KR20190120593A - 복수의 에너지 저장 장치를 제어하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 ESS(Energe Storage System)를 포함하는 멀티 ESS를 제어하는 장치는 멀티 ESS의 총 ESS 손실값에 기초하여 복수의 ESS 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성하는 출력비 리스트 생성부, 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량(SoC; State Of Charge)에 기초하여 복수의 출력비 중 하나를 선택하는 출력비 선택부 및 선택된 출력비에 기초하여 멀티 ESS를 제어하는 ESS 제어부를 포함할 수 있다.

Description

복수의 에너지 저장 장치를 제어하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ENERGY STORAGY SYSTEM}
본 발명은 복수의 ESS를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
ESS(Energy Storage System)는 발전기에서 생산된 전력 또는 전력계통 전력을 충전하였다가 전력 피크와 같이 전력이 필요할 때에 전력을 방전할 수 있다. 저가격 전력 시간대에는 전력을 에너지 저장 장치에 충전하였다가 고가격 전력 시간대에는 충전된 전력을 방전하여 사용하게 되면 경제적인 이득을 취할 수 있다. 또한, 전력 피크시에도 용이하게 부하를 관리할 수 있다.
한편, ESS 주요 설비인 배터리와 PCS(Power Conditioning System)는 한계 정격용량을 갖고 있기 때문에 정격용량을 초과하는 경우에는 복수의 ESS가 이용된다. 현재 시판 되고 있는 단일 PCS의 최대 정격용량은 2.5MW 이고, 배터리의 최대 정격용량은 12 MWh 이다. 이 때, 각 ESS는 공간/물리적으로 근거리에의 동일 전력선로에 설치될 수 있고, 원거리의 서로 다른 배전선로 또는 송전선로에 설치될 수도 있다.
멀티 ESS의 경우, 총 충방전 출력은 멀티 ESS의 충방전 출력의 합을 의미하기 때문에 EMS(Electronic Manufacturing Services 또는 PMS)에서 각 ESS에게 충/방전 출력을 지정해 주어야 한다.
한편, 계층적으로 BMS(Battery Management System)의 하위에 속해있는 모든 배터리 Cell은 BMS에 의해 에너지 잔여량이 균등하게 제어 된다. 그러나 최상위 BMS가 구분되는 배터리 뱅크 간 배터리의 에너지 잔여량은 EMS(또는 PMS)에서의 각 ESS 충방전 출력에 의해 결정되기 때문에 ESS 충방전 출력을 결정하는 EMS(또는 PMS)가 배터리 간의 에너지 잔여량 밸런싱을 수행할 필요가 있다. 만일, 각 ESS의 에너지 잔여량의 밸런싱을 수행하지 않게 되면, 일부 ESS의 에너지 잔여량이 지속적으로 높거나 낮은 방향으로 편중되고, 에너지 잔여량 상/하 제한 값에 도달한 ESS는 더 이상 운행 할 수 없게 되고, 나머지 ESS의 정격 출력 합을 하회하는 운용만 가능하다. 이처럼, 서로 다른 출력으로 각 ESS가 운용되면 시간이 지날수록 각 ESS의 에너지 잔여량 편차가 커지게 되고, ESS 손실이 증가하게 되는 문제점이 있었다.
일본등록특허 제5842342호 (2015.11.27. 등록)
본 발명은 복수의 ESS(Energe Storage System)의 총 ESS 손실값에 기초하여 복수의 ESS 간의 복수의 출력비를 생성하고, 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량(SoC; State Of Charge)에 기초하여 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택하고자 한다. 또한, 본 발명은 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비에 기초하여 복수의 ESS를 제어하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 복수의 ESS(Energe Storage System)를 포함하는 멀티 ESS를 제어하는 장치는 상기 멀티 ESS의 총 ESS 손실값에 기초하여 상기 복수의 ESS 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성하는 출력비 리스트 생성부; 상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량(SoC; State Of Charge)에 기초하여 상기 복수의 출력비 중 하나를 선택하는 출력비 선택부; 및 상기 선택된 출력비에 기초하여 상기 멀티 ESS를 제어하는 ESS 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 측면에 따른 복수의 ESS를 포함하는 멀티 ESS를 제어하는 장치는 상기 멀티 ESS의 총 ESS 손실값 및 상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량(SoC; State Of Charge)에 기초하여 상기 복수의 ESS 간의 출력비를 결정하는 제 1 밸런싱부; 및 상기 선택된 출력비에 기초하여 상기 멀티 ESS를 제어하는 ESS 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 따른 복수의 ESS(Energe Storage System)를 포함하는 멀티 ESS를 제어하는 방법은 상기 멀티 ESS의 총 ESS 손실값에 기초하여 상기 복수의 ESS 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성하는 단계; 상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량(SoC; State Of Charge)에 기초하여 상기 복수의 출력비 중 하나를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 출력비에 기초하여 상기 멀티 ESS를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명은 복수의 ESS(Energe Storage System)의 총 ESS 손실값에 기초하여 복수의 ESS 간의 복수의 출력비를 생성하고, 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량(SoC; State Of Charge)에 기초하여 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있다. 또한, 본 발명은 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비에 기초하여 복수의 ESS를 제어할 수 있다. 이를 통해 본 발명은 멀티 ESS에서 발생하는 손실을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 멀티 ESS(Energe Storage System) 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 멀티 ESS 제어 장치의 블록도이다.
도 3a 내지 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른, 멀티 ESS를 제어하는 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 멀티 ESS를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 멀티 ESS(Energe Storage System) 제어 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 멀티 ESS 제어 시스템은 멀티 ESS 제어 장치(100) 및 복수의 ESS(120, 122, 124)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 1의 멀티 ESS 제어 시스템은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 1을 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니며, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 도 1과 다르게 구성될 수도 있다.
일반적으로, 도 1의 멀티 ESS 제어 시스템의 각 구성요소들은 네트워크를 통해 연결된다. 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크(network)의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
복수의 ESS(120, 122, 124)로 충전하거나 복수의 ESS(120, 122, 124)에서 충전된 전력을 전력 계통(미도시)으로 방전할 때, 멀티 ESS 제어 장치(100)에 의해 각 ESS(120, 122, 124)의 충방전이 제어될 수 있다.
구체적으로, 멀티 ESS 제어 장치(100)는 멀티 ESS(120, 122, 124)의 총 ESS 손실값에 기초하여 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성할 수 있다. 여기서, 복수의 출력비는 라그랑지 함수를 통해 산출될 수 있다.
멀티 ESS 제어 장치(100)는 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량(SoC; State Of Charge)에 기초하여 복수의 출력비 중 하나를 선택할 수 있다.
멀티 ESS 제어 장치(100)는 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있고, 전력계통(미도시)으로 방전되는 총 방전량에 대하여 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있다.
멀티 ESS 제어 장치(100)는 선택된 출력비에 기초하여 멀티 ESS(120, 122, 124)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 멀티 ESS(120, 122, 124)에서 발생하는 손실을 최소화할 수 있다.
이하에서는 도 1의 멀티 ESS 제어 시스템의 각 구성요소의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 멀티 ESS 제어 장치(100)의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 멀티 ESS 제어 장치(100)는 출력비 리스트 생성부(200), 출력비 선택부(210), ESS 제어부(220), 제 1 밸런싱부(230) 및 제 2 밸런싱부(240)를 포함할 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 멀티 ESS 제어 장치(100)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 2에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능하다.
제 1 밸런싱부(230)는 랑그랑지 함수를 이용하여 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 복수의 출력비를 결정할 수 있다. 여기서, 랑그랑지 함수는 복수의 ESS(120, 122, 124)의 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 도출하는데 이용된다.
제 1 밸런싱부(230)는 복수의 ESS(120, 122, 124)에 대한 ESS 손실 함수를 랑그랑지 함수에 대입함으로써 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 복수의 출력비를 결정할 수 있다. 여기서, 랑그랑지 함수는 [수학식 1]과 같고, ESS 손실 함수는 [수학식 2]와 같다.
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
는 복수의 ESS(120, 122, 124)에 대한 ESS 손실 함수를 의미한다.
Figure pat00003
이 때, ESS의 사양이 동일한 경우, 각 ESS의 용량이 같으므로 각각의 ESS에 대한 손실 함수도 같게 되고, ESS의 사양이 다른 경우에는 ESS의 용량이 다르기 때문에 손실 함수 또한 달라지게 된다.
제 1 밸런싱부(230)는 제 1 ESS(120)에 대한 제 1 ESS 손실 함수를 랑그랑지 함수에 대입하여 최소가 되는 ESS 손실값(
Figure pat00004
)을 계산하고, 제 2 ESS(122)에 대한 제 2 ESS 손실 함수를 랑그랑지 함수에 대입하여 최소가 되는 ESS 손실값(
Figure pat00005
)을 계산하고, 제 3 ESS(124)에 대한 제 3 ESS 손실 함수를 랑그랑지 함수에 대입하여 최소가 되는 ESS 손실값(
Figure pat00006
)을 계산할 수 있다.
이 후, 제 1 밸런싱부(230)는 계산된 각 ESS(120, 122, 124)에 대한 ESS 손실값(
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
)을 이용하여 복수의 ESS(120, 122, 124)의 총 ESS 손실값이 최소가 되는 복수의 출력비를 결정할 수 있다.
예를 들면, 도 3a를 참조하면, 제 1 밸런싱부(230)는 랑그랑지 함수를 통해 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 복수의 출력비 및 각 출력비에 대한 총 ESS 손실값을 산출할 수 있다.
제 1 밸런싱부(230)는 랑그랑지 함수를 이용하여 관리자에 의해 설정된 ESS 제약 조건을 만족하는 복수의 ESS(120, 122, 124)의 총 ESS 손실값이 최소가 되는 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 복수의 출력비를 결정할 수 있다. 여기서, ESS 제약 조건은 ESS 가용 출력(Power limit)량, ESS 사용 설정 유무, ESS 통신 상태를 포함할 수 있다.
제 1 밸런싱부(230)는 복수의 ESS(120, 122, 124)의 총 ESS 손실값 및 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량(SoC; State Of Charge)에 기초하여 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 출력비를 결정할 수 있다.
출력비 리스트 생성부(200)는 라그랑지 함수를 통해 도출된 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성할 수 있다.
출력비 리스트 생성부(200)는 멀티 ESS의 총 ESS 손실값에 기초하여 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 복수의 출력비 및 각 출력비에 대한 총 ESS 손실값을 포함하는 출력비 리스트를 생성할 수 있다.
출력비 선택부(210)는 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각에 대한 가용 출력이 서로 동일한 경우, 복수의 출력비 중 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있다. 예를 들어, 출력비 선택부(210)는 총 충전량에 대하여 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있고, 전력계통으로 방전되는 총 방전량에 대하여 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있다. 이 때, 총 충/방전량이 상이하면, 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비 또한 달라지게 된다.
ESS 제어부(220)는 선택된 출력비에 기초하여 멀티 ESS(120, 122, 124)를 제어할 수 있다.
예를 들면, 도 3b를 참조하면, 각 ESS(120, 122, 124)의 가용 출력량이 1,000kW로 동일하고, 각 ESS(120, 122, 124)에 대한 ESS 제약 조건이 모두 동일하다고 가정한다.
도면부호 300을 살펴보면, 3,000kW를 전력 계통으로 방전한다고 계획할 때, 출력비 선택부(210)는 복수의 출력비 중 제 1 출력비(1:1:1)를 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비로서 선택할 수 있다. ESS 제어부(220)는 제 1 출력비에 기초하여 제 1 ESS(120), 제 2 ESS(122) 및 제 3 ESS(124) 각각에서 1,000Kw을 방전하도록 각 ESS(120, 122, 124)를 제어할 수 있다.
도면부호 302를 살펴보면, 2,000kW를 전력 계통으로 방전한다고 계획할 때, 출력비 선택부(210)는 복수의 출력비 중 제 2 출력비(0:1:1)를 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비로서 선택할 수 있다. ESS 제어부(220)는 제 2 출력비에 기초하여 제 2 ESS(122) 및 제 3 ESS(124) 각각에서 1,000Kw을 방전하도록 제 2 ESS(122) 및 제 3 ESS(124)에게 방전 명령을 전송하고, 제 1 ESS(120)에 대하여는 방전하지 않도록 제어할 수 있다.
도면부호 304를 살펴보면, 1,000kW를 전력 계통으로 방전한다고 계획할 때, 출력비 선택부(210)는 복수의 출력비 중 제 3 출력비(0:0:1)를 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비로서 선택할 수 있다. ESS 제어부(220)는 제 3 출력비에 기초하여 제 3 ESS(124)에서만 1,000Kw을 방전하도록 제 3 ESS(124)에게 방전 명령을 전송하고, 제 1 ESS(120) 및 제 2 ESS(122)에 대하여는 방전하지 않도록 제어할 수 있다.
이 때, 선택된 출력비만으로 멀티 ESS(120, 122, 124)를 제어하게 되면 각 ESS의 에너지 잔여량 간에 편차가 발생할 수 있으므로 ESS 제어부(220)는 선택된 출력비를 유지하면서 기설정된 주기마다 복수의 ESS(120, 122, 124)를 교차 운전할 수 있다.
예를 들면, 선택된 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 출력비가 1:1:0인 경우, 제 1 ESS(120) 및 제 2 ESS(122)만을 통해 전력 계통으로 방전되므로 제 1 ESS(120) 및 제 2 ESS(122)와, 제 3 ESS(124) 간에 에너지 잔여량이 차이가 나게 된다. 이 때, ESS 제어부(220)는 기설정된 주기마다 출력비를 1:0:1 또는 0:1:1으로 변경하여 복수의 ESS(120, 122, 124)를 교차 운전하게 함으로써 복수의 ESS(120, 122, 124)의 에너지 잔여량 간의 편차를 줄일 수 있다.
한편, 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각에 대한 가용 출력이 서로 동일하고, 복수의 ESS(120, 122, 124) 중 일부의 ESS에 대하여 ESS 제약 조건이 설정된 경우, 출력비 선택부(210)는 ESS 제약 조건에 기초하여 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있다.
예를 들면, 도 3c의 도면 부호 306 및 308을 살펴보면, 각 ESS(120, 122, 124)의 가용 출력량이 1,000kW로 동일하다고 가정하고, 제 2 ESS(122)에 대하여 ESS 제약 조건(ESS 사용 설정= N 또는 ESS 통신 상태=N)이 설정되어 있는 경우에는 제 2 ESS(122)을 가동시킬 수 없으므로 제 1 ESS(120)와 제 3 ESS(124)을 통해 최대 방전할 수 있는 방전량은 2000kW로 제한된다. 이 때, 출력비 선택부(210)는 복수의 출력비 중 제 2 ESS(122)에 대한 ESS 제약 조건을 만족하면서 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있다.
도 3c의 도면 부호 310을 살펴보면, 제 1 ESS(120) 및 제 3 ESS(124)의 가용 출력량이 1,000kW로 동일하고, 제 2 ESS(122)에 대하여 ESS 제약 조건 중 ESS 가용 출력량이 500Kw인 경우, 복수의 ESS(120, 122, 124)를 통해 최대 방전할 수 있는 방전량은 2,500kW로 제한된다. 이 경우에도 출력비 선택부(210)는 복수의 출력비 중 제 2 ESS(122)에 설정된 ESS 가용 출력량을 만족하면서 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있다.
제 2 밸런싱부(240)는 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 출력비의 잦은 변경을 방지하기 위해 에너지 잔여량의 제한 대역을 설정할 수 있다.
제 2 밸런싱부(240)는 설정된 에너지 잔여량의 제한 대역 내에서 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량의 편차를 감소시키도록 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 출력을 조절할 수 있다. 구체적으로, 제 2 밸런싱부(240)는 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량의 편차가 감소되도록 출력비 선택부(210)에 의해 선택된 출력비를 유지하면서 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 출력을 증감할 수 있다.
한편, 출력비 선택부(210)는 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각에 대한 가용 출력이 서로 상이한 경우, 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량에 기초하여 복수의 출력비 중 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있다.
출력비 선택부(210)는 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량의 편차가 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있다.
출력비 선택부(210)는 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량의 편차가 기설정된 값 이상일 경우, 출력비를 변경할 수 있다.
ESS 제어부(220)는 선택된 또는 변경된 출력비에 기초하여 멀티 ESS(120, 122, 124)를 제어할 수 있다.
ESS 제어부(220)는 제 2 밸런싱부(240)에 의해 증감된 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 출력량에 기초하여 선택된 출력비를 유지하면서 멀티 ESS(120, 122, 124)를 제어할 수 있다.
예를 들면, 도 3d 및 3e를 참조하면, 출력비 선택부(210)는 단위 시간(t0 -> t1 -> t2 -> ... -> t15)마다 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량에 기초하여 에너지 잔여량의 편차가 최소가 되도록 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 출력비를 변경할 수 있다.
이 때, 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 출력비는 각 단위 시간마다 모니터링된 각 ESS(120, 122, 124)의 에너지 잔여량에 기초하여 변경되거나 유지될 수 있다.
예를 들면, 출력비 선택부(210)는 제 1 단위 시간(t0)에서 선택된 출력비에 따른 제 1 ESS(120)의 제 1 SoC(314)와 제 2 ESS(122)의 제 2 SoC(316) 및 제 3 ESS(124)의 제 3 SoC(318)를 비교하여 제 2 단위 시간(t1)에서 각 제 1 SoC(314), 제 2 SoC(316) 및 제 3 SoC(318) 간 편차가 최소가 되도록 하는 제 2 단위 시간(t1)의 출력비를 선택하고, ESS 제어부(220)는 선택된 제 2 단위 시간(t1)의 출력비에 기초하여 제 2 단위 시간(t1) 동안 제 1 ESS(120), 제 2 ESS(122) 및 제 3 ESS(124)의 출력을 제어할 수 있다.
한편, 당업자라면, 출력비 리스트 생성부(200), 출력비 선택부(210), ESS 제어부(220), 제 1 밸런싱부(230) 및 제 2 밸런싱부(240) 각각이 분리되어 구현되거나, 이 중 하나 이상이 통합되어 구현될 수 있음을 충분히 이해할 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 멀티 ESS를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4에 도시된 실시예에 따른 멀티 ESS 제어 방법은 도 1 내지 도 3e에 도시된 실시예에 따른 멀티 ESS 제어 장치(100), 복수의 ESS(120, 122, 124)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 3e 의 멀티 ESS 제어 장치(100), 복수의 ESS(120, 122, 124)에 관하여 기술된 내용은 도 4에 도시된 실시예에 따른 멀티 ESS 제어 방법에도 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 단계 S401에서 멀티 ESS 제어 장치(100)는 멀티 ESS(120, 122, 124)의 총 ESS 손실값에 기초하여 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성할 수 있다.
단계 S403에서 멀티 ESS 제어 장치(100)는 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량에 기초하여 복수의 출력비 중 하나를 선택할 수 있다.
단계 S405에서 멀티 ESS 제어 장치(100)는 선택된 출력비에 기초하여 멀티 ESS(120, 122, 124)를 제어할 수 있다.
도 4에는 도시되지 않았으나, 단계 S401에서 멀티 ESS 제어 장치(100)는 라그랑지 함수를 이용하여 복수의 ESS(120, 122, 124) 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성할 수 있다.
도 4에는 도시되지 않았으나, 단계 S403에서 멀티 ESS 제어 장치(100)는 복수의 출력비 중 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있다.
도 4에는 도시되지 않았으나, 단계 S403에서 멀티 ESS 제어 장치(100)는 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량의 편차가 최소가 되는 출력비를 선택할 수 있다.
도 4에는 도시되지 않았으나, 단계 S405에서 멀티 ESS 제어 장치(100)는 선택된 출력비를 유지하면서 기설정된 주기마다 복수의 ESS(120, 122, 124)를 교차 운전할 수 있다.
도 4에는 도시되지 않았으나, 단계 S405에서 멀티 ESS 제어 장치(100)는 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량의 편차가 기설정된 값 이상일 경우, 출력비를 변경할 수 있다.
도 4에는 도시되지 않았으나, 단계 S405에서 멀티 ESS 제어 장치(100)는 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 에너지 잔여량의 편차가 감소되도록 선택된 출력비를 유지하면서 복수의 ESS(120, 122, 124) 각각의 출력을 증감할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S401 내지 S405는 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 멀티 ESS 제어 장치
120: 제 1 ESS
122: 제 1 ESS
124: 제 1 ESS
200: 출력비 리스트 생성부
210: 출력비 선택부
220: ESS 제어부
230: 제 1 밸런싱부
240: 제 2 밸런싱부

Claims (20)

  1. 복수의 ESS(Energe Storage System)를 포함하는 멀티 ESS를 제어하는 장치에 있어서,
    상기 멀티 ESS의 총 ESS 손실값에 기초하여 상기 복수의 ESS 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성하는 출력비 리스트 생성부;
    상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량(SoC; State Of Charge)에 기초하여 상기 복수의 출력비 중 하나를 선택하는 출력비 선택부; 및
    상기 선택된 출력비에 기초하여 상기 멀티 ESS를 제어하는 ESS 제어부
    를 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력비 리스트 생성부는 라그랑지 함수를 이용하여 상기 복수의 ESS 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성하는 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력비 리스트는 상기 복수의 ESS 간의 각 출력비 및 상기 각 출력비에 대한 상기 총 ESS 손실값을 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력비 선택부는 상기 복수의 출력비 중 상기 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택하는 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력비 선택부는 상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량의 편차가 최소가 되는 출력비를 선택하는 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 ESS 제어부는 상기 선택된 출력비를 유지하면서 기설정된 주기마다 상기 복수의 ESS를 교차 운전하는 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 ESS 각각은 가용 출력이 서로 동일한 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 출력비 선택부는 상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량의 편차가 기설정된 값 이상일 경우, 상기 출력비를 변경하는 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 ESS 각각은 가용 출력이 서로 상이한 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 ESS 제어부는 상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량의 편차가 감소되도록 상기 복수의 ESS 각각의 출력을 증감하는 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  11. 복수의 ESS(Energe Storage System)를 포함하는 멀티 ESS를 제어하는 장치에 있어서,
    상기 멀티 ESS의 총 ESS 손실값 및 상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량(SoC; State Of Charge)에 기초하여 상기 복수의 ESS 간의 출력비를 결정하는 제 1 밸런싱부; 및
    상기 선택된 출력비에 기초하여 상기 멀티 ESS를 제어하는 ESS 제어부
    를 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량의 편차가 감소되도록 상기 선택된 출력비를 유지하면서 상기 복수의 ESS 각각의 출력을 증감하는 제 2 밸런싱부
    를 더 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 총 ESS 손실값에 기초하여 상기 복수의 ESS 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성하는 출력비 리스트 생성부
    를 더 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 장치.
  14. 복수의 ESS(Energe Storage System)를 포함하는 멀티 ESS를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 멀티 ESS의 총 ESS 손실값에 기초하여 상기 복수의 ESS 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성하는 단계;
    상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량(SoC; State Of Charge)에 기초하여 상기 복수의 출력비 중 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 출력비에 기초하여 상기 멀티 ESS를 제어하는 단계
    를 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 출력비 리스트를 생성하는 단계는
    라그랑지 함수를 이용하여 상기 복수의 ESS 간의 복수의 출력비를 포함하는 출력비 리스트를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 출력비 중 하나를 선택하는 단계는
    상기 복수의 출력비 중 상기 총 ESS 손실값이 최소가 되는 출력비를 선택하는 단계를 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 출력비 중 하나를 선택하는 단계는
    상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량의 편차가 최소가 되는 출력비를 선택하는 단계를 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 멀티 ESS를 제어하는 단계는
    상기 선택된 출력비를 유지하면서 기설정된 주기마다 상기 복수의 ESS를 교차 운전하는 단계를 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 멀티 ESS를 제어하는 단계는
    상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량의 편차가 기설정된 값 이상일 경우, 상기 출력비를 변경하는 단계를 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 멀티 ESS를 제어하는 단계는
    상기 복수의 ESS 각각의 에너지 잔여량의 편차가 감소되도록 상기 선택된 출력비를 유지하면서 상기 복수의 ESS 각각의 출력을 증감하는 단계를 포함하는 것인, 멀티 ESS 제어 방법.
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