KR20180099279A - Energy storage system including energy storage device - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an energy storage system comprising an energy storage device. The energy storage system of the present invention comprises a first converter for converting an AC voltage of the system into a DC voltage, a second converter which is connected in series with the first converter and converts the DC voltage outputted from the first converter into an AC voltage and delivers the AC voltage to a first load, and a battery which is electrically connected to a node between the first converter and the second converter and performs charging and discharging. The energy storage device operates in a UPS mode that provides power stored in the battery to the node when the voltage at the node is below a predetermined threshold voltage. It is possible to simplify a relationship between quick response time and control and command in case of an accident.

Description

에너지 저장 장치를 포함하는 에너지 저장 시스템{ENERGY STORAGE SYSTEM INCLUDING ENERGY STORAGE DEVICE}[0001] ENERGY STORAGE SYSTEM INCLUDING ENERGY STORAGE DEVICE [0002]

본 발명은 에너지 저장 장치를 포함하는 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 구체적으로, 사고 시 에너지 저장 장치의 빠른 응답 속도와 지령 간의 관계를 간소화한 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage system including an energy storage device, and more particularly, to an energy storage system that simplifies the relationship between a quick response speed and an instruction of an energy storage device during an accident.

에너지 저장 시스템(Energy Storage System)은 생산된 전력을 발전소, 변전소 및 송전선 등을 포함한 각각의 연계 시스템에 저장한 후, 전력이 필요한 시기에 선택적, 효율적으로 사용하여 에너지 효율을 높이는 시스템이다.Energy Storage System is a system that stores generated power in each link system including power plant, substation and transmission line, and then uses energy selectively and efficiently at necessary time to enhance energy efficiency.

에너지 저장 시스템은 시간대 및 계절별 변동이 큰 전기부하를 평준화시켜 전반적인 부하율을 향상시킬 경우, 발전 단가를 낮출 수 있으며 전력설비 증설에 필요한 투자비와 운전비 등을 절감할 수 있어서 전기요금을 인하하고 에너지를 절약할 수 있다.The energy storage system can reduce the power generation cost when the overall load ratio is improved by leveling the electric load with large time and seasonal variation, and it is possible to reduce the investment cost and the operation cost required for the electric power facility expansion, can do.

이러한 에너지 저장 시스템은 전력계통에서 발전, 송배전, 수용가에 설치되어 이용되고 있으며, 주파수 조정(Frequency Regulation), 신재생에너지를 이용한 발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감(Peak Shaving), 부하 평준화(Load Leveling), 비상 전원 등의 기능으로 사용되고 있다.These energy storage systems are installed in power generation, transmission, distribution, and customer in power system. Frequency regulation, generator output stabilization using peak energy, peak shaving, load leveling, , And emergency power supply.

에너지 저장 시스템은 저장방식에 따라 크게 물리적 에너지 저장과 화학적 에너지 저장으로 구분된다. 물리적 에너지 저장으로는 양수발전, 압축 공기 저장, 플라이휠 등을 이용한 방법이 있고, 화학적 에너지 저장으로는 리튬이온 배터리, 납축전지, Nas 전지 등을 이용한 방법이 있다.Energy storage systems are divided into physical energy storage and chemical energy storage depending on the storage method. Physical energy storage includes pumped storage, compressed air storage, and flywheel. Chemical storage includes lithium ion batteries, lead acid batteries, and Nas batteries.

한편 이러한 에너지 저장 시스템은 각각의 구성요소를 제어하는 상위 제어기를 포함하며, 상위 제어기(Programmable Logic Controller; 이하 PLC)는 각각의 구성요소와 통신하여 현재 동작 상태를 판단한다. PLC는 에너지 저장 시스템의 모든 시퀀스 동작을 관제하며 각각의 상황에 따라 각 구성요소에 지령을 내려 동작을 수행하게 한다. PLC와 각각의 구성요소는 무선 또는 유선 통신방식으로 통신하게 된다.Meanwhile, the energy storage system includes an upper controller for controlling each component, and a programmable logic controller (PLC) communicates with each component to determine the current operation state. The PLC controls all the sequence operations of the energy storage system and instructs each component to operate according to each situation. The PLC and each component communicate in a wireless or wired communication manner.

다만, 종래의 에너지 저장 시스템은 PLC와 각각의 구성 요소 간의 통신으로 연결되는 방식을 이용하는데, 회로가 복잡해지고 구성요소가 늘어남에 따라 연결의 복잡도가 증가되고 성능이 제한되는 문제점이 있었다. However, the conventional energy storage system uses a method of communicating between the PLC and the respective components. However, as the circuit becomes complicated and the number of components increases, the complexity of the connection increases and the performance is limited.

구체적으로, 에너지 저장 시스템에서 통신으로 연결되는 형태의 복잡성이 증대됨에 따라 통신 신호에 대한 간섭이 발생하고, 이에 따라 동작 중 오류를 발생할 수 있는 확률이 높아지며, 무정전 전원 공급 모드(Uninterruptible Power Supply; 이하 UPS)에 대한 동작이 느려지는 문제점이 있었다. Specifically, as the complexity of the form of connection from the energy storage system to the communication increases, interference with the communication signal occurs, thereby increasing the probability of occurrence of an error during operation. In the uninterruptible power supply UPS) is slowed down.

본 발명은, PLC에 지령을 받기 이전에 에너지 저장 장치에서 능동적으로 UPS 모드의 동작 여부를 판단하여 무정전 전원을 공급함으로써, 사고 시 빠른 응답 속도와 제어 및 지령간의 관계를 간소화할 수 있는 구조 및 동작 방법을 수행하는 에너지 저장 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a structure and operation that can simplify a relationship between a quick response speed in an accident and a control and a command by supplying an uninterruptible power supply by determining whether the UPS mode is actively operating in the energy storage device before receiving a command to the PLC And to provide an energy storage system for performing the method.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description and more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 에너지 저장 시스템은, 상기 계통의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 제1 컨버터, 상기 제1 컨버터와 직렬 연결되고, 상기 제1 컨버터에서 출력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 제1 부하에 전달하는 제2 컨버터, 및 상기 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터 사이의 노드에 전기적으로 연결되어 충방전을 수행하는 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치를 포함하되, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 노드의 전압이 미리 결정된 한계 전압보다 낮은 경우, 상기 노드에 상기 배터리에 저장된 전력을 제공하는 UPS 모드로 동작한다.In order to solve such a problem, the energy storage system of the present invention comprises a first converter for converting an AC voltage of the system into a DC voltage, a second converter connected in series with the first converter, And an energy storage device including a second converter that converts an AC voltage into an AC voltage and transfers the same to a first load, and a battery electrically connected to a node between the first converter and the second converter to perform charge and discharge, The energy storage device operates in a UPS mode that provides power stored in the battery to the node when the voltage at the node is below a predetermined threshold voltage.

또한, 상기 제2 컨버터와 병렬 연결되고, 상기 제1 컨버터에서 출력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 상기 제1 부하와 다른 제2 부하에 전달하는 제4 컨버터, 및 상기 제1 컨버터와 상기 제2 및 제4 컨버터 사이에 배치되는 버스를 더 포함하고, 상기 에너지 저장 장치는 상기 버스의 전압을 기초로, 상기 UPS 모드로 동작 여부를 판단할 수 있다.A fourth converter connected in parallel with the second converter for converting the DC voltage output from the first converter to an AC voltage and delivering the AC voltage to a second load different from the first load; 2 and the fourth converter, and the energy storage device can determine whether to operate in the UPS mode based on the voltage of the bus.

또한, 상기 제1 컨버터와 병렬 연결되어, 상기 계통의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 제5 컨버터를 더 포함하고, 상기 제5 컨버터는, 상기 제1 컨버터가 동작하지 않는 경우, 턴온되어 상기 제2 컨버터에 상기 계통의 전원을 변환하여 전달할 수 있다.The fifth converter may further include a fifth converter connected in parallel to the first converter and converting the AC voltage of the system to a DC voltage, wherein the fifth converter is turned on when the first converter is inoperative, 2 converter to the power of the system.

또한, 상기 제2 컨버터와 상기 제1 부하 사이에 배치되어, 일단이 상기 제2 컨버터의 출력단에 연결되고, 타단이 상기 계통에 연결되는 스위치 모듈을 더 포함하고, 상기 스위치 모듈은, 상기 스위치 모듈의 상기 일단 또는 상기 타단 중 어느 하나를 선택하여 상기 제1 부하에 연결할 수 있다.Further comprising a switch module disposed between the second converter and the first load and having one end connected to the output terminal of the second converter and the other end connected to the system, The first load may be connected to the first load.

또한, 상기 에너지 저장 장치의 동작 모드에 대한 정보를 수신하고, 상기 에너지 저장 장치의 상기 동작 모드를 기초로 상기 제1 및 제2 컨버터의 동작을 제어하는 PLC를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a PLC for receiving information on an operation mode of the energy storage device and controlling operation of the first and second converters based on the operation mode of the energy storage device.

또한, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 배터리 및 상기 노드 사이에 연결되고 양단에 걸린 직류 전압의 크기를 변환하는 제3 컨버터를 더 포함할 수 있다.The energy storage device may further include a third converter connected between the battery and the node and converting a magnitude of a DC voltage applied across the battery.

또한, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 UPS 모드로 동작하지 않는 경우, 상기 배터리를 충전시키는 충전 모드(charge mode)로 동작할 수 있다.The energy storage device may operate in a charge mode for charging the battery when the UPS is not operated in the UPS mode.

또한, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 배터리의 충전률(SOC)을 기초로 상기 배터리의 충전 여부를 결정할 수 있다.Also, the energy storage device may determine whether the battery is charged based on the charging rate (SOC) of the battery.

또한, 상기 에너지 저장 장치는, 상기 배터리의 충전률이 미리 결정된 충전 하한선(SOC_Min)보다 작은 경우, 상기 충전 모드로 동작하고, 이후 상기 배터리의 충전률이 미리 정한 충전 상한선(SOC_Max)보다 높아지는 경우, 상기 충전 모드를 중단할 수 있다.The energy storage device operates in the charge mode when the charge rate of the battery is smaller than a predetermined lower limit charge level SOC_Min and then when the charge rate of the battery becomes higher than a predetermined charge upper limit value SOC_Max, The charging mode can be stopped.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 본 발명의 에너지 저장 시스템은, PLC에 지령을 받기 이전에 에너지 저장 장치에서 능동적으로 UPS 모드의 동작 여부를 판단하여 무정전 전원을 공급함으로써, 사고 시 빠른 응답 속도와 제어 및 지령간의 관계를 간소화할 수 있다. According to the present invention as described above, the energy storage system of the present invention determines whether the UPS mode is actively operating in the energy storage device before receiving the command to the PLC, and supplies the uninterruptible power supply. The relationship between the control and the command can be simplified.

구체적으로, 본 발명의 에너지 저장 시스템의 회로 구조와 동작 제어 알고리즘을 간소화함에 따라, 사고 시 에너지 저장 장치의 응답 속도를 향상시킬 수 있고, 각 구성 요소 간 통신 연결의 복잡성을 완화시켜 통신 오류 확률을 낮출 수 있으며, 이를 통해 에너지 저장 시스템의 안정성 또한 향상시킬 수 있다. 또한, 에너지 저장 시스템의 유지 보수 및 관리가 용이해지며, 시스템을 관리하는데 필요한 여러 가지 자원 및 비용을 감소시킬 수 있다.Specifically, by simplifying the circuit structure and operation control algorithm of the energy storage system according to the present invention, it is possible to improve the response speed of the energy storage device in case of an accident, mitigate the complexity of communication connection between each component, Thereby improving the stability of the energy storage system. In addition, maintenance and management of the energy storage system is facilitated, and various resources and costs required for managing the system can be reduced.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다. The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 나타내는 위한 블록 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 나타내는 위한 블록 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 나타내는 위한 블록 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 나타내는 위한 블록 회로도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에 포함된 에너지 저장 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a block circuit diagram illustrating an energy storage system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block circuit diagram illustrating an energy storage system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a block circuit diagram illustrating an energy storage system according to a third embodiment of the present invention.
4 is a block circuit diagram illustrating an energy storage system according to a fourth embodiment of the present invention.
5 to 7 are views for explaining an operation mode of the energy storage system according to some embodiments of the present invention.
Figure 8 is a flow diagram illustrating the operation of an energy storage device included in an energy storage system according to some embodiments of the present invention.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings, which are not intended to limit the scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to denote the same or similar elements.

이하에서는, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 에너지 저장 장치를 포함하는 에너지 저장 시스템에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, an energy storage system including an energy storage device according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 나타내는 위한 블록 회로도이다.1 is a block circuit diagram illustrating an energy storage system according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 계통(AC GRID)(110), 제1 컨버터(120), 제2 컨버터(130), 제1 부하(135), 및 에너지 저장 장치(200)를 포함한다. 또한, 에너지 저장 시스템의 각 구성요소를 제어하는 PLC(300)를 더 포함할 수 있다.1, an energy storage system according to a first embodiment of the present invention includes an AC grid 110, a first converter 120, a second converter 130, a first load 135, And an energy storage device (200). Further, it may further include a PLC 300 that controls each component of the energy storage system.

구체적으로, 계통(AC GRID)(110)은 스위치(AC_CB1)를 통해 제1 컨버터(120)에 교류 전압을 제공한다. Specifically, the AC GRID 110 provides AC voltage to the first converter 120 via the switch AC_CB1.

제1 컨버터(120)는 계통(110)에서 제공하는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터를 포함한다. 이때, 제1 컨버터(120)는 AC-DC IGBT(Insulated Gate Bipolar mode Transistor)형 컨버터를 포함하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The first converter 120 includes an AC-DC converter that converts the AC voltage provided by the system 110 to a DC voltage. At this time, the first converter 120 includes an AC-DC IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) type converter, but the present invention is not limited thereto.

제1 컨버터(120)와 계통(110) 사이에는 스위치(AC_CB2)가 배치될 수 있다. 스위치(AC_CB2)는 교류 전압 전송 라인을 전기적으로 연결시키거나 단절시킬 수 있다. 제1 컨버터(120)와 스위치(AC_CB2)는 PLC(300)의 지령에 의해 제어될 수 있다. A switch (AC_CB2) may be disposed between the first converter (120) and the system (110). The switch AC_CB2 can electrically connect or disconnect the AC voltage transmission line. The first converter 120 and the switch AC_CB2 can be controlled by the command of the PLC 300. [

제2 컨버터(130)는 제1 컨버터(120)와 직렬로 연결되며 제1 컨버터(120)가 제공하는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 제1 부하(135)에 전달할 수 있다. 이때, 제2 컨버터(130)는 DC-AC IGBT형 컨버터를 포함하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The second converter 130 is connected in series with the first converter 120 and can convert the DC voltage provided by the first converter 120 into an AC voltage and transmit the AC voltage to the first load 135. At this time, the second converter 130 includes a DC-AC IGBT type converter, but the present invention is not limited thereto.

제2 컨버터(130)와 제1 컨버터(120) 사이에는 복수의 스위치(DC_CB1, DC_CB2)가 배치될 수 있다. 복수의 스위치(DC_CB1, DC_CB2)는 직류 전압 전송 라인을 전기적으로 연결시키거나 단절시킬 수 있다. 마찬가지로, 제2 컨버터(130)와 복수의 스위치(DC_CB1, DC_CB2)는 PLC(300)의 지령에 의해 제어될 수 있다. A plurality of switches DC_CB1 and DC_CB2 may be disposed between the second converter 130 and the first converter 120. [ The plurality of switches (DC_CB1, DC_CB2) can electrically connect or disconnect the DC voltage transmission lines. Similarly, the second converter 130 and the plurality of switches DC_CB1 and DC_CB2 can be controlled by the command of the PLC 300. [

제1 부하(135)는 전력을 소모하는 다양한 전자 장치 및 설비가 될 수 있다. The first load 135 may be various electronic devices and equipment consuming power.

에너지 저장 장치(200)는 제1 컨버터(120)와 제2 컨버터(130) 사이에 직접적으로 연결될 수 있다. 이때, 에너지 저장 장치(200)는 PLC(300)의 지령을 수신하기 전에 제1 컨버터(120)와 제2 컨버터(130) 사이의 노드의 전압을 측정하여, 정상 모드, 충전 모드 또는 UPS 모드로 동작할 지 여부를 판단하여 능동적으로 동작할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.The energy storage device 200 may be connected directly between the first converter 120 and the second converter 130. At this time, the energy storage device 200 measures the voltage of the node between the first converter 120 and the second converter 130 before receiving the command of the PLC 300, It is possible to actively determine whether to operate or not. A detailed description thereof will be described later.

에너지 저장 장치(200)는 제3 컨버터(210)와 배터리(220)를 포함할 수 있다. 이때, 배터리(220)는 도면 상에는 하나만 표시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 배터리 셀을 포함하거나, 병렬, 직렬 또는 직병렬로 연결된 배터리 구조체가 될 수 있다. 배터리(220)는 계통(110)으로부터 전력을 전달받아 충전되거나, 저장된 전력을 제1 부하(135)에 제공할 수 있다. The energy storage device 200 may include a third converter 210 and a battery 220. In this case, although only one battery 220 is shown in the drawing, the present invention is not limited thereto, and may include a plurality of battery cells or a battery structure connected in parallel, series, or series-parallel. The battery 220 may receive power from the system 110 and provide the stored or stored power to the first load 135.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 에너지 저장 장치(200)는 제3 컨버터(210) 없이 배터리(220)만을 포함하여 동작할 수 있다. 이때, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)와 연결된 스위치를 이용하여 동작을 제어할 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the energy storage device 200 of the present invention may include only the battery 220 without the third converter 210. [ At this time, the energy storage device 200 can control the operation using a switch connected to the battery 220. [

제3 컨버터(210)는 제1 컨버터(120) 및 제2 컨버터(130) 사이의 노드(N1)와, 배터리(220) 사이에 위치하며, 배터리(220)가 일정한 전력을 출력하거나 입력받도록 양단에 걸린 직류 전압의 크기를 변환할 수 있다. 이때, 제2 컨버터(130)는 DC-DC IGBT형 컨버터를 포함하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The third converter 210 is disposed between the node N1 between the first converter 120 and the second converter 130 and the battery 220 and is connected to both ends of the battery 220 to output or receive a predetermined amount of power. It is possible to convert the magnitude of the DC voltage caught by the DC voltage. At this time, the second converter 130 includes a DC-DC IGBT type converter, but the present invention is not limited thereto.

도면에서 에너지 저장 장치(200)가 에너지 저장 시스템 내에 하나만 포함되어 있는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 에너지 저장 장치(200)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 에너지 저장 장치(200)는 동일한 노드에 병렬로 연결되거나, 서로 직렬로 연결될 수 있다.Although the energy storage device 200 is shown as being included in the energy storage system, the present invention is not limited thereto and may include a plurality of energy storage devices 200. At this time, the plurality of energy storage devices 200 may be connected to the same node in parallel, or may be connected in series with each other.

에너지 저장 장치(200)는 제1 컨버터(120)가 정상적으로 동작하는 경우, 제3 컨버터(210)와 노드(N1) 사이에 위치한 스위치(DC_CB3)를 오프 시킨다. 이러한 에너지 저장 장치(200)의 상태를 '정상 모드(Normal Mode)' 또는 '대기 모드(Standby mode)'라 한다.The energy storage device 200 turns off the switch DC_CB3 located between the third converter 210 and the node N1 when the first converter 120 operates normally. The state of the energy storage device 200 is referred to as a 'normal mode' or a 'standby mode'.

배터리(220)의 충전률(State of Charge, 이하 “SOC 레벨”이라 한다)이 미리 설정된 값보다 낮아지면, 에너지 저장 장치(200)는 스위치(DC_CB3)를 턴온시켜 배터리(220)를 충전한다. 이러한 에너지 저장 장치(200)의 상태를 '충전 모드(Charge Mode)'라 한다.The energy storage device 200 turns on the switch DC_CB3 to charge the battery 220 when the state of charge of the battery 220 is lower than a preset value. The state of the energy storage device 200 is referred to as 'charge mode'.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)의 SOC 레벨과 무관하게 노드(N1)의 전압(Vdc)에 따라 바로 '충전 모드'로 동작하는 '상시 충전 방식'이 이용될 수 있다.The energy storage device 200 may be configured to operate in a 'charging mode' according to the voltage Vdc of the node N1, regardless of the SOC level of the battery 220, Method 'can be used.

또한, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압 레벨을 실시간으로 모니터링함으로써 계통(110) 또는 제1 컨버터(120)의 이상 동작을 검출할 수 있다. 이 경우, 에너지 저장 장치(200)는 스위치(DC_CB3)를 턴온시켜 배터리(220)에 저장된 전력을 제1 부하(135)에 전달한다. 이러한 에너지 저장 장치(200)의 상태를 'UPS 모드(UPS Mode)'라 한다.Also, the energy storage device 200 can detect abnormal operation of the system 110 or the first converter 120 by monitoring the voltage level of the node N1 in real time. In this case, the energy storage device 200 turns on the switch DC_CB3 to transfer the power stored in the battery 220 to the first load 135. [ The state of the energy storage device 200 is referred to as a UPS mode.

이러한 에너지 저장 장치(200)의 동작 알고리즘은 이하에서 자세히 설명하도록 한다.The operation algorithm of the energy storage device 200 will be described in detail below.

PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)로부터 에너지 저장 장치(200)의 동작 상태에 관한 정보를 수신할 수 있다. PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)의 동작 상태를 기초로 에너지 저장 시스템에 포함된 각 구성요소의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, PLC(300)는 제1 컨버터(120) 및 제2 컨버터(130)의 동작을 제어하며, 에너지 저장 시스템에 포함된 스위치(AC_CB1, AC_CB2, DC_CB1, DC_CB2)의 동작을 제어할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The PLC 300 may receive information on the operating state of the energy storage device 200 from the energy storage device 200. [ The PLC 300 can control the operation of each component included in the energy storage system based on the operation state of the energy storage device 200. [ For example, the PLC 300 controls the operation of the first converter 120 and the second converter 130, and controls the operation of the switches AC_CB1, AC_CB2, DC_CB1, DC_CB2 included in the energy storage system have. However, the present invention is not limited thereto.

이때, PLC(300)는 에너지 저장 시스템에 포함된 각 구성요소와 무선 또는 유선으로 통신할 수 있다. 예를 들어, PLC(300)는 RS 485, TCP(Transmission Control Protocol)/IP(Internet Protocol), UDP(User Datagram Protocol)과 같은 프로토콜 기반의 데이터 통신을 수행할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the PLC 300 can communicate with each component included in the energy storage system wirelessly or by wire. For example, the PLC 300 may perform protocol based data communication such as RS 485, Transmission Control Protocol (TCP) / Internet Protocol (IP), and User Datagram Protocol (UDP). However, the present invention is not limited thereto.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 나타내는 위한 블록 회로도이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 동일한 사항에 대해서는 중복된 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다. 2 is a block circuit diagram illustrating an energy storage system according to a second embodiment of the present invention. For the sake of convenience of description, the same elements as those of the above-described embodiment will be described below with the exception of duplicate descriptions.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 도 1을 참조하여 설명한 에너지 저장 시스템의 구성요소를 그대로 포함하고, 실질적으로 유사하게 동작하나, 제4 컨버터(140), 제2 부하(145), 및 버스(B1)를 더 포함한다. Referring to FIG. 2, the energy storage system according to the second embodiment of the present invention includes elements of the energy storage system described with reference to FIG. 1, and operates in a substantially similar manner. The fourth converter 140, A second load 145, and a bus B1.

제4 컨버터(140)는 제2 컨버터(130)와 병렬로 연결되고, 제1 컨버터(120)에서 출력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 제2 부하(145)에 전력을 제공할 수 있다. 이때, 제4 컨버터(140)는 DC-AC IGBT형 컨버터를 포함하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The fourth converter 140 is connected in parallel with the second converter 130 and can convert the DC voltage output from the first converter 120 into an AC voltage to provide power to the second load 145. At this time, the fourth converter 140 includes a DC-AC IGBT type converter, but the present invention is not limited thereto.

제4 컨버터(140)와 제2 컨버터(130)는 버스(B1)를 통해 제1 컨버터(120)의 출력단에 연결될 수 있다. 버스(B1)는 동일한 전력을 패러럴하게 연결된 복수의 장치에 제공하는 기능을 수행할 수 있다.The fourth converter 140 and the second converter 130 may be connected to the output terminal of the first converter 120 through the bus B1. The bus B1 can perform the function of providing the same power to a plurality of devices connected in parallel.

제1 부하(135)와 제2 부하(145)가 정상적으로 동작하기 위해서 버스(B1)의 전위는 일정하게 유지되어야 한다. 이를 위해, 제1 컨버터(120)에 이상이 발생하는 경우, 에너지 저장 장치(200)는 버스(B1)이 전위가 일정해지도록 배터리(220)의 전력을 제공할 수 있다. In order for the first load 135 and the second load 145 to operate normally, the potential of the bus B1 must be kept constant. To this end, when an error occurs in the first converter 120, the energy storage device 200 may provide the power of the battery 220 such that the potential of the bus B1 becomes constant.

또한, 에너지 저장 장치(200)는 제1 컨버터(120)가 정상 동작하는 경우에도, 버스(B1)의 전위가 일정하게 유지되도록 전력을 추가 제공하거나, 전력을 흡수할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Further, the energy storage device 200 can additionally supply power or absorb power so that the potential of the bus B1 is kept constant even when the first converter 120 operates normally. However, the present invention is not limited thereto.

도 2에서는 버스(B1)에 하나의 제1 부하(135)와 제2 부하(145)만이 전기적으로 연결되도록 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 버스(B1)에는 복수의 부하들이 연결되어 동작될 수 있다. 2, only one first load 135 and the second load 145 are electrically connected to the bus B1. However, the present invention is not limited thereto, and a plurality of loads may be connected to the bus B1, .

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 나타내는 위한 블록 회로도이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 동일한 사항에 대해서는 중복된 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.3 is a block circuit diagram illustrating an energy storage system according to a third embodiment of the present invention. For the sake of convenience of description, the same elements as those of the above-described embodiment will be described below with the exception of duplicate descriptions.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 도 1을 참조하여 설명한 에너지 저장 시스템의 구성요소를 그대로 포함하고, 실질적으로 유사하게 동작하나, 제5 컨버터(125)를 더 포함한다.Referring to FIG. 3, the energy storage system according to the third embodiment of the present invention includes elements of the energy storage system described with reference to FIG. 1 and operates in a substantially similar manner, .

제5 컨버터(125)는 제1 컨버터(120)와 병렬로 연결되어, 계통(110)의 교류 전압을 직류 전압으로 변환할 수 있다. 제5 컨버터(125)는 제1 컨버터(120)와 실질적으로 동일하게 동작할 수 있다. 이때, 제5 컨버터(125)는 DC-AC 다이오드형(diode type) 컨버터를 포함하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The fifth converter 125 may be connected in parallel with the first converter 120 to convert the AC voltage of the system 110 to a DC voltage. The fifth converter 125 may operate substantially the same as the first converter 120. [ At this time, the fifth converter 125 includes a DC-AC diode type converter, but the present invention is not limited thereto.

제5 컨버터(125)는 PLC(300)에 의해 제어될 수 있다. 제5 컨버터(125)는 제1 컨버터(120)가 정상적으로 동작하지 않는 경우, 제1 컨버터(120)를 대신하여 동작할 수 있다. The fifth converter 125 may be controlled by the PLC 300. [ The fifth converter 125 may operate in place of the first converter 120 when the first converter 120 is not operating normally.

예를 들어, 제1 컨버터(120)가 정상적으로 동작하지 않는 경우, PLC(300)는 제1 컨버터(120) 양단의 스위치(AC_CB2, DC_CB1)를 턴오프 시키고, 제5 컨버터(125) 양단의 스위치(AC_CB3, DC_CB4)를 턴온 시켜, 계통(110)의 전력을 노드(N1)에 전달할 수 있다.For example, when the first converter 120 does not operate normally, the PLC 300 turns off the switches AC_CB2 and DC_CB1 at both ends of the first converter 120, (AC_CB3, DC_CB4) to turn on the power of the system 110 to the node N1.

즉, 제5 컨버터(125)는 제1 컨버터(120)을 대신하여 동작할 수 있으며, 제5 컨버터(125)를 추가함으로써 제1 컨버터(120)에너지 저장 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있다.That is, the fifth converter 125 can operate in place of the first converter 120, and the stability of the energy storage system of the first converter 120 can be improved by adding the fifth converter 125.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 나타내는 위한 블록 회로도이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 동일한 사항에 대해서는 중복된 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.4 is a block circuit diagram illustrating an energy storage system according to a fourth embodiment of the present invention. For the sake of convenience of description, the same elements as those of the above-described embodiment will be described below with the exception of duplicate descriptions.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 도 1을 참조하여 설명한 에너지 저장 시스템의 구성요소를 그대로 포함하고, 실질적으로 유사하게 동작하나, 스위치 모듈(150)을 더 포함한다.Referring to FIG. 4, the energy storage system according to the fourth embodiment of the present invention includes elements of the energy storage system described with reference to FIG. 1 and operates in a substantially similar manner. .

스위치 모듈(150)은 제2 컨버터(130)와 제1 부하(135) 사이에 배치되어 일단이 제2 컨버터(130)의 출력단에 연결되고, 타단이 계통(110)에 연결될 수 있다. 이때, 스위치 모듈(150)은 상기 일단 또는 상기 타단 중 어느 하나를 선택하여 제1 부하(135)에 연결할 수 있다. The switch module 150 may be disposed between the second converter 130 and the first load 135 and have one end connected to the output terminal of the second converter 130 and the other end connected to the system 110. At this time, the switch module 150 may select either the one end or the other end to connect to the first load 135.

즉, 스위치 모듈(150)은 에너지 저장 시스템이 정상적으로 동작하지 않는 경우, 계통(110)의 전력을 제1 부하(135)에 직접적으로 전달할 수 있는 바이패스(bypass) 경로를 형성할 수 있다. That is, the switch module 150 may form a bypass path that can directly transfer the power of the system 110 to the first load 135 when the energy storage system is not operating normally.

스위치 모듈(150)은 PLC(300)에 의해 제어될 수 있다. PLC(300)는 제1 컨버터(120), 제2 컨버터(130) 또는 에너지 저장 장치(200)의 상태 정보를 기초로 스위치 모듈(150)의 바이패스 경로 연결 여부를 판단할 수 있다. The switch module 150 may be controlled by the PLC 300. The PLC 300 can determine whether or not the bypass path of the switch module 150 is connected based on the status information of the first converter 120, the second converter 130, or the energy storage device 200.

예를 들어, 제2 컨버터(130)가 모두 정상적으로 동작하지 않는 경우, PLC(300)는 스위치 모듈(150)이 바이패스 경로를 형성하여 계통(110)의 전력을 제1 부하(135)에 직접 전달하도록 제어할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. For example, when all of the second converter 130 does not operate normally, the PLC 300 forms the bypass path of the switch module 150 to directly connect the power of the system 110 to the first load 135 . However, the present invention is not limited thereto.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.5 to 7 are views for explaining an operation mode of the energy storage system according to some embodiments of the present invention.

도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 에너지 저장 시스템이 '정상 모드'로 동작하는 것을 나타낸다. 이 경우, 계통(110)의 교류 전압은 제1 컨버터(120)에 의해 직류 전압으로 변환된다. 이어서, 제1 컨버터(120)의 출력인 직류 전압은 제2 컨버터(130)에 전달되어 교류 전압으로 변환되어 제1 부하(135)에 전달된다.Referring to FIG. 5, FIG. 5 illustrates that the energy storage system according to some embodiments of the invention operates in a 'normal' mode. In this case, the AC voltage of the system 110 is converted into a DC voltage by the first converter 120. The DC voltage, which is the output of the first converter 120, is then transferred to the second converter 130 and converted to an AC voltage to be transferred to the first load 135.

이때, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)와 분리된다. 구체적으로, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압(Vdc)와 미리 정해진 한계 전압(Vdc_limit)을 비교하여, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 한계 전압(Vdc_limit)보다 큰 경우 전기적으로 분리된다. 이 경우, 에너지 저장 장치(200)은 배터리(220)의 SOC 레벨을 고려하여 '충전 모드'로 동작할지 여부를 판단한다.At this time, the energy storage device 200 is separated from the node N1. Specifically, the energy storage device 200 compares the voltage Vdc of the node N1 with a predetermined limit voltage Vdc_limit, and if the voltage Vdc of the node N1 is greater than the threshold voltage Vdc_limit, . In this case, the energy storage device 200 determines whether to operate in the 'charging mode' in consideration of the SOC level of the battery 220.

도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 에너지 저장 시스템이 '충전 모드'로 동작하는 것을 나타낸다. 에너지 저장 장치(200)는 '정상 모드' 상태에서 배터리(220)의 SOC 레벨을 체크한다. 이때, 배터리(220)의 SOC 레벨이 미리 정한 충전 하한선(SOC_Min)보다 작은 경우, '충전 모드'로 동작한다.Referring to FIG. 6, FIG. 6 illustrates that the energy storage system according to some embodiments of the invention operates in a 'charge mode'. The energy storage device 200 checks the SOC level of the battery 220 in the 'normal mode' state. At this time, when the SOC level of the battery 220 is smaller than the predetermined lower limit charge level SOC_Min, it operates in the 'charging mode'.

이 경우, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)와 전기적으로 연결된다. 이때, 제3 컨버터(210)는 노드(N1)의 전원을 변환하여 배터리(220)에 전달함으로써 배터리(220)를 충전시킨다. In this case, the energy storage device 200 is electrically connected to the node N1. At this time, the third converter 210 converts the power of the node N1 and transfers it to the battery 220 to charge the battery 220. [

이어서, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)의 SOC 레벨이 미리 정한 충전 상한선(SOC_Max)보다 높아지는 경우, '충전 모드'를 중단시킨다.Then, the energy storage device 200 stops the 'charge mode' when the SOC level of the battery 220 becomes higher than the predetermined charge upper limit SOC_Max.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)의 SOC 레벨과 무관하게 노드(N1)의 전압(Vdc)에 따라 바로 '충전 모드'로 동작하는 '상시 충전 방식'이 이용될 수 있다.The energy storage device 200 may be configured to operate in a 'charging mode' according to the voltage Vdc of the node N1, regardless of the SOC level of the battery 220, Method 'can be used.

도 7을 참조하면, 도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 에너지 저장 시스템이 'UPS 모드'로 동작하는 것을 나타낸다. Referring to FIG. 7, FIG. 7 illustrates that the energy storage system according to some embodiments of the present invention operates in a 'UPS mode'.

이 경우, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)와 연결되고, 제1 컨버터(120)는 노드(N1)와 분리된다. 구체적으로, 제1 컨버터(120)에 이상이 발생하여 계통(110)의 전원을 제대로 전달하지 못하는 경우, 노드(N1)의 전압(Vdc)은 낮아지게 된다.In this case, the energy storage device 200 is connected to the node N1, and the first converter 120 is separated from the node N1. Specifically, when the first converter 120 fails and the power of the system 110 is not properly transmitted, the voltage Vdc of the node N1 is lowered.

에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압(Vdc)와 미리 정해진 한계 전압(Vdc_limit)을 비교하여, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 한계 전압(Vdc_limit)보다 작은 경우, 노드(N1)에 전기적으로 연결된다. The energy storage device 200 compares the voltage Vdc of the node N1 with a predetermined limit voltage Vdc_limit and if the voltage Vdc of the node N1 is smaller than the threshold voltage Vdc_limit, ).

이때, PLC(300)는 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드를 확인하여 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드가 'UPS 모드'로 동작하는 경우, 제1 컨버터(120)의 양측의 스위치(AC_CB2, DC_CB1)를 턴오프 시킬 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 에너지 저장 장치(200)가 직접 제1 컨버터(120)의 양측의 스위치(AC_CB2, DC_CB1)를 턴오프 시킬 수 있다.At this time, the PLC 300 checks the operation mode of the energy storage device 200, and when the operation mode of the energy storage device 200 operates in the 'UPS mode', the switches 300 (AC_CB2 , DC_CB1) can be turned off. However, the present invention is not limited thereto, and the energy storage device 200 can directly turn off the switches AC_CB2 and DC_CB1 on both sides of the first converter 120. [

이를 통해, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압(Vdc)을 일정 수준으로 유지시키도록 동작할 수 있으며, 이에 따라 제1 부하(135)에 일정한 전력을 전달할 수 있다.Accordingly, the energy storage device 200 can operate to maintain the voltage Vdc of the node N1 at a certain level, thereby transferring a constant power to the first load 135. [

도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에 포함된 에너지 저장 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. Figure 8 is a flow diagram illustrating the operation of an energy storage device included in an energy storage system according to some embodiments of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압(Vdc)과 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)을 비교한다(S110). Referring to FIG. 8, the energy storage device 200 according to some embodiments of the present invention compares the voltage Vdc of the node N1 with a predetermined threshold voltage Vdc_limit (S110).

이어서, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)보다 작은 경우, 에너지 저장 장치(200)는 'UPS 모드'로 동작한다(S120). 노드(N1)의 전압(Vdc)이 낮아지는 원인으로 예를 들어, 제1 컨버터(120)의 고장이나 계통(110) 전압의 불안정 등이 있을 수 있다. Then, when the voltage Vdc of the node N1 is smaller than the predetermined limit voltage Vdc_limit, the energy storage device 200 operates in the 'UPS mode' (S120). For example, the failure of the first converter 120 or the instability of the voltage of the system 110 may be caused by the voltage Vdc of the node N1 being lowered.

이때, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)에 전기적으로 연결되어, 노드(N1)의 전압(Vdc)에 대한 제어를 활성화한다. 이를 통해, 배터리(220)에 저장된 전력을 제1 부하(135)에 제공한다.At this time, the energy storage device 200 is electrically connected to the node N1 to activate the control of the voltage Vdc of the node N1. Thereby providing power stored in the battery 220 to the first load 135. [

이어서, 에너지 저장 장치(200)는 'UPS 모드'로 동작함을 알리는 지령(CMD_UPS)을 PLC(300)에 전달한다(S130).Next, the energy storage device 200 transmits a command (CMD_UPS) indicating that the operation mode is 'UPS mode' to the PLC 300 (S130).

이어서, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)의 전압(Vdc)과 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)을 재비교한다(S140). Next, the energy storage device 200 compares the voltage Vdc of the node N1 with a predetermined threshold voltage Vdc_limit (S140).

이어서, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)보다 여전히 작은 경우, 에너지 저장 장치(200)는 S120 내지 S140 단계를 반복한다.Then, when the voltage Vdc of the node N1 is still smaller than the predetermined limit voltage Vdc_limit, the energy storage device 200 repeats steps S120 to S140.

반면, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)보다 여전히 커지는 경우, 노드(N1)의 전압(Vdc)의 제어를 해제하고, '대기 모드' 또는 '정상 모드'로 돌아간다(S150, S190).On the other hand, when the voltage Vdc of the node N1 is still larger than the predetermined limit voltage Vdc_limit, the control of the voltage Vdc of the node N1 is canceled and the operation returns to the standby mode or the normal mode (S150, S190).

이와 다르게, 노드(N1)의 전압(Vdc)이 미리 정한 한계 전압(Vdc_limit)보다 큰 경우, 에너지 저장 장치(200)는 '정상 모드'로 동작한다. 이때, 에너지 저장 장치(200)는 '정상 모드'로 동작함을 알리는 지령(CMD_normal)을 PLC(300)에 전달한다(S160).Alternatively, when the voltage Vdc of the node N1 is greater than the predetermined threshold voltage Vdc_limit, the energy storage device 200 operates in the 'normal mode'. At this time, the energy storage device 200 transmits a command (CMD_normal) to the PLC 300 to inform that it is operating in the 'normal mode' (S160).

이어서, 에너지 저장 장치(200)는 '충전 모드'로 진입할지 여부를 결정하기 위하여, 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 하한선(SOC_Min)보다 작은지 여부를 판단한다(S170).Then, the energy storage device 200 determines whether the SOC level of the battery 220 is less than a lower limit SOC_Min to determine whether to enter the 'charging mode' (S170).

만약, 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 하한선(SOC_Min)보다 큰 경우, 에너지 저장 장치(200)는 '정상 모드' 또는 '대기 모드'를 유지한다(S190).If the SOC level of the battery 220 is greater than the lower limit SOC_Min, the energy storage device 200 maintains the 'normal mode' or the 'standby mode' (S190).

반면, 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 하한선(SOC_Min)보다 작은 경우, 에너지 저장 장치(200)는 '충전 모드'로 전환된다(S175). 구체적으로, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)를 충전시키기 위해, 노드(N1)에 전기적으로 연결된다. 이때, 에너지 저장 장치(200)는 노드(N1)를 통해 배터리(220)에 흐르는 전류를 제어하여 배터리(220)를 충전시킬 수 있다.On the other hand, if the SOC level of the battery 220 is smaller than the lower limit SOC_Min, the energy storage device 200 is switched to the 'charge mode' (S175). Specifically, the energy storage device 200 is electrically connected to the node N1 to charge the battery 220. [ At this time, the energy storage device 200 can charge the battery 220 by controlling the current flowing in the battery 220 through the node N1.

이어서, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 상한선(SOC_Max)보다 커졌는지 여부를 판단한다(S180).Next, the energy storage device 200 determines whether the SOC level of the battery 220 is greater than a charge upper limit SOC_Max (S180).

만약, 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 상한선(SOC_Max)보다 여전히 작은 경우, S175 단계를 반복하여 수행한다.If the SOC level of the battery 220 is still lower than the charge upper limit SOC_Max, step S175 is repeated.

이와 다르게, 배터리(220)의 SOC 레벨이 충전 상한선(SOC_Max)보다 커지는 경우, 에너지 저장 장치(200)는 배터리(220)에 흐르는 전류 제어를 중단하고, 에너지 저장 장치(200)의 동작 모드는 '정상 모드' 또는 '대기 모드'로 전환된다(S185, S190).Alternatively, when the SOC level of the battery 220 is higher than the upper limit SOC_Max, the energy storage device 200 stops controlling the current flowing in the battery 220, and the operation mode of the energy storage device 200 is' Normal mode "or" standby mode "(S185, S190).

이를 통해, 본 발명의 에너지 저장 시스템에 포함된 에너지 저장 장치(200)는 PLC(300)로부터 동작 지령을 받지 않고, 능동적으로 동작 모드를 전환하여 무정전 전원을 제공할 수 있다.Accordingly, the energy storage device 200 included in the energy storage system of the present invention can actively switch the operation mode without providing an operation command from the PLC 300 to provide the uninterruptible power supply.

즉, 본 발명의 에너지 저장 장치(200)는 PLC(300)의 지령을 수신하지 않고, 능동적으로 UPS 모드의 동작 여부를 판단하여 무정전 전원을 공급함으로써, 사고시 빠른 응답 속도를 확보하고, PLC(300)로부터 수신하는 데이터 교환을 간소화시킬 수 있다. That is, the energy storage device 200 of the present invention does not receive the command of the PLC 300, actively determines whether the UPS mode is in operation, supplies the uninterruptible power supply, assures a quick response speed in case of an accident, Can be simplified.

이를 통해, 본 발명의 에너지 저장 시스템의 동작 제어 알고리즘은 간소화되며, 이에 따라, 에너지 저장 시스템에 오류가 발생하는 경우 에너지 저장 장치(200)의 응답 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 에너지 저장 시스템의 각 구성 요소 간 통신 연결의 복잡성을 완화시켜 통신 오류 확률을 낮출 수 있으며, 에너지 저장 시스템의 안정성 또한 향상시킬 수 있다. Thus, the operation control algorithm of the energy storage system of the present invention is simplified, and thus the response speed of the energy storage device 200 can be improved when an error occurs in the energy storage system. In addition, the complexity of the communication connection between each component of the energy storage system can be mitigated to lower the probability of communication error, and the stability of the energy storage system can also be improved.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, But the present invention is not limited thereto.

110: 계통 120: 제1 컨버터
130: 제2 컨버터 135: 제1 부하
200: 에너지 저장 장치 210: 제3 컨버터
220: 배터리 300: PLC110: system 120: first converter
130: second converter 135: first load
200: Energy storage device 210: Third converter
220: Battery 300: PLC

Claims (9)

에너지 저장 장치를 포함하고, 계통에 연결된 에너지 저장 시스템에 있어서,
상기 계통의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 제1 컨버터;
상기 제1 컨버터와 직렬 연결되고, 상기 제1 컨버터에서 출력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 제1 부하에 전달하는 제2 컨버터; 및
상기 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터 사이의 노드에 전기적으로 연결되어 충방전을 수행하는 배터리를 포함하는 에너지 저장 장치를 포함하되,
상기 에너지 저장 장치는,
상기 노드의 전압이 미리 결정된 한계 전압보다 낮은 경우, 상기 노드에 상기 배터리에 저장된 전력을 제공하는 UPS 모드로 동작하는
에너지 저장 시스템.
An energy storage system comprising an energy storage device and connected to the system,
A first converter for converting an AC voltage of the system into a DC voltage;
A second converter connected in series with the first converter for converting the DC voltage output from the first converter to an AC voltage and delivering the AC voltage to the first load; And
And an energy storage device including a battery electrically connected to a node between the first converter and the second converter to perform charging and discharging,
The energy storage device includes:
Operating in a UPS mode that provides power stored in the battery to the node when the voltage of the node is lower than a predetermined threshold voltage
Energy storage system.
제1 항에 있어서,
상기 제2 컨버터와 병렬 연결되고, 상기 제1 컨버터에서 출력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 상기 제1 부하와 다른 제2 부하에 전달하는 제4 컨버터; 및
상기 제1 컨버터와 상기 제2 및 제4 컨버터 사이에 배치되는 버스를 더 포함하고,
상기 에너지 저장 장치는 상기 버스의 전압을 기초로, 상기 UPS 모드로 동작 여부를 판단하는
에너지 저장 시스템.
The method according to claim 1,
A fourth converter connected in parallel with the second converter for converting the DC voltage output from the first converter to an AC voltage and delivering the AC voltage to a second load different from the first load; And
Further comprising a bus disposed between said first converter and said second and fourth converters,
The energy storage device determines whether the UPS operates in the UPS mode based on the voltage of the bus
Energy storage system.
제1 항에 있어서,
상기 제1 컨버터와 병렬 연결되어, 상기 계통의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 제5 컨버터를 더 포함하고,
상기 제5 컨버터는, 상기 제1 컨버터가 동작하지 않는 경우, 턴온되어 상기 제2 컨버터에 상기 계통의 전원을 변환하여 전달하는
에너지 저장 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a fifth converter connected in parallel with the first converter for converting an AC voltage of the system into a DC voltage,
The fifth converter is turned on when the first converter is not operated, and converts the power of the system to the second converter for transmission
Energy storage system.
제1 항에 있어서,
상기 제2 컨버터와 상기 제1 부하 사이에 배치되어, 일단이 상기 제2 컨버터의 출력단에 연결되고, 타단이 상기 계통에 연결되는 스위치 모듈을 더 포함하고,
상기 스위치 모듈은, 상기 스위치 모듈의 상기 일단 또는 상기 타단 중 어느 하나를 선택하여 상기 제1 부하에 연결하는
에너지 저장 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a switch module disposed between the second converter and the first load, the switch module having one end connected to the output terminal of the second converter and the other end connected to the system,
Wherein the switch module selects either one of the one end or the other end of the switch module and connects the switch module to the first load
Energy storage system.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치의 동작 모드에 대한 정보를 수신하고, 상기 에너지 저장 장치의 상기 동작 모드를 기초로 상기 제1 및 제2 컨버터의 동작을 제어하는 PLC를 더 포함하는
에너지 저장 시스템.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Further comprising a PLC for receiving information on the operating mode of the energy storage device and controlling the operation of the first and second converters based on the operating mode of the energy storage device
Energy storage system.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는, 상기 배터리 및 상기 노드 사이에 연결되고 양단에 걸린 직류 전압의 크기를 변환하는 제3 컨버터를 더 포함하는
에너지 저장 시스템.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The energy storage device further comprises a third converter connected between the battery and the node and converting the magnitude of the DC voltage across the battery
Energy storage system.
제1 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는, 상기 UPS 모드로 동작하지 않는 경우, 상기 배터리를 충전시키는 충전 모드(charge mode)로 동작하는
에너지 저장 시스템.
The method according to claim 1,
When the energy storage device is not operated in the UPS mode, the energy storage device operates in a charge mode for charging the battery
Energy storage system.
제7 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는, 상기 배터리의 충전률(SOC)을 기초로 상기 배터리의 충전 여부를 결정하는
에너지 저장 시스템.
8. The method of claim 7,
The energy storage device determines whether or not the battery is charged based on the charging rate (SOC) of the battery
Energy storage system.
제8 항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치는,
상기 배터리의 충전률이 미리 결정된 충전 하한선(SOC_Min)보다 작은 경우, 상기 충전 모드로 동작하고, 이후 상기 배터리의 충전률이 미리 정한 충전 상한선(SOC_Max)보다 높아지는 경우, 상기 충전 모드를 중단하는
에너지 저장 시스템.
9. The method of claim 8,
The energy storage device includes:
If the charging rate of the battery is smaller than a predetermined lower limit charge level SOC_Min, the charging mode is operated. If the charging rate of the battery is higher than a predetermined upper limit charge level SOC_Max, the charging mode is stopped
Energy storage system.
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