KR102674821B1 - 에너지 저장 장치 및 그 에너지 저장 장치의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재생 에너지 발생 장치와 연계된 에너지 저장 장치에 대한 것으로, 배터리로부터 입력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 상기 제1 전원으로 출력하거나 제2 전원으로부터 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 배터리로 출력하는 컨버터(Converter)와, 상기 컨버터에 입력되는 교류 전류를 필터링하거나 상기 컨버터에서 출력되는 직류 전류를 필터링하는 필터부와, 상기 제2 전원의 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나를 센싱하는 센서 및, 상기 센서로부터 센싱된 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나에 근거하여 상기 제2 전원으로부터 공급되는 전력을 산출하고, 산출된 전력에 따라 상기 배터리가 충전되도록 상기 컨버터 및 필터부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에너지 저장 장치 및 그 에너지 저장 장치의 제어 방법{ESS(ENERGY STORAGE SYSTEM) AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 에너지 저장 장치에 대한 것으로, 보다 자세하게는 재생 에너지 발생 장치와 연계된 에너지 저장 장치에 대한 것이다.
현재 재생 에너지의 중요성이 대두됨에 따라, 자연 친화적인 재생 에너지를 발전시키기 위한 발전기 및 상기 재생 에너지 발전기와 연동하는 에너지 저장 장치(Energy Storage System)의 수요가 급증하고 있다.
한편 재생 에너지의 발전을 위해서는 환경 조건이 상기 재생 에너지의 발전 조건에 부합하여야 하며, 이에 재생 에너지의 발전이 가능한 시간이 한정될 수 있다. 일 예로 태양광을 이용하는 재생 에너지 발전기의 경우 발전을 위해서는 태양광을 필요로 하므로, 일출 시각 이후부터 일몰 시각까지만 전력의 발전이 가능하다.
이에 재생 에너지 발전기와 연계되는 에너지 저장 장치의 경우, 재생 에너지의 발전이 가능한 시간에는 전력을 발전하여 배터리에 충전하고, 전력이 발전이 불가능한 시간에는 상기 배터리에 축전된 전력을 그리드(grid)로 방전할 수 있다. 일 예로 태양광 발전기에 연계된 에너지 저장 장치의 경우 일출 시각 이후부터 일몰 시각까지는 전력을 발전(배터리에 충전)하고, 그 외의 시간에는 배터리를 그리드로 방전할 수 있다.
그런데 재생 에너지 발전기의 경우 재생 에너지의 발전 전력이 일정하지 않다. 따라서 재생 에너지에 연계된 에너지 저장 장치가, 발전기에서 발전된 전력량, 즉 발전 전력을 검출하고 검출된 발전 전력 만큼 배터리에 충전이 이루어지도록 DC-AC 컨버터 등을 통해 전력 변환을 수행하여야 한다.
한편 통상적인 에너지 저장 장치의 경우, 발전기에 연결된 전력량계에서 계측된 전력량에 따라 발전 전력을 검출하므로, 발전기에서 발전이 이루어진 이후 검출된 발전 전력에 따라 배터리의 충전을 위해 산출되는 충전량, 즉 충전 지령값이 결정되까지 시간 지연이 발생하게 된다. 이에 따라 발전기에서 발전되어 배터리로 공급되는 전력과 에너지 저장 장치에 의해 결정되는 충전 지령값 사이에 오차가 발생할 수 있다.
예를 들어 배터리로 공급 가능한 전력, 즉 발전기에서 생산된 전력이 충전 지령값보다 큰 경우 충전 지령값을 초과하는 전력이 손실될 수 있다. 반면 발전기의 발전 전력이 충전 지령값보다 작은 경우 부족한 전력 만큼 그리드를 통해 전력이 공급되므로, 그리드로부터 배터리로 인가되는 역전력이 발생한다는 문제가 있다.
한편 배터리의 충전 용량은 유한하므로, 에너지 저장 장치는 충전 한계를 초과하여 충전되지 않도록 배터리의 충전을 제한하여야 하며, 방전 한계 미만 방전되지 않도록 배터리의 방전을 제한하여야 한다. 이 경우 에너지 저장 장치를 오프하여 배터리와 그리드 또는 배터리와 발전기 사이의 연결을 차단하는 방법이 있을 수 있으나, 이 경우 필터에서 발생하는 무효 전력이 그리드로 인가되는 것을 방지하기 위해 적어도 하나의 차단기를 개폐하여야 한다. 이러한 경우 차단기의 잦은 온/오프로 차단기의 수명이 줄어들 수 있다는 문제가 있다.
한편 차단기의 수명을 유지하기 위해 차단기의 상태를 온 된 상태로 유지하는 경우, 상기 무효 전력을 상쇄하기 위해 컨버터(Converter)를 지속적으로 제어하여야 한다는 문제가 있다. 이 경우 상기 컨버터를 구동하기 위한 전력이 지속적으로 손실될 수 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 배터리로 공급 가능한 전력과 에너지 저장 장치에서 결정되는 충전 지령값 사이의 오차를 최소화함으로써, 전력 손실 또는 그리드로부터 역전류가 인가되는 경우를 방지할 수 있도록 하는 에너지 저장 장치 및 그 에너지 저장 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 배터리의 충전 한계 또는 방전 한계에 따라 배터리와 그리드 또는 발전기 사이의 연결을 차단하는 경우, 상기 배터리와 그리드 사이 또는 상기 배터리와 발전기 사이에 배치된 적어도 하나의 차단기들의 상태를 변경하지 않고서도 상기 배터리의 연결이 차단될 수 있도록 하는 에너지 저장 장치 및 그 에너지 저장 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 배터리의 충전 한계 또는 방전 한계에 따라 배터리와 그리드 또는 발전기 사이의 연결을 차단하는 경우, 추가적인 전력 손실 없이도 상기 배터리의 연결이 차단될 수 있도록 하는 에너지 저장 장치 및 그 에너지 저장 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치는, 배터리로부터 입력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 제1 전원으로 출력하거나, 제2 전원으로부터 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 상기 배터리로 출력하는 컨버터(Converter)와, 상기 컨버터에 입력되는 교류 전류를 필터링하거나 상기 컨버터에서 출력되는 직류 전류를 필터링하는 필터부와, 상기 제2 전원의 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나를 센싱하는 센서 및, 상기 센서로부터 센싱된 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나에 근거하여 상기 제2 전원으로부터 공급되는 전력을 산출하고, 산출된 전력에 따라 상기 배터리가 충전되도록 상기 컨버터 및 필터부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 필터부는, 커패시터(capacitor) 및 적어도 하나의 리액터(reactor), 그리고 상기 커패시터와 상기 적어도 하나의 리액터 사이에 형성되는 스위치를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 배터리로부터 검출되는 SOC(State Of Charge)에 따라 상기 배터리의 충전 또는 방전을 제한하며, 상기 배터리의 충전 또는 방전이 제한되면 상기 스위치가 오프되도록 제어하여 상기 커패시터를 상기 적어도 하나의 리액터로부터 분리시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 필터부는, 상기 커패시터가 하나의 리액터와 연결되는 LC 회로 구조를 가지거나, 또는 상기 커패시터가 복수의 리액터 사이에 연결되는 LCL 구조를 가지며, 댐핑(damping) 저항을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 스위치는, 상기 커패시터를 상기 적어도 하나의 리액터에 연결시키는 제1 경로를 상기 커패시터를 접지에 연결시키는 제2 경로로 스위칭하는 스위치이며, 상기 제어부는, 상기 배터리의 충전 또는 방전이 제한되면, 상기 제2 경로로 경로를 스위칭하도록 상기 스위치를 제어하여 상기 커패시터를 접지에 연결시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 컨버터는, 상기 스위치와 연동하여 동작 상태가 전환되며, 상기 스위치가 오프되는 경우, 동작이 정지된 대기 상태로 전환되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 전원은, 태양광 발전기기이며, 상기 제어부는, 상기 태양광 발전기의 기 설정된 충전 시간에 근거하여 상기 배터리의 충전 또는 방전 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 충전 시간은, 상기 태양광 발전기의 발전을 위한 환경 조건에 부합하는 환경에 대한 정보를 제공하는 외부 서버로부터 제공되는 것을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치의 제어 방법은, 현재 시각이 기 설정된 충전 시간에 포함되는지 여부에 따라 배터리의 충전 또는 방전을 결정하는 단계와, 상기 배터리의 방전이 결정되는 경우 상기 배터리에 충전된 전력을 제1 전원으로 방전하도록 상기 컨버터를 제어하는 단계와, 상기 배터리의 충전이 결정되는 경우 제2 전원으로부터 발전된 전력으로 상기 배터리를 충전하도록 컨버터(Converter)를 제어하는 단계 및, 상기 충전 또는 방전된 배터리의 SOC(State Of Charge)에 근거하여, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 제한하는 단계를 포함하며, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 제한하는 단계는, 상기 컨버터에 연결된 필터부의 커패시터가, 상기 필터부에 구비된 적어도 하나의 리액터로부터 분리되도록, 상기 상기 커패시터와 상기 적어도 하나의 리액터 사이에 형성된 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 스위치를 제어하는 단계는, 상기 스위치의 제어에 연동하여 상기 컨버터의 동작을 정지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 제2 전원의 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나를 센싱하는 센서를 더 포함하며, 상기 배터리를 충전하는 단계는, 상기 센싱된 출력 전류과 출력 전압 중 적어도 하나에 근거하여 상기 제2 전원의 발전 전력을 산출하는 단계 및, 상기 산출된 발전 전력에 따라 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 상기 컨버터 및 필터부를 제어하는 단계를 포함하는 단계임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 스위치는, 상기 커패시터를 상기 적어도 하나의 리액터에 연결시키는 제1 경로를 상기 커패시터를 접지에 연결시키는 제2 경로로 스위칭하는 스위치이며, 상기 스위치를 제어하는 단계는, 상기 배터리의 SOC에 따라, 상기 제2 경로로 경로를 스위칭하는 단계임을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 발전기의 출력 전류 및 출력 전압을 계측한 결과를 에너지 저장 장치의 제어부가 직접 수신하고, 수신된 출력 전류 및 출력 전압에 따라 발전 전력을 산출함으로써, 발전 전력이 검출되는 시간을 보다 단축시킬 수 있다. 따라서 발전기를 통해 발전되어 배터리로 공급 가능한 전력과 에너지 저장 장치에서 결정되는 충전 지령값 사이에 발생하는 오차를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 전력의 손실 또는 그리드로부터 인가되는 역전력의 발생을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 필터부의 커패시터와 코일 사이에 스위치를 구비하고, 배터리의 충전 한계 또는 방전 한계에 따라 배터리와 그리드 또는 발전기 사이의 연결을 차단하는 경우, 에너지 저장 장치의 제어부가 상기 스위치를 오프하여 상기 커패시터와 코일 사이의 연결을 차단 및 컨버터의 동작 상태를 대기 상태로 전환함으로써 차단기의 상태 변화 또는 컨버터의 추가적인 구동을 위한 전력 손실 없이도 무효 전력이 그리드로 유입되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 에너지 저장 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 에너지 저장 장치의 구성을 보다 자세하게 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명과 관련된 에너지 저장 장치가, 배터리의 충전 상태 또는 방전 상태에 따라 배터리의 연결을 차단하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명과 관련된 에너지 저장 장치가, 제2 전원의 출력 전류 및 출력 전압에 근거하여 제2 전원으로부터 공급되는 전력을 산출하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는 통상적인 에너지 저장 장치에서 제2 전원에서 생산된 전력이 검출되는 예를 도시한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치에서 제2 전원에서 생산된 전력이 산출되는 예를 도시한 예시도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 또한 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명과 관련된 에너지 저장 장치(Energy Storage System, 10)의 구성을 도시한 블록도이다. 그리고 도 2는 본 발명과 관련된 에너지 저장 장치의 구성을 보다 자세하게 도시한 회로도이다.
먼저 도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명과 관련된 에너지 저장 장치(10)는 배터리(20)와 그리드(grid, 30), 즉 전력망에 연결될 수 있으며, 또한 재생 에너지 발전기(50)와 연결될 수 있다. 이 경우 그리드(30)와 상기 재생 에너지 발전기(50)는 변압부(40)를 통해 연결될 수 있다.
한편 이하의 설명에서, 상기 재생 에너지 발전기(50)는 설명의 편의상 태양광 발전기(PhotoVoltaic system, PV)를 의미하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 그러나 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 가정한 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 따라서 태양광, 소수력, 풍력, 지력 등 얼마든지 다른 재생 에너지를 이용한 발전기가, 이하의 설명에서 언급되는 태양광 발전기(PV, 50) 대신 사용되거나 또는 함께 사용될 수도 있음은 물론이다.
한편 상기 태양광 발전기(50)는 전력을 생산할 수 있다. 즉 상기 태양광 발전기(50)는 배터리(20)에 전력을 공급하는 전원이 될 수 있다. 또한 상기 그리드(grid, 30), 즉 계통은 계통 전원을 의미할 수 있다. 이에 상기 그리드(grid)와 상기 태양광 발전기(50)를 구분하기 위하여, 상기 그리드(30)를 제1 전원, 상기 태양광 발전기(50)를 제2 전원으로 하기로 한다.
먼저 제2 전원(50)에서 생상되어 공급되는 전력은 변압부(40)를 통해 기 설정된 전압의 교류 전류로 변압될 수 있다. 그리고 변압된 전력은 에너지 저장 장치(10)에 인가될 수 있으며, 에너지 저장 장치(10)는 상기 제2 전원(50)에서 공급된 전류를 직류 전류로 변환할 수 있다. 그리고 변환된 직류 전류를 배터리(20)로 인가하여 배터리(20)를 충전할 수 있다.
한편 상기 배터리(20)에 축전된 전력이 방전되는 경우, 에너지 저장 장치(10)는 배터리(20)로부터 출력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환할 수 있다. 그리고 변환된 전류를 제1 전원(30)로 출력할 수 있다. 그러면 에너지 저장 장치(10)에서 출력된 교류 전류는 변압부(40)에서 제1 전원(30)에 적합한 전압의 전류로 변압되어 제1 전원(30)로 출력될 수 있다.
이러한 구성을 위해 본 발명의 실시 에에 따른 에너지 저장 장치(10)는 제어부(100)와 상기 제어부(100)에 연결되는 컨버터(Converter, 110), 필터부(120), 그리고 센서부(130) 및 메모리(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 한편 상기 도 1에서 도시한 에너지 저장 장치(10)의 각 구성 요소들은 에너지 저장 장치(10)를 구성하는 일부로서, 얼마든지 더 많은 구성 요소가 포함될 수도 있음은 물론이다.
먼저 컨버터(110)와 필터부(120)는 변압부(40)를 통해 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하거나 반대로 배터리(20)로부터 입력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환할 수 있다.
보다 자세하게, 도 2를 참조하여 살펴보면, 상기 컨버터(110)는 DC-AC 컨버터를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 필터부(120)는 적어도 하나의 필터 리액터(reactor, 121)와 필터 커패시터(capacitor, 123)를 포함하여 구성될 수 있다. 보다 자세하게, 상기 필터부(120)는 하나의 필터 리액터(121)과 하나의 필터 커패시터(123)이 연결되는 구조(LC 회로 구조)를 가지거나, 두 개의 필터 리액터(121) 사이에 하나의 필터 커패시터(123)가 연결되는 구조(LCL 회로 구조)를 가질 수 있다. 또한 댐핑(damping) 저항을 포함하여 구성될 수 있다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 필터부(120)는 스위치(122)를 더 포함할 수 있다. 상기 스위치(122)는 상기 적어도 하나의 필터 리액터(121)와 필터 커패시터(123) 사이에 형성될 수 있으며, 상기 제어부(100)의 제어에 따라 상기 적어도 하나의 필터 리액터(121)와 상기 필터 커패시터(123) 사이를 연결(온(on))하거나 차단(오프(off))하도록 형성될 수 있다.
그리고 컨버터(110)는 제어부(100)의 제어에 따라 활성화 또는 비활성화될 수 있으며, 활성화된 상태인 경우 교류 전류를 직류 전류로 변환하거나 또는 직류 전류를 교류 전류로 변환할 수 있다. 반면 비활성화된 경우 컨버터(110)는 동작이 정지된 상태로서, 상기 전류 변환을 수행하지 않는 상태일 수 있다. 이 경우 상기 비활성화된 상태는 활성화 명령을 대기하는 대기(Standby) 상태로 명명될 수 있다.
센서부(130)는 전류 및 전압을 계측하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 일 예로 센서부(130)는 배터리(20)와 컨버터(110) 사이에 형성되어 상기 배터리(20)에서 출력되는 전류 및 전압을 검출하기 위한 적어도 하나의 제1 센서(130a)를 포함할 수 있다.
또한 센서부(130)는 변압부(40)와 필터부(120) 사이에 형성되어 상기 필터부(120)를 통해 출력되거나 또는 상기 필터부(120)로 입력되는 전류 및 전압을 검출하기 위한 적어도 하나의 제2 센서(130b)를 포함할 수 있다.
뿐만 아니라 센서부(130)는 상기 제2 전원(50)와 변압부(40) 사이에 형성되어 상기 제2 전원(50)의 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나를 검출하는 적어도 하나의 제3 센서(130c)를 포함할 수 있다.
한편 센서부(130)에 구비된 각 센서들을 통해 계측된 전류값 및 전압값들은 제어부(100)에 입력될 수 있다. 따라서 제어부(100)는 각 센서로부터 입력된 전류값 및 전압값들에 근거하여 발전 전력을 산출할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)의 제어부(100)는 상기 제3 센서(130c)로부터 상기 제2 전원(50)에서 출력되는 전류값 및 전압값을 입력받을 수 있다. 그리고 제어부(100)는 전력량 산출 공식 ‘전력 = 전압 X 전류’에 따라 전력량을 산출할 수 있다. 즉, 제어부(100)는 제2 전원(50)의 출력 전류 및 출력 전압을 계측한 값을 제3 센서(130c)로부터 직접 수신하고, 수신된 전류값 및 전압값에 따라 전력량을 산출함으로써, 보다 짧은 시간 내에 상기 제2 전원(50)에서 발전되는 발전 전력을 산출할 수 있다.
한편 제어부(100)는, 기 설정된 충전 시간에 근거하여 배터리(20)의 충전 또는 방전 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어 현재 시각이 상기 충전 시간에 포함되는 경우, 제어부(100)는 상기 제2 전원(50)로부터 출력된 출력 전압과 출력 전류 중 적어도 하나에 따라 산출된 전력에 따라 배터리(20)가 충전되도록 상기 컨버터(110)를 제어할 수 있다. 즉, 산출된 제2 전원(50)의 출력 전력에 따른 충전 지령값에 근거하여 상기 컨버터(110)가 교류 전류를 직류 전류로 변환되도록 구동함으로써, 상기 충전 지령값을 산출하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 따라서 제2 전원(50)에서 생산된 전력과 상기 충전 지령값 사의 오차가 감소될 수 있다.
이처럼 배터리(20)가 충전되는 경우, 제어부(100)는 배터리(20)의 SOC(State Of Charge)를 검출할 수 있다. 일 예로 배터리(20)의 현재 전압이 상기 배터리(20)의 SOC를 나타낼 수 있다. 그리고 검출된 배터리(20)의 SOC가 기 설정된 상한치에 도달하는 경우 제어부(100)는 배터리(20)의 충전을 중단할 수 있다.
이를 위해 제어부(100)는 상기 스위치(122)를 제어하여 필터 커패시터(123)와 적어도 하나의 필터 리액터(121) 사이의 연결을 차단할 수 있다. 또한 상기 스위치(122)의 온/오프에 연동하여 상기 컨버터(110)의 동작을 정지시킬 수 있다. 즉, 제어부(100)는 컨버터(110)를 대기 상태로 전환하여, 배터리(20)로 인가되는 직류 전류를 차단함과 동시에, 상기 필터 커패시터(123)를 회로에서 단절시킴으로써, 상기 필터 커패시터(123)에 저장된 전력으로 인한 무효 전력의 발생을 방지할 수 있다.
반면 현재 시각이 상기 충전 시간에 포함되지 않는 경우, 제어부(100)는 배터리(20)에 충전된 전력을 제1 전원(30)에 방전할 수 있다. 이 경우 제어부(100)는 컨버터(110)가 배터리(20)로부터 출력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하도록 컨버터(110)를 구동함으로써, 상기 배터리(20)에 충전된 전력을 제1 전원(30)으로 방전시킬 수 있다.
이처럼 배터리(20)가 방전되는 경우, 제어부(100)는 배터리(20)의 SOC를 검출할 수 있다. 마찬가지로 배터리(20)의 현재 전압이 상기 배터리(20)의 SOC의 값을 나타낼 수 있다. 그리고 검출된 배터리(20)의 SOC가 기 설정된 하한치에 도달하는 경우 제어부(100)는 배터리(20)의 방전을 중단할 수 있다.
이를 위해 제어부(100)는 상기 스위치(122)를 제어하여 필터 커패시터(123)와 적어도 하나의 필터 리액터(121) 사이의 연결을 차단할 수 있다. 또한 상기 스위치(122)의 온/오프에 연동하여 상기 컨버터(110)의 동작을 정지시킬 수 있다. 즉 제어부(100)는 컨버터(110)를 대기 상태로 전환하여, 배터리(20)의 직류 전류가 교류 전류로 변환되어 출력되는 것을 중단함과 동시에, 상기 필터 커패시터(123)를 회로, 즉 적어도 하나의 리액터(121) 또는 제1 전원(30)으로부터 단절시킴으로써, 상기 필터 커패시터(123)에 저장된 전력으로 인한 무효 전력의 발생을 방지할 수 있다.
한편 제어부(100)는 제1 센서(130a)로부터 입력되는 전류값과 전압값 중 적어도 하나에 근거하여 배터리(20)에서 출력되는 전력량을 산출할 수 있다. 또한 제2 센서(130b)로부터 입력되는 전류값과 전압값 중 적어도 하나에 근거하여 필터부(120)를 통해 출력되거나 또는 필터부(120)로 입력되는 전력량을 산출할 수도 있다.
메모리(140)는 제어부(100)의 동작을 위한 다양한 데이터 및 프로그램을 저장할 수 있다. 그리고 상기 제어부(100)의 동작을 위해 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수 있다. 이를 위해 상기 메모리(140)는 센서부(130)의 센서들 각각으로부터 입력되는 전류값들 및 전?流湧? 저장할 수 있으며, 상기 제어부(100)에서 산출되는 전력량들을 저장할 수 있다.
또한 상기 메모리(140)는 배터리(20)의 충전 시간에 대한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 상기 배터리(20) 충전 시간에 대한 정보는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다.
여기서 상기 외부 서버는 재생 에너지 발전기, 즉 태양광 발전기(제2 전원(50))의 발전을 위한 환경 조건에 부합하는 환경에 대한 정보를 제공하는 서버일 수 있다. 일 예로 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)가 제2 전원(50)에 연결되는 경우, 상기 외부 서버는 일출 시각 및 일몰 시각에 대한 정보, 또는 구름 상태 등과 같은 기상 상태에 대한 정보를 제공하는 서버일 수 있다.
한편 비록 도시되지는 않았으나, 이러한 외부 서버와의 연결을 위해 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)는 통신부를 더 구비할 수 있다. 이 경우 상기 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)는 상기 통신부를 통해 상기 외부 서버와 연결될 수 있으며, 연결된 외부 서버로부터, 발전기의 발전을 위한 환경 조건에 부합하는 환경 정보 및, 그에 따라 발전기의 발전이 가능한 시간에 대한 정보를 수신할 수 있다.
이 경우 상기 외부 서버로부터 수신된 시간 정보는 충전 시간 정보로서 메모리(140)에 저장될 수 있다. 그리고 제어부(100)는 상기 충전 시간 정보에 따라 배터리(20)를 충전하거나, 배터리(20)를 방전(충전 시간이 아닌 경우)할 수 있다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)와 배터리(20) 사이, 상기 에너지 저장 장치(10)와 제2 전원(50) 및, 상기 에너지 저장 장치(10)와 제1 전원(30) 사이에는 각각 차단기(210, 220, 222)가 형성될 수 있다. 또한 상기 필터부(120)와 변압부(40) 사이 역시 차단기(212)가 형성될 수 있다.
여기서 차단기(210, 212, 220, 222)는 서로 연결된 구성 요소 간의 연결을 차단하기 위 한 것일 수 있다. 즉, 제1 차단기(210)는 배터리(20)와 에너지 저장 장치(10) 사이의 연결을 차단할 수 있다. 또한 제2 차단기(212)는 에너지 저장 장치(10)와 변압부(40) 사이의 연결을 차단할 수 있다. 그리고 제3 차단기(220) 및 제4 차단기(222)는 각각 변압부(40)와 제1 전원(30) 사이와, 상기 변압부(40)와 제2 전원(50) 사이를 차단할 수 있다.
각각의 차단기들(210, 212, 220, 222)은 과전압 또는 과전류 등의 상황에서 내부 회로를 보호하기 위해 연결된 구성요소를 회로로부터 차단하거나 또는, 유지, 보수를 위해 연결된 구성 요소를 회로로부터 차단하도록 형성될 수 있다.
한편 도 3은 본 발명과 관련된 에너지 저장 장치(10)가, 배터리의 충전 상태 또는 방전 상태에 따라 배터리의 연결을 차단하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)의 제어부(100)는 구동이 시작되는 경우 먼저 현재 시각을 체크할 수 있다(S300). 그리고 현재 시각이 기 설정된 충전 시간에 포함되는 시각인지 여부를 판별할 수 있다(S302).
상기 S302 단계의 판별 결과, 현재 시각이 충전 시간에 포함되는 시각인 경우라면, 제어부(100)는 제2 전원(50)으로부터 생산되는 전력이 배터리(20)에 충전되도록 컨버터(110) 및 필터부(120)를 제어할 수 있다(S304). 이 경우 컨버터(110) 및 필터부(120)는 제2 전원(50)에서 공급되는 교류 전류를 기 설정된 충전 전압을 가지는 직류 전류로 변환하도록 구동될 수 있다.
한편 상기 S304 단계에서 배터리(20)가 충전되는 경우, 제어부(100)는 배터리(20)의 SOC를 검출할 수 있다. 그리고 검출된 배터리(20)의 SOC가 기 설정된 상한치에 도달하였는지 여부를 검출할 수 있다(S306). 일 예로 제어부(100)는 배터리(20)의 전압을 검출하여 배터리(20)의 충전 상태를 판별할 수 있으며, 충전되는 배터리(20)의 전압이 기 설정된 상한 전압에 도달하는 경우 배터리의 SOC가 기 설정된 상한치에 도달한 것으로 판단할 수 있다.
상기 S306 단계의 판단 결과, 배터리(20)의 SOC가 기 설정된 상한치에 도달하지 않은 경우라면, 제어부(100)는 상기 S304 단계로 진행하여 제2 전원(50)으로부터 공급되는 전력이 배터리(20)에 충전되도록 컨버터(110) 및 필터부(120)를 제어하는 동작 상태를 유지할 수 있다. 그러나 상기 S306 단계의 판단 결과, 배터리(20)의 SOC가 기 설정된 상한치에 도달한 경우라면, 제어부(100)는 필터부(120)의 스위치(122)를 오프하여 필터 커패시터(123)를 필터 리액터(121)로부터 차단함과 동시에 상기 컨버터(110)의 동작 상태를 대기 상태로 전환할 수 있다(S308).
여기서 상기 컨버터(110)는 상기 스위치(122)와 연계하여 동작할 수 있다. 이 경우, 제어부(100)가 스위치(122)를 오프하면, 이에 연동하여 컨버터(110)의 동작 상태가 대기 상태로 전환될 수 있다. 즉, 상기 스위치(122)의 오프 여부에 따라 컨버터(110)는 직류 전류를 교류로 변환하는 상태 또는 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 상태에서, 대기 상태로 전환될 수 있다.
한편 이처럼 필터부(120)의 스위치(122)가 오프되고, 컨버터(110)가 대기 상태로 전환되면, 제어부(100)는 상기 S300 단계로 진행하여 다시 현재 시각을 체크할 수 있다. 그리고 S302 단계의 체크 결과에 따라 배터리(20)에 충전된 전력을 제1 전원(30)로 방전할 수 있다. 그러나 현재 체크된 시각이 충전 시간에 포함되는 경우, 상기 S306 단계를 통해 S308 단계로 진행하여 상기 스위치(122) 오프 및, 컨버터(110)를 대기 상태로 제어하는 상태가 유지될 수 있다.
한편 상기 S302 단계의 판별 결과, 현재 시각이 충전 시간에 포함되지 않은 시각인 경우라면, 제어부(100)는 배터리(20)에 충전된 전력이 방전되도록 컨버터(110) 및 필터부(120)를 제어할 수 있다(S310). 이 경우 컨버터(110) 및 필터부(120)는 배터리(20)로부터 출력되는 직류 전류를 기 설정된 충전 전압을 가지는 교류 전류로 변환하도록 구동될 수 있다.
한편 상기 S310 단계에서 배터리(20)로부터 전류가 출력되는 경우, 즉 배터리(20)가 방전되는 경우, 제어부(100)는 배터리(20)의 SOC를 검출할 수 있다. 그리고 검출된 배터리(20)의 SOC가 기 설정된 하한치에 도달하였는지 여부를 검출할 수 있다(S312). 일 예로 제어부(100)는 배터리(20)의 전압을 검출하여 배터리(20)의 충전 상태를 판별할 수 있으며, 충전되는 배터리(20)의 전압이 기 설정된 하한 전압에 도달하는 경우 배터리의 SOC가 기 설정된 하한치에 도달한 것으로 판단할 수 있다.
상기 S312 단계의 판단 결과, 배터리(20)의 SOC가 기 설정된 하한치에 도달하지 않은 경우라면, 제어부(100)는 상기 S310 단계로 진행하여 배터리(20)에 축전된 전력이 방전되도록 컨버터(110) 및 필터부(120)를 제어하는 동작 상태를 유지할 수 있다. 그러나 상기 S312 단계의 판단 결과, 배터리(20)의 SOC가 기 설정된 하한치에 도달한 경우라면, 제어부(100)는 S308 단계로 진행하여 필터부(120)의 스위치(122)를 오프할 수 있다. 그러면 필터 커패시터(123)가 필터 리액터(121)로부터 차단될 수 있으며, 상기 컨버터(110)가 대기 상태로 전환될 수 있다.
한편 이처럼 필터부(120)의 스위치(122)가 오프되고, 컨버터(110)가 대기 상태로 전환되면, 제어부(100)는 상기 S300 단계로 진행하여 다시 현재 시각을 체크할 수 있다. 그리고 S302 단계의 체크 결과 현재 시각이 충전 시간에 포함되는 경우 상기 S304 단계를 다시 수행할 수 있다. 그러면 방전된 배터리(20)가 제2 전원(50)로부터 공급되는 전력으로 다시 충전될 수 있다.
반면 상기 S302 단계의 체크 결과 현재 체크된 시각이 충전 시간에 포함되지 않는 경우, 상기 S312 단계를 통해 S308 단계로 진행하여 상기 스위치(122) 오프 및, 컨버터(110)를 대기 상태로 제어하는 상태가 유지될 수 있다.
도 4는 본 발명과 관련된 에너지 저장 장치(10)가, 제2 전원(50)의 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나에 근거하여, 상기 제2 전원(50)으로부터 생산되는 전력을 산출하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)의 제어부(100)는 상기 S304 단계에서 제2 전원(50)으로부터 생산되는 전력이 배터리(20)에 충전되는 경우, 먼저 제3 센서(130c)로부터 제2 전원(50)의 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나를 감지할 수 있다(S400).
그리고 감지된 제2 전원(50)의 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나에 근거하여 제2 전원(50)에서 현재 생산되는 전력량을 산출할 수 있다(S402). 일 예로 제2 전원(50)에서 생산되는 전력량은 하기 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.
여기서 P는 3상 제2 전원에서 공급되는 전력이고, I는 제2 전원의 출력 전류(상전류), V는 제2 전원의 출력 전압(상전압)임.
일 예로, 제3 센서(130c)가 제2 전원(50)으로부터 출력 전류와 출력 전압을 모두 센싱하는 경우, 제어부(100)는 상기 제3 센서(130c)의 계측값 만으로 상기 제2 전원(50)에서 공급되는 전력을 산출할 수 있다. 그러나 상기 제3 센서(130c)가 출력 전류와 출력 전압 중 어느 하나의 값만 센싱하는 경우, 제어부(100)는 계측되지 않는 나머지 하나의 값을 메모리(140)에 기 저장된 정보 또는 통신부(도시되지 않음)를 통해 외부로부터 수신되는 정보에 근거하여 결정할 수 있다.
한편 제2 전원(50)의 경우 출력 전류 또는 출력 전압 중 어느 하나가 미리 정해질 수 있다. 이 경우 상기 미리 정해진 출력 전류 또는 출력 전압의 값은 상기 메모리(140)에 미리 저장되거나 또는 상기 통신부를 통해 외부로부터 수신될 수 있다. 그러면 제어부(100)는, 메모리(140) 또는 외부로부터 수신된 정보에 따라 결정되는 값과 상기 제3 센서(130c)에서 계측된 값에 근거하여 상기 수학식 1에 따라 상기 제2 전원(50)에서 공급되는 전력을 산출할 수 있다.
그리고 제어부(100)는 상기 S402 단계에서 산출된 제2 전원(50)의 공급 전력에 따라 배터리(20)의 충전이 이루어질 수 있도록 컨버터(110) 및 필터부(120)를 제어할 수 있다.
이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)는, 제어부(100)가 센서에서 계측된 발전기의 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나에 근거하여 제2 전원(50)의 발전 전력을 산출하므로, 부수적인 기기(예를 들어 전력량 계측기)를 통해 전력량을 검출하는 것보다 짧은 시간 내에 발전 전력을 검출할 수 있다.
한편 도 5는 통상적인 에너지 저장 장치(60)에서, 제2 전원(50)의 공급 전력이 검출되는 예를 도시한 예시도이다.
도 5를 참조하여 살펴보면, 통상적인 에너지 저장 장치(60)는 전력량 계측부(530)를 통해 제2 전원(50)에서 공급되는 전력을 계측하고 계측된 전력량을 통신부(540)를 통해 제어부(500)가 수신하는 구성을 가진다.
이에 따라 통상적인 에너지 저장 장치(60)의 경우, 전력량 계측부(530)가 제2 전원(50)의 공급 전력을 계측하는데 소요되는 시간과, 전력량 계측부(530)의 계측 결과(계측된 공급 전력(550))와 통신부(540)로 전송되는데 소요되는 시간, 그리고 제어부(500)가 통신부(540)를 통해 계측된 공급 전력(550)을 수신하는데 소요되는 시간만큼 시간 지연이 발생할 수 있다.
한편 이러한 시간 지연, 즉 에너지 저장 장치(10)의 느린 응답 시간에 따라 제어부(100)에 수신된 공급 전력과, 제2 전원(50)로부터 생산되어 현재 배터리(20)로 공급되는 실제 전력량 사이에는 오차가 발생할 수 있으며, 그 오차로 인하여 공급 전력의 손실 또는 제1 전원(30)로부터 배터리(20)로 유입되는 역전력이 발생할 수 있다.
한편 통상적인 에너지 저장 장치(60)의 경우 배터리(20)의 충전 또는 방전 상태에 따라 충전 또는 방전을 중단시키기 위해서는 제1 차단기(210) 또는 제2 차단기(212)를 차단시켜 에너지 저장 장치(10)를 제1 전원(30)로부터 분리하거나, 또는 0 전류 제어를 수행하도록 컨버터(110)를 구동시켜야 배터리(20)가 더 충전되거나 또는 방전되는 것을 방지할 수 있다.
이 경우, 제1 차단기(210) 또는 제2 차단기(212)를 차단하는 경우, 상기 제1 차단기(210) 및 제2 차단기(212)의 수명이 단축될 우려가 있으며, 0 전류 제어를 수행하도록 컨버터(110)를 제어하는 경우 상기 컨버터(110)의 구동을 위한 불필요한 전력이 소모될 수 있다.
반면 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)에서 제2 전원(50)의 공급 전력이 검출되는 예를 도시한 예시도이다.
도 6에서 보이고 있는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)는, 전력량 계측부(530) 대신, 제2 전원(50)의 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나를 센싱하는 센서(예를 들어 전류계 또는 전압계)를 포함하는 제3 센서(130c)가 구비될 수 있다.
그리고 제3 센서(130c)의 계측 결과, 즉 제2 전원(50)의 출력 전류값과 출력 전압값(600) 중 적어도 하나가 바로 제어부(100)로 입력될 수 있다. 그러면 제어부(100)는 입력된 제2 전원(50)의 출력 전류와 출력 전압(600) 중 적어도 하나에 근거하여 바로 제2 전원(50)에서 생산된 전력, 즉 공급 전력을 산출할 수 있다.
따라서 전력량 계측부(530)가 전력량을 계측하는 데 소요되는 시간보다 훨씬 빠른 시간 내에 공급 전력이 산출될 수 있다. 또한 통신부(540)를 거치지 않고, 센서의 계측 결과를 제어부(100)가 바로 수신함으로써, 통신부(540)를 경유함에 따라 발생하는 통신 시간 지연이 발생하지 않을 수 있다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)는 제3 센서(130c)로부터 전류 및 전압 계측값이 수신되는 수 ~ 수십 정도의 매우 빠른 응답 시간을 가질 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)는 검출된 공급 전력과 배터리(20)로 유입되는 실제 공급 전력 사이의 오차를 크게 줄일 수 있으며, 이에 오차로 인한 공급 전력의 손실 또는 역전력의 발생을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)는, 배터리(20)의 충전 또는 방전의 중단이 필요한 경우, 컨버터(110)를 대기 상태로 전환함과 동시에, 상기 필터 커패시터(123)를 회로에서 분리할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)는, 제1 차단기(210) 또는 제2 차단기(212)가 온(on) 된 상태를 유지하면서도, 컨버터(110)의 구동 없이 배터리(20)의 충전 또는 방전이 제한되도록 할 수 있다. 따라서 불필요한 차단기의 개폐 동작이 수행되지 않으므로, 차단기의 수명을 단축시키지 않을 수 있다. 또한, 컨버터(110)가 구동되지 않도록 함으로써 상기 컨버터(110)의 구동에 따른 불필요한 전력의 소모를 방지할 수 있다. 뿐만 아니라 상기 필터 커패시터(123)가 적어도 하나의 필터 리액터(121) 또는 제1 전원(30)로부터 분리됨으로써 상기 필터 커패시터(123)로부터의 무효 전력 유입을 방지할 수 있다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예에서는 단지 스위치를 통해 필터 커패시터(123)를 필터 리액터(121)로부터 차단하는 구성만을 개시하고 있으나, 상기 스위치를 통해 상기 필터 커패시터(123)가 접지되도록 할 수도 있음은 물론이다.
이 경우, 상기 스위치는 상기 필터 커패시터(123)가 상기 필터 리액터(121)에 연결되는 제1 경로, 또는 접지에 연결되는 제2 경로 중 어느 하나에 연결되도록 경로를 스위칭하는 스위치일 수 있다.
그러면 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치의 제어부는, 배터리(20)가 충전 또는 방전되는 경우에는 상기 제1 경로로 연결되도록 스위치를 제어하여, 상기 필터 리액터(121)에 필터 커패시터(123)가 연결되도록 할 수 있다. 반면 배터리(20)의 충전 또는 방전이 중지되는 경우에는 상기 제2 경로로 연결되도록 스위치를 제어하여, 상기 필터 커패시터(123)를 필터 리액터(121)와 분리 및 접지에 연결되도록 할 수 있다. 그러면 상기 필터 커패시터(123)에 저장된 전력이 상기 접지를 통해 방전될 수 있다. 이 경우 상기 스위치가 제2 경로로 스위칭됨과 동시에 제어부는 컨버터를 대기 상태로 전환할 수 있음은 물론이다.
한편 상술한 설명에서는, 제1 전원(30)이 계통 전원임을, 제2 전원(50)이 태양광 발전기임을 각각 가정하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 즉, 제 1, 2 전원은 각각 계통 전원이거나 분산 전원 또는 발전기 등 다양한 전력원일 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 에너지 저장 장치의 제어부(100)를 포함할 수도 있다.
따라서 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10 : 에너지 저장 장치
100 : 제어부 110 : 컨버터
120 : 필터부 122 : 스위치
130 : 센서부 140 : 메모리
20 : 배터리 30 : 제1 전원
40 : 변압부 50 : 제2 전원

Claims (11)

  1. 배터리로부터 입력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 제1 전원으로 출력하거나, 제2 전원으로부터 입력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 상기 배터리로 출력하는 컨버터(Converter);
    상기 컨버터에 입력되는 교류 전류를 필터링하거나 상기 컨버터에서 출력되는 직류 전류를 필터링하는 필터부;
    상기 제2 전원의 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나를 센싱하는 센서; 및,
    상기 센서로부터 센싱된 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나에 근거하여 상기 제2 전원으로부터 공급되는 전력을 산출하고, 산출된 전력에 따라 상기 배터리가 충전되도록 상기 컨버터 및 필터부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 필터부는,
    커패시터(capacitor) 및 적어도 하나의 리액터(reactor), 그리고 상기 커패시터와 상기 적어도 하나의 리액터 사이에 형성되는 스위치를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 배터리로부터 검출되는 SOC(State Of Charge)에 따라 상기 배터리의 충전 또는 방전을 제한하며, 상기 배터리의 충전 또는 방전이 제한되면 상기 스위치가 오프되도록 제어하여 상기 커패시터를 상기 적어도 하나의 리액터로부터 분리시키는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 필터부는,
    상기 커패시터가 하나의 리액터와 연결되는 LC 회로 구조를 가지거나, 또는 상기 커패시터가 복수의 리액터 사이에 연결되는 LCL 구조를 가지며,
    댐핑(damping) 저항을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 커패시터를 상기 적어도 하나의 리액터에 연결시키는 제1 경로를 상기 커패시터를 접지에 연결시키는 제2 경로로 스위칭하는 스위치이며,
    상기 제어부는,
    상기 배터리의 충전 또는 방전이 제한되면, 상기 제2 경로로 경로를 스위칭하도록 상기 스위치를 제어하여 상기 커패시터를 접지에 연결시키는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 컨버터는,
    상기 스위치와 연동하여 동작 상태가 전환되며,
    상기 스위치가 오프되는 경우, 동작이 정지된 대기 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전원은,
    태양광 발전기기이며,
    상기 제어부는,
    상기 태양광 발전기의 기 설정된 충전 시간에 근거하여 상기 배터리의 충전 또는 방전 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 충전 시간은,
    상기 태양광 발전기의 발전을 위한 환경 조건에 부합하는 환경에 대한 정보를 제공하는 외부 서버로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
  8. 현재 시각이 기 설정된 충전 시간에 포함되는지 여부에 따라 배터리의 충전 또는 방전을 결정하는 단계;
    상기 배터리의 방전이 결정되는 경우 상기 배터리에 충전된 전력을 제1 전원으로 방전하도록 컨버터(Converter)를 제어하는 단계;
    상기 배터리의 충전이 결정되는 경우 제2 전원으로부터 발전된 전력으로 상기 배터리를 충전하도록 상기 컨버터를 제어하는 단계; 및,
    상기 충전 또는 방전된 배터리의 SOC(State Of Charge)에 근거하여, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 제한하는 단계를 포함하며,
    상기 배터리의 충전 또는 방전을 제한하는 단계는,
    상기 제1 전원 및 제2 전원과 상기 컨버터 사이에 연결된 필터부의 커패시터가, 상기 필터부에 구비된 적어도 하나의 리액터로부터 분리되도록, 상기 커패시터와 상기 적어도 하나의 리액터 사이에 형성된 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 스위치를 제어하는 단계는,
    상기 스위치의 제어에 연동하여 상기 컨버터의 동작을 정지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 에너지 저장 장치는,
    상기 제2 전원의 출력 전류와 출력 전압 중 적어도 하나를 센싱하는 센서를 더 포함하며,
    상기 배터리를 충전하는 단계는,
    상기 센싱된 출력 전류과 출력 전압 중 적어도 하나에 근거하여 상기 제2 전원의 발전 전력을 산출하는 단계; 및,
    상기 산출된 발전 전력에 따라 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 상기 컨버터 및 필터부를 제어하는 단계를 포함하는 단계임을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 커패시터를 상기 적어도 하나의 리액터에 연결시키는 제1 경로를 상기 커패시터를 접지에 연결시키는 제2 경로로 스위칭하는 스위치이며,
    상기 스위치를 제어하는 단계는,
    상기 배터리의 SOC에 따라, 상기 제2 경로로 경로를 스위칭하는 단계임을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 제어 방법.
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