KR20140009776A - Energy storage system, and method of controlling energy storage system - Google Patents

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Abstract

An energy storage system (ESS) comprises a battery management system for controlling the charge or discharge of a battery, a bidirectional converter for supplying direct current energy to the battery through the battery management system or receiving the direct current energy stored in the battery through the battery management system, and an ESS controller for responding to real time power price information transmitted from a smart meter to control an operation of the battery management system and an operation of the bidirectional converter. The ESS controller controls the battery management system and the bidirectional converter when the real time power price information is higher than reference power price information so that the direct current energy stored in the battery can be converted to alternating current energy to be supplied to a load, and controls the battery management system and the bidirectional converter when the real time power price information is lower than or equal to the reference power price information so that the power system alternating energy can be converted to the direct current energy to be stored in the battery. [Reference numerals] (100) Power exchange; (105) Smart meter; (200) Energy storage system; (205) ESS controller; (215) Battery; (220) Bidirectional converter; (225) Converter controller; (230) DC/DC converter; (235) New and renewable energy input unit; (240) AC/DC converter; (245) Power input unit; (250) DC/AC inverter; (300) New and renewable energy generation device; (305) Power system; (400) Load

Description

에너지 저장 시스템,및 에너지 저장 시스템의 제어 방법{Energy storage system, and method of controlling energy storage system}Energy storage system, and method of controlling energy storage system

본 발명은 에너지 저장 시스템(ESS, energy storage system) 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스마트 미터를 이용하는 에너지 저장 시스템, 및 상기 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage system (ESS) technology, and more particularly, to an energy storage system using a smart meter, and a control method of the energy storage system.

인류의 산업화는 에너지 소비 증가에 따른 에너지 확보에 어려움을 겪게 하였으며 지구 온난화의 주범인 CO2의 과다한 배출을 가져왔다. 이러한 에너지 확보의 위기와 지구 온난화라는 중대한 문제를 해결할 수 있는 에너지 절약형 전력망이 스마트 그리드(smart grid)이다. 스마트 그리드는 에너지 효율 향상 등으로 인해 에너지 낭비를 절감하고 신재생 에너지에 바탕을 둔 분산전원 활성화를 통해 에너지 해외 의존도 감소 및 기존의 발전설비에 들어가는 화석 연료 사용 절감을 통한 온실 가스 감소 효과를 불러온다. 또한 스마트 그리드는 환경과의 조화를 통한 지속적인 경제발전 시스템 역할을 수행할 수 있다.The industrialization of mankind has made it difficult to secure energy as energy consumption increases, resulting in excessive emissions of CO 2 , the main culprit of global warming. The smart grid is an energy-saving power grid that can solve the critical problem of energy security crisis and global warming. Smart Grid reduces energy waste due to improved energy efficiency and activates distributed power supply based on renewable energy, thereby reducing the dependence on overseas energy and reducing the use of greenhouse gases by reducing the use of fossil fuels in existing power generation facilities. . In addition, the smart grid can serve as a sustainable economic development system in harmony with the environment.

스마트 그리드의 주요기술은 사용자 전력관리를 위해 스마트 미터(Smart Meter), 스마트빌딩(Smart Building), 스마트 가전제품(Smart Appliance), 또는 수요자 전압조절(Consumer Voltage Regulation) 등이 있다.The main technologies of the smart grid include smart meters, smart buildings, smart appliances, or consumer voltage regulation for user power management.

신재생 에너지의 보급과 함께 스마트 그리드의 핵심으로 전력의 저장 및 품질, 그리고 에너지 사용의 효율을 극대화시킬 수 있는 에너지 저장 시스템(ESS)에 대한 관심이 증가하고 있다. 에너지 저장 시스템(ESS)은 남는 전력(남는 에너지)을 필요한 때와 장소에 공급하기 위해 전력계통(grid)에 저장하는 기술로서 전력의 품질과 효율성을 최적화할 수 있는 시스템을 말한다. 즉, 에너지 저장 시스템(ESS)은 발전소에서 생산한 전력을 가정 또는 공장 등에 바로 전달하지 않고 2차 전지에 저장한 후 전력이 가장 필요한 시기와 장소에 전송하여 에너지 효율을 높이는 시스템일 수 있다.With the spread of renewable energy, there is a growing interest in energy storage systems (ESS), which can maximize the storage and quality of power and the efficiency of energy use as the core of the smart grid. Energy storage system (ESS) is a technology that stores the remaining power (remaining energy) in the grid to supply when and where it is needed, a system that can optimize the quality and efficiency of power. That is, the energy storage system (ESS) may be a system that improves energy efficiency by storing power in a secondary battery instead of delivering power generated at a power plant to a home or a factory, and then transmitting the power to the most necessary time and place.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 스마트 미터의 실시간 전력 가격 정보를 이용하는 에너지 저장 시스템, 및 상기 에너지 저장 시스템의 제어 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an energy storage system using real-time power price information of a smart meter, and a control method of the energy storage system.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(ESS)은, 배터리의 충전 또는 방전을 제어하는 배터리 관리 장치(battery management system); 상기 배터리 관리 장치를 통해 상기 배터리에 직류 에너지를 공급하거나 또는 상기 배터리에 저장된 직류 에너지를 상기 배터리 관리 장치를 통해 제공받는 양방향 컨버터; 및 스마트 미터로부터 전달되는 실시간 전력 가격 정보에 응답하여 상기 배터리 관리 장치의 동작 및 상기 양방향 컨버터의 동작을 제어하는 ESS(energy storage system) 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 상기 ESS 컨트롤러는 상기 실시간 전력 가격 정보가 기준 전력 가격 정보보다 높을 때 상기 배터리 관리 장치 및 상기 양방향 컨버터를 제어하여 상기 배터리에 저장된 직류 에너지를 교류 에너지로 변환하여 부하에 제공하도록 제어하고, 상기 실시간 전력 가격 정보가 상기 기준 전력 가격 정보보다 낮거나 같을 때 상기 배터리 관리 장치 및 상기 양방향 컨버터를 제어하여 전력 계통의 교류 에너지를 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리에 저장하도록 제어할 수 있다.In order to achieve the above technical problem, an energy storage system (ESS) according to an embodiment of the present invention, a battery management system (battery management system) for controlling the charging or discharging of the battery; A bidirectional converter configured to supply DC energy to the battery through the battery management device or receive DC energy stored in the battery through the battery management device; And an energy storage system (ESS) controller for controlling the operation of the battery management device and the operation of the bidirectional converter in response to the real-time power price information transmitted from the smart meter, wherein the ESS controller includes the real-time power price information. Is higher than reference power price information to control the battery management device and the bidirectional converter to convert the DC energy stored in the battery into AC energy to provide to the load, the real-time power price information is more than the reference power price information When low or equal, the battery management apparatus and the bidirectional converter may be controlled to convert AC energy of a power system into DC energy and store the same in the battery.

상기 ESS 컨트롤러는, 상기 배터리 관리 장치 및 상기 양방향 컨버터가 신재생 에너지 발전장치로부터 발생되는 직류 에너지를 상기 배터리의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리에 저장하도록 제어할 수 있다.The ESS controller may control the battery management apparatus and the bidirectional converter to convert DC energy generated from the renewable energy generator into DC energy corresponding to the storage voltage level of the battery and store the DC energy in the battery.

상기 양방향 컨버터는, 상기 신재생 에너지 발전장치로부터 입력되는 직류 에너지를 상기 배터리의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리 관리 장치를 통해 상기 배터리에 제공하는 DC/DC 컨버터; 상기 전력 계통으로부터 입력되는 교류 에너지를 상기 배터리의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리 관리 장치를 통해 상기 배터리에 제공하는 AC/DC 컨버터; 상기 배터리에 저장된 직류 에너지를 교류 에너지로 변환하여 상기 부하에 제공하는 DC/AC 인버터; 및 상기 ESS 컨트롤러의 제어 신호에 응답하여, 상기 DC/DC 컨버터의 동작, 상기 AC/DC 컨버터의 동작, 및 상기 DC/AC 인버터의 동작을 제어하는 컨버터 컨트롤러를 포함할 수 있다.The bidirectional converter may include a DC / DC converter for converting DC energy input from the renewable energy generator into DC energy corresponding to a storage voltage level of the battery and providing the DC energy to the battery through the battery management device; An AC / DC converter converting AC energy input from the power system into DC energy corresponding to a storage voltage level of the battery and providing the same to the battery through the battery management device; A DC / AC inverter converting direct current energy stored in the battery into alternating energy and providing the load to the load; And a converter controller controlling an operation of the DC / DC converter, an operation of the AC / DC converter, and an operation of the DC / AC inverter in response to a control signal of the ESS controller.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(ESS)의 제어 방법은, (a) 상기 에너지 저장 시스템에 포함된 ESS 컨트롤러가 스마트 미터로부터 실시간 전력 가격 정보를 수신하는 단계; (b) 상기 ESS 컨트롤러가 상기 수신된 실시간 전력 가격 정보와 상기 ESS 컨트롤러에 저장된 기준 전력 가격 정보를 비교하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 비교 결과에 따라 상기 수신된 실시간 전력 가격 정보가 상기 기준 전력 가격 정보보다 높을 때, 상기 ESS 컨트롤러가 상기 에너지 저장 시스템에 각각 포함된 배터리 관리 장치 및 양방향 컨버터를 제어하여 배터리에 저장된 직류 에너지를 교류 에너지로 변환하여 부하에 제공하도록 제어하는 단계; 및 (d) 상기 (b) 단계의 비교 결과에 따라 상기 수신된 실시간 전력 가격 정보가 상기 기준 전력 가격 정보보다 낮거나 같을 때, 상기 ESS 컨트롤러가 상기 에너지 저장 시스템의 배터리 관리 장치 및 양방향 컨버터를 제어하여 전력 계통의 교류 에너지를 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리에 저장하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In order to achieve the above technical problem, the control method of the energy storage system (ESS) according to an embodiment of the present invention, (a) the step of receiving the real-time power price information from the smart meter ESS controller included in the energy storage system ; (b) the ESS controller comparing the received real-time power price information with reference power price information stored in the ESS controller; (c) when the received real-time power price information is higher than the reference power price information according to the comparison result of step (b), the ESS controller controls the battery management device and the bidirectional converter respectively included in the energy storage system. Controlling to convert the DC energy stored in the battery into AC energy to provide the load to the load; And (d) when the received real-time power price information is lower than or equal to the reference power price information according to the comparison result of step (b), the ESS controller controls the battery management device and the bidirectional converter of the energy storage system. And converting the AC energy of the power system into DC energy to store the same in the battery.

상기 에너지 저장 시스템의 제어 방법은, (e) 상기 ESS 컨트롤러가, 상기 배터리 관리 장치 및 상기 양방향 컨버터가 신재생 에너지 발전장치로부터 발생되는 직류 에너지를 상기 배터리의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리에 저장하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the control method of the energy storage system, (e) the ESS controller, the battery management device and the bidirectional converter converts the direct current energy generated from the renewable energy generator into a direct current energy corresponding to the storage voltage level of the battery. The method may further include controlling to store the battery in the battery.

본 발명에 따른 에너지 저장 시스템, 및 에너지 저장 시스템의 제어 방법은, 스마트 미터로부터 전송되는 실시간 전력 가격 정보를 분석하여 전력 가격 정보가 상대적으로 비쌀 때(예를 들어, 전력 가격이 상대적으로 고가이고 전력 사용량이 많은 주간(낮)의 전력 사용량 피크(peak) 시간대에) 시스템에 포함된 배터리의 저장된 전기 에너지(직류 에너지)를 부하(load)가 사용하도록 제어하고 전력 가격 정보가 상대적으로 쌀 때(예를 들어, 전력 가격이 상대적으로 저가이고 전력 사용량이 적은 야간 시간대(심야 시간대)에) 배터리에 전력 계통의 전기 에너지를 저장하도록 제어할 수 있다. 따라서 본 발명은 배터리의 전력을 적은 비용(전기요금)으로 효율적으로 사용되도록 관리하여 배터리의 활용성을 높일 수 있고, 심야 시간대에 남는 전력(잉여 전력)을 배터리에 저장하고 낮 시간대에 배터리에 저장된 에너지를 예를 들어 주택에서 사용되는 부하에 공급할 수 있으므로 발전소의 전력 공급과, 전력 수요 사이의 불균형을 해소시킬 수 있고 전력 공급과 전력 수요 사이의 불균형 해소에 의해 전력 계통의 전력 품질을 개선시키고 신규 발전 시설의 추가 투자비용을 절감시키며 이산화탄소 등 유해물질 배출량을 감소시킬 수 있다.The energy storage system and the control method of the energy storage system according to the present invention analyze real-time power price information transmitted from a smart meter, when the power price information is relatively expensive (for example, the power price is relatively expensive and power During peak daytime power usage peak hours, when the load controls the stored electrical energy (direct current) of the batteries included in the system and the power price information is relatively low (eg For example, it can be controlled to store the electrical energy of the power system in the battery at night time (night time zone) when the power price is relatively low and power consumption is low. Therefore, the present invention can manage the power of the battery to be efficiently used at a low cost (electric charge) to increase the utility of the battery, and store the power (surplus power) remaining in the late night time in the battery and stored in the battery during the day time Energy can be supplied to loads used in homes, for example, to reduce the imbalance between the power supply of the power plant and the demand for electricity, and to improve the power quality of the power system and to reduce the imbalance between the power supply and the demand for electricity. It can reduce the additional investment cost of power generation facilities and reduce the emission of harmful substances such as carbon dioxide.

또한 본 발명은 신재생 에너지원(renewable energy source)에서 발생되는 전기 에너지를 내장된 배터리에 저장(충전)시킬 수 있으므로, 본 발명은 전력 사용량 피크 시간대에 전력 공급원으로 사용될 수 있다.In addition, the present invention can store (charge) the electric energy generated from the renewable energy source (renewable energy source) in the built-in battery, the present invention can be used as a power supply source during peak hours of power usage.

본 발명에 따른 에너지 저장 시스템, 및 에너지 저장 시스템의 제어 방법은, 시스템에 내장된 배터리로서 기존의 납축전지를 이용하지 않고 리튬 이온 전지 팩(pack)을 이용하므로 에너지 효율(에너지 저장 효율 또는 충전 및 방전 효율)을 증가시킬 수 있다.The energy storage system and control method of the energy storage system according to the present invention use a lithium ion battery pack instead of a conventional lead acid battery as a battery built in the system, and thus energy efficiency (energy storage efficiency or charging and Discharge efficiency) can be increased.

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(200)을 나타내는 블락 다이어그램(block diagram)이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(500)을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법(600)을 나타내는 흐름도(flow chart)이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a more complete understanding of the drawings used in the detailed description of the present invention, a brief description of each drawing is provided.
1 is a block diagram illustrating an energy storage system 200 according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an energy storage system 500 according to another embodiment of the present invention.
3 is a flow chart illustrating a control method 600 of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.

본 발명 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a better understanding of the present invention and the objects attained by the practice of the invention, reference should be made to the accompanying drawings, which illustrate embodiments of the invention, and to the description in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(200)을 나타내는 블락 다이어그램(block diagram)이다.1 is a block diagram illustrating an energy storage system 200 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 에너지 저장 시스템(200)은, ESS 컨트롤러(energy storage system controller)(205), 배터리 관리 장치(BMS, battery management system)(210), 및 양방향 컨버터(duplex converter)(220)를 포함한다. 에너지 저장 시스템(200)은 예를 들어 스마트 그리드 기반 일반 가정용 10KW급 소형 에너지 저장 시스템일 수 있다.Referring to FIG. 1, the energy storage system 200 may include an ESS controller 205, a battery management system (BMS) 210, and a duplex converter 220. It includes. The energy storage system 200 may be, for example, a smart grid-based general household 10KW-class small energy storage system.

배터리 관리 장치(BMS)(210)는 전기 에너지인 직류 에너지(직류 전력)를 저장하는 배터리(215)를 포함하고, 배터리(215)의 충전 또는 방전을 제어한다. 배터리(215)는 다수의 배터리 셀들(battery cells)을 포함하는 배터리 모듈(module)(배터리 팩(pack))일 수 있다. 상기 배터리 모듈은 예를 들어 리튬 이온 전지 팩(Li-ion battery pack)일 수 있다. 2차전지인 리튬 이온 전지는 에너지 밀도(에너지 저장 밀도)가 높아 에너지 저장 효율(에너지 변환 효율)이 높고, 사용하지 않을 때 자연방전이 일어나는 정도가 작으며 메모리 효과가 없을 수 있다. 또한 리튬 이온 전지는 내장된 전극의 유연성이 커서 곡면에 장착하거나 여유 공간의 활용이 가능하도록 형상을 다양하게 할 수 있으므로, 리튬 이온 전지로 구현되는 배터리 모듈을 포함하는 본 발명은 중형 50KW급 농업용 자동차(농업용 전기 자동차), 중형 50KW급 소형 자동차(소형 전기 자동차), 또는 전기 오토바이와 같은 다양한 분야에 적용될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 배터리 모듈은 스티커(sticker) 형식의 리튬 이온 전지 팩이 사용될 수 있다. 스티커 형식의 리튬 이온 전지 팩은 리튬 전지 내부의 가스를 방출하여 리튬의 폭발을 방지할 수 있어 대용량의 모듈(대형 셀들)로 사용될 수 있으므로, 본 발명의 에너지 저장 시스템은 많은 전력을 사용하는 큰 부하를 가지는 아파트에 적용(설치)될 수 있다.The battery management device (BMS) 210 includes a battery 215 that stores direct current energy (direct current power), which is electrical energy, and controls charging or discharging of the battery 215. The battery 215 may be a battery module (battery pack) that includes a plurality of battery cells. The battery module may be, for example, a lithium ion battery pack. Lithium ion batteries, which are secondary batteries, have a high energy density (energy storage density), have high energy storage efficiency (energy conversion efficiency), have a small natural discharge when not in use, and have no memory effect. In addition, the lithium ion battery has a high flexibility of the built-in electrode can be mounted on a curved surface or the shape can be varied to enable the use of the free space, the present invention including a battery module implemented as a lithium ion battery is a medium-sized 50KW agricultural vehicle It can be applied to various fields such as (agricultural electric vehicle), small 50KW class small vehicle (small electric vehicle), or electric motorcycle. In another embodiment of the present invention, the battery module may be a sticker type lithium ion battery pack. The sticker type lithium ion battery pack can release the gas inside the lithium battery to prevent lithium explosion and thus can be used as a large-capacity module (large cells). Therefore, the energy storage system of the present invention uses a large load that uses a lot of power. It can be applied (installed) to the apartment having.

배터리 관리 장치(BMS)(210)는 각각 서로 다른 특성을 가질 수 있는 배터리 셀들을 조절하는 장치로서, 배터리 셀들의 보호 제어 기능, 배터리 셀들의 수명 예측 제어 기능, 또는 배터리 충전 및 방전 제어 기능 등을 수행하고, 배터리 셀들이 최대의 성능을 나타내면서 안전하게 사용될 수 있도록 배터리 셀들을 제어(조절)하는 장치일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 배터리(215)는 배터리 관리 장치(BMS)(210)의 외부에 배치될 수도 있다.The battery management device (BMS) 210 is a device for adjusting battery cells that may have different characteristics, and the battery management device (BMS) 210 may be a protection control function of the battery cells, a life prediction control function of the battery cells, or a battery charge and discharge control function. And a device that controls (adjusts) the battery cells so that they can be used safely while exhibiting maximum performance. In another embodiment of the present invention, the battery 215 may be disposed outside the battery management device (BMS) 210.

양방향 컨버터(220)는 배터리 관리 장치(BMS)(210)를 통해 배터리(215)에 전기 에너지인 직류 에너지를 공급하거나(저장시키거나), 또는 배터리(215)에 저장된 직류 에너지를 배터리 관리 장치(BMS)(210)를 통해 제공받는다.The bidirectional converter 220 supplies (stores) direct current energy, which is electrical energy, to the battery 215 through the battery management device (BMS) 210, or converts the direct current energy stored in the battery 215 into a battery management device ( BMS) 210 is provided through.

ESS(energy storage system) 컨트롤러(205)는 스마트 미터(105)로부터 예를 들어 무선 통신망을 통해 전달되는 실시간 전력 가격 정보(시간대별 전기 요금 정보)에 응답하여 배터리 관리 장치(BMS)(210)의 동작 및 양방향 컨버터(222)의 동작을 제어한다.The energy storage system (ESS) controller 205 of the battery management device (BMS) 210 in response to the real-time power price information (hourly electricity bill information) transmitted from the smart meter 105, for example, via a wireless communication network. Control the operation of the bi-directional converter 222.

ESS 컨트롤러(205)는 스마트 미터(105)의 실시간 전력 가격 정보와 기준 전력 가격 정보(예를 들어, 주택용(일반용)의 경우 시간당 80원/KWh)를 비교하여 스마트 미터(105)의 실시간 전력 가격 정보가 기준 전력 가격 정보보다 높을 때 배터리 관리 장치(BMS)(210) 및 양방향 컨버터(220)를 제어하여 배터리(215)에 저장된 직류 에너지를 교류 에너지로 변환하여 부하(load)(400)에 제공하도록 제어하고, 스마트 미터(105)의 실시간 전력 가격 정보가 상기 기준 전력 가격 정보보다 낮거나 같을 때 배터리 관리 장치(BMS)(210) 및 양방향 컨버터(220)를 제어하여 전력 계통(305)의 전기 에너지인 교류 에너지를 직류 에너지로 변환하여 배터리(215)에 저장하도록 제어한다. 상기 기준 전력 가격 정보는 ESS 컨트롤러(205)의 저장부(미도시)에 저장될 수 있다. 전력 계통(305)은 발전소, 변전소, 및 송전선 등을 포함한다.The ESS controller 205 compares the real-time power price information of the smart meter 105 with the reference power price information (for example, 80 won / KWh per hour in the case of residential use (general use)), thereby real-time power price of the smart meter 105. When the information is higher than the reference power price information, the battery management device (BMS) 210 and the bi-directional converter 220 is controlled to convert the direct current energy stored in the battery 215 into alternating current energy and provide it to the load 400. Control the battery management device (BMS) 210 and the bidirectional converter 220 when the real-time power price information of the smart meter 105 is lower than or equal to the reference power price information. AC energy, which is energy, is converted into DC energy and controlled to be stored in the battery 215. The reference power price information may be stored in a storage unit (not shown) of the ESS controller 205. The power system 305 includes a power plant, a substation, a power transmission line, and the like.

ESS 컨트롤러(205)는, 배터리 관리 장치(BMS)(210) 및 양방향 컨버터(220)가 신재생 에너지 발전장치(300)로부터 발생되는 전기 에너지인 직류 에너지를 변환하여 배터리(215)의 저장 전압 레벨(level)(예를 들어, 12(volt) 또는 100(volt) 직류 전압)에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 배터리 관리 장치(BMS)(210)의 배터리(215)에 저장하도록 제어할 수 있다. ESS 컨트롤러(205)는 배터리 관리 장치(BMS)(210), 및 양방향 컨버터(220)의 전체적인 동작을 제어한다.ESS controller 205, the battery management device (BMS) 210 and the bi-directional converter 220 converts direct current energy, which is electrical energy generated from the renewable energy generator 300, the storage voltage level of the battery 215 It may be controlled to be converted into DC energy corresponding to a level (eg, 12 (volt) or 100 (volt) DC voltage) and stored in the battery 215 of the battery management device (BMS) 210. The ESS controller 205 controls the overall operation of the battery management device (BMS) 210 and the bidirectional converter 220.

양방향 컨버터(220)는, 컨버터 컨트롤러(inverter controller)(225), DC(direct current)/DC 컨버터(230), 신재생 에너지 입력부(235), AC(alternating current)/DC 컨버터(240), 전력 입력부(245), 및 DC/AC 인버터(250)를 포함한다. 양방향 컨버터(220)는 양방향 인버터로도 언급될 수 있다.The bidirectional converter 220 includes a converter controller 225, a direct current (DC) / DC converter 230, a renewable energy input unit 235, an alternating current / DC converter 240, power An input unit 245 and a DC / AC inverter 250. The bidirectional converter 220 may also be referred to as a bidirectional inverter.

DC/DC 컨버터(230)는 신재생 에너지 발전장치(300)로부터 신재생 에너지 입력부(235)를 통해 입력되는 직류 에너지를 배터리(215)의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 배터리 관리 장치(BMS)(210)를 통해 배터리(215)에 제공한다(저장시킨다). 즉, DC/DC 컨버터(230)는 신재생 에너지 발전장치(300)의 직류 전압을 배터리(215)의 저장 전압으로 변환한다.The DC / DC converter 230 converts the DC energy input from the renewable energy generator 300 through the renewable energy input unit 235 into DC energy corresponding to the storage voltage level of the battery 215 to manage the battery. (BMS) 210 to the battery 215 (stored). That is, the DC / DC converter 230 converts the DC voltage of the renewable energy generator 300 into the storage voltage of the battery 215.

AC/DC 컨버터(240)는 전력 계통(305)으로부터 전력 입력부(245)를 통해 입력되는 교류 에너지를 배터리(215)의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 배터리 관리 장치(BMS)(210)를 통해 배터리(215)에 제공한다(저장시킨다).The AC / DC converter 240 converts AC energy input from the power system 305 through the power input unit 245 into DC energy corresponding to the storage voltage level of the battery 215, thereby managing a battery management device (BMS) 210. ) To the battery 215 (stored).

DC/AC 인버터(250)는 배터리(215)에 저장된 직류 에너지를 교류 에너지로 변환하여 부하(400)에 제공한다. 부하(400)는 예를 들어 일반 주택에서 사용되고 전기 에너지를 소비하는 냉장고와 같은 가정용 부하일 수 있다. 부하(400)가 에너지 저장 시스템(200)의 배터리(215)에 저장된 전기 에너지를 사용하지 않는 경우 부하는 전력 계통(305)의 전기 에너지를 선택적으로 사용할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, DC/AC 인버터(250)는, 배터리(215)에 저장된 에너지의 판매(방전)를 위해, 배터리(215)에 저장된 직류 에너지를 교류 에너지로 변환하여 상기 변환된 에너지를 스마트 그리드에 포함되는 전력 계통(305)에 제공할 수도 있다.The DC / AC inverter 250 converts the direct current energy stored in the battery 215 into alternating current energy and provides it to the load 400. The load 400 may be, for example, a household load such as a refrigerator used in a general house and consuming electrical energy. When the load 400 does not use the electrical energy stored in the battery 215 of the energy storage system 200, the load may selectively use the electrical energy of the power system 305. In another embodiment of the present invention, the DC / AC inverter 250 converts the DC energy stored in the battery 215 into alternating current energy for sale (discharge) of the energy stored in the battery 215. Energy may be provided to the power system 305 included in the smart grid.

컨버터 컨트롤러(225)는 ESS 컨트롤러(205)의 제어 신호에 응답하여, DC/DC 컨버터(230)의 동작(전체적인 동작), AC/DC 컨버터(240)의 동작, DC/AC 인버터(250)의 동작, 신재생 에너지 입력부(235)의 동작, 및 전력 입력부(245)의 동작을 제어한다.The converter controller 225 responds to the control signal of the ESS controller 205 to operate the DC / DC converter 230 (total operation), operate the AC / DC converter 240, or operate the DC / AC inverter 250. The operation, the operation of the renewable energy input unit 235, and the operation of the power input unit 245 are controlled.

신재생 에너지 입력부(235)는 DC/DC 컨버터(230) 및 AC/DC 컨버터(240)가 동시에 동작하여 배터리(215)에 동시에 전력이 전달(저장)되지 않도록 신재생 에너지 발전 장치(300)로부터 입력되는 직류 에너지를 일시적으로 저장(보유)하는 기능(역할)을 수행할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 전술한 신재생 에너지 입력부(235)의 기능은 DC/DC 컨버터(230)의 기능에 포함될 수 있으므로, 신재생 에너지 입력부(235)는 다른 실시예에서 제거(생략)될 수 있다.The renewable energy input unit 235 is operated from the renewable energy generation device 300 such that the DC / DC converter 230 and the AC / DC converter 240 operate simultaneously to prevent power from being transferred (stored) to the battery 215 at the same time. A function (role) of temporarily storing (holding) input DC energy may be performed. In another embodiment of the present invention, since the function of the renewable energy input unit 235 described above may be included in the function of the DC / DC converter 230, the renewable energy input unit 235 is removed in other embodiments (omitted). Can be

전력 입력부(245)는 DC/DC 컨버터(230) 및 AC/DC 컨버터(240)가 동시에 동작하여 배터리(215)에 동시에 전력이 전달되지 않도록 전력 계통(305)으로부터 입력되는 교류 에너지를 일시적으로 저장(보유)하는 기능(역할)을 수행할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 전술한 전력 입력부(245)의 기능은 AC/DC 컨버터(240)의 기능에 포함될 수 있으므로, 전력 입력부(245)는 다른 실시예에서 제거(생략)될 수 있다.The power input unit 245 temporarily stores the AC energy input from the power system 305 so that the DC / DC converter 230 and the AC / DC converter 240 operate simultaneously to prevent power from being simultaneously delivered to the battery 215. It can perform a function (role). In another embodiment of the present invention, since the function of the power input unit 245 described above may be included in the function of the AC / DC converter 240, the power input unit 245 may be removed (omitted) in another embodiment. .

스마트 미터(smart meter)(또는 스마트 미터기)(105)는 전력 거래소(100)(또는 전력 거래소(100)의 서버(server)) 또는 전력 회사(또는 전력 회사의 서버)로부터 통신망(유선 통신망 또는 무선 통신망)을 통해 실시간 전력 가격 정보를 수신하여 에너지 저장 시스템(200)의 ESS 컨트롤러(205)로 전달(전송)할 수 있다. 스마트 미터(105)는 시간대별로 전력 사용량, 전력 저장량, 또는 전력 발전량 등을 측정하여 그 정보(데이터)를 송신할 수 있는 기능을 갖추어, 시간대별 전기 요금을 알 수 있는 전자식 전력량계로서, 전력 사용량 실시간 체크, 또는 전력공급자와 전력 사용자 간 양방향 통신 등을 가능하게 할 수 있다. 스마트 미터(105)는 자동으로 에너지를 계량 및 관리하는 기기로서, 사용되는 에너지를 실시간 체크하여 관련 데이터를 저장하며 상기 저장된 데이터를 사용자(소비자), 또는 전력 거래소 또는 전력 회사와 같은 에너지공급업자에게 제공한다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 스마트 미터(105)는 ESS 컨트롤러(205)로부터 에너지 저장 시스템(200)에서 사용되는 전력량 정보를 수신하여 예를 들어 전력 거래소(100)에 전달할 수도 있다. 또한 스마트 미터(105)는 에너지 저장 시스템(200) 내부에 배치되어 에너지 저장 시스템(200)에 통합될 수도 있다.The smart meter (or smart meter) 105 is a communication network (wired network or wireless) from the power exchange 100 (or server of the power exchange 100) or the power company (or server of the power company). Real-time power price information through a communication network) may be transmitted (transmitted) to the ESS controller 205 of the energy storage system 200. Smart meter 105 is an electronic electricity meter that can measure the electricity consumption, power storage amount, or power generation amount by time zone and transmit the information (data), and can know the electricity rate by time zone. Check, or two-way communication between the power supply and the power user. The smart meter 105 is a device that automatically measures and manages energy, and checks energy used in real time to store relevant data, and stores the stored data to a user (consumer) or an energy supplier such as a power exchange or a power company. to provide. In another embodiment of the present invention, the smart meter 105 may receive power amount information used in the energy storage system 200 from the ESS controller 205 and transmit it to the power exchange 100, for example. In addition, the smart meter 105 may be disposed inside the energy storage system 200 and integrated into the energy storage system 200.

신재생 에너지 발전 장치(또는 신재생 발전 장치)(300)는 예를 들어 태양광 에너지를 이용하여 전기 에너지인 직류 에너지를 발생하는 장치, 또는 풍력 에너지를 이용하여 전기 에너지인 직류 에너지를 발생하는 장치일 수 있다.The renewable energy generator (or renewable generator) 300 is, for example, a device for generating direct current energy, which is electrical energy using solar energy, or a device for generating direct current energy, which is electrical energy using wind energy. Can be.

전술한 바와 같이, 에너지 저장 시스템(200)은 스마트 미터(스마트 미터기)로부터 전달되는 전력 요금(전력 가격)을 분석한 후 실시간 전력 가격 정보가 기준 전력 가격 정보보다 높을 때(예를 들어, 전력 가격이 상대적으로 비싼 주간(낮)의 전력 사용량 피크(peak) 시간대에) 배터리(215)에 저장된 에너지를 변환하여 부하(400)에 공급하도록 제어하고, 실시간 전력 가격 정보가 기준 전력 가격 정보보다 낮거나 같을 때(예를 들어, 전력 가격이 상대적으로 싼 야간 시간대(심야 시간대)에) 220(volt)과 같은 상용전원을 공급하는 전력계통의 교류 에너지를 변환하여 배터리(215)에 저장하도록 제어(결정)할 수 있다. 즉, 에너지 저장 시스템(200)의 ESS 컨트롤러(205)는 배터리(215)의 전력이 예를 들어 비용측면에서 효율적으로 사용되도록 제어할 수 있다.As described above, the energy storage system 200 analyzes the power charge (power price) delivered from the smart meter (smart meter) and then when the real-time power price information is higher than the reference power price information (for example, the power price) The relatively expensive daytime (daytime) during the power usage peak (peak) during the conversion of the energy stored in the battery 215 is controlled to supply to the load 400, the real-time power price information is lower than the reference power price information At the same time (e.g., at night time (night time zone) where the power price is relatively low), it is controlled (determined) to convert AC energy of a power system that supplies a commercial power source such as 220 (volt) and store it in the battery 215. )can do. That is, the ESS controller 205 of the energy storage system 200 may control the power of the battery 215 to be efficiently used, for example, in terms of cost.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(500)을 설명하는 도면이다.2 is a diagram illustrating an energy storage system 500 according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 에너지 저장 시스템(500)은, ESS 컨트롤러(515), 배터리 관리 장치(BMS)(520), 및 양방향 컨버터(530)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the energy storage system 500 includes an ESS controller 515, a battery management device (BMS) 520, and a bidirectional converter 530.

배터리 관리 장치(BMS)(520)는 직류 에너지를 저장하는 배터리(525)를 포함하고, 배터리(525)의 충전 또는 방전을 제어한다. 배터리 관리 장치(BMS)(520)의 구성 및 작용(기능)은 도 1의 배터리 관리 장치(BMS)(210)의 구성 및 작용과 서로 유사하므로 배터리 관리 장치(BMS)(520)에 대한 설명은 도 1의 배터리 관리 장치(BMS)(210)에 대한 설명이 참조될 수 있다. 배터리(525)는 한 시간당 10(KW)을 저장(충전) 또는 방전할 수 있는 가정용 10 KW/h 배터리 팩(Power Pack)일 수 있다.The battery management device (BMS) 520 includes a battery 525 that stores direct current energy, and controls charging or discharging of the battery 525. Since the configuration and operation (function) of the battery management device (BMS) 520 is similar to the configuration and operation of the battery management device (BMS) 210 of FIG. 1, the description of the battery management device (BMS) 520 is described. Reference may be made to the description of the battery management apparatus (BMS) 210 of FIG. 1. The battery 525 may be a domestic 10 KW / h battery pack (Power Pack) capable of storing (charging) or discharging 10 (KW) per hour.

ESS 컨트롤러(515)는 스마트 미터(505)의 실시간 전력 가격 정보와 기준 전력 가격 정보를 비교하여 스마트 미터(505)의 실시간 전력 가격 정보가 기준 전력 가격 정보보다 높을 때 배터리 관리 장치(BMS)(520) 및 양방향 컨버터(530)를 제어(CONTROL)하여 배터리(525)에 저장된 직류 에너지(DC)를 교류 에너지(AC)로 변환하여 주택(SmartGrid House)(510)에서 사용되는 냉장고 또는 세탁기와 같은 교류 부하에 제공하도록 제어하고, 스마트 미터(505)의 실시간 전력 가격 정보가 상기 기준 전력 가격 정보보다 낮거나 같을 때 배터리 관리 장치(BMS)(520) 및 양방향 컨버터(530)를 제어하여 전력선을 통해 에너지를 전달하는 전력 계통(570)의 교류 에너지(AC)를 직류 에너지(DC)로 변환하여 배터리(525)에 저장하도록 제어한다. 상기 기준 전력 가격 정보는 ESS 컨트롤러(515)의 저장부(미도시)에 저장될 수 있다.The ESS controller 515 compares the real time power price information of the smart meter 505 with the reference power price information, and when the real time power price information of the smart meter 505 is higher than the reference power price information, the battery management device (BMS) 520. And the bi-directional converter 530 to control the direct current energy (DC) stored in the battery 525 to the alternating energy (AC) to alternating current, such as a refrigerator or washing machine used in the house (SmartGrid House) (510) Control to provide to the load, and control the battery management device (BMS) 520 and the bi-directional converter 530 when the real-time power price information of the smart meter 505 is lower than or equal to the reference power price information to control the energy through the power line Controls to convert the AC energy (AC) of the power system 570 that delivers the DC energy (DC) to be stored in the battery 525. The reference power price information may be stored in a storage unit (not shown) of the ESS controller 515.

ESS 컨트롤러(515)는, 양방향 컨버터(530)가 전력원(전력 source)인 태양광 발전 장치(565)로부터 발생되는 직류 에너지(DC)를 배터리(525)의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 배터리 관리 장치(BMS)(520)의 배터리(525)에 저장하도록 제어할 수 있다. 태양광 발전 장치(565)는 태양력 발전을 위한 다수의 태양 전지들을 가지는 태양광 패널을 포함할 수 있다. ESS 컨트롤러(515)의 구성 및 작용(기능)은 도 1의 ESS 컨트롤러(205)의 구성 및 작용과 서로 유사하므로 ESS 컨트롤러(515)에 대한 설명은 도 1의 ESS 컨트롤러(205)에 대한 설명이 참조될 수 있다.The ESS controller 515 converts direct current energy (DC) generated from the photovoltaic device 565 in which the bidirectional converter 530 is a power source into direct current energy corresponding to the storage voltage level of the battery 525. The conversion may be controlled to be stored in the battery 525 of the battery management device (BMS) 520. The photovoltaic device 565 may include a solar panel having a plurality of solar cells for solar power generation. Since the configuration and operation (function) of the ESS controller 515 are similar to those of the ESS controller 205 of FIG. 1, the description of the ESS controller 515 is described in detail with respect to the ESS controller 205 of FIG. 1. Reference may be made.

양방향 컨버터(530)는, 컨버터 컨트롤러(535), DC/DC 컨버터(540), PV(Photovoltaic) 입력부(545), AC/DC 컨버터(550), 전력 입력부(555), 및 DC/AC 인버터(560)를 포함한다. 양방향 컨버터(530)는 양방향 인버터로도 언급될 수 있다.The bidirectional converter 530 may include a converter controller 535, a DC / DC converter 540, a PV (photovoltaic) input unit 545, an AC / DC converter 550, a power input unit 555, and a DC / AC inverter ( 560). The bidirectional converter 530 may also be referred to as a bidirectional inverter.

PV 입력부(545)는 태양광 발전 입력부로서, DC/DC 컨버터(540) 및 AC/DC 컨버터(550)가 동시에 동작하여 배터리(525)에 동시에 전력이 전달되지 않도록 태양광 발전 장치(565)로부터 입력되는 직류 에너지를 일시적으로 저장(보유)하는 기능(역할)을 수행할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 전술한 태양광 발전 장치(565)의 기능은 DC/DC 컨버터(540)의 기능에 포함될 수 있으므로, PV 입력부(545)는 다른 실시예에서 제거(생략)될 수 있다.The PV input unit 545 is a solar power input unit, and the DC / DC converter 540 and the AC / DC converter 550 operate simultaneously to prevent the power from being transferred to the battery 525 at the same time. A function (role) of temporarily storing (holding) input DC energy may be performed. In another embodiment of the present invention, the function of the above-described photovoltaic device 565 may be included in the function of the DC / DC converter 540, so that the PV input unit 545 may be removed (omitted) in another embodiment. Can be.

컨버터 컨트롤러(535)는 ESS 컨트롤러(515)의 제어 신호(CONTROL)에 응답하여, DC/DC 컨버터(540)의 동작(전체적인 동작), AC/DC 컨버터(550)의 동작, DC/AC 인버터(560)의 동작, PV 입력부(545)의 동작, 및 전력 입력부(555)의 동작을 제어한다.The converter controller 535 responds to the control signal CONTROL of the ESS controller 515 to operate the DC / DC converter 540 (the overall operation), operate the AC / DC converter 550, or operate the DC / AC inverter. The operation of the operation 560, the operation of the PV input unit 545, and the operation of the power input unit 555 are controlled.

양방향 컨버터(530)의 구성 및 작용(기능)은 도 1의 양방향 컨버터(220)의 구성 및 작용과 서로 유사하므로 양방향 컨버터(530)에 대한 설명은 도 1의 양방향 컨버터(220)에 대한 설명이 참조될 수 있다.Since the configuration and operation (function) of the bidirectional converter 530 is similar to the configuration and operation of the bidirectional converter 220 of FIG. 1, the description of the bidirectional converter 530 will be described with reference to the bidirectional converter 220 of FIG. 1. Reference may be made.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법(600)을 나타내는 흐름도(flow chart)이다. 에너지 저장 시스템의 제어 방법(600)은 도 1 또는 도 2를 참조하여 설명된 에너지 저장 시스템(200, 500)에 적용될 수 있다.3 is a flow chart illustrating a control method 600 of an energy storage system according to an embodiment of the present invention. The control method 600 of the energy storage system may be applied to the energy storage systems 200 and 500 described with reference to FIG. 1 or 2.

도 3, 도 1, 및 도 2를 참조하면, 수신 단계(605)에서, 에너지 저장 시스템(200 또는 500)에 포함된 ESS 컨트롤러(205 또는 515)가 스마트 미터(105 또는 505)로부터 실시간 전력 가격 정보를 수신한다.3, 1, and 2, in the receiving step 605, the ESS controller 205 or 515 included in the energy storage system 200 or 500 is powered by the real-time power price from the smart meter 105 or 505. Receive information.

비교 단계(610 및 615)에 따르면, ESS 컨트롤러(205 또는 515)가 수신 단계(605)에서 수신된 실시간 전력 가격 정보와, ESS 컨트롤러(205 또는 515)에 저장된 기준 전력 가격 정보를 비교한다.According to the comparison steps 610 and 615, the ESS controller 205 or 515 compares the real-time power price information received in the reception step 605 with reference power price information stored in the ESS controller 205 or 515.

제1 제어 단계(620)에 따르면, 비교 단계(610 및 615)의 비교 결과에 따라 수신 단계(605)에서 수신된 실시간 전력 가격 정보가 상기 기준 전력 가격 정보보다 높을 때, ESS 컨트롤러(205 또는 515)는 에너지 저장 시스템(200 또는 500)에 각각 포함된 배터리 관리 장치(BMS)(210 또는 520) 및 양방향 컨버터(220 또는 530)를 제어하여 배터리(215 또는 525)에 저장된 직류 에너지를 교류 에너지로 변환하여 부하(400 또는 510)에 제공(방전)하도록 제어한다. 배터리(215 또는 525)는 배터리 관리 장치(BMS)(210 또는 520)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다.According to the first control step 620, when the real-time power price information received in the receiving step 605 is higher than the reference power price information according to the comparison result of the comparing steps 610 and 615, the ESS controller 205 or 515. ) Controls the battery management device (BMS) 210 or 520 and the bidirectional converter 220 or 530 included in the energy storage system 200 or 500, respectively, to convert direct current energy stored in the battery 215 or 525 into alternating energy. The control is controlled to provide (discharge) the load 400 or 510. The battery 215 or 525 may be disposed inside or outside the battery management device (BMS) 210 or 520.

제2 제어 단계(625)에 따르면, 비교 단계(610 및 615)의 비교 동작 결과에 따라 수신 단계(605)에서 수신된 실시간 전력 가격 정보가 상기 기준 전력 가격 정보보다 낮거나 같을 때, ESS 컨트롤러(205 또는 515)는 에너지 저장 시스템(200 또는 500)의 배터리 관리 장치(BMS)(210 또는 520) 및 양방향 컨버터(220 또는 530)를 제어하여 전력 계통(305 또는 570)의 교류 에너지를 직류 에너지로 변환하여 배터리(215 또는 525)에 저장(충전)하도록 제어한다.According to the second control step 625, when the real-time power price information received in the receiving step 605 is lower than or equal to the reference power price information according to the comparison operation results of the comparing steps 610 and 615, the ESS controller ( 205 or 515 controls the battery management device (BMS) 210 or 520 and the bidirectional converter 220 or 530 of the energy storage system 200 or 500 to convert the alternating energy of the power system 305 or 570 into direct current energy. The control is controlled to convert (store) the battery 215 or 525.

에너지 저장 시스템의 제어 방법(600)은 제3 제어 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 제어 단계에 따르면, ESS 컨트롤러(205 또는 515)는, 배터리 관리 장치(BMS)(210 또는 520) 및 양방향 컨버터(220 또는 530)가 신재생 에너지 발전장치(300 또는 565)로부터 발생되는 직류 에너지를 배터리(215 또는 525)의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 배터리(215 또는 525)에 저장(충전)하도록 제어한다.The control method 600 of the energy storage system may further include a third control step. According to the third control step, the ESS controller 205 or 515, the battery management device (BMS) 210 or 520 and the bi-directional converter 220 or 530 is generated from the renewable energy generator 300 or 565. The direct current energy is converted into direct current energy corresponding to the storage voltage level of the battery 215 or 525 so as to be stored (charged) in the battery 215 or 525.

전술한 바와 같이, 에너지 저장 시스템(200, 500)의 ESS 컨트롤러(205, 515)는 배터리(215, 525)의 충전 전력 또는 방전 전력이 예를 들어 비용측면에서 효율적으로 사용되도록 제어할 수 있다.As described above, the ESS controllers 205 and 515 of the energy storage systems 200 and 500 may control the charging or discharging power of the batteries 215 and 525 to be efficiently used, for example, in terms of cost.

이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the embodiments have been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms are used herein, they are used for the purpose of describing the present invention only and are not used to limit the scope of the present invention described in the claims or the claims. It is therefore to be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible in light of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

105: 스마트 미터
200: 에너지 저장 시스템
205: ESS 컨트롤러
210: BMS
215: 배터리
220: 양방향 컨버터
225: 컨버터 컨트롤러
230: DC/DC 컨버터
240: AC/DC 컨버터
250: DC/AC 컨버터
300: 신재생 에너지 발전 장치
305: 전력 계통
105: smart meter
200: energy storage system
205: ESS controller
210: BMS
215: battery
220: bidirectional converter
225: converter controller
230: DC / DC converter
240: AC / DC converter
250: DC / AC converter
300: renewable energy generation device
305: power system

Claims (5)

에너지 저장 시스템(ESS)에 있어서,
배터리의 충전 또는 방전을 제어하는 배터리 관리 장치(battery management system);
상기 배터리 관리 장치를 통해 상기 배터리에 직류 에너지를 공급하거나 또는 상기 배터리에 저장된 직류 에너지를 상기 배터리 관리 장치를 통해 제공받는 양방향 컨버터; 및
스마트 미터로부터 전달되는 실시간 전력 가격 정보에 응답하여 상기 배터리 관리 장치의 동작 및 상기 양방향 컨버터의 동작을 제어하는 ESS(energy storage system) 컨트롤러를 포함하며,
상기 ESS 컨트롤러는 상기 실시간 전력 가격 정보가 기준 전력 가격 정보보다 높을 때 상기 배터리 관리 장치 및 상기 양방향 컨버터를 제어하여 상기 배터리에 저장된 직류 에너지를 교류 에너지로 변환하여 부하에 제공하도록 제어하고, 상기 실시간 전력 가격 정보가 상기 기준 전력 가격 정보보다 낮거나 같을 때 상기 배터리 관리 장치 및 상기 양방향 컨버터를 제어하여 전력 계통의 교류 에너지를 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리에 저장하도록 제어하는 에너지 저장 시스템.
In an energy storage system (ESS)
A battery management system for controlling charging or discharging of a battery;
A bidirectional converter configured to supply DC energy to the battery through the battery management device or receive DC energy stored in the battery through the battery management device; And
An energy storage system (ESS) controller is configured to control the operation of the battery management device and the operation of the bidirectional converter in response to real-time power price information transmitted from a smart meter.
When the real-time power price information is higher than the reference power price information, the ESS controller controls the battery management apparatus and the bidirectional converter to convert DC energy stored in the battery into AC energy and provide the load to the load, and the real-time power And controlling the battery management apparatus and the bidirectional converter to convert AC energy of a power system into DC energy and store the same in the battery when price information is lower than or equal to the reference power price information.
제1항에 있어서,
상기 ESS 컨트롤러는, 상기 배터리 관리 장치 및 상기 양방향 컨버터가 신재생 에너지 발전장치로부터 발생되는 직류 에너지를 상기 배터리의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리에 저장하도록 제어하는 에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
And the ESS controller controls the battery management device and the bidirectional converter to convert direct current energy generated from a renewable energy generator into direct current energy corresponding to a storage voltage level of the battery and store the DC energy in the battery.
제1항에 있어서, 상기 양방향 컨버터는,
상기 신재생 에너지 발전장치로부터 입력되는 직류 에너지를 상기 배터리의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리 관리 장치를 통해 상기 배터리에 제공하는 DC/DC 컨버터;
상기 전력 계통으로부터 입력되는 교류 에너지를 상기 배터리의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리 관리 장치를 통해 상기 배터리에 제공하는 AC/DC 컨버터;
상기 배터리에 저장된 직류 에너지를 교류 에너지로 변환하여 상기 부하에 제공하는 DC/AC 인버터; 및
상기 ESS 컨트롤러의 제어 신호에 응답하여, 상기 DC/DC 컨버터의 동작, 상기 AC/DC 컨버터의 동작, 및 상기 DC/AC 인버터의 동작을 제어하는 컨버터 컨트롤러를 포함하는 에너지 저장 시스템.
The method of claim 1, wherein the bidirectional converter,
A DC / DC converter converting DC energy input from the renewable energy generator into DC energy corresponding to a storage voltage level of the battery and providing the DC energy to the battery through the battery management device;
An AC / DC converter converting AC energy input from the power system into DC energy corresponding to a storage voltage level of the battery and providing the same to the battery through the battery management device;
A DC / AC inverter converting direct current energy stored in the battery into alternating energy and providing the load to the load; And
And a converter controller controlling an operation of the DC / DC converter, an operation of the AC / DC converter, and an operation of the DC / AC inverter in response to a control signal of the ESS controller.
에너지 저장 시스템(ESS)의 제어 방법에 있어서,
(a) 상기 에너지 저장 시스템에 포함된 ESS 컨트롤러가 스마트 미터로부터 실시간 전력 가격 정보를 수신하는 단계;
(b) 상기 ESS 컨트롤러가 상기 수신된 실시간 전력 가격 정보와 상기 ESS 컨트롤러에 저장된 기준 전력 가격 정보를 비교하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계의 비교 결과에 따라 상기 수신된 실시간 전력 가격 정보가 상기 기준 전력 가격 정보보다 높을 때, 상기 ESS 컨트롤러가 상기 에너지 저장 시스템에 각각 포함된 배터리 관리 장치 및 양방향 컨버터를 제어하여 배터리에 저장된 직류 에너지를 교류 에너지로 변환하여 부하에 제공하도록 제어하는 단계; 및
(d) 상기 (b) 단계의 비교 결과에 따라 상기 수신된 실시간 전력 가격 정보가 상기 기준 전력 가격 정보보다 낮거나 같을 때, 상기 ESS 컨트롤러가 상기 에너지 저장 시스템의 배터리 관리 장치 및 양방향 컨버터를 제어하여 전력 계통의 교류 에너지를 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리에 저장하도록 제어하는 단계를 포함하는 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
In the control method of the energy storage system (ESS),
(a) receiving, by an ESS controller included in the energy storage system, real-time power price information from a smart meter;
(b) the ESS controller comparing the received real-time power price information with reference power price information stored in the ESS controller;
(c) when the received real-time power price information is higher than the reference power price information according to the comparison result of step (b), the ESS controller controls the battery management device and the bidirectional converter respectively included in the energy storage system. Controlling to convert the DC energy stored in the battery into AC energy to provide the load to the load; And
(d) when the received real-time power price information is lower than or equal to the reference power price information according to the comparison result of step (b), the ESS controller controls the battery management device and the bidirectional converter of the energy storage system. And converting the AC energy of the power system into direct current energy and storing the converted AC energy in the battery.
제4항에 있어서, 상기 에너지 저장 시스템의 제어 방법은,
(e) 상기 ESS 컨트롤러가, 상기 배터리 관리 장치 및 상기 양방향 컨버터가 신재생 에너지 발전장치로부터 발생되는 직류 에너지를 상기 배터리의 저장 전압 레벨에 대응하는 직류 에너지로 변환하여 상기 배터리에 저장하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 에너지 저장 시스템의 제어 방법.
The method of claim 4, wherein the control method of the energy storage system includes:
(e) controlling, by the ESS controller, the battery management device and the bidirectional converter to convert direct current energy generated from the renewable energy generation device into direct current energy corresponding to the storage voltage level of the battery and to store the generated direct current energy in the battery. The control method of the energy storage system further comprising.
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