KR20140041977A - Battery energy storage system and management method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a battery energy storage system and an operating method thereof, capable of economically operating a battery with a large capacity for a wind farm. The present invention contributes to the improvement of profitability of a generation provider by maximizing the lifetime of the battery with the large capacity and suggests an optimum scheme when the capacity of the battery applied to the wind farm is selected and designed. [Reference numerals] (201) Information collection unit; (202) Wind power generation amount prediction unit; (203) High-capacity battery charge and discharge scheduling unit; (204) High-capacity battery operation range calculation unit; (205) Power generation amount available service selection unit; (206) High-capacity battery capacity and purpose selection unit; (207) High-capacity battery charge and discharge collection calculation unit; (208) Wind power generator power generation measurement unit; (209) Charge and discharge rate operation range limit unit; (210) Protection element and alarm information measurement unit; (211) High-capacity battery malfunction detection unit; (212) Facility utilization rate calculation unit; (213) Maximum lifetime calculation unit

Description

배터리 에너지 저장 시스템 및 그 운용 방법{BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEM AND MANAGEMENT METHOD THEREOF}BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEM AND MANAGEMENT METHOD THEREOF}

본 발명은 배터리 에너지 저장 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 풍력 발전 단지(Wind Farm)용 대용량 배터리(Battery Energy Storage System)의 경제적 운용(Efficiency Management)을 수행하도록 한 배터리 에너지 저장 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery energy storage system and a method of operating the same, and more particularly, to battery energy storage for performing economic management (Efficiency Management) of a large capacity battery (Battery Energy Storage System) for a wind farm It relates to a system and its operation method.

전세계적으로 국가 단위 지능형 전력망인 스마트 그리드(Smart Grid)의 개념이 도입된 사업들이 활성화되면서, 화석 연료 사용에 따른 자원 부족과 환경 오염으로 인하여 풍력, 태양광 등과 같은 신재생 에너지 보급이 점차 확산되고 있다.With the introduction of the concept of the Smart Grid, a nationwide intelligent grid, the spread of renewable energy such as wind and solar power is gradually spreading due to the lack of resources and environmental pollution caused by the use of fossil fuels. have.

즉, 신재생 에너지 발전원인 풍력 발전기, 태양광 등은, 기존 화석 연료의 자원 부족과 환경 오염으로 인하여 최근 전세계적으로 널리 보급되고 있다. 하지만, 이러한 신재생 에너지 발전원들은 기후조건에 따라 발전량이 급변하기 때문에 기존 전력망과 연계하여 운영할 경우, 불안정성의 요인으로 작용하게 되므로 이러한 제어 불가능한 발전원을 보다 효율적으로 관리하기 위한 체계적인 방안이 필요하게 되었다.That is, wind power generators, solar power, and the like, which are renewable energy generation sources, have recently been widely used all over the world due to the lack of existing fossil fuel resources and environmental pollution. However, since these renewable energy sources change rapidly according to climatic conditions, when operated in conjunction with the existing grid, it will act as a source of instability. Therefore, a systematic plan for managing these uncontrollable sources is required. Was done.

이에, 전력 계통의 효율적이고 경제적으로 관리하기 위한 방안으로 스마트 그리드와 스마트 리뉴어블(Smart Renewable)이란 새로운 개념을 도입하게 되었다.In order to efficiently and economically manage the power system, a new concept of smart grid and smart renewal has been introduced.

전세계 여러 국가에서는 지속적으로 신재생 에너지 발전원을 확대 보급하고 있는 실정이다. 하지만, 이러한 발전원은 기상 조건에 따라 발전량의 편차가 심하기 때문에, 일정하게 전력망에 공급할 수 있는 방안에 대한 연구 개발을 활발히 진행하고 있다.Many countries around the world continue to expand their renewable energy generation sources. However, since these power generation sources vary greatly depending on weather conditions, research and development on the way to supply electricity to the grid is being actively conducted.

이러한 연구를 위해서 다양한 파일럿 프로젝트(Pilot Project)로 신재생 에너지 발전원과 대용량 배터리를 연계하여 불규칙한 신재생 에너지 발전원을 보상하여 기존 전력망에 안정성과 일정 출력이 가능한 기술을 확보하려고 노력하고 있다.For this research, various pilot projects are connected to renewable energy generation sources and large-capacity batteries to compensate for irregular renewable energy generation sources.

한편, 한국등록특허 제10-1135284호는 신재생 에너지원과 에너지원으로부터의 전력을 일시적으로 저장할 수 있는 분산전원과 이러한 시스템을 통해 전력계통을 안정화시키기 위한 충전장치를 채용하고 무효전력 제어기능을 갖는 다중기능 전력변환 장치 및 방법에 관하여 개시하고 있는데, 무효전력 제어기능을 포함하는 전력변환장치에 있어서, 하나 이상의 보조전원장치로부터 대체 전력을 공급받는 대체전력 입력부; 상기 대체전력 입력부로부터 입력된 전기를 교류로 변환하는 전력변환스위칭부; 상기 대체전력 입력부와 연결되고 상기 대체전력 입력부 및 그리드 중 적어도 어느 하나로부터 상기 전력변환스위칭부를 통해 공급되는 전기를 저장하는 충전전원부; 및 소비부하와 연결된 상기 그리드로부터 역률정보와 유효전력 및 무효전력 요구량을 통신을 통해 수신하고, 상기 그리드로부터 수신된 상기 역률정보, 유효전력 및 무료전력 요구량에 부합되도록 상기 전력변환스위칭부를 통해 출력되는 전압, 전류 및 상기 전압 및 상기 전류 간의 위상각을 제어하는 전력제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 개시된 기술에 따르면, 대체전원을 통해 전력계통의 전원공급을 안정적으로 유지할 수 있으며, 전력계통의 전력을 효율적으로 운용할 수 있다.On the other hand, Korean Patent No. 10-1135284 adopts a renewable power source and a distributed power source that can temporarily store power from the energy source and a charging device for stabilizing the power system through such a system, and provides a reactive power control function. Disclosed is a multi-function power conversion apparatus and method comprising: a power conversion apparatus including a reactive power control function, comprising: an alternative power input unit receiving alternative power from at least one auxiliary power supply; A power conversion switching unit converting electricity input from the alternative power input unit into alternating current; A charging power supply unit connected to the alternative power input unit and storing electricity supplied from at least one of the alternative power input unit and a grid through the power conversion switching unit; And receiving power factor information, active power, and reactive power demand from the grid connected to the consumption load through communication, and outputting the power factor switching switch to meet the power factor information, active power, and free power requirements received from the grid. And a power controller for controlling a voltage, a current, and a phase angle between the voltage and the current. According to the disclosed technology, the power supply of the power system can be stably maintained through the alternative power source, and the power of the power system can be efficiently operated.

그런데, 신재생 에너지와 연계되는 대용량 배터리는 고가이며, 충방전 횟수에 따라 수명이 좌우되는 특성을 가지고 있다. 따라서, 대용량 배터리의 수명 연장을 위한 충방전 기법과 전력 판매를 위한 경제적 운영 방안이 필요하지만, 현재까지는 이러한 기법을 적용한 시스템을 개발한 사례가 없는 실정이다.However, a large capacity battery linked to renewable energy is expensive, and has a characteristic in that the lifetime depends on the number of charge and discharge cycles. Therefore, there is a need for a charging / discharging technique for extending the life of a large-capacity battery and an economic operation method for selling electricity, but there have been no cases of developing a system using the technique.

다시 말해서, 신재생 에너지는 자연 조건에 따라 발전량의 편차가 심하기 때문에, 전력을 안정적으로 공급할 수 없다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 불안정한 신재생 에너지의 출력을 보상하고, 안정적으로 계통에 전력을 공급할 수 있는 대용량 배터리를 적용하는 것이 필수적이며, 이에 이것을 효율적으로 운용할 수 있는 방안이 필요하다고 할 것이다.
In other words, the renewable energy cannot be stably supplied with electric power because variations in the amount of power generated vary depending on natural conditions. In order to overcome this drawback, it is essential to apply a large capacity battery that can compensate for the unstable renewable energy output and stably supply power to the system.

한국등록특허 제10-1135284호Korea Patent Registration No. 10-1135284

본 발명의 일 실시예는 대용량 배터리(Battery Energy Storage System)의 경제성을 고려한 최적 운영을 통하여 풍력 발전 단지(Wind Farm)의 불규칙한 발전을 안정화하는 동시에 대용량 배터리의 수명을 최대한 확보할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템 및 그 운용 방법을 제공하고자 한다.
One embodiment of the present invention is to stabilize the irregular power generation of the wind farm (Battery Energy Storage System) through the optimal operation in consideration of the economic efficiency of battery energy storage that can maximize the life of the large capacity battery To provide a system and its operation method.

실시예들 중에서, 배터리 에너지 저장 시스템은, 풍력 발전 단지에 설치된 다수 개의 대용량 배터리와 다수 개의 풍력 발전기의 정보를 수집하고, 풍력 발전 단지의 기상 정보를 수집하는 정보 수집부; 상기 정보 수집부에서 수집한 기상 정보를 이용하여 풍속의 예측 발전량을 도출하는 풍력 발전량 예측부; 상기 풍력 발전량 예측부에서 도출한 예측 발전량에 따라 충방전 일정을 수립하는 대용량 배터리 충방전 일정 수립부; 상기 정보 수집부에서 수집한 대용량 배터리의 충방전율 운용 범위 정보에 따라 상기 대용량 배터리의 충방전 가용 범위를 계산하는 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부; 상기 정보 수집부에서 수집한 대용량 배터리 및 풍력 발전기의 정보를 이용하여 발전량 가용 서비스 종류를 선정하는 발전량 가용 서비스 선정부; 상기 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부에서 계산된 운용 가능 범위와 상기 발전량 가용 서비스 선정부에서 선정된 발전량 가용 서비스 종류에 따라 대용량 배터리의 용량 설계 및 용도 선정을 도출하는 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부; 상기 대용량 배터리의 충방전 회수를 카운팅하는 대용량 배터리 충방전 회수 계산부; 상기 풍력 발전기의 발전량을 측정하는 풍력 발전기 발전량 측정부; 상기 대용량 배터리 충방전 회수 계산부에서 카운팅한 충방전 회수와 상기 풍력 발전기 발전량 측정부에서 측정한 발전량에 따라 상기 대용량 배터리의 충방전율 운전영역을 제한하는 충방전율 운전영역 제한부; 상기 대용량 배터리 및 풍력 발전기의 계전요소 및 알람 정보를 측정하는 계전요소 및 알람 정보 측정부; 상기 대용량 배터리의 뱅크별 이상유무를 측정하는 대용량 배터리 이상유무 측정부; 상기 계전요소 및 알람 정보 측정부에서 측정한 계전요소 및 알람 정보와 상기 대용량 배터리 이상유무 측정부에서 측정한 뱅크별 이상유무에 따라 설비 이용률을 계산하는 설비 이용률 계산부; 및 상기 대용량 배터리 충방전 일정 수립부에서 수립된 충방전 일정, 상기 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부에서 도출된 용량 설계 및 용도 선정, 상기 충방전율 운전영역 제한부에서 제한한 충방전율 운전영역, 및 상기 설비 이용률 계산부에서 계산된 설비 이용률에 따라 용도별 대용량 배터리의 최대 수명을 도출하는 최대 수명 도출부를 포함한다.Among the embodiments, the battery energy storage system may include: an information collector configured to collect information of a plurality of large capacity batteries and a plurality of wind generators installed in the wind farm and collect weather information of the wind farm; A wind power generation amount prediction unit for deriving a predicted generation amount of wind speed by using weather information collected by the information collecting unit; A large-capacity battery charge / discharge schedule establishing unit for establishing a charge / discharge schedule according to the predicted generation amount derived from the wind power generation predictor; A large-capacity battery operable range calculator for calculating a charge / discharge available range of the large-capacity battery according to the charge-discharge rate operating range information of the large-capacity battery collected by the information collecting unit; A generation amount available service selection unit for selecting a generation amount available service type using information of the large capacity battery and the wind generator collected by the information collecting unit; A large capacity battery capacity and usage selection unit for deriving capacity design and usage selection of the large capacity battery according to the operational range calculated by the large capacity battery operation range calculation unit and the type of power generation available service selected by the power generation available service selection unit; A large capacity battery charge and discharge counting unit that counts the charge and discharge count of the large capacity battery; Wind generator power generation measuring unit for measuring the power generation of the wind generator; A charge / discharge rate operation area limiting unit configured to limit the charge / discharge rate operation area of the large-capacity battery according to the number of charge / discharge counted by the large-capacity battery charge / discharge recovery unit and the amount of power measured by the wind turbine generator; Relay element and alarm information measuring unit for measuring the relay element and the alarm information of the large-capacity battery and the wind generator; A large-capacity battery abnormality measurement unit for measuring the abnormality of each bank of the large-capacity battery; A facility utilization calculation unit configured to calculate a facility utilization rate according to the relay element and alarm information measured by the relay element and alarm information measuring unit and the abnormality of each bank measured by the large capacity battery abnormality measuring unit; And a charge / discharge schedule established by the large-capacity battery charge / discharge schedule establishment unit, a capacity design and use selection derived from the large-capacity battery capacity and use selection unit, a charge / discharge rate operation region limited by the charge / discharge rate operation region limiter, and the It includes a maximum life derivation unit for deriving the maximum life of the large-capacity battery for each purpose according to the facility utilization calculated by the facility utilization calculation unit.

일 실시예에서, 상기 대용량 배터리 충방전 일정 수립부는 상기 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부에서 계산한 대용량 배터리의 충방전 가용 범위 내에서 충방전 일정을 수립할 수 있다.In one embodiment, the large-capacity battery charge-discharge schedule establishing unit may establish a charge-discharge schedule within the charge-discharge available range of the large-capacity battery calculated by the large-capacity battery operation range calculation unit.

일 실시예에서, 상기 대용량 배터리 충방전 회수 계산부는 상기 대용량 배터리의 현재 충방전율과 과거 충방전 회수를 고려하여 상기 대용량 배터리의 충방전 회수를 상기 충방전율 운전영역 제한부에 적용할 수 있다.In one embodiment, the large-capacity battery charge / discharge recovery calculator may apply the charge-discharge count of the large-capacity battery to the charge / discharge rate operation region limiting unit in consideration of the current charge / discharge rate and the past charge-discharge count of the large-capacity battery.

실시예들 중에서, 배터리 에너지 저장 시스템의 운용 방법은, 풍력 발전 단지에 설치된 다수 개의 대용량 배터리와 다수 개의 풍력 발전기의 정보를 수집하고, 풍력 발전 단지의 기상 정보를 수집하는 단계; 상기 수집한 기상 정보를 이용하여 풍속의 예측 발전량을 도출하고, 해당 예측 발전량에 따라 대용량 배터리의 충방전 일정을 수립하는 단계; 상기 수집한 대용량 배터리의 충방전율 운용 범위 정보에 따라 대용량 배터리의 충방전 가용 범위를 계산하는 단계; 상기 수집한 대용량 배터리 및 풍력 발전기의 정보를 이용하여 발전량 가용 서비스 종류를 선정하는 단계; 상기 계산된 운용 가능 범위와 상기 선정된 발전량 가용 서비스 종류에 따라 대용량 배터리의 용량 설계 및 용도 선정을 도출하는 단계; 상기 대용량 배터리의 충방전 회수를 카운팅하고, 상기 풍력 발전기의 발전량을 측정하는 단계; 상기 카운팅한 충방전 회수와 상기 측정한 발전량에 따라 대용량 배터리의 충방전율 운전영역을 제한하는 단계; 상기 대용량 배터리 및 풍력 발전기의 계전요소 및 알람 정보와, 상기 대용량 배터리의 뱅크별 이상유무를 측정하는 단계; 상기 측정한 계전요소 및 알람 정보와 뱅크별 이상유무에 따라 설비 이용률을 계산하는 단계; 및 상기 수립된 충방전 일정, 상기 도출된 용량 설계 및 용도 선정, 상기 제한한 충방전율 운전영역, 및 상기 계산된 설비 이용률에 따라 용도별 대용량 배터리의 최대 수명을 도출하는 단계를 포함한다.
Among the embodiments, a method of operating a battery energy storage system may include collecting information of a plurality of large capacity batteries and a plurality of wind generators installed in a wind farm, and collecting weather information of the wind farm; Deriving a predicted generation amount of wind speed by using the collected weather information and establishing a charge / discharge schedule of a large capacity battery according to the predicted generation amount; Calculating a charge / discharge available range of the large capacity battery according to the collected charge / discharge rate operating range information of the large capacity battery; Selecting a type of power generation available service using the collected large capacity battery and the wind generator information; Deriving capacity design and usage selection of a large capacity battery according to the calculated operable range and the selected power generation available service type; Counting the number of charge / discharge cycles of the large-capacity battery and measuring the amount of power generated by the wind generator; Limiting a charge / discharge rate operation region of a large capacity battery according to the counted number of charge / discharge cycles and the measured power generation amount; Measuring relay element and alarm information of the large capacity battery and the wind generator, and whether there is an abnormality for each bank of the large capacity battery; Calculating a facility utilization rate according to the measured relay element and alarm information and abnormality of each bank; And deriving a maximum lifespan of a large capacity battery for each application according to the established charge / discharge schedule, the derived capacity design and use selection, the limited charge / discharge rate operation region, and the calculated facility utilization rate.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템 및 그 운용 방법은, 풍력 발전 단지에 대용량 저장 장치를 적용하여 불규칙한 풍력 발전량으로 인한 계통의 불안정성을 안정적인 출력으로 보장하도록 하며, 대용량 배터리에 경제성을 고려한 효율적인 관리 기능을 적용함으로써, 대용량 배터리의 수명을 극대화하여 발전 사업자로 하여금 수익성을 향상시키는데 기여할 수 있으며, 풍력 발전 단지에 적용되는 대용량 배터리의 용량 선정 및 설계 시에 최적의 방안을 제시함으로써, 경제적인 효과에도 기여할 수 있다.
Battery energy storage system and its operation method according to an embodiment of the present invention, by applying a large-capacity storage device to the wind farm to ensure the instability of the system due to the irregular wind power generation with a stable output, considering the economical efficiency of large capacity batteries By applying the efficient management function, it can contribute to increase the profitability of power generation companies by maximizing the life of large capacity battery, and suggest the best way in selecting and designing the capacity of large capacity battery applied to wind farm. It can also contribute to the effect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템을 가진 풍력 발전 단지를 설명하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템을 설명하는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 운용 방법을 설명하는 순서도이다.
1 is a block diagram illustrating a wind farm with a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of operating a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템을 가진 풍력 발전 단지를 설명하는 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a wind farm with a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.

풍력 발전 단지(100)는, 기본적으로 도 1과 같이 구성된다. 풍력 발전 단지(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 풍력 발전 단지(100)의 발전 용량에 맞게 선정된 대용량 배터리(111, 112)와, 다양한 용량을 가진 다수 개의 풍력 발전기(121, 122, 123)와, 다수 개의 전력 변환 장치(131 ~ 135)를 포함한다.The wind farm 100 is basically configured as shown in FIG. 1. As illustrated in FIG. 1, the wind farm 100 includes a large capacity battery 111 and 112 selected according to the power generation capacity of the wind farm 100, and a plurality of wind generators 121 and 122 having various capacities. 123, and a plurality of power converters 131 to 135.

이때, 대용량 배터리(111, 112)는 여러 개의 충방전 뱅크(Bank)로 구성되어 있기 때문에 각 뱅크의 고장유무에 따라 설비 이용률이 좌우된다.At this time, since the large-capacity batteries 111 and 112 are composed of a plurality of charge and discharge banks (Bank), the utilization rate of the facility depends on the failure of each bank.

모든 대용량 배터리(111, 112) 및 풍력 발전기(121, 122, 123)에는 전력 변환 장치(PCS; Power Conversation System)(131 ~ 135)와 병렬로 설치되어 운영된다.All the large capacity batteries 111 and 112 and the wind generators 121, 122, and 123 are installed and operated in parallel with a power conversion system (PCS) 131 to 135.

전력 변환 장치(131 ~ 135)는 교류를 직류로 또는 직류를 교류로 변환하는 장치로서, 전력 계통의 이상유무에 따라 전력 공급을 중단시킬 수 있는 계전 기능을 가지고 있으며, 이러한 정보와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 이상유무를 알 수 있는 알람 정보를 제공한다.
Power converters (131 to 135) is a device for converting AC into direct current or direct current into alternating current, and has a relay function that can stop the power supply according to the abnormality of the power system, such information and the wind generator 121 , 122, 123) provides the alarm information to know whether there is an error.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템을 설명하는 구성도이다.2 is a block diagram illustrating a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System)(200)은, 정보 수집부(201), 풍력 발전량 예측부(202), 대용량 배터리 충방전 일정 수립부(203), 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부(204), 발전량 가용 서비스 선정부(205), 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부(206), 대용량 배터리 충방전 회수 계산부(207), 풍력 발전기 발전량 측정부(208), 충방전율 운전영역 제한부(209), 계전요소 및 알람 정보 측정부(210), 대용량 배터리 이상유무 측정부(211), 설비 이용률 계산부(212), 최대 수명 도출부(213)를 포함하여, 풍력 발전 단지(100)에 대용량 배터리를 설치하여 불규칙한 풍력 발전량에 대해 안정적으로 전력을 공급하면서, 또한 대용량 배터리의 수명을 최대한 확보하도록 해 준다.Referring to FIG. 2, the battery energy storage system 200 may include an information collector 201, a wind power generation amount prediction unit 202, a large capacity battery charge and discharge scheduler 203, and a large capacity battery operation. Possible range calculation unit 204, power generation available service selection unit 205, large-capacity battery capacity and use selection unit 206, large-capacity battery charge and discharge recovery calculation unit 207, wind power generator generation amount measurement unit 208, charge and discharge rate Wind power generation including an operation area limiting unit 209, relay element and alarm information measuring unit 210, large capacity battery abnormality measuring unit 211, facility utilization calculation unit 212, maximum lifespan derivation unit 213 By installing a large capacity battery in the complex 100 to stably supply power for irregular wind power generation, and also to ensure the maximum life of the large capacity battery.

정보 수집부(201)는, 도 1에 도시된 바와 같은 풍력 발전 단지(100) 내에 설치된 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 정보를 실시간으로 수집하고, 기상 센서 등을 이용하여 풍력 발전 단지(100)의 기상 정보(예를 들어, 풍향, 풍속, 대기온도, 습도 등)를 실시간으로 측정하여 수집하며, 해당 측정 수집된 기상 정보를 풍력 발전량 예측부(202)로 입력하며, 수집한 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 정보를 발전량 가용 서비스 선정부(205)로 제공한다.The information collecting unit 201 collects information of the large capacity batteries 111 and 112 and the wind generators 121, 122, and 123 installed in the wind farm 100 as shown in FIG. 1 in real time, and the weather sensor. The weather information (for example, wind direction, wind speed, air temperature, humidity, etc.) of the wind farm 100 is measured and collected in real time, and the collected weather information is measured by the wind power generation predictor 202. And input the collected large capacity batteries 111 and 112 and the wind generators 121, 122 and 123 to the power generation available service selection unit 205.

풍력 발전량 예측부(202)는 정보 수집부(201)로부터 제공되는 측정 수집한 이전의 기상 정보를 이용하여 풍력(즉, 풍속)의 예측 발전량을 도출하며, 해당 도출된 풍속의 예측 발전량을 대용량 배터리 충방전 일정 수립부(203)로 입력한다. 여기서, 예측 발전량은 메모리 내에 기 설정해 둔 풍속에 따른 풍력 발전기(121, 122, 123)의 발전량에 대한 정보를 통해 예측되도록 한다.The wind power generation amount prediction unit 202 derives a predicted generation amount of wind power (ie, wind speed) by using previously collected weather information provided from the information collection unit 201, and calculates the estimated generation amount of the derived wind speed by using a large capacity battery. Input to charge and discharge schedule establishment unit 203. Here, the predicted generation amount is to be predicted through the information on the generation amount of the wind generator (121, 122, 123) according to the wind speed set in the memory.

대용량 배터리 충방전 일정 수립부(203)는 정보 수집부(201)에서 측정한 기상 정보에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 최적 충방전 일정을 수립하도록 하며, 해당 수립된 대용량 배터리(111, 112)의 최적 충방전 일정을 최대 수명 도출부(213)로 입력한다. 이때, 대용량 배터리 충방전 일정 수립부(203)는 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부(204)에서 계산한 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 가용 범위에서 수명 감소를 최소화하는 방안으로, 풍력 발전량 예측부(202)에서 도출한 풍속의 예측 발전량에 따라 충방전 일정을 수립한다. 여기서, 충방전 일정은 메모리 내에 기 설정해 둔 풍속의 예측 발전량에 따른 충방전 일정에 대한 정보를 통해 수립되도록 한다.The large-capacity battery charge / discharge schedule establishing unit 203 establishes an optimal charge / discharge schedule of the large-capacity batteries 111 and 112 according to the weather information measured by the information collection unit 201, and the established large-capacity batteries 111 and 112. ) Is input to the maximum life derivation unit 213. At this time, the large-capacity battery charge-discharge scheduler 203 is a method for minimizing the reduction of life in the charge-discharge-available range of the large-capacity batteries 111 and 112 calculated by the large-capacity battery operation range calculator 204, and predicts the amount of wind power generation. Charge / discharge schedule is established according to the predicted generation amount of wind speed derived from the unit 202. Here, the charge and discharge schedule is to be established through the information on the charge and discharge schedule according to the predicted generation amount of the wind speed previously set in the memory.

대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부(204)는 정보 수집부(201)에서 수집한 대용량 배터리(111, 112)의 정보 중에서 풍력 발전 단지(100)에 적용되는 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율(SOC)(또는, 충방전 상태)의 운용 범위에 따라 대용량 배터리(111, 112)의 운용 가능 범위(즉, 충방전 가용 범위)를 계산하고, 해당 계산된 대용량 배터리(111, 112)의 운용 가능 범위를 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부(206)로 입력한다. 여기서, 대용량 배터리(111, 112)의 운용 가능 범위는 메모리 내에 기 설정해 둔 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율(SOC) 운용 범위에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 가용 범위에 대한 정보를 통해 결정될 수 있다.The large-capacity battery operable range calculation unit 204 is the charge and discharge rate of the large-capacity battery (111, 112) applied to the wind farm 100 among the information of the large-capacity battery (111, 112) collected by the information collection unit 201 ( According to the operating range of the SOC (or charge / discharge state), the operable range (ie, charge / discharge available range) of the large capacity batteries 111 and 112 is calculated, and the calculated large capacity batteries 111 and 112 can be operated. The range is input to the large capacity battery capacity and use selection unit 206. Here, the operable range of the large capacity battery (111, 112) for the charge and discharge available range of the large capacity battery (111, 112) according to the charge and discharge rate (SOC) operating range of the large capacity battery (111, 112) previously set in the memory. Information can be determined.

발전량 가용 서비스 선정부(205)는 정보 수집부(201)에서 수집한 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 정보를 이용하여 발전량 가용 서비스 종류를 선정하고, 해당 선정된 발전량 가용 서비스 종류를 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부(206)로 입력한다. 여기서, 발전량 가용 서비스는 풍력 발전 단지(100) 내에 설치된 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)를 이용하여 발전 사업을 수행할 경우에 다양한 발전 서비스 종류(예를 들어, 수요 감축, 수요 발전 등)를 의미하며, 메모리 내에 기 설정해 둔 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)에 따른 발전 서비스 종류에 대한 정보를 통해 결정될 수 있다.The generation amount available service selection unit 205 selects a type of generation amount available service using information of the large capacity batteries 111 and 112 and the wind generators 121, 122, and 123 collected by the information collection unit 201, and selects the corresponding generation. The type of power generation available service is input to the large capacity battery capacity and use selection unit 206. Here, the power generation available service is a variety of power generation service type (for example, when performing a power generation business using the large-capacity batteries 111, 112 and wind generators 121, 122, 123 installed in the wind farm 100, Demand reduction, demand generation, etc.), and may be determined based on the type of power generation service according to the large capacity batteries 111 and 112 and the wind power generators 121, 122, and 123 that are preset in the memory.

대용량 배터리 용량 및 용도 선정부(206)는 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부(204)에서 계산된 대용량 배터리(111, 112)의 운용 가능 범위와 발전량 가용 서비스 선정부(205)에서 선정된 발전량 가용 서비스 종류를 입력받아, 발전량 용도에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 용량을 설계하고 용도 선정을 도출하며, 해당 도출된 발전량 용도에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 용량 설계 및 용도 선정을 최대 수명 도출부(213)로 입력한다. 여기서, 대용량 배터리(111, 112)의 용량 설계 및 용도 선정은, 메모리 내에 기 설정해 둔 대용량 배터리(111, 112)의 운용 가능 범위 및 발전량 가용 서비스 종류에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 용량 설계 및 용도 선정에 대한 정보를 통해 결정될 수 있다.The large-capacity battery capacity and use selection unit 206 is a power generation available service selected by the large-capacity battery operation range calculation unit 204 and the operational range and power generation available service selection unit 205 of the large-capacity batteries 111 and 112 calculated. Design the capacity of the large capacity batteries 111 and 112 according to the power generation usage and derive the use selection, and the capacity design and use of the large capacity batteries 111 and 112 according to the derived generation usage. Input to the derivation unit 213. Here, the capacity design and use of the large capacity batteries 111 and 112 may be selected by the capacity design of the large capacity batteries 111 and 112 according to the operational ranges and power generation available service types of the large capacity batteries 111 and 112 preset in the memory. And information on the use selection.

대용량 배터리 충방전 회수 계산부(207)는 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 회수를 카운팅하고, 해당 카운팅된 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 회수를 충방전율 운전영역 제한부(209)에 적용한다. 여기서, 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 회수는 대용량 배터리(111, 112)의 수명과 관계가 있기 때문에 대용량 배터리(111, 112)의 현재 충방전율(SOC)과 과거 충방전 회수를 고려하여 적용하도록 한다.The large-capacity battery charge / discharge recovery unit 207 counts the number of charge / discharge cycles of the large-capacity batteries 111 and 112, and charges / discharges the operation area limiter 209 to count the number of charges and discharges of the counted large-capacity batteries 111 and 112. Applies to Here, since the number of charge / discharge cycles of the large-capacity batteries 111 and 112 is related to the lifespan of the large-capacity batteries 111 and 112, the current charge / discharge rate (SOC) of the large-capacity batteries 111 and 112 and the number of charge / discharge cycles of the past are taken into consideration. To apply.

풍력 발전기 발전량 측정부(208)는 풍력 발전기(121, 122, 123)의 발전량을 측정하고, 해당 측정된 풍력 발전기(121, 122, 123)의 발전량을 충방전율 운전영역 제한부(209)로 입력한다. 여기서, 풍력 발전기(121, 122, 123)의 발전량은 각각의 대용량 배터리(111, 112)마다 충전량을 배분할 때에 이용되도록 한다.The wind generator power generation unit 208 measures the power generation of the wind power generators 121, 122, and 123, and inputs the measured power generation amount of the wind power generators 121, 122, and 123 to the charge / discharge rate operation region limiting unit 209. do. Here, the power generation amount of the wind power generators 121, 122, 123 is used to distribute the charge amount for each of the large capacity batteries 111, 112.

충방전율 운전영역 제한부(209)는 대용량 배터리 충방전 회수 계산부(207)에서 적용하는 각각의 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 회수와 풍력 발전기 발전량 측정부(208)에서 측정한 풍력 발전기(121, 122, 123)의 발전량을 입력받아, 각각의 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역을 제한하며, 해당 제한된 각각의 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역을 최대 수명 도출부(213)로 입력한다. 여기서, 각각의 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역 제한은 메모리 내에 기 설정해 둔 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 회수 및 풍력 발전기(121, 122, 123)의 발전량에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역 제한에 대한 정보를 통해 결정될 수 있다.The charge / discharge rate operation region limiting unit 209 is a wind generator measured by the number of charge and discharge of each of the large-capacity batteries 111 and 112 applied by the large-capacity battery charge-discharge counting unit 207 and the wind generator power generation measurement unit 208. Receives the power generation amount of the 121, 122, 123, limits the charge and discharge rate operation area of each of the large capacity battery (111, 112), the maximum charge and discharge rate operation area of each of the limited capacity of the large capacity battery (111, 112) Input to the derivation unit 213. Here, the charge / discharge rate operation area limitation of each of the large capacity batteries 111 and 112 is a large capacity battery according to the number of charge / discharge cycles of the large capacity batteries 111 and 112 and the amount of electricity generated by the wind generators 121, 122 and 123. The charge / discharge rate of the regions 111 and 112 may be determined based on information on the limitation of the operation region.

계전요소 및 알람 정보 측정부(210)는 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 계전요소 및 알람 정보를 측정하고, 해당 측정한 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 계전요소 및 알람 정보를 설비 이용률 계산부(212)로 입력한다.The relay element and alarm information measuring unit 210 measures relay element and alarm information of the large capacity batteries 111 and 112 and the wind power generators 121, 122 and 123, and the measured large capacity batteries 111 and 112 and the wind power. The relay element and alarm information of the generators 121, 122, 123 are input to the facility utilization calculation unit 212.

대용량 배터리 이상유무 측정부(211)는 대용량 배터리(111, 112)의 뱅크(Bank)별 이상유무를 측정하며, 해당 측정한 대용량 배터리(111, 112)의 뱅크(Bank)별 이상유무를 설비 이용률 계산부(212)로 입력한다.Large-capacity battery abnormality measurement unit 211 measures the abnormality of each bank (Bank) of the large-capacity battery (111, 112), the facility utilization rate of the abnormality of each bank (Bank) of the measured large-capacity battery (111, 112) Input to the calculator 212.

설비 이용률 계산부(212)는 계전요소 및 알람 정보 측정부(210)에서 측정한 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 계전요소 및 알람 정보와 대용량 배터리 이상유무 측정부(211)에서 측정한 대용량 배터리(111, 112)의 뱅크별 이상유무를 입력받아, 해당 입력받은 예방 진단을 통한 설비 이용률을 계산하며, 해당 계산된 예방 진단을 통한 설비 이용률을 최대 수명 도출부(213)로 입력한다. 여기서, 설비 이용률은 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 계전요소 및 알람 정보와 대용량 배터리(111, 112)의 뱅크별 이상유무에 따라 메모리 내에 기 설정된 설비 이용률을 통해 계산될 수 있다.The facility utilization calculation unit 212 measures the relay element and alarm information of the large capacity batteries 111 and 112 and the wind power generators 121, 122, and 123 measured by the relay element and alarm information measuring unit 210 and whether there is a problem with the large capacity battery. Receives the abnormality of each of the banks of the large-capacity battery (111, 112) measured in the unit 211, calculates the utilization rate of the facility through the received preventive diagnosis, and calculates the maximum utilization life of the facility utilization rate through the calculated preventive diagnosis Enter (213). Here, the facility utilization rate is the facility utilization rate set in the memory according to the relay element and alarm information of the large capacity batteries 111 and 112 and the wind generators 121, 122 and 123 and the abnormality of each bank of the large capacity batteries 111 and 112. It can be calculated through

최대 수명 도출부(213)는 대용량 배터리 충방전 일정 수립부(203)에서 수립된 대용량 배터리(111, 112)의 최적 충방전 일정, 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부(206)에서 도출된 발전량 용도에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 용량 설계 및 용도 선정, 충방전율 운전영역 제한부(209)에서 제한된 각각의 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역, 및 설비 이용률 계산부(212)에서 계산된 예방 진단을 통한 설비 이용률에 대한 정보를 입력받아, 해당 입력받은 정보들을 이용하여 용도별 대용량 배터리(111, 112)의 최대 수명을 도출한다. 여기서, 용도별 대용량 배터리(111, 112)의 최대 수명은 대용량 배터리(111, 112)의 최적 충방전 일정, 발전량 용도에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 용량 설계 및 용도 선정, 각각의 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역, 및 예방 진단을 통한 설비 이용률에 따라 메모리 내에 기 설정된 용도별 대용량 배터리(111, 112)의 최대 수명에 대한 정보를 통해 도출될 수 있다.The maximum life derivation unit 213 is used for the optimal charge / discharge schedule of the large capacity batteries 111 and 112 established by the large capacity battery charge / discharge schedule establishment unit 203, the large capacity battery capacity, and the power generation amount derived from the use selection unit 206. In accordance with the capacity design and use of the large capacity batteries 111 and 112, the charge and discharge rate operation region of each of the large capacity batteries 111 and 112 limited by the charge and discharge rate operation region limiting unit 209, and the facility utilization rate calculation unit 212. By receiving information on the utilization rate of the facility through the calculated preventive diagnosis, the maximum lifespan of the large-capacity batteries 111 and 112 for each purpose is derived by using the received information. Here, the maximum life of the large-capacity battery (111, 112) for each use is the optimal charging and discharging schedule of the large-capacity battery (111, 112), the capacity design and selection of the capacity of the large-capacity battery (111, 112) according to the power generation use, each large-capacity battery ( It can be derived through the information on the maximum life of the large-capacity battery 111, 112 for each purpose set in the memory according to the charge and discharge rate operation region of the 111, 112, and the facility utilization rate through the preventive diagnosis.

이때, 대용량 배터리(111, 112)의 용도는 적용하고자 하는 서비스의 특성에 따라 다양하게 분류할 수 있다. 또한, 충방전율의 속도가 빠른 대용량 배터리(111, 112)의 경우에는 풍력 발전기(121, 122, 123)의 순간적인 출력 요동 현상을 보상하는 용도로 사용될 수 있다. 그리고 충방전율의 빠른 속도보다는 용량이 대용량인 배터리(111, 112)의 경우에는 일정한 출력을 장시간 동안 공급할 수 있기 때문에 일정 출력에 사용될 수 있다.In this case, the uses of the large capacity batteries 111 and 112 may be variously classified according to characteristics of a service to be applied. In addition, the large capacity batteries 111 and 112 having a high charge and discharge rate may be used to compensate for the instantaneous output fluctuations of the wind generators 121, 122 and 123. In the case of the batteries 111 and 112 having a large capacity rather than the fast rate of charge and discharge rate, the constant output may be supplied for a long time and thus may be used for a constant output.

상술한 바와 같은 구성을 가진 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템은, 도 1의 대용량 배터리(111, 112)와 연결 설치되며, 또한 도 1의 풍력 발전기들(121, 122, 123)과 연동하여 운영되어, 일정한 에너지 출력 제어와 순간적인 출력 파워의 오차를 보정을 위한 대용량 배터리(111, 112)의 용량 설계와 용도 선정을 수행하고, 충방전율(SOC)에 따른 운전 영역을 제한하고, 기상 정보를 활용한 대용량 배터리(111, 112)의 최적화된 충방전 일정을 수립하고, 예방 진단 기능을 통한 설비 이용률을 증대하도록 하며, 이에 대용량 배터리(111, 112)의 수명을 연장하도록 한다.
Battery energy storage system according to an embodiment of the present invention having the configuration as described above, is installed in connection with the large-capacity battery (111, 112) of Figure 1, and also the wind generators 121, 122, 123 of Figure 1 It is operated in conjunction with, and performs capacity design and usage selection of large capacity batteries 111 and 112 for constant energy output control and correction of instantaneous output power error, and restricts the operation area according to SOC. To establish an optimized charge and discharge schedule of the large-capacity battery (111, 112) using the weather information, to increase the facility utilization rate through the preventive diagnostic function, thereby extending the life of the large-capacity battery (111, 112).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 운용 방법을 설명하는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of operating a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 우선 정보 수집부(201)에서는, 풍력 발전 단지(100) 내에 설치된 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 정보를 실시간으로 수집함과 동시에(S301), 예를 들어, 풍향, 풍속, 대기온도, 습도 등을 감지할 수 있는 기상 센서를 이용하여 풍력 발전 단지(100)의 기상 정보를 실시간으로 측정하여 수집하도록 하며(S302), 해당 수집한 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 정보를 발전량 가용 서비스 선정부(205)로 제공해 주며, 또한 해당 측정 수집된 기상 정보를 풍력 발전량 예측부(202)로 제공해 준다.Referring to FIG. 3, first, the information collecting unit 201 collects information of the large capacity batteries 111 and 112 and the wind generators 121, 122, and 123 installed in the wind farm 100 in real time ( S301), for example, by measuring the weather information of the wind farm 100 in real time using a weather sensor that can detect the wind direction, wind speed, air temperature, humidity and the like (S302), the collected Provides the information of the large-capacity battery (111, 112) and the wind generator (121, 122, 123) to the power generation available service selection unit 205, and also provides the measured and collected weather information to the wind power generation unit (202). .

이에, 풍력 발전량 예측부(202)는 정보 수집부(201)에서 측정 수집된 기상 정보를 입력받아 메모리에 저장해 두었다가, 메모리에 저장해 둔 이전의 기상 정보를 이용하여 풍력(즉, 풍속)의 예측 발전량을 도출하도록 하는데, 이때 메모리 내에 기 설정해 둔 풍속에 따른 풍력 발전기(121, 122, 123)의 발전량에 대한 정보를 통해서 풍속의 예측 발전량을 예측하도록 하며(S303), 해당 예측된 풍속의 예측 발전량을 대용량 배터리 충방전 일정 수립부(203)로 제공해 준다.Accordingly, the wind power generation amount prediction unit 202 receives the weather information measured and collected by the information collecting unit 201 and stores it in a memory, and then estimates the generation amount of wind power (ie, wind speed) by using the previous weather information stored in the memory. At this time, through the information on the power generation amount of the wind generator (121, 122, 123) according to the wind speed set in the memory to predict the predicted power generation of the wind speed (S303), the estimated power generation of the predicted wind speed Provides a large capacity battery charge and discharge scheduler 203.

이에 따라, 대용량 배터리 충방전 일정 수립부(203)는 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부(204)로부터 제공되는 풍속의 예측 발전량에 따라 최적의 충방전 일정을 수립하는데, 이때 메모리 내에 기 설정해 둔 풍속의 예측 발전량에 따른 최적의 충방전 일정에 대한 정보를 통해서 충방전 일정을 수립하도록 하며(S304), 해당 수립된 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 일정을 최대 수명 도출부(213)로 제공해 준다.Accordingly, the large-capacity battery charge / discharge schedule establishing unit 203 establishes an optimal charge / discharge schedule according to the predicted generation amount of wind speed provided from the large-capacity battery operable range calculation unit 204. The charge / discharge schedule is established through the information on the optimal charge / discharge schedule according to the predicted generation amount (S304), and the charge / discharge schedule of the corresponding large capacity batteries 111 and 112 is provided to the maximum life derivation unit 213. .

그리고 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부(204)에서는, 상술한 단계 S301에서 수집한 대용량 배터리(111, 112)의 정보를 이용하여 풍력 발전 단지(100)에 적용되는 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율(SOC)(또는, 충방전 상태)의 운용 범위에 따라 대용량 배터리(111, 112)의 운용 가능 범위(즉, 충방전 가용 범위)를 계산하는데, 이때 메모리 내에 기 설정해 둔 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율(SOC) 운용 범위에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 가용 범위에 대한 정보를 통해서 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 가용 범위를 계산하도록 하며(S305), 해당 계산된 대용량 배터리(111, 112)의 운용 가능 범위를 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부(206)로 제공해 준다.In the large-capacity battery operable range calculation unit 204, the charging of the large-capacity batteries 111 and 112 applied to the wind farm 100 using the information of the large-capacity batteries 111 and 112 collected in step S301 described above. The operating range (ie, charge / discharge available range) of the large capacity batteries 111 and 112 is calculated according to the operating range of the discharge rate SOC (or charge / discharge state). The charge / discharge available range of the large-capacity batteries 111 and 112 is calculated based on information on the charge / discharge available range of the large-capacity batteries 111 and 112 according to the SOC operating range of 112 (S305). The calculated operational range of the large capacity batteries 111 and 112 is provided to the large capacity battery capacity and use selection unit 206.

또한, 발전량 가용 서비스 선정부(205)는 정보 수집부(201)에서 수집한 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 정보를 이용하여 발전량 가용 서비스 종류를 선정하는데, 이때 메모리 내에 기 설정해 둔 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)에 따른 발전 서비스 종류에 대한 정보를 통해서 발전량 가용 서비스 종류를 선정하도록 하며(S306), 해당 선정된 발전량 가용 서비스 종류를 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부(206)로 제공해 준다.In addition, the power generation available service selection unit 205 selects the type of power generation available service using information of the large capacity batteries 111 and 112 and the wind generators 121, 122 and 123 collected by the information collection unit 201. At this time, through the information on the power generation service type according to the large-capacity batteries (111, 112) and wind generators (121, 122, 123) previously set in the memory to select the power generation available service type (S306), the selected power generation available The service type is provided to the large-capacity battery capacity and use selection unit 206.

이에, 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부(206)는 상술한 단계 S305에서 계산된 대용량 배터리(111, 112)의 운용 가능 범위와 상술한 단계 S306에서 선정된 발전량 가용 서비스 종류를 입력받아, 발전량 용도에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 용량을 설계하고 용도 선정을 도출하는데, 이때 메모리 내에 기 설정해 둔 대용량 배터리(111, 112)의 운용 가능 범위 및 발전량 가용 서비스 종류에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 용량 설계 및 용도 선정에 대한 정보를 통해서 대용량 배터리(111, 112)의 용량 설계 및 용도 선정을 결정할 수 있으며(S307), 해당 결정된 대용량 배터리(111, 112)의 용량 설계 및 용도 선정을 최대 수명 도출부(213)로 제공해 준다.Accordingly, the large capacity battery capacity and use selection unit 206 receives the operational range of the large capacity batteries 111 and 112 calculated in the above-described step S305 and the type of power generation available service selected in the above-described step S306, and applies the generated amount to the usage amount. Design the capacity of the large-capacity battery (111, 112) according to the purpose and derive the use selection, at this time, the large-capacity battery (111, 112) according to the operation range and power generation available service types of the large-capacity battery (111, 112) pre-set in the memory The capacity design and usage selection of the large capacity batteries 111 and 112 can be determined through the information on the capacity design and usage selection of the battery (S307). Provided to the derivation unit (213).

그리고 대용량 배터리 충방전 회수 계산부(207)는 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 회수를 카운팅하고(S308), 해당 카운팅된 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 회수를 충방전율 운전영역 제한부(209)에 적용하도록 하며, 또한 풍력 발전기 발전량 측정부(208)는 풍력 발전기(121, 122, 123)의 발전량을 측정하고(S309), 해당 측정된 풍력 발전기(121, 122, 123)의 발전량을 충방전율 운전영역 제한부(209)로 제공해 준다.The large-capacity battery charge / discharge recovery unit 207 counts the charge / discharge counts of the large-capacity batteries 111 and 112 (S308) and restricts the charge / discharge count of the counted large-capacity batteries 111 and 112. Applicable to the unit 209, and also the wind generator power generation unit 208 measures the power generation of the wind generators 121, 122, 123 (S309), the measured wind generators 121, 122, 123 of The amount of power generated is provided to the charge / discharge rate operation region limiting unit 209.

이에, 충방전율 운전영역 제한부(209)는 상술한 단계 S308에서 적용한 각각의 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 회수와 상술한 단계 S309에서 측정한 풍력 발전기(121, 122, 123)의 발전량을 이용하여 각각의 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역을 제한하는데, 이때 메모리 내에 기 설정해 둔 대용량 배터리(111, 112)의 충방전 회수 및 풍력 발전기(121, 122, 123)의 발전량에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역 제한에 대한 정보를 통해서 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역 제한을 결정할 수 있으며(S310), 해당 결정된 각각의 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역 제한을 최대 수명 도출부(213)로 제공해 준다.Accordingly, the charge / discharge rate operation region limiting unit 209 is the number of charge and discharge of each of the large-capacity battery (111, 112) applied in step S308 described above and the amount of power generation of the wind power generators 121, 122, 123 measured in step S309 described above. To limit the charge / discharge rate operation area of each of the large-capacity battery (111, 112) by using, wherein the number of charge and discharge of the large-capacity battery (111, 112) previously set in the memory and the amount of generation of the wind generator (121, 122, 123) Through the information on the charge / discharge rate operation area limitation of the large capacity batteries 111 and 112, the charge / discharge rate operation area limitation of the large capacity batteries 111 and 112 may be determined (S310), and each of the determined large capacity batteries 111, The charge / discharge rate operation region limitation of 112 is provided to the maximum lifetime derivation unit 213.

그리고 계전요소 및 알람 정보 측정부(210)는 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 계전요소 및 알람 정보를 측정하고(S311), 해당 측정한 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 계전요소 및 알람 정보를 설비 이용률 계산부(212)로 제공해 주며, 또한 대용량 배터리 이상유무 측정부(211)는 대용량 배터리(111, 112)의 뱅크(Bank)별 이상유무를 측정하며(S312), 해당 측정한 대용량 배터리(111, 112)의 뱅크(Bank)별 이상유무를 설비 이용률 계산부(212)로 제공해 준다.The relay element and alarm information measuring unit 210 measures relay element and alarm information of the large capacity batteries 111 and 112 and the wind power generators 121, 122 and 123 (S311), and the measured large capacity battery 111, 112 and the relay element and the alarm information of the wind generator (121, 122, 123) provides the facility utilization rate calculation unit 212, and the large capacity battery abnormality measurement unit 211 is a bank of large capacity batteries (111, 112) The abnormality of each bank is measured (S312), and the abnormality of each bank of the measured large capacity batteries 111 and 112 is provided to the facility utilization calculation unit 212.

이에, 설비 이용률 계산부(212)는 상술한 단계 S311에서 측정한 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 계전요소 및 알람 정보와 상술한 단계 S312에서 측정한 대용량 배터리(111, 112)의 뱅크별 이상유무를 이용하여 예방 진단을 통한 설비 이용률을 계산하는데, 이때 대용량 배터리(111, 112)와 풍력 발전기(121, 122, 123)의 계전요소 및 알람 정보와 대용량 배터리(111, 112)의 뱅크별 이상유무에 따라 메모리 내에 기 설정된 설비 이용률을 통해서 설비 이용률을 계산할 수 있으며(S313), 해당 계산된 설비 이용률을 최대 수명 도출부(213)로 제공해 준다.Thus, the facility utilization calculation unit 212 is the relay element and the alarm information of the large-capacity battery (111, 112) and wind power generators (121, 122, 123) measured in the above-described step S311 and the large-capacity battery measured in the above-described step S312 Calculate facility utilization rate by preventive diagnosis using abnormality of each bank of (111, 112), wherein relay element and alarm information of large capacity battery (111, 112) and wind generator (121, 122, 123) and large capacity battery According to the abnormality of each bank of 111 and 112, the utilization rate of the facility may be calculated through the preset facility utilization rate in the memory (S313), and the calculated facility utilization rate is provided to the maximum lifetime derivation unit 213.

그러면, 최대 수명 도출부(213)는 상술한 단계 S304에서 수립된 대용량 배터리(111, 112)의 최적 충방전 일정, 상술한 단계 S307에서 결정된 발전량 용도에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 용량 설계 및 용도 선정, 상술한 단계 S310에서 결정된 각각의 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역, 및 상술한 단계 S313에서 계산된 설비 이용률에 대한 정보를 이용하여 용도별 대용량 배터리(111, 112)의 최대 수명을 도출하는데, 이때 대용량 배터리(111, 112)의 최적 충방전 일정, 발전량 용도에 따른 대용량 배터리(111, 112)의 용량 설계 및 용도 선정, 각각의 대용량 배터리(111, 112)의 충방전율 운전영역, 및 예방 진단을 통한 설비 이용률에 따라 메모리 내에 기 설정된 용도별 대용량 배터리(111, 112)의 최대 수명에 대한 정보를 통해서 용도별 대용량 배터리(111, 112)의 최대 수명을 도출할 수 있다(S314).Then, the maximum lifetime derivation unit 213 design the capacity of the large capacity batteries 111 and 112 according to the optimum charge and discharge schedule of the large capacity batteries 111 and 112 established in the above-described step S304 and the amount of power generation determined in the above-described step S307. And the usage selection, the charge / discharge rate operation region of each of the large capacity batteries 111 and 112 determined in the above-described step S310, and the information on the facility utilization rate calculated in the above-described step S313 to determine the use of the large capacity batteries 111 and 112 of the respective applications. To derive the maximum life, at this time, the optimum charge and discharge schedule of the large capacity battery (111, 112), the capacity design and use of the large capacity battery (111, 112) according to the power generation purpose, the charge and discharge rate of each large capacity battery (111, 112) The maximum capacity of the large-capacity batteries 111 and 112 by use is determined through information on the maximum lifespan of the large-capacity batteries 111 and 112 for each use set in the memory according to the operation area and the facility utilization rate through the preventive diagnosis. You can obtain the name (S314).

이때, 대용량 배터리(111, 112)의 용도는 적용하고자 하는 서비스의 특성에 따라 다양하게 분류할 수 있다. 또한, 충방전율의 속도가 빠른 대용량 배터리(111, 112)의 경우에는 풍력 발전기(121, 122, 123)의 순간적인 출력 요동 현상을 보상하는 용도로 사용될 수 있다. 그리고 충방전율의 빠른 속도보다는 용량이 대용량인 배터리(111, 112)의 경우에는 일정한 출력을 장시간 동안 공급할 수 있기 때문에 일정 출력에 사용될 수 있다. 즉, 상술한 단계 S301에서부터 S313까지의 동작 수행 과정을 통해서 대용량 배터리(111, 112)의 용도에 따라 수명을 극대화할 수 있게 된다.In this case, the uses of the large capacity batteries 111 and 112 may be variously classified according to characteristics of a service to be applied. In addition, the large capacity batteries 111 and 112 having a high charge and discharge rate may be used to compensate for the instantaneous output fluctuations of the wind generators 121, 122 and 123. In the case of the batteries 111 and 112 having a large capacity rather than the fast rate of charge and discharge rate, the constant output may be supplied for a long time and thus may be used for a constant output. That is, it is possible to maximize the lifespan according to the use of the large-capacity battery (111, 112) through the operation performed from the above step S301 to S313.

상술한 바와 같은 동작 과정을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 운용 방법은, 풍력 발전 단지(100)에 배터리 에너지 저장 시스템(200)을 적용하여 불규칙한 풍력 발전량으로 인한 계통의 불안정성을 안정적인 출력으로 보장할 수 있도록 하며, 대용량 배터리(111, 112)의 수명을 극대화할 수 있도록 한다. 즉, 대용량 배터리(111, 112)에 경제성을 고려한 효율적인 관리 기능을 적용해 줌으로써, 대용량 배터리(111, 112)의 수명을 극대화하여 발전 사업자로 하여금 수익성을 향상시켜 줄 수 있으며, 풍력 발전 단지(100)에 적용되는 대용량 배터리(111, 112)의 용량 선정 및 설계 시에 최적의 방안을 제시해 줌으로써 경제적인 효과에 기여할 수 있다.
In the operating method of the battery energy storage system according to an embodiment of the present invention having an operation process as described above, by applying the battery energy storage system 200 to the wind farm 100, the instability of the system due to irregular wind power generation To ensure a stable output and to maximize the life of the large-capacity battery (111, 112). That is, by applying an efficient management function considering economics to the large-capacity battery (111, 112), by maximizing the life of the large-capacity battery (111, 112) can improve the profitability of the power generators, wind farm 100 The present invention can contribute to economic effects by suggesting an optimal method in selecting and designing the capacity of the large-capacity batteries 111 and 112 to be applied.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

100: 풍력 발전 단지
111, 112: 대용량 배터리
131 ~ 135: 전력 변환 장치(PCS)
200: 배터리 에너지 저장 시스템
201: 정보 수집부
202: 풍력 발전량 예측부
203: 대용량 배터리 충방전 일정 수립부
204: 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부
205: 발전량 가용 서비스 선정부
206: 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부
207: 대용량 배터리 충방전 회수 계산부
208: 풍력 발전기 발전량 측정부
209: 충방전율 운전영역 제한부
210: 계전요소 및 알람 정보 측정부
211: 대용량 배터리 이상유무 측정부
212: 설비 이용률 계산부
213: 최대 수명 도출부
100: wind farm
111, 112: large capacity batteries
131 to 135: power converter (PCS)
200: battery energy storage system
201: information collector
202: wind power generation unit
203: charging / discharging schedule establishment unit of large capacity battery
204: large battery operation range calculation unit
205: power generation available service selection unit
206: large capacity battery capacity and use selection unit
207: large-capacity battery charge / discharge recovery unit
208: wind power generation unit
209: charge and discharge rate operation area limitation
210: relay element and alarm information measuring unit
211: large capacity battery abnormality measurement unit
212: facility utilization calculation unit
213: maximum lifetime derivation

Claims (4)

풍력 발전 단지에 설치된 다수 개의 대용량 배터리와 다수 개의 풍력 발전기의 정보를 수집하고, 풍력 발전 단지의 기상 정보를 수집하는 정보 수집부;
상기 정보 수집부에서 수집한 기상 정보를 이용하여 풍속의 예측 발전량을 도출하는 풍력 발전량 예측부;
상기 풍력 발전량 예측부에서 도출한 예측 발전량에 따라 충방전 일정을 수립하는 대용량 배터리 충방전 일정 수립부;
상기 정보 수집부에서 수집한 대용량 배터리의 충방전율 운용 범위 정보에 따라 상기 대용량 배터리의 충방전 가용 범위를 계산하는 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부;
상기 정보 수집부에서 수집한 대용량 배터리 및 풍력 발전기의 정보를 이용하여 발전량 가용 서비스 종류를 선정하는 발전량 가용 서비스 선정부;
상기 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부에서 계산된 운용 가능 범위와 상기 발전량 가용 서비스 선정부에서 선정된 발전량 가용 서비스 종류에 따라 대용량 배터리의 용량 설계 및 용도 선정을 도출하는 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부;
상기 대용량 배터리의 충방전 회수를 카운팅하는 대용량 배터리 충방전 회수 계산부;
상기 풍력 발전기의 발전량을 측정하는 풍력 발전기 발전량 측정부;
상기 대용량 배터리 충방전 회수 계산부에서 카운팅한 충방전 회수와 상기 풍력 발전기 발전량 측정부에서 측정한 발전량에 따라 상기 대용량 배터리의 충방전율 운전영역을 제한하는 충방전율 운전영역 제한부;
상기 대용량 배터리 및 풍력 발전기의 계전요소 및 알람 정보를 측정하는 계전요소 및 알람 정보 측정부;
상기 대용량 배터리의 뱅크별 이상유무를 측정하는 대용량 배터리 이상유무 측정부;
상기 계전요소 및 알람 정보 측정부에서 측정한 계전요소 및 알람 정보와 상기 대용량 배터리 이상유무 측정부에서 측정한 뱅크별 이상유무에 따라 설비 이용률을 계산하는 설비 이용률 계산부; 및
상기 대용량 배터리 충방전 일정 수립부에서 수립된 충방전 일정, 상기 대용량 배터리 용량 및 용도 선정부에서 도출된 용량 설계 및 용도 선정, 상기 충방전율 운전영역 제한부에서 제한한 충방전율 운전영역, 및 상기 설비 이용률 계산부에서 계산된 설비 이용률에 따라 용도별 대용량 배터리의 최대 수명을 도출하는 최대 수명 도출부를 포함하는 배터리 에너지 저장 시스템.
An information collector configured to collect information of a plurality of large capacity batteries and a plurality of wind generators installed in the wind farm and collect weather information of the wind farm;
A wind power generation amount prediction unit for deriving a predicted generation amount of wind speed by using weather information collected by the information collecting unit;
A large-capacity battery charge / discharge schedule establishing unit for establishing a charge / discharge schedule according to the predicted generation amount derived from the wind power generation predictor;
A large-capacity battery operable range calculator for calculating a charge / discharge available range of the large-capacity battery according to the charge-discharge rate operating range information of the large-capacity battery collected by the information collecting unit;
A generation amount available service selection unit for selecting a generation amount available service type using information of the large capacity battery and the wind generator collected by the information collecting unit;
A large capacity battery capacity and usage selection unit for deriving capacity design and usage selection of the large capacity battery according to the operational range calculated by the large capacity battery operation range calculation unit and the type of power generation available service selected by the power generation available service selection unit;
A large capacity battery charge and discharge counting unit that counts the charge and discharge count of the large capacity battery;
Wind generator power generation measuring unit for measuring the power generation of the wind generator;
A charge / discharge rate operation area limiting unit configured to limit the charge / discharge rate operation area of the large-capacity battery according to the number of charge / discharge counted by the large-capacity battery charge / discharge recovery unit and the amount of power measured by the wind turbine generator;
Relay element and alarm information measuring unit for measuring the relay element and the alarm information of the large-capacity battery and the wind generator;
A large-capacity battery abnormality measurement unit for measuring the abnormality of each bank of the large-capacity battery;
A facility utilization calculation unit configured to calculate a facility utilization rate according to the relay element and alarm information measured by the relay element and alarm information measuring unit and the abnormality of each bank measured by the large capacity battery abnormality measuring unit; And
Charge / discharge schedule established by the large-capacity battery charge / discharge schedule establishment unit, capacity design and use selected by the large-capacity battery capacity and use selection unit, charge / discharge rate operation region limited by the charge / discharge rate operation region limiting unit, and the facility Battery energy storage system including a maximum lifespan derivation unit for deriving the maximum lifespan of a large-capacity battery for each application according to the utilization of the facility calculated by the utilization calculation unit.
제1항에 있어서, 상기 대용량 배터리 충방전 일정 수립부는
상기 대용량 배터리 운용 가능 범위 계산부에서 계산한 대용량 배터리의 충방전 가용 범위 내에서 충방전 일정을 수립하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
The method of claim 1, wherein the large-capacity battery charge and discharge schedule establishment unit
Battery energy storage system, characterized in that for establishing a charge and discharge schedule within the charge and discharge available range of the large-capacity battery calculated by the large-capacity battery operation range calculation unit.
제1항에 있어서, 상기 대용량 배터리 충방전 회수 계산부는
상기 대용량 배터리의 현재 충방전율과 과거 충방전 회수를 고려하여 상기 대용량 배터리의 충방전 회수를 상기 충방전율 운전영역 제한부에 적용하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
The method of claim 1, wherein the large-capacity battery charge and discharge counting calculation unit
The battery energy storage system of claim 1, wherein the charge / discharge count of the large-capacity battery is applied to the charge / discharge rate operating region limiting unit in consideration of the current charge / discharge rate of the large-capacity battery and the number of past charge / discharge cycles.
풍력 발전 단지에 설치된 다수 개의 대용량 배터리와 다수 개의 풍력 발전기의 정보를 수집하고, 풍력 발전 단지의 기상 정보를 수집하는 단계;
상기 수집한 기상 정보를 이용하여 풍속의 예측 발전량을 도출하고, 해당 예측 발전량에 따라 대용량 배터리의 충방전 일정을 수립하는 단계;
상기 수집한 대용량 배터리의 충방전율 운용 범위 정보에 따라 대용량 배터리의 충방전 가용 범위를 계산하는 단계;
상기 수집한 대용량 배터리 및 풍력 발전기의 정보를 이용하여 발전량 가용 서비스 종류를 선정하는 단계;
상기 계산된 운용 가능 범위와 상기 선정된 발전량 가용 서비스 종류에 따라 대용량 배터리의 용량 설계 및 용도 선정을 도출하는 단계;
상기 대용량 배터리의 충방전 회수를 카운팅하고, 상기 풍력 발전기의 발전량을 측정하는 단계;
상기 카운팅한 충방전 회수와 상기 측정한 발전량에 따라 대용량 배터리의 충방전율 운전영역을 제한하는 단계;
상기 대용량 배터리 및 풍력 발전기의 계전요소 및 알람 정보와, 상기 대용량 배터리의 뱅크별 이상유무를 측정하는 단계;
상기 측정한 계전요소 및 알람 정보와 뱅크별 이상유무에 따라 설비 이용률을 계산하는 단계; 및
상기 수립된 충방전 일정, 상기 도출된 용량 설계 및 용도 선정, 상기 제한한 충방전율 운전영역, 및 상기 계산된 설비 이용률에 따라 용도별 대용량 배터리의 최대 수명을 도출하는 단계를 포함하는 배터리 에너지 저장 시스템의 운용 방법.
Collecting information of a plurality of large capacity batteries and a plurality of wind generators installed in the wind farm, and collecting weather information of the wind farm;
Deriving a predicted generation amount of wind speed by using the collected weather information and establishing a charge / discharge schedule of a large capacity battery according to the predicted generation amount;
Calculating a charge / discharge available range of the large capacity battery according to the collected charge / discharge rate operating range information of the large capacity battery;
Selecting a type of power generation available service using the collected large capacity battery and the wind generator information;
Deriving capacity design and usage selection of a large capacity battery according to the calculated operable range and the selected power generation available service type;
Counting the number of charge / discharge cycles of the large-capacity battery and measuring the amount of power generated by the wind generator;
Limiting a charge / discharge rate operation region of a large capacity battery according to the counted number of charge / discharge cycles and the measured power generation amount;
Measuring relay element and alarm information of the large capacity battery and the wind generator, and whether there is an abnormality for each bank of the large capacity battery;
Calculating a facility utilization rate according to the measured relay element and alarm information and abnormality of each bank; And
Deriving a maximum lifespan of a large-capacity battery for each application according to the established charge / discharge schedule, the derived capacity design and use selection, the limited charge / discharge rate operation region, and the calculated facility utilization rate. Operating method.
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