KR20160082271A - Diesel generator connected energy storage system, and connecting method thereof - Google Patents

Diesel generator connected energy storage system, and connecting method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20160082271A
KR20160082271A KR1020140191679A KR20140191679A KR20160082271A KR 20160082271 A KR20160082271 A KR 20160082271A KR 1020140191679 A KR1020140191679 A KR 1020140191679A KR 20140191679 A KR20140191679 A KR 20140191679A KR 20160082271 A KR20160082271 A KR 20160082271A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diesel generator
power
storage system
energy storage
ess
Prior art date
Application number
KR1020140191679A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101718387B1 (en
Inventor
이정민
최영준
Original Assignee
주식회사 효성
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 효성 filed Critical 주식회사 효성
Priority to KR1020140191679A priority Critical patent/KR101718387B1/en
Publication of KR20160082271A publication Critical patent/KR20160082271A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101718387B1 publication Critical patent/KR101718387B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1807—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

The present invention relates to an energy storage system (ESS) connected to a diesel power generator, which stores new and renewable energy including wind power and solar light and provides power to a load in connection with a diesel power generator. The ESS connected to a diesel power generator comprises: a battery for storing power output by using new and renewable energy; and a power conditioning system (PCS) for controlling the charging or discharging operation of the battery. The PCS includes: a filter part for filtering signals in a determined frequency band; and a shunt reactor connected to the filter part to absorb invalid power, which is generated during connection with a diesel power generator. According to the present invention, the problem that invalid power is generated during the connection of a diesel power generator with an energy storage system and the problem of a voltage drop can be mitigated.

Description

디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템 및 그 연계 방법 {Diesel generator connected energy storage system, and connecting method thereof}[0001] The present invention relates to a diesel generator-connected energy storage system,

본 발명은 신재생 에너지 저장 시스템과 디젤 발전기를 연계하는 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신재생 에너지 저장 시스템과 디젤 발전기의 연계시에 무효전력 문제와 전압강하 문제를 개선하는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a technology for linking a renewable energy storage system and a diesel generator, and more particularly, to a technique for improving a reactive power problem and a voltage drop problem in connection with a renewable energy storage system and a diesel generator.

환경 파괴, 자원 고갈 등이 문제되면서, 전력을 저장하고, 저장된 전력을 효율적으로 활용할 수 있는 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 태양광 발전 등 신재생 에너지의 중요성이 증대되고 있다. 특히 신재생 에너지는 태양광, 풍력, 조력 등 무한히 공급되는 천연 자원을 이용하고, 발전 과정에서 공해를 유발하지 않아, 그 활용 방안에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.Environmental degradation, resource depletion, etc., there is a growing interest in a system capable of storing electric power and efficiently utilizing stored electric power. Also, the importance of renewable energy such as solar power generation is increasing. In particular, new and renewable energy uses natural resources that are infinitely supplied, such as solar power, wind power, and tidal power, and does not cause pollution in the development process.

일반적으로 신재생 에너지 시스템은, 에너지 부족과 환경 오염 등의 문제를 해결하고자 새로운 에너지원을 연구, 개발하는 시스템으로 기존 화석 에너지를 변환시켜 이용하거나, 햇빛, 물, 지열, 생물유기체 등을 포함하는 재생가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지, 지속 가능한 에너지 공급체계를 위한 미래에너지원을 그 특성으로 한다. 이러한 신재생 에너지 시스템에는 풍력 발전 시스템, 태양광 발전 시스템 등이 있다. In general, the new and renewable energy system is a system that researches and develops new energy sources in order to solve problems such as energy shortage and environmental pollution. It is used to convert existing fossil energy or use existing fossil energy including sunlight, water, geothermal, Energy that converts and uses renewable energy, and future energy sources for a sustainable energy supply system. These renewable energy systems include wind power generation systems and solar power generation systems.

도서지역 전력공급원인 디젤 발전기를 태양광 발전이나 풍력 발전으로 대체하기 위하여 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)는 절대적으로 필요한 기기이며, ESS와 디젤 발전기의 안정적인 연계 운전기술이 필요하다. Energy Storage System (ESS) is an absolutely necessary equipment for replacing diesel generators, which are power sources of island areas, with photovoltaic and wind power generators, and it is necessary to have stable cooperative operation technology of ESS and diesel generator.

종래 기술은 축전 장치에 의해 전력이 공급되고 있는 전원회로에 발전 장치를 접속하는 경우, 제어부에 의해 축전장치의 출력전압을 발전장치의 출력전압에 추종시킨후 발전장치를 접속한다. 즉, 종래 기술은 디젤 발전기와 ESS의 연계 시에 ESS 전압을 발전기의 출력 전압에 추종시킨 후 발전기에 접속하는 방식이다. In the prior art, when the power generation device is connected to a power supply circuit powered by the power storage device, the control device follows the output voltage of the power storage device to the output voltage of the power generation device, and then connects the power generation device. That is, in the related art, when the diesel generator and the ESS are connected, the ESS voltage is followed by the output voltage of the generator and then connected to the generator.

또한, 종래 기술은 디젤 발전기에서 ESS로 전력 공급체계 변경 시에 ESS의 계통연계제어(PQ)에서 독립운전제어(CVCF: Constant Voltage Constant Frequency)로 전환하는 방식이다. Also, the prior art is a method of switching from the grid linkage control (PQ) of the ESS to the independent voltage control constant (CVCF) when the power supply system is changed from the diesel generator to the ESS.

이러한 종래 기술에서 디젤 발전기에서 ESS로 전력 공급체계를 변경 시, ESS에 무효 전력이 발생하고, ESS의 독립운전제어에 의한 전압강하가 발생하게 되는 문제점이 있다.
In this conventional technique, when the power supply system is changed from the diesel generator to the ESS, reactive power is generated in the ESS and a voltage drop due to independent operation control of the ESS occurs.

일본 공개특허공보 2013-172495Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2013-172495

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템(ESS) 연계 시에 무효전력문제와 전압강하문제를 해결할 수 있는 안정적인 전력공급체계를 도모하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a stable power supply system capable of solving a reactive power problem and a voltage drop problem when a diesel generator is connected to an energy storage system (ESS).

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 풍력, 태양광을 포함하는 신재생 에너지를 저장하며, 디젤 발전기(Diesel Generator)와 연계하여 부하에 전력을 공급하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)에서, 신재생 에너지를 이용하여 출력되는 전력을 저장하기 위한 배터리 및 상기 배터리의 충전 또는 방전 동작을 제어하는 PCS(Power Conditioning System)을 포함하되, 상기 PCS는 정해진 주파수 대역의 신호를 필터링하기 위한 필터부와, 상기 필터부에 연결되어 디젤 발전기와의 연계시에 발생하는 무효 전력을 흡수하기 위한 분로 리액터(shunt reactor)를 포함하여 이루어진다. In order to achieve the above object, the present invention provides an energy storage system (energy storage system) for storing renewable energy including wind power and solar light, and supplying power to a load in conjunction with a diesel generator (ESS), a battery for storing power output using renewable energy, and a PCS (Power Conditioning System) for controlling charging or discharging operations of the battery. The PCS filters the signal of a predetermined frequency band And a shunt reactor connected to the filter unit and absorbing reactive power generated when the diesel generator is connected to the filter unit.

상기 필터부는 인덕터(L)와 커패시터(C)로 이루어지는 저역 통과 필터(Low Pass Filter)로 구현될 수 있다. The filter unit may be implemented by a low pass filter including an inductor L and a capacitor C.

상기 분로 리액터는 상기 저역 통과 필터에 병렬로 연결될 수 있다. The shunt reactor may be connected in parallel to the low-pass filter.

상기 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템은 상기 부하와의 연결을 스위칭하기 위한 차단기를 더 포함할 수 있다. The diesel generator-associated energy storage system may further include a circuit breaker for switching the connection with the load.

본 발명의 일 실시예에서 상기 분로 리액터는 상기 저역 통과 필터와 상기 차단기 사이에 연결될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the shunt reactor may be connected between the low-pass filter and the breaker.

본 발명에서 풍력, 태양광을 포함하는 신재생 에너지를 저장하며, 디젤 발전기(Diesel Generator)와 연계하여 부하에 전력을 공급하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)에서의 연계 방법에서, 상기 디젤 발전기를 연계하기 위하여, 상기 디젤 발전기에서 부하에 전력을 공급하는 중에 ESS의 PCS(Power Conditioning System)에서 상기 디젤 발전기의 전압을 PLL(Phase Locked Loop)하는 단계, 상기 ESS의 PCS에서 독립운전(Constant Voltage Constant Frequency, CVCF) 방식으로 전력 제어를 수행하는 단계, 상기 ESS의 PCS에서 자체 전압을 PLL하는 단계 및 상기 디젤 발전기의 전원을 오프(Off)하는 단계를 포함한다. In the present invention, a linkage method in an energy storage system (ESS) for storing renewable energy including wind power and solar light and supplying electric power to a load in conjunction with a diesel generator A phase locked loop (PLL) of the voltage of the diesel generator in a PCS (Power Conditioning System) of the ESS during power supply to the load from the diesel generator to connect the diesel generator, Performing power control using a constant voltage constant frequency (CVCF) method, PLLing its own voltage at the PCS of the ESS, and turning off the power of the diesel generator.

상기 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템은 상기 부하와의 연결을 스위칭하기 위한 차단기를 포함하며, 상기 디젤 발전기의 전압을 PLL(Phase Locked Loop)하는 단계 전에, 상기 차단기가 온(On)되어 상기 에너지 저장 시스템이 상기 부하와 연결되는 단계를 더 포함할 수 있다.
The diesel generator-associated energy storage system includes a circuit breaker for switching the connection with the load. Before the voltage of the diesel generator is PLL (Phase Locked Loop), the circuit breaker is turned on, And the system is connected to the load.

본 발명에 의하면, 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템의 연계 시에 무효 전력이 발생하는 문제와, 전압 강하 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, it is possible to solve the problem of generation of reactive power and the voltage drop problem when coupling the diesel generator and the energy storage system.

도 1은 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템의 연계를 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템의 연계를 보여주는 블록도이다.
도 3은 에너지 저장 시스템에서 디젤 발전기를 연계하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템에서의 연계 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실제 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템을 연계한 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 분로 리액터 설치 전 진상 무효 전력을 보여주는 그래프이다.
도 7은 분로 리액터 설치 후 진상 무효 전력을 보여주는 그래프이다.
도 8은 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템 연계 시에 PQ에서 CVCF로 모드 전환하는 경우 전압 강하가 발생하는 현상을 보여주는 그래프이다.
도 9는 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템 연계 시에 CVCF로 제어시 전압 강하가 발생하지 않는 것을 보여주는 그래프이다. 1 is a block diagram illustrating the linkage between a diesel generator and an energy storage system.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a linkage between a diesel generator and an energy storage system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a flow chart illustrating a method of coupling a diesel generator in an energy storage system.
FIG. 4 is a flow chart illustrating a method of coupling in a diesel generator-linked energy storage system according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a configuration in which an actual diesel generator according to an embodiment of the present invention is connected to an energy storage system.
6 is a graph showing the phase reactive power before the shunt reactor is installed.
Fig. 7 is a graph showing the phase reactive power after the shunt reactor is installed.
8 is a graph showing a voltage drop occurring when a mode is switched from PQ to CVCF when a diesel generator is connected to an energy storage system.
9 is a graph showing that no voltage drop occurs during CVCF control when the diesel generator is connected to the energy storage system.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless expressly defined in the present application Do not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

본 발명은 풍력, 태양광을 포함하는 신재생 에너지를 저장하며, 디젤 발전기(Diesel Generator)와 연계하여 부하에 전력을 공급하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)에 대한 것이다. The present invention relates to a diesel generator-linked energy storage system (ESS) that stores renewable energy including wind power and solar light and supplies power to a load in conjunction with a diesel generator.

도 1은 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템의 연계를 보여주는 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating the linkage between a diesel generator and an energy storage system.

도 1을 참조하면, 디젤 발전기(10)와 신재생 에너지를 저장하는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)(20)이 연계하여 부하(30)에 전원을 공급하는 구조이다. Referring to FIG. 1, a diesel generator 10 and an energy storage system (ESS) 20 for storing renewable energy are connected to supply a power to a load 30.

도 1에서 에너지 저장 시스템(20)은 인덕터(L)와 커패시터(C)로 구성된 L-C 필터인 저역 통과 필터(Low Pass Filter)를 포함한다. 1, the energy storage system 20 includes a low pass filter, which is an L-C filter composed of an inductor L and a capacitor C.

디젤 발전기(10)에서 ESS(20)로 전력공급체계 변경 시에 ESS의 계통 연계(PQ) 제어에서 독립운전제어(Constant Voltage Constant Frequency, CVCF) 모드로 전환하게 되는데, 이 과정에서 무효전력이 발생하고, 전압강하가 발생하게 된다. The system switches from the grid connection (PQ) control of the ESS to the constant voltage constant frequency (CVCF) mode when the power supply system is changed from the diesel generator 10 to the ESS 20. In this process, And a voltage drop occurs.

도 3은 에너지 저장 시스템에서 디젤 발전기를 연계하는 방법을 보여주는 흐름도이다. 3 is a flow chart illustrating a method of coupling a diesel generator in an energy storage system.

도 3을 참조하면, 차단기(CB)가 온(ON)되면(S301), ESS(20)의 PCS에서 디젤 발전기(10)의 전압을 PLL(Phase Locked Loop)한다(S303). Referring to FIG. 3, when the circuit breaker CB is turned on (S301), the voltage of the diesel generator 10 is PLL (Phase Locked Loop) at the PCS of the ESS 20 (S303).

그리고, PCS에서 계통 연계(PQ) 제어를 실시하고(S305), 디젤 발전기(10)를 오프(OFF)한다(S307). Then, the PQ control is performed in the PCS (S305), and the diesel generator 10 is turned off (S307).

그리고, PSC의 자체 전압을 PLL한다(S309). Then, the own voltage of the PSC is PLLed (S309).

그리고, PCS에서 CVCF 제어 모드로 전환한다(S311). Then, the PCS switches to the CVCF control mode (S311).

이러한 과정에서 S301 단계의 차단기(ON) 된 후에 PCS의 L-C 필터에서 진상무효전력이 발생하고, S309 단계 후에 계통 측에 램프(Ramp) 전압 강하가 발생한다.
In this process, after the circuit breaker is turned ON in step S301, the phase ineffective power is generated in the LC filter of the PCS, and a ramp voltage drop occurs on the system side after step S309.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템의 연계를 보여주는 블록도이다. FIG. 2 is a block diagram illustrating a linkage between a diesel generator and an energy storage system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 2를 참조하면, 본 발명의 에너지 저장 시스템(100)은 신재생 에너지를 이용하여 출력되는 전력을 저장하기 위한 배터리(110)와, 배터리(110)의 충전 또는 방전 동작을 제어하는 PCS(Power Conditioning System)을 포함한다. Referring to FIG. 2, the energy storage system 100 of the present invention includes a battery 110 for storing power output using renewable energy, a PCS (Power Conditioning System).

PCS는 DC/AC 컨버터(120)와, 정해진 주파수 대역의 신호를 필터링하기 위한 필터부와, 필터부에 연결되어 디젤 발전기와의 연계시에 발생하는 무효 전력을 흡수하기 위한 분로 리액터(shunt reactor)(130)를 포함하여 이루어진다. The PCS includes a DC / AC converter 120, a filter unit for filtering a signal of a predetermined frequency band, a shunt reactor connected to the filter unit for absorbing reactive power generated in association with the diesel generator, (130).

차단기(CB)는 부하(30)와의 연결을 스위칭(switching)하는 역할을 한다. The circuit breaker CB serves to switch the connection with the load 30.

본 발명에서 필터부는 인덕터(L)와 커패시터(C)로 이루어지는 L-C 필터인 저역 통과 필터(Low Pass Filter)로 구현될 수 있다. In the present invention, the filter unit may be implemented by a low pass filter which is an L-C filter comprising an inductor L and a capacitor C.

분로 리액터(130)는 저역 통과 필터에 병렬로 연결되며, 구체적으로 저역 통과 필터와 차단기(CB) 사이에 연결된다. The shunt reactor 130 is connected in parallel to the low-pass filter, specifically between the low-pass filter and the breaker CB.

본 발명에서는 분로 리액터(130)를 이용하여 무효전력이 발생하는 것을 방지할 수 있다. In the present invention, reactive power can be prevented from being generated by using the shunting reactor 130.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템에서의 연계 방법을 보여주는 흐름도이다. FIG. 4 is a flow chart illustrating a method of coupling in a diesel generator-linked energy storage system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 차단기(CB)가 온(On)되어 에너지 저장 시스템(100)이 부하(30)와 연결되면(S401), 디젤 발전기(10)를 연계하기 위하여, 디젤 발전기(10)에서 부하에 전력을 공급하는 중에 ESS(100)의 PCS(Power Conditioning System)에서 디젤 발전기(10)의 전압을 PLL(Phase Locked Loop)한다(S403). Referring to FIG. 4, when the energy storage system 100 is connected to the load 30 (S401), the circuit breaker CB is turned on to connect the diesel generator 10 to the diesel generator 10 During the supply of power to the load, the voltage of the diesel generator 10 is PLL (Phase Locked Loop) in the PCS (Power Conditioning System) of the ESS 100 (S403).

그리고, ESS(100)의 PCS에서 독립운전(Constant Voltage Constant Frequency, CVCF) 방식으로 전력 제어를 수행한다(S405). In step S405, the PCS of the ESS 100 performs power control using a Constant Voltage Constant Frequency (CVCF) method.

그리고, ESS(100)의 PCS에서 자체 전압을 PLL한다(S407). Then, the PCS of the ESS 100 PLLs its own voltage (S407).

그리고, 디젤 발전기(10)의 전원을 오프(Off)한다(S409). Then, the power of the diesel generator 10 is turned off (S409).

이처럼, 본 발명에서는 모드전환없이, 독립운전제어(CVCF) 방식으로 제어함으로써, 모드 변경에 의한 전압 강하 현상이 발생하지 않는다.
As described above, in the present invention, the voltage drop phenomenon due to the mode change does not occur by controlling the CVCF method without mode switching.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실제 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템을 연계한 구성을 도시한 블록도이다. 5 is a block diagram illustrating a configuration in which an actual diesel generator according to an embodiment of the present invention is connected to an energy storage system.

도 5에서 보는 바와 같이, 세 대의 디젤 발전기(150kVA)와 ESS(100)의 연계 시스템으로서, 신재생 에너지로 250kW 규격의 풍력 터빈(Wind Turbine) 두 대가 발전하는 시스템과 태양광(Photo-Voltaic, PV)발전시스템 30kW와 태양광(PV)발전시스템 81kW가 구성되어 있다. 그리고, 상동부하와 하동부하가 연결되어 있다.As shown in FIG. 5, as a linkage system between three diesel generators (150 kVA) and ESS (100), a system in which two wind turbines of 250 kW size are renewed with renewable energy and a system in which photovoltaic PV power generation system is composed of 30kW and solar power (PV) power generation system is composed of 81kW. Then, the homogeneous load and the subordinate load are connected.

이러한 연계 시스템을 대상으로 진상 무효 전력을 측정하여 그 결과를 설명하면 다음과 같다. The results of the measurement of the reactive power of the superconducting system are as follows.

도 6은 분로 리액터 설치 전 진상 무효 전력을 보여주는 그래프이고, 도 7은 분로 리액터 설치 후 진상 무효 전력을 보여주는 그래프이다. FIG. 6 is a graph showing the phase reactive power before the shunt reactor is installed, and FIG. 7 is a graph showing the phase reactive power after the shunt reactor is installed.

이처럼, 본 발명에서 ESS(100)의 PCS에 L-C 필터와 병렬로 분로 리액터(130)를 설치함으로써, 진상 무효 전력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
As described above, in the present invention, the shunt reactor 130 is provided in parallel with the LC filter in the PCS of the ESS 100, thereby preventing generation of phase reactive power.

도 8은 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템 연계 시에 PQ에서 CVCF로 모드 전환하는 경우 전압 강하가 발생하는 현상을 보여주는 그래프이다. 8 is a graph showing a voltage drop occurring when a mode is switched from PQ to CVCF when a diesel generator is connected to an energy storage system.

도 8을 참조하면, ESS의 PCS의 디젤 발전기 연계 시에 PQ 제어 보드에서 CVCF 제어모드로 전환하는 경우, 100ms의 램프(Ramp) 전압 강하가 발생하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 8, it can be seen that a ramp voltage drop of 100 ms occurs when switching from the PQ control board to the CVCF control mode in conjunction with the diesel generator of the PCS of the ESS.

도 9는 디젤 발전기와 에너지 저장 시스템 연계 시에 CVCF로 제어시 전압 강하가 발생하지 않는 것을 보여주는 그래프이다. 9 is a graph showing that no voltage drop occurs during CVCF control when the diesel generator is connected to the energy storage system.

도 9를 참조하면, ESS의 PCS의 디젤 발전기 연계 시에 CVCF 제어 모드를 유지하는 경우, 전압강하 현상이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 9, it can be seen that the voltage drop phenomenon does not occur when the CVCF control mode is maintained during the connection of the diesel generator of the PCS of the ESS.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
While the present invention has been described with reference to several preferred embodiments, these embodiments are illustrative and not restrictive. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit of the invention and the scope of the appended claims.

10 디젤 발전기 30 부하
100 ESS 110 배터리
120 DC/AC 컨버터 130 분로 리액터10 Diesel generator 30 Load
100 ESS 110 battery
120 DC / AC converter 130-minute reactor

Claims (7)

풍력, 태양광을 포함하는 신재생 에너지를 저장하며, 디젤 발전기(Diesel Generator)와 연계하여 부하에 전력을 공급하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)에서,
신재생 에너지를 이용하여 출력되는 전력을 저장하기 위한 배터리; 및
상기 배터리의 충전 또는 방전 동작을 제어하는 PCS(Power Conditioning System)을 포함하되,
상기 PCS는 정해진 주파수 대역의 신호를 필터링하기 위한 필터부와, 상기 필터부에 연결되어 디젤 발전기와의 연계시에 발생하는 무효 전력을 흡수하기 위한 분로 리액터(shunt reactor)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템.
In an energy storage system (ESS) that stores renewable energy including wind power and solar energy and supplies power to a load in conjunction with a diesel generator,
A battery for storing power output using renewable energy; And
And a PCS (Power Conditioning System) for controlling charging or discharging operations of the battery,
The PCS includes a filter unit for filtering a signal of a predetermined frequency band and a shunt reactor connected to the filter unit for absorbing reactive power generated when the diesel generator is connected to the filter unit. Diesel generator-based energy storage system.
청구항 1에 있어서,
상기 필터부는 인덕터(L)와 커패시터(C)로 이루어지는 저역 통과 필터(Low Pass Filter)인 것임을 특징으로 하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the filter unit is a low pass filter composed of an inductor (L) and a capacitor (C).
청구항 2에 있어서,
상기 분로 리액터는 상기 저역 통과 필터에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템.
The method of claim 2,
Wherein the shunt reactor is connected in parallel to the low-pass filter.
청구항 3에 있어서,
상기 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템은 상기 부하와의 연결을 스위칭하기 위한 차단기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the diesel generator-associated energy storage system further comprises a circuit breaker for switching connection with the load.
청구항 4에 있어서,
상기 분로 리액터는 상기 저역 통과 필터와 상기 차단기 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템.
The method of claim 4,
And the shunt reactor is connected between the low-pass filter and the circuit breaker.
풍력, 태양광을 포함하는 신재생 에너지를 저장하며, 디젤 발전기(Diesel Generator)와 연계하여 부하에 전력을 공급하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)에서의 연계 방법에서,
상기 디젤 발전기를 연계하기 위하여, 상기 디젤 발전기에서 부하에 전력을 공급하는 중에 ESS의 PCS(Power Conditioning System)에서 상기 디젤 발전기의 전압을 PLL(Phase Locked Loop)하는 단계;
상기 ESS의 PCS에서 독립운전(Constant Voltage Constant Frequency, CVCF) 방식으로 전력 제어를 수행하는 단계;
상기 ESS의 PCS에서 자체 전압을 PLL하는 단계; 및
상기 디젤 발전기의 전원을 오프(Off)하는 단계를 포함하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템에서의 연계 방법.
In an interconnection method in a diesel generator-linked energy storage system (ESS) that stores renewable energy including wind power and solar light and supplies electric power to a load in conjunction with a diesel generator,
A PLL (Phase Locked Loop) of the voltage of the diesel generator in a PCS (Power Conditioning System) of the ESS during power supply to the load from the diesel generator to link the diesel generator;
Performing power control by a constant voltage constant frequency (CVCF) scheme in the PCS of the ESS;
PLLing its own voltage at the PCS of the ESS; And
And turning off the power of the diesel generator. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
청구항 6에 있어서,
상기 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템은 상기 부하와의 연결을 스위칭하기 위한 차단기를 포함하며,
상기 디젤 발전기의 전압을 PLL(Phase Locked Loop)하는 단계 전에, 상기 차단기가 온(On)되어 상기 에너지 저장 시스템이 상기 부하와 연결되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 발전기 연계형 에너지 저장 시스템에서의 연계 방법.
The method of claim 6,
Wherein the diesel generator-associated energy storage system includes a circuit breaker for switching the connection with the load,
Further comprising the step of connecting the energy storage system to the load before the step of PLL (Phase Locked Loop) of the voltage of the diesel generator. .
KR1020140191679A 2014-12-29 2014-12-29 Diesel generator connected energy storage system, and connecting method thereof KR101718387B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140191679A KR101718387B1 (en) 2014-12-29 2014-12-29 Diesel generator connected energy storage system, and connecting method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140191679A KR101718387B1 (en) 2014-12-29 2014-12-29 Diesel generator connected energy storage system, and connecting method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160082271A true KR20160082271A (en) 2016-07-08
KR101718387B1 KR101718387B1 (en) 2017-03-21

Family

ID=56504220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140191679A KR101718387B1 (en) 2014-12-29 2014-12-29 Diesel generator connected energy storage system, and connecting method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101718387B1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018200511A1 (en) * 2017-04-24 2018-11-01 General Electric Company Energy storage system for doubly fed induction generator
WO2020235703A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-26 주식회사 부경에스에스 Hybrid inverter and operation method thereof
KR20210024882A (en) 2019-08-26 2021-03-08 인제대학교 산학협력단 SoC Management System and Method using Frequency Control and Offset at ESS Interfacing Generation Plant
KR20210024881A (en) 2019-08-26 2021-03-08 인제대학교 산학협력단 SoC Management System and Method using Frequency Control at ESS Interfacing Generation Plant
KR20210024879A (en) 2019-08-26 2021-03-08 인제대학교 산학협력단 SoC Management System and Method using Frequency Control and Adaptive Control at ESS Interfacing Generation Plant
CN113726001A (en) * 2021-07-23 2021-11-30 华为数字能源技术有限公司 System control method and related device
WO2022098144A1 (en) * 2020-11-05 2022-05-12 유한회사 세레스 Trailer-type hybrid power generation system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102050085B1 (en) 2017-06-14 2019-11-28 김성훈 Control method of deep cement mixing method
KR102587873B1 (en) 2018-03-12 2023-10-12 한국전자통신연구원 Apparatus and method for uninterruptably providing power

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001211551A (en) * 2000-01-26 2001-08-03 Nissin Electric Co Ltd Voltage-compensation device
KR100817137B1 (en) * 2006-04-20 2008-03-27 한국전기연구원 The switching method which and uses this with the power conversion device of the distributed generation
JP2013172495A (en) 2012-02-20 2013-09-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Power storage type generating system
KR101412742B1 (en) * 2012-11-09 2014-07-04 한국전기연구원 Stand-alone Microgrid Control System and Method
KR20140087503A (en) * 2012-12-31 2014-07-09 주식회사 포스코아이씨티 System for storing energy and method for controlling the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001211551A (en) * 2000-01-26 2001-08-03 Nissin Electric Co Ltd Voltage-compensation device
KR100817137B1 (en) * 2006-04-20 2008-03-27 한국전기연구원 The switching method which and uses this with the power conversion device of the distributed generation
JP2013172495A (en) 2012-02-20 2013-09-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Power storage type generating system
KR101412742B1 (en) * 2012-11-09 2014-07-04 한국전기연구원 Stand-alone Microgrid Control System and Method
KR20140087503A (en) * 2012-12-31 2014-07-09 주식회사 포스코아이씨티 System for storing energy and method for controlling the same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018200511A1 (en) * 2017-04-24 2018-11-01 General Electric Company Energy storage system for doubly fed induction generator
US10523088B2 (en) 2017-04-24 2019-12-31 General Electric Company Energy storage system for doubly fed induction generator
WO2020235703A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-26 주식회사 부경에스에스 Hybrid inverter and operation method thereof
KR20210024882A (en) 2019-08-26 2021-03-08 인제대학교 산학협력단 SoC Management System and Method using Frequency Control and Offset at ESS Interfacing Generation Plant
KR20210024881A (en) 2019-08-26 2021-03-08 인제대학교 산학협력단 SoC Management System and Method using Frequency Control at ESS Interfacing Generation Plant
KR20210024879A (en) 2019-08-26 2021-03-08 인제대학교 산학협력단 SoC Management System and Method using Frequency Control and Adaptive Control at ESS Interfacing Generation Plant
WO2022098144A1 (en) * 2020-11-05 2022-05-12 유한회사 세레스 Trailer-type hybrid power generation system
CN113726001A (en) * 2021-07-23 2021-11-30 华为数字能源技术有限公司 System control method and related device

Also Published As

Publication number Publication date
KR101718387B1 (en) 2017-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101718387B1 (en) Diesel generator connected energy storage system, and connecting method thereof
CN101582592B (en) Transformer-less photovoltaic merging and inverting device and control method thereof
US20120051102A1 (en) Power converter system and methods of operating a power converter system
CN109698495B (en) Super capacitor-based direct-current micro-grid system
CN102545257A (en) Solar photovoltaic generating single-phase grid-connected inverter and control method thereof
CN203850910U (en) Electrical vehicle power supply device based on direct-current microgrid
CN103296696A (en) Inverter and method for controlling same
CN201263091Y (en) Photovoltaic power generation system with grid-connected generation, independent power generation and UPS function
KR20160044353A (en) Grid-connected photovoltaics system
CN102957335A (en) Bidirectional battery storage inverter used for grid-connected systems
CN104600831A (en) Inverter auxiliary power supply system and method
CN104333036A (en) Multi-source coordination control system
KR101609245B1 (en) Apparatus for storing energy
CN203406827U (en) Dual-mode solar photovoltaic power generation device
CN103560523A (en) Photovoltaic generator set low-voltage ride-through supporting system based on DVR
KR20120004202A (en) Standby power supply system for wind turbine system
CN203312829U (en) Inverter capable of smoothly switching between grid-off mode and grid-connected mode
CN203491708U (en) AC-DC intelligent allocating energy-storage current commutation apparatus
CN203312826U (en) Photovoltaic intelligent whole grid power generation system
CN103368249B (en) The system and method that a kind of uninterrupted power supply is powered
Blaabjerg et al. Flexible power control of photovoltaic systems
Xu et al. Energy management and control strategy for DC micro-grid in data center
CN202455150U (en) Photovoltaic power generation system
Mazhari et al. Distributed PV-battery architectures with reconfigurable power conversion units
CN204230929U (en) A kind of multi-source coordinated control system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200115

Year of fee payment: 4