KR20140081312A - 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ESS에 내장된 BMS(배터리 관리 시스템 : Battery Management System, "BMS"라함)에서 Battery Capacity(배터리 용량)를 판단하여 사용자가 원하는 만큼의 적정 수준을 유지할 수 있으며, BMS에서 Charger(충전기)의 운영에 대한 관리를 하여 Battery Capacity가 사용자가 원하는 수준을 만족하면 Charger를 Off하여 Charger의 소비전류로 인한 에너지 낭비를 없앨 수 있도록 한 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터(Inverter)(16)를 온(ON) 시킨 후, 트랜스퍼 스위치(Transfer Switch)(18)로 교류 전압을 인가하는 S1단계와; 상기 S1단계에서 전원부(5)가 오프(OFF) 되어있는지를 판단한 후, 전원부(5)가 오프(OFF) 되어있지 않으면, 배터리(Battery)의 용량(Capacity)이 설정되어 있는지를 판단하는 S3단계와; 상기 S3단계에서 배터리의 용량이 설정되어 있으면, 충전기(12)를 온(ON) 하고, 배터리를 충전하는 S4단계와; 상기 S4단계에서 배터리가 설정 용량까지 충전되어 있는지를 판단한 후, 배터리가 설정 용량까지 충전되어 있으면, 충전기(12)를 오프(OFF) 시키는 S6단계를 포함하여 이루어진다.

Description

에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법{Energy storage system of controlling method for charge/discharge}
본 발명은 에너지 저장 시스템(ESS : Energy storage system)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ESS에 내장된 BMS(배터리 관리 시스템 : Battery Management System, "BMS"라함)에서 Battery Capacity(배터리 용량)를 판단하여 사용자가 원하는 만큼의 적정 수준을 유지할 수 있으며, BMS에서 Charger(충전기)의 운영에 대한 관리를 하여 Battery Capacity가 사용자가 원하는 수준을 만족하면 Charger를 Off하여 Charger의 소비전류로 인한 에너지 낭비를 없앨 수 있도록 한 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System)은 발전소에서 과잉 생산된 전력을 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해 주는 저장 장치를 말한다.
상기 에너지 저장 시스템은 발전 시스템, 계통과 연결되며, 부하(예를 들어, 축전지 등)를 충전 또는 방전을 제어한다.
여기서, 계통은 발전소, 변전소, 송전선 등을 총칭하고, 계통은 정상 상태인 경우, 에너지 저장 시스템으로 전력을 공급하여 축전지에 전력이 공급되도록 하고, 계통은 에너지 저장 시스템으로부터 전력을 공급받는다.
그리고, 상기 에너지 저장 시스템은 계통이 비정상 상태일 경우, 예를 들면 정전이 발생한 경우에는 UPS(Uninterruptible Power Supply) 동작을 수행하여 축전지를 충전 또는 방전을 제어한다.
그러나, 상기한 종래의 에너지 저장 시스템은 UPS(Uninterruptible Power Supply) 방식의 자동변환제어를 구비하여 축전지를 충전 또는 방전을 제어하는바,
에너지 저장 시스템은 항상 축전지의 충전을 위하여 Charger를 켜놓고 운용하여야 하기 때문에 기본적으로 Charger의 소비 전류로 인한 에너지 손실이 발생하는 문제점이 있었다.
그리고, 종래의 에너지 저장 시스템은 사용자가 원하는 만큼의 Battery Capacity를 유지를 할 수 없고, Charger의 설정된 값으로만 Battery Capacity를 제어해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 개량발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 ESS에 내장된 BMS에서 Battery Capacity를 판단하여 사용자가 원하는 만큼의 적정 수준을 유지할 수 있으며, BMS에서 Charger의 운영에 대한 관리를 하여 Battery Capacity가 사용자가 원하는 수준을 만족하면 Charger를 Off하여 Charger의 소비전류로 인한 에너지 낭비를 없앨 수 있도록 한 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법을 제공하는 데 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법은,
단계를 포함하여 이루어진다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법은 기존의 UPS 방식에서 Charger를 항상 켜 놓는 것과 달리, Battery Charger의 On/Off, Run/Stop을 관리할 수 있음으로써, 불필요한 Charger의 On 시간을 줄여 불필요한 소비 전류 발생을 줄 일 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 사용자가 원하는 Battery Capacity를 입력하면 Charger의 Run을 제어함으로써, 사용자가 원하는 Capacity를 유지할 수 있음으로, 사용자가 원하는 필요 이상의 Charger Run으로 발생되는 에너지 소모도 줄 일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 에너지 저장 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명에 적용되는 에너지 저장 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(100)은,
전원부(City Power)(5)에 전기적으로 연결되어 기 설정된 프로그램에 따라 에너지 저장 시스템을 제어하는 엠씨유(MCU : Microprocessor Control Unit)(10)와;
상기 엠씨유(10)에 전기적으로 연결되어 상기 엠씨유(10)의 제어신호에 따라 전원부(5)로부터 인가되는 전원으로 배터리팩(도시는 생략함)을 충전시키는 충전기(Charger)(12)와;
상기 배터리팩에 전기적으로 연결되어 상기 배터리팩을 관리하는 배터리 관리 시스템(14)과;
상기 배터리 관리 시스템(14)에 전기적으로 연결되어 상기 배터리 관리 시스템(14)으로부터 인가되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터(Inverter)(16)와;
상기 전원부(5)와 인버터(16)에 전기적으로 연결되어 스위칭하는 트랜스퍼 스위치(Transfer Switch)(18)와;
상기 트랜스퍼 스위치(18)에 전기적으로 연결되어 방전을 하는 부하(Loder)(20)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 에너지 저장 시스템의 동작을 도 2를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법의 흐름도이다.
먼저, 엠씨유(10)는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터(Inverter)(16)를 온(ON) 시킨 후, 트랜스퍼 스위치(Transfer Switch)(18)로 교류 전압을 인가한다(S1).
그리고, 상기 엠씨유(10)는 전원부(5)가 오프(OFF) 되어있는지를 판단한다(S2).
상기 S2의 판단결과 전원부(5)가 오프(OFF) 되어있지 않으면, 상기 엠씨유(10)는 배터리(Battery)의 용량(Capacity)이 설정되어 있는지를 판단한다(S3).
상기 S3의 판단결과 배터리의 용량이 설정되어 있으면, 상기 엠씨유(10)는 충전기(12)를 온(ON) 하고, 배터리를 충전시킨다(S4).
상기 배터리가 충전되어 있음에 따라 정전에 대비할 수 있다.
그리고, 상기 엠씨유(10)는 배터리가 설정 용량까지 충전되어 있는지를 판단한다(S5).
상기 S5의 판단결과 배터리가 설정 용량까지 충전되어 있으면, 상기 엠씨유(10)는 충전기(12)를 오프(OFF) 시킨다(S6).
한편, 상기 S2의 판단결과 전원부(5)가 오프(OFF) 되어있으면, 상기 엠씨유(10)는 정전이 발생 된 것으로 간주한 후, 트랜스퍼 스위치(18)에 연결된 인버터(16)의 Output을 통해 부하(Loder)(20)에 전원을 공급한다(S7).
그리고, 상기 엠씨유(10)는 인버터(16)의 Output Current가 기 설정된 Output Current보다 높은지를 판단한다(S8).
상기 S8의 판단결과 인버터(16)의 Output Current가 기 설정된 Output Current보다 낮으면, 배터리의 용량이 설정되어 있는지를 판단한다(S3).
만약, 상기 S8의 판단결과 인버터(16)의 Output Current가 기 설정된 Output Current보다 높으면, 상기 엠씨유(10)는 전원부(5)가 오프 되어 있음을 판단한다.
결과적으로 본 발명은 Inverter의 Output Current가 급증하게 되면 정전이 되었음으로 알 수 있다. 그러다가 Output가 존재하지 않게 되면 정전이 해제되었음으로 인식하고 다시 Battery Capacity를 판단해 사용자가 원하는 Capacity를 유지하기 위해 Charger의 Run을 판단한다.
상기 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 에너지 저장 시스템
5 : 전원부(City Power)
10 : 엠씨유(MCU : Microprocessor Control Unit)
12 : 충전기(Charger)
14 : 배터리 관리 시스템
16 : 인버터(Inverter)
18 : 트랜스퍼 스위치(Transfer Switch)
20 : 부하(Loder)

Claims (2)

  1. 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터(Inverter)(16)를 온(ON) 시킨 후, 트랜스퍼 스위치(Transfer Switch)(18)로 교류 전압을 인가하는 S1단계와;
    상기 S1단계에서 전원부(5)가 오프(OFF) 되어있는지를 판단한 후, 전원부(5)가 오프(OFF) 되어있지 않으면, 배터리(Battery)의 용량(Capacity)이 설정되어 있는지를 판단하는 S3단계와;
    상기 S3단계에서 배터리의 용량이 설정되어 있으면, 충전기(12)를 온(ON) 하고, 배터리를 충전하는 S4단계와;
    상기 S4단계에서 배터리가 설정 용량까지 충전되어 있는지를 판단한 후, 배터리가 설정 용량까지 충전되어 있으면, 충전기(12)를 오프(OFF) 시키는 S6단계를 포함하여 이루어지되,
    전원부(5)가 오프(OFF) 되어있으면, 정전이 발생 된 것으로 간주한 후, 트랜스퍼 스위치(18)에 연결된 인버터(16)의 Output을 통해 부하(Loder)(20)에 전원을 공급하고, 상기 인버터(16)의 Output Current가 기 설정된 Output Current보다 높은지를 판단한 후, 판단결과 인버터(16)의 Output Current가 기 설정된 Output Current보다 낮으면, 배터리의 용량이 설정되어 있는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    인버터(16)의 Output Current가 기 설정된 Output Current보다 높으면, 상기 엠씨유(10)는 전원부(5)가 오프 되어 있음을 판단하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템의 충방전 자동변환 제어방법.














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