KR20170103638A - 배터리 에너지 저장 시스템 - Google Patents

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KR20170103638A
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Abstract

본 발명은 배터리 에너지 저장 시스템에 관한 것으로서, 복수개의 배터리팩으로 구비되는 복수개의 배터리함과; 상기 복수개의 배터리함에 각각 연결되고, 외부의 전원장치로부터 공급된 교류를 통해 상기 복수개의 배터리함을 선택적으로 충전시키거나 또는 방전시키는 복수개의 전력변환기; 상기 외부의 전원장치와 상기 복수개의 전력변환기 사이에 구비되는 변압기; 및 상기 복수개의 배터리함이 선택적으로 충전되거나 또는 방전되도록 상기 상기 복수개의 전력변환기를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 에너지 저장 시스템{Battery Energy Storage System}
본 발명은 배터리 에너지 저장 시스템에 관한 것으로서, 특히 복수의 배터리팩을 연계시켜서 운전하거나 또는 독립(또는 개별)되게 운전할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 2차 전지를 이용하는 배터리 에너지 저장 시스템(BESS: Battery Energy Storage System)은 계통의 전압 및 주파수 안정화를 위해 사용될 뿐만 아니라, 풍력이나 태양광과 같이 발전량이 일정하지 않은 신재생 에너지 발전 시스템과 연계하여 잉여 에너지를 저장하고, 피크 부하 또는 계통 사고 발생시 배터리에 저장된 에너지를 방전하여 부하에 에너지를 공급하며, 계통 복구시 과도상태를 감쇄시키는 역할을 수행한다.
특허공개번호 제10-2015-0106912호
종래기술에 따른 배터리 에너지 저장 시스템은 하나의 배터리에 이상이 발생하는 경우 전체 배터리를 사용할 수 없거나 또는 배터리 에너지 저장 시스템의 운전을 정지시켜야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명은 하나의 배터리에 이상이 발생하더라도 나머지 배터리를 통해 운전이 가능하며, 특히 복수의 배터리팩을 연계시켜서 운전하거나 또는 독립(또는 개별)되게 운전할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템은 복수개의 배터리팩으로 구비되는 복수개의 배터리함과; 상기 복수개의 배터리함에 각각 연결되고, 외부의 전원장치로부터 공급된 교류를 통해 상기 복수개의 배터리함을 선택적으로 충전시키거나 또는 방전시키는 복수개의 전력변환기; 상기 외부의 전원장치와 상기 복수개의 전력변환기 사이에 구비되는 변압기; 및 상기 복수개의 배터리함이 선택적으로 충전되거나 또는 방전되도록 상기 상기 복수개의 전력변환기를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수개의 배터리함과 상기 복수개의 전력변환기의 개수가 동일하면, 상기 배터리함과 상기 전력변환기를 1:1로 연결하여 복수개의 충방전장치를 형성하고, 상기 복수개의 충방전장치는 상기 제어부에 의해 연계 운전되도록 제어되거나 또는 각각 독립 운전되도록 제어될 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수개의 충방전장치에 이상이 발생되지 않으면, 복수의 충방전장치를 연계하여 충전 또는 방전할 수 있다.
상기 제어부는 상기 배터리함 또는 상기 전력변환기 중 어느 하나에 이상이 발생하면, 이상이 발생한 충방전장치의 충전 또는 방전되지 않게 정지시키고, 이상이 없는 충방전장치를 독립되게 충전 또는 방전할 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수개의 충방전장치 모두에서 이상이 발생하면, 복수개의 충방전장치를 충전 또는 방전되지 않게 정지시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수개의 배터리함과 상기 복수개의 전력변환기의 개수가 다르면, 상기 전력변환기를 상기 복수개의 배터리함에 모두 연결하여 하나의 전력변환기로 상기 복수개의 배터리함을 모두 충방전 또는 개별 충방전할 수 있다.
상기 제어부는 복수개의 배터리함이 4개 이상이고, 상기 복수개의 전력 변환기가 2개이면, 상기 2개의 전력 변환기를 통해 상기 2개의 배터리함을 충전시키거나 또는 방전시키고, 나머지 배터리함은 충전 또는 방전되지 않게 정지시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수개의 배터리함 중 하나 이상의 배터리함에 이상이 발생하면, 상기 복수개의 전력변환기를 제어하여 이상이 발생한 배터리함은 충전 또는 방전되지 않게 정지시키고, 이상이 없는 배터리함은 충전 또는 방전시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수개의 전력변환기 중 하나 이상의 전력변환기에 이상이 발생하면, 상기 이상이 발생한 전력변환기를 정지시키고, 이상이 없는 전력변환기는 제어하여 상기 복수개의 배터리함을 충전 또는 방전시킬 수 있다.
상기 변압기는 3권선 변압기를 사용할 수 있다.
상기 제어부는 복수개의 배터리함과 복수개의 전력변환기의 연결상태를 모니터장치를 통해 표시할 수 있다.
상기 복수개의 배터리함 중 하나 이상의 배터리함은 나머지 배터리함 보다 용량이 높고, 상기 나머지 배터리함은 상기 하나 이상의 배터리함 보다 파워가 높을 수 있다.
한편, 제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템은 복수의 배터리팩으로 마련된 하나의 배터리함과, 상기 하나의 배터리함에 병렬로 연결되고 상기 하나의 배터리함에 교류를 공급하여 충방전하는 복수의 전력변환기로 마련된 충방전장치; 외부의 전원장치로부터 공급된 교류를 상기 충방전장치에 마련된 복수의 전력 변환기에 각각 공급하는 변압기; 및 상기 복수의 전력변환기 중 어느 하나의 전력변환기에 이상 발생시 나머지 전력변환기를 통해 상기 하나의 배터리함이 충방전되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 나머지 전력변환기에 이상이 발생하면, 충방전장치의 운전이 정지되도록 제어할 수 있다.
상기 변압기는 3권선 변압기를 사용할 수 있다.
상기 제어부는 이상이 발생한 배터리함 또는 충방전장치를 모니터장치를 통해 표시할 수 있다.
본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 본 발명의 배터리 에너지 저장 시스템은 복수개의 배터리함을 선택적으로 충전하거나 또는 방전하는 전력변환기를 포함하며, 그 결과 충전 또는 방전의 연속성을 얻을 수 있다.
둘째: 본 발명의 배터리 에너지 저장 시스템은 복수개의 배터리함과 복수개의 전력변환기를 1:1로 연결하여 복수개의 충방전장치를 형성하며, 이에 따라 복수의 충방전장치를 연계시켜서 충방전을 진행하거나 또는 복수개의 충방전장치를 독립되게 충방전을 진행할 수 있다
셋째: 본 발명의 배터리 에너지 저장 시스템은 복수개의 충방전장치 중 어느 하나에 이상이 발생하더라도 이상이 없는 나머지 충방전장치를 통해 충전 또는 방전을 진행할 수 있으며, 그 결과 사고발생을 미연에 방지하고, 충전 또는 방전의 연속성을 얻을 수 있다.
넷째: 본 발명의 배터리 에너지 저장 시스템은 전력변환기를 복수개의 배터리함에 모두 연결되게 형성하며, 이에 따라 하나의 전력변환기로 복수개의 배터리함을 모두 충방전시키거나 또는 개별적으로 충방전시킬 수 있다.
다섯째: 본 발명의 배터리 에너지 저장 시스템은 복수개의 배터리함 중 어느 하나에 이상이 발생하더라도 이상이 없는 나머지 배터리함을 통해 충전 또는 방전을 진행할 수 있고, 또한 복수개의 전력변환기 중 어느 하나의 전력변환기에 이상이 발생하더라도 이상이 없는 나머지 전력변환기를 통해 복수의 배터리함을 충전 또는 방전시킬 수 있으며, 그 결과 충전 또는 방전의 연속성을 얻을 수 있다.
도 1은 제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템을 도시한 도면.
도 2는 제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템을 대략적으로 도시한 회로도.
도 3은 제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템에서 이상이 발생되지 않은 상태의 회로도.
도 4는 제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템에서 일부 이상이 발생한 상태의 회로도.
도 5는 제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템에서 모두 이상이 발생한 상태의 회로도.
도 6은 제2 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템을 대략적으로 도시한 회로도.
도 7은 제3 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템을 대략적으로 도시한 회로도.
도 8은 제3 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템에서 이상이 발생되지 않은 상태의 회로도.
도 9는 제3 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템에서 일부 이상이 발생한 상태의 회로도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템]
제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(100)은 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 복수개의 배터리함이 선택적으로 충전되거나 또는 방전되도록 제어하기 위한 것으로, 복수개의 배터리함(111), 복수개의 전력변환기(112), 변압기(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
복수개의 배터리함(111)은 복수개의 배터리팩(111a)으로 마련되고, 상기 복수개의 배터리팩(111a)은 직렬 또는 병렬로 연결된 상태로 배치된다. 그리고 상기 배터리팩(111a)은 직렬 또는 병렬로 연결된 전지셀(미도시)로 마련된다.
여기서 상기 배터리함(111)은 복수개의 배터리팩(111a)을 병렬로 연결하면 용량을 높일 수 있고, 직렬로 연결하면 전압값을 높일 수 있는 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 복수개의 배터리함(111) 중 일부는 용량이 높은 배터리함(111)으로 형성할 수 있고, 나머지는 전압값(파워)이 높은 배터리함(111)으로 형성할 수 있다. 그 결과 다양한 작업환경에 효과적으로 적용할 수 있다.
복수개의 전력변환기(112)(PCS:Power Converter System)는 상기 복수개의 배터리함(111)에 각각 연결되고, 외부의 전원장치(미도시)로부터 공급된 교류를 통해 상기 복수개의 배터리함(111)을 선택적으로 충전시키거나 또는 방전시킬 수 있다. 이와 같은 특징으로 인하여 상기 복수개의 전력변환기(112)는 복수개의 배터리함(111) 모두를 충전시킬 수도 있고, 복수개의 배터리함(111) 모두를 방전시킬 수도 있으며, 복수개의 배터리함(111) 중 일부는 충전시키고, 일부는 방전시키며, 나머지는 충전 또는 방전되지 않게 정지시킬 수도 있다. 그 결과 충전 또는 방전의 연속성을 얻을 수 있고, 충방전에 대한 다양한 패턴을 구현할 수 있다.
변압기(120)는 외부의 전원장치와 상기 복수의 전력변환기(112) 사이에 구비되며, 상기 외부의 전원장치로부터 상기 복수의 전력변환기(112)에 안정적으로 교류가 공급되도록 교류의 전압이나 전류의 값을 변화시킨다. 여기서 변압기(120)는 3권선 변압기를 사용하며, 상기 3권선 변압기는 3조로 된 권선을 갖고 있어 상기 복수의 전력변환기(112)에 안정적으로 교류를 공급할 수 있다.
제어부(130)는 상기 복수개의 배터리함(111)이 선택적으로 충전되거나 또는 방전되도록 상기 복수개의 전력변환기(112)를 제어할 수 있다. 이에 따라 상기 제어부(130)는 복수개의 배터리함(111)과 복수개의 전력변환기(112)를 연계되게 운전할 수도 있고, 각각 독립되게 운전할 수도 있다.
특히, 제어부(130)는 복수개의 배터리함(111) 중 하나 이상의 배터리함(111)에 이상이 발생하면 복수개의 전력변환기(112)를 제어하여 이상이 발생한 배터리함(111)을 정지시키고, 나머지 배터리함(111)을 통해 충전 또는 방전을 진행할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 복수개의 전력변환기(112) 중 하나 이상의 전력변환기(112)에 이상이 발생하면 이상이 없는 전력변환기(112)를 통해 복수개의 배터리함(111)을 선택적으로 충전 또는 방전을 진행할 수 있다.
이와 같이 제어부(130)는 상기 복수개의 배터리함(111)이 선택적으로 충전되거나 또는 방전되도록 상기 복수개의 전력변환기(112)를 제어하여 충전 또는 방전의 연속성을 얻을 수 있다.
한편, 제어부(130)는 복수개의 전력변환기(112)를 제어하여 용량이 높은 배터리함(111)만을 충전 또는 방전시킬 수도 있고, 전압값(파워)이 높은 배터리함(111)만을 충전 또는 방전시킬 수도 있다.
한편, 제어부(130)는 배터리팩(111a)의 충방전시 전력변환기(112) 또는 배터리팩(111a)에 장착된 감지센서(미도시)를 통해 이상 여부를 실시간으로 체크할 수 있으며, 상기 감지센서는 온도감지센서 또는 연기감지센서일 수 있다.
상기와 같은 구성을 가진 제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(100)의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템은 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 복수개의 배터리함(111)과 복수개의 전력변환기(112)의 개수가 동일하게 구비된다. 그러면 제어부(130)는 상기 배터리함(111)과 상기 전력변환기(112)를 1:1로 연결하여 복수개의 충방전장치(110)를 형성하며, 상기 복수개의 충방전장치(110)는 상기 제어부(130)에 의해 연계 운전되도록 제어되거나 또는 각각 독립 운전되도록 제어될 수 있다.
여기서 상기 복수개의 충방전장치(110)는 외부 충격 또는 장비의 노후화로 인해 이상이 발생할 수 있다. 즉, 배터리함(111) 또는 전력변환기(112)에 이상이 발생하면 제어부(130)는 이상이 발생한 배터리함(111) 또는 전력변환기(112)를 포함함 충방전장치(110)를 정지시키고, 이상이 없는 나머지 충방전장치(110)를 운전시켜서 충방전을 진행할 수 있다.
이하, 제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(100)의 실시예를 상세히 설명한다.
충방전장치 모두에 이상이 없는 경우
제어부(130)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 충방전장치(110) 모두에서 이상이 발생되지 않으면, 복수의 충방전장치(110)를 연계하여 충방전되도록 제어할 수 있다. 다시 말해, 모든 충방전장치(110)를 통해 충방전을 진행하며, 이에 따라충방전의 연속성과 효율성을 극대화할 수 있다.
특히, 상기 제어부(130)는 복수의 충방전장치(110)에 이상이 없기 때문에, 복수의 충방전장치(110)를 연계하여 충방전하는 충방전시스템을 구축할 수도 있고, 복수의 충방전장치(110)를 각각 독립하여 충방전하는 충방전시스템을 구축할 수도 있다.
충방전장치 중 어느 하나에 이상이 있는 경우
제어부(130)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 충방전장치(110) 중 어느 하나에 이상이 발생하면, 이상이 발생한 배터리함(111) 또는 전력변환기(112)를 포함한 충방전장치(110)의 운전을 정지시키고, 이상이 없는 충방전장치(110)를 독립되게 충방전되도록 진행하며, 이에 따라 충방전의 연속성을 얻을 수 있다.
다시 말해, 제어부(130)는 이상이 있는 충방전장치(110)를 정지시켜서 사고발생을 방지하고, 이상이 없는 충방전장치(110)를 충방전시켜서 시스템이 정지되는 것을 방지할 수 있다.
충방전장치 모두에 이상이 없는 경우
제어부(130)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 충방전장치(110) 모두에 이상이 있는 경우, 즉 복수의 충방전장치(110)에 마련된 배터리함(111) 또는 전력변환기(112)에 이상이 발생하면, 모든 충방전장치(110)의 운전을 정지시켜서 사고 발생을 미연에 방지한다.
다시 말해, 모든 충방전장치(110)에 문제가 있기 때문에 정상작동이 불가능하며, 이에 따라 모든 충방전장치(110)의 운전을 정지시킨다.
이상발생 표시
제어부(130)는 복수개의 배터리함(111)과 복수개의 전력변환기(112)의 연결상태를 모니터장치(140)를 통해 표시할 수 있으며, 그 결과 작업자는 현재의 배터리와 전력변환기의 연결상태를 손쉽게 확인할 수 있다.
특히, 제어부(130)는 충방전장치(110)에 이상이 발생하면 이상이 발생한 배터리함(111) 또는 전력변환기(112)가 마련된 충방전장치(110)를 모니터장치(140)를 통해 표시할 수 있으며, 그 결과 작업자는 이상이 발생한 충방전장치(110)를 쉽게 확인할 수 있다.
이와 같이 제1 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(100)은 충방전장치(110)의 이상 여부에 따라 모두를 충방전하도록 운전하거나, 일부만 충방전하도록 운전하거나 또는 모두를 충방전하지 않게 정지시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 제1 발명과 유사한 구성과 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[제2 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템]
제2 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(100')는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 복수개의 배터리함(111)과 복수개의 전력변환기(112)의 개수가 다르게 구비된다. 그러면, 제어부(130)는 하나의 전력변환기(112)가 복수개의 배터리함(111) 모두를 충전 또는 방전시킬 수 있도록 연결한다. 다시 말해 제어부(130)는 하나의 전력변환기(112)와 복수개의 배터리함(111)을 병렬로 연결하며, 이에 따라 하나의 전력변환기(112)로 복수개의 배터리함(111)을 모두 충방전시키거나 또는 복수개의 배터리함(111)을 개별적으로 충방전시킬 수 있다.
이하, 제2 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 실시예를 상세히 설명한다.
배터리함과 전력변환기의 개수가 다를 경우
제2 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(100')는 도 6에 도시된 바와 같이, 4개 이상의 배터리함(111)과, 2개의 전력 변환기(112)로 구비된다. 그러면, 제어부(130)는 상기 2개의 전력 변환기(112)를 통해 상기 2개의 배터리함(111)을 충전시키거나 또는 방전시키고, 나머지 배터리함(111)은 충전 또는 방전되지 않게 정지시킬 수 있다. 이에 따라 복수개의 배터리함(111)의 충전 및 방전을 동시에 진행할 수도 있고, 필요한 만큼의 배터리함(111)만 충전 및 방전을 진행할 수도 있다. 그 결과 배터리함(111)의 수명을 연장시킬 수 있으며, 다양한 패턴의 충전 또는 방전을 진행할 수 있다.
배터리함 중 어느 하나에 이상이 있는 경우
제어부(130)는 상기 복수개의 배터리함(111) 중 하나 이상의 배터리함(111)에 이상이 발생하면, 상기 복수개의 전력변환기(112)를 제어하여 이상이 발생한 배터리함(111)은 충전 또는 방전되지 않게 정지시키고, 이상이 없는 배터리함(111)은 충전 또는 방전시킬 수 있다. 이에 따라 이상이 없는 하나의 배터리함(111)만으로도 충전 또는 방전시킬 수 있으며, 그 결과 충방전의 연속성을 얻을 수 있다.
전력변환기 중 어느 하나에 이상이 있는 경우
제어부(130)는 상기 복수개의 전력변환기(112) 중 하나 이상의 전력변환기(112)에 이상이 발생하면, 상기 이상이 발생한 전력변환기(112)를 정지시키고, 이상이 없는 전력변환기(112)는 제어하여 상기 복수개의 배터리함(111)을 충전 또는 방전시킬 수 있다. 이에 따라 하나의 전력변환기만으로도 복수개의 배터리함(111)을 충전 또는 방전시킬 수 있으며, 그 결과 충방전의 연속성을 얻을 수 있다.
[제3 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템]
제3 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(100")은 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 복수의 배터리팩(111a)으로 마련된 하나의 배터리함(111)과, 하나의 배터리함(111)에 병렬로 연결되고 하나의 배터리함(111)에 각각 교류를 공급하여 충방전하는 복수의 전력변환기(112)로 마련된 충방전장치(110), 외부의 전원장치로부터 공급된 교류를 충방전장치(110)에 마련된 복수의 전력 변환기(112)에 각각 공급하는 변압기(120), 및 복수의 전력변환기(112) 중 어느 하나의 전력변환기(112)에 이상 발생시 나머지 전력변환기(112)를 통해 하나의 배터리함(111)을 충방전하도록 제어하는 제어부(130)를 포함한다.
즉, 제3 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(100")은 하나의 배터리함(111)에 복수의 전력변환기(112)를 연결함으로써 하나의 전력변환기(112)에 이상이 발생하더라도 나머지 전력변환기(112)를 통해 배터리함(111)을 충방전시킬 수 있다.
이하, 제3 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(100")의 실시예를 상세히 설명한다.
전력변환기 모두에 이상이 없는 경우
제3 발명에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(100")은 1개의 배터리함(111)과 2개의 전력변환기(112)로 형성된 충방전장치(110)로 구비된다. 그러면 제어부(130)는 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 전력변환기(112) 모두에 이상이 발생되지 않으면, 복수의 전력변환기(112)를 통해 배터리함(111)을 충방전한다.
복수의 전력변환기 중 어느 하나에 이상이 있는 경우
제어부(130)는 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 복수의 전력변환기(112) 중 어느 하나에 이상이 있는 경우, 이상이 발생한 전력변환기(112)의 교류를 차단하고, 이상이 없는 전력변환기(112)를 통해 배터리함(111)을 충방전한다.
복수의 전력변환기 모두에 이상이 있는 경우
제어부(130)는 복수의 전력변환기 모두에 이상이 있는 경우 충방전장치(110)의 운전을 정지시켜서 사고발생을 방지한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.
100: 배터리 에너지 저장 시스템
110: 충방전장치
111: 배터리함
111a: 배터리팩
112: 전력변환기
120: 변압기
130: 제어부

Claims (16)

  1. 복수개의 배터리팩으로 구비되는 복수개의 배터리함과;
    상기 복수개의 배터리함에 각각 연결되고, 외부의 전원장치로부터 공급된 교류를 통해 상기 복수개의 배터리함을 선택적으로 충전시키거나 또는 방전시키는 복수개의 전력변환기;
    상기 외부의 전원장치와 상기 복수개의 전력변환기 사이에 구비되는 변압기; 및
    상기 복수개의 배터리함이 선택적으로 충전되거나 또는 방전되도록 상기 상기 복수개의 전력변환기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수개의 배터리함과 상기 복수개의 전력변환기의 개수가 동일하면, 상기 배터리함과 상기 전력변환기를 1:1로 연결하여 복수개의 충방전장치를 형성하고,
    상기 복수개의 충방전장치는 상기 제어부에 의해 연계 운전되도록 제어되거나 또는 각각 독립 운전되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수개의 충방전장치에 이상이 발생되지 않으면, 복수의 충방전장치를 연계하여 충전 또는 방전하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 상기 배터리함 또는 상기 전력변환기 중 어느 하나에 이상이 발생하면, 이상이 발생한 충방전장치의 충전 또는 방전되지 않게 정지시키고, 이상이 없는 충방전장치를 독립되게 충전 또는 방전하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수개의 충방전장치 모두에서 이상이 발생하면, 복수개의 충방전장치를 충전 또는 방전되지 않게 정지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수개의 배터리함과 상기 복수개의 전력변환기의 개수가 다르면, 상기 전력변환기를 상기 복수개의 배터리함에 모두 연결하여 하나의 전력변환기로 상기 복수개의 배터리함을 모두 충방전하거나 또는 개별 충방전하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 복수개의 배터리함이 4개 이상이고, 상기 복수개의 전력 변환기가 2개이면, 상기 2개의 전력 변환기를 통해 상기 2개의 배터리함을 충전시키거나 또는 방전시키고, 나머지 배터리함은 충전 또는 방전되지 않게 정지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수개의 배터리함 중 하나 이상의 배터리함에 이상이 발생하면, 상기 복수개의 전력변환기를 제어하여 이상이 발생한 배터리함은 충전 또는 방전되지 않게 정지시키고, 이상이 없는 배터리함은 충전 또는 방전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수개의 전력변환기 중 하나 이상의 전력변환기에 이상이 발생하면, 상기 이상이 발생한 전력변환기를 정지시키고, 이상이 없는 전력변환기는 제어하여 상기 복수개의 배터리함을 충전 또는 방전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 변압기는 3권선 변압기를 사용하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 복수개의 배터리함과 복수개의 전력변환기의 연결상태를 모니터장치를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 배터리함 중 하나 이상의 배터리함은 나머지 배터리함 보다 용량이 높고,
    상기 나머지 배터리함은 상기 하나 이상의 배터리함 보다 파워가 높은 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  13. 복수의 배터리팩으로 마련된 하나의 배터리함과, 상기 하나의 배터리함에 병렬로 연결되고 상기 하나의 배터리함에 교류를 공급하여 충방전하는 복수의 전력변환기로 마련된 충방전장치;
    외부의 전원장치로부터 공급된 교류를 상기 충방전장치에 마련된 복수의 전력 변환기에 각각 공급하는 변압기; 및
    상기 복수의 전력변환기 중 어느 하나의 전력변환기에 이상 발생시 나머지 전력변환기를 통해 상기 하나의 배터리함이 충방전되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어부는 상기 나머지 전력변환기에 이상이 발생하면, 충방전장치의 운전이 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 변압기는 3권선 변압기를 사용하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어부는 이상이 발생한 배터리함 또는 충방전장치를 모니터장치를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020256283A1 (ko) * 2019-06-20 2020-12-24 링크플로우 주식회사 복수 배터리 장치 제어 방법 및 이러한 방법을 사용하는 복수 배터리 장치
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190081236A (ko) * 2017-12-29 2019-07-09 쉽 앤드 오션 인더스트리즈 알&디 센터 배터리 충전 및 방전 모의 시스템 및 그 작동 방법
WO2020256283A1 (ko) * 2019-06-20 2020-12-24 링크플로우 주식회사 복수 배터리 장치 제어 방법 및 이러한 방법을 사용하는 복수 배터리 장치
CN114497864A (zh) * 2021-12-29 2022-05-13 南京金倍得科技发展有限公司 一种多能源充电式储能电池

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