KR102272388B1 - Energy management system and control method for power control using Voltage Regulation - Google Patents

Energy management system and control method for power control using Voltage Regulation Download PDF

Info

Publication number
KR102272388B1
KR102272388B1 KR1020180103551A KR20180103551A KR102272388B1 KR 102272388 B1 KR102272388 B1 KR 102272388B1 KR 1020180103551 A KR1020180103551 A KR 1020180103551A KR 20180103551 A KR20180103551 A KR 20180103551A KR 102272388 B1 KR102272388 B1 KR 102272388B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
power
management system
energy management
voltage fluctuation
Prior art date
Application number
KR1020180103551A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200025731A (en
Inventor
오승열
박병철
송성근
정규창
차대석
최정식
Original Assignee
한국전자기술연구원
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 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Priority to KR1020180103551A priority Critical patent/KR102272388B1/en
Publication of KR20200025731A publication Critical patent/KR20200025731A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102272388B1 publication Critical patent/KR102272388B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/04—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J2003/001—Driving of auxiliaries characterised by type of power supply, or power transmission, e.g. by using electric power or steam
    • B63J2003/002—Driving of auxiliaries characterised by type of power supply, or power transmission, e.g. by using electric power or steam by using electric power
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system

Abstract

본 발명은 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템 및 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 에너지관리시스템은 DC 배전으로 된 선박의 전력 상태를 감지하는 전력관리시스템, 전력관리시스템으로부터 감지된 전력 상태를 수신하고, 수신된 전력 상태를 기초로 정상 상황인 경우 DC 계통 연계를 위한 계통연계모드를 수행하고, 비상 상황인 경우 DC 계통 전압 생성을 위한 전압지령모드를 수행하는 전지전력저장시스템 및 전지전력저장시스템이 계통연계모드를 수행하는 경우, 전압변동을 기초로 DC 계통의 전원이 650V를 유지하도록 전지전력저장시스템의 충전 및 방전을 제어하는 지령전류를 생성하는 전압변동 제어부를 포함한다.The present invention discloses an energy management system and control method for controlling power using voltage fluctuations. The energy management system of the present invention is a power management system that detects the power status of a ship with DC distribution, receives the power status sensed from the power management system, and connects to the DC grid in a normal situation based on the received power status. When the battery power storage system and the battery power storage system that perform the grid connection mode and perform the voltage command mode for DC grid voltage generation in an emergency situation perform the grid connection mode, the power of the DC system based on voltage fluctuations It includes a voltage fluctuation control unit for generating a command current for controlling the charging and discharging of the battery power storage system to maintain this 650V.

Description

전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템 및 제어 방법{Energy management system and control method for power control using Voltage Regulation}Energy management system and control method for power control using voltage fluctuations {Energy management system and control method for power control using Voltage Regulation}

본 발명은 에너지관리시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박 내의 DC 마이크로그리드 시스템의 피크 부하에 대응하기 위해 전압변동을 이용하여 전력을 제어하는 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy management system, and more particularly, to an energy management system and control for controlling power using voltage fluctuations to control power using voltage fluctuations in order to respond to a peak load of a DC microgrid system in a ship. it's about how

선박 내부의 전원은 디젤 발전기에 의해 교류 전원으로 발전되어 AFE(Active Front End)를 통하여 계통 전압을 750V로 발전한다. 이와 같이 발전된 계통 전압은 선박 내부 부하, 모터, 에너지저장시스템(energy storage system, ESS) 등과 연결되어 전원을 공급한다. 이러한 계통 전압은 주파수가 변화하여도 AFE에서 정전압 출력이 가능하기 때문에 가변속 제어가 가능하다.The power inside the ship is generated as AC power by the diesel generator, and the system voltage is generated to 750V through AFE (Active Front End). The system voltage developed in this way is connected to a ship internal load, a motor, an energy storage system (ESS), and the like to supply power. Variable speed control is possible because a constant voltage output is possible from the AFE even if the frequency of this system voltage is changed.

한편 선박 내의 전력은 항시 부하와 순시 부하로 구분되는데 일반적인 선박은 전체적인 전력 운용을 위해 순시 부하 용량으로 설계하여 필요하지 않은 전력으로 인한 초기 설비 투자가 증가시키는 문제점이 있다. 또한 주 전력을 발생하는 디젤 발전기의 연료 부족 또는 고장 발생 시 비상 대체에 대한 문제점이 있다.On the other hand, power in a ship is divided into constant load and instantaneous load. A general ship is designed with instantaneous load capacity for overall power operation, so there is a problem in that initial equipment investment increases due to unnecessary power. In addition, there is a problem of emergency replacement in the event of a fuel shortage or failure of a diesel generator generating main power.

한국등록특허공보 제10-1290290호(2013.07.22.)Korean Patent Publication No. 10-1290290 (2013.07.22.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전력의 부하 편중화를 통한 예비 전력 확보를 하고, 정전사고와 같은 비상시에 효과적으로 대응할 수 있는 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템 및 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an energy management system and a control method for securing reserve power through load centralization of power and controlling power using voltage fluctuations that can effectively respond to emergencies such as blackout accidents have.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 선박 내의 첨두부하 및 기저부하 분산을 전압변동 기반으로 제어하는 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템 및 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide an energy management system and a control method for controlling power using voltage fluctuations for controlling peak load and base load distribution in a ship based on voltage fluctuations.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템은 DC 배전으로 된 선박의 전력 상태를 감지하는 전력관리시스템, 상기 전력관리시스템으로부터 감지된 전력 상태를 수신하고, 상기 수신된 전력 상태를 기초로 정상 상황인 경우 DC 계통 연계를 위한 계통연계모드를 수행하고, 비상 상황인 경우 DC 계통 전압 생성을 위한 전압지령모드를 수행하는 전지전력저장시스템 및 상기 전지전력저장시스템이 계통연계모드를 수행하는 경우, 전압변동을 기초로 DC 계통의 전원이 650V를 유지하도록 상기 전지전력저장시스템의 충전 및 방전을 제어하는 지령전류를 생성하는 전압변동 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the energy management system for controlling power using voltage fluctuations of the present invention is a power management system that detects the power state of a ship with DC distribution, and receives the detected power state from the power management system and , a battery power storage system and the battery power storage for performing a grid connection mode for DC grid connection in a normal situation based on the received power state, and performing a voltage command mode for DC grid voltage generation in an emergency situation When the system performs the grid-connected mode, it includes a voltage fluctuation control unit for generating a command current for controlling the charging and discharging of the battery power storage system so that the power of the DC system is maintained at 650V based on the voltage fluctuation.

또한 상기 전력관리시스템은, 상기 선박의 디젤 발전기의 출력을 DC 계통으로 변환시켜주는 AFE(Active Front End)의 출력 전압을 실시간 감지하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power management system, characterized in that real-time sensing the output voltage of the AFE (Active Front End) that converts the output of the ship's diesel generator into a DC system.

또한 상기 전지전력저장시스템은, 전기 에너지가 저장되는 배터리; 및 상기 지령전류를 기초로 상기 배터리의 충전 또는 방전이 되도록 전력을 변환하는 전력변환장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the battery power storage system, a battery in which electrical energy is stored; And it characterized in that it comprises a power conversion device for converting the power so that the charging or discharging of the battery based on the command current.

또한 상기 전압변동 제어부는, 650V의 DC 계통의 전압을 항상 감시하고, 상기 DC 계통의 전압이 ±30V로 전압변동하는 경우, DC 계통의 사고, 부하 변동 및 정지 상태 중 어느 하나를 판단하기 위해 기 설정된 시간 동안 전압 상태를 검출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage fluctuation control unit always monitors the voltage of the DC system of 650V, and when the voltage of the DC system fluctuates to ±30V, to determine any one of the DC system accident, load fluctuation and stop state It is characterized in that the voltage state is detected for a set time.

또한 상기 전압변동 제어부는, DC 계통의 전압이 650V±30V 범위에서 동작되도록 DC 계통의 전압이 680V 이상이면 배터리 충전을 제어하는 지령전류를 생성하고, DC 계통의 전압이 620V 이하이면 배터리 방전을 제어하는 지령전류를 생성하여 DC 계통의 전원이 650V를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage fluctuation control unit generates a command current to control battery charging if the voltage of the DC system is 680V or more so that the voltage of the DC system operates in the range of 650V±30V, and controls the battery discharge if the voltage of the DC system is 620V or less It is characterized in that it generates a command current to control the power of the DC system to maintain 650V.

또한 상기 전압변동 제어부는, DC 계통의 전원이 650V의 전원 회복을 판단하기 위해 기 설정된 시간 지령전류를 점진적으로 줄이고, 지령전류가 0이 되면 전압변동 제어를 종료하는 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage fluctuation control unit is characterized in that the power of the DC system gradually reduces the preset time command current to determine the power recovery of 650V, and terminates the voltage fluctuation control when the command current becomes 0.

또한 상기 전압변동 제어부는, DC 계통의 전압이 450V 미만인 경우 저전압 사고이고, 750V 초과인 경우 과전압 사고로 판단하고, 상기 선박 내 DC 계통의 전력 공급이 중단되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage fluctuation control unit, when the voltage of the DC system is less than 450V, it is a low voltage accident, and when it exceeds 750V, it is determined as an overvoltage accident, and controls the power supply of the DC system in the ship to be stopped.

본 발명의 에너지관리시스템 제어 방법은 에너지관리시스템이 DC 배전으로 된 선박의 전력 상태를 감지하는 단계, 상기 에너지관리시스템이 상기 감지된 전력 상태를 기초로 정상 상황인 경우 DC 계통 연계를 위한 계통연계모드를 수행하고, 비상 상황인 경우 DC 계통 전압 생성을 위한 전압지령모드를 수행하는 단계 및 상기 에너지관리시스템이 상기 계통연계모드를 수행하는 경우, 전압변동을 기초로 DC 계통의 전원이 650V를 유지하도록 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 지령전류를 생성하는 단계를 포함한다.The energy management system control method of the present invention includes the steps of the energy management system detecting the power state of a ship with DC distribution, and when the energy management system is in a normal situation based on the sensed power state, grid connection for DC grid connection mode, performing a voltage command mode for generating DC system voltage in case of an emergency, and when the energy management system performs the grid connection mode, the power of the DC system is maintained at 650V based on voltage fluctuations and generating a command current to control charging and discharging of the battery.

본 발명에 따른 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템 및 제어 방법은 전력의 부하 편중화를 통한 예비 전력 확보를 하고, 정전사고와 같은 비상시에 효과적으로 대응할 수 있다.The energy management system and control method for controlling power using voltage fluctuations according to the present invention can secure reserve power through load centralization of power and effectively respond to emergencies such as blackout accidents.

또한 선박 내의 첨두부하 및 기저부하 분산을 전지전력저장시스템의 전압변동 기반으로 제어함으로써, 선박 내의 총 전력 설계 시 초기 설비 투자를 절감할 수 있다.In addition, by controlling the distribution of peak load and base load within the vessel based on the voltage fluctuation of the battery power storage system, it is possible to reduce the initial equipment investment when designing the total power within the vessel.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 DC 마이크로그리드 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지관리시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전지전력저장시스템의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지전력저장시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전압변동 제어부의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 DC 계통 피크 부하 발생 시 전압변동 제어를 통해 방전하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 DC 계통 회복 중 추가 피크 부하 발생한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 DC 계통 회복 후 전압변동 제어를 통해 방전하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 DC 계통 기저 부하 발생 시 전압변동 제어를 통해 충전하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 DC 계통 회복 후 전압변동 제어를 통해 충전하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic diagram for explaining a DC microgrid system of a ship according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating an energy management system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a connection structure of a battery power storage system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart for explaining the operation of the battery power storage system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart for explaining the operation of the voltage fluctuation control unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a case of discharging through voltage fluctuation control when a DC system peak load occurs according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a case in which an additional peak load occurs during DC system recovery according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a case of discharging through voltage fluctuation control after DC system recovery according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a case of charging through voltage fluctuation control when a DC system base load is generated according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining a case of charging through voltage fluctuation control after DC system recovery according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated in different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function is obvious to those skilled in the art or may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 DC 마이크로그리드 시스템을 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지관리시스템을 설명하기 위한 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전지전력저장시스템의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a schematic diagram for explaining a DC microgrid system of a ship according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram for explaining an energy management system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a diagram of the present invention It is a diagram for explaining a connection structure of a battery power storage system according to an embodiment.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 에너지관리시스템(energy management system, EMS)(100)은 선박 내의 DC 마이크로그리드 시스템(200)의 피크 부하에 대응하기 위해 전압변동을 이용하여 전력을 제어한다. 에너지관리시스템(100)은 전력의 부하 편중화를 통한 예비 전력 확보를 하고, 정전사고와 같은 비상시에 효과적으로 대응할 수 있다. 또한 에너지관리시스템(100)은 선박 내의 첨두부하 및 기저부하 분산을 전압변동 기반으로 제어함으로써, 선박 내의 총 전력 설계 시 초기 설비 투자를 절감할 수 있다. 여기서 선박은 DC 배전으로 된 선박일 수 있다. 에너지관리시스템(100)은 전력관리시스템(power management system, PMS)(110), 전지전력저장시스템(battery energy storage system, BESS)(130) 및 전압변동(voltage regulation, VR) 제어부(150)를 포함한다.1 to 3 , an energy management system (EMS) 100 controls power using voltage fluctuations in order to respond to a peak load of a DC microgrid system 200 in a ship. The energy management system 100 can secure reserve power through load centralization of power, and effectively respond to an emergency such as a power outage. In addition, the energy management system 100 controls the distribution of peak load and base load in the vessel based on voltage fluctuations, thereby reducing the initial equipment investment when designing the total power in the vessel. Here, the vessel may be a vessel with DC power distribution. The energy management system 100 includes a power management system (PMS) 110 , a battery energy storage system (BESS) 130 and a voltage regulation (VR) control unit 150 . include

전력관리시스템(110)은 DC 배전으로 된 선박의 전력 상태를 감지한다. 전력관리시스템(110)는 선박의 디젤 발전기의 출력을 DC 계통으로 변환시켜주는 AFE(Active Front End)의 출력 전압을 실시간 감지한다. 전력관리시스템(110)은 실시간 감지된 출력 전압에 대한 정보를 전지전력저장시스템(130)으로 전달한다. 이때 전력관리시스템(110)은 전지전력저장시스템(130)과 직렬 통신을 수행하며, 바람직하게는 RS485를 이용한 직렬 통신을 수행할 수 있다.The power management system 110 detects the power state of the ship with DC distribution. The power management system 110 senses the output voltage of an Active Front End (AFE) that converts the output of the ship's diesel generator into a DC system in real time. The power management system 110 transmits information about the real-time sensed output voltage to the battery power storage system 130 . At this time, the power management system 110 performs serial communication with the battery power storage system 130 , and preferably performs serial communication using RS485.

전지전력저장시스템(130)은 전력관리시스템(110)으로부터 감지된 전력 상태를 수신하고, 수신된 전력 상태를 기초로 정상인 경우 DC 계통 연계를 위한 계통연계모드를 수행하고, 비상 상황인 경우 전압지령모드를 수행한다. 전지전력저장시스템(130)은 배터리(131) 및 전력변환장치(133)를 포함한다. The battery power storage system 130 receives the detected power state from the power management system 110, performs a grid connection mode for DC grid connection when normal based on the received power state, and performs a voltage command in case of an emergency. do the mode. The battery power storage system 130 includes a battery 131 and a power conversion device 133 .

배터리(131)는 전기 에너지를 저장한다. 배터리(131)는 충전 및 방전이 가능한 2차 전지이다. 배터리(131)는 390Vdc 내지 480Vdc의 전압을 가질 수 있다. The battery 131 stores electrical energy. The battery 131 is a secondary battery capable of charging and discharging. The battery 131 may have a voltage of 390Vdc to 480Vdc.

전력변환장치(133)는 배터리(131)와 연결되어 배터리(131)에 저장된 전기 에너지가 외부로 방전되거나 외부 전원이 배터리(131)로 충전되도록 전력을 변환한다. 전력변환장치(133)는 배터리(131)가 외부와의 통신 및 전력 전달을 할 수 있도록 도와주는 매개체 역할을 한다. 즉 전력변환장치(133)는 전력관리시스템(110)으로부터 전력 상태를 수신한다. 전력변환장치(133)는 전압변동 제어부(150)로 DC 계통 전압을 계측 정보를 전달하고, 전압변동 제어부(150)로부터 배터리(131)의 충전 및 방전을 제어하는 지령전류를 수신한다. The power converter 133 is connected to the battery 131 and converts power so that the electric energy stored in the battery 131 is discharged to the outside or the external power is charged to the battery 131 . The power converter 133 serves as a medium that helps the battery 131 communicate with the outside and transmit power. That is, the power conversion device 133 receives the power state from the power management system (110). The power conversion device 133 transmits DC system voltage measurement information to the voltage fluctuation control unit 150 , and receives a command current for controlling charging and discharging of the battery 131 from the voltage fluctuation control unit 150 .

여기서, 배터리(131) 및 전력변환장치(133)는 서로 간에 CAN(controller area network) 통신을 수행한다. Here, the battery 131 and the power converter 133 perform CAN (controller area network) communication with each other.

전압변동 제어부(150)는 전지전력저장시스템(130)이 계통연계모드를 수행하는 경우, 전압변동을 기초로 DC 계통의 전원이 650V를 유지하도록 제어한다. 이를 위해 전압변동 제어부(150)는 전지전력저장시스템(130)의 충전 및 방전을 제어하는 지령전류를 생성한다. When the battery power storage system 130 performs the grid link mode, the voltage fluctuation control unit 150 controls the power of the DC system to maintain 650V based on the voltage fluctuation. To this end, the voltage fluctuation control unit 150 generates a command current for controlling the charging and discharging of the battery power storage system 130 .

상세하게는 전압변동 제어부(150)는 650V의 DC 계통의 전압을 항상 감시한다. 즉 전압변동 제어부(150)는 전지전력저장시스템(130)으로부터 계측되는 DC 계통의 전압을 실시간으로 감시한다. 전압변동 제어부(150)는 DC 계통의 전압이 ±30V로 전압변동하는 경우, DC 계통의 사고, 부하 변동 및 정지 상태 중 어느 하나를 판단하기 위해 기 설정된 시간 동안 전압 상태를 검출한다. 여기서 기 설정된 시간은 5msec 내지 15msec일 수 있으며, 바람직하게는 10msec일 수 있다. In detail, the voltage fluctuation control unit 150 always monitors the voltage of the DC system of 650V. That is, the voltage fluctuation control unit 150 monitors the voltage of the DC system measured from the battery power storage system 130 in real time. The voltage fluctuation control unit 150 detects a voltage state for a preset time in order to determine any one of an accident of the DC system, a load change, and a stop state when the voltage of the DC system varies by ±30V. Here, the preset time may be 5 msec to 15 msec, preferably 10 msec.

전압변동 제어부(150)는 DC 계통의 전압이 650V±30V 범위에서 동작되도록 DC 계통의 전압이 680V 이상이면 배터리 충전을 제어하는 지령전류를 생성하여 남는 전력이 배터리(131)에 충전되도록 제어한다. 또한 전압변동 제어부(150)는 DC 계통의 전압이 620V 이하이면 배터리 방전을 제어하는 지령전류를 생성하여 모자라는 전력이 배터리(131)로부터 방전되도록 제어한다. 이를 통해 전압변동 제어부(150)는 DC 계통의 전원이 650V를 유지하도록 제어한다. 이때 전압변동 제어부(150)는 DC 계통의 전원이 650V의 전원 회복을 판단하기 위해 기 설정된 시간 지령전류를 점진적으로 줄일 수 있다. 여기서 기 설정된 시간은 30초 내지 1분 30초일 수 있고, 바람직하게는 1분일 수 있다. 만약 지령전류가 0이 되면 전압변동 제어부(150)는 전압변동 제어를 종료한다.The voltage fluctuation control unit 150 generates a command current for controlling battery charging when the voltage of the DC system is 680V or more so that the voltage of the DC system operates in the range of 650V±30V, and controls the remaining power to be charged in the battery 131 . In addition, when the voltage of the DC system is 620V or less, the voltage fluctuation control unit 150 generates a command current for controlling battery discharge and controls the insufficient power to be discharged from the battery 131 . Through this, the voltage fluctuation control unit 150 controls the power of the DC system to maintain 650V. At this time, the voltage fluctuation control unit 150 may gradually reduce the preset time command current in order to determine that the power of the DC system recovers the power of 650V. Here, the preset time may be 30 seconds to 1 minute and 30 seconds, and preferably 1 minute. If the command current becomes 0, the voltage fluctuation control unit 150 ends the voltage fluctuation control.

한편 전압변동 제어부(150)는 DC 계통의 전압이 450V 미만인 경우 저전압 사고이고, 750V 초과인 경우 과전압 사고로 판단한다. 전압변동 제어부(150)는 저전압 사고 및 과전압 사고로 판단하면 선박 내 DC 계통의 전력 공급이 중단되도록 제어한다. 또한 전압변동 제어부(150)는 전압변동 제어 중 DC 계통의 전압이 650V 범위를 벗어나면 추가적인 전류 공급을 통해 DC 계통의 전압이 650V가 될 수 있도록 실시간 제어할 수 있다.Meanwhile, the voltage fluctuation control unit 150 determines that the voltage of the DC system is less than 450V as a low voltage accident, and when it exceeds 750V, it is an overvoltage accident. The voltage fluctuation control unit 150 controls so that the power supply of the DC system in the ship is stopped when it is determined as a low voltage accident and an overvoltage accident. In addition, when the voltage of the DC system is out of the range of 650V during voltage fluctuation control, the voltage fluctuation control unit 150 may control in real time so that the voltage of the DC system becomes 650V through an additional current supply.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지전력저장시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart for explaining the operation of the battery power storage system according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전지전력저장시스템(130)은 전압지령모드 또는 계통연계모드를 수행한다. 3 and 4 , the battery power storage system 130 performs a voltage command mode or a grid link mode.

S111단계에서, 전지전력저장시스템(130)은 운전 및 정지 상태를 판단한다. 이때 전지전력저장시스템(130)은 운전 및 정지 상태를 전력관리시스템(110)으로부터 수신되는 전력 상태의 지령을 통해 판단할 수 있다. 전지전력저장시스템(130)은 운전 상태라고 판단하면 S113단계를 수행하고, 정지 상태라고 판단하면 동작이 종료된다.In step S111, the battery power storage system 130 determines the operation and the stop state. In this case, the battery power storage system 130 may determine the operation and stop states through a power state command received from the power management system 110 . If it is determined that the battery power storage system 130 is in an operating state, it performs step S113, and if it is determined that it is in a stopped state, the operation is terminated.

S113단계에서, 전지전력저장시스템(130)은 동작모드를 판단한다. 전지전력저장시스템(130)은 운전 상태가 비상 상황인지, 정상 상황인지 판단하여 동작모드를 판단한다. 전지전력저장시스템(130)은 비상 상황이면 S115단계를 수행하고, 정상 상황이면 S123단계를 수행한다.In step S113, the battery power storage system 130 determines the operation mode. The battery power storage system 130 determines the operation mode by determining whether the operating state is an emergency situation or a normal situation. The battery power storage system 130 performs step S115 in an emergency situation, and performs step S123 in a normal situation.

S115단계에서, 전지전력저장시스템(130)은 전압지령모드를 수행한다. 전지전력저장시스템(130)은 전압지령모드를 통해 DC 계통 전압 생성한다. In step S115, the battery power storage system 130 performs a voltage command mode. The battery power storage system 130 generates a DC system voltage through a voltage command mode.

S117단계에서, 전지전력저장시스템(130)은 외부 전압이 검출되는지 판단한다. 전지전력저장시스템(130)은 출력전압이 0V가 아니면 S119단계를 수행하고, 출력전압이 0V이면 S121단계를 수행한다.In step S117 , the battery power storage system 130 determines whether an external voltage is detected. The battery power storage system 130 performs step S119 if the output voltage is not 0V, and performs step S121 if the output voltage is 0V.

S119단계에서, 전지전력저장시스템(130)은 현재 상태가 고장으로 판단한다. 전지전력저장시스템(130)은 고장으로 판단함으로써, 동작을 종료한다.In step S119, the battery power storage system 130 determines that the current state is a failure. By determining that the battery power storage system 130 has a failure, the operation is terminated.

S121단계에서, 전지전력저장시스템(130)은 650V를 출력한다.In step S121, the battery power storage system 130 outputs 650V.

따라서, 전압지령모드는 DC 마이크로그리드 내의 다른 컨버터 동작 상태를 감지하기 위해 계통 전압을 계측하여 일정 전압 이상 시 동작이 되지 않도록 한다. 즉 에너지저장시스템(100)에서는 전체 시스템의 초기화 및 종료한 후 비상 모드로 전환되어야 하기 때문이다.Therefore, the voltage command mode measures the grid voltage to detect the operation state of other converters in the DC microgrid and prevents operation when the voltage exceeds a certain level. That is, this is because the energy storage system 100 must be converted to an emergency mode after initialization and termination of the entire system.

S123단계에서, 전지전력저장시스템(130)은 계통연계모드를 수행한다. 전지전력저장시스템(130)은 계통연계모드를 통해 DC 계통을 연계한다.In step S123, the battery power storage system 130 performs the grid connection mode. The battery power storage system 130 connects the DC system through the grid connection mode.

S125단계에서, 전지전력저장시스템(130)은 전압변동 제어를 수행한다. 전지전력저장시스템(130)은 전압변동 제어부(150)로부터 수신된 지령전류에 따라 전압변동 제어를 수행한다.In step S125, the battery power storage system 130 performs voltage fluctuation control. The battery power storage system 130 performs voltage fluctuation control according to the command current received from the voltage fluctuation control unit 150 .

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전압변동 제어부의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart for explaining the operation of the voltage fluctuation control unit according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 5를 참조하면, 전압변동 제어부(150)는 전지전력저장시스템의 충전 및 방전을 제어하는 지령전류를 생성한다.3 and 5 , the voltage fluctuation control unit 150 generates a command current for controlling charging and discharging of the battery power storage system.

S131단계에서, 전압변동 제어부(150)는 출력전압 상태를 판단한다. 전압변동 제어부(150)는 출력전압이 650V에서 ±30V로 전압변동이 있는지 10mese 동안 검출하여 전압변동이 없으면 S133단계를 수행하고, 전압변동이 있으면 S135단계를 수행한다.In step S131, the voltage fluctuation control unit 150 determines the output voltage state. The voltage fluctuation control unit 150 detects whether there is a voltage fluctuation in the output voltage from 650V to ±30V for 10mese. If there is no voltage fluctuation, step S133 is performed, and if there is a voltage fluctuation, step S135 is performed.

S133단계에서, 전압변동 제어부(150)는 출력전압에 전압변동이 없다고 판단하고, 처음 시작으로 분기한다. 즉 전압변동 제어부(150)는 출력전압이 이상없다고 판단한다.In step S133, the voltage fluctuation control unit 150 determines that there is no voltage fluctuation in the output voltage, and branches to the beginning. That is, the voltage fluctuation control unit 150 determines that the output voltage is not abnormal.

S135단계에서, 전압변동 제어부(150)는 출력전압의 전압변동에 대한 제어를 수행한다.In step S135, the voltage fluctuation control unit 150 controls the voltage fluctuation of the output voltage.

S137단계에서, 전압변동 제어부(150)는 출력전압이 과전압인지, 부족전압인지 판단한다. 여기서 과전압은 650V보다 0V 내지 +30V 높은 전압이고, 부족전압은 650V보다 -30V 내지 0V 낮은 전압을 의미한다. 전압변동 제어부(150)는 과전압이면 S139단계를 수행하고, 부족전압이면 S153단계를 수행한다.In step S137, the voltage fluctuation control unit 150 determines whether the output voltage is overvoltage or undervoltage. Here, the overvoltage means a voltage 0V to +30V higher than 650V, and the undervoltage means a voltage -30V to 0V lower than 650V. The voltage fluctuation control unit 150 performs step S139 if it is overvoltage, and performs step S153 if it is undervoltage.

S139단계에서, 전압변동 제어부(150)는 과전압 루틴을 수행한다. 전압변동 제어부(150)는 DC 계통의 과전압을 정상전압인 650V를 유지시켜주는 루틴을 수행한다.In step S139, the voltage fluctuation control unit 150 performs an overvoltage routine. The voltage fluctuation control unit 150 performs a routine for maintaining the overvoltage of the DC system at a normal voltage of 650V.

S141단계에서, 전압변동 제어부(150)는 과전압을 정상전압으로 만들기 위해 충전모드를 수행한다. 즉 전압변동 제어부(150)는 정상전압보다 많은 전압이 배터리(131)에 충전되도록 하는 지령전류를 생성할 수 있다.In step S141, the voltage fluctuation control unit 150 performs the charging mode to make the overvoltage to a normal voltage. That is, the voltage fluctuation control unit 150 may generate a command current for charging the battery 131 with a voltage greater than the normal voltage.

S143단계에서, 전압변동 제어부(150)는 출력전압과 기준전압을 비교한다. 전압변동 제어부(150)는 출력전압이 기준전압보다 크면 S145단계를 수행하고, 출력전압이 기준전압보다 작으면 S147단계를 수행한다.In step S143, the voltage fluctuation control unit 150 compares the output voltage and the reference voltage. If the output voltage is greater than the reference voltage, the voltage fluctuation control unit 150 performs step S145, and if the output voltage is less than the reference voltage, performs step S147.

S145단계에서, 전압변동 제어부(150)는 - 지령전류를 증가한다. 전압변동 제어부(150)는 과전압이 정상전압이 될 때까지 - 지령전류를 증가시킨다. 이를 위해 전압변동 제어부(150)는 과전압이 정상전압이 될 때까지 S143단계로 분기한다.In step S145, the voltage fluctuation control unit 150 - increases the command current. The voltage fluctuation control unit 150 increases the -command current until the overvoltage becomes a normal voltage. To this end, the voltage fluctuation control unit 150 branches to step S143 until the overvoltage becomes a normal voltage.

S147단계에서, 전압변동 제어부(150)는 지령전류를 유지한다. 전압변동 제어부(150)는 DC 계통의 전원이 650V로 전원 회복이 되었는지 판단하기 위해 1분 동안 지령전류를 유지한다.In step S147, the voltage fluctuation control unit 150 maintains the command current. The voltage fluctuation control unit 150 maintains the command current for 1 minute to determine whether the power of the DC system is restored to 650V.

S149단계에서, 전압변동 제어부(150)는 출력전압 상태를 판단한다. 전압변동 제어부(150)는 출력전압이 0V 내지 +30V로 전압변동이 있으면 S151단계를 수행하고, 전압변동이 없으면 전압변동 제어를 종료하고, 처음 시작으로 분기한다.In step S149, the voltage fluctuation control unit 150 determines the output voltage state. The voltage fluctuation control unit 150 performs step S151 if there is a voltage fluctuation in the output voltage from 0V to +30V, and ends the voltage fluctuation control if there is no voltage fluctuation, and branches to the beginning.

S151단계에서, 전압변동 제어부(150)는 - 지령전류를 감소한다. 전압변동 제어부(150)는 지령전류가 0V가 될 때까지 - 지령전류를 감소시킨다. 이를 위해 전압변동 제어부(150)는 지령전류가 0V가 될 때까지 S149단계로 분기한다.In step S151, the voltage fluctuation control unit 150 - decreases the command current. The voltage fluctuation control unit 150 decreases the -command current until the command current becomes 0V. To this end, the voltage fluctuation control unit 150 branches to step S149 until the command current becomes 0V.

S153단계에서, 전압변동 제어부(150)는 부족전압 루틴을 수행한다. 전압변동 제어부(150)는 DC 계통의 부족전압을 정상전압인 650V를 유지시켜주는 루틴을 수행한다.In step S153, the voltage fluctuation control unit 150 performs the undervoltage routine. The voltage fluctuation control unit 150 performs a routine for maintaining the undervoltage of the DC system at a normal voltage of 650V.

S155단계에서, 전압변동 제어부(150)는 부족전압을 정상전압으로 만들기 위해 방전모드를 수행한다. 즉 전압변동 제어부(150)는 배터리(131)로부터 방전된 전압이 부족전압에 보충되도록 하는 지령전류를 생성할 수 있다.In step S155 , the voltage fluctuation control unit 150 performs a discharge mode to make the undervoltage into a normal voltage. That is, the voltage fluctuation control unit 150 may generate a command current to supplement the voltage discharged from the battery 131 to the undervoltage.

S157단계에서, 전압변동 제어부(150)는 출력전압과 기준전압을 비교한다. 전압변동 제어부(150)는 출력전압이 기준전압보다 작으면 S159단계를 수행하고, 출력전압이 기준전압보다 크면 S161단계를 수행한다.In step S157, the voltage fluctuation control unit 150 compares the output voltage and the reference voltage. The voltage fluctuation control unit 150 performs step S159 if the output voltage is less than the reference voltage, and performs step S161 if the output voltage is greater than the reference voltage.

S159단계에서, 전압변동 제어부(150)는 + 지령전류를 증가한다. 전압변동 제어부(150)는 부족전압이 정상전압이 될 때까지 + 지령전류를 증가시킨다. 이를 위해 전압변동 제어부(150)는 부족전압이 정상전압이 될 때까지 S157단계로 분기한다.In step S159, the voltage fluctuation control unit 150 increases the + command current. The voltage fluctuation control unit 150 increases the + command current until the undervoltage becomes a normal voltage. To this end, the voltage fluctuation control unit 150 branches to step S157 until the undervoltage becomes a normal voltage.

S161단계에서, 전압변동 제어부(150)는 지령전류를 유지한다. 전압변동 제어부(150)는 DC 계통의 전원이 650V로 전원 회복이 되었는지 판단하기 위해 1분 동안 지령전류를 유지한다.In step S161, the voltage fluctuation control unit 150 maintains the command current. The voltage fluctuation control unit 150 maintains the command current for 1 minute to determine whether the power of the DC system is restored to 650V.

S163단계에서, 전압변동 제어부(150)는 출력전압 상태를 판단한다. 전압변동 제어부(150)는 출력전압이 -30V 내지 0V로 전압변동이 있으면 S165단계를 수행하고, 전압변동이 없으면 전압변동 제어를 종료하고, 처음 시작으로 분기한다.In step S163, the voltage fluctuation control unit 150 determines the output voltage state. The voltage fluctuation control unit 150 performs step S165 if there is a voltage fluctuation in the output voltage from -30V to 0V, and terminates the voltage fluctuation control if there is no voltage fluctuation, and branches to the beginning.

S165단계에서, 전압변동 제어부(150)는 + 지령전류를 감소한다. 전압변동 제어부(150)는 지령전류가 0V가 될 때까지 + 지령전류를 감소시킨다. 이를 위해 전압변동 제어부(150)는 지령전류가 0V가 될 때까지 S163단계로 분기한다.In step S165, the voltage fluctuation control unit 150 decreases the + command current. The voltage fluctuation control unit 150 decreases the + command current until the command current becomes 0V. To this end, the voltage fluctuation control unit 150 branches to step S163 until the command current becomes 0V.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 DC 계통 피크 부하 발생 시 전압변동 제어를 통해 방전하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a case of discharging through voltage fluctuation control when a DC system peak load occurs according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 6을 참조하면, 에너지관리시스템(100)은 DC 계통 피크 부하 발생 시 전압변동 제어를 통해 전류를 방전한다. 2 and 6 , the energy management system 100 discharges a current through voltage fluctuation control when a DC system peak load occurs.

예를 들어 DC 계통 전원 650V 유지 중 피크 부하가 발생되면 전압변동이 일어난다. 이때 에너지관리시스템(100)은 10msec 동안 전원 상태를 판단한 후 계통 사고가 아닐 경우 DC 계통 전원이 유지되도록 DC 계통 전원에 전류를 방전한다. DC 계통 전원 650V가 회복된 후에는 에너지관리시스템(100)은 10초 동안 방전 전류를 유지하고, 10초 후에 DC 계통 전원의 회복 판단을 위해 전류를 0(A)이 되도록 점진적으로 줄인다. 이때 650V 전원 범위에서 벗어날 경우 에너지관리시스템(100)은 다시 전류를 방전하여 DC 계통의 전원을 650V로 유지시켜준다.For example, if a peak load occurs while maintaining 650V of the DC power supply, voltage fluctuations occur. At this time, the energy management system 100 determines the power state for 10 msec and then discharges a current to the DC system power source so that the DC system power is maintained if it is not a system accident. After the DC system power of 650V is recovered, the energy management system 100 maintains the discharge current for 10 seconds, and gradually reduces the current to 0 (A) to determine the recovery of the DC system power after 10 seconds. At this time, when out of the 650V power supply range, the energy management system 100 discharges the current again to maintain the DC system power at 650V.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 DC 계통 회복 중 추가 피크 부하 발생한 경우를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a case in which an additional peak load occurs during DC system recovery according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 에너지관리시스템(100)은 DC 계통 회복 중 추가 피크 부하 발생하면 DC 계통 전원이 유지되도록 제어한다.Referring to FIG. 7 , the energy management system 100 controls to maintain DC system power when an additional peak load occurs during DC system recovery.

예를 들어 전압변동 제어 중 추가 피크 부하 발생이 되면 변동되는 DC 계통 전원을 유지시켜주기 위해 에너지관리시스템(100)은 방전 전류를 상승시키는 지령을 생성하여 안정적으로 DC 계통 전원을 유지시킨다.For example, when an additional peak load occurs during voltage fluctuation control, the energy management system 100 generates a command to increase the discharge current in order to maintain the variable DC system power supply to stably maintain the DC system power supply.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 DC 계통 회복 후 전압변동 제어를 통해 방전하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a case of discharging through voltage fluctuation control after DC system recovery according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 에너지관리시스템(100)은 DC 계통 회복 후 전압변동 제어를 통해 전류를 방전한다.Referring to FIG. 8 , the energy management system 100 discharges the current through voltage fluctuation control after the DC system is restored.

예를 들어 에너지관리시스템(100)은 전원 회복 판단 상태에서 DC 계통 전원에 변동이 없을 때까지 방전 전류를 0(A)가 되도록 점진적으로 줄여준다. 여기서 에너지관리시스템(100)은 방전 전류가 0(A)을 도달하면 전압변동 제어를 종료한다.For example, the energy management system 100 gradually reduces the discharge current to 0 (A) until there is no change in the DC system power in the power recovery determination state. Here, the energy management system 100 ends the voltage fluctuation control when the discharge current reaches 0 (A).

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 DC 계통 기저 부하 발생 시 전압변동 제어를 통해 충전하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a case of charging through voltage fluctuation control when a DC system base load is generated according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 에너지관리시스템(100)은 DC 계통 기저 부하 발생 시 전압변동 제어를 통해 전류를 충전한다.Referring to FIG. 9 , the energy management system 100 charges a current through voltage fluctuation control when a DC system base load is generated.

예를 들어 DC 계통 전원 650V 유지 중 기저 부하가 발생되면 전압변동이 일어난다. 이때 에너지관리시스템(100)은 10msec 동안 전원 상태를 판단한 후 계통 사고가 아닐 경우 DC 계통 전원이 유지되도록 DC 계통 전원의 전류를 충전한다. DC 계통 전원 650V가 회복된 후에는 에너지관리시스템(100)은 10초 동안 충전 전류를 유지하고, 10초 후에 DC 계통 전원의 회복 판단을 위해 전류를 0(A)가 되도록 점진적으로 줄인다. 이때 650V 전원 범위에서 벗어날 경우 에너지관리시스템(100)은 다시 전류를 충전하여 DC 계통의 전원을 650V로 유지시킨다.For example, if a base load is generated while maintaining 650V of the DC power supply, voltage fluctuations occur. At this time, the energy management system 100 determines the power state for 10 msec and then charges the current of the DC system power so that the DC system power is maintained if there is no system accident. After the DC system power of 650V is recovered, the energy management system 100 maintains the charging current for 10 seconds, and gradually reduces the current to 0 (A) to determine the recovery of the DC system power after 10 seconds. At this time, when out of the 650V power supply range, the energy management system 100 charges the current again to maintain the DC system power at 650V.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 DC 계통 회복 후 전압변동 제어를 통해 충전하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a case of charging through voltage fluctuation control after DC system recovery according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 에너지관리시스템(100)은 DC 계통 회복 후 전압변동 제어를 통해 전류를 충전한다.Referring to FIG. 10 , the energy management system 100 charges the current through voltage fluctuation control after the DC system is restored.

예를 들어 에너지관리시스템(100)은 전원 회복 판단 상태에서 DC 계통 전원에 변동이 없을 때까지 충전 전류를 0(A)가 되도록 점진적으로 줄여준다. 여기서 에너지관리시스템(100)은 충전 전류가 0(A)을 도달하면 전압변동 제어를 종료한다.For example, the energy management system 100 gradually reduces the charging current to 0 (A) until there is no change in the DC system power in the power recovery determination state. Here, the energy management system 100 ends the voltage fluctuation control when the charging current reaches 0 (A).

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and in the technical field to which the present invention belongs, without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims Any person skilled in the art can make various modifications, of course, and such modifications are within the scope of the claims.

100: 에너지관리시스템
110: 전력관리시스템
130: 전지전력저장시스템
131: 배터리
133: 전력변환장치
150: 전압변동제어부
200: DC 마이크로그리드 시스템100: energy management system
110: power management system
130: battery power storage system
131: battery
133: power converter
150: voltage fluctuation control unit
200: DC microgrid system

Claims (8)

DC 배전으로 된 선박의 전력 상태를 감지하는 전력관리시스템;
상기 전력관리시스템으로부터 감지된 전력 상태를 수신하고, 상기 수신된 전력 상태를 기초로 정상 상황인 경우 DC 계통 연계를 위한 계통연계모드를 수행하고, 비상 상황인 경우 DC 계통 전압 생성을 위한 전압지령모드를 수행하는 전지전력저장시스템; 및
상기 전지전력저장시스템이 계통연계모드를 수행하는 경우, 전압변동을 기초로 DC 계통의 전원이 650V를 유지하도록 상기 전지전력저장시스템의 충전 및 방전을 제어하는 지령전류를 생성하는 전압변동 제어부;를 포함하되,
상기 전압변동 제어부는,
DC 계통의 전압이 650V±30V 범위에서 동작되도록 DC 계통의 전압이 680V 이상이면 배터리 충전을 제어하는 지령전류를 생성하고, DC 계통의 전압이 620V 이하이면 배터리 방전을 제어하는 지령전류를 생성하여 DC 계통의 전원이 650V를 유지시키는 것을 특징으로 하는 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템.A power management system that detects the power state of a ship with DC distribution;
Receives the detected power state from the power management system, performs a grid link mode for DC grid linkage in a normal situation based on the received power state, and performs a voltage command mode for DC grid voltage generation in an emergency situation A battery power storage system that performs; and
When the battery power storage system performs the grid connection mode, a voltage fluctuation control unit for generating a command current for controlling the charging and discharging of the battery power storage system so that the power of the DC system is maintained at 650V based on the voltage fluctuation; including,
The voltage fluctuation control unit,
If the voltage of the DC system is 680V or higher so that the voltage of the DC system operates in the range of 650V±30V, it generates a command current to control battery charging, and if the voltage of the DC system is 620V or less, it generates a An energy management system that controls power using voltage fluctuations, characterized in that the power of the system maintains 650V. 제 1항에 있어서,
상기 전력관리시스템은,
상기 선박의 디젤 발전기의 출력을 DC 계통으로 변환시켜주는 AFE(Active Front End)의 출력 전압을 실시간 감지하는 것을 특징으로 하는 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템.The method of claim 1,
The power management system,
An energy management system for controlling power using voltage fluctuations, characterized in that real-time sensing of the output voltage of AFE (Active Front End) that converts the output of the ship's diesel generator into a DC system. 제 1항에 있어서,
상기 전지전력저장시스템은,
전기 에너지가 저장되는 배터리; 및
상기 지령전류를 기초로 상기 배터리의 충전 또는 방전이 되도록 전력을 변환하는 전력변환장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템.The method of claim 1,
The battery power storage system,
a battery in which electrical energy is stored; and
a power conversion device for converting power so as to charge or discharge the battery based on the command current;
An energy management system for controlling power using voltage fluctuations, characterized in that it comprises a. 제 1항에 있어서,
상기 전압변동 제어부는,
DC 계통의 전압을 항상 감시하고, 상기 DC 계통의 전압이 650V±30V로 전압변동하는 경우, 상기 전압변동하는 이유를 판단하기 위해 기 설정된 시간 동안 전압 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템.The method of claim 1,
The voltage fluctuation control unit,
The voltage of the DC system is always monitored, and when the voltage of the DC system changes to 650V±30V, the voltage fluctuation is characterized in that the voltage state is detected for a preset time to determine the reason for the voltage fluctuation. An energy management system that controls power by 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 전압변동 제어부는,
DC 계통의 전원이 650V로 전원 회복하기 위해 기 설정된 시간 지령전류를 점진적으로 줄이고, 지령전류가 0이 되면 전압변동 제어를 종료하는 것을 특징으로 하는 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템.The method of claim 1,
The voltage fluctuation control unit,
An energy management system that controls power using voltage fluctuations, characterized in that the DC system power gradually reduces the preset time command current to recover the power to 650V, and terminates the voltage fluctuation control when the command current becomes 0. 제 1항에 있어서,
상기 전압변동 제어부는,
DC 계통의 전압이 450V 미만인 경우 저전압 사고이고, 750V 초과인 경우 과전압 사고로 판단하고, 상기 선박 내 DC 계통의 전력 공급이 중단되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전압변동을 이용하여 전력 제어를 하는 에너지관리시스템.The method of claim 1,
The voltage fluctuation control unit,
If the voltage of the DC system is less than 450V, it is a low voltage accident, and if it is more than 750V, it is determined as an overvoltage accident, and the energy management using voltage fluctuations to control the power supply to the DC system in the vessel to be stopped system. 에너지관리시스템이 DC 배전으로 된 선박의 전력 상태를 감지하는 단계;
상기 에너지관리시스템이 상기 감지된 전력 상태를 기초로 정상 상황인 경우 DC 계통 연계를 위한 계통연계모드를 수행하고, 비상 상황인 경우 DC 계통 전압 생성을 위한 전압지령모드를 수행하는 단계; 및
상기 에너지관리시스템이 상기 계통연계모드를 수행하는 경우, 전압변동을 기초로 DC 계통의 전원이 650V를 유지하도록 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 지령전류를 생성하는 단계;를 포함하되,
상기 생성하는 단계는,
DC 계통의 전압이 650V±30V 범위에서 동작되도록 DC 계통의 전압이 680V 이상이면 배터리 충전을 제어하는 지령전류를 생성하고, DC 계통의 전압이 620V 이하이면 배터리 방전을 제어하는 지령전류를 생성하여 DC 계통의 전원이 650V를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지관리시스템 제어 방법.Detecting, by the energy management system, the power state of the DC distribution vessel;
performing, by the energy management system, a grid connection mode for DC grid connection in a normal situation based on the sensed power state, and performing a voltage command mode for DC grid voltage generation in an emergency situation; and
When the energy management system performs the grid linkage mode, generating a command current for controlling the charging and discharging of the battery so that the power of the DC system maintains 650V based on the voltage fluctuation;
The generating step is
If the voltage of the DC system is 680V or higher so that the voltage of the DC system operates in the range of 650V±30V, it generates a command current to control battery charging, and if the voltage of the DC system is 620V or less, it generates a An energy management system control method, characterized in that the system power is controlled to maintain 650V.
KR1020180103551A 2018-08-31 2018-08-31 Energy management system and control method for power control using Voltage Regulation KR102272388B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180103551A KR102272388B1 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Energy management system and control method for power control using Voltage Regulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180103551A KR102272388B1 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Energy management system and control method for power control using Voltage Regulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200025731A KR20200025731A (en) 2020-03-10
KR102272388B1 true KR102272388B1 (en) 2021-07-02

Family

ID=69801185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180103551A KR102272388B1 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Energy management system and control method for power control using Voltage Regulation

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102272388B1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101290290B1 (en) 2011-11-24 2013-07-26 한국해양대학교 산학협력단 Energy management system and method for ship
KR101680317B1 (en) * 2015-03-27 2016-11-28 삼성중공업 주식회사 Ship
KR101701735B1 (en) * 2015-05-15 2017-02-03 삼성중공업 주식회사 Ship

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200025731A (en) 2020-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8810066B2 (en) Power storage system and method of controlling the same
JP4170565B2 (en) Power fluctuation smoothing apparatus and control method of distributed power supply system including the same
KR102234703B1 (en) Energy storage system and method for controlling thereof
JP5308511B2 (en) Output control method and output control apparatus for wind power generation equipment
AU2009212260B2 (en) Backup power system and method
US20120265356A1 (en) Power output leveling method and apparatus for wind turbine generating facility
KR102299604B1 (en) An energy storage system
KR101793579B1 (en) Dc-ac common bus type hybrid power system
KR20150091890A (en) Battery tray, battery rack, energy system, and method of operating the battery tray
JPH09191565A (en) Dc distribution system
KR20140084917A (en) System for managementing electric power
KR102113868B1 (en) System for power controlling of grid-connected solar inverter
KR20130039685A (en) Grid-connected energy storaging system
CN103928942B (en) A kind of light storage joint distributed power generation off-grid system black-start method
KR101555342B1 (en) Micro-grid system and controling method for thereof
KR102272388B1 (en) Energy management system and control method for power control using Voltage Regulation
KR20140087930A (en) Battery energy storage system and controlling method using the same
KR20190109017A (en) Energy Management System of Islanded Micro-Grid
KR20110112678A (en) Power control system by using distributed generation
CN204131151U (en) A kind of storage battery automatic on-line electric discharge device
US20200280191A1 (en) Energy storage system
CN203933660U (en) Communication network equipment with intelligent power management function
CN110957720B (en) Power supply system and method for stable power supply
JP6787473B1 (en) Distributed power system
US11764573B2 (en) DC power supply system

Legal Events

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