KR20190014183A

KR20190014183A - 핫 스왑 기능을 갖는 ｅｓｓ용 전력변환시스템

Info

Publication number: KR20190014183A
Application number: KR1020170095577A
Authority: KR
Inventors: 안강순; 오용승; 유원호; 김주은
Original assignee: 주식회사 윌링스
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2019-02-12

Abstract

본 발명에 따른 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템은, N 개의 배터리 스택과 1:1 연결되고 배터리 스택을 충방전시키는 N 개의 전력변환모듈과; 상기 N 개의 배터리 스택 및 상기 N 개의 전력변환모듈과 연결되어 상기 배터리 스택의 충방전 동작을 제어하고, 상기 N 개의 배터리 스택에서 이상 발생의 배터리 스택을 판단하고, 이상 배터리 스택의 교체 시 착탈 여부를 감지하여 교체되는 배터리 스택의 충방전 동작을 제어하는 제어수단; 및 상기 N의 전력변환모듈의 충전단에 각각 마련되어 계통의 연속 운전 중에 상기 교체되는 배터리 스택의 초기 충전시 입력되는 전압을 조절하여 상기 N - 1개의 배터리 스택들의 전압과 안정적으로 연계하도록 스위칭하는 초기충전 스위칭부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, ESS 시스템 동작 상태를 유지하면서 구성 요소들의 교체, 변경 및 수리가 가능한 핫 스왑 기술을 적용하여 계통 운용의 안정성을 확보할 수 있다.

Description

핫 스왑 기능을 갖는 ＥＳＳ용 전력변환시스템{Power Conditioning System for ESS having hot-swap function}

본 발명은 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템에 관한 것으로, 특히 ESS 시스템 동작 상태를 유지하면서 구성 요소들의 교체, 변경 및 수리가 가능한 핫 스왑 기술을 적용하여 계통 운용의 안정성을 확보할 수 있는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템에 관한 것이다.

최근 지능형 전력망(smart grid)과 신재생 에너지의 보급이 확대되고 전력 계통의 효율화와 안정성이 강조됨에 따라, 전력 공급 및 수요 조절, 및 전력 품질 향상을 위해 에너지 저장 시스템에 대한 수요가 점점 증가하고 있으며, 에너지 저장 시스템의 전력 저장 용량도 함께 증가하고 있다.

최근 신재생 에너지와 전력 계통이 서로 연계되어 부하(load)에 전력을 공급하고, 남은 잉여 전력을 이차 전지에 저장하는 에너지 저장 시스템이 개발되고 있다. 이러한, 에너지 저장 시스템에서는 복수개의 배터리 팩이 병렬 연결되어 운영된다.

에너지 저장 시스템은 기본적으로, 전력 수요가 적을 때 전력을 저장해 두고 전력 수요가 많을 때 저장된 전력을 사용함으로써 에너지 효율 향상 및 전력 계통의 안정적 운영을 높이는 저장 장치를 말한다. 최근 지능형 전력망(smart grid)과 신재생 에너지의 보급이 확대되고 전력 계통의 효율화와 안정성이 강조됨에 따라, 전력 공급 및 수요 조절, 및 전력 품질 향상을 위해 에너지 저장 시스템에 대한 수요가 점점 증가하고 있다.

이러한 배터리를 포함하는 트레이를 다 병렬로 연결한 에너지 저장 시스템에서, 대용량 ESS는 고장 수리 및 수명 저하에 따른 배터리 교체 등의 유지 보수를 위해 시스템 동작을 정지시켜야 하고, 이에 따른 시스템 운용 안정 및 품질의 신뢰성이 저하된다.

또한, 에너지 저장 시스템의 운용 중 충방전 중에 트레이가 탈거되는 경우, 나머지 트레이로 순간 과전류가 흐르거나 트레이 간 전압차가 발생하여 에너지 저장 시스템에 고장을 유발하게 되는 문제점이 발생된다.

한국공개특허공보 제2013-0136744호

본 발명은 ESS 시스템 동작 상태를 유지하면서 구성 요소들의 교체, 변경 및 수리가 가능한 핫 스왑 기술을 적용하여 계통 운용의 안정성을 확보할 수 있는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템은, N 개의 배터리 스택과 1:1 연결되고 배터리 스택을 충방전시키는 N 개의 전력변환모듈과; 상기 N 개의 배터리 스택 및 상기 N 개의 전력변환모듈과 연결되어 상기 배터리 스택의 충방전 동작을 제어하고, 상기 N 개의 배터리 스택에서 이상 발생의 배터리 스택을 판단하고, 이상 배터리 스택의 교체 시 착탈 여부를 감지하여 교체되는 배터리 스택의 충방전 동작을 제어하는 제어수단; 및 상기 N의 전력변환모듈의 충전단에 각각 마련되어 계통의 연속 운전 중에 상기 교체되는 배터리 스택의 초기 충전시 입력되는 전압을 조절하여 상기 N - 1개의 배터리 스택들의 전압과 안정적으로 연계하도록 스위칭하는 초기충전 스위칭부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 초기충전 스위칭부는, DC 입력단과 병렬 연결되어 배터리 스택의 초기 충전시 온 상태로 스위칭하는 제1 스위치부; 상기 제1 스위치부의 후단부에 마련되어 입력되는 DC 전압 값을 낮추는 저항; 및 상기 DC 입력단과 병렬 연결되어 상기 배터리 스택의 초기 충전 이후 계통과 연결하도록 온 상태로 스위칭하는 제2 스위치부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 제1 스위치부는 상기 교체되는 배터리 스택의 초기 충전 전압 값이 기설정치 이상이면 오프 상태로 스위칭하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 제어수단은 각각 개별 인식 ID가 부여된 상기 N 개의 배터리 스택에서 이상 발생의 배터리 스택을 식별하고, 배터리 교체 시 착탈에 따른 입력 또는 출력 신호 값을 감지하여 충방전을 제어하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 전력변환모듈은, 입력단으로부터 DC 전압을 입력받는 DC 입력모듈; 상기 DC 입력 모듈에 입력되는 DC 전압을 일시적으로 충전하는 DC 링크 커패시터; 상기 DC 링크 커패시터에 충전된 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 인버터 및 상기 인버터에서 변환된 AC 전압을 출력하는 AC 출력모듈을 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 DC 입력모듈은, 상기 입력단으로부터 입력되는 DC 전압의 과전압을 감지하는 DC 과전압 감지부; 상기 입력단으로부터 입력되는 DC 전류의 과전류를 감지하는 DC 과전류 감지부; 상기 입력단과 접지 사이에 연결되어 써지 전압으로부터 보호하는 DC 써지 보호부; 및 상기 써지 보호부와 병렬 연결되고, 접지와 연결되어 지락 발생으로부터 보호하는 DC 지락 보호부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 감지하는 DC 과전압 감지부는 DC 입력단의 과전압 또는 저전압을 검출하여 기설정치를 범위를 벗어난 경우 동작하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 DC 과전류 감지부는 DC 입력단의 과전류를 검출하여 기설정치 이상인 경우에 동작하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 AC 출력 모듈은, 상기 인버터로부터 출력되는 AC 전압의 과전압을 감지하는 AC 과전압 감지부; 상기 인버터로부터 출력되는 AC 전류의 과전류를 감지하는 AC 과전류 감지부; 상기 출력모듈의 출력단과 접지 사이에 연결되어 써지 전압으로부터 보호하는 AC 써지 보호부; 및 상기 AC 써지 보호부와 병렬 연결되고, 접지와 연결되어 지락 발생으로부터 보호하는 AC 지락 보호부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 AC 과전압 감지부는 계통의 각 상별 순시치를 검출하여 기설정치 범위를 벗어난 경우 동작하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 AC 과전류 감지부는 계통의 각 상별 순시치를 검출하여 기설정치 이상인 경우 동작하는 점에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, ESS 시스템 동작 상태를 유지하면서 구성 요소들의 교체, 변경 및 수리가 가능한 핫 스왑 기술을 적용하여 계통 운용의 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 전체 구성도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템의 제어수단의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 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.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 전체 구성도를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 시스템은, 에너지 저장 시스템(100)은, 계통(110)으로부터 전력을 공급받아 직류-교류 전압으로 변환하는 전력변환시스템(Power Conditioning System: PCS, 120), 계통으로부터 공급되는 전력을 관리하는 전력 관리 시스템(Power Management System: PMS, 130) 및 계통으로부터 공급되는 전력을 배터리에 저장한 후, 부하에 전력을 공급하는 배터리 시스템(140)을 포함하여 구성된다.

상기 전력 변환 시스템(120)은 배터리 시스템(140)과 계통(110), 신재생 에너지원, 또는 부하를 연계하는 역할을 수행한다. 보다 구체적으로, 전력 변환 시스템(120)은 배터리 시스템(140)에 포함된 배터리 그룹(144)에 전력을 충전시키거나 하나 이상의 배터리 그룹에 저장된 전력을 계통(110) 또는 부하로 출력하는 역할을 수행한다.

이때, 전력 변환 시스템(120)은 외부로부터 유입되는 전력의 차단과 외부로의 전력 투입을 담당하는 스위치 기어, 승압/감압을 담당하는 변압기, 교류를 직류로 변환하거나 직류를 교류로 변환하는 전력변환 모듈(Power Conversion Unit: PCU)을 포함한다.

상기 배터리 시스템(140)은 배터리 관리 장치(Battery management System, BMS, 142) 및 복수개의 배터리 그룹(144)을 포함한다.

상기 배터리 시스템(140)은 복수개의 배터리 그룹(144)들을 포함함으로써, 계통(110) 또는 신재생 에너지원(미도시)으로부터 제공되는 에너지를 배터리 그룹(144)에 저장하거나, 배터리 그룹에 저장되어 있는 에너지를 계통(110) 또는 부하(미도시)로 공급한다. 이때, 배터리 그룹은 복수개의 배터리 스택(미도시)을 포함한다.

이러한, 배터리 스택은 상기 전력변환모듈과 일대일 대응으로 각각 연결되어 있으며, 각 배터리 스택에는 식별 ID가 부여되어 관리된다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템(120)은, N 개의 배터리 스택(미도시)과 연결된 N 개의 전력변환모듈(122), 제어수단(124), 및 초기충전 스위칭부(220)를 포함하여 구성된다.

상기 N 개의 전력변환모듈(122)은 N 개의 배터리 스택과 1:1 연결되고 배터리 스택을 충방전시키게 된다. 이러한, 전력변환모듈(122)은 변압기를 통해 공급되는 교류전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리시스템에 제공하거나 배터리관리장치로부터 제공되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 계통 또는 부하로 공급하는 것으로서, 대용량 에너지저장시스템의 구현을 위해 복수 개의 전력변환모듈들이 서로 병렬로 연결되어 구성될 수 있다.

상기 전력변환모듈(122)의 각 구성은 계통으로부터 DC 전압을 입력받는 DC 입력단(110), 상기 입력단과 접지 사이에 연결되어 써지 전압으로부터 보호하는 DC 써지 보호부(215), 상기 써지 보호부와 병렬 연결되고, 접지와 연결되어 지락 발생으로부터 보호하는 DC 지락 보호부(225), 상기 입력단(110)으로부터 입력되는 DC 전압의 과전압을 감지하는 DC 과전압 감지부(230), 상기 입력단으로부터 입력되는 DC 전류의 과전류를 감지하는 DC 과전류 감지부(240), 상기 DC 입력 모듈에 입력되는 DC 전압을 일시적으로 충전하는 DC 링크 커패시터(250), 상기 DC 링크 커패시터(250)에 충전된 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 인버터(260), 상기 인버터로부터 출력되는 AC 전류의 과전류를 감지하는 AC 과전류 감지부(270), 상기 인버터(260)로부터 출력되는 AC 전압의 과전압을 감지하는 AC 과전압 감지부(280), AC 출력단과 접지 사이에 연결되어 써지 전압으로부터 보호하는 AC 써지 보호부(285) 및 상기 AC 써지 보호부(285)와 병렬 연결되고, 접지와 연결되어 지락 발생으로부터 보호하는 AC 지락 보호부(295)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 DC 과전압 감지부(230)는 상기 제어 수단(124)에 의해 DC 입력단의 과전압 또는 저전압을 검출하여 기설정치를 범위를 벗어난 경우에 동작하도록 제어하게 된다.

상기 DC 과전류 감지부(240)는 상기 제어 수단(124)에 의해 DC 입력단(210)의 과전류를 검출하여 기설정치 이상인 경우에 동작하여 과전류로부터 보호하게 된다. 즉, 전력변환시스템의 내부 사고에 의해 단락 전류, 비정상적인 제어동작에 의한 과전류, 외부 사고에 의한 단락 전류로부터 배터리 스택 등을 보호할 수 있게 된다.

상기 AC 과전류 감지부(270)는 상기 제어 수단에 의해 계통의 각 상별 순시치를 검출하여 기설정치 이상인 경우에 동작하게 된다. 즉, 전력변환시스템이 계통과 연계되어있을 경우 계통측에서 발생한 과전류, 비정상적인 제어동작에 의해 발생한 과전류, 내부 고장에 의해 발생한 과전류로부터 계통 및 전력변환시스템을 보호하기 위해 과전류가 발생되면 차단하게 된다.

상기 AC 과전압 감지부(280)는 상기 제어 수단(124)에 의해 계통의 각 상별 순시치를 검출하여 기설정치 범위를 벗어난 경우에 동작하여 과전압으로부터 보호하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템의 제어수단의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 충방전감지부(310), 랙분리 판단부(320), 통합 제어부(330), 통신부(340)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

상기 충방전 감지부(310)는 배터리의 충전 상태를 감지하는 것으로 배터리 잔량을 검출하게 되고, 이상이 발생된 배터리를 감지하게 된다.

상기 랙분리 판단부(320)는 배터리 스택이 랙에서 분리되거나 장착될 때 자동으로 이를 감지하여 이를 상기 통합부에서 해당 배터리 스택을 구별하게 된다.

상기 통합 제어부는 상기 N 개의 배터리 스택 및 상기 N 개의 전력변환모듈과 연결되어 상기 배터리 스택의 충방전 동작을 제어하고, 상기 N 개의 배터리 스택에서 이상 발생의 배터리 스택을 판단하고, 이상 배터리 스택의 교체 시 착탈 여부를 감지하여 교체되는 배터리 스택의 충방전 동작을 제어하게 된다.

보다 구체적으로, 상기 통합 제어부는 각각 개별 인식 ID가 부여된 상기 N 개의 배터리 스택에서 이상 발생의 배터리 스택을 식별하고, 배터리 교체 시 착탈에 따른 입력 또는 출력 신호 값을 감지하여 충방전을 제어하게 됨으로써 정상 동작 중에 이상이 발생된 배터리 스택을 보수 및 관리할 수 있는 핫 스왑 방식을 적용할 수 있게 된다.

상기 초기충전 스위칭부(220)는 상기 N의 전력변환모듈(122)의 충전단에 각각 마련되어 계통의 연속 운전 중에 상기 교체되는 배터리 스택의 초기 충전시 입력되는 전압을 조절하여 상기 N - 1개의 배터리 스택들의 전압과 안정적으로 연계하도록 스위칭하게 된다.

즉, 초기충전 스위칭부(220)는 새로운 배터리 스택이 장착되어 연결될 때 평활 콘덴서가 충전되어 있지 않았을 경우 돌입 전류 발생을 방지하고, 초기 충전을 통해 다른 배터리 스택과 셀 밸런싱이 가능하게 된다.

이러한, 상기 초기충전 스위칭부(220)는 DC 입력단(210)과 병렬 연결되어 배터리 스택의 초기 충전시 온 상태로 스위칭하는 제1 스위치부(221), 상기 제1 스위치부(221)의 후단부에 마련되어 입력되는 DC 전압 값을 낮추는 저항(222) 및 상기 DC 입력단(210)과 병렬 연결되어 상기 배터리 스택의 초기 충전 이후 계통과 연결하도록 온 상태로 스위칭하는 제2 스위치부(223)를 포함될 수 있다.

상기 제1 스위치부(221)는 상기 교체되는 배터리 스택의 초기 충전 전압 값이 기설정치 이상이면 오프 상태로 스위칭하게 된다. 즉, 상기 제1 스위치부는 릴레이가 이용될 수 있으며, 초기 배터리 스택이 장착되면, 스위치부를 온 상태로 연결하여 초기 배터리 스택을 안정적으로 일정치 이상으로 충전시킴으로써 다른 배터리 스택과 균형이 이루어지도록 할 수 있다. 따라서, 배터리 스택의 초기 충전을 통해 전력변환 시스템의 동작을 정지하지 않고 정상 운용하는 핫 스왑 방식이 가능하게 된다.

이때, 상기 초기 충전 전압 값이 기설정치 이상으로 판단되면, 상기 제1스위치부(221)는 오프 상태로 전환되고, 상기 제2 스위치부(223)를 온 상태로 스위칭하여 정상상태로 충전하도록 제어하게 된다.

따라서, ESS 시스템 동작 상태를 유지하면서 구성 요소들의 교체, 변경 및 수리가 가능한 핫 스왑 기술을 적용하여 계통 운용의 안정성을 확보할 수 있다.

본 발명에 따르면, 터널 외부에 설치되어 표지병의 상시 전원이 공급되지 못하는 상황에서 태양광 충전 배터리 전원에 의지하여 데이터를 송수신할 때, 배터리 충전 상태에 따라 데이터 수신 주기의 전원 온 상태를 조절함으로써 충전되지 못하는 상황에서도 배터리 전원을 최대한 절약하면서 데이터를 송수신할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

110 --- 계통 120 --- 전력변환시스템
122 --- 전력변환모듈 124 --- 제어수단
130 --- 전력관리시스템 140 --- 배터리 시스템
142 --- 배터리관리시스템 144 --- 배터리 스택
215 --- DC 써지 보호부 225 --- DC 지락 보호부
220 --- 초기충전 스위칭부 230 --- DC 과전압 감지부;
240 --- DC 과전류 감지부 250 --- DC 링크 커패시터
260 --- 인버터 270 --- AC 과전류 감지부
280 --- AC 과전압 감지부 285 --- AC 써지 보호부
295 --- AC 지락 보호부

Claims

N 개의 배터리 스택과 1:1 연결되고 배터리 스택을 충방전시키는 N 개의 전력변환모듈과;
상기 N 개의 배터리 스택 및 상기 N 개의 전력변환모듈과 연결되어 상기 배터리 스택의 충방전 동작을 제어하고, 상기 N 개의 배터리 스택에서 이상 발생의 배터리 스택을 판단하고, 이상 배터리 스택의 교체 시 착탈 여부를 감지하여 교체되는 배터리 스택의 충방전 동작을 제어하는 제어수단; 및
상기 N의 전력변환모듈의 충전단에 각각 마련되어 계통의 연속 운전 중에 상기 교체되는 배터리 스택의 초기 충전시 입력되는 전압을 조절하여 상기 N - 1개의 배터리 스택들의 전압과 안정적으로 연계하도록 스위칭하는 초기충전 스위칭부를 포함하는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템.
제1항에 있어서,
상기 초기충전 스위칭부는,
DC 입력단과 병렬 연결되어 배터리 스택의 초기 충전시 온 상태로 스위칭하는 제1 스위치부;
상기 제1 스위치부의 후단부에 마련되어 입력되는 DC 전압 값을 낮추는 저항; 및
상기 DC 입력단과 병렬 연결되어 상기 배터리 스택의 초기 충전 이후 계통과 연결하도록 온 상태로 스위칭하는 제2 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1 스위치부는 상기 교체되는 배터리 스택의 초기 충전 전압 값이 기설정치 이상이면 오프 상태로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어수단은 각각 개별 인식 ID가 부여된 상기 N 개의 배터리 스택에서 이상 발생의 배터리 스택을 식별하고, 배터리 교체 시 착탈에 따른 입력 또는 출력 신호 값을 감지하여 충방전을 제어하는 것을 특징으로 하는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전력변환모듈은,
입력단으로부터 DC 전압을 입력받는 DC 입력모듈;
상기 DC 입력 모듈에 입력되는 DC 전압을 일시적으로 충전하는 DC 링크 커패시터;
상기 DC 링크 커패시터에 충전된 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 인버터 및
상기 인버터에서 변환된 AC 전압을 출력하는 AC 출력모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환 시스템.
제5항에 있어서,
상기 DC 입력모듈은,
상기 입력단으로부터 입력되는 DC 전압의 과전압을 감지하는 DC 과전압 감지부;
상기 입력단으로부터 입력되는 DC 전류의 과전류를 감지하는 DC 과전류 감지부;
상기 입력단과 접지 사이에 연결되어 써지 전압으로부터 보호하는 DC 써지 보호부; 및
상기 써지 보호부와 병렬 연결되고, 접지와 연결되어 지락 발생으로부터 보호하는 DC 지락 보호부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환 시스템.
제6항에 있어서,
상기 감지하는 DC 과전압 감지부는 DC 입력단의 과전압 또는 저전압을 검출하여 기설정치를 범위를 벗어난 경우 동작하는 것을 특징으로 하는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환 시스템.
제6항에 있어서,
상기 DC 과전류 감지부는 DC 입력단의 과전류를 검출하여 기설정치 이상인 경우에 동작하는 것을 특징으로 하는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환 시스템.
제5항에 있어서,
상기 AC 출력 모듈은,
상기 인버터로부터 출력되는 AC 전압의 과전압을 감지하는 AC 과전압 감지부;
상기 인버터로부터 출력되는 AC 전류의 과전류를 감지하는 AC 과전류 감지부;
상기 출력모듈의 출력단과 접지 사이에 연결되어 써지 전압으로부터 보호하는 AC 써지 보호부; 및
상기 써지 보호부와 병렬 연결되고, 접지와 연결되어 지락 발생으로부터 보호하는 AC 지락 보호부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환 시스템.
제5항에 있어서,
상기 AC 과전압 감지부는 계통의 각 상별 순시치를 검출하여 기설정치 범위를 벗어난 경우 동작하는 것을 특징으로 하는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환 시스템.
제5항에 있어서,
상기 AC 과전류 감지부는 계통의 각 상별 순시치를 검출하여 기설정치 이상인 경우 동작하는 것을 특징으로 하는 핫 스왑 기능을 갖는 ESS용 전력변환 시스템.