KR102514780B1 - Energy storage device monitoring system based on external environmental information - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 날씨, 온도, 습도 등 외부 환경 정보에 기반하여 발전량과 에너지 소모량을 검출하고 예측하여 에너지 저장장치의 운전 안정성을 도모할 수 있는 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage device monitoring system based on external environmental information, and more particularly, to detect and predict power generation and energy consumption based on external environmental information such as weather, temperature, humidity, etc., to ensure operational stability of the energy storage device. It relates to an energy storage device monitoring system based on external environmental information that can promote
최근 고유가와 이상 기후 변화로 인한 냉난방기기 보급 확대 등으로 에너지 수요는 매년 증가 추세를 보이고 있다. 또한, 소득증대와 삶의 질 향상, 각종 서비스 고도화 요구에 따라 새로운 에너지수요가 지속 발생하여 직접적인 전력 의존도가 심화되어 전력 수급에 차질이 발생하기도 한다.Recently, energy demand is showing an increasing trend every year due to the expansion of air conditioning and heating equipment due to high oil prices and abnormal climate change. In addition, demand for new energy continues to arise in accordance with demands for increased income, improved quality of life, and advancement of various services.
특히, 매년 여름과 겨울철이 되면 전력대란 위기와 같은 전력 문제가 발생한다. 또한, 국내 에너지원의 상당수가 원유 및 원자력에 의존하고 있어 에너지 수급에 대한 개선은 시급한 국가적 과제이다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안 중 하나가 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS)이다.In particular, every summer and winter, a power problem such as a power crisis occurs. In addition, since a significant number of domestic energy sources depend on crude oil and nuclear power, improving energy supply and demand is an urgent national task. One of the methods to solve these problems is an energy storage system (ESS).
상기 에너지저장시스템은 잉여 생산된 전기를 저장하거나 신재생에너지를 활용해서 생산된 전기를 필요한 시간대에 공급하는 장치로서, 전기수요가 적은 시간에 유휴전력을 저장해두었다가 수요가 많은 시간대에 전기를 공급하여 안정적으로 전력을 활용할 수 있다.The energy storage system is a device for storing surplus produced electricity or supplying electricity generated by using renewable energy at a time when it is needed. Power can be used stably.
에너지저장시스템은 배터리, 배터리의 상태 감시 및 배터리 제어와 운영을 위한 BMS(Battery Management System), 배터리의 충, 방전을 위한 전력변환장치(Power Conversion System, PCS) 및 PCS를 제어하면서 상위시스템 및 타 시스템과 통신을 수행하는 EMS(Energy Management System) 등으로 구성된다. 에너지저장시스템은 복수의 셀(단전지)들의 집합체인 트레이가 종방향으로 배열 수납되는 ESS 배터리 랙이 개발되어 사용되고 있다.The energy storage system controls the battery, BMS (Battery Management System) for battery status monitoring, battery control and operation, power conversion system (PCS) for battery charging and discharging, and PCS, while controlling the upper system and other It consists of EMS (Energy Management System) that communicates with the system. An energy storage system has been developed and used an ESS battery rack in which trays, which are aggregates of cells (unit cells), are vertically arranged and stored.
배터리 랙에 배치되어 설치되는 트레이들은 상하로 적층되어 연결되는 방식을 취하고, 수직 방향인 종방향으로 상호 간 전기적인 직렬 또는 병렬 연결을 이루며, 이러한 직렬 또는 병렬로 연결된 트레이들이 모여 하나의 랙으로 구성되는 바, 이러한 랙은 상호 간에 전기적으로 다시 직렬 또는 병렬 연결됨으로써, 하나의 대형 배터리 시스템을 이루게 된다.The trays placed and installed in the battery rack take a method of being stacked and connected vertically, and form electrical series or parallel connections with each other in the vertical direction, and these trays connected in series or parallel are gathered to form one rack. As such, these racks are electrically connected to each other again in series or parallel, thereby forming one large battery system.
한편, 배터리관리장치(BMS)는 복수개의 배터리로 구성된 모듈을 제어하는 모듈 BMS, 복수개의 모듈 BMS를 제어하기 위한 랙 BMS, 복수개의 랙 BMS를 제어하기 위한 시스템 BMS, 및 시스템 BMS를 상위 제어기와 인터페이싱하는 배터리관리장치 제어기를 포함하며, 복수개의 배터리 모듈에 저장된 전력을 계통으로 제공하거나 계통의 전력을 복수개의 배터리에 충전시키는 역할을 수행한다.On the other hand, the battery management system (BMS) includes a module BMS for controlling a module composed of a plurality of batteries, a rack BMS for controlling a plurality of module BMS, a system BMS for controlling a plurality of rack BMS, and a system BMS with an upper controller. It includes a battery management device controller that interfaces, and serves to provide power stored in a plurality of battery modules to the system or charge the power of the system to a plurality of batteries.
통상적으로 ESS는 생산된 전력을 배터리, 발전소, 변전소 및 송전선 등을 포함한 각각의 연계 시스템에 저장한 후, 전력이 필요한 시기에 선택적 및 효율적 사용을 통해 에너지 효율을 극대화시키는 시스템이다.In general, ESS is a system that maximizes energy efficiency through selective and efficient use of power when power is needed after storing it in each connected system including batteries, power plants, substations, and transmission lines.
이러한 ESS는 전기자동차의 보급이 증가함에 따라 더욱 중요해지고 있으며, ESS를 필요로 하는 분야 및 구매자들이 증가하고 있으며, 보다 더 향상된 ESS의 개발 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구에 따라 다양한 ESS 개발사들이 생겨나고 있으며, 각 ESS 개발사들은 외부 모니터링 시스템과, 전력제어모듈(Power Control Module: PCM), 전력 변환 시스템(Power Conversion System: PCS) 및 배터리 관리 모듈(Battery Management System: BMS) 등을 포함하는 ESS를 개발하고 있다.These ESSs are becoming more important as the spread of electric vehicles increases, fields requiring ESSs and buyers are increasing, and demands for developing more improved ESSs are increasing. According to this demand, various ESS developers are emerging, and each ESS developer has an external monitoring system, a power control module (PCM), a power conversion system (PCS), and a battery management system (Battery Management System). : BMS), etc. are being developed.
이처럼 에너지 수급 시장의 대안으로 성장하고 있는 에너지 저장시스템(ESS)의 개발은 국내/외에서 다양한 기술개발을 통한 기술 고도화로 산업에서 적용되고 있으며, 효율적인 관리와 운영을 위한 솔루션이 지속적으로 요구되고 있고 무엇보다도 최적화된 효율화 운전을 위한 시스템 개발이 끊임없이 요구되고 있는 실정이다.As such, the development of energy storage systems (ESS), which is growing as an alternative to the energy supply and demand market, is being applied in the industry through technology advancement through various technology development at home and abroad, and solutions for efficient management and operation are continuously required. There is a constant demand for system development for more optimized efficient operation.
뿐만 아니라, 에너지 저장장치의 운전 효율성과 더불어 실시간 사고 발생을 조기에 발견하고 긴급상황 발생시 신속하게 대처하여 안정적인 운전을 달성할 수 있는 에너지 저장장치의 모니터링 시스템 또한 관련 산업의 중요한 개발과제로 당면해 있다.In addition, the monitoring system of energy storage devices, which can achieve stable operation by detecting real-time accidents early and responding quickly in emergency situations along with the operational efficiency of energy storage devices, is also facing an important development task for related industries. .
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 외부 환경 정보에 기반하여 에너지 저장장치의 충전과 방전을 모니터링하고 제어하는 에너지 저장자치 모니터링 시스템을 제공하고자 하는데 목적이 있다. 특히, 본 발명은 날씨정보, 전력정보, 재난정보와 같은 외부 환경 정보에 기반하여 에너지 저장장치의 충전, 방전을 제어함으로써, 외부 환경에 보다 효율적으로 대응할 수 있는 에너지 저장장치 통합 관리 시스템을 제공하고자 하는데 목적이 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide an autonomous energy storage monitoring system that monitors and controls charging and discharging of an energy storage device based on external environment information. In particular, the present invention is to provide an energy storage device integrated management system that can more efficiently respond to the external environment by controlling the charging and discharging of the energy storage device based on external environmental information such as weather information, power information, and disaster information. has a purpose to
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 에너지 저장장치(ESS)의 운전 상태를 검출하고, 각각의 배터리 모듈의 충방전 상태를 모니터링하여 상기 에너지 저장장치를 관리하는 모니터링 시스템에 있어서, 상기 에너지 저장장치를 관리하는 운영 서버가 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 포함하는 외부 환경 정보를 제공하는 외부 데이터 서버로부터 외부 환경 정보를 실시간으로 수집하는 제 1 단계;와, 상기 제 1단계에서 수집된 외부 환경 정보에 기반하여 상기 에너지 발전 모듈이 최대 또는 최소 발전(또는 충전) 조건인지 여부를 판단하는 제 2단계;와, 상기 제 1단계에서 수집된 외부 환경 정보에 기반하여 상기 에너지 저장장치가 최대 또는 최소 방전 조건인지 여부를 판단하는 제 3단계; 및 상기 제 2단계와 제 3단계에서 판단된 발전 조건과 방전 조건에 따라 BMS 모듈을 제어하여 상기 배터리 모듈의 충전모드 또는 방전모드로 제어하는 제 4단계;를 포함하여 에너지 저장장치 모니터링 시스템을 구성하고, 상기 모니터링 시스템은 계통 전력망 또는 신재생 에너지 발전 모듈로부터 전력을 공급받아 에너지를 저장하고, 저장된 에너지를 부하에 공급하거나 계통에 송전하는 에너지 저장장치(ESS)를 포함하고, 상기 에너지 저장장치는, 상기 계통 전력망 또는 상기 신재생 에너지 발전 모듈로부터 전력을 공급받아 저장하는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈의 충전 및 방전을 관리하는 BMS(Battery Management System) 모듈; 상기 배터리 모듈의 출력 또는 상기 신재생 에너지 발전 모듈의 출력을 교류전원으로 변환하여 부하에 공급하거나 계통에 송전하는 전력 변환부; 및 상기 전력 변환부의 동작을 관리하는 PMS(Power Management System) 모듈;을 포함하여 구성되며, 상기 에너지 저장장치를 외부에서 제어하는 것으로, 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 포함하는 외부 환경 정보를 수집한 후 상기 에너지 저장장치의 충전과 방전을 제어하는 운영 서버; 상기 운영 서버에서 발생되는 상기 에너지 저장장치의 운전 상태나 긴급 상황 정보를 관리하는 관리자 단말기; 및 상기 운영 서버로 외부 환경 정보에 해당되는 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 포함하는 외부 환경 정보를 제공하되, 상기 날씨정보는 지상 날씨와 해상 날씨로 분류하고 온도, 습도, 풍속, 강수량 정보를 각각 수집하여 제공하고, 상기 전력정보는 총 전력사용 정보와 지역별 전력사용 정보로 각각 수집하여 제공하고, 상기 재난정보는 지역별 재난발생 여부를 수집하여 제공하는 외부 데이터 서버;를 포함하여 구성된다.The present invention for achieving the above object is a monitoring system for managing the energy storage device by detecting the operating state of an energy storage device (ESS) and monitoring the charging and discharging state of each battery module, A first step in which an operating server managing a storage device collects external environment information in real time from an external data server providing external environment information including weather information, power information, and disaster information; and A second step of determining whether the energy generation module is in a maximum or minimum generation (or charging) condition based on external environment information; and, based on the external environment information collected in the first step, the energy storage device determines the maximum or a third step of determining whether it is a minimum discharge condition; and a fourth step of controlling the BMS module to be in a charging mode or a discharging mode of the battery module according to the generation condition and the discharging condition determined in the second and third steps. And, the monitoring system includes an energy storage device (ESS) that receives power from a system power grid or a renewable energy generation module, stores energy, and supplies the stored energy to a load or transmits it to the grid, wherein the energy storage device , A battery module for receiving and storing power supplied from the system power grid or the renewable energy generation module; a BMS (Battery Management System) module that manages charging and discharging of the battery module; A power conversion unit for converting the output of the battery module or the output of the renewable energy generation module into AC power and supplying it to a load or transmitting power to a grid; and a PMS (Power Management System) module for managing the operation of the power conversion unit, and externally controlling the energy storage device to collect external environment information including weather information, power information, and disaster information. an operation server that controls the charging and discharging of the energy storage device after performing; a manager terminal that manages the operating state or emergency information of the energy storage device generated by the operating server; and providing external environment information including weather information, power information, and disaster information corresponding to external environment information to the operation server, wherein the weather information is classified into land weather and sea weather, and temperature, humidity, wind speed, and precipitation information are provided. and an external data server that collects and provides the power information, collects and provides the total power use information and power use information for each region, and collects and provides the disaster information whether or not a disaster has occurred for each region.
또한, 상기 운영 서버는, 상기 에너지 저장장치를 충전하기 위한 상기 신재생 에너지 발전모듈의 발전전력 정보를 분석하는 발전전력 분석부; 상기 에너지 저장장치를 통해 방전되는 수요전력 정보를 분석하는 수요전력 분석부; 및 상기 외부 데이터 서버를 통해 제공되는 외부 환경 정보를 제공받아 그에 따른 날씨정보, 전력정보, 재난정보에 기초하여 상기 에너지 저장장치의 충전과 방전 상태를 제어하기 위한 외부 데이터를 처리하는 외부 데이터 처리부;를 포함하는 포함하여 구성되고, 상기 외부 데이터 처리부는 상기 외부 데이터 서버를 통해 임의의 구역으로 구획된 지역별(또는 구획별)로 분류된 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 각각 제공받으며, 상기 지역별 영역에 대응하게 상기 에너지 저장장치와 신재생 에너지 발전 모듈은 하나의 그룹으로 구성되어 상기 에너지 저장장치를 외부 환경 정보에 따라 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the operation server, the generation power analysis unit for analyzing the generation power information of the renewable energy generation module for charging the energy storage device; a power demand analyzer analyzing information on power demand discharged through the energy storage device; and an external data processing unit receiving external environment information provided through the external data server and processing external data for controlling charging and discharging states of the energy storage device based on weather information, power information, and disaster information according thereto; The external data processing unit receives weather information, power information, and disaster information classified by region (or region) divided into arbitrary regions through the external data server, respectively, and the region by region Correspondingly, the energy storage device and the renewable energy generation module are configured as a group, and the energy storage device is controlled according to external environment information.
또한, 상기 외부 데이터 서버는, 날씨정보를 지상 날씨와 해상 날씨로 각각 분류하고, 여기에 온도, 습도, 풍속, 강수량 정보를 각각 수집하여 상기 외부 데이터 서버에 제공하는 날씨정보 수집부; 상기 지역별 전력사용량과 전체 전력사용량 정보를 각각 수집하여 상기 외부 데이터 서버에 제공하는 전력정보 수집부; 및 상기 지역별 태풍, 폭설, 폭우, 폭염, 지진, 화재, 보건재난(전염병)을 포함하는 재난정보를 각각 수집하여 상기 외부 데이터 서버에 제공하는 재난정보 수집부;를 포함하여 구성된다.The external data server may include a weather information collection unit configured to classify weather information into terrestrial weather and maritime weather, collect temperature, humidity, wind speed, and precipitation information, and provide the collected information to the external data server; a power information collection unit that collects information on power consumption by region and total power consumption, and provides the collected information to the external data server; and a disaster information collection unit that collects disaster information including typhoons, heavy snowfalls, heavy rains, heat waves, earthquakes, fires, and health disasters (epidemics) for each region and provides the collected information to the external data server.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은, 날씨정보, 전력사용정보, 재난정보 등 다양한 외부 환경 정보에 기반하여 에너지 저장장치를 충전 또는 방전할 수 있도록 관리하여 에너지 저장장치의 최적화된 운전 성능을 달성할 수 있는 이점을 가지고 있다. The present invention configured and operated as described above achieves optimized operation performance of the energy storage device by managing the energy storage device to be charged or discharged based on various external environmental information such as weather information, power usage information, and disaster information. There are advantages to being able to
또한, 외부 환경 요소에 해당하는 대기 온도, 풍속, 강수량, 적설량 정보와 같은 날씨정보와 상기 날씨정보를 지상 또는 해상별로 구분하여 세부 날씨정보를 파악하거나 지역별 또는 구역별 사용되는 총 전력정보 또는 다양한 재난정보에 기반하여 에너지 저장장치를 제어함에 따라 보다 효율적이고 최적화된 에너지 저장장치 충전, 발전 등을 다양한 조건으로 통합 관리할 수 있는 장점이 있다.In addition, weather information such as air temperature, wind speed, precipitation, and snowfall information corresponding to external environmental factors and the weather information are classified by land or sea to obtain detailed weather information, total power information used by region or zone, or various disasters By controlling the energy storage device based on information, there is an advantage in that more efficient and optimized energy storage device charging, power generation, etc. can be integrated and managed under various conditions.
도 1은 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템의 동작 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템의 전체 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템의 일실시예를 위한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템에서 운영 서버의 세부 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템에서 외부 데이터 서버의 세부 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템에서 지역별 에너지 저장장치의 구성별 실시예도.1 is an operating flowchart of an energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention;
2 is an overall configuration diagram of an energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention;
3 is a configuration diagram for an embodiment of an energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention;
4 is a detailed configuration diagram of an operating server in an energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention;
5 is a detailed configuration diagram of an external data server in an energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention;
6 is an exemplary embodiment of configurations of energy storage devices for each region in the energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템은, 에너지 저장장치(ESS)의 운전 상태를 검출하고, 각각의 배터리 모듈의 충방전 상태를 모니터링하여 상기 에너지 저장장치를 관리하는 모니터링 시스템에 있어서, 상기 에너지 저장장치를 관리하는 운영 서버가 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 포함하는 외부 환경 정보를 제공하는 외부 데이터 서버로부터 외부 환경 정보를 실시간으로 수집하는 제 1 단계;와, 상기 제 1단계에서 수집된 외부 환경 정보에 기반하여 상기 에너지 발전 모듈이 최대 또는 최소 발전(또는 충전) 조건인지 여부를 판단하는 제 2단계;와, 상기 제 1단계에서 수집된 외부 환경 정보에 기반하여 상기 에너지 저장장치가 최대 또는 최소 방전 조건인지 여부를 판단하는 제 3단계; 및 상기 제 2단계와 제 3단계에서 판단된 발전 조건과 방전 조건에 따라 BMS 모듈을 제어하여 상기 배터리 모듈의 충전모드 또는 방전모드로 제어하는 제 4단계;를 포함하여 에너지 저장장치 모니터링 시스템을 구성하고, 상기 모니터링 시스템은 계통 전력망 또는 신재생 에너지 발전 모듈로부터 전력을 공급받아 에너지를 저장하고, 저장된 에너지를 부하에 공급하거나 계통에 송전하는 에너지 저장장치(ESS)를 포함하고, 상기 에너지 저장장치는, 상기 계통 전력망 또는 상기 신재생 에너지 발전 모듈로부터 전력을 공급받아 저장하는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈의 충전 및 방전을 관리하는 BMS(Battery Management System) 모듈; 상기 배터리 모듈의 출력 또는 상기 신재생 에너지 발전 모듈의 출력을 교류전원으로 변환하여 부하에 공급하거나 계통에 송전하는 전력 변환부; 및 상기 전력 변환부의 동작을 관리하는 PMS(Power Management System) 모듈;을 포함하여 구성되며, 상기 에너지 저장장치를 외부에서 제어하는 것으로, 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 포함하는 외부 환경 정보를 수집한 후 상기 에너지 저장장치의 충전과 방전을 제어하는 운영 서버; 상기 운영 서버에서 발생되는 상기 에너지 저장장치의 운전 상태나 긴급 상황 정보를 관리하는 관리자 단말기; 및 상기 운영 서버로 외부 환경 정보에 해당되는 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 포함하는 외부 환경 정보를 제공하되, 상기 날씨정보는 지상 날씨와 해상 날씨로 분류하고 온도, 습도, 풍속, 강수량 정보를 각각 수집하여 제공하고, 상기 전력정보는 총 전력사용 정보와 지역별 전력사용 정보로 각각 수집하여 제공하고, 상기 재난정보는 지역별 재난발생 여부를 수집하여 제공하는 외부 데이터 서버;를 포함하여 구성된다.An energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention detects the operating state of an energy storage device (ESS) and monitors the charge/discharge state of each battery module to manage the energy storage device. The first step of collecting external environment information in real time from an external data server providing external environment information including weather information, power information, and disaster information by an operation server managing the energy storage device; A second step of determining whether the energy generation module is in a maximum or minimum generation (or charging) condition based on the external environment information collected in the first step; and, based on the external environment information collected in the first step, the a third step of determining whether the energy storage device is in a maximum or minimum discharge condition; and a fourth step of controlling the BMS module to be in a charging mode or a discharging mode of the battery module according to the generation condition and the discharging condition determined in the second and third steps. And, the monitoring system includes an energy storage device (ESS) that receives power from a system power grid or a renewable energy generation module, stores energy, and supplies the stored energy to a load or transmits it to the grid, wherein the energy storage device , A battery module for receiving and storing power supplied from the system power grid or the renewable energy generation module; a BMS (Battery Management System) module that manages charging and discharging of the battery module; A power conversion unit for converting the output of the battery module or the output of the renewable energy generation module into AC power and supplying it to a load or transmitting power to a grid; and a PMS (Power Management System) module for managing the operation of the power conversion unit, and externally controlling the energy storage device to collect external environment information including weather information, power information, and disaster information. After the operation server for controlling the charging and discharging of the energy storage device; a manager terminal that manages the operating state or emergency information of the energy storage device generated by the operating server; and providing external environment information including weather information, power information, and disaster information corresponding to external environment information to the operation server, wherein the weather information is classified into land weather and sea weather, and temperature, humidity, wind speed, and precipitation information are provided. and an external data server that collects and provides the power information, collects and provides the total power use information and power use information for each region, and collects and provides the disaster information whether or not a disaster has occurred for each region.
본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템은 외부 환경 정보에 기반하여 에너지 저장장치를 종합적으로 관리하기 위한 모니터링 시스템으로써, 상기 외부 환경 정보는 날씨정보, 전력정보, 재난정보에 해당되며 이러한 정보를 활용함으로써 충전 또는 방전 모드로 ESS 장치를 제어하여 운전 효율을 최적화시킬 수 있도록 모니터링 하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템에 관한 것이다.An energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention is a monitoring system for comprehensively managing an energy storage device based on external environment information, wherein the external environment information corresponds to weather information, power information, and disaster information. It relates to an energy storage device monitoring system that uses this information to control an ESS device in charge or discharge mode to optimize operation efficiency.
도 1은 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템의 동작 순서도이다.1 is an operation flowchart of an energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention.
본 발명에 따른 에너지 저장장치 모니터링 시스템은, 외부 환경 정보를 통해 에너지 저장장치의 최적화된 운전을 도모할 수 있도록 충전과 방전을 제어하도록 모니터링하여 특히, 에너지 발전 모듈(100)의 최대 또는 최소 발전 조건과 에너지 저장장치(200)의 최대 또는 최소 방전 조건 여부를 판단하고 이를 통해 상기 에너지 저장장치(200)가 제어될 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The energy storage device monitoring system according to the present invention monitors charging and discharging to control charging and discharging to promote optimized operation of the energy storage device through external environment information, and in particular, the maximum or minimum power generation condition of the
우선 본 발명에서는 에너지 저장장치를 관리하는 운영 서버가 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 포함하는 외부 환경 정보를 제공하는 외부 데이터 서버로부터 외부 환경 정보를 실시간으로 수집하는 제 1 단계(S100)이다. 날씨정보는 지상 날씨와 해상 날씨로 각각 분류하고, 여기에 온도, 습도, 풍속, 강풍, 태풍, 강수량, 적설량, 대설경보, 대설주의보, 폭염경보, 폭염주의보 등 날씨정보에 대한 모든 정보를 각각 수집할 수 있다. 또한, 상기 날씨정보는 지역마다 차이를 나타내기 때문에 지역별로 분류하여 날씨정보를 수집하게 된다. 전력정보는 한국전력이나 전력 정보를 관리하는 공공기관, 민간기관 정보에 해당될 수 있다. 전력정보는 총전력소비량, 지역별 소비량, 시간대별 소비량 등 전력정보에 대한 다양한 통계 정보를 수집하거나 실시간 정보를 수집할 수 있다. 재난정보는 일반적으로 공공기관으로써, 재난정보란, 태풍, 폭설, 폭우, 폭염, 지진, 화재, 보건재난(전염병)을 포함하는 모든 재난정보를 각각 수집할 수 있다. 여기서 재난정보를 기반으로 하였을 경우는 예를 들어 폭우로 인한 감전사고 발생 위험이 있을 경우 전력 차단을 통해 해당 지역의 사고 발생을 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 재난으로 인한 운전 과부하 문제도 방지할 수 있다. 또 다른 예를 들어 폭염 주의보가 발생하였을 경우 해당 지역의 전력소모량이 급격히 증가할 것으로 예상하여 최대 방전량으로 운전함으로써 중앙 전력계통의 전력부족의 문제를 해소할 수 있는 것이다. First, in the present invention, the operation server managing the energy storage device collects external environment information in real time from an external data server providing external environment information including weather information, power information, and disaster information (S100). Weather information is classified into ground weather and sea weather, respectively, and all information on weather information such as temperature, humidity, wind speed, strong wind, typhoon, precipitation, snowfall, heavy snow warning, heavy snow advisory, heat wave warning, and heat wave advisory is collected separately. can do. In addition, since the weather information is different for each region, the weather information is collected by classifying the weather information for each region. The power information may correspond to KEPCO or public or private institution information that manages power information. The power information may collect various statistical information about power information such as total power consumption, consumption by region, and consumption by time, or real-time information. Disaster information is generally a public institution, and can collect all disaster information including typhoon, heavy snowfall, heavy rain, heat wave, earthquake, fire, and health disaster (epidemic disease). Here, in the case of using disaster information as the basis, when there is a risk of electric shock due to heavy rain, for example, not only can the occurrence of an accident in the corresponding area be prevented through power cutoff, but also the problem of driving overload caused by a disaster can be prevented. For another example, when a heat wave warning occurs, the problem of power shortage in the central power system can be solved by operating at the maximum discharge amount in anticipation of a rapid increase in power consumption in the corresponding area.
상기 제 1단계(S100)에서 수집된 외부 환경 정보에 기반하여 상기 에너지 발전 모듈이 최대 또는 최소 발전(또는 충전) 조건인지 여부를 판단하는 제 2단계(S200)와, 상기기 제 1단계(S100)에서 수집된 외부 환경 정보에 기반하여 상기 에너지 저장장치가 최대 또는 최소 방전 조건인지 여부를 각각 판단하는 제 3단계(S300)로 구성된다. 상기 제 1단계에서 수집되는 외부 환경 정보에 근거하면 에너지 저장장치의 충전과 방전 조건을 판단할 수 있기 때문에 이를 통해 에너지 저장장치의 운전 조건을 결정할 수 있기 때문이다.A second step (S200) of determining whether the energy generation module is in a maximum or minimum power generation (or charging) condition based on the external environment information collected in the first step (S100); It consists of a third step (S300) of determining whether the energy storage device is in a maximum or minimum discharge condition based on the external environment information collected in ). This is because the charging and discharging conditions of the energy storage device can be determined based on the external environment information collected in the first step, and thus the operating conditions of the energy storage device can be determined.
이를 통해 상기 제 2단계(S200)와 제 3단계(S300)에서 판단된 발전 조건(또는 충전 조건)과 방전 조건에 따라 BMS 모듈을 제어하여 상기 배터리 모듈의 충전모드 또는 방전모드로 제어하는 제 4단계(S400)이다. 본 발명의 모니터링 시스템의 주요 핵심으로써, 외부 환경 정보를 실시간으로 모니터링하고 이를 통해 에너지 저장장치의 충전과 방전을 실시간으로 제어할 수 있기 때문에 최적화된 운전 환경을 구성할 수 있어 결과적으로 운전 효율을 극대화시킬 수 있는 이점이 있는 것이다.Through this, the BMS module is controlled according to the power generation condition (or charging condition) and the discharging condition determined in the second step (S200) and the third step (S300) to control the battery module in a charging mode or a discharging mode. This is step S400. As the main core of the monitoring system of the present invention, since external environment information can be monitored in real time and charging and discharging of the energy storage device can be controlled in real time, an optimized driving environment can be configured, resulting in maximization of driving efficiency. There are advantages to doing it.
아래 도 2 내지 도 6을 통해 본 발명의 모니터링 시스템을 상세히 설명하기로 한다.The monitoring system of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6 below.
도 2는 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템의 전체 구성도이다.2 is an overall configuration diagram of an energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention.
본 발명에 따른 모니터링 시스템은, 다양한 신재생 에너지 발전모듈(100)을 포함하며, 여기서 신재생 에너지 발전모듈을 통한 발전 에너지를 저장하는 것 외에 계통 전력망을 통한 에너지 저장장치 충전 방식을 포함하는 에너지 저장장치를 실시간으로 모니터링하는 것으로 구성된다.The monitoring system according to the present invention includes a variety of renewable
상기 신재생 에너지 발전모듈(100)은 일반적으로 태양광, 태양열, 풍력, 지열, 조력 등 공지의 다양한 신재생 발전 모듈을 모두 포함하는 것이 바람직하며, 여기서 발전된 전기 에너지를 에너지 저장장치(200)인 ESS(Energy Storage System)에 저장하게 된다.The new and renewable
상기 에너지 저장장치(200)는 다양한 발전 현장이나 산업 현장에 설치될 수 있으며, 저장된 전기 에너지는 수용가나 전기 에너지를 소비하는 산업 설비, 자동차 등 모든 에너지 수요원에 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 신재생 에너지를 통해 발전된 전기 에너지를 에너지 저장장치에 저장 후 계통망을 통해 공급하는 것으로 수익화 모델을 구축할 수 있음은 물론이다.The
여기서, 본 발명은 상기 에너지 저장장치의 모니터링 효율성을 제고하기 위한 것을 주된 목적으로 하고 있으며, 무엇보다도 에너지 저장장치(200)와 발전모듈(100)의 유기적인 운전 상태 분석을 통해 최적화된 운전 조건을 부여하기 위한 것에 있다.Here, the main object of the present invention is to improve the monitoring efficiency of the energy storage device, and above all, optimize operating conditions through organic operation state analysis of the
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부 환경 정보를 이용하여 상기 에너지 저장장치(100)의 충전과 발전을 제어하게 되며, 이를 위하여 본 발명에서는 복수의 상기 에너지 저장장치(100)를 통합 제어하고 모니터링하기 위한 하나의 운영 서버(300)를 포함하고, 상기 운영 서버를 관리하는 관리자가 접근하는 관리자 단말기(310)를 포함한다.In order to achieve this object, the present invention controls the charging and power generation of the
이와 더불어 본 발명에서는 외부 환경 정보에 따라 상기 에너지 저장장치를 통합 제어하기 위하여 외부 환경 정보를 제공하는 외부 데이터 서버(400)를 더 포함하며, 상기 외부 데이터 서버에서 수집된 외부 환경 정보를 상기 운영 서버에 제공함으로써 이를 바탕으로 에너지 저장장치를 운영한다.In addition, the present invention further includes an
이때, 상기 외부 환경 정보란, 기본적으로 온도, 습도, 풍속, 강수량, 적설량을 포함하는 날씨 정보와, 전력 소비량에 해당하는 전력정보, 그리고 다양한 재난 상황에 해당하는 재난정보를 포함한다. 이에 따라 상기 신재생 에너지 발전모듈(100)과 에너지 저장장치가 하나의 그룹으로 구성되고, 다양한 외부 환경 정보에 따라 운전 상황에 직접적으로 영향을 끼치기 때문에 본 발명에서는 외부 환경 정보에 기반하여 상기 에너지 저장장치를 통합 제어하게 된다. At this time, the external environment information basically includes weather information including temperature, humidity, wind speed, precipitation, and amount of snow, power information corresponding to power consumption, and disaster information corresponding to various disaster situations. Accordingly, since the renewable
도 3은 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템의 일실시예를 위한 구성도이다.3 is a configuration diagram for an embodiment of an energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention.
우선, 에너지 저장장치인 ESS(Energy Storage System)는 기본적으로 크게, 다수의 배터리모듈(210)과, 상기 배터리 모듈(210)을 제어하는 BMS(Battery Management System) 모듈(220), 생산 및 충전된 전력을 변환 및 관리하는 전력 변환부(Power Conversion System ; 230) 및 상기 ESS 장치를 통합 관리하는 PMS(Power Management System) 모듈(240)을 포함하여 구성된다. 이외에도 에너지 저장장치를 운전하기 위한 다양한 구성요소가 더 포함될 수 있다.First of all, an energy storage system (ESS) is basically a large number of
좀 더 구체적으로, ESS(Energy Storage System)는 배터리 이외에도 생산 전력을 변환하고 관리하기 위한 전력변환시스템, BMS(배터리관리시스템), EMS(에너지관리시스템)으로 구성될 수 있으며, PCS(Power Conversion System)라 함은 전력변환장치로서 교류와 직류간의 변환, 전압/전류/주파수를 변환하는 장치를 말하며, BMS(Battery Management System)는 배터리가 안전하게 충전하고 방전할 수 있도록 제어하는 장치를 말하며, EMS(Energy Management System)는 전력의 생산/변환/소비 등을 제어하고 모니터링 하는 장치를 말한다.More specifically, ESS (Energy Storage System) may be composed of a power conversion system for converting and managing produced power, BMS (Battery Management System), and EMS (Energy Management System) in addition to batteries, and PCS (Power Conversion System) ) refers to a device that converts AC and DC and converts voltage/current/frequency as a power converter, and BMS (Battery Management System) refers to a device that controls the battery to safely charge and discharge, and EMS ( Energy Management System) refers to a device that controls and monitors the generation/conversion/consumption of power.
일반적으로 상기 에너지 저장장치(200)는 경부하 시 유휴전력을 저장하고 과부하 시 전력을 사용함으로써, 부하 평준화(Load Leveling)를 통한 전력계통 운영의 최적화를 도모하고 전력예비력을 확보할 수 있으며, 출력변동이 심한 신재생 에너지의 단점을 보완하여 전력계통의 효율적인 운영 및 안정적인 고품질 전력 공급을 수행한다. 일예를 들어 태양광 발전 설비에 ESS를 연계할 경우 발전 수익은 태양광 단독 발전에 비해 2~2.5배 수준으로 추정되며, 전력사용이 많은 제조업 등이 피크 전력 사용량을 낮추는 목적으로 1MWh(설치비 5억원) 용량의 ESS를 설치할 경우, 연간 1억원 가량의 전기요금 절감이 기대되는 것으로 추정되고 있다. In general, the
바람직하게 상기 에너지 저장장치(200)는 출력 변동성이 큰 신재생 에너지 발전모듈과 필수적으로 결합되는 추세에 있으며, 이러한 신재생 에너지 발전모듈과 결합된 상기 에너지 저장장치는 발전모듈과 저장장치간의 상호 운전특성을 모두 고려하여 제어함으로써 보다 효율적인 에너지 관리를 실현할 수 있는 것이다.Preferably, the
도 4는 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템에서 운영 서버의 세부 구성도이다.4 is a detailed configuration diagram of an operating server in the energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention.
본 발명의 주요 기술적 목적에 따라 외부 환경 정보에 기반하여 상기 에너지 저장장치(200)를 통합 제어하기 위하여 하나의 운영 서버(300)와 외부 데이터 서버(400)를 포함하여 구성된다. 상기 운영 서버는 에너지 저장장치를 통합적으로 실시간 모니터링하고 필요 조건에 따라 에너지 저장장치의 운전을 제어할 수 있도록 제어 명령을 제공하게 된다. 또한, 에너지 저장장치와 발전모듈을 실시간 제어할 수 있도록 외부 환경 정보를 수집하느 상기 외부 데이터 서버가 구성된다.According to the main technical purpose of the present invention, it is configured to include one
도시된 바와 같이 상기 운영 서버(300)의 세부 구성으로써, 상기 에너지 저장장치(200)를 충전하기 위한 상기 신재생 에너지 발전모듈의 발전전력 정보를 분석하는 발전전력 분석부(320)와, 상기 에너지 저장장치를 통해 방전되는 수요전력 정보를 분석하는 수요전력 분석부(310) 그리고 상기 외부 데이터 서버(400)를 통해 제공되는 외부 환경 정보를 제공받아 그에 따른 날씨정보, 전력정보, 재난정보에 기초하여 상기 에너지 저장장치의 충전과 방전 상태를 제어하기 위한 외부 데이터를 처리하는 외부 데이터 처리부(300)를 포함하여 구성된다.As shown, as a detailed configuration of the
상기 에너지 저장장치(200)는 하나의 통신 프로토콜(미도시)을 구성하고 있으며, 상기 운영 서버(300)와 통신망을 통해 실시간 통신하여 제어되며, 상기 수요전력 분석부(310)는 에너지 저장장치에 연결된 부하의 에너지 소비량을 분석하게 되고, 상기 발전전력 분석부(320)는 발전모듈(100)에서 발전되는 발전전력 정보를 분석하게 된다. 이때, 상기 PMS 모듈(240)과 BMS 모듈(220)은 수요전략과 발전전력의 분석값에 따라 상기 배터리 모듈(210)의 충방전이 최적화될 수 있도록 상기 운영 서버(300)에서 제어하여 에너지 저장장치를 통합 제어하게 되는 것이다.The
따라서, 본 발명은 기본적으로 발전모듈과 에너지 저장장치가 하나의 쌍으로 그룹화되며, 하나의 그룹을 네트워크망으로 연결하여 상기 운영 서버(300)에서 통합 제어한다.Therefore, in the present invention, the power generation module and the energy storage device are basically grouped as a pair, and the
이때, 상기 운영 서버(300)에는 외부 환경 정보를 수신 받아 처리하는 외부 데이터 처리부(330)를 포함하여, 상기 외부 데이터 처리부(330)는 외부 데이터 서버(400)를 통해 수신되는 외부 환경 정보에 따라 상기 에너지 저장장치의 명령 신호를 생성한다.At this time, the
앞서 설명한 바와 같이 외부 환경 정보란, 날씨정보, 전력정보, 재난정보가 포함되며, 예를 들어 날씨정보를 바탕으로 에너지 저장장치를 관리할 경우 태양광 발전은 기온이나 온도 정보에 기초하고, 풍력 발전의 경우 풍속 정보에 기초하여 에너지 저장장치(200)를 제어할 수 있는데, 구체적으로 태양광 발전에서 날씨 정보를 바탕으로 기온이 높을 경우에는 발전 효율이 높기 때문에 에너지 저장장치를 최대 충전 활성화 및 최대 방전 활성화 운전으로 제어할 수 있으며, 기온이 낮을 경우 충전 활성화 및 방전 비활성화를 통해 배터리 충전량을 적절하게 제어할 수 있다. 이처럼 날씨 정보에 기초하여 에너지 저장장치를 제어함에 따라 경부하, 중부하, 과부하 운전을 관리할 수 있어 안정적인 전력계통의 효율성을 제고할 수 있는 것이다.As described above, external environment information includes weather information, power information, and disaster information. For example, when managing an energy storage device based on weather information, solar power generation is based on temperature or temperature information, and wind power generation In the case of, the
또 다른 예로, 날씨정보에 풍속정보에 기초할 경우 상기 신재생 에너지 발전모듈(100)은 풍력 발전장치에 해당할 수 있으며, 최대 풍속 시 최대 충전 활성화 및 최대 방전 활성화 운전으로 제어하고, 최소 풍속 시 충전 활성화 및 방전 비활성화를 통해 배터리 충전량을 적절하게 제어할 수 있는 것이다.As another example, when weather information is based on wind speed information, the renewable
한편, 상기 외부 데이터 처리부(330)는 상기 외부 데이터 서버를 통해 임의의 구역으로 구획된 지역별(또는 구획별)로 분류된 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 각각 제공받는다. 에너지 발전모듈과 에너지 저장장치가 한 쌍으로 구성된 설비에서 설치된 위치(지역)에 따라 각 지역별 날씨정보를 근거하여 개별 제어를 위한 것으로써, 한 쌍으로 이루어진 발전모듈(100)과 에너지 저장장치(200)는 지역별로 각각 그룹화되어 있으며, 각 그룹별로 개별제어를 위하여 상기 외부 데이터 처리부(300)를 외부 데이터 서버를 통해 지역별 외부 환경 정보를 각각 제공받아 그에 따른 제어를 실시하는 것이다. Meanwhile, the external
따라서, 본 발명에서는 지역별로 설치된 에너지 저장장치를 해당 지역별 외부 환경 정보에 따라 개별 제어함으로써 매우 효율적인 운전을 구현하고, 원격에서 모든 지역별로 설치된 에너지 저장장치(200)를 통합 제어할 수 있는 것이다. Therefore, in the present invention, by individually controlling the energy storage devices installed in each region according to the external environment information for each region, highly efficient operation can be realized, and the
도 5는 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템에서 외부 데이터 서버의 세부 구성도이다.5 is a detailed configuration diagram of an external data server in the energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention.
날씨정보 수집부(410)는 우선적으로 국가의 기상정보를 관리하는 기상청으로부터 날씨정보를 수집하는 것으로, 이때, 날씨정보를 지상 날씨와 해상 날씨로 각각 분류하고, 여기에 온도, 습도, 풍속, 강풍, 태풍, 강수량, 적설량, 대설경보, 대설주의보, 폭염경보, 폭염주의보 등 날씨정보에 대한 모든 정보를 각각 수집할 수 있다. 또한, 상기 날씨정보는 지역마다 차이를 나타내기 때문에 지역별로 분류하여 날씨정보를 수집하게 된다.The weather
전력정보 수집부(420)는 한국전력이나 전력 정보를 관리하는 공공기관, 민간기관 정보에 해당될 수 있다. 전력정보는 총전력소비량, 지역별 소비량, 시간대별 소비량 등 전력정보에 대한 다양한 통계 정보를 수집하거나 실시간 정보를 수집할 수 있다.The power
재난정보 수집부(430)는 일반적으로 공공기관으로써, 재난정보란, 태풍, 폭설, 폭우, 폭염, 지진, 화재, 보건재난(전염병)을 포함하는 모든 재난정보를 각각 수집할 수 있다. 여기서 재난정보를 기반으로 하였을 경우는 예를 들어 폭우로 인한 감전사고 발생 위험이 있을 경우 전력 차단을 통해 해당 지역의 사고 발생을 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 재난으로 인한 운전 과부하 문제도 방지할 수 있다. 또 다른 예를 들어 폭염 주의보가 발생하였을 경우 해당 지역의 전력소모량이 급격히 증가할 것으로 예상하여 최대 방전량으로 운전함으로써 중앙 전력계통의 전력부족의 문제를 해소할 수 있는 것이다. The disaster
따라서, 상기 각각의 수집부에서 수집되는 정보는 하나의 외부 환경 정보에 해당되는 것이며, 이러한 외부 환경 정보는 에너지 저장장치와 직접적으로 관계되는 발전모듈에 직접적인 영향력을 주기 때문에 실시간 정보를 통해 상기 에너지 저장장치를 제어하여 최적화된 관리가 가능하다.Therefore, the information collected by each collection unit corresponds to one external environment information, and since this external environment information has a direct influence on the power generation module directly related to the energy storage device, the energy storage through real-time information. Optimized management is possible by controlling the device.
도 6은 본 발명에 따른 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템에서 지역별 에너지 저장장치의 구성별 실시예도이다.FIG. 6 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an energy storage device for each region in the energy storage device monitoring system based on external environment information according to the present invention.
도시된 바와 같이 지역별 구성된 각각의 에너지 저장장치(200)는 지역별 외부 환경 정보에 따라 제어를 달리하여야 하기 때문에 지역별로 그룹화된 에너지 저장장치를 상기 운영 서버(300)는 원격에서 관리하게 된다.As shown, since each
A지역(지상)에 설치된 에너지 저장장치는 A지역에 해당하는 외부 환경 정보에 기반하여 운전을 제어하게 되고, B지역(해상)에 설치된 에너지 저장장치는 B지역의 환경 정보, C지역(산간)의 에너지 저장장치는 C지역의 환경 정보에 기반하여 제어되는 것이다.The energy storage device installed in area A (ground) controls operation based on the external environmental information corresponding to area A, and the energy storage device installed in area B (sea) uses the environmental information of area B, area C (mountainous) The energy storage device of is controlled based on the environmental information of area C.
또한, 각각의 지역에는 발전모듈(100)에 각각 설치되어 있기 때문에 외부 환경 정보를 통해 에너지 저장장치의 충전과 방전을 원활히 제어할 수 있으며, 안정적으로 운전할 수 있게 된다. In addition, since each region is installed in the
이와 같이 구성되는 본 발명은 날씨정보, 전력사용정보, 재난정보 등 다양한 외부 환경 정보에 기반하여 에너지 저장장치를 충전 또는 방전할 수 있도록 관리하여 에너지 저장장치의 최적화된 운전 성능을 달성할 수 있는 이점을 가지고 있다. The present invention configured as described above has the advantage of achieving optimized operation performance of the energy storage device by managing the energy storage device to be charged or discharged based on various external environmental information such as weather information, power usage information, and disaster information. has
또한, 외부 환경 요소에 해당하는 대기 온도, 풍속, 강수량, 적설량 정보와 같은 날씨정보와 상기 날씨정보를 지상 또는 해상별로 구분하여 세부 날씨정보를 파악하거나 지역별 또는 구역별 사용되는 총 전력정보 또는 다양한 재난정보에 기반하여 에너지 저장장치를 제어함에 따라 보다 효율적이고 최적화된 에너지 저장장치 충전, 발전 등을 다양한 조건으로 통합 관리할 수 있는 장점이 있다.In addition, weather information such as air temperature, wind speed, precipitation, and snowfall information corresponding to external environmental factors and the weather information are classified by land or sea to obtain detailed weather information, total power information used by region or zone, or various disasters By controlling the energy storage device based on information, there is an advantage in that more efficient and optimized energy storage device charging, power generation, etc. can be integrated and managed under various conditions.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the above has been described and illustrated in relation to preferred embodiments for illustrating the principles of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described. Rather, it will be appreciated by those skilled in the art that many changes and modifications may be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, all such appropriate changes and modifications and equivalents should be regarded as falling within the scope of the present invention.
100 : 발전 모듈
200 : ESS 장치
210 : 배터리모듈
220 : BMS 모듈
230 : 전력 변환부
240 : PMS 모듈
300 : 운영 서버
310 : 관리자 단말기
310 : 수요전력 분석부
320 : 발전전력 분석부
330 : 외부 데이터 처리부
400 : 외부 데이터 서버
410 : 날씨정보 수집부
420 : 전력정보 수집부
430 : 재난정보 수집부100: power generation module
200: ESS device
210: battery module
220: BMS module
230: power conversion unit
240: PMS module
300: operating server
310: manager terminal
310: power demand analysis unit
320: power generation analysis unit
330: external data processing unit
400: external data server
410: weather information collection unit
420: power information collection unit
430: Disaster Information Collection Department
Claims (3)
상기 에너지 저장장치를 관리하는 운영 서버가 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 포함하는 외부 환경 정보를 제공하는 외부 데이터 서버로부터 외부 환경 정보를 실시간으로 수집하는 제 1 단계;와, 상기 제 1단계에서 수집된 외부 환경 정보에 기반하여 에너지 발전 모듈이 최대 또는 최소 발전(또는 충전) 조건인지 여부를 판단하는 제 2단계;와, 상기 제 1단계에서 수집된 외부 환경 정보에 기반하여 상기 에너지 저장장치가 최대 또는 최소 방전 조건인지 여부를 판단하는 제 3단계; 및 상기 제 2단계와 제 3단계에서 판단된 발전 조건과 방전 조건에 따라 BMS 모듈을 제어하여 상기 배터리 모듈의 충전모드 또는 방전모드로 제어하는 제 4단계;를 포함하여 에너지 저장장치 모니터링 시스템을 구성하고,
상기 모니터링 시스템은 계통 전력망 또는 신재생 에너지 발전 모듈로부터 전력을 공급받아 에너지를 저장하고, 저장된 에너지를 부하에 공급하거나 계통에 송전하는 에너지 저장장치(ESS)를 포함하고,
상기 에너지 저장장치는, 상기 계통 전력망 또는 상기 신재생 에너지 발전 모듈로부터 전력을 공급받아 저장하는 배터리 모듈;
상기 배터리 모듈의 충전 및 방전을 관리하는 BMS(Battery Management System) 모듈;
상기 배터리 모듈의 출력 또는 상기 신재생 에너지 발전 모듈의 출력을 교류전원으로 변환하여 부하에 공급하거나 계통에 송전하는 전력 변환부; 및
상기 전력 변환부의 동작을 관리하는 PMS(Power Management System) 모듈;을 포함하여 구성되며,
상기 에너지 저장장치를 외부에서 제어하는 것으로, 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 포함하는 외부 환경 정보를 수집한 후 상기 에너지 저장장치의 충전과 방전을 제어하는 운영 서버;
상기 운영 서버에서 발생되는 상기 에너지 저장장치의 운전 상태나 긴급 상황 정보를 관리하는 관리자 단말기; 및
상기 운영 서버로 외부 환경 정보에 해당되는 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 포함하는 외부 환경 정보를 제공하되, 상기 날씨정보는 지상 날씨와 해상 날씨로 분류하고 온도, 습도, 풍속, 강수량 정보를 각각 수집하여 제공하고, 상기 전력정보는 총 전력사용 정보와 지역별 전력사용 정보로 각각 수집하여 제공하고, 상기 재난정보는 지역별 재난발생 여부를 수집하여 제공하는 외부 데이터 서버;를 포함하여 구성되고,
상기 운영 서버는,
상기 에너지 저장장치를 충전하기 위한 상기 신재생 에너지 발전모듈의 발전전력 정보를 분석하는 발전전력 분석부;
상기 에너지 저장장치를 통해 방전되는 수요전력 정보를 분석하는 수요전력 분석부; 및
상기 외부 데이터 서버를 통해 제공되는 외부 환경 정보를 제공받아 그에 따른 날씨정보, 전력정보, 재난정보에 기초하여 상기 에너지 저장장치의 충전과 방전 상태를 제어하기 위한 외부 데이터를 처리하는 외부 데이터 처리부;를 포함하여 구성되고,
상기 외부 데이터 처리부는 상기 외부 데이터 서버를 통해 임의의 구역으로 구획된 지역별(또는 구획별)로 분류된 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 각각 제공받으며, 상기 지역별 영역에 대응하게 상기 에너지 저장장치와 신재생 에너지 발전 모듈은 하나의 그룹으로 구성되어 상기 에너지 저장장치를 외부 환경 정보에 따라 제어하며,
상기 외부 데이터 서버는,
날씨정보를 지상 날씨와 해상 날씨로 각각 분류하고, 여기에 온도, 습도, 풍속, 강수량 정보를 각각 수집하여 상기 외부 데이터 서버에 제공하는 날씨정보 수집부;
상기 지역별 전력사용량과 전체 전력사용량 정보를 각각 수집하여 상기 외부 데이터 서버에 제공하는 전력정보 수집부; 및
상기 지역별 태풍, 폭설, 폭우, 폭염, 지진, 화재, 보건재난(전염병)을 포함하는 재난정보를 각각 수집하여 상기 외부 데이터 서버에 제공하는 재난정보 수집부;를 포함하여 구성되며,
상기 외부 데이터 처리부는 상기 외부 데이터 서버를 통해 임의의 구역으로 구획된 지역별(또는 구획별)로 분류된 날씨정보, 전력정보, 재난정보를 각각 제공받고, 상기 에너지 발전모듈과 에너지 저장장치가 한 쌍으로 구성된 설비에서 설치된 위치(지역)에 따라 각 지역별 날씨정보를 근거하여 개별 제어하며, 한 쌍으로 이루어진 상기 발전모과 에너지 저장장치는 지역별로 각각 그룹화되어 있으며, 각 그룹별로 개별제어를 위하여 상기 외부 데이터 처리부는 상기 외부 데이터 서버를 통해 지역별 외부 환경 정보를 각각 제공받아 제어하고,
상기 날씨정보 수집부는 상기 날씨정보를 지상 날씨와 해상 날씨로 각각 분류하고, 여기에 온도, 습도, 풍속, 강풍, 태풍, 강수량, 적설량, 대설경보, 대설주의보, 폭염경보, 폭염주의보를 포함하는 날씨정보를 각각 수집하되 지역별로 분류하여 날씨정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 외부 환경 정보에 기반하는 에너지 저장장치 모니터링 시스템.In the monitoring system for managing the energy storage device by detecting an operating state of an energy storage device (ESS) and monitoring the charging and discharging state of each battery module,
A first step in which an operation server managing the energy storage device collects external environment information in real time from an external data server providing external environment information including weather information, power information, and disaster information; and, in the first step A second step of determining whether the energy generation module is in a maximum or minimum generation (or charging) condition based on the collected external environment information; and, based on the external environment information collected in the first step, the energy storage device a third step of determining whether it is a maximum or minimum discharge condition; and a fourth step of controlling the BMS module to be in a charging mode or a discharging mode of the battery module according to the generation condition and the discharging condition determined in the second and third steps. do,
The monitoring system includes an energy storage device (ESS) that receives power from a system power grid or a renewable energy generation module to store energy and supplies the stored energy to a load or transmits it to the grid,
The energy storage device may include a battery module receiving and storing power supplied from the system power grid or the renewable energy generation module;
a BMS (Battery Management System) module that manages charging and discharging of the battery module;
A power conversion unit for converting the output of the battery module or the output of the renewable energy generation module into AC power and supplying it to a load or transmitting power to a grid; and
It is configured to include a; PMS (Power Management System) module for managing the operation of the power conversion unit,
an operating server that externally controls the energy storage device, collects external environment information including weather information, power information, and disaster information, and then controls charging and discharging of the energy storage device;
a manager terminal that manages the operating state or emergency information of the energy storage device generated by the operation server; and
External environment information including weather information, power information, and disaster information corresponding to external environment information is provided to the operation server, but the weather information is classified into land weather and sea weather, and temperature, humidity, wind speed, and precipitation information are respectively and an external data server that collects and provides the power information, collects and provides the total power use information and power use information for each region, and collects and provides the disaster information whether or not a disaster has occurred for each region.
The operating server,
a power generation analyzer analyzing generation power information of the renewable energy generation module for charging the energy storage device;
a power demand analyzer analyzing information on power demand discharged through the energy storage device; and
An external data processing unit receiving external environment information provided through the external data server and processing external data for controlling charging and discharging states of the energy storage device based on weather information, power information, and disaster information according thereto; composed of, including
The external data processing unit receives weather information, power information, and disaster information classified by region (or by region) divided into arbitrary regions through the external data server, and is provided with the energy storage device and the energy storage device corresponding to the region by region. The renewable energy generation module is composed of a group and controls the energy storage device according to external environment information,
The external data server,
a weather information collection unit that classifies weather information into terrestrial weather and maritime weather, collects temperature, humidity, wind speed, and precipitation information, and provides the collected information to the external data server;
a power information collection unit that collects information on power consumption by region and total power consumption, and provides the collected information to the external data server; and
A disaster information collection unit that collects disaster information including typhoons, heavy snowfalls, heavy rains, heat waves, earthquakes, fires, and health disasters (epidemics) for each region and provides them to the external data server;
The external data processor receives weather information, power information, and disaster information classified by region (or region) divided into arbitrary regions through the external data server, and the energy generation module and the energy storage device are a pair. Individual control based on weather information for each region according to the location (region) installed in the facility composed of, and the power generation module and energy storage device made of a pair are grouped by region, and the external data for individual control by each group The processing unit receives and controls external environment information for each region through the external data server,
The weather information collection unit classifies the weather information into land weather and sea weather, respectively, and includes temperature, humidity, wind speed, strong wind, typhoon, precipitation, snowfall, heavy snow warning, heavy snow warning, heat wave warning, and heat wave warning. An energy storage device monitoring system based on external environment information, characterized in that each information is collected but classified by region to collect weather information.
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