 고장감시관제 인터페이스의 장비 제어부를 통해서도 정상 정지가 이루어지지 않은 장치들에 대하여 전력관리시스템 또는 에너지관리시스템의 2차 보완이 가능하게 되는 효과가 있다.
또, 본 발명의 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템에 따르면, 배터리관리시스템과 전력변환시스템의 고장 데이터가 0.5~1초 단위로 전송되어 고장감시관제 인터페이스의 데이터 기록부에 로그를 기록함에 따라 기존 방식에 비해 데이터의 갭 차이를 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템의 제어흐름을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 비상관제시스템를 구성하는 고장감시관제 인터페이스의 제어흐름을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 에너지저장장치의 비상관제시스템의 제어 흐름도.
도 4는 일반적인 에너지저장장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 비상관제시스템를 구성하는 고장감시관제 인터페이스의 제어흐름을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 에너지저장장치의 비상관제시스템의 제어 흐름도.
도 4는 일반적인 에너지저장장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템에 대하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.
그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한, 도 1은 본 발명에 따른 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템의 제어흐름을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 비상관제시스템를 구성하는 고장감시관제 인터페이스의 제어흐름을 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템의 제어 흐름도이다.
본 발명에 따른 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템은 도 1과 2에 도시된 바와 같이, 계통전력망의 전력을 배터리에 저장하거나 배터리의 전력이 계통전력망으로 공급되도록 제어하는 전력관리시스템(20)과, 계통전력망으로부터 공급된 전력을 저장하는 배터리를 관리하며 전력관리시스템(20)과 테이터통신을 수행하는 배터리관리시스템(30)과, 배터리에 저장되는 전력을 AC/DC 변환하여 충전하거나 배터리에 저장된 전력을 DC/AC 변환하여 계통전력망 또는 부하에 공급하며 전력관리시스템(20)과 데이터통신을 수행하는 전력변환시스템(40)과, 전력관리시스템(20)과의 데이터 통신을 통해 각 시스템을 제어하여 에너지를 관리하는 에너지관리시스템(50)과, 계통전력망으로부터 입출력되는 전력량이 표시되는 전력량계(60)와, 전력을 AC/DC 변환하거나 DC/AC 변환하는 컨버터(80, DC) 및 기타장비(70)를 포함하는 에너지저장장치에 구비된다.
상기한 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템은 기존 전력관리시스템(20)과 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템(40)의 통신포트 외에 다른 포트를 이용하여 배터리관리시스템(30)과 전력변환시스템(40)의 이상 데이터만을 전송받아 각 설비의 고장 여부를 판단하고 화재를 예방하도록 각 설비를 제어하며, 상기 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템과(30)의 테이터 통신을 통해 독립적인 감시 및 관제를 수행하는 고장감시관제 인터페이스(10)로 이루어진다.
이와 같이, 고장감시관제 인터페이스(10)가 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템(40)과 직접적으로 연결되어 데이터를 송수신함에 따라 통신주기를 대폭 단축시켜 이상 발생시 빠른 대응이 가능하게 된다. 그리고, 이상 발생시 빠른 대응을 통해 에너지저장장치의 화재 등의 사고를 예방할 수 있게 된다.
상기 고장감시관제 인터페이스(10)는 배터리관리시스템(30)과 전력변환시스템(40)으로부터 모든 데이터를 수신하지 않고 크리티컬한 고장 데이터만 수신하는 것이 바람직하다. 그리고, 고장감시관제 인터페이스(10)와 배터리관리시스템(30) 또는 전력변환시스템(40) 사이의 데이터 통신은 전력관리시스템(20)과는 다른 포트를 통해 이루어짐으로써 대응 제어가 빠르게 이루어지도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
여기서, 상기 고장감시관제 인터페이스(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템(40)의 고장 데이터를 수신하는 데이터 수신부(11)와, 수신된 고장 데이터가 기록되는 데이터 기록부(12)와, 수신된 고장 데이터를 기초로 배터리관리시스템(30) 또는 전력변환시스템(40)을 제어하는 장비제어부(14) 및 수신된 고장 데이터에 따라 이상 여부를 판단하여 장비제어부(14)에 제어신호를 전송하는 데이터 판단부(13)를 포함한다.
상기 고장감시관제 인터페이스(10)는 배터리관리시스템(30)과 전력변환시스템(40)으로부터 수신된 고장 데이터를 전력관리시스템(20)의 데이터베이스에 기록하지 않고 데이터 기록부(12)를 통해 로그만 입력하는 것이 바람직하다. 이는 고장감시관제 인터페이스(10)와 배터리관리시스템(30) 또는 전력변환시스템(40)과의 데이터 통신이 1초 이내의 빠른 주기로 이루어지도록 하기 위한 것이다.
그리고, 상기 데이터 판단부(13)는 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템(40)로부터 전송된 고장 데이터에 따라 이상 여부를 판단한 후 고장 데이터와 함께 전력관리시스템(20) 또는 에너지관리시스템(50)에 관제정보를 전송하여 전력관리시스템(20) 또는 에너지관리시스템(50)에서도 2차 보완이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 고장감시관제 인터페이스(10)의 장비 제어부(14)를 통해서도 정상 정지가 이루어지지 않은 장치들에 대하여 전력관리시스템(20) 또는 에너지관리시스템(50)에 의한 2차 보완이 가능하게 되어 안전성이 강화된다.
한편, 상기 배터리관리시스템(30)은 현재의 리드데이터와 폴트데이터, 프로텍션 데이터 및 알람데이터를 수집한 후 이들 데이터 중의 고장 데이터를 기록함과 아울러 데이터 송신부를 통해 고장 데이터를 고장감시관제 인터페이스(10)의 데이터 수신부(11)로 전송하도록 구성된다. 이때, 상기 배터리관리시스템(30)의 데이터 송신부는 고장 데이터 전체를 전송하지 않고 로그만 송신하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 전력변환시스템(40)은 현재의 리드데이터와 폴트데이터 및 워닝데이터를 수집한 후 이들 데이터 중의 고장 데이터를 기록함과 아울러 데이터 송신부를 통해 고장 데이터를 고장감시관제 인터페이스(10)의 데이터 수신부(11)로 전송하도록 구성된다. 이때, 상기 전력변환시스템(40)의 데이터 송신부 역시 고장 데이터 전체를 전송하지 않고 로그만 송신하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 고장감시관제 인터페이스(10)와 배터리관리시스템(30) 또는 전력변환시스템(40) 사이의 통신주기는 0.5~1.0초인 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템을 이용하여 비상관제를 수행하는 것에 대하여 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
에너지저장장치가 작동되면 비상관제시스템의 고장감시관제 인터페이스(10)가 작동되어 배터리관리시스템(30) 또는 전력변환시스템(40)과 데이터 통신을 수행한다. 이때, 통신주기는 0.5~1.0초로 하는 것이 바람직하다. 배터리관리시스템(30) 또는 전력변환시스템(40)에서 고장이 발생하여 데이터 수신부(11)에 고장 데이터가 수신되면, 고장발생 위치를 확인한다.
고장발생 위치가 배터리관리시스템(30)인 경우에는 장비 제어부(14)가 배터리관리시스템(30)에 제어신호를 보내 배터리관리시스템(30)의 컨트롤 스위치를 먼저 오프시킨 후 전력변환시스템(40)의 작동을 정지시키고, 고장발생 위치가 전력변환시스템(40)인 경우에는 장비 제어부(14)가 전력변환시스템(40)에 제어신호를 보내 전력변환시스템(40)의 작동을 먼저 정지시키고 배터리관리시스템(30)에 제어신호를 보내 배터리관리시스템(30)의 컨트롤 스위치를 오프시키는 비상관제를 수행한다.
그리고, 데이터 기록부(12)에 저장된 고장 데이터와 함께 관제결과를 전력관리시스템(20)으로 전송한다. 믈론, 전력관리시스템(20)을 대신하여 관제결과를 에너지관리시스템(50)으로 전송할 수도 있다.
한편, 고장감시관제 인터페이스(10)와 배터리관리시스템(30) 또는 전력변환시스템(40)과의 데이터 통신 결과 고장이 발생하지 않는 경우 또는 전력관리시스템(20)에 관제결과가 전송되어 전력관리시스템(20)으로부터 고장감시관제 인터페이스(10)에 제어신호가 입력되는 경우에는 고장감시관제 인터페이스(10)의 작동 상태가 정상인지를 재확인한다. 고장감시관제 인터페이스(10)가 정상적으로 작동하는 것으로 확인되면, 고장감시관제 인터페이스(10)와 배터리관리시스템(30) 또는 전력변환시스템(40)과 데이터 통신를 다시 수행하여 상기 과정을 반복한다. 그리고, 고장감시관제 인터페이스(10)가 정상적으로 작동하지 않는 것으로 판단되면, 고장감시관제 인터페이스(10)에 의한 비상관제를 종료한다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 발명의 설명에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10...고장감시관제 인터페이스(I/F; Interface)
11...데이터 수신부
12...데이터 기록부
13...데이터 판단부
14...장비제어부
20...전력관리시스템(PMS; Power Management System)
30...배터리관리시스템(BMS; Battery Management System)
40...전력변환시스템(PCS; Power Conditioning System)
50...에너지관리시스템(EMS; Energy Management System)
60...전력량계
70...기타장비
80...컨버터(DC; A/D Converter, D/C Converter)
11...데이터 수신부
12...데이터 기록부
13...데이터 판단부
14...장비제어부
20...전력관리시스템(PMS; Power Management System)
30...배터리관리시스템(BMS; Battery Management System)
40...전력변환시스템(PCS; Power Conditioning System)
50...에너지관리시스템(EMS; Energy Management System)
60...전력량계
70...기타장비
80...컨버터(DC; A/D Converter, D/C Converter)
Claims (5)
- 계통전력망의 전력을 배터리에 저장하거나 배터리의 전력이 계통전력망으로 공급되도록 제어하는 전력관리시스템(20);
계통전력망으로부터 공급된 전력을 저장하는 배터리를 관리하며 전력관리시스템(20)과 테이터통신을 수행하는 배터리관리시스템(30);
배터리에 저장되는 전력을 AC/DC 변환하여 충전하거나 배터리에 저장된 전력을 DC/AC 변환하여 계통전력망 또는 부하에 공급하며 전력관리시스템(20)과 데이터통신을 수행하는 전력변환시스템(40);
전력관리시스템(20)과의 데이터 통신을 통해 각 시스템을 제어하여 에너지를 관리하는 에너지관리시스템(50); 및
전력량계(60)와 기타장비(70);를 포함하는 에너지저장장치에 구비되는 비상관제시스템으로서,
기존 전력관리시스템(20)과 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템(40) 사이를 연결하는 통신포트와는 별개의 포트를 이용하여 배터리관리시스템(30)과 전력변환시스템(40)의 이상 데이터만을 전송받아 각 설비의 고장 여부를 판단하고 화재를 예방하도록 각 설비를 제어하며, 상기 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템과(30)의 테이터 통신을 통해 독립적인 감시 및 관제를 수행하는 고장감시관제 인터페이스(10)를 포함하고,
상기 배터리관리시스템(30)은 현재의 리드데이터와 폴트데이터, 프로텍션 데이터 및 알람데이터를 수집한 후 이들 데이터 중의 고장 데이터를 기록함과 아울러 데이터 송신부를 통해 고장 데이터를 고장감시관제 인터페이스(10)로 전송하고,
상기 전력변환시스템(40)은 현재의 리드데이터와 폴트데이터 및 워닝데이터를 수집한 후 이들 데이터 중의 고장 데이터를 기록함과 아울러 데이터 송신부를 통해 고장 데이터를 고장감시관제 인터페이스(10)로 전송하는 것을 특징으로 하는 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템. - 제1항에 있어서,
상기 고장감시관제 인터페이스(10)는 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템(40)의 고장 데이터를 수신하는 데이터 수신부(11)와, 수신된 고장 데이터가 기록되는 데이터 기록부(12)와, 수신된 고장 데이터를 기초로 배터리관리시스템(30) 또는 전력변환시스템(40)을 제어하는 장비제어부(14) 및 수신된 고장 데이터에 따라 이상 여부를 판단하여 장비제어부(14)에 제어신호를 전송하는 데이터 판단부(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템. - 제2항에 있어서,
상기 데이터 판단부(13)는 배터리관리시스템(30) 및 전력변환시스템(40)로부터 전송된 고장 데이터에 따라 이상 여부를 판단하여 전력관리시스템(20) 또는 에너지관리시스템(50)으로도 관제정보를 전송하여 전력관리시스템(20) 또는 에너지관리시스템(50)에서도 2차 보완이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템. - 삭제
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고장감시관제 인터페이스(10)와 배터리관리시스템(30) 또는 전력변환시스템(40) 사이의 통신주기는 0.5~1.0초인 것을 특징으로 하는 전력변환시스템과 배터리관리시스템의 이상 집중 감시와 제어가 가능한 비상관제시스템.
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