KR20150037138A - 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 장치 및 방법 - Google Patents

장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 전력계통이 공급하는 전력을 충전 및 방전하는 전력저장시스템, 부하평준화제어 및 주파수추종제어 중 하나 이상의 제어방법을 사용하여 상기 전력저장시스템의 충방전을 제어하는 제어신호를 생성하는 전력관리시스템, 상기 전력관리시스템이 사용하는 제어방법을 결정하고 상기 전력관리시스템이 생성한 제어신호를 입력받아 전력저장시스템으로 전달하는 운전제어장치를 포함하며, 본 발명에 따르면 전력저장시스템이 다양한 운전 상황에 대하여 보다 적절히 대처하게 할 수 있으며 전력저장시스템의 이용도를 향상시킬 수 있다.

Description

장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING DRIVE OF ENERGY STORAGE SYSTEM CONSIDERING BOTH LONG TERM AND SHORT TERM CHARACTERISTICS}
본 발명은 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력저장시스템의 운전 모드에 따라 부하평준화를 위한 충방전 제어 방법 및 주파수추종을 위한 충방전 제어 방법 중 하나 이상을 선택하여 전력저장시스템의 충방전을 제어할 수 있도록 한 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
환경 파괴와 자원 고갈이 심각한 문제로 대두되기 시작한 이후, 발전 과정에서 공해를 유발하지 않는 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나 태양열 발전이나 풍력 발전, 조력 발전 등 신재생 에너지는 많은 경우, 발전되는 에너지의 양을 임의로 조절할 수 없으며, 자연 환경 및 기상 상황에 따라 시간적으로 발전되는 에너지의 양의 편차가 심하다는 문제가 있다.
따라서 전력을 저장하고 저장된 전력을 효율적으로 활용할 수 있는 전력저장시스템(Energy Saving System, ESS)의 필요가 대두되고 있다. 전력저장시스템은 발전된 전력을 소비자에게 공급하는 전력계통으로부터 잉여 전력을 공급받아 배터리에 저장한 뒤 전력계통이 소비자에게 공급하는 전력이 부족한 경우 배터리에 저장된 전력을 전력계통으로 다시 공급할 수 있는 시스템이다.
이러한 전력저장시스템의 충방전을 제어하기 위해서는 전력계통의 에너지 수요의 주기성을 고려하여야 한다. 전력저장시스템의 충방전을 제어하는 방법에는 전력계통의 장주기 특성 및 단주기 특성을 고려하는 방법이 있다.
장주기 특성, 즉 일일 주기상 전력계통의 부하의 변동을 고려하는 방법은 일일 주기상 전력계통 부하의 평준화를 목표로 하는 부하평준화 제어이다. 또한 단주기 특성, 즉 전력계통상 공급되는 교류 전류의 주파수를 고려하는 방법은 상기 교류 전류의 주파수에 따라 전력저장시스템의 충방전을 제어하는 주파수추종 제어이다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0071430호 (2001.07.28 공개, 발명의 명칭 : 에너지 저장 시스템)가 있다.
본 발명은 전력계통의 장주기 특성과 단주기 특성을 모두 고려하여, 장주기 특성을 고려하는 부하평준화를 위한 충방전 제어 방법 및 단주기 특성을 고려하는 주파수추종을 위한 충방전 제어 방법을 전력저장시스템의 운전 모드에 따라 선택하여 적용하고 다양한 운전 상황에 대하여 보다 적절하게 대처하며 전력저장시스템의 이용도를 향상시키는, 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 장치는 전력계통이 공급하는 전력을 충전 및 방전하는 전력저장시스템, 부하평준화제어에 의하여 제어되는 전력저장시스템의 충방전 출력 및 1일 충방전 스케줄을 나타내는 제1 제어신호와, 주파수추종제어에 의하여 제어되는 전력저장시스템의 충방전 출력을 나타내는 제2 제어신호를 생성하는 전력관리시스템 및 상기 전력저장시스템을 제어하는 제어 방법을 결정하고, 상기 결정된 제어 방법에 의해 전력저장시스템의 충방전을 제어하는 제3 제어신호를, 상기 제1 및 제2 제어신호에 근거하여 생성하고 전력저장시스템으로 출력하는 운전제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 운전제어부는, 상기 전력관리시스템으로부터 상기 제1 및 제2 제어신호를 입력받고, 상기 전력계통의 전송 주파수와, 상기 전력저장시스템의 충전 상태를 감지하는 입력부, 상기 전력저장시스템을 제어하는 제어 방법을 선택하고 상기 제1 및 제2 제어신호에 근거하여 상기 제3 제어신호를 생성하는 제어부 및 상기 제3 제어신호를 상기 전력저장시스템으로 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 운전제어부는, 상기 제1 제어신호 및 상기 전력저장시스템의 충전 상태에 근거하여 상기 전력저장시스템의 운전 모드를 판단하고, 상기 운전 모드, 상기 전송 주파수의 변동율 및 상기 충전 상태에 근거하여 상기 전력저장시스템을 제어하는 제어 방법을 선택하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 운전제어부는, 상기 제1 제어신호가 충전을 지시하고 있으면 상기 운전 모드를 제1 모드로 판단하고, 상기 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 상기 충전 상태가 완충 상태에 가까우면 상기 운전 모드를 제2 모드로 판단하고, 상기 제1 제어신호가 방전을 지시하고 있으면 상기 운전 모드를 제3 모드로 판단하며, 상기 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 상기 충전 상태가 방전 상태에 가까우면 상기 운전 모드를 제4 모드로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 운전제어부는, 상기 운전 상태가 제1 모드인 경우, 상기 전송 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 하락하고 있고 상기 충전 상태가 기설정된 기준치 이상으로 충전되어 있을 때 상기 제2 제어신호가 지시하는 방전 출력으로 상기 전력저장시스템이 방전하도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 운전제어부는, 상기 운전 상태가 제1 모드인 경우, 상기 전송 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 상승하고 있고 상기 충전 상태가 기설정된 기준치 이하로 충전되어 있을 때 상기 제1 제어신호가 지시하는 충전 출력과 상기 제2 제어신호가 지시하는 충전 출력을 합한 충전 출력으로 상기 전력저장시스템이 충전하되 상기 전력저장시스템이 정격출력 이상으로 충전하지 않도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 운전제어부는, 상기 운전 상태가 제2 모드인 경우, 상기 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 하락하고 있을 때 상기 제2 제어신호가 지시하는 방전 출력으로 상기 전력저장시스템이 방전하도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 운전제어부는, 상기 운전 상태가 제3 모드인 경우, 상기 전송 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 하락하고 있고 상기 충전 상태가 기설정된 기준치 이상으로 충전되어 있을 때 상기 제1 제어신호가 지시하는 방전 출력과 상기 2 제어신호가 지시하는 방전 출력을 합한 방전 출력에 의하여 상기 전력저장시스템이 방전하되 상기 전력저장시스템이 정격출력 이상으로 방전하지 않도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 운전제어부는, 상기 운전 상태가 제3 모드인 경우, 상기 전송 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 상승하고 있고 상기 충전 상태가 기설정된 기준치 이하로 충전되어 있을 때 상기 제2 제어신호가 지시하는 충전 출력으로 상기 전력저장시스템이 충전하도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 운전제어부는, 상기 운전 상태가 제4 모드인 경우, 상기 전송 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 상승하고 있을 때 상기 제2 제어신호가 지시하는 충전 출력으로 상기 전력저장시스템이 충전하도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 방법은 운전제어부가 전력관리시스템으로부터 제1 제어신호 및 제2 제어신호를 입력받는 단계, 운전제어부가 전력계통의 전송 주파수를 감지하고 전송 주파수의 변동율을 판단하는 단계, 운전제어부가 상기 전력저장시스템의 충전 상태를 감지하는 단계, 운전제어부가 상기 제1 제어신호 및 상기 전력저장시스템의 충전 상태에 근거하여 상기 전력저장시스템의 운전 모드를 판단하는 단계 및 운전제어부가 상기 전력저장시스템을 제어하는 제어 방법을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 방법에서, 상기 운전 모드를 판단하는 단계에서, 상기 제1 제어신호가 충전을 지시하고 있으면 상기 운전 모드를 제1 모드로 판단하고, 상기 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 상기 충전 상태가 완충 상태에 가까우면 상기 운전 모드를 제2 모드로 판단하고, 상기 제1 제어신호가 방전을 지시하고 있으면 상기 운전 모드를 제3 모드로 판단하며, 상기 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 상기 충전 상태가 방전 상태에 가까우면 상기 운전 모드를 제4 모드로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 방법에서, 상기 제어 방법을 결정하는 단계는, 상기 운전 모드, 상기 전송 주파수의 변동율 및 상기 충전 상태에 근거하여 상기 제어 방법을 결정하되, 상기 결정된 제어방법에 의해 전력저장시스템의 충방전을 제어하는 제3 제어신호를, 상기 제1 제어신호 및 상기 제2 제어신호에 근거하여 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전력계통의 장주기 특성과 단주기 특성을 모두 고려하여, 장주기 특성을 고려하는 부하평준화를 위한 충방전 제어 방법 및 단주기 특성을 고려하는 주파수추종을 위한 충방전 제어 방법을 전력저장시스템의 운전 모드에 따라 선택하여 적용할 수 있으므로, 전력저장시스템이 다양한 운전 상황에 대하여 보다 적절히 대처하게 할 수 있으며 전력저장시스템의 이용도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 전력저장시스템의 운전 모드별로 전력저장시스템의 충방전 제어 방법의 결정 규칙을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 제어 방법의 동작을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 장치의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 운전 제어 장치는 전력관리시스템(Power Management System, PMS)(100), 운전 제어 장치(200) 및 전력저장시스템(300)을 포함하여 이루어질 수 있다.
전력관리시스템(100)은 부하평준화제어에 의하여 제어되는 전력저장시스템(300)의 충방전 출력을 나타내는 제1 제어신호 및 주파수추종제어에 의하여 제어되는 전력저장시스템(300)의 충방전 출력을 나타내는 제2 제어신호를 생성한다.
전력관리시스템(100)은 전력계통으로부터 입력받은 부하 예측 데이터 및 전력 저장 시스템의 충전 상태에 근거하여 제1 제어신호를 생성하는 부하평준화부(110) 및 전력계통으로부터 입력받은 전력계통의 전송 주파수 및 전력 저장 시스템의 충전 상태에 근거하여 제2 제어신호를 생성하는 주파수추종부(120)를 포함하여 이루어진다.
상술한 바와 같이, 전력저장시스템(300)의 충방전을 제어하는 방법에는 전력계통의 장주기 특성을 고려하는 부하평준화제어와 전력계통의 단주기 특성을 고려하는 주파수추종제어가 있다.
여기에서 부하평준화부(110)는 부하평준화제어를 수행한다.
부하평준화제어는 전력계통의 장주기 특성, 즉 일일 주기상 전력계통 부하 변동을 고려하여 전력계통의 부하의 평준화를 목표로 하는 제어 방법이다. 부하평준화제어는 전력 계통으로부터 입력받은 전력 부하에 대한 예측 데이터에 근거하여, 전력 부하가 낮은 시간대에 전력저장시스템(300)이 충전하도록 제어하고, 전력 부하가 높은 시간대에 전력저장시스템(300)이 방전하도록 제어하여, 일일 주기상 전력계통의 부하가 평준화되도록 제어한다.
주파수추종부(120)는 주파수추종제어를 수행한다.
주파수추종제어는 전력계통의 단주기 특성, 즉 전력계통이 공급하는 교류 전원의 전력 전송 주파수의 변화 추이를 추적하여 전송 주파수가 상승하면 전력저장시스템(300)이 충전하도록 제어하고, 전송 주파수가 하강하면 전력저장시스템(300)이 방전하도록 제어하여, 전력계통에 걸리는 급격한 부하의 변동에 대응하도록 제어한다.
전력저장시스템(300)을 제어하는 제1 제어신호 및 제2 제어신호는 전력저장시스템(300)이 충전할 것인가 방전할 것인가의 여부, 전력저장시스템이 충방전하는 전력의 용량에 관한 정보를 포함할 수 있다.
장주기 특성을 고려하는 제1 제어신호는 이에 더하여 1일 동안 부하가 평준화되도록 전력저장시스템(300)이 충방전하는 스케줄을 포함할 수 있다.
단주기 특성을 고려하는 제2 제어신호는 이에 더하여 전송 주파수 또는 전송 주파수의 변동율을 포함할 수 있다.
전력저장시스템(300)은 전력계통이 공급하는 전력을 충전 및 방전한다.
즉, 상술한 바와 같이 전력저장시스템(300)은 전력계통이 공급하는 전력에 대한 수요가 적은 경우 전력을 충전하였다가, 전력에 대한 수요가 높은 경우 충전한 전력을 방전하여 저장된 전력을 효율적으로 활용할 수 있도록 한다.
운전제어부(200)는 전력저장시스템(300)을 제어하는 제어 방법을 결정하고, 결정된 제어 방법에 의해 전력저장시스템(300)의 충방전을 제어하는 제3 제어신호를, 제1 및 제2 제어신호에 근거하여 생성하고 전력저장시스템(300)으로 출력한다.
운전제어부(200)는 전력관리시스템(100)으로부터 제1 및 제2 제어신호를 입력받고, 전력계통의 전송 주파수와, 전력저장시스템의 충전 상태를 감지하는 입력부(210), 전력저장시스템(300)을 제어하는 제어 방법을 선택하고 제1 및 제2 제어신호에 근거하여 제3 제어신호를 생성하는 제어부(220) 및 제3 제어신호를 상기 전력저장시스템으로 출력하는 출력부(230)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 운전제어부(200)는 제1 제어신호 및 전력저장시스템(300)의 충전 상태에 근거하여 전력저장시스템(300)의 운전 모드를 판단하고, 운전 모드, 전력계통의 전송 주파수의 변동율 및 충전 상태에 근거하여 전력저장시스템(300)을 제어하는 제어 방법을 선택한다.
이 때, 운전제어부(200)는 전력계통으로부터 전송 주파수의 변동율을 입력받을 수도 있고, 전력계통으로부터 입력받은 전송 주파수를 시간에 대하여 미분하여 전송 주파수를 산출할 수도 있으며, 전력관리시스템(100)으로부터의 제2 제어신호를 통해 전송 주파수를 입력받을 수도 있다.
운전제어부(200)는 제1 제어신호가 충전을 지시하고 있으면 운전 모드를 제1 모드로 판단하고, 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 충전 상태가 완충 상태에 가까우면 운전 모드를 제2 모드로 판단하고, 제1 제어신호가 방전을 지시하고 있으면 운전 모드를 제3 모드로 판단하며, 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 충전 상태가 방전 상태에 가까우면 상기 운전 모드를 제4 모드로 판단할 수 있다.
즉, 제1 모드는 전력저장시스템(300)의 1일 충전 스케줄 중에서 충전 상태 완방으로부터 완충까지 충전을 진행하는 상태이고, 제2 모드는 충전 상태가 완충된 상태에서 더 이상 충전을 하지 않는 상태이며, 제3 모드는 충전된 전력을 전력 계통으로 방전하는 상태이고, 제4 모드는 충전되었던 전력을 완전히 방전하여 더 이상 방전을 할 수 없는 상태일 수 있다.
도 2는 전력저장시스템(300)의 운전 모드별로 전력저장시스템(300)의 충방전 제어 방법의 결정 규칙을 도시한 도면이다.
운전제어부(200)는 상술한 바와 같이 결정한 전력저장시스템(300)의 운전 모드에 따라 전력저장시스템(300)의 충방전을 부하평준화제어, 주파수추종제어 또는 양자의 조합에 의하여 제어할 것인지의 여부를 결정한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 제어 방법은 전력저장시스템(300)의 운전 모드, 전력 계통의 전력 전송 주파수의 변동율 및 전력저장시스템(300)의 충전 상태에 따라 결정된다.
운전제어부(200)는, 운전 상태가 제1 모드인 경우, 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 하락하고 있고 충전 상태가 기설정된 기준치 이상으로 충전되어 있어서 충전 상태가 방전에 적정할 때, 주파수추종제어에 의해 전력저장시스템(300)의 충방전을 제어할 수 있다. 이 때, 운전에어부(200)는 제2 제어신호가 지시하는 방전 출력으로 전력저장시스템(300)이 방전하도록 제3 제어신호를 생성할 수 있다.
운전제어부(200)는, 운전 상태가 제1 모드인 경우, 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 상승하고 있고 충전 상태가 기설정된 기준치 이하로 충전되어 있어서 충전 상태가 충전에 적정할 때, 부하평준화제어 및 주파수추종제어를 동시에 사용하여 전력저장시스템(300)의 충방전을 제어할 수 있다. 이 때, 운전에어부(200)는 제1 제어신호가 지시하는 충전 출력과 제2 제어신호가 지시하는 충전 출력을 합한 충전 출력으로 전력저장시스템(300)이 충전하되 상기 전력저장시스템이 정격출력 이상으로 충전하지 않도록 제3 제어신호를 생성할 수 있다.
운전제어부(200)는, 운전 상태가 제1 모드인 경우, 주파수가 급속하게 하락하고 있지만 충전 상태가 기설정된 기준치 미만이어서 방전에 부적정하거나, 주파수가 급속하게 상승하고 있지만 충전 상태가 기설정된 기준치 이상이어서 충전에 부적정한 경우 전력저장시스템(300)이 충방전을 하지 않도록 제3 제어신호를 생성할 수 있다.
운전제어부(200)는, 운전 상태가 제2 모드인 경우, 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 하락하고 있을 때, 제2 제어신호가 지시하는 방전 출력으로 전력저장시스템(300)이 방전하도록 제3 제어신호를 생성할 수 있다.
운전제어부(200)는, 운전 상태가 제2 모드인 경우, 주파수가 급속하게 상승하고 있는 경우 전력저장시스템(300)이 충방전을 하지 않도록 제3 제어신호를 생성할 수 있다.
운전제어부는(200)는, 운전 상태가 제3 모드인 경우, 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 하락하고 있고 충전 상태가 기설정된 기준치 이상으로 충전되어 있어서 충전 상태가 방전에 적정할 때, 부하평준화제어 및 주파수추종제어를 동시에 사용하여 전력저장시스템(300)의 충방전을 제어할 수 있다. 이 때, 제1 제어신호가 지시하는 방전 출력과 2 제어신호가 지시하는 방전 출력을 합한 방전 출력에 의하여 전력저장시스템(300)이 방전하되 상기 전력저장시스템이 정격출력 이상으로 방전하지 않도록 제3 제어신호를 생성할 수 잇다.
운전제어부(200)는, 운전 상태가 제3 모드인 경우, 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 상승하고 있고 충전 상태가 기설정된 기준치 이하로 충전되어 있어 충전 상태가 충전에 적정할 때, 제2 제어신호가 지시하는 충전 출력으로 전력저장시스템(300)이 충전하도록 제3 제어신호를 생성할 수 있다.
운전제어부(200)는, 운전 상태가 제3 모드인 경우, 주파수가 급속하게 하락하고 있지만 충전 상태가 기설정된 기준치 미만이어서 방전에 부적정하거나, 주파수가 급속하게 상승하고 있지만 충전 상태가 기설정된 기준치 이상이어서 충전에 부적정한 경우 전력저장시스템(300)이 충방전을 하지 않도록 제3 제어신호를 생성할 수 있다.
운전제어부(200)는, 운전 상태가 제4 모드인 경우, 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 상승하고 있을 때 제2 제어신호가 지시하는 충전 출력으로 전력저장시스템(300)이 충전하도록 제3 제어신호를 생성할 수 있다.
운전제어부(200)는, 운전 상태가 제4 모드인 경우, 주파수가 급속하게 하락하고 있는 경우 전력저장시스템(300)이 충방전을 하지 않도록 제3 제어신호를 생성할 수 있다.
운전제어부(200)는 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 범위 이상으로 급속하게 상승하거나 하강하지 않는 경우, 즉 주파수의 변동율이 기준치 범위 내인 경우, 전력저장시스템(300)이 부하병준화제어로 충방전하도록 제3 제어신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 운전제어부(200)는 제1제어신호를 제3 제어신호로 그대로 전력저장시스템(300)으로 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 장주기 및 단주기 특성을 모두 고려하는 전력저장시스템 제어 방법의 동작을 도시한 순서도이다.
먼저 운전제어부(200)는 입력부(210)를 통하여 전력관리시스템(100)으로부터 제1 및 제2 제어신호를 입력받는다(S100).
이어서, 운전제어부(200)는 입력부(210)를 통하여 전력저장시스템(300)의 충전 상태를 감지한다(S110).
이후, 운전제어부(200)는 입력부(210)를 통하여 전력계통의 전력 전송 주파수의 변동율을 판단한다(S120).
이 때, 운전제어부(200)는 전송 주파수의 변동율을 직접 입력받을 수도 있고, 전송 주파수를 입력받아 시간에 대해 미분하여 전송 주파수의 변동율을 산출할 수도 있다.
또한 운전제어부(200)는 전송 주파수 또는 그 변동율을 전력 계통으로부터 직접 입력받을 수도 있고, 전력관리시스템(100)으로부터 제2 제어신호를 통하여 입력받을 수도 있다.
이어서, 운전제어부(200)는 제1 제어신호 및 전력저장시스템(300)의 충전 상태에 근거하여 상기 전력저장시스템의 운전 모드를 판단한다(S130).
이 때, 운전제어부(200)는 제1 제어신호가 충전을 지시하고 있으면 운전 모드를 제1 모드로 판단하고, 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 충전 상태가 완충 상태에 가까우면 운전 모드를 제2 모드로 판단하고, 제1 제어신호가 방전을 지시하고 있으면 운전 모드를 제3 모드로 판단하며, 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 충전 상태가 방전 상태에 가까우면 상기 운전 모드를 제4 모드로 판단할 수 있다.
즉, 제1 모드는 전력저장시스템(300)의 1일 충전 스케줄 중에서 충전 상태 완방으로부터 완충까지 충전을 진행하는 상태이고, 제2 모드는 충전 상태가 완충된 상태에서 더 이상 충전을 하지 않는 상태이며, 제3 모드는 충전된 전력을 전력 계통으로 방전하는 상태이고, 제4 모드는 충전되었던 전력을 완전히 방전하여 더 이상 방전을 할 수 없는 상태일 수 있다.
이후, 운전제어부(200)는 전력저장시스템(300)을 제어하는 제어 방법을 결정하고(S140) 프로세스를 종료한다.
이 때, 운전제어부(200)는 결정된 제어방법에 의해 전력저장시스템(300)의 충방전을 제어하는 제3 제어신호를, 상기 제1 제어신호 및 상기 제2 제어신호에 근거하여 생성할 수 있다.
또한, 운전제어부(200)는 운전 모드, 전송 주파수의 변동율 및 충전 상태에 근거하여 제어 방법을 결정할 수 있다.
즉, 도 2와 관련하여 상술한 바와 같은 방법으로, 운전 모드, 전송 주파수의 변동율 및 충전 상태에 근거하여 전력저장시스템(300)의 충전 및 방전의 여부 및 충방전시의 충방전 출력의 산출 방법을 결정할 수 있다.
이 때, 충방전 출력은 주파수추종 제어, 부하평준화 제어 및 양자의 조합을 사용하여 산출되도록 결정될 수 있으며, 제1 및 제2 제어신호에 근거하여 산출될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 전력저장시스템(300)의 장주기 특성과 단주기 특성을 모두 고려하여, 장주기 특성을 고려하는 부하평준화를 위한 충방전 제어 방법 및 단주기 특성을 고려하는 주파수추종을 위한 충방전 제어 방법을 전력저장시스템(300)의 운전 모드에 따라 선택하여 적용할 수 있으므로, 전력저장시스템(300)이 다양한 운전 상황에 대하여 보다 적절히 대처하게 할 수 있으며 전력저장시스템(300)의 이용도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 전력관리시스템
110 : 부하평준화부
120 : 주파수추종부
200 : 운전제어장치
210 : 입력부
220 : 제어부
230 : 출력부
300 : 전력저장시스템

Claims (13)

  1. 전력계통이 공급하는 전력을 충전 및 방전하는 전력저장시스템;
    부하평준화제어에 의하여 제어되는 전력저장시스템의 충방전 출력 및 1일 충방전 스케줄을 나타내는 제1 제어신호와, 주파수추종제어에 의하여 제어되는 전력저장시스템의 충방전 출력을 나타내는 제2 제어신호를 생성하는 전력관리시스템; 및
    상기 전력저장시스템을 제어하는 제어 방법을 결정하고, 상기 결정된 제어 방법에 의해 전력저장시스템의 충방전을 제어하는 제3 제어신호를, 상기 제1 및 제2 제어신호에 근거하여 생성하고 전력저장시스템으로 출력하는 운전제어부를 포함하는 전력저장시스템 운전 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 운전제어부는,
    상기 전력관리시스템으로부터 상기 제1 및 제2 제어신호를 입력받고, 상기 전력계통의 전송 주파수와, 상기 전력저장시스템의 충전 상태를 감지하는 입력부;
    상기 전력저장시스템을 제어하는 제어 방법을 결정하고 상기 결정된 제어 방법에 의해 상기 제1 및 제2 제어신호에 근거하여 상기 제3 제어신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 제3 제어신호를 상기 전력저장시스템으로 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템 운전 제어 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 운전제어부는,
    상기 제1 제어신호 및 상기 전력저장시스템의 충전 상태에 근거하여 상기 전력저장시스템의 운전 모드를 판단하고, 상기 운전 모드, 상기 전송 주파수의 변동율 및 상기 충전 상태에 근거하여 상기 전력저장시스템을 제어하는 제어 방법을 결정하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템 운전 제어 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 운전제어부는,
    상기 제1 제어신호가 충전을 지시하고 있으면 상기 운전 모드를 제1 모드로 판단하고, 상기 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 상기 충전 상태가 완충 상태에 가까우면 상기 운전 모드를 제2 모드로 판단하고, 상기 제1 제어신호가 방전을 지시하고 있으면 상기 운전 모드를 제3 모드로 판단하며, 상기 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 상기 충전 상태가 방전 상태에 가까우면 상기 운전 모드를 제4 모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템 운전 제어 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 운전제어부는,
    상기 운전 상태가 제1 모드인 경우, 상기 전송 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 하락하고 있고 상기 충전 상태가 기설정된 기준치 이상으로 충전되어 있을 때 상기 제2 제어신호가 지시하는 방전 출력으로 상기 전력저장시스템이 방전하도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템 운전 제어 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 운전제어부는,
    상기 운전 상태가 제1 모드인 경우, 상기 전송 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 상승하고 있고 상기 충전 상태가 기설정된 기준치 이하로 충전되어 있을 때 상기 제1 제어신호가 지시하는 충전 출력과 상기 제2 제어신호가 지시하는 충전 출력을 합한 충전 출력으로 상기 전력저장시스템이 충전하되 상기 전력저장시스템이 정격출력 이상으로 충전하지 않도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템 운전 제어 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 운전제어부는,
    상기 운전 상태가 제2 모드인 경우, 상기 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 하락하고 있을 때 상기 제2 제어신호가 지시하는 방전 출력으로 상기 전력저장시스템이 방전하도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템 운전 제어 장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 운전제어부는,
    상기 운전 상태가 제3 모드인 경우, 상기 전송 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 하락하고 있고 상기 충전 상태가 기설정된 기준치 이상으로 충전되어 있을 때 상기 제1 제어신호가 지시하는 방전 출력과 상기 2 제어신호가 지시하는 방전 출력을 합한 방전 출력에 의하여 상기 전력저장시스템이 방전하되 상기 전력저장시스템이 정격출력 이상으로 방전하지 않도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템 운전 제어 장치.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 운전제어부는,
    상기 운전 상태가 제3 모드인 경우, 상기 전송 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 상승하고 있고 상기 충전 상태가 기설정된 기준치 이하로 충전되어 있을 때 상기 제2 제어신호가 지시하는 충전 출력으로 상기 전력저장시스템이 충전하도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템 운전 제어 장치.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 운전제어부는,
    상기 운전 상태가 제4 모드인 경우, 상기 전송 주파수의 변동율이 기설정된 기준치 이상으로 급속하게 상승하고 있을 때 상기 제2 제어신호가 지시하는 충전 출력으로 상기 전력저장시스템이 충전하도록 제3 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템 운전 제어 장치.
  11. 운전제어부가 전력관리시스템으로부터 제1 제어신호 및 제2 제어신호를 입력받는 단계;
    운전제어부가 전력계통의 전송 주파수를 감지하고 전송 주파수의 변동율을 판단하는 단계;
    운전제어부가 상기 전력저장시스템의 충전 상태를 감지하는 단계; 및
    운전제어부가 상기 제1 제어신호 및 상기 전력저장시스템의 충전 상태에 근거하여 상기 전력저장시스템의 운전 모드를 판단하는 단계; 및
    운전제어부가 상기 전력저장시스템을 제어하는 제어 방법을 결정하는 단계를 포함하는 전력저장시스템 운전 제어 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 운전 모드를 판단하는 단계에서,
    상기 제1 제어신호가 충전을 지시하고 있으면 상기 운전 모드를 제1 모드로 판단하고, 상기 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 상기 충전 상태가 완충 상태에 가까우면 상기 운전 모드를 제2 모드로 판단하고, 상기 제1 제어신호가 방전을 지시하고 있으면 상기 운전 모드를 제3 모드로 판단하며, 상기 제1 제어신호가 충전 또는 방전을 지시하지 않고 있으며 상기 충전 상태가 방전 상태에 가까우면 상기 운전 모드를 제4 모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템 운전 제어 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제어 방법을 결정하는 단계는,
    상기 운전 모드, 상기 전송 주파수의 변동율 및 상기 충전 상태에 근거하여 상기 제어 방법을 결정하되, 상기 결정된 제어방법에 의해 전력저장시스템의 충방전을 제어하는 제3 제어신호를, 상기 제1 제어신호 및 상기 제2 제어신호에 근거하여 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템 운전 제어 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10340701B2 (en) 2016-03-29 2019-07-02 Lsis Co., Ltd. Hybrid power storage apparatus
KR20200116271A (ko) * 2019-04-01 2020-10-12 두산중공업 주식회사 다목적 발전소 연계형 에너지 저장 시스템 및 이의 제어방법
US11527888B2 (en) 2019-04-01 2022-12-13 Doosan Enerbility Co., Ltd. Power plant-connected energy storage system and method of controlling same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006333563A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Meidensha Corp 複数種類の分散型電源による負荷追従運転制御方法
KR20130102681A (ko) * 2012-03-08 2013-09-23 에스케이이노베이션 주식회사 주파수 제어 시스템 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006333563A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Meidensha Corp 複数種類の分散型電源による負荷追従運転制御方法
KR20130102681A (ko) * 2012-03-08 2013-09-23 에스케이이노베이션 주식회사 주파수 제어 시스템 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10340701B2 (en) 2016-03-29 2019-07-02 Lsis Co., Ltd. Hybrid power storage apparatus
KR20200116271A (ko) * 2019-04-01 2020-10-12 두산중공업 주식회사 다목적 발전소 연계형 에너지 저장 시스템 및 이의 제어방법
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