KR20100060725A - Operating reserve power supply system in electric power system, and control method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An operation reserve supply system of an electric power system and a control method thereof are provided to extend a replacement period of an energy storage device by reducing the frequencies of charge/discharge operations of the energy storage device. CONSTITUTION: A plurality of DC/DC converters(20) is connected to an energy storage device(10) in serial/parallel. An energy storage device is one of a battery, a super capacitor, and a super conductive storage device. A DC/AC inverter(30) transfers the output inputted from the DC/DC converter to the electric power system. A controller(40) generates a first frequency operation reserve power in the malfunction of the system. The controller includes a voltage controller, a frequency reserve controller, a phase controller, and a switching controller.

Description

전력 계통의 운전 예비력 공급시스템 및 그 제어방법{Operating reserve power supply system in electric power system, and control method thereof} Operating reserve power supply system in electric power system, and control method

본 발명은 신재생에너지 전원 탈락에 의한 출력부족으로 발생하는 주파수 감소를 과도적으로 완화시켜, 신재생에너지전원의 도입한계용량을 증대시킬 수 있는 주파수 운전예비력 공급시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a frequency operation reserve power supply system and a method for transiently alleviating the frequency reduction caused by the output shortage caused by the failure of the renewable energy power source, thereby increasing the limit capacity of the renewable energy power source.

신재생에너지전원의 계통연계 시 수반되는 출력변동에 대한 계통 안정화 수단으로서 첫째, 기존의 수력 및 화석연료 발전기에 의한 공급, 둘째, 고압 직류송전시스템(HVDC)에 의한 이웃 계통에서의 공급, 셋째, 신재생에너지 전원의 발전출력 제한으로 분류할 수 있다. As a means for stabilizing the output fluctuations associated with grid linkages of renewable energy sources, firstly, supply by existing hydroelectric and fossil fuel generators, secondly, supply by neighboring systems by high voltage direct current transmission (HVDC), third, It can be classified as generating power limit of renewable energy power source.

첫째, 기존의 수력 및 화석연료 발전기에 의한 공급은 제공할 수 있는 주파수 예비력의 한계가 있으며, 이 한계에 의해 신재생에너지전원의 연계가능 용량이 결정된다. 지속적인 신재생에너지전원 연계 증대를 위해서는 이러한 발전기를 증설해야 하나, 높은 투자비용이나 오랜 건설기간 외에도 민원, 환경문제 등의 이슈가 해결되어야 한다.  First, there is a limit of the frequency reserve power that can be provided by existing hydroelectric and fossil fuel generators, and this limit determines the linkable capacity of renewable energy sources. In order to continuously increase the linkage of renewable energy sources, such generators should be added, but issues such as civil complaints and environmental issues should be resolved in addition to high investment costs or long construction periods.

둘째, HVDC시스템에 의한 이웃 계통으로부터의 예비력 공급 또한 발전소 건설과 마찬가지로, 건설비용과 기간이 신재생에너지전원 연계용량 확대라는 목적에 부합되지 않으며, 계통전반의 안정도나 신뢰도의 향상의 다목적 역할을 수행하므로, 신재생에너지전원으로 인한 출력변동 안정화라는 특화된 목적만을 수행하기에는 현실적인 어려움이 있다.  Second, the supply of reserve power from neighboring grids by HVDC system is similar to the construction of power plants, and the construction cost and period do not meet the purpose of expanding the capacity of renewable energy sources, and play a multi-purpose role of improving the stability and reliability of the entire system. However, there are practical difficulties in carrying out the specialized purpose of stabilizing the output fluctuations caused by renewable energy sources.

셋째, 신재생에너지전원의 발전출력 제한은 신재생에너지전원의 도입용량 확대라는 목적에 부합되지 않는다.   Third, the limit of generation output of renewable energy sources does not meet the purpose of expanding the introduction capacity of renewable energy sources.

이에, 종래 기술에서는 에너지저장장치를 상시 충방전 운전을 통하여 신재생에너지전원의 출력변동을 완화하였으나, 이 경우, 잦은 충방전으로 인하여 고가의 에너지저장장치의 교체 비용이 너무 많이 들어 비효율적이었다. 또한, 특정 용량의 신재생에너지전원의 출력변동 완화를 위해서는 상당한 용량의 에너지저장시스템이 필요하여, 이중적인 비용문제가 발생할 수 있다. Thus, in the prior art, the energy storage device has been alleviated the output fluctuation of the new renewable energy power source through the constant charge and discharge operation, in this case, due to the frequent charging and discharging, the cost of replacing the expensive energy storage device is too inefficient. In addition, in order to mitigate the output fluctuation of a specific capacity renewable energy power source, a considerable capacity energy storage system is required, which may cause a double cost problem.

상술한 문제를 해결하고자 하는 본 발명의 과제는 에너지저장장치를 상시운전하지 않고, 연계용량이 제한되는 주요 원인인 계통고장에 의한 신재생에너지전원 탈락 시에만 과도적으로 에너지를 공급함으로써, 잦은 충방전을 피하고, 상대적으로 에너지저장시스템의 용량을 줄이면서, 신재생에너지전원의 도입용량을 증대시키고자 함이다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide frequent energy supply only when the renewable energy power supply is dropped due to system failure, which is the main cause of limited capacity, without always operating the energy storage device. The aim is to increase the introduction capacity of renewable energy sources while avoiding discharges and relatively reducing the capacity of energy storage systems.

또한 신재생에너지전원의 연계에 따른 주파수 예비력을 에너지저장장치를 이용하여 공급하는 시스템을 효과적으로 제어하고, 효율적이 운전 예비력 운전방법을 제공하고자 함이다.In addition, to effectively control the system for supplying the frequency reserve power using the energy storage device in accordance with the connection of renewable energy sources, and to provide an efficient operation reserve power operation method.

상술한 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명은 신재생에너지원의 전력계통 연계의 운전예비력 공급시스템에 있어서, 신재생에너지원의 에너지 저장장치; 상기 에너지 저장장치와 직/병렬로 연결된 복수개의 DC/DC 컨버터; 상기 DC/C 컨버터를 통해 유입되는 출력을 전력계통으로 전달하는 DC/AC 인버터; 상기 DC/DC 컨버터 및 DC/AC 인버터를 제어하여, 계통 고장 발생시 계통주파수를 미리 정해진 값으로 제어 하면서 주파수 예비력을 발생시키는 제어부를 포함한다.The present invention has been made in order to solve the above problems, the present invention provides a system for operating reserve power supply of the power system linked to the renewable energy source, the energy storage device of the renewable energy source; A plurality of DC / DC converters connected in series / parallel with the energy storage device; A DC / AC inverter transferring an output flowing through the DC / C converter to a power system; And a controller for controlling the DC / DC converter and the DC / AC inverter to generate a frequency reserve while controlling a system frequency to a predetermined value when a system failure occurs.

여기서, 상기 에너지 저장장치는 배터리, 슈퍼 커패시터, 초전도 저장장치 중 어느 하나인 것이 바람직하고, 상기 제어부는 전압제어기, 전류 및 위상각 제어기 및 스위칭 제어기를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the energy storage device is preferably any one of a battery, a super capacitor, and a superconducting storage device, and the control unit preferably includes a voltage controller, a current and phase angle controller, and a switching controller.

또한, 상기 제어부는 상기 주파수 예비력 제어기, 전류 제어기 및 스위칭 제어기를 통하여 상기 DC/DC 컨버터를 제어하는 것이 바람직하고, 상기 제어부는 상기 전압 제어기, 전류 또는 위상각 제어기 및 스위칭 제어기를 통하여 상기 DC/AC 인버터를 제어하는 것이 바람직하다.The control unit may control the DC / DC converter through the frequency reserve power controller, the current controller, and the switching controller, and the control unit may control the DC / AC through the voltage controller, the current or phase angle controller, and the switching controller. It is desirable to control the inverter.

그리고, 본 발명은 신재생에너지의 전력계통 연계의 운전 예비력 운전방법에 있어서, (a) 시스템 대기 상태에서 계통고장이 발생 여부를 판단하는 단계; (b) 상기 계통고장이 발생시 에너지 저장장치를 이용하여 제1차 주파수 운전예비력 공급하는 단계; (c) 상기 계통고장이 제거 여부를 판단하는 단계; (d) 상기 계통고장이 제거된 경우, 상기 시스템 주파수의 회복 여부를 판단하는 단계; (e) 상기 시스템 주파수가 회복된 경우, 상기 에너지저장장치에 에너지를 충전하는 단계; 및 (f) 상기 충전이 완료여부를 판단하는 단계를 포함한다.In addition, the present invention provides a method for operating reserve power of a power system linkage of renewable energy, comprising: (a) determining whether a system failure occurs in a system standby state; (b) supplying a first frequency operating reserve by using an energy storage device when the system failure occurs; (c) determining whether the system failure is removed; (d) determining whether to recover the system frequency when the system fault is removed; (e) charging energy to the energy storage device when the system frequency is restored; And (f) determining whether the charging is completed.

더하여, 상기 (a) 단계에서 계통고장이 발생되지 않는 경우, 상기 시스템 대기 모드를 유지하는 것이 바람직하고, 상기 (c) 단계에서 계통고장이 제거되지 않은 경우, 상기 (b) 단계로 전환하는 것이 바람직하다.In addition, when the system failure does not occur in the step (a), it is preferable to maintain the system standby mode, and when the system failure is not eliminated in the step (c), switching to the step (b) desirable.

또한, 바람직하게는 상기 (d) 단계에서 상기 시스템 주파수 회복되지 않은 경우, 상기 (c) 단계로 전환하고, 상기 (c) 단계에서 계통고장이 제거되지 않은 경우, 상기 (b) 단계로 전환하는 것일 수 있고, 상기 (f) 단계에서 상기 충전이 완료된 경우 상기 시스템 대기 모드로 전환하고, 상기 충전이 완료되지 않은 경우, 상기 (e) 단계로 전환하는 것일 수 있다.In addition, if the system frequency is not recovered in the step (d), it is preferable to switch to the step (c), and when the system failure is not eliminated in the step (c), the step (b) is performed. When the charging is completed in the step (f), it may be switched to the system standby mode, and when the charging is not completed, it may be switched to the (e) step.

이와같은 본 발명을 제공하면, 첫째, 본 발명은 비교적 소용량의 에너지저장장치를 이용하여 신재생에너지전원의 연계용량을 증대시키거나, 계통의 주파수 안정도를 개선시킬 수 있고 둘째, 본 발명은 에너지저장장치의 충방전 횟수가 경감되어 저장장치의 교체 수명을 획기적으로 연장시킬 수 있다. When providing the present invention, first, the present invention can increase the associated capacity of the renewable energy power source using a relatively small capacity energy storage device, or improve the frequency stability of the system, and second, the present invention is energy storage The number of charge / discharge cycles of the device can be reduced, significantly extending the replacement life of the storage device.

셋째, 본 발명은 1차 운전 주파수 예비력 공급원으로서 에너지저장장치를 이용함으로써, 기존의 가스엔진 발전기 등의 추가건설을 대체할 수 있으므로, 비용 및 건설기간을 경감할 수 있고 넷째, 본 발명은 계통고장 시 신재생에너지전원 탈락에 의하여 부족한 1차 주파수 예비력을 공급함으로써, 신재생에너지전원의 연계용량을 효과적으로 증대시킬 수 있다.Third, the present invention can replace the additional construction of the existing gas engine generator, such as by using the energy storage device as a primary operating frequency reserve power supply source, can reduce the cost and construction period, and fourth, the present invention is a system failure By supplying insufficient primary frequency reserve by dropping of renewable energy sources, the combined capacity of renewable energy sources can be effectively increased.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 운전예비력을 공급할 때의 시스템 주파수의 변화를 나타낸 그래프이다. 발전량과 부하량의 차이는 계통 주파수의 변화를 가져온다. 따라서 풍력 발전의 출력 변동은 주파수 예비력의 공급을 필요로 한다. 주파수 예비력은 도 1에 나타낸 바와 같이 크게 3단계로 구성되는데 각각 15~30초 안에 자동적으로 투입되는 1차(Primary) 주파수 예비력과 전력계통운영자에 의하여 3~5분 안에 자동적으로 투입되는 2차(Secondary) 주파수 예비력, 그리고 전력계통운영자가 15분 안에 수동으로 투입하는 3차(Tertiary) 주파수 예비력이 있다. 1 is a graph showing a change in system frequency when supplying a general operating reserve force. Differences in power generation and loads result in changes in system frequency. Thus, fluctuations in the output of wind power require the supply of frequency reserves. The frequency reserve power is composed of three stages as shown in FIG. 1, the primary frequency reserve power automatically input in 15 to 30 seconds each and the secondary power automatically input in 3 to 5 minutes by the power system operator. Secondary frequency reserve, and Tertiary frequency reserve, which the power system operator manually inputs in 15 minutes.

도 2는 계통 고장 시 시스템 주파수의 변동을 나타낸 그래프이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 신재생에너지전원이 연계된 계통에 고장이 발생하면, 저전압에 의 해 신재생에너지전원들이 대거 계통으로부터 탈락을 하고, 계통주파수는 하락하게 된다. 이 때, 59.2Hz 미만이 되는 경우, 저주파 계전에 의해 계통 내의 일부 부하가 자동 탈락이 된다. 따라서 계통고장으로 탈락되더라도 주파수가 59.2Hz 이상을 유지할 수 있는 최대용량이 신재생에너지전원의 계통연계 한계용량이 된다.2 is a graph showing a change in system frequency when a system failure occurs. As shown in FIG. 2, when a failure occurs in a system to which a renewable energy source is linked, the renewable energy sources are largely eliminated from the system by a low voltage, and the system frequency decreases. At this time, when it becomes less than 59.2 Hz, some loads in the system are automatically dropped by the low frequency relay. Therefore, the maximum capacity that the frequency can maintain above 59.2Hz even if the system fails is the grid-connected limit capacity of the renewable energy power source.

이처럼 신재생에너지전원의 연계용량 증대를 위하여, 속응성이 빠른 1차 주파수 예비력 확보가 필요하므로, 본 발명에서는 에너지저장장치를 이용하여 1차 주파수 예비력을 공급하는 시스템과 그 제어 또는 운전방법을 제안하고자 한다. Thus, in order to increase the combined capacity of the renewable energy power source, it is necessary to secure a fast response frequency of the first frequency, the present invention proposes a system for supplying the primary frequency reserve by using an energy storage device and its control or operation method. I would like to.

도 3은 본 발명에서 제안하는 에너지저장장치(Energy Storage System:ESS)를 이용한 주파수예비력 공급시스템의 구성도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 시스템은 에너지저장장치(ESS:10), DC/DC 컨버터(20), DC/AC 인버터(30) 및 제어부(40)를 포함하여 구성한다.3 is a configuration diagram of a frequency reserve power supply system using an energy storage system (ESS) proposed in the present invention. As shown in FIG. 3, the system according to the present invention includes an energy storage device (ESS: 10), a DC / DC converter 20, a DC / AC inverter 30, and a controller 40.

에너지저장장치(ESS:10)는 한 개는 또는 여러 개를 병렬로 연결할 수 있으며, 에너지저장장치(ESS:10)의 낮은 전압의 직류출력은 DC/DC 컨버터(20)를 통하여 공통직류전압으로 승압되고, DC/AC 인버터(30)를 통하여 교류출력으로 변환된다. 연계변압기를 통하여 전력계통에 연계되어 운전된다. One or several energy storage devices (ESS: 10) can be connected in parallel, and the low voltage DC output of the energy storage device (ESS: 10) is connected to the common DC voltage through the DC / DC converter 20. The voltage is boosted and converted into an AC output through the DC / AC inverter 30. It is operated in connection with power system through the link transformer.

여기서 에너지저장장치는 다양한 종류의 에너지저장장치(예: 배터리, 수퍼 커패시터, 초전도저장장치 등)를 적용할 수 있으며, 신재생에너지전원의 연계용량 증대를 위한 수단뿐만 아니라, 계통의 동적인 안정도 개선을 위한 1차 운전 주파수 예비력 공급수단으로서 사용할 수 있다.Here, the energy storage device can be applied to various types of energy storage devices (eg, batteries, supercapacitors, superconducting storage devices, etc.) and improves the dynamic stability of the system as well as a means for increasing the combined capacity of new and renewable energy sources. It can be used as a primary operating frequency reserve power supply means for the.

DC/DC 컨버터(20)는 계통 고장 발생 시 계통주파수를 명령값으로 제어하면서 주파수 예비력을 발생하는 역할을 하며, 동시에 에너지저장장치의 낮은 전압을 공통직류단의 높은 전압으로 승압하는 역할을 한다. DC/AC 인버터(30)는 직류출력을 교류출력으로 변환시켜주면서, DC/DC 컨버터(20)를 통하여 전달된 에너지저장장치의 에너지를 전력계통으로 전달하는 역할을 한다. The DC / DC converter 20 serves to generate a frequency reserve while controlling the system frequency to a command value when a system failure occurs, and simultaneously boosts the low voltage of the energy storage device to the high voltage of the common direct current stage. The DC / AC inverter 30 converts a DC output into an AC output, and serves to transfer energy of the energy storage device transferred through the DC / DC converter 20 to the power system.

도 4는 제어부에 의한 DC/DC 컨버터를 제어하는 구성을 예시한 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 계통주파수의 명령값(fsys_ord)과 실제값(fsys)는 주파수는 예비력 제어기를 통하여 DC-DC 컨버터로 유입되는 직류전류의 명령값(idc_ord)을 출력하고, 이 값은 직류전류 실제값(idc)과 함께 전류제어기와 스위칭제어기를 통하여 DC-DC 컨버터의 스위칭 신호를 발생하여 DC-DC 컨버터가 운전된다.4 is a diagram illustrating a configuration of controlling a DC / DC converter by a controller. As shown in FIG. 4, the command value fsys_ord and the actual value fsys of the grid frequency output the command value idc_ord of the DC current flowing into the DC-DC converter through the reserve power controller. The DC-DC converter is operated by generating a switching signal of the DC-DC converter through the current controller and the switching controller together with the DC current actual value idc.

도 5는 제어부에 의한 DC/AC 인버터를 제어하는 구성을 예시한 도면이다. DC/AC 인버터(30)는 공통직류단의 전압(Vdc)를 일정한 값(Vdc_ord)가 되게 제어함으로써 DC/DC 컨버터(20)를 통해 공통직류단으로 유입되는 출력을 그대로 전력계통으로 전달하게 된다. 전압제어기는 직류단 전압 명령값(Vdc_ord)와 실제값(Vdc)를 입력받아 인버터의 출력전류 명령값 또는 인버터 출력전압위상각의 명령값을 출력한다.5 is a diagram illustrating a configuration of controlling a DC / AC inverter by a controller. The DC / AC inverter 30 controls the voltage Vdc of the common direct current stage to be a constant value Vdc_ord so that the output flowing into the common direct current stage through the DC / DC converter 20 is directly transmitted to the power system. . The voltage controller receives the DC voltage command value Vdc_ord and the actual value Vdc and outputs the output current command value of the inverter or the command value of the inverter output voltage phase angle.

이러한 출력값은 하위의 전류제어기 또는 위상각제어기와 스위칭 제어기를 통하여 DC/AC 인버터(30)를 구동하는 스위칭 신호를 발생한다. 여기서, 전압제어기 이하의 하위제어기로서 인버터 출력전류의 크기를 제어하는 전류제어기를 사용할 수도 있으며, 또는 인버터 출력전압의 위상각을 제어하는 위상각 제어기를 사용할 수도 있다. This output value generates a switching signal for driving the DC / AC inverter 30 through the lower current controller or phase angle controller and the switching controller. Here, a current controller for controlling the magnitude of the inverter output current may be used as a lower controller below the voltage controller, or a phase angle controller for controlling the phase angle of the inverter output voltage may be used.

이와 같이 본 발명은 계통 고장 발생하는 경우, 제어부(40)에 의해 특정 계통 주파수 명령값으로 제어하고 에너지 저장장치로부터 1차 주파수 운전예비력을 공급하게 함으로써, 신재생에너지전원의 연계용량을 증대시키거나, 계통의 주파수 안정도를 개선시킨다. 또한, 에너지저장장치의 충방전 횟수가 경감되어 저장장치의 교체 수명을 획기적으로 연장시킬 수 있다.As such, when the system failure occurs, the control unit 40 controls the specific system frequency command value and supplies the primary frequency operating reserve power from the energy storage device, thereby increasing the associated capacity of the renewable energy power source. To improve the frequency stability of the system. In addition, the number of charge / discharge cycles of the energy storage device can be reduced, thereby significantly extending the replacement life of the storage device.

도 6은 본 발명에 따른 운전 예비력 공급시스템에 의해 1차 예비력 보상에 의한 연계용량 증대를 그래프로 나타낸 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 계통고장으로 신재생에너지전원이 탈락되는 순간에 에너지저장장치를 이용하여 1차 주파수 예비력을 공급함으로써 계통주파수가 하락되는 정도를 완화시켜 신재생에너지전원의 연계용량 한계를 증대시키고자 한다. 6 is a graph showing the increase in the associated capacity by the first reserve power compensation by the driving reserve power supply system according to the present invention. As shown in FIG. 6, the present invention provides a primary frequency reserve by using an energy storage device at the moment when a renewable energy power source is dropped due to system failure, thereby alleviating the degree to which the system frequency falls. To increase the capacity limit.

즉, 약 15초에서 길게는 1분 이내의 시간동안만 과도적으로 전력을 공급하기 때문에 에너지저장장치의 용량을 상당히 줄일 수 있다. 예를 들어, 주파수 예비력으로서 1분 동안 약 60MW의 전력이 공급되어야 한다면, 저장장치가 이상적인 경우 1MWh 용량이면 된다. 또한, 파장이 큰 송전계통의 고장은 빈번하지 않으므로 (예> 2003년의 경우, 우리나라 55회), 이 모든 고장에 대해 신재생에너지전원이 매번 탈락한다하더라도, 저장장치의 필요한 충방전 횟수는 상시운전 시보다 현저히 줄어들기 때문에, 저장장치의 교체나 보수 비용이나 작업을 훨씬 경감할 수 있다.That is, the capacity of the energy storage device can be considerably reduced because the power is supplied transiently only for about 15 seconds to less than 1 minute. For example, if about 60 MW of power should be supplied for 1 minute as a frequency reserve, 1 MWh of capacity would be required if the storage is ideal. In addition, the failure of the transmission system with a large wavelength is not frequent (eg, 55 times in Korea in 2003). Therefore, even if a new renewable energy power source is dropped every time for all these failures, the required number of charge / discharge cycles of the storage device is always maintained. Significantly less than in operation, the cost of saving or replacing storage can be reduced.

도 7은 본 발명에 따른 신재생에너지원의 전력계통의 연계에 의한 운전 예비력을 공급하는 방법의 흐름도를 예시한 도면이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 운전 예비력 공급 시스템은 기동 후 상시 대기모드로 운전된다.(S100) 이 모드에서는 시 스템이 계통에 연계된 상태에서 출력이 0인 상태이며, 출력 지령이 있을 시, 항시 출력을 낼 수 있는 운전상태이다. 상시적으로 계통고장 여부를 감시 또는 판단하고(S110), 계통고장이 아닌 경우 시스템 대기 모드를 유지(S100)한다.7 is a diagram illustrating a flowchart of a method for supplying driving reserve power by linking a power system of a renewable energy source according to the present invention. As shown in Fig. 7, the operation reserve power supply system is operated in a standby mode at all times after starting. (S100) In this mode, the output is 0 while the system is connected to the grid, and when there is an output command, It is an operation state that can output. Always monitor or determine whether there is a system failure (S110), and maintains the system standby mode if it is not a system failure (S100).

계통고장여부를 판단하여 계통고장이 발생한 경우, 도 4 및 도 5에 나타난 제어부(40)의 제어에 따라 1차 주파수 운전예비력을 공급한다(S300). 그리고 지속적으로 계통고장 제거여부를 판별하며(S400), 계통고장이 제거되지 않은 경우는 다시 운전예비력 공급을 지속하고(S300), 계통고장이 제거된 경우, 주파수가 회복되었는지 여부(S500)를 판별한다. If the system failure is determined by determining whether the system failure, the primary frequency operation reserve power is supplied under the control of the control unit 40 shown in Figs. 4 and 5 (S300). And continuously determine whether the system failure is removed (S400), if the system failure is not removed, the operation reserve power supply is continued again (S300), if the system failure is removed, the frequency is recovered (S500) is determined do.

주파수가 회복될 때 까지 운전예비력 공급을 지속하고, 주파수가 회복되면, 방전된 에너지 저장장치 충전모드(S600)로 전환된다. 충전완료이 완료되었는지를 판별하여(S700), 충전이 완료되면, 시스템 대기 모드(S100)로 전환하게 된다.The operation reserve power supply is continued until the frequency is restored, and when the frequency is restored, the battery is switched to the discharged energy storage device charging mode (S600). It is determined whether the charging is completed (S700), and when the charging is completed, the system is switched to the standby mode (S100).

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described with respect to the specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone with it will know easily.

도 1은 일반적인 운전예비력을 공급할 때의 시스템 주파수의 변화를 나타낸 그래프,1 is a graph showing a change in system frequency when supplying a general operating reserve force;

도 2는 계통 고장시 시스템 주파수의 변동을 나타낸 그래프,2 is a graph showing a change in system frequency at the time of system failure;

도 3은 본 발명에서 제안하는 에너지저장장치(Energy Storage System:ESS)를 이용한 주파수예비력 공급시스템의 구성도,3 is a configuration diagram of a frequency reserve power supply system using an energy storage system (ESS) proposed in the present invention;

도 4는 제어부에 의한 DC/DC 컨버터를 제어하는 구성을 예시한 도면,4 is a diagram illustrating a configuration of controlling a DC / DC converter by a controller;

도 5는 제어부에 의한 DC/AC 인버터를 제어하는 구성을 예시한 도면,5 is a diagram illustrating a configuration of controlling a DC / AC inverter by a controller;

도 6은 본 발명에 따른 운전 예비력 공급시스템에 의해 1차 예비력 보상에 의한 연계용량 증대를 그래프로 나타낸 도면,6 is a graph showing the increase in the associated capacity by the first reserve power compensation by the driving reserve power supply system according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 신재생에너지원의 전력계통의 연계에 의한 운전 예비력을 공급하는 방법의 흐름도를 예시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a flowchart of a method for supplying driving reserve power by linking a power system of a renewable energy source according to the present invention.

Claims (10)

신재생에너지원의 전력계통 연계의 운전예비력 공급시스템에 있어서,In operation reserve power supply system of power system linkage of renewable energy source, 신재생에너지원의 에너지 저장장치;Energy storage device of renewable energy source; 상기 에너지 저장장치와 직/병렬로 연결된 복수개의 DC/DC 컨버터;A plurality of DC / DC converters connected in series / parallel with the energy storage device; 상기 DC/C 컨버터를 통해 유입되는 출력을 전력계통으로 전달하는 DC/AC 인버터;A DC / AC inverter transferring an output flowing through the DC / C converter to a power system; 상기 DC/DC 컨버터 및 DC/AC 인버터를 제어하여, 계통 고장 발생시 계통주파수를 미리 정해진 값으로 제어 하면서 주파수 예비력을 발생시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전예비력 공급시스템.And a controller for controlling the DC / DC converter and the DC / AC inverter to generate a frequency reserve while controlling a system frequency to a predetermined value when a system failure occurs. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에너지 저장장치는 배터리, 슈퍼 커패시터, 초전도 저장장치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 운전 예비력 공급시스템.The energy storage device is a driving reserve power supply system, characterized in that any one of a battery, a super capacitor, a superconducting storage device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 전압제어기, 주파수 예비력 제어기, 전류 또는 위상각 제어기 및 스위칭 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 예비력 공급시스템.And the control unit includes a voltage controller, a frequency reserve force controller, a current or phase angle controller, and a switching controller. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제어부는 상기 주파수 예비력 제어기, 전류 제어기 및 스위칭 제어기를 통하여 상기 DC/DC 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 운전 예비력 공급시스템.And the control unit controls the DC / DC converter through the frequency reserve power controller, the current controller, and the switching controller. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제어부는 상기 전압 제어기, 전류 또는 위상각 제어기 및 스위칭 제어기를 통하여 상기 DC/AC 인버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 운전 예비력 공급시스템.And the control unit controls the DC / AC inverter through the voltage controller, the current or phase angle controller, and the switching controller. 신재생에너지의 계통 연계 발전의 운전 예비력 운전방법에 있어서,In the operation reserve power operation method of grid-linked generation of renewable energy, (a) 시스템 대기 상태에서 계통고장이 발생 여부를 판단하는 단계;(a) determining whether a system failure occurs in the system standby state; (b) 상기 계통고장이 발생시 에너지 저장장치를 이용하여 제1차 주파수 운전예비력 공급하는 단계;(b) supplying a first frequency operating reserve by using an energy storage device when the system failure occurs; (c) 상기 계통고장이 제거 여부를 판단하는 단계;(c) determining whether the system failure is removed; (d) 상기 계통고장이 제거된 경우, 상기 시스템 주파수의 회복 여부를 판단 하는 단계;(d) determining whether to recover the system frequency when the system fault is removed; (e) 상기 시스템 주파수가 회복된 경우, 상기 에너지저장장치에 에너지를 충전하는 단계;(e) charging energy to the energy storage device when the system frequency is restored; (f) 상기 충전이 완료여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 예비력 운전방법.(f) determining whether the charging is completed. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 (a) 단계에서 계통고장이 발생되지 않는 경우, 상기 시스템 대기 모드를 유지하는 것을 특징으로 하는 운전 예비력 운전방법.When the system failure does not occur in the step (a), the operation reserve power operating method, characterized in that for maintaining the system standby mode. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 (c) 단계에서 계통고장이 제거되지 않은 경우, 상기 (b) 단계로 전환하는 것을 특징으로 하는 운전 예비력 운전방법.If the system failure is not eliminated in the step (c), the operation reserve power operating method, characterized in that switching to the step (b). 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 (d) 단계에서 상기 시스템 주파수 회복되지 않은 경우, 상기 (c) 단계로 전환하고, 상기 (c) 단계에서 계통고장이 제거되지 않은 경우, 상기 (b) 단계로 전환하는 것을 특징으로 하는 운전 예비력 운전방법.If the system frequency is not recovered in the step (d), switch to the step (c), and if the system failure is not removed in the step (c), the operation characterized in that the step (b) How to operate reserve power. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 (f) 단계에서 상기 충전이 완료된 경우 상기 시스템 대기 모드로 전환하고, 상기 충전이 완료되지 않은 경우, 상기 (e) 단계로 전환하는 것을 특징으로 하는 운전 예비력 운전방법.In step (f), when the charging is completed, the system standby mode, and if the charging is not completed, the operation reserve power operation method, characterized in that to switch to the step (e).
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