KR102641849B1 - Multi micro-grid system using multi-circuit power converter - Google Patents
Multi micro-grid system using multi-circuit power converter Download PDFInfo
- Publication number
- KR102641849B1 KR102641849B1 KR1020210180063A KR20210180063A KR102641849B1 KR 102641849 B1 KR102641849 B1 KR 102641849B1 KR 1020210180063 A KR1020210180063 A KR 1020210180063A KR 20210180063 A KR20210180063 A KR 20210180063A KR 102641849 B1 KR102641849 B1 KR 102641849B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- power
- microgrid
- conversion device
- current
- power conversion
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 112
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- 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
-
- 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
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
-
- 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
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/14—Energy storage units
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
본 발명은 전력 변환 장치를 일체로 형성하여 전기가 이동함에 따라 발생되는 손실을 최소화함과 동시에 관리하기에 용이한 다중 마이크로 그리드 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, 전력 변환 장치가 배전망 및 전원 소스, 부하와 직접 연결되어 보호 동작이나 대응 운전 구현이 가능하며, 마이크로 그리드의 에너지 용량이 부족할 경우, 필요한 용량만큼 신규 시설을 짓지 않고 다른 마이크로 그리드에서 여유 전력을 공유해 줄 수 있어 유지 비용을 절약할 수 있고, 전력 변환 장치에 출력 특성이 서로 다르거나 응답 특성이 서로 다른 복수의 배터리가 연계되어 설치될 수 있으므로 마이크로 그리드 내에서 다양한 대응 운전을 수행할 수 있는 다중 마이크로 그리드 시스템을 제공함에 있다.The present invention relates to a multi-microgrid system that integrates power conversion devices to minimize losses occurring as electricity moves and is easy to manage. The purpose of the present invention is to enable the power conversion device to be directly connected to the distribution network, power source, and load to implement protective operations or response operations, and when the energy capacity of the microgrid is insufficient, other microgrids are used without building new facilities with the required capacity. Maintenance costs can be saved as spare power can be shared in the grid, and multiple batteries with different output characteristics or response characteristics can be installed in the power conversion device in conjunction, enabling various response operations within the microgrid. The goal is to provide a multi-microgrid system that can perform
Description
본 발명은 다중 마이크로 그리드 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력 변환 장치를 일체로 형성하여 전기가 이동함에 따라 발생되는 손실을 최소화함과 동시에 관리하기에 용이한 다중 마이크로 그리드 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-microgrid system, and more specifically, to a multi-microgrid system that integrates power conversion devices to minimize losses occurring as electricity moves and is easy to manage.
직류 배전 방식은 1880년에 개발된 이후 근래 신재생 에너지 발전원, 에너지 저장장치, 전기 자동차 등과 통신 분야를 포함한 IT 기술과의 융합으로 발생한 스마트 그리드 시장의 등장으로 다시 주목을 받고 있다. 특히, 전력 변환 장치의 발달, 직류 부하의 증가와 같은 환경의 변화와 더불어, 리액턴스 성분 및 주파수가 없어Since its development in 1880, the direct current distribution system has recently been attracting attention again with the emergence of the smart grid market resulting from the convergence of renewable energy power generation sources, energy storage devices, electric vehicles, and IT technologies, including the communications field. In particular, with changes in the environment such as the development of power conversion devices and an increase in direct current loads, the absence of reactance components and frequencies
무효전력으로 인한 손실과 표피효과가 없으며 절연 레벨이 낮고 전력 효율 상승과 같은 기존 직류의 장점이 부각되어 전력 계통의 패러다임이 AC에서 DC로 변화하고 있다. DC 마이크로 그리드(Microgrid, MG)는 AC 마이크로 그리드와 시스템 구성 요소는 동일하지만 전력변환기 없이 DC 기반의 분산전원 및 부하와 연결되어 있다는 것에 차이점이 있다.The paradigm of the power system is changing from AC to DC as the advantages of existing direct current, such as no losses due to reactive power, no skin effect, low insulation level, and increased power efficiency, are highlighted. DC microgrid (Microgrid, MG) has the same system components as AC microgrid, but the difference is that it is connected to DC-based distributed power and load without a power converter.
DC 마이크로 그리드에서는 다수의 분산전원을 전력 변환 과정 없이 직접 연결할 수 있어 에너지 효율 증대 및 비용 저감의 효과를 가져오며, 전압과 주파수 제어가 필요한 AC와 달리 DC 전력망에서는 전압만 제어하므로 중요 부하를 제어하는데 유용한 것으로 알려져 있다.In DC microgrid, multiple distributed power sources can be directly connected without a power conversion process, resulting in increased energy efficiency and cost reduction. Unlike AC, which requires voltage and frequency control, DC power grid only controls voltage, which helps control important loads. It is known to be useful.
마이크로 그리드는 다수의 소규모 분산전원과 부하의 집합체로서, 기존의 전력망과 연계 또는 분리 운전될 수 있는 소규모 전력망이다. 그러나, DC 마이크로 그리드에서는 선로 저항으로 인한 전압 변동 및 손실이 영향을 끼치기 때문에 전압 제어를 통해 이러한 단점을 보완할 필요가 있다. 따라서, DC 마이크로 그리드 및 DC 마이크로 그리드 간의 전압 협조 제어를 통해 단일 DC 마이크로 그리드 내부의 전압뿐만 아니라 DC로 구성된 배전망 전체의 전압이 일정 범위를 유지해야 한다.A microgrid is a collection of multiple small-scale distributed power sources and loads, and is a small-scale power grid that can be operated in conjunction with or separately from the existing power grid. However, since voltage fluctuations and losses due to line resistance affect DC microgrids, it is necessary to compensate for these shortcomings through voltage control. Therefore, not only the voltage within a single DC microgrid but also the voltage of the entire DC distribution network must be maintained within a certain range through voltage coordination control between the DC microgrid and the DC microgrid.
DC 마이크로 그리드에서는 전압이 제어 대상이며, 유효전력에 따라 계통 내 전압이 조정되기 때문에 발전원들의 출력 조정이 필요하다. 또한, DC 마이크로 그리드에서는 주로 유효전력을 사용하는 부하가 연결되며 이러한 부하들의 변동에 따라서 전압이 변동되고 전압이 제어되지 않는다면 정전과 같은 계통의 안정도에 영향을 끼치기 때문에 DC/DC 컨버터와 같은 전력 변환 장치가 설치되어 전압이 제어된다.In DC microgrid, voltage is the subject of control, and since the voltage within the system is adjusted according to active power, output adjustment of power generation sources is necessary. In addition, in DC microgrid, loads that mainly use active power are connected, and the voltage fluctuates according to changes in these loads, and if the voltage is not controlled, it affects the stability of the system such as power outage, so power conversion such as DC/DC converter is used. The device is installed and the voltage is controlled.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 전력 변환 장치가 배전망 및 전원 소스, 부하와 직접 연결되어 빠르게 보호 동작이나 대응 운전 구현이 가능한 다중 마이크로 그리드 시스템을 제공함에 있다.The present invention was created to solve the above problems, and the purpose of the present invention is to provide a multi-microgrid system in which a power conversion device is directly connected to the distribution network, power source, and load, and can quickly implement protective operations or response operations. It is in
또한, 마이크로 그리드에서 에너지 용량이 부족할 경우, 필요한 용량만큼 신규 시설을 짓지 않고, 다른 마이크로 그리드에서 여유 전력을 공유해 줄 수 있어 유지 비용을 절약할 수 있고, 에너지 효율이 높은 다중 마이크로 그리드 시스템을 제공함에 있다.In addition, when the energy capacity in the microgrid is insufficient, maintenance costs can be saved by sharing surplus power with other microgrids rather than building new facilities with the required capacity, and it provides a multi-microgrid system with high energy efficiency. there is.
아울러, 전력 변환 장치에 출력 특성이 서로 다르거나 응답 특성이 서로 다른 복수의 배터리가 연계되어 설치될 수 있으므로, 마이크로 그리드 내에서 다양한 대응 운전을 수행할 수 있는 다중 마이크로 그리드 시스템을 제공함에 있다.In addition, since a plurality of batteries with different output characteristics or different response characteristics can be installed in conjunction with the power conversion device, a multi-microgrid system capable of performing various response operations within the microgrid is provided.
본 발명의 다중 마이크로 그리드 시스템은, DC 전류 또는 AC 전류가 이동 가능하도록 형성되는 배전망; 상기 배전망과 전기적으로 연결되어, 상기 배전망으로부터 전력을 공급받거나 상기 배전망에 전력을 공급하는 복수의 마이크로 그리드; 상기 마이크로 그리드로부터 송신되는 전력 정보를 수신받으며, 상기 전력 정보가 저장되고, 각 상기 마이크로 그리드의 동작을 제어하는 TOC;를 포함하는 다중 마이크로 그리드 시스템에 있어서, 상기 복수의 마이크로 그리드 각각에는, 일단이 상기 배전망과 전기가 이동 가능하도록 연결되는 메인 전기 통행로; 상기 메인 전기 통행로의 타단과 연결되며, 상기 메인 전기 통행로에 공급되는 전기의 전압을 제어하거나 상기 메인 전기 통행로에 공급되는 전기의 전류를 DC에서 AC 또는 AC에서 DC로 변환하는 전력 변환 장치; 및 일단이 상기 전력 변환 장치와 연결되며, 타단은 DC 부하, DC 소스 또는 AC 부하와 연결되는 하나 이상의 분기 전기 통행로; 및 상기 전력 변환 장치와 전기적으로 연결되며, 상기 마이크로 그리드 내 전력을 모니터링하여 전력 정보를 수집하는 EMS;가 구비되며, 상기 전력 변환 장치는, 상기 메인 전기 통행로와 연결되며, 상기 메인 전기 통행로로부터 공급되는 전기 또는 상기 메인 전기 통행로로 공급되는 전기의 전압을 제어하고, AC 전류를 DC 전류로 변환하는 AC/DC 컨버터 모듈 또는 DC 전류의 전압을 제어하는 DC/DC 컨버터 모듈 또는 DC 전류를 AC 전류로 변환하는 DC/AC 인버터 모듈 중 선택되는 하나 이상이 설치되어 구성되는 제1전력 변환 장치와, 상기 제1전력 변환 장치로부터 전기를 공급받거나 상기 제1전력 변환 장치로 전기를 공급하며, AC 전류를 DC 전류로 변환하는 AC/DC 컨버터 모듈 또는 DC 전류의 전압을 제어하는 DC/DC 컨버터 모듈 또는 DC 전류를 AC 전류로 변환하는 DC/AC 인버터 모듈 중 선택되는 하나 이상이 설치되어 구성되는 제2전력 변환 장치가 일체형의 모듈화로 형성되고, 상기 제2전력 변환 장치는 다회로 전력 변환 장치로 이루어지고, 상기 분기 전기 통행로는 제2전력 변환 장치에 연결되며, 상기 분기 전기 통행로에 DC 부하, DC 소스 또는 AC 부하를 연결하거나 제거하면 제2전력 변환 장치에 DC 부하, DC 소스 또는 AC 부하의 추가나 제거가 이루어지고, 상기 EMS에서 수집된 상기 전력 정보는 상기 TOC에 송신되는 것을 특징으로 한다.The multi-microgrid system of the present invention includes a distribution network formed so that DC current or AC current can move; a plurality of microgrids electrically connected to the distribution network and receiving power from the distribution network or supplying power to the distribution network; In the multi-microgrid system including a TOC that receives power information transmitted from the microgrid, stores the power information, and controls the operation of each microgrid, each of the plurality of microgrids has one end. a main electric passageway connected to the distribution network so that electricity can move; A power conversion device connected to the other end of the main electric passage and controlling the voltage of electricity supplied to the main electric passage or converting the current of electricity supplied to the main electrical passage from DC to AC or AC to DC; and one or more branch electrical passageways, one end of which is connected to the power conversion device and the other end of which is connected to a DC load, a DC source, or an AC load. and an EMS that is electrically connected to the power conversion device and collects power information by monitoring power in the microgrid, wherein the power conversion device is connected to the main electricity passageway and supplies power from the main electricity passageway. An AC/DC converter module that controls the voltage of electricity supplied to the main electricity passage and converts AC current into DC current, or a DC/DC converter module that controls the voltage of DC current, or DC current into AC current. A first power conversion device configured by installing one or more selected DC/AC inverter modules for converting, receiving electricity from the first power conversion device or supplying electricity to the first power conversion device, and converting AC current Second power configured by installing at least one selected from the following: an AC/DC converter module that converts DC current, a DC/DC converter module that controls the voltage of DC current, or a DC/AC inverter module that converts DC current to AC current. conversion device It is formed as an integrated module, the second power conversion device is composed of a multi-circuit power conversion device, the branch electric path is connected to the second power conversion device, and the branch electric path is connected to a DC load, DC source, or AC load. When connected or removed, a DC load, DC source, or AC load is added or removed from the second power conversion device, and the power information collected by the EMS is transmitted to the TOC.
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
또한, 상기 마이크로 그리드는, 상기 전력 변환 장치에 연결되는 상기 분기 전기 통행로의 타단에 연결되어 설치되며, 상기 DC 소스로부터 생산된 전기나 상기 배전망으로부터 공급되는 전기가 저장되는 복수의 배터리로 형성되는 ESS를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the microgrid is connected to and installed at the other end of the branch electric path connected to the power conversion device, and is formed of a plurality of batteries that store electricity produced from the DC source or electricity supplied from the distribution network. It is characterized by further including ESS.
또한, 상기 ESS는, 출력 특성이 서로 다른 복수의 배터리가 상기 분기 전기 통행로에 연결되어 형성되거나 응답 특성이 서로 다른 복수의 배터리가 상기 분기 전기 통행로에 연결되어 형성되어 상기 마이크로 그리드 내 복수의 전력 운영 시퀀스가 수행 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the ESS is formed by connecting a plurality of batteries with different output characteristics to the branch electric passage, or by connecting a plurality of batteries with different response characteristics to the branch electric passage to operate a plurality of power within the microgrid. Characterized by the fact that the sequence can be performed.
또한, 상기 전력 운영 시퀀스는 전압 안정화나 긴급 부하로 많은 전류를 필요로 할 때, 제1배터리로부터 전류가 공급되는 운전 방식; 또는 부하가 높을 때 방전되는 Peak Shaving 또는 전력 보조를 목적으로 운전이 필요할 때, 제2배터리로부터 전류가 공급되는 운전 방식; 또는 최대한 많은 전류를 공급해야 하는 경우 제1배터리와 제2배터리로부터 동시에 전류가 공급되는 운전 방식; 중 어느 하나가 선택적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the power operation sequence includes an operation method in which current is supplied from the first battery when a large amount of current is required for voltage stabilization or emergency load; Or, peak shaving, which discharges when the load is high, or a driving method in which current is supplied from a second battery when driving is necessary for power assistance; Or, when it is necessary to supply as much current as possible, an operation method in which current is supplied simultaneously from the first battery and the second battery; One of the above is characterized in that it is optional.
본 발명의 다중 마이크로 그리드 시스템을 이용한 전력 공유 방법에 있어서, 전력 공유 대상 마이크로 그리드를 모니터링하는 EMS로부터 전력 공유 요청 신호가 상기 TOC에 송신되는 전력 공유 요청 송신 단계; 상기 TOC가 상기 EMS로부터 송신된 전력 공유 요청 신호를 수신받는 전력 공유 요청 수신 단계; 상기 TOC에 저장된 복수의 상기 마이크로 그리드의 전력 정보가 분석되는 잉여 전력 분석 단계; 상기 잉여 전력 분석 단계에 의해 잉여 전력을 공유할 수 있는 적어도 하나 이상의 마이크로 그리드가 도출되는 제1도출 단계; 상기 제1도출 단계에서 도출된 마이크로 그리드의 개수가 복수인지 판단되는 판단 단계; 상기 판단 단계에서 도출된 마이크로 그리드의 개수가 복수라고 판단되었을 경우 진행되며, 상기 제1도출 단계에서 도출된 복수의 마이크로 그리드의 위치가 분석되는 위치 분석 단계; 상기 복수의 마이크로 그리드의 잉여 전력량과 상기 전력 공유 대상 마이크로 그리드 사이 거리를 기반으로 하나의 전력 공급 마이크로 그리드가 도출되는 제2도출 단계; 상기 전력 공급 마이크로 그리드로부터 잉여 전력이 공급되는 전력 공급 단계; 및 상기 전력 공급 단계에서 공급되는 전력을 상기 전력 공유 대상 마이크로 그리드가 수신받는 전력 수신 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the power sharing method using a multi-microgrid system of the present invention, a power sharing request transmission step of transmitting a power sharing request signal to the TOC from an EMS monitoring a power sharing target microgrid; A power sharing request receiving step in which the TOC receives a power sharing request signal transmitted from the EMS; A surplus power analysis step in which power information of a plurality of microgrids stored in the TOC is analyzed; A first derivation step in which at least one microgrid capable of sharing surplus power is derived by the surplus power analysis step; A determination step of determining whether the number of microgrids derived in the first derivation step is plural; A position analysis step, which is performed when it is determined that the number of microgrids derived in the determination step is plural, and where the positions of the plurality of microgrids derived in the first derivation step are analyzed; A second derivation step in which one power supply microgrid is derived based on the amount of surplus power of the plurality of microgrids and the distance between the power sharing target microgrids; A power supply step in which surplus power is supplied from the power supply microgrid; And a power reception step in which the power sharing target microgrid receives the power supplied in the power supply step.
또한, 상기 전력 공유 방법은, 상기 판단 단계에서 도출된 마이크로 그리드의 개수가 하나라고 판단되었을 경우, 상기 제1도출 단계에서 도출된 하나의 마이크로 그리드가 전력 공급 마이크로 그리드가 되고, 상기 전력 공급 마이크로 그리드로부터 잉여 전력이 공급되는 전력 공급 단계가 진행되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the power sharing method, when it is determined that the number of microgrids derived in the determination step is one, one microgrid derived in the first derivation step becomes a power supply microgrid, and the power supply microgrid It is characterized in that a power supply stage in which surplus power is supplied from .
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 다중 마이크로 그리드 시스템은 전력 변환 장치가 배전망 및 전원 소스, 부하와 직접 연결되어 빠르게 보호 동작이나 대응 운전 구현이 가능한 다중 마이크로 그리드 시스템을 제공함에 있다.The multi-microgrid system of the present invention with the above configuration provides a multi-microgrid system in which the power conversion device is directly connected to the distribution network, power source, and load, enabling rapid protection operation or response operation.
또한, 마이크로 그리드에서 에너지 용량이 부족할 경우, 필요한 용량만큼 신규 시설을 짓지 않고, 다른 마이크로 그리드에서 여유 전력을 공유해 줄 수 있어 유지 비용을 절약할 수 있고, 에너지 효율이 높은 다중 마이크로 그리드 시스템을 제공함에 있다.In addition, when the energy capacity in the microgrid is insufficient, maintenance costs can be saved by sharing surplus power with other microgrids rather than building new facilities with the required capacity, and it provides a multi-microgrid system with high energy efficiency. there is.
아울러, 전력 변환 장치에 출력 특성이 서로 다르거나 응답 특성이 서로 다른 복수의 배터리가 연계되어 설치될 수 있으므로, 마이크로 그리드 내에서 다양한 대응 운전을 수행할 수 있는 다중 마이크로 그리드 시스템을 제공함에 있다.In addition, since a plurality of batteries with different output characteristics or different response characteristics can be installed in conjunction with the power conversion device, a multi-microgrid system capable of performing various response operations within the microgrid is provided.
도 1은 종래 다중 마이크로 그리드 시스템의 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 개략도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 확대도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 전력 변환 장치 개략도
도 5는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 전력 변환 장치 개략도
도 6은 종래 및 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 이상 동작 발생 시 동작 예시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 ESS 시스템 운전 예시도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템을 이용한 전력 공유 방법 순서도Figure 1 is a schematic diagram of a conventional multi-microgrid system
Figure 2 is a schematic diagram of a multi-microgrid system according to an embodiment of the present invention
Figure 3 is an enlarged view of a multi-microgrid system according to an embodiment of the present invention
Figure 4 is a schematic diagram of a power conversion device of a multi-microgrid system according to an embodiment of the present invention
Figure 5 is a schematic diagram of a power conversion device of a multi-microgrid system according to a modified example of an embodiment of the present invention
Figure 6 is an example of operation when an abnormal operation occurs in a multi-microgrid system according to an embodiment of the prior art and the present invention.
Figure 7 is an ESS system operation example of a multi-microgrid system according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a flowchart of a power sharing method using a multi-microgrid system according to an embodiment of the present invention.
이하, 상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention described above will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 종래 다중 마이크로 그리드 시스템의 개략도를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 DC 마이크로 그리드 시스템은 DC 전류가 흐르는 배전망(2)과 배전망(2)에 복수의 마이크로 그리드(1)가 전기적으로 연결되어 형성된다. 각 마이크로 그리드(1)에는 PMS(전력 관리 시스템)가 설치되고, PMS(5)가 EMS(에너지 관리 시스템)와 통신하며 마이크로 그리드(1)의 전력이 관리되고, EMS(6)에서 수집된 정보는 TOC(통합 운영 센터)로 송신된다.Figure 1 shows a schematic diagram of a conventional multi-microgrid system. As shown in FIG. 1, a conventional DC microgrid system is formed by electrically connecting a distribution network 2 through which DC current flows and a plurality of microgrids 1 to the distribution network 2. Each microgrid (1) is installed with a power management system (PMS), the PMS (5) communicates with the energy management system (EMS), the power of the microgrid (1) is managed, and the information collected from the EMS (6) is sent to the TOC (Total Operations Center).
배전망(2)과 마이크로 그리드(1) 사이에는 전압 제어를 위한 전력 변환 장치(4)가 설치되며, 전기 통행로(3a)는 분기되어 복수 개의 DC 소스(310), DC 부하(320) 또는 AC 부하(330)와 전기적으로 연결된다.A power conversion device 4 for voltage control is installed between the distribution network 2 and the microgrid 1, and the electric passageway 3a is branched to include a plurality of DC sources 310, DC loads 320, or AC It is electrically connected to the load 330.
이때, 분기된 전기 통행로(3b)에도 전력 변환 장치(4)가 각각 설치되어 전압이 제어되며, DC 전류가 흐르는 전기 통행로(3b)로부터 AC 부하에 공급되는 전류를 DC 전류에서 AC 전류로 변환하여 AC 부하에 전기가 안정적으로 공급될 수 있도록 한다.At this time, power conversion devices 4 are installed in each of the branched electric passages 3b to control the voltage, and the current supplied to the AC load from the electric passage 3b through which DC current flows is converted from DC current to AC current. Ensures a stable supply of electricity to AC loads.
즉, 종래에는 배전망(2)과 마이크로 그리드(1) 사이의 전기 통행로(3a) 상에 전력 변환 장치(4)가 설치되었으며, DC 소스, DC 부하 및 AC 부하의 개수만큼 전력 변환 장치(4)가 분기된 전기 통행로(3b) 상에 추가로 설치된다.That is, conventionally, a power conversion device (4) was installed on the electric passageway (3a) between the distribution network (2) and the microgrid (1), and the power conversion device (4) was equal to the number of DC sources, DC loads, and AC loads. ) is additionally installed on the branched electric passageway (3b).
배전망(2)에 새로운 마이크로 그리드(1)를 구성하기 복잡하고 비용이 많이 소요되며, 새로운 DC 소스나 DC 부하를 설치하기 위해서는 전력 변환 장치(4)를 추가로 설치해야 한다. 이때, 각각의 전력 변환 장치의 제조 회사가 다르기 때문에 연계하기 위해서는 여러 사양을 검토해야 한다는 문제점이 있다.It is complicated and expensive to configure a new microgrid (1) in the distribution network (2), and in order to install a new DC source or DC load, an additional power conversion device (4) must be installed. At this time, since the manufacturers of each power conversion device are different, there is a problem that several specifications must be reviewed in order to connect.
따라서, 마이크로 그리드(1) 내에 신규 시설을 추가하기에도 비용이 많이 소요되고 설치에 번거롭다는 문제점이 있다. 또한, 마이크로 그리드(1) 내에서 전력 문제가 발생될 경우, PMS(5) → EMS(6) → TOC(7) 순으로 통신하기 때문에 문제를 대응할 때 통신 속도 및 프로토콜 등의 제약으로 인해 딜레이가 발생한다는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem that adding new facilities within the microgrid 1 is expensive and installation is cumbersome. In addition, when a power problem occurs within the microgrid (1), communication occurs in the order of PMS (5) → EMS (6) → TOC (7), so there is a delay due to limitations such as communication speed and protocol when responding to the problem. There is a problem that arises.
본 발명은 도 1을 참조하여 설명한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.The present invention was devised to solve the conventional problems described with reference to FIG. 1, and will be described with reference to FIGS. 2 to 9.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 개략도를 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 DC 마이크로 그리드 시스템은 DC 전류가 흐르는 배전망(20), 배전망(20)에 연결되는 적어도 하나 이상의 마이크로 그리드(10) 및 각 마이크로 그리드(10)의 실시간 전력 데이터를 송수신하며, 배전망(20)에 연결된 복수 개의 마이크로 그리드(10)의 전력 정보를 수집하는 통합 운영 센터인 TOC(30)를 포함한다.Figure 2 shows a schematic diagram of a multiple microgrid system according to one embodiment of the present invention. As shown in Figure 2, the DC microgrid system of the present invention includes a distribution network 20 through which DC current flows, at least one microgrid 10 connected to the distribution network 20, and real-time monitoring of each microgrid 10. It includes a TOC (30), which is an integrated operation center that transmits and receives power data and collects power information of a plurality of microgrids (10) connected to the distribution network (20).
각 마이크로 그리드(10)는 서로 잉여 전력을 공유할 수 있다. 각 마이크로 그리드(10)의 전력 정보는 TOC(30)에 송신되어 저장된다. 제1마이크로 그리드 내 DC 부하(320) 또는 AC 부하(330)에 공급되어야 할 전력이 부족할 경우에는 제1마이크로 그리드를 제외한 복수의 타 마이크로 그리드의 잉여 전력을 확인한 후, 타 마이크로 그리드→배전망(20)→마이크로 그리드(10) 순으로 전력이 공급될 수 있다.Each microgrid 10 can share surplus power with each other. The power information of each microgrid 10 is transmitted to and stored in the TOC 30. If the power to be supplied to the DC load 320 or AC load 330 in the first microgrid is insufficient, check the surplus power of a plurality of other microgrids excluding the first microgrid, and then other microgrids → distribution network ( Power can be supplied in the following order: 20) → microgrid (10).
따라서, 본 발명의 마이크로 그리드 시스템은 하나의 배전망(20)에 복수의 마이크로 그리드(10)가 서로 연계되어 설치되어 전력 공유가 자유롭기 때문에 전력을 생산하는 DC 소스(태양광 발전소, 풍력 발전소 등)를 신설하지 않아도 된다는 효과가 있다. Therefore, in the microgrid system of the present invention, a plurality of microgrids 10 are installed in connection with each other in one distribution network 20, so that power can be freely shared, so a DC source (solar power plant, wind power plant, etc.) that produces power. This has the effect of eliminating the need to create a new one.
도 3을 참조하여 본 발명의 다회로 전력 변환 장치가 적용된 마이크로 그리드(10)를 보다 자세히 설명하도록 한다. Referring to FIG. 3, the microgrid 10 to which the multi-circuit power conversion device of the present invention is applied will be described in more detail.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 확대도를 도시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 하나의 마이크로 그리드(10)는 제1전력 변환 장치(110), 제2전력 변환 장치(120), 제1전력 변환 장치(110)와 배전망(20) 사이에 설치되며, 배전망(20)에서 제1전력 변환 장치(110)로 전기가 이동하거나 제1전력 변환 장치(110)에서 배전망(20)으로 전기가 이동할 수 있도록 설치되는 메인 전기 통행로(200), 제2전력 변환 장치(120)와 DC 소스(310), DC 부하(320), ESS(300) 및 AC 부하(330) 사이에 설치되는 분기 전기 통행로(210)를 포함한다. 이때, 분기 전기 통행로(210)는 DC 계열과 연결되는 DC 전류 통행로(211)와 AC 계열과 연결되는 AC 전류 통행로(212)를 포함한다.Figure 3 shows an enlarged view of a multi-microgrid system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, one microgrid 10 of the present invention includes a first power conversion device 110, a second power conversion device 120, a first power conversion device 110, and a distribution network 20. It is installed between the main electric passageways ( 200), and a branch electric passage 210 installed between the second power conversion device 120 and the DC source 310, the DC load 320, the ESS 300, and the AC load 330. At this time, the branch electric passage 210 includes a DC current passage 211 connected to the DC series and an AC current passage 212 connected to the AC series.
또한, 제1전력 변환 장치(110) 또는 제2전력 변환 장치(120)와 전기적으로 연결되어 제1전력 변환 장치(110) 또는 제2전력 변환 장치(120)를 모니터링하여 마이크로 그리드(10)가 제대로 동작하고 있는지 판단하고, TOC(30)와 전기적으로 연결되어 통신하는 EMS(400)를 더 포함한다.In addition, it is electrically connected to the first power conversion device 110 or the second power conversion device 120 to monitor the first power conversion device 110 or the second power conversion device 120 so that the microgrid 10 It determines whether it is operating properly and further includes an EMS (400) that is electrically connected to and communicates with the TOC (30).
종래의 마이크로 그리드 시스템은 각 전력 변환 장치(4)와 전기적으로 연결되는 PMS(5)가 설치되고, 이를 EMS(6)에 송신하여 마이크로 그리드(1)를 모니터링하였으나, 본 발명의 마이크로 그리드 시스템은 PMS(5)가 설치되지 않고, 전력 변환 장치(4)와 통신하는 EMS(6)만으로도 마이크로 그리드(1)를 모니터링할 수 있기 때문에 경제적으로 절감되는 마이크로 그리드(1)를 구축할 수 있으며, 마이크로 그리드(1) 내 문제가 발생됐을 경우 대응이 빠르다는 효과가 있다. 문제 발생에 대한 대응 절차는 후술하도록 한다.In the conventional microgrid system, a PMS (5) is installed that is electrically connected to each power conversion device (4) and transmits it to the EMS (6) to monitor the microgrid (1), but the microgrid system of the present invention Since the micro grid (1) can be monitored only with the EMS (6) communicating with the power conversion device (4) without the PMS (5) being installed, an economically saving micro grid (1) can be built, This has the effect of providing a quick response when a problem occurs within the grid (1). Response procedures for problems that occur will be described later.
제1전력 변환 장치(110)는 배전망(20)과 직접 연결되는 메인 전기 통행로(200)에 설치되어 전압을 제어하거나(배전망(20)에 DC 전류가 흐를 경우) DC 전류를 AC 전류로 변환하거나 AC 전류를 DC 전류로 변환하기 위해(배전망(20)에 AC 전류가 흐를 경우) 설치되고, 제2전력 변환 장치(120)는 DC 부하(320), DC 소스(310) 및 AC 부하(330)와 연결되는 복수 개의 분기 전기 통행로(210)와 연결되어 전압을 제어하거나 DC 전류를 AC 전류로 변환하거나 AC 전류를 DC 전류로 변환하기 위해 설치되며, 제1전력 변환 장치(110)와 제2전력 변환 장치(120)는 일체의 전력 변환 장치(100)를 형성하는 것을 특징으로 한다.The first power conversion device 110 is installed in the main electric passage 200 directly connected to the distribution network 20 and controls the voltage (when DC current flows in the distribution network 20) or converts DC current into AC current. It is installed to convert AC current to DC current (when AC current flows in the distribution network 20), and the second power conversion device 120 includes a DC load 320, a DC source 310, and an AC load. It is connected to a plurality of branch electric passages 210 connected to (330) and is installed to control voltage, convert DC current to AC current, or convert AC current to DC current, and includes a first power conversion device 110 and The second power conversion device 120 is characterized in that it forms an integrated power conversion device 100.
도 1을 참조하여 상술한 바와 같이 종래에는 배전망(2)과 연결되는 전력 변환 장치와 하나의 전력 소스 또는 부하에 대응하는 각각의 전력 변환 장치(4)가 다수 설치되었으나, 본 발명의 전력 변환 장치(100)는 제1전력 변환 장치(110)와 제2전력 변환 장치(120)가 일체로 형성된다. 본 발명의 전력 변환 장치(100)는 복수의 DC 소스(310), DC 부하(320), AC 부하(330), ESS(300)가 직접 연결될 수 있어 설치하기 쉽고, 마이크로 그리드(10)를 빠르게 구축할 수 있으며, 마이크로 그리드(10) 내 전력 소스나 부하의 추가나 제거가 간편하다는 효과가 있다.As described above with reference to FIG. 1, conventionally, a number of power conversion devices connected to the distribution network 2 and each power conversion device 4 corresponding to one power source or load were installed, but the power conversion device of the present invention The device 100 includes a first power conversion device 110 and a second power conversion device 120 integrally formed. The power conversion device 100 of the present invention is easy to install because a plurality of DC sources 310, DC load 320, AC load 330, and ESS 300 can be directly connected, and can quickly establish the microgrid 10. It can be constructed, and has the effect of making it easy to add or remove power sources or loads within the microgrid (10).
보다 자세히 설명하자면, DC 전원은 일정한 크기와 방향을 갖는 전원으로, 그 크기만 같으면 동일 전원으로 판정되기 때문에 연계하기 쉽다. 종래에는 기존 형성된 마이크로 그리드(1) 내에 추가로 DC 부하나 DC 소스를 신설하기 위해서는 전력 변환 장치(4)도 함께 설치해야 했으며, 각각의 전력 변환 장치(4)의 제조사가 다르기 때문에 마이크로 그리드(1) 내에 연계하기 위해서는 여러 사양을 검토하여야 한다.To explain in more detail, DC power is a power source with a certain size and direction, and as long as the size is the same, it is judged to be the same power source, so it is easy to connect. Conventionally, in order to install an additional DC load or DC source within the existing microgrid (1), a power conversion device (4) had to be installed as well. Since the manufacturers of each power conversion device (4) were different, the microgrid (1) ), several specifications must be reviewed in order to connect within.
그러나, 본 발명은 미리 설치된 제2전력 변환 장치(120)에 분기 전기 통행로(210)만 연결하면 되기 때문에 DC 부하(320) 또는 DC 소스(310)의 추가나 제거가 쉽고 빠르다는 효과가 있다.However, the present invention has the effect of making it easy and quick to add or remove the DC load 320 or DC source 310 because only the branch electric passage 210 needs to be connected to the pre-installed second power conversion device 120.
아울러, 종래의 ESS는 배터리의 안전성을 확보하기 위해 하나의 제조사에서 제작된 배터리로 ESS를 구성하는 것이 일반적이나 본 발명의 제2전력 변환 장치(120)와 같이 다회로 전력 변환 장치를 활용할 경우, 제조사가 다른 배터리를 제2전력 변환 장치(120)에 연결하여 ESS(300)를 구성하면 배터리 공급망 부족 문제를 해결할 수 있다.In addition, in order to ensure the safety of the battery, conventional ESS is generally composed of batteries manufactured by one manufacturer, but when using a multi-circuit power conversion device such as the second power conversion device 120 of the present invention, If a manufacturer configures the ESS (300) by connecting other batteries to the second power conversion device (120), the battery supply chain shortage problem can be solved.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 전력 변환 장치 개략도를 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 전력 변환 장치(100)는 AC 전류가 흐르는 배전망(20)과 연결된다. 이는 하나의 예를 설명하기 위한 것으로, 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이 DC 전류가 흐르는 배전망과 연결될 수도 있다.Figure 4 shows a schematic diagram of a power conversion device in a multi-microgrid system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the power conversion device 100 of the present invention is connected to a distribution network 20 through which AC current flows. This is to explain one example, and may be connected to a distribution network through which DC current flows, as described above with reference to FIG. 2.
먼저, DC 부하(320)로 전원이 공급되는 것을 설명하도록 한다. 배전망(20)과 연결되는 DC 계열의 마이크로 그리드(10)는 제1전력 변환 장치(110)에 의해 DC 전류로 변환되며, 제1전력 변환 장치(110)는 적어도 하나 이상의 AC/DC 컨버터 모듈(111)로 구성된다. 제1전력 변환 장치(110)를 통과한 전기는 제2전력 변환 장치(120)로 이동한다.First, let us explain how power is supplied to the DC load 320. The DC series microgrid 10 connected to the distribution network 20 is converted into DC current by the first power conversion device 110, and the first power conversion device 110 includes at least one AC/DC converter module. It consists of (111). Electricity passing through the first power conversion device 110 moves to the second power conversion device 120.
제2전력 변환 장치(120)는 적어도 하나 이상의 제2DC/DC 컨버터 모듈(121)과 DC/AC 인버터 모듈(122)을 포함하여 구성된다. 전기는 제2전력 변환 장치(120)를 통과하여 전압이 제어되어 DC 부하(320)로 공급되고, DC/AC 인버터 모듈(122)을 통과하여 AC 전류로 변환되어 AC 부하(330)로 공급될 수 있다.The second power conversion device 120 includes at least one second DC/DC converter module 121 and a DC/AC inverter module 122. Electricity passes through the second power converter 120, the voltage is controlled and supplied to the DC load 320, and passes through the DC/AC inverter module 122 to be converted to AC current and supplied to the AC load 330. You can.
DC 소스(310)에서 생산되는 전기는 제2전력 변환 장치(120)의 제2DC/DC 컨버터 모듈(121)을 통과하여 전압이 제어되어 ESS(300)에 공급되어 전력이 저장되거나 제2DC/DC컨버터 모듈(121)을 통과하여 DC 부하(320)에 공급될 수도 있고, DC/AC 인버터 모듈(122)을 통과하여 AC 부하(330)로 공급될 수도 있다. 또한, 제2DC/DC 컨버터 모듈(121)과 제1전력 변환 장치(110)의 AC/DC 컨버터 모듈(111)이 DC 전류를 AC 전류로 변환하는 인버터의 기능을 겸해 AC 배전망(20a)으로 전력이 공급될 수도 있다.The electricity produced by the DC source 310 passes through the second DC/DC converter module 121 of the second power conversion device 120, and the voltage is controlled and supplied to the ESS (300) to store power or to convert the second DC/DC converter to the ESS (300). It may be supplied to the DC load 320 through the converter module 121, or may be supplied to the AC load 330 through the DC/AC inverter module 122. In addition, the second DC/DC converter module 121 and the AC/DC converter module 111 of the first power conversion device 110 also function as an inverter to convert DC current into AC current to the AC distribution network 20a. Power may be supplied.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 전력 변환 장치 개략도를 도시하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 AC 배전망(20a)과 DC 배전망(20b)에 본 발명의 마이크로 그리드(10)가 연결되어 설치된다.Figure 5 shows a schematic diagram of a power conversion device in a multi-microgrid system according to a modified example of an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the microgrid 10 of the present invention is connected to and installed in the AC distribution network 20a and the DC distribution network 20b.
AC 배전망(20a)은 제1전력 변환 장치(110)의 제1AC/DC 컨버터 모듈(111)과 연결되어 교류 전원이 직류 전원으로 변환된다. 이때, 전기가 반대로 제1전력 변환 장치(110)에서 AC 배전망(20a)으로 이동할 때는 AC/DC 컨버터 모듈(111)이 DC 전류를 AC 전류로 변환시키는 인버터의 기능을 수행할 수 있다. 따라서, AC/DC 컨버터 모듈(111)은 양방향 전력 변환 모듈로 형성되는 것이 바람직하다.The AC distribution network 20a is connected to the first AC/DC converter module 111 of the first power conversion device 110 to convert AC power to DC power. At this time, when electricity moves from the first power conversion device 110 to the AC distribution network 20a, the AC/DC converter module 111 may perform the function of an inverter that converts DC current into AC current. Therefore, the AC/DC converter module 111 is preferably formed as a bidirectional power conversion module.
DC 배전망(20b)은 제1전력 변환 장치(110)의 제1DC/DC 컨버터 모듈(112)과 연결되어 전압이 제어된다. 제1전력 변환 장치(110)를 통과한 전기는 제2전력 변환 장치(120)의 제2DC/DC 컨버터 모듈(121) 또는 DC/AC 인버터 모듈(122)에 의해 전압이 제어되거나 교류 전원으로 변환되어 DC 부하(320), AC 부하(330)로 공급될 수 있다. 이때, DC/AC 인버터 모듈(122) 또한 AC/DC 컨버터 모듈의 기능을 수행할 수 있는 양방향 전력 변환 모듈로 형성되는 것이 바람직하다.The DC distribution network 20b is connected to the first DC/DC converter module 112 of the first power conversion device 110 to control the voltage. The electricity that has passed through the first power conversion device 110 is voltage controlled or converted to AC power by the second DC/DC converter module 121 or DC/AC inverter module 122 of the second power conversion device 120. and can be supplied to the DC load 320 and AC load 330. At this time, the DC/AC inverter module 122 is also preferably formed as a bidirectional power conversion module capable of performing the function of an AC/DC converter module.
따라서, 본 발명의 전력 변환 장치(100)는 AC 배전망(20a)과 DC 배전망(20b)에 동시에 연결되어 마이크로 그리드 시스템을 형성할 수 있다. 즉, 본 발명의 다중 마이크로 그리드 시스템에 사용되는 전력 변환 장치(100)는 DC/DC 컨버터, DC/AC 인버터, AC/DC 컨버터가 모듈화되어 설치되기 때문에 다양한 형태의 DC 소스(310), DC 부하(320), ESS(300) 및 AC 부하(330)에 대응 가능하므로 연계하기 용이하다.Therefore, the power conversion device 100 of the present invention can be simultaneously connected to the AC distribution network 20a and the DC distribution network 20b to form a microgrid system. That is, the power conversion device 100 used in the multi-microgrid system of the present invention has various types of DC sources 310 and DC loads because the DC/DC converter, DC/AC inverter, and AC/DC converter are modularized and installed. (320), ESS (300), and AC load (330), so it is easy to connect.
이때, 본 발명의 전력 변환 장치(100)의 DC/DC 컨버터 모듈(112, 121)은 스위치부, 보호 회로부, 계측 회로부, 제어기 및 변압부를 포함하고, AC/DC 컨버터 모듈(111)과 DC/AC 인버터 모듈(122)은 스위치부, 보호 회로부, 계측 회로부, 제어기 및 전력 변환부를 포함한다.At this time, the DC/DC converter modules 112 and 121 of the power conversion device 100 of the present invention include a switch unit, a protection circuit unit, a measuring circuit unit, a controller, and a transformer unit, and the AC/DC converter module 111 and the DC/ The AC inverter module 122 includes a switch unit, a protection circuit unit, a measurement circuit unit, a controller, and a power conversion unit.
DC/DC 컨버터 모듈(112, 121), AC/DC 컨버터 모듈(111), DC/AC 인버터 모듈(122)의 스위치부는 반도체 스위칭 소자로 전기 신호의 온/오프 전환을 제어하고, 계측 회로부는 DC/DC 컨버터 모듈(112, 121) 및 DC/AC 인버터 모듈(122)을 통과하는 전류 또는 전압의 크기를 측정한다. 보호 회로부는 과전류, 과전압, 과열 시 도전을 차단하는 안전 회로이고, 제어기는 스위치부, 계측 회로부, 보호 회로부의 동작을 제어한다.The switch unit of the DC/DC converter modules 112 and 121, the AC/DC converter module 111 and the DC/AC inverter module 122 is a semiconductor switching element that controls the on/off switching of the electric signal, and the measurement circuit unit controls the DC/AC inverter module 122. /Measure the magnitude of current or voltage passing through the DC converter modules (112, 121) and the DC/AC inverter module (122). The protection circuit part is a safety circuit that blocks conduction in the event of overcurrent, overvoltage, and overheating, and the controller controls the operation of the switch part, measurement circuit part, and protection circuit part.
추가로, DC/DC 컨버터 모듈(112, 121)의 변압부는 전압 제어를 하기 위함이고, DC/AC 인버터 모듈(122)의 전력 변환부는 AC 부하(330)와 연계되기 위해 DC 전원을 AC 전원으로 변환하는 것이다.Additionally, the transformer unit of the DC/DC converter modules 112 and 121 is for voltage control, and the power converter unit of the DC/AC inverter module 122 converts DC power to AC power in order to be linked to the AC load 330. It is to convert.
본 발명의 다중 마이크로 그리드 시스템은 각 DC/DC 컨버터 모듈(112, 121), AC/DC 컨버터 모듈(111) 및 DC/AC 인버터 모듈(122)은 상술한 구성을 포함하여 형성되기 때문에 마이크로 그리드(10) 내에서 문제가 발생할 경우 빠르게 대응할 수 있다는 효과가 있다. 이는 도 6을 참조하여 보다 자세히 설명하도록 한다.The multi-microgrid system of the present invention is a microgrid ( 10) It has the effect of being able to respond quickly if a problem occurs within the company. This will be explained in more detail with reference to FIG. 6.
도 6은 종래 및 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 이상 동작 발생 시 동작 예시도를 도시하고 있다. 설명의 편의를 위해 하나의 예를 들어 마이크로 그리드 시스템 내의 ESS(300)에 이상이 발생되었다고 가정한다.Figure 6 shows an example of an operation when an abnormal operation occurs in a multi-microgrid system according to the prior art and an embodiment of the present invention. For convenience of explanation, as an example, it is assumed that an error occurs in the ESS (300) in the microgrid system.
종래에는 도 6a에 도시된 바와 같이, ESS에서 문제가 발생됐을 경우, ESS와 1:1로 연결된 전력 변환 장치(4)와 통신하는 PMS(5a)로 전력 변환 장치(4)의 제어기에서 계측된 현재 상태가 송신되고, PMS(5a)에서 EMS(6a)로 전달된다. EMS(6a)로 전달된 데이터는 TOC(7)로 송신되고, 다른 마이크로 그리드의 ESS와 연계하기 위해, 다른 마이크로 그리드의 EMS(6b)→다른 마이크로 그리드의 PMS(5b) 순으로 데이터가 송신된다.Conventionally, as shown in Figure 6a, when a problem occurs in the ESS, the PMS (5a) that communicates with the power conversion device (4) connected 1:1 with the ESS measures the power measured by the controller of the power conversion device (4). The current status is transmitted and passed from PMS 5a to EMS 6a. The data transmitted to the EMS (6a) is transmitted to the TOC (7), and in order to link with the ESS of another microgrid, the data is transmitted in the order of EMS (6b) of the other microgrid → PMS (5b) of the other microgrid. .
다시 설명하자면, 이상이 발생됐다는 데이터는 문제가 발생된 마이크로 그리드의 PMS(5a)→문제가 발생된 마이크로 그리드의 EMS(6a)→TOC(7)→다른 마이크로 그리드의 EMS(6b)→다른 마이크로 그리드의 PMS(5b) 순으로 전달되어 전력 이동이 제어된다. 이때, 이를 전달하는 과정에서 통신 속도 및 프로토콜 등의 제약으로 딜레이가 발생됨에 따라 신속하게 대처하기 어렵다는 문제점이 있다.To explain again, the data indicating that an error occurred is from the PMS (5a) of the microgrid where the problem occurred → EMS (6a) of the microgrid where the problem occurred → TOC (7) → EMS (6b) of another microgrid → other microgrids. Power movement is controlled by being transmitted in order to the PMS (5b) of the grid. At this time, there is a problem that it is difficult to respond quickly as delays occur during the delivery process due to restrictions such as communication speed and protocol.
그러나, 본 발명은 도 6b에 도시된 바와 같이 전력 변환 장치(100)가 메인 전기 통행로(200)에 의해 배전망(20)에 직접 연결되기 때문에 EMS(400)를 통한 별도의 통신 전달 과정 없이 전력 변환 장치(100) 내에 포함되는 DC/DC 컨버터 모듈(112, 121)의 보호 회로부 및 제어기와 DC/AC 인버터 모듈(122)의 보호 회로부 및 제어기에 의해 즉시 보호 동작이나 대응 운전 구현이 가능하도록 설치되어 종래 다수의 전력 변환 장치를 활용한 마이크로 그리드 시스템 보다 안정적인 운영이 가능하다.However, in the present invention, as shown in FIG. 6B, the power conversion device 100 is directly connected to the distribution network 20 through the main electric passage 200, so power is transmitted without a separate communication transfer process through the EMS 400. Installed to enable immediate protection operation or response operation by the protection circuit and controller of the DC/DC converter modules 112 and 121 included in the conversion device 100 and the protection circuit and controller of the DC/AC inverter module 122. This enables more stable operation than conventional microgrid systems using multiple power conversion devices.
전력 변환 장치(100)는 연계되는 DC 소스(310)의 상태를 모니터링하고 전력 변환 장치(100)의 제어를 위하여 개별 혹은 전력 변환 시스템 제어부와 함께 사용하는 공동 연결된 통신망이 설치되고, 이는 EMS(400)와 연결된다. 통신 이상 또는 DC 소스(310)의 상태를 확인할 수 없을 경우, 미리 정해진 시간 이후 전력 변환 시스템을 정지하여 DC 소스(310)와 전력 변환 장치(100)를 보호하며 이를 EMS(400)가 수집하여 TOC(30)로 송신하여 조치를 취할 수 있도록 해 전력 변환 시스템의 안정성을 유지한다.The power conversion device 100 monitors the status of the associated DC source 310 and is installed with a communication network individually or jointly used with the power conversion system control unit to control the power conversion device 100, which is connected to the EMS (400). ) is connected to. If there is a communication error or the status of the DC source 310 cannot be confirmed, the power conversion system is stopped after a predetermined time to protect the DC source 310 and the power conversion device 100, and the EMS 400 collects this and TOC (30) to enable action to be taken to maintain the stability of the power conversion system.
즉, 본 발명의 전력 변환 장치(100)는 이상 발생 시 자체적으로 보호 동작이 실행되며, 전력 변환 장치(100)와 통신하는 EMS(400)는 이상 운전이 발생되었다는 데이터를 TOC(30)에 송신하기 위해 구비되는 것이다.That is, the power conversion device 100 of the present invention automatically performs a protective operation when an abnormality occurs, and the EMS 400, which communicates with the power conversion device 100, transmits data indicating that an abnormal operation has occurred to the TOC 30. It is equipped to do so.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템의 ESS 시스템 운전 예시도를 도시하고 있다. 도 7의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이 본 발명의 ESS(300)는 서로 다른 배터리로 구성되어 다양한 운전 모드에 대해 대응하여 운전될 수 있는 것을 특징으로 한다.Figure 7 shows an example of the ESS system operation of a multi-microgrid system according to an embodiment of the present invention. As shown in Figures 7 (a) to (d), the ESS (300) of the present invention is composed of different batteries and is characterized in that it can be operated in response to various driving modes.
도 7의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 상측에 위치하는 DC/DC 컨버터 모듈(112, 121)에 C 레이트가 2C인 제1배터리(310)가 연결되고, 하측에 위치하는 DC/DC 컨버터 모듈(112, 121)에는 C 레이트가 0.5C인 제2배터리(320)가 연결되어 ESS(300)가 설치된다고 가정한다. 이때, C 레이트는 배터리에 통전하는 전류의 크기를 나타내는 단위로, 어떤 한 배터리를 완충 상태에서 1시간에 완전히 방전되는 때의 전류 값을 1C라고 한다. 즉, 제1배터리(310)는 완충 상태에서 30분만에 완전히 방전되는 배터리이고, 제2배터리(302)는 완충 상태에서 2시간만에 완전히 방전되는 배터리이다.As shown in (a) to (c) of Figure 7, the first battery 310 with a C rate of 2C is connected to the DC/DC converter modules 112 and 121 located on the upper side, and the DC battery located on the lower side. It is assumed that the ESS (300) is installed by connecting a second battery (320) with a C rate of 0.5C to the /DC converter modules (112, 121). At this time, C rate is a unit that represents the amount of current flowing through the battery, and the current value when a battery is completely discharged in one hour from a fully charged state is called 1C. That is, the first battery 310 is a battery that is completely discharged in 30 minutes from a fully charged state, and the second battery 302 is a battery that is completely discharged in 2 hours from a fully charged state.
도 7의 (a)는 단주기 운전 예를 도시한 것으로, 전압 안정화나 긴급 부하 등 많은 전류를 필요로 할 때, 제1배터리(301)로부터 상대적으로 높은 전류가 공급되는 운전 방식이다. 도 7의 (b)는 장주기 운전 예를 도시한 것으로, 부하가 높을 때 방전되는 Peak Shaving 또는 전력 보조를 목적으로 운전이 필요할 때, 제2배터리(302)로부터 상대적으로 낮은 전류가 공급되는 운전 방식이다. 도 7의 (c)는 최대 파워로 운전되는 예를 도시한 것으로, 최대한 많은 전류를 공급해야 할 경우, 제1배터리(301)와 제2배터리(302)로부터 동시에 전류가 공급되는 운전 방식이다. Figure 7 (a) shows an example of short-cycle operation, which is an operation method in which a relatively high current is supplied from the first battery 301 when a large amount of current is required, such as for voltage stabilization or emergency load. Figure 7 (b) shows an example of long-term operation, in which a relatively low current is supplied from the second battery 302 when operation is required for peak shaving or power assistance when the load is high. am. Figure 7 (c) shows an example of operation at maximum power, which is an operation method in which current is supplied simultaneously from the first battery 301 and the second battery 302 when the maximum amount of current must be supplied.
도 7의 (d)는 상술한 바와 같이 출력 특성이 다른 리튬 배터리를 혼용하여 사용하는 것이 아니라, 응답 특성이 빠른 슈퍼커패시터(303)와 응답 특성이 느린 연료 배터리(304)를 함께 사용하는 예를 도시한 것이다. 응답 특성이 빠른 슈퍼커패시터(303)는 에너지 밀도가 상대적으로 낮고, 응답 특성이 느린 연료 배터리(304)는 에너지 밀도가 상대적으로 높기 때문에 슈퍼커패시터(303)와 연료 배터리(304)를 혼용하여 여러 상황에 적절하게 대응할 수 있는 ESS(300)를 제공할 수 있다.Figure 7 (d) shows an example of using a supercapacitor 303 with fast response characteristics and a fuel battery 304 with slow response characteristics, rather than using lithium batteries with different output characteristics together as described above. It is shown. The supercapacitor 303 with fast response characteristics has a relatively low energy density, and the fuel battery 304 with slow response characteristics has a relatively high energy density, so the supercapacitor 303 and the fuel battery 304 can be used together in various situations. It is possible to provide an ESS (300) that can appropriately respond to.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 마이크로 그리드 시스템을 이용한 전력 공유 방법 순서도를 도시하고 있다. 복수 개의 마이크로 그리드 중 제1마이크로 그리드가 타 마이크로 그리드로부터 전력을 공급받는 방법을 설명하도록 한다.Figure 8 shows a flowchart of a power sharing method using a multi-microgrid system according to an embodiment of the present invention. Let us explain how a first microgrid among a plurality of microgrids receives power from another microgrid.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 다중 마이크로 그리드 시스템을 이용한 전력 공유 방법은 전력 공유 요청 송신 단계(S100), 전력 공유 요청 수신 단계(S110), 잉여 전력 분석 단계(S120), 제1도출 단계(S130), 판단 단계(S140), 위치 분석 단계(S150), 제2도출 단계(S160), 전력 공급 단계(S170) 및 전력 수신 단계(S180)를 포함한다.As shown in Figure 8, the power sharing method using the multi-microgrid system of the present invention includes a power sharing request transmission step (S100), a power sharing request reception step (S110), a surplus power analysis step (S120), and a first derivation step. (S130), determination step (S140), location analysis step (S150), second derivation step (S160), power supply step (S170), and power reception step (S180).
먼저, 제1마이크로 그리드의 전력 변환 장치(100)와 통신하는 EMS(400)가 TOC(30)에 전력 공유를 요청하는 신호를 송신하는 전력 공유 요청 송신 단계(S100)가 진행되며, TOC(30)가 EMS(400)로부터 송신된 전력 공유 요청 신호를 수신받는 전력 공유 요청 수신 단계(S110)가 진행된다.First, a power sharing request transmission step (S100) is performed in which the EMS 400, which communicates with the power conversion device 100 of the first microgrid, transmits a signal requesting power sharing to the TOC 30, and the TOC 30 ) proceeds with the power sharing request reception step (S110) in which the power sharing request signal transmitted from the EMS 400 is received.
상술한 바와 같이 TOC(30)에는 마이크로 그리드(10)의 전력 정보가 저장되므로, 저장된 전력 정보를 기반으로 제1마이크로 그리드를 제외한 제2마이크로 그리드~제n마이크로 그리드의 잉여 전력량이 분석되는 잉여 전력 분석 단계(S120)가 진행된다. 잉여 전력 분석 단계(S120) 이후, 제1마이크로 그리드에 전력을 공급할 수 있는 적어도 하나 이상의 마이크로 그리드(10)가 도출되는 제1도출 단계(S130)가 진행된다.As described above, since the power information of the microgrid 10 is stored in the TOC 30, the surplus power amount of the 2nd to nth microgrids excluding the 1st microgrid is analyzed based on the stored power information. The analysis step (S120) proceeds. After the surplus power analysis step (S120), a first derivation step (S130) is performed in which at least one microgrid 10 capable of supplying power to the first microgrid is derived.
이후, 제1도출 단계(S130)에서 도출된 마이크로 그리드(10)의 개수가 하나인지 판단하는 판단 단계(S140)가 진행되며, 마이크로 그리드(10)의 개수가 복수라고 판단될 경우에는 제1도출 단계(S130)에서 돌출된 마이크로 그리드(10)의 위치 정보를 분석하는 위치 분석 단계(S150)가 진행되어 제1마이크로 그리드와 가까운 순으로 정렬된다.Afterwards, a determination step (S140) is performed to determine whether the number of microgrids 10 derived in the first derivation step (S130) is one. If it is determined that the number of microgrids 10 is plural, the first derivation step (S130) is performed. In step S130, a position analysis step S150 is performed in which the position information of the protruding microgrid 10 is analyzed, and the microgrids are sorted in order of proximity to the first microgrid.
위치 분석 단계(S150) 이후, 제1마이크로 그리드와 제1도출 단계(S130)에서 도출된 마이크로 그리드(10) 사이 거리와 제1도출 단계(S130)에서 도출된 마이크로 그리드(10)의 잉여 전력량을 조합하여 제1마이크로 그리드에 전력을 공급할 하나의 마이크로 그리드(10)가 도출되는 제2도출 단계(S160)가 진행된다.After the location analysis step (S150), the distance between the first microgrid and the microgrid 10 derived in the first derivation step (S130) and the surplus power amount of the microgrid 10 derived in the first derivation step (S130) are calculated. A second derivation step (S160) is performed in which one microgrid 10 that will supply power to the first microgrid is derived by combining them.
제2도출 단계(S160)에서 도출된 제n마이크로 그리드의 DC 소스(310)로부터 생산된 전기 또는 ESS(300)에 저장된 전기가 제1마이크로 그리드에 공급되는 전력 공급 단계(S170)와 제1마이크로 그리드가 전력을 수신받는 전력 수신 단계(S180)가 진행되어 제1마이크로 그리드는 일시적인 전력난을 해결할 수 있다. A power supply step (S170) in which electricity produced from the DC source 310 of the nth microgrid derived in the second derivation step (S160) or electricity stored in the ESS (300) is supplied to the first microgrid and the first microgrid As the power reception step (S180) in which the grid receives power proceeds, the first micro grid can solve the temporary power shortage.
제1도출 단계(S130)에서 도출된 마이크로 그리드(10)의 개수가 복수인지 판단하는 판단 단계(S140)가 진행되며, 마이크로 그리드(10)의 개수가 한 개라고 판단될 경우에는 제1도출 단계(S130)에서 도출된 하나의 제m마이크로 그리드에서 생산된 전기 또는 ESS(300)에 저장된 전기가 제1마이크로 그리드(10)에 공급되는 전력 공급 단계(S160)가 진행된다.A determination step (S140) is performed to determine whether the number of microgrids 10 derived in the first derivation step (S130) is plural. If it is determined that the number of microgrids 10 is one, the first derivation step is performed. A power supply step (S160) is performed in which electricity produced in one mth microgrid derived in (S130) or electricity stored in the ESS (300) is supplied to the first microgrid (10).
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용 범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 된다.The technical idea of the present invention should not be interpreted as limited to the above-described embodiments. Not only is the scope of application diverse, but various modifications can be made at the level of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Accordingly, such improvements and changes fall within the scope of protection of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.
10 마이크로 그리드 20 배전망
20a AC 배전망 20b DC 배전망
30 TOC 100 전력 변환 장치
110 제1전력 변환 장치 120 제2전력 변환 장치
111 AC/DC 컨버터 모듈 112 제1DC/DC 컨버터 모듈
121 제2DC/DC 컨버터 모듈 122 DC/AC 인버터 모듈
200 메인 전기 통행로 210 분기 전기 통행로
211 DC 전류 통행로 212 AC 전류 통행로
300 ESS 301 제1배터리
302 제2배터리 303 슈퍼커패시터
304 연료 배터리 310 DC 소스
320 DC 부하 330 AC 부하
400 EMS10 Microgrid 20 Distribution Grid
20a AC distribution network 20b DC distribution network
30 TOC 100 Power Conversion Unit
110 First power conversion device 120 Second power conversion device
111 AC/DC converter module 112 1st DC/DC converter module
121 2nd DC/DC converter module 122 DC/AC inverter module
200 Main Electric Corridor 210 Branch Electric Corridor
211 DC current path 212 AC current path
300 ESS 301 1st battery
302 Second battery 303 Super capacitor
304 Fuel Battery 310 DC Source
320 DC load 330 AC load
400EMS
Claims (10)
상기 배전망과 전기적으로 연결되어, 상기 배전망으로부터 전력을 공급받거나 상기 배전망에 전력을 공급하는 복수의 마이크로 그리드;
상기 마이크로 그리드로부터 송신되는 전력 정보를 수신받으며, 상기 전력 정보가 저장되고, 각 상기 마이크로 그리드의 동작을 제어하는 TOC;를 포함하는 다중 마이크로 그리드 시스템에 있어서,
상기 복수의 마이크로 그리드 각각에는,
일단이 상기 배전망과 전기가 이동 가능하도록 연결되는 메인 전기 통행로;
상기 메인 전기 통행로의 타단과 연결되며, 상기 메인 전기 통행로에 공급되는 전기의 전압을 제어하거나 상기 메인 전기 통행로에 공급되는 전기의 전류를 DC에서 AC 또는 AC에서 DC로 변환하는 전력 변환 장치; 및
일단이 상기 전력 변환 장치와 연결되며, 타단은 DC 부하, DC 소스 또는 AC 부하와 연결되는 하나 이상의 분기 전기 통행로; 및
상기 전력 변환 장치와 전기적으로 연결되며, 상기 마이크로 그리드 내 전력을 모니터링하여 전력 정보를 수집하는 EMS;가 구비되며,
상기 전력 변환 장치는,
상기 메인 전기 통행로와 연결되며, 상기 메인 전기 통행로로부터 공급되는 전기 또는 상기 메인 전기 통행로로 공급되는 전기의 전압을 제어하고, AC 전류를 DC 전류로 변환하는 AC/DC 컨버터 모듈 또는 DC 전류의 전압을 제어하는 DC/DC 컨버터 모듈 또는 DC 전류를 AC 전류로 변환하는 DC/AC 인버터 모듈 중 선택되는 하나 이상이 설치되어 구성되는 제1전력 변환 장치와,
상기 제1전력 변환 장치로부터 전기를 공급받거나 상기 제1전력 변환 장치로 전기를 공급하며, AC 전류를 DC 전류로 변환하는 AC/DC 컨버터 모듈 또는 DC 전류의 전압을 제어하는 DC/DC 컨버터 모듈 또는 DC 전류를 AC 전류로 변환하는 DC/AC 인버터 모듈 중 선택되는 하나 이상이 설치되어 구성되는 제2전력 변환 장치가 일체형의 모듈화로 형성되고,
상기 제2전력 변환 장치는 다회로 전력 변환 장치로 이루어지고,
상기 분기 전기 통행로는 제2전력 변환 장치에 연결되며, 상기 분기 전기 통행로에 DC 부하, DC 소스 또는 AC 부하를 연결하거나 제거하면 제2전력 변환 장치에 DC 부하, DC 소스 또는 AC 부하의 추가나 제거가 이루어지고,
상기 EMS에서 수집된 상기 전력 정보는 상기 TOC에 송신되는 것을 특징으로 하는 다중 마이크로 그리드 시스템.
A distribution network formed to allow movement of DC or AC current;
a plurality of microgrids electrically connected to the distribution network and receiving power from the distribution network or supplying power to the distribution network;
In a multi-microgrid system including a TOC that receives power information transmitted from the microgrid, stores the power information, and controls the operation of each microgrid,
In each of the plurality of microgrids,
a main electric passageway at one end of which is connected to the distribution network to allow electricity to move;
A power conversion device connected to the other end of the main electric passage and controlling the voltage of electricity supplied to the main electric passage or converting the current of electricity supplied to the main electrical passage from DC to AC or AC to DC; and
one or more branch electrical passageways, one end of which is connected to the power conversion device and the other end of which is connected to a DC load, DC source, or AC load; and
An EMS is electrically connected to the power conversion device and collects power information by monitoring power in the microgrid.
The power conversion device,
An AC/DC converter module that is connected to the main electric passage, controls the voltage of electricity supplied from the main electrical passage or electricity supplied to the main electrical passage, and converts AC current into DC current or the voltage of the DC current. A first power conversion device configured by installing at least one selected from a DC/DC converter module for controlling or a DC/AC inverter module for converting DC current to AC current,
An AC/DC converter module that receives electricity from the first power conversion device or supplies electricity to the first power conversion device and converts AC current into DC current, or a DC/DC converter module that controls the voltage of the DC current, or A second power conversion device is configured by installing one or more selected DC/AC inverter modules that convert DC current to AC current. Formed as an integrated modularity,
The second power conversion device is composed of a multi-circuit power conversion device,
The branch electrical passage is connected to a second power conversion device, and connecting or removing a DC load, DC source, or AC load to the branch electrical passage allows the addition or removal of the DC load, DC source, or AC load to the second power conversion device. It comes true,
A multi-microgrid system, characterized in that the power information collected by the EMS is transmitted to the TOC.
상기 전력 변환 장치에 연결되는 상기 분기 전기 통행로의 타단에 연결되어 설치되며,
상기 DC 소스로부터 생산된 전기나 상기 배전망으로부터 공급되는 전기가 저장되는 복수의 배터리로 형성되는 ESS
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 마이크로 그리드 시스템.
The microgrid of claim 1, wherein:
It is connected to and installed at the other end of the branch electric passageway connected to the power conversion device,
An ESS formed of a plurality of batteries that store electricity produced from the DC source or supplied from the distribution network.
A multi-microgrid system further comprising:
출력 특성이 서로 다른 복수의 배터리가 상기 분기 전기 통행로에 연결되어 형성되거나
응답 특성이 서로 다른 복수의 배터리가 상기 분기 전기 통행로에 연결되어 형성되어
상기 마이크로 그리드 내 복수의 전력 운영 시퀀스가 수행 가능한 것을 특징으로 하는 다중 마이크로 그리드 시스템.
The method of claim 6, wherein the ESS is:
A plurality of batteries with different output characteristics are formed by being connected to the branch electric passageway, or
A plurality of batteries with different response characteristics are connected to the branch electric passages to form
A multi-microgrid system, characterized in that a plurality of power operation sequences within the microgrid can be performed.
전압 안정화나 긴급 부하로 많은 전류를 필요로 할 때, 제1배터리로부터 전류가 공급되는 운전 방식; 또는
부하가 높을 때 방전되는 Peak Shaving 또는 전력 보조를 목적으로 운전이 필요할 때, 제2배터리로부터 전류가 공급되는 운전 방식; 또는
최대한 많은 전류를 공급해야 하는 경우 제1배터리와 제2배터리로부터 동시에 전류가 공급되는 운전 방식; 중 어느 하나가 선택적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 마이크로 그리드 시스템.
The method of claim 7, wherein the power operation sequence is
An operation method in which current is supplied from the first battery when a large amount of current is required for voltage stabilization or emergency load; or
A driving method in which current is supplied from a second battery when driving is necessary for peak shaving or power assistance purposes when the load is high; or
An operation method in which current is supplied simultaneously from the first battery and the second battery when it is necessary to supply as much current as possible; A multi-microgrid system characterized in that any one of them is selectively performed.
전력 공유 대상 마이크로 그리드를 모니터링하는 EMS로부터 전력 공유 요청 신호가 상기 TOC에 송신되는 전력 공유 요청 송신 단계;
상기 TOC가 상기 EMS로부터 송신된 전력 공유 요청 신호를 수신받는 전력 공유 요청 수신 단계;
상기 TOC에 저장된 복수의 상기 마이크로 그리드의 전력 정보가 분석되는 잉여 전력 분석 단계;
상기 잉여 전력 분석 단계에 의해 잉여 전력을 공유할 수 있는 적어도 하나 이상의 마이크로 그리드가 도출되는 제1도출 단계;
상기 제1도출 단계에서 도출된 마이크로 그리드의 개수가 복수인지 판단되는 판단 단계;
상기 판단 단계에서 도출된 마이크로 그리드의 개수가 복수라고 판단되었을 경우 진행되며, 상기 제1도출 단계에서 도출된 복수의 마이크로 그리드의 위치가 분석되는 위치 분석 단계;
상기 복수의 마이크로 그리드의 잉여 전력량과 상기 전력 공유 대상 마이크로 그리드 사이 거리를 기반으로 하나의 전력 공급 마이크로 그리드가 도출되는 제2도출 단계;
상기 전력 공급 마이크로 그리드로부터 잉여 전력이 공급되는 전력 공급 단계; 및
상기 전력 공급 단계에서 공급되는 전력을 상기 전력 공유 대상 마이크로 그리드가 수신받는 전력 수신 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 마이크로 그리드 시스템을 이용한 전력 공유 방법.
In the power sharing method using the multi-microgrid system of claim 1,
A power sharing request transmission step in which a power sharing request signal is transmitted to the TOC from an EMS monitoring a power sharing target microgrid;
A power sharing request receiving step in which the TOC receives a power sharing request signal transmitted from the EMS;
A surplus power analysis step in which power information of a plurality of microgrids stored in the TOC is analyzed;
A first derivation step in which at least one microgrid capable of sharing surplus power is derived by the surplus power analysis step;
A determination step of determining whether the number of microgrids derived in the first derivation step is plural;
A position analysis step, which is performed when it is determined that the number of microgrids derived in the determination step is plural, and where the positions of the plurality of microgrids derived in the first derivation step are analyzed;
A second derivation step in which one power supply microgrid is derived based on the amount of surplus power of the plurality of microgrids and the distance between the power sharing target microgrids;
A power supply step in which surplus power is supplied from the power supply microgrid; and
A power receiving step in which the power sharing target microgrid receives the power supplied in the power supply step;
A power sharing method using a multi-microgrid system comprising:
상기 판단 단계에서 도출된 마이크로 그리드의 개수가 하나라고 판단되었을 경우,
상기 제1도출 단계에서 도출된 하나의 마이크로 그리드가 전력 공급 마이크로 그리드가 되고,
상기 전력 공급 마이크로 그리드로부터 잉여 전력이 공급되는 전력 공급 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 다중 마이크로 그리드 시스템을 이용한 전력 공유 방법.The method of claim 9, wherein the power sharing method:
If it is determined that the number of microgrids derived in the above determination step is one,
One microgrid derived in the first derivation step becomes a power supply microgrid,
A power sharing method using a multi-microgrid system, characterized in that a power supply step is performed in which surplus power is supplied from the power supply microgrid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210180063A KR102641849B1 (en) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | Multi micro-grid system using multi-circuit power converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210180063A KR102641849B1 (en) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | Multi micro-grid system using multi-circuit power converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230090897A KR20230090897A (en) | 2023-06-22 |
| KR102641849B1 true KR102641849B1 (en) | 2024-02-29 |
Family
ID=86989242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210180063A KR102641849B1 (en) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | Multi micro-grid system using multi-circuit power converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102641849B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101277185B1 (en) | 2011-12-23 | 2013-06-24 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Dc microgrid system and ac/dc hybrid microgrid system using it |
| KR102280881B1 (en) | 2019-05-13 | 2021-07-22 | 재단법인 녹색에너지연구원 | Apparatus and method for operating a multiple microgrid, multiple microgrid system |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101450711B1 (en) | 2013-01-16 | 2014-10-17 | 건국대학교 산학협력단 | Dc distribution function with energy storage and conversion system |
| KR101660513B1 (en) * | 2014-12-26 | 2016-09-28 | 주식회사 효성 | Method for controlling output of long period or short period in energy storage system |
| KR20200008901A (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-29 | 주식회사 이지트로닉스 | Power conversion device of tri-gen system and power supply system including the same |
| KR102201680B1 (en) * | 2018-11-30 | 2021-01-13 | 한국생산기술연구원 | Method for management of small microgrid |
| KR102280880B1 (en) * | 2019-05-13 | 2021-07-22 | 재단법인 녹색에너지연구원 | Method for trading electric power of microgrid and platform apparatus for trading electric power between microgrid |
-
2021
- 2021-12-15 KR KR1020210180063A patent/KR102641849B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101277185B1 (en) | 2011-12-23 | 2013-06-24 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Dc microgrid system and ac/dc hybrid microgrid system using it |
| KR102280881B1 (en) | 2019-05-13 | 2021-07-22 | 재단법인 녹색에너지연구원 | Apparatus and method for operating a multiple microgrid, multiple microgrid system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230090897A (en) | 2023-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101146670B1 (en) | Energy management system and method for controlling thereof | |
| KR20160143092A (en) | System and Method for Controlling Battery | |
| CN102593884B (en) | Battery system and the energy storage system comprising it | |
| US10700521B2 (en) | Hierarchical type power control system | |
| KR20130105616A (en) | Energy storage system and controlling method of the same | |
| KR102234290B1 (en) | Energy storage system and controlling method the same | |
| US10958086B2 (en) | Battery system | |
| KR20110068639A (en) | Energy storage system and method for controlling thereof | |
| KR20140060401A (en) | Stand-alone microgrid control system and method | |
| KR20110072911A (en) | Energy storage system and method for controlling thereof | |
| KR20130066283A (en) | Apparatus for simulating battery system | |
| KR102113868B1 (en) | System for power controlling of grid-connected solar inverter | |
| CA2911444A1 (en) | Method and apparatus for storing electric energy in electrochemical energy accumulators | |
| KR20130062894A (en) | Energy storage system and controlling method the same | |
| KR20180079769A (en) | Battery system | |
| CN102668299A (en) | Power station regulating system | |
| KR20180134826A (en) | Hierarchical type power control system | |
| KR102061308B1 (en) | Control power supplying apparatus and method for battery management and energy stock system using the same | |
| KR20140137545A (en) | Smart switchgear having energy storage module | |
| US20180138706A1 (en) | Congestion management system and power-system management system for relieving overload of transmission line | |
| WO2016156309A1 (en) | Energy supply system with power meter and selective load shedding | |
| KR102040063B1 (en) | Energy storage system and method | |
| WO2018193395A1 (en) | A system and a method for providing uninterrupted power in a microgrid system | |
| CN104916856A (en) | Energy storage system capable of increasing operational reliability of flow battery and method thereof | |
| KR20170074631A (en) | Energy distribuition system in smart grid envirmnent |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |