KR20200002224A - System and method for controlling hybrid energy storage apparatus - Google Patents

System and method for controlling hybrid energy storage apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20200002224A
KR20200002224A KR1020180075487A KR20180075487A KR20200002224A KR 20200002224 A KR20200002224 A KR 20200002224A KR 1020180075487 A KR1020180075487 A KR 1020180075487A KR 20180075487 A KR20180075487 A KR 20180075487A KR 20200002224 A KR20200002224 A KR 20200002224A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
energy storage
storage device
output
signal
value
Prior art date
Application number
KR1020180075487A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
유광명
우주희
최인규
Original Assignee
한국전력공사
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 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020180075487A priority Critical patent/KR20200002224A/en
Publication of KR20200002224A publication Critical patent/KR20200002224A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

The present invention relates to a complex energy storage device controlling system. According to an embodiment of the present invention, the complex energy storage device controlling system comprises: a first energy storage device; a second energy storage device having different characteristics from the first energy storage device; and a control unit receiving an overall set value of power to be charged or discharged to control output distribution of at least one of the first energy storage device and the second energy storage device. The first energy storage device has lower lifetime degradation than the second energy storage device, and the second energy storage device is more efficient than the first energy storage device energy.

Description

복합 에너지 저장장치 제어 시스템{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING HYBRID ENERGY STORAGE APPARATUS}SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING HYBRID ENERGY STORAGE APPARATUS}

본 발명은 복합 에너지 저장장치 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a complex energy storage device control system.

배터리 기반 에너지 저장장치(BESS, battery energy storage system)는 기술 성숙도와 우수한 성능을 인정받아 전력계통의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히, 리튬이온 배터리 기반의 ESS는 에너지 밀도가 높고 충방전 효율이 우수하여 전력 계통 전반에 확대 적용되고 있다.Battery-based energy storage systems (BESS) are being used in various fields of power systems for their technological maturity and excellent performance. In particular, lithium-ion battery-based ESS has been widely applied to the entire power system because of its high energy density and excellent charge / discharge efficiency.

이외에도 다양한 에너지 저장 기술이 연구, 개발되고 있다. 대표적인 저장 기술로는 압축 공기 저장 시스템(CAES, compressed air energy storage), 플라이휠(flywheel), 나트륨황(NaS) 배터리, 레독스 흐름전지(RFB, redox flow battery) 등이 있다. In addition, various energy storage technologies are being researched and developed. Typical storage technologies include compressed air energy storage (CAES), flywheel, sodium sulfur (NaS) battery, and redox flow battery (RFB).

리튬 이온 전지의 대표적인 단점은 수명과 에너지 용량의 한계이다. 일반적으로 리튬 이온 전지는 3000-4000 사이클 동작을 하면 수명을 다하게 된다. 그리고 에너지 용량 확장에 부적합해서 단주기용(15분-1시간 미만)으로 주로 사용되고 있다. 특히 리튬 이온 배터리를 전력계통 주파수 조정용으로 사용할 경우, 상정 사고에 대비하여 십수분(예를 들어, 15분) 정도를 지원하는 예비력으로 제한 사용되고 있다. 배터리 수명은 10년-15년 정도로 고려하고 사업을 운영하고 있다. 이와 같은 리튬 이온 전지의 기술적 한계를 극복하기 위해 두 개 이상의 배터리 기술을 융합하는 방법이 제안되고 있으나, 각 배터리 시스템을 효과적으로 운영, 제어하는 기술은 미흡한 상황이다.Representative disadvantages of lithium ion batteries are their lifetime and energy capacity limitations. In general, lithium-ion batteries will reach end of life after 3000-4000 cycles of operation. It is not suitable for energy capacity expansion and is mainly used for short cycles (less than 15 minutes-1 hour). In particular, when a lithium ion battery is used for power system frequency adjustment, it is limited to a reserve power that supports about ten minutes (eg, 15 minutes) in preparation for an assumed accident. The battery life is about 10 to 15 years. In order to overcome the technical limitations of the lithium ion battery, a method of fusing two or more battery technologies has been proposed, but the technology for effectively operating and controlling each battery system is insufficient.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-described background art is technical information possessed by the inventors for the derivation of the present invention or acquired in the derivation process of the present invention, and is not necessarily known technology disclosed to the general public before the application of the present invention.

일본 공개특허공보 제2001-00268814호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-00268814

전술한 문제점 및/또는 한계를 해결하기 위해 안출된 것으로, 두 개 이상의 에너지 저장장치를 접목한 복합 에너지 저장장치의 장점 및 단점을 상호 보완하여 충방전 크기 또는 운전지점에 따라 에너지 저장장치 각각의 출력을 효과적으로 조절, 분배하여 복합 에너지 저장장치 제어 시스템의 수명을 연장하고 효율을 개선하는데 일 목적이 있다.In order to solve the above problems and / or limitations, the output of each energy storage device according to the charge and discharge size or operation point by complementing the advantages and disadvantages of the combined energy storage device combining two or more energy storage devices. The purpose of the present invention is to effectively control and distribute the control system, thereby extending the life of the complex energy storage control system and improving the efficiency thereof.

본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 에너지 저장장치 제어 시스템은, 제1 에너지 저장장치; 상기 제1 에너지 저장장치와 특징이 상이한 제2 에너지 저장장치; 충전 또는 방전해야 할 전력의 전체 설정값을 수신하여 상기 제1 에너지 저장장치 및 상기 제2 에너지 저장장치 중 하나 이상의 출력 분배를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제1 에너지 저장장치는 상기 제2 에너지 저장장치 보다 수명 저하가 더 적고, 상기 제2 에너지 저장장치는 상기 제1 에너지 저장장치 에너지 보다 효율이 더 우수할 수 있다.In one embodiment, a combined energy storage device control system includes a first energy storage device; A second energy storage device different from the first energy storage device; And a controller configured to control the output distribution of one or more of the first energy storage device and the second energy storage device by receiving a total set value of electric power to be charged or discharged, wherein the first energy storage device includes the second energy storage device. The lifetime deterioration is less than that of the energy storage device, and the second energy storage device may be more efficient than the energy of the first energy storage device.

상기 제어부는, 상기 전력의 전체 설정값이 상기 제1 에너지 저장장치의 최소 동작 출력값 이하이면, 상기 제1 에너지 저장장치의 동작을 중지시키고, 상기 제2 에너지 저장장치를 동작시켜 출력을 발생하도록 제어할 수 있다.The controller may be configured to stop the operation of the first energy storage device and to operate the second energy storage device to generate an output when the total set value of the power is less than or equal to the minimum operating output value of the first energy storage device. can do.

상기 제어부는, 상기 전력의 전체 설정값이 상기 제1 에너지 저장장치의 최소 동작 출력값을 초과하고, 상기 전력의 전체 설정값이 상기 제1 에너지 저장장치가 발생할 수 있는 최대 출력을 초과하는 경우, 상기 제1 에너지 저장장치를 동작시켜 최대 출력값을 발생하도록 제어하고, 나머지 상기 전력의 전체 설정값은 상기 제2 에너지 저장장치를 동작시켜 출력을 발생하도록 제어할 수 있다.The control unit may be further configured to, when the total set value of the power exceeds the minimum operating output value of the first energy storage device, and the total set value of the power exceeds the maximum output that the first energy storage device can generate. The first energy storage device may be operated to generate a maximum output value, and the entire set value of the remaining power may be controlled to generate an output by operating the second energy storage device.

상기 제어부는, 상기 전력의 전체 설정값이 상기 제1 에너지 저장장치의 최소 동작 출력값을 초과하고, 상기 전력의 전체 설정값이 상기 제1 에너지 저장장치가 발생할 수 있는 최대 출력 이하인 경우, 상기 제2 에너지 저장장치의 동작을 중지시키고, 상기 제1 에너지 저장장치를 동작시켜 출력을 발생하도록 제어할 수 있다.The controller may be configured such that when the total set value of the power exceeds a minimum operating output value of the first energy storage device and the total set value of the power is equal to or less than a maximum output that the first energy storage device can generate, The operation of the energy storage device may be stopped and the first energy storage device may be operated to generate an output.

상기 제어부는, 제1 신호 및 제2 신호를 차분 연산하는 제1 연산부; 상기 제1 연산부의 연산결과를 저역 통과 필터링하는 저역통과 필터; 제3 신호에 의해 제1 단자 또는 제2 단자가 선택되어 상기 저역통과 필터의 저역통과 필터링 신호 또는 상기 제1 신호를 출력하는 제1 신호 전환부; 상기 제2 신호와 상기 제1 연산부 출력 신호의 합에 상기 저역통과 필터의 저역통과 필터링 신호를 차분 연산하는 제2 연산부; 및 상기 제3 신호에 의해 제1 단자 또는 제2 단자가 선택되어 상기 제2 연산부의 출력 신호 또는 상기 설정된 신호를 출력하는 제2 신호 전환부;를 포함할 수 있다.The controller may include a first calculator configured to differentially calculate a first signal and a second signal; A low pass filter for low pass filtering the operation result of the first calculator; A first signal switch configured to select a first terminal or a second terminal by a third signal to output a low pass filtering signal of the low pass filter or the first signal; A second calculator for differentially calculating the lowpass filtering signal of the lowpass filter to the sum of the second signal and the first calculator output signal; And a second signal switching unit configured to select a first terminal or a second terminal by the third signal to output an output signal of the second calculator or the set signal.

상기 제1 신호는 상기 전력의 전체 설정 값을 포함하고, 상기 제2 신호는 상기 제1 에너지 저장장치의 출력 초기 설정 값을 포함하고, 상기 제3 신호는 상기 제1 에너지 저장장치의 적용 여부 값을 나타내는 값을 포함할 수 있다.The first signal includes an overall set value of the power, the second signal includes an output initial setting value of the first energy storage device, and the third signal is a value of whether the first energy storage device is applied or not. It may include a value indicating.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

실시 예들에 따르면, 에너지 저장장치 각각의 단점을 상호 보완하여 복합 에너지 저장장치 제어 시스템의 전체 수명을 연장하고 효율을 개선할 수 있다.According to embodiments, the shortcomings of the respective energy storage devices may be compensated for to extend the overall life of the complex energy storage control system and to improve efficiency.

또한, 복합 에너지 저장장치 제어 시스템의 에너지 용량을 확대할 수 있고 계통 기여도를 향상시킬 수 있다.In addition, the energy capacity of the complex energy storage control system can be extended and the system contribution can be improved.

또한, 복합 에너지 저장장치 제어 시스템의 구축 비용을 절감할 수 있다.In addition, the construction cost of the complex energy storage device control system can be reduced.

또한 대용량화 등 기술적인 한계로 인해 제하적으로 적용되었던 사업분야를 확대할 수 있다.In addition, due to technical limitations such as large capacity, it is possible to expand the business areas that have been applied under control.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 에너지 저장장치 제어 시스템을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 시스템 중 일 실시 예에 따른 로컬 제어기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 도 1의 시스템 중 다른 실시 예에 따른 로컬 제어기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도 이다.
도 4는 도 1의 시스템 중 다른 실시 예에 따른 로컬 제어기의 상세 블록도이다.
1 is a view illustrating schematically a complex energy storage device control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for describing a method of operating a local controller according to an exemplary embodiment of the system of FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a method of operating a local controller according to another exemplary embodiment of the system of FIG. 1.
4 is a detailed block diagram of a local controller according to another embodiment of the system of FIG. 1.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments set forth below, but may be embodied in many different forms and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. . The embodiments set forth below are provided to make the disclosure of the present invention complete, and to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components will be given the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. Let's do it.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 에너지 저장장치 제어 시스템을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 복합 에너지 저장장치 제어 시스템(1)은 제1 에너지 저장장치(110), 제2 에너지 저장장치(120), 제1 DC/DC 컨버터(130), 제2 DC/DC 컨버터(140), DC/AC 인버터(150), 마스터 제어기(160) 및 로컬 제어기(170)를 포함할 수 있다.1 is a view illustrating schematically a complex energy storage device control system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the combined energy storage device control system 1 includes a first energy storage device 110, a second energy storage device 120, a first DC / DC converter 130, and a second DC / DC converter. 140, DC / AC inverter 150, master controller 160, and local controller 170.

복합 에너지 저장장치 제어 시스템(1)에서 제1 에너지 저장장치(110) 및 제2 에너지 저장장치(120) 각각의 고유한 장점과 단점을 보유하고 있다. 본 실시 예에서 제1 에너지 저장장치(110)는 레독스 흐름전지를 포함할 수 있고, 제2 에너지 저장장치(120)는 리튬이온 전지를 포함할 수 있다. 복합 에너지 저장장치 제어 시스템(1)은 제1 에너지 저장장치(110) 및 제2 에너지 저장장치(120)에 대한 융합 제어 기술을 사용하여 성능을 향상시킬 수 있다. 제1 에너지 저장장치(110) 및 제2 에너지 저장장치(120)의 특징은 하기 표 1과 같다.In the combined energy storage device control system 1, each of the first energy storage device 110 and the second energy storage device 120 has its own advantages and disadvantages. In the present embodiment, the first energy storage device 110 may include a redox flow battery, and the second energy storage device 120 may include a lithium ion battery. The complex energy storage control system 1 may improve performance using fusion control techniques for the first energy storage 110 and the second energy storage 120. The characteristics of the first energy storage device 110 and the second energy storage device 120 are shown in Table 1 below.

적용기술Applied Technology 특징Characteristic 제1 에너지 저장장치(110)
(레독스 흐름전지)
First energy storage device 110
(Redox flow battery)
- 低 에너지 밀도, 低 부하에서 低 에너지 효율
-수명우수: 20,000 사이클
-대용량화 용이
-저비용
밀도 energy density, 低 energy efficiency at load
Excellent service life: 20,000 cycles
Easy to mass storage
Low cost
제2 에너지 저장장치(120)
(리튬이온 전지)
Second energy storage device 120
(Lithium ion battery)
-高 에너지 밀도, 高 에너지 효율
-수명한계: 3,000∼4,000 사이클
-저장용량 한계: ∼4MW
-고비용
High energy density, high energy efficiency
Life limit: 3,000 to 4,000 cycles
Storage limit: up to 4MW
High cost

현재 전력계통에서 사용되는 에너지 저장장치는 제2 에너지 저장장치(120) 단독으로 구축되고 있다. 제2 에너지 저장장치(120)의 단점으로 지적되고 있는 고비용, 짧은 수명주기, 대용량화 한계를 극복하기 위해서 제1 에너지 저장장치(110)와 함께 운영할 수 있다. 제1 에너지 저장장치(110) 및 제2 에너지 저장장치(120)의 장점을 극대화 하고, 단점을 상호 보완하기 위해서는 충방전 크기 또는 운전지점에 따라 각각의 에너지 저장장치 출력을 효과적으로 조절, 분배하는 제어 시스템 구축이 필요하다. 이에 본 실시 예에서는 충방전 요구값의 크기에 따라 성능향상을 도모할 수 있는 복합 에너지 저장장치 제어 시스템(1)을 제공할 수 있다. 고 출력 상태에서는 수명저하가 작은 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 비중을 높이고, 저 출력 상태에서는 효율이 우수한 제2 에너지 저장장치(120)의 출력 비중을 높이도록 출력비를 조절할 수 있다. 각 운전 지점에서 에너지 저장장치의 특성을 고려하여 출력 비중을 분배함으로써 전체적으로 복합 에너지 저장장치 제어 시스템(1)의 성능을 극대화 할 수 있다.Currently, the energy storage device used in the power system is constructed by the second energy storage device 120 alone. In order to overcome the high cost, short life cycle, and capacity limitation, which are pointed out as the disadvantages of the second energy storage device 120, it may be operated together with the first energy storage device 110. In order to maximize the advantages of the first energy storage device 110 and the second energy storage device 120, and to compensate for the shortcomings, the control to effectively adjust and distribute the output of each energy storage device according to the charge and discharge size or operation point. The system needs to be built. Accordingly, in the present embodiment, it is possible to provide the complex energy storage device control system 1 capable of improving performance according to the magnitude of the charge / discharge required value. In the high output state, the output ratio of the first energy storage device 110 having a short lifespan may be increased, and in the low output state, the output ratio may be adjusted to increase the output specific gravity of the second energy storage device 120 having excellent efficiency. By distributing the output specific gravity in consideration of the characteristics of the energy storage device at each operating point, it is possible to maximize the performance of the combined energy storage control system 1 as a whole.

제1 에너지 저장장치(110) 및 제1 DC/DC 컨버터(130)는 로컬 제어기(170)로부터 출력 설정값 P_VRB_set(t)을 수신할 수 있다. 만약 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 설정값(P_VRB_set(t))이 방전 명령 값이면 제1 에너지 저장장치(110)에 충전된 전력을 제1 DC/DC 컨버터(130), DC/AC 인버터(150)를 통해 외부(예를 들어, 그리드)로 공급할 수 있다. 그러나 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 설정값(P_VRB_set(t))이 충전명령 값이면 외부의 전력을 DC/AC 인버터(150), 제1 DC/DC 컨버터(130)를 통해 제1 에너지 저장장치(110)로 충전할 수 있다.The first energy storage device 110 and the first DC / DC converter 130 may receive the output set value P_VRB_set (t) from the local controller 170. If the output set value P_VRB_set (t) of the first energy storage device 110 is a discharge command value, the power charged in the first energy storage device 110 is converted into the first DC / DC converter 130 and the DC / AC. The inverter 150 may be supplied to the outside (eg, a grid). However, when the output set value P_VRB_set (t) of the first energy storage device 110 is the charge command value, external power is supplied to the first energy through the DC / AC inverter 150 and the first DC / DC converter 130. The storage device 110 may be charged.

여기서, 제1 DC/DC 컨버터(130)는 전력 변환 장치로서, 입력과 출력의 방향이 변할 수 있는 양방향 컨버터 일 수 있다. 제1 DC/DC 컨버터(130)는 방전 명령에 의해 제1 에너지 저장장치(110)에 저장된 전력을 DC/AC 인버터(150)에서 요구하는 직류 전압으로 DC-DC 변환하여 출력할 수 있다. 제1 DC/DC 컨버터(130)는 충전 명령에 의해 DC/AC 인버터(150)에서 출력되는 전력의 전압을 제1 에너지 저장장치(110)를 충전할 수 있는 충전 전압으로 DC-DC 변환할 수 있다. 제1 DC/DC 컨버터(130)는 제1 에너지 저장장치(110)의 충전 또는 방전이 필요 없는 경우 동작을 중지시켜 전력 소비를 최소화할 수도 있다.Here, the first DC / DC converter 130 is a power converter, and may be a bidirectional converter in which the directions of the input and the output may be changed. The first DC / DC converter 130 may DC-DC convert the power stored in the first energy storage device 110 into a DC voltage required by the DC / AC inverter 150 by a discharge command and output the DC-DC converter. The first DC / DC converter 130 may convert the voltage of the power output from the DC / AC inverter 150 by the charging command into a charging voltage capable of charging the first energy storage device 110. have. The first DC / DC converter 130 may stop the operation when the first energy storage device 110 does not need to be charged or discharged to minimize power consumption.

또한, DC/AC 인버터(150)는 방전 명령에 의해 제1 에너지 저장장치(110)로부터 출력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 외부로 출력할 수 있다. 또한 DC/AC 인버터(150)는 충전 명령에 의해 외부로부터의 전력을 제1 에너지 저장장치(110)에 저장하기 위하여, 외부로부터 수신한 교류전압을 정류하고 직류 전압으로 변환하여 출력하는 정류회로(미도시)를 포함할 수 있다. DC/AC 인버터(150)는 입력과 출력의 방향이 변할 수 있는 양방향 인버터일 수 있다. In addition, the DC / AC inverter 150 may convert a DC voltage output from the first energy storage device 110 into an AC voltage by the discharge command and output the converted AC voltage. In addition, the DC / AC inverter 150 rectifies and converts an AC voltage received from the outside into a DC voltage in order to store power from the outside in the first energy storage device 110 by a charging command ( Not shown). The DC / AC inverter 150 may be a bidirectional inverter in which directions of input and output may be changed.

DC/AC 인버터(150)는 외부로 출력되는 교류 전압에서 고조파를 제거하기 위하여 필터(미도시)를 포함할 수 있다. 또한 DC/AC 인버터(150)는 무효 전력의 발생을 억제하기 위하여 DC/AC 인버터(150)로부터 출력되는 교류 전압의 위상과 외부의 교류 전압의 위상을 동기화시키기 위한 위상 동기 루프(PLL) 회로를 포함할 수 있다. 그 밖에 DC/AC 인버터(150)는 전압 변동 범위 제한, 역률 개선, 직류 성분 제거, 과도현상(transient phenomena) 보호 등과 같은 기능을 수행할 수 있다. DC/AC 인버터(150)는 사용되지 않을 때 전력 소비를 최소화하기 위하여 동작을 중지시킬 수도 있다.The DC / AC inverter 150 may include a filter (not shown) to remove harmonics from the AC voltage output to the outside. In addition, the DC / AC inverter 150 includes a phase locked loop (PLL) circuit for synchronizing the phase of the AC voltage output from the DC / AC inverter 150 and the phase of the external AC voltage to suppress generation of reactive power. It may include. In addition, the DC / AC inverter 150 may perform functions such as voltage fluctuation range limitation, power factor improvement, DC component removal, and transient phenomena protection. The DC / AC inverter 150 may stop operation to minimize power consumption when not in use.

제2 에너지 저장장치(120) 및 제2 DC/DC 컨버터(140)는 로컬 제어기(170)로부터 제2 에너지 저장장치(120)의 출력 설정값(P_LIB_set(t))을 수신할 수 있다. 만약 제2 에너지 저장장치(120)의 출력 설정값(P_LIB_set(t))이 방전 명령 값이면 제2 에너지 저장장치(120)에 충전된 전력을 제2 DC/DC 컨버터(140), DC/AC 인버터(150)를 통해 외부(예를 들어, 그리드)로 공급할 수 있다. 그러나 제2 에너지 저장장치(120)의 출력 설정값(P_LIB_set(t))이 충전명령 값이면 외부의 전력을 DC/AC 인버터(150), 제2 DC/DC 컨버터(140)를 통해 제2 에너지 저장장치(120)로 충전할 수 있다.The second energy storage device 120 and the second DC / DC converter 140 may receive the output set value P_LIB_set (t) of the second energy storage device 120 from the local controller 170. If the output set value P_LIB_set (t) of the second energy storage device 120 is the discharge command value, the power charged in the second energy storage device 120 is converted into the second DC / DC converter 140 and DC / AC. The inverter 150 may be supplied to the outside (eg, a grid). However, when the output set value P_LIB_set (t) of the second energy storage device 120 is the charge command value, the external power is supplied to the second energy through the DC / AC inverter 150 and the second DC / DC converter 140. The storage device 120 may be charged.

여기서, 제2 DC/DC 컨버터(140)는 전력 변환 장치로서, 입력과 출력의 방향이 변할 수 있는 양방향 컨버터 일 수 있다. 제2 DC/DC 컨버터(140)는 방전 명령에 의해 제2 에너지 저장장치(120)에 저장된 전력을 DC/AC 인버터(150)에서 요구하는 직류 전압으로 DC-DC 변환하여 출력할 수 있다. 제2 DC/DC 컨버터(140)는 충전 명령에 의해 DC/AC 인버터(150)에서 출력되는 전력의 전압을 제2 에너지 저장장치(120)를 충전할 수 있는 충전 전압으로 DC-DC 변환할 수 있다. 제2 DC/DC 컨버터(140)는 제2 에너지 저장장치(120)의 충전 또는 방전이 필요 없는 경우 동작을 중지시켜 전력 소비를 최소화할 수도 있다.Here, the second DC / DC converter 140 is a power converter, and may be a bidirectional converter in which the directions of the input and the output may be changed. The second DC / DC converter 140 may DC-DC convert the power stored in the second energy storage device 120 into a DC voltage required by the DC / AC inverter 150 by a discharge command and output the DC-DC converter. The second DC / DC converter 140 may convert the voltage of the power output from the DC / AC inverter 150 by the charging command into a charging voltage capable of charging the second energy storage device 120. have. The second DC / DC converter 140 may stop the operation when the second energy storage device 120 does not need to be charged or discharged to minimize power consumption.

또한, DC/AC 인버터(150)는 방전 명령에 의해 제2 에너지 저장장치(120)로부터 출력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 외부로 출력할 수 있다. 또한 DC/AC 인버터(150)는 충전 명령에 의해 외부로부터의 전력을 제2 에너지 저장장치(120)에 저장하기 위하여, 외부로부터 수신한 교류전압을 정류하고 직류 전압으로 변환하여 출력하는 정류회로(미도시)를 포함할 수 있다. DC/AC 인버터(150)는 입력과 출력의 방향이 변할 수 있는 양방향 인버터일 수 있다.In addition, the DC / AC inverter 150 may convert a DC voltage output from the second energy storage device 120 into an AC voltage by the discharge command and output the converted AC voltage. In addition, the DC / AC inverter 150 rectifies and converts an AC voltage received from the outside into a DC voltage in order to store power from the outside in the second energy storage device 120 by a charging command ( Not shown). The DC / AC inverter 150 may be a bidirectional inverter in which directions of input and output may be changed.

마스터 제어기(160)는 복합 에너지 저장장치 제어 시스템(1) 전체의 운전 모드, 상태, 외부 입출력 값에 따라 제1 에너지 저장장치(110) 및/또는 제2 에너지 저장장치(120)가 공급 및/또는 흡수해야 할 전력의 전체 설정값(P_set(t))을 매 샘플 시간(sampling time) 마다 계산할 수 있다. 그리고 계산한 전력의 전체 설정값(P_set(t))을 로컬 제어기(170)에 전달할 수 있다. 로컬 제어기(170)는 마스터 제어기(160)로부터 전력의 전체 설정값(P_set(t))을 수신하여 제1 에너지 저장장치(110) 및 제2 에너지 저장장치(120)의 출력 설정값을 분배할 수 있다. 로컬 제어기(170)에서 계산된 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 설정값은 P_VRB_set(t)를 포함할 수 있고, 제2 에너지 저장장치(120)의 출력 설정값은 P_LIB_set(t)를 포함할 수 있다. 두 출력 설정값의 합은 전력의 전체 설정값(P_set(t))과 동일(P_set(t)= P_VRB_set(t)+ P_LIB_set(t))할 수 있다.The master controller 160 is supplied and / or supplied by the first energy storage device 110 and / or the second energy storage device 120 according to the operation mode, state, and external input / output values of the entire complex energy storage device control system 1. Alternatively, the total set value P_set (t) of power to be absorbed may be calculated for each sampling time. The entire set value P_set (t) of the calculated power may be transmitted to the local controller 170. The local controller 170 receives the total set value P_set (t) of power from the master controller 160 to distribute the output set values of the first energy storage device 110 and the second energy storage device 120. Can be. The output setting value of the first energy storage device 110 calculated by the local controller 170 may include P_VRB_set (t), and the output setting value of the second energy storage device 120 may include P_LIB_set (t). can do. The sum of the two output set values may be equal to the total set value P_set (t) of power (P_set (t) = P_VRB_set (t) + P_LIB_set (t)).

도 2는 도 1의 시스템 중 로컬 제어기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명에서 도 1에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다. 로컬 제어기(170)는 마스터 제어기(160)로부터 제1 에너지 저장장치(110) 및/또는 제2 에너지 저장장치(120) 충전 및/또는 방전 설정값을 받아 개별 에너지 저장장치의 장점을 높일 수 있도록 개별 에너지 저장장치 출력의 크기를 배분하는 역할을 수행할 수 있다. 로컬 제어기(170)의 개별 에너지 저장장치에 대한 기본 운영 개념은 고부하에서는 수명이 긴 제1 에너지 저장장치(110)를 사용하는 것이고, 저부하에서는 효율이 우수한 제2 에너지 저장장치(120)를 사용하는 것이다. 로컬 제어기(170)의 동작을 위해서는 먼저 제1 에너지 저장장치(110)를 동작시킬 수 있는 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min)을 지정해야 한다.2 is a flowchart illustrating a method of operating a local controller in the system of FIG. 1. In the following description, portions that overlap with the description of FIG. 1 will be omitted. The local controller 170 receives the charging and / or discharging setting values of the first energy storage device 110 and / or the second energy storage device 120 from the master controller 160 to increase the advantages of the individual energy storage device. It can serve to distribute the size of individual energy storage outputs. The basic operating concept of the individual controllers of the local controller 170 is to use the first energy storage unit 110 having a long life at high loads, and to use the second energy storage unit 120 having high efficiency at low loads. will be. In order to operate the local controller 170, a minimum operation output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110 capable of operating the first energy storage device 110 must be specified.

도 2를 참조하면, S210 단계에서, 로컬 제어기(170)는 마스터 제어기(160)로부터 전력의 전체 설정값(P_set(t))을 수신한다.Referring to FIG. 2, in step S210, the local controller 170 receives the total set value P_set (t) of power from the master controller 160.

S220단계에서, 로컬 제어기(170)는 수신한 전력의 전체 설정값(P_set(t)) 및 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min)을 비교하여, 수신한 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min)을 초과하는지(|P_set(t)| >|P_VRB_op_min|)를 판단한다. 여기서 제1 에너지 저장장치(110)의 출력값이 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min) 보다 작은 경우, 효율이 낮아 운영상의 장점이 없는 것으로 간주할 수 있다.In operation S220, the local controller 170 compares the total set value P_set (t) of the received power with the minimum operation output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110 to determine the total set value of the received power. It is determined whether (P_set (t)) exceeds the minimum operation output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110 (| P_set (t) |> | P_VRB_op_min |). Here, when the output value of the first energy storage device 110 is smaller than the minimum operation output value P_VRB_op_min, the efficiency may be regarded as having no operational advantage.

S230단계에서, 수신한 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min) 이하이면, 로컬 제어기(170)는 제1 에너지 저장장치(110)의 동작을 중지시키고, 제2 에너지 저장장치(120)를 동작시켜 전력의 전체 설정값(P_set(t))에 해당하는 출력을 제2 에너지 저장장치(120)가 출력하도록 제어한다(P_VRB_set(t) =0, P_LIB_set(t) = P_set(t)).In operation S230, when the total set value P_set (t) of the received power is less than or equal to the minimum operation output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110, the local controller 170 may determine the first energy storage device 110. The second energy storage device 120 is stopped and the second energy storage device 120 is operated to control the second energy storage device 120 to output an output corresponding to the total set value P_set (t) of power (P_VRB_set (t). ) = 0, P_LIB_set (t) = P_set (t)).

S240단계에서, 수신한 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min)을 초과하면, 로컬 제어기(170)는 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최대 동작 출력값(P_VRB_max)을 초과하는지(|P_set(t)|>|P_VRB_max|) 판단한다.In operation S240, when the total set value P_set (t) of the received power exceeds the minimum operation output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110, the local controller 170 may set the total set value P_set of power. It is determined whether (t)) exceeds the maximum operating output value P_VRB_max of the first energy storage device 110 (| P_set (t) |> | P_VRB_max |).

S250단계에서, 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최대 동작 출력값(P_VRB_max)을 초과하는 경우, 로컬 제어기(170)는 제1 에너지 저장장치(110) 및 제2 에너지 저장장치(120)를 모두 동작시키고, 제1 에너지 저장장치(110)가 최대 동작 출력값(P_VRB_max)을 발생하도록 제어하고, 전력의 전체 설정값(P_set(t))의 나머지는 제2 에너지 저장장치(120)가 출력을 발생하도록 제어한다(P_VRB_set(t) = P_VRB_max, P_LIB_set(t) = P_set(t) - P_VRB_max).In operation S250, when the total set value P_set (t) of the power exceeds the maximum operating output value P_VRB_max of the first energy storage device 110, the local controller 170 may determine the first energy storage device 110. And the second energy storage device 120 is all operated, and the first energy storage device 110 is controlled to generate the maximum operation output value P_VRB_max, and the rest of the total set value P_set (t) of the power is set to the second. 2 The energy storage device 120 controls to generate an output (P_VRB_set (t) = P_VRB_max, P_LIB_set (t) = P_set (t)-P_VRB_max).

S260단계에서, 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최대 동작 출력값(P_VRB_max) 이하이면, 로컬 제어기(170)는 제2 에너지 저장장치(120)의 동작을 중지시키고, 제1 에너지 저장장치(110)를 동작시켜 전력의 전체 설정값(P_set(t))에 해당하는 출력을 제1 에너지 저장장치(110)가 출력하도록 제어한다(P_VRB_set(t) = P_set(t), P_LIB_set(t) = 0).In operation S260, when the total set value P_set (t) of the electric power is less than or equal to the maximum operating output value P_VRB_max of the first energy storage device 110, the local controller 170 operates the second energy storage device 120. The first energy storage device 110 is operated to control the first energy storage device 110 to output an output corresponding to the total set value P_set (t) of electric power by operating the first energy storage device 110 (P_VRB_set (t) =). P_set (t), P_LIB_set (t) = 0).

도 3은 도 1의 시스템 중 다른 실시 예에 따른 로컬 제어기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도 이다. 이하의 설명에서 도 1 및 도 2에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다. 본 실시 예는 도 4에 도시된 로컬 제어기(170)의 다른 실시 예를 설명하기 위해 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 초기 설정값을 산출하는 방법을 포함할 수 있다. 이는 로컬 제어기(170)로부터 불안정한 충방전 명령을 수신한 제2 에너지 저장장치(120)의 잦은 충방전 상태 전환으로 인한 수명 단축 문제점을 해결하기 위함이다.3 is a flowchart for describing a method of operating a local controller according to another exemplary embodiment of the system of FIG. 1. In the following description, portions overlapping with the description of FIGS. 1 and 2 will be omitted. The present embodiment may include a method of calculating an output initial setting value of the first energy storage device 110 to describe another embodiment of the local controller 170 illustrated in FIG. 4. This is to solve the problem of shortening of life due to frequent switching of the charge / discharge state of the second energy storage device 120 that receives the unstable charge / discharge command from the local controller 170.

도 3을 참조하면, S310 단계에서, 로컬 제어기(170)는 마스터 제어기(160)로부터 전력의 전체 설정값(P_set(t))을 수신한다.Referring to FIG. 3, in step S310, the local controller 170 receives a total set value P_set (t) of power from the master controller 160.

S320단계에서, 로컬 제어기(170)는 수신한 전력의 전체 설정값(P_set(t)) 및 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min)을 비교하여, 수신한 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min)을 초과하는지(|P_set(t)| >|P_VRB_op_min|)를 판단하고, 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min) 보다 큰 경우 VRB_ON 신호에 제1 값(예를 들어, 1)을 발생시키고, 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min) 미만인 경우 VRB_ON 신호에 제2 값(예를 들어, 0)을 발생시킨다.In operation S320, the local controller 170 compares the total set value P_set (t) of the received power with the minimum operation output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110 to determine the total set value of the received power. It is determined whether (P_set (t)) exceeds the minimum operating output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110 (| P_set (t) |> | P_VRB_op_min |), and the total set value of power P_set (t )) Is greater than the minimum operating output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110, and generates a first value (for example, 1) in the VRB_ON signal, and the total set value of power P_set (t) is If less than the minimum operation output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110, a second value (eg, 0) is generated in the VRB_ON signal.

여기서, VRB_ON 신호라 함은, 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min)을 초과하는지 여부로 결정되는 제1 에너지 저장장치(110)의 적용여부 신호로서, VRB_ON 신호가 제1 값이면 제1 에너지 저장장치(110)를 적용하여 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 초기 설정값(P_VRB_set1(t))이 존재한다는 것을 포함할 수 있고, VRB_ON 신호가 제2 값이면 제1 에너지 저장장치(110)를 적용하지 않아 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 초기 설정값(P_VRB_set1(t))이 존재하지 않음을 포함할 수 있다.Here, the VRB_ON signal refers to the first energy storage device 110 that determines whether the total set value P_set (t) of power exceeds the minimum operation output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110. If the VRB_ON signal is a first value, it may include that the output initial setting value P_VRB_set1 (t) of the first energy storage device 110 exists by applying the first energy storage device 110 when the VRB_ON signal is the first value. If the VRB_ON signal is the second value, the first energy storage device 110 may not be applied, and thus the output initial setting value P_VRB_set1 (t) of the first energy storage device 110 may not exist.

S330단계에서, 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min) 이하인 경우 로컬 제어기(170)는 VRB_ON 신호에 제2 값(예를 들어, 0)을 발생시키고, 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 초기 설정값(P_VRB_set1(t))을 0으로 설정한다.In operation S330, when the total set value P_set (t) of the power is less than or equal to the minimum operation output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110, the local controller 170 may add a second value (eg, to the VRB_ON signal). 0), and the output initial setting value P_VRB_set1 (t) of the first energy storage device 110 is set to zero.

S340단계에서, 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최소 동작 출력값(P_VRB_op_min) 을 초과하면, 로컬 제어기(170)는 VRB_ON 신호에 제1 값(예를 들어, 1)을 발생시키고, 마스터 제어기(160)로부터 수신한 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최대 동작 출력값(P_VRB_max)을 초과하는지(|P_set(t)|>|P_VRB_max|) 판단한다.In operation S340, when the total set value P_set (t) of the power exceeds the minimum operation output value P_VRB_op_min of the first energy storage device 110, the local controller 170 may add a first value (eg, to the VRB_ON signal). For example, whether 1) is generated and the total set value P_set (t) of the power received from the master controller 160 exceeds the maximum operating output value P_VRB_max of the first energy storage device 110 (| P_set ( t) |> | P_VRB_max |)

S350단계에서, 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최대 동작 출력값(P_VRB_max)을 초과하는 경우, 로컬 제어기(170)는 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 초기 설정값(P_VRB_set1(t))을 제1 에너지 저장장치(110)의 최대 동작 출력값(P_VRB_max)으로 설정한다(P_VRB_set1(t)= P_VRB_max).In operation S350, when the total set value P_set (t) of the power exceeds the maximum operating output value P_VRB_max of the first energy storage device 110, the local controller 170 may operate in the first energy storage device 110. The output initial set value P_VRB_set1 (t) is set to the maximum operation output value P_VRB_max of the first energy storage device 110 (P_VRB_set1 (t) = P_VRB_max).

S360단계에서, 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 제1 에너지 저장장치(110)의 최대 동작 출력값(P_VRB_max) 이하인, 로컬 제어기(170)는 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 초기 설정값(P_VRB_set1(t))을 전력의 전체 설정값(P_set(t))으로 설정한다.In operation S360, the local controller 170 may initialize the output of the first energy storage device 110 when the total set value P_set (t) of the power is equal to or less than the maximum operating output value P_VRB_max of the first energy storage device 110. The set value P_VRB_set1 (t) is set to the total set value P_set (t) of power.

도 4는 도 1의 시스템 중 다른 실시 예에 따른 로컬 제어기의 상세 블록도이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 3에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다. 도 4를 참조하면, 로컬 제어기(170)는 제1 연산부(171), 저역통과 필터(172), 제1 신호 전환부(173), 제2 연산부(174) 및 제2 신호 전환부(175)를 포함할 수 있다.4 is a detailed block diagram of a local controller according to another embodiment of the system of FIG. 1. In the following description, portions overlapping with the description of FIGS. 1 to 3 will be omitted. Referring to FIG. 4, the local controller 170 may include a first calculator 171, a low pass filter 172, a first signal switch 173, a second calculator 174, and a second signal switch 175. It may include.

본 실시 예에서, 설명의 편의상 제1 신호는 마스터 제어기(160)로부터 수신한 전력의 전체 설정값(P_set(t))을 포함할 수 있고, 제2 신호는 도 4에서 산출한 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 초기 설정값(P_VRB_set1(t))을 포함할 수 있고, 제3 신호는 제1 에너지 저장장치의 적용 여부 값(VRB_ON)을 포함할 수 있다. 또한 제1 신호 전환부(173)에서 출력되는 신호는 제1 에너지 저장장치(110)의 출력 배분 신호(P_VRB_set2(t))로서 제1 DC/DC 컨버터(130)로 전송될 수 있고, 제2 신호 전환부(175)에서 출력되는 신호는 제2 에너지 저장장치(120)의 출력 배분 신호(P_LIB_set(t))로서 제2 DC/DC 컨버터(140)로 전송될 수 있다.In the present embodiment, for convenience of description, the first signal may include the total set value P_set (t) of power received from the master controller 160, and the second signal may store the first energy stored in FIG. 4. The output initial setting value P_VRB_set1 (t) of the device 110 may be included, and the third signal may include a value of whether the first energy storage device is applied (VRB_ON). In addition, the signal output from the first signal switch 173 may be transmitted to the first DC / DC converter 130 as the output distribution signal P_VRB_set2 (t) of the first energy storage device 110, and the second signal may be transmitted to the first DC / DC converter 130. The signal output from the signal switching unit 175 may be transmitted to the second DC / DC converter 140 as the output distribution signal P_LIB_set (t) of the second energy storage device 120.

제1 연산부(171)는 제1 신호 및 제2 신호를 차분 연산할 수 있다. 저역통과 필터(172)는 제1 연산부(171)의 연산결과를 기설정된 대역으로 저역 통과 필터링할 수 있다. 제1 신호 전환부(173)는 제3 신호에 의해 제1 단자 또는 제2 단자가 선택되어 저역통과 필터(172)의 저역통과 필터링 신호를 출력하거나 제1 신호를 출력할 수 있다. 제2 연산부(174)는 제2 신호와 제1 연산부(171)의 출력 신호의 합에, 저역통과 필터(172)의 저역통과 필터링 신호를 차분 연산할 수 있다. 제2 신호 전환부(175)는 제3 신호에 의해 제1 단자 또는 제2 단자가 선택되어 제2 연산부(174)의 출력 신호 또는 설정된 신호를 출력할 수 있다.The first calculator 171 may differentially calculate the first signal and the second signal. The low pass filter 172 may low pass filter the operation result of the first calculator 171 into a predetermined band. The first signal switching unit 173 may select the first terminal or the second terminal by the third signal to output the low pass filtering signal of the low pass filter 172 or to output the first signal. The second calculator 174 may differentially calculate the lowpass filtering signal of the lowpass filter 172 to the sum of the second signal and the output signal of the first calculator 171. The second signal switching unit 175 may select the first terminal or the second terminal by the third signal, and output the output signal or the set signal of the second calculator 174.

제3 신호가 제2 값(예를 들어, 0)인 경우, 제2 신호는 0이 되어(도 3참조), 제1 신호 전환부(173)는 제1 신호를 출력하고, 제2 신호 전환부(175)는 설정된 값 예를 들어 0을 출력할 수 있다. 제3 신호가 제1 값(예를 들어, 1인 경우), 제2 신호는 제1 에너지 저장장치(110)의 최대 동작 출력값(P_VRB_max) 또는 제1 신호 즉, 전력의 전체 설정값(P_set(t)) 일 수 있다. When the third signal is a second value (for example, 0), the second signal becomes 0 (see FIG. 3), and the first signal switching unit 173 outputs the first signal and switches the second signal. The unit 175 may output a set value, for example, zero. When the third signal is the first value (eg, 1), the second signal is the maximum operating output value P_VRB_max of the first energy storage device 110 or the first signal, that is, the overall set value P_set ( t)).

먼저, 제3 신호가 제1 값(예를 들어, 1)이고, 제2 신호가 제1 에너지 저장장치(110)의 최대 동작 출력값(P_VRB_max)인 경우를 설명하면, 제1 연산부(171)는 P_set(t)-P_VRB_max를 출력하고, 저역통과 필터(172)는 P_set(t)-P_VRB_max를 저역통과 필터링한다. 여기서 제1 신호 즉, 전력의 전체 설정값(P_set(t))이 불안정한 경우 제1 연산부(171)의 출력 또한 불안정하기 때문에 불안정한 충방전 명령을 수신한 제2 에너지 저장장치(120)는 잦은 충방전 상태 전환으로 인해 수명이 단축될 수 있다. 따라서 제1 연산부(171)의 출력을 저역통과 필터링 해줌으로써 안정한 상태로 변환시킬 수 있다. 제1 신호 전환부(173)는 제1 값(예를 들어 1)에 의해 저역통과 필터(172)의 출력을 선택(저역통과 필터링된 P_set(t)-P_VRB_max)하여 제2 DC/DC 컨버터(140)로 출력할 수 있다. 제2 연산부(174)는 제1 에너지 저장장치(110)의 최대 동작 출력값(P_VRB_max)과 제1 연산부(171)의 출력(P_set(t)-P_VRB_max)을 합산하고, 저역통과 필터(172)의 출력(저역통과 필터링된 P_set(t)-P_VRB_max)을 감산한 P_VRB_max를 출력한다. 제2 신호 전환부(175)는 제1 값(예를 들어 1)에 의해 제2 연산부(174)의 출력을 선택(P_VRB_max)하여 제1 DC/DC 컨버터(130)로 출력할 수 있다. 이는 도 2의 250단계에서 불안정한 신호가 제거된 상황과 동일할 수 있다.First, when the third signal is a first value (for example, 1) and the second signal is the maximum operation output value P_VRB_max of the first energy storage device 110, the first calculator 171 will be described. P_set (t) -P_VRB_max is output, and the low pass filter 172 low-pass filters P_set (t)-P_VRB_max. Herein, when the first signal, that is, the entire set value P_set (t) of the power is unstable, the output of the first calculator 171 is also unstable, so that the second energy storage device 120 that receives the unstable charge / discharge command frequently receives charging. Life cycle can be shortened due to switching of discharge state. Therefore, the output of the first operation unit 171 can be converted into a stable state by low-pass filtering. The first signal switch 173 selects the output of the low pass filter 172 based on the first value (for example, 1) (low pass filtered P_set (t) -P_VRB_max) to convert the second DC / DC converter ( 140). The second calculating unit 174 sums the maximum operating output value P_VRB_max of the first energy storage device 110 and the output P_set (t) -P_VRB_max of the first calculating unit 171, and calculates the low pass filter 172. P_VRB_max is subtracted from the output (low pass filtered P_set (t) -P_VRB_max). The second signal switching unit 175 may select (P_VRB_max) the output of the second calculator 174 based on the first value (for example, 1) and output the same to the first DC / DC converter 130. This may be the same as the situation where the unstable signal is removed in step 250 of FIG. 2.

다음에, 제3 신호가 제1 값(예를 들어, 1)이고, 제2 신호가 제1 신호 즉, 전력의 전체 설정값(P_set(t))인 경우를 설명하면, 제1 연산부(171)는 P_set(t)- P_set(t)=0을 출력하므로 제1 신호 전환부(173)는 0을 출력한다. 즉, 제2 에너지 저장장치(120)는 동작하지 않음을 알 수 있다. 제2 연산부(174)는 제1 신호 즉, 전력의 전체 설정값(P_set(t))과 제1 연산부(171)의 출력(0)을 합산하고, 저역통과 필터(172)의 출력(0)을 감산하여, 결국 제2 신호 전환부(175)는 연산부(174)의 출력을 선택(P_set(t))하여 제2 DC/DC 컨버터(140)로 출력할 수 있다. 이는 도 2의 260단계에서 불안정한 신호가 제거된 상황과 동일할 수 있다.Next, a case where the third signal is the first value (for example, 1) and the second signal is the first signal, that is, the total set value P_set (t) of power, will be described. ) Outputs P_set (t) -P_set (t) = 0, so the first signal switching unit 173 outputs 0. That is, it can be seen that the second energy storage device 120 does not operate. The second calculating unit 174 sums the first signal, that is, the total set value P_set (t) of power and the output 0 of the first calculating unit 171, and outputs the low pass filter 172 (0). , The second signal switching unit 175 may select (P_set (t)) the output of the operation unit 174 and output the same to the second DC / DC converter 140. This may be the same as the situation where the unstable signal is removed in step 260 of FIG. 2.

이와 같이 제1 에너지 저장장치(110) 및 제2 에너지 저장장치(120)의 단점을 상호 보완하여 복합 에너지 저장장치 제어 시스템(1) 전체의 수명을 연장하고 효율을 개선할 수 있다. 제1 에너지 저장장치(110)의 단점으로 지적되어 오던 저 부하에서 낮은 효율, 제2 에너지 저장장치(120)의 단점인 수명 한계를 제어 알고리즘으로 보완하여 효율이 우수하고 수명이 긴 에너지 저장 기술을 개발할 수 있다.As such, the shortcomings of the first energy storage device 110 and the second energy storage device 120 may be compensated for each other, thereby extending the lifespan of the entire complex energy storage device control system 1 and improving efficiency. The low efficiency at low load, which has been pointed out as a disadvantage of the first energy storage device 110, and the life limitation, which is a disadvantage of the second energy storage device 120, is complemented by a control algorithm to provide a high efficiency and long life energy storage technology. Can develop.

또한, 복합 에너지 저장장치 제어 시스템(1)의 에너지 용량을 확대할 수 있고 계통 기여도를 향상시킬 수 있다. 국내 전력계통에서는 제2 에너지 저장장치(120) 중심의 에너지 저장 기술이 사용되는데, 제2 에너지 저장장치(120)는 설치 후 에너지 용량(Wh)을 확대하는데 어려움이 있다. 특히 주파수 조정용으로 사용되는 제2 에너지 저장장치(120)는 정격출력으로 15분 동안 에너지를 공급하는데 그치고 있다. 제1 에너지 저장장치(110)의 경우 전해액만 추가하면 에너지 용량을 쉽게 확장할 수 있다. 따라서 계통에 공급되는 에너지 용량을 증가시켜 계통안정화 기여를 향상시킬 수 있다.In addition, the energy capacity of the complex energy storage control system 1 can be expanded and the system contribution can be improved. In the domestic power system, the energy storage technology centered on the second energy storage device 120 is used, and the second energy storage device 120 has a difficulty in expanding the energy capacity (Wh) after installation. In particular, the second energy storage device 120, which is used for frequency adjustment, only supplies energy for 15 minutes at the rated output. In the case of the first energy storage device 110, only the electrolyte may be added to easily expand the energy capacity. Therefore, it is possible to improve the system stabilization contribution by increasing the energy capacity supplied to the system.

또한, 복합 에너지 저장장치 제어 시스템(1)의 구축 비용을 절감할 수 있다. 제2 에너지 저장장치(120) 판매 비용이 햐향 추세이지만 리튬 금속이 고가이며 매장량의 한계로 인해 도입비용 절감에는 한계가 있다. 따라서 상대적으로 구축 비용이 저렴한 제1 에너지 저장장치(110)와 통합하여 통일한 출력을 발생시키는 시스템을 구축할 수 있다.In addition, the construction cost of the complex energy storage control system 1 can be reduced. The cost of selling the second energy storage device 120 is increasing, but lithium metal is expensive and there is a limit in reducing the introduction cost due to the limited amount of reserves. Therefore, it is possible to build a system that generates a unified output by integrating with the first energy storage device 110, which is relatively inexpensive to build.

또한 대용량화 등 기술적인 한계로 인해 제하적으로 적용되었던 사업분야를 확대할 수 있다.In addition, due to technical limitations such as large capacity, it is possible to expand the business areas that have been applied under control.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.Embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of a computer program that can be executed through various components on a computer, such a computer program may be recorded in a computer-readable medium. At this time, the media may be magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, and ROMs. Hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as memory, RAM, flash memory, and the like.

한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.On the other hand, the computer program may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software field. Examples of computer programs may include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code executable by a computer using an interpreter or the like.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. In the specification (particularly in the claims) of the present invention, the use of the term “above” and the similar indicating term may be used in the singular and the plural. In addition, in the present invention, when the range is described, it includes the invention to which the individual values belonging to the range are applied (if there is no description thereof), and each individual value constituting the range is described in the detailed description of the invention. Same as

본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.If the steps constituting the method according to the invention are not explicitly stated or contrary to the steps, the steps may be performed in a suitable order. The present invention is not necessarily limited to the order of description of the above steps. The use of all examples or exemplary terms (eg, etc.) in the present invention is merely for the purpose of describing the present invention in detail, and the scope of the present invention is limited by the above examples or exemplary terms unless defined by the claims. It doesn't happen. In addition, one of ordinary skill in the art appreciates that various modifications, combinations and changes can be made depending on design conditions and factors within the scope of the appended claims or equivalents thereof.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiment, and all the scope equivalent to or equivalent to the scope of the claims as well as the claims to be described below are within the scope of the spirit of the present invention. Will belong to.

110: 제1 에너지 저장장치
120: 제2 에너지 저장장치
130: 제1 DC/DC 컨버터
140: 제2 DC/DC 컨버터
150: DC/AC 인버터
160: 마스터 제어기
170: 로컬 제어기
110: first energy storage device
120: second energy storage device
130: first DC / DC converter
140: second DC / DC converter
150: DC / AC inverter
160: master controller
170: local controller

Claims (6)

제1 에너지 저장장치;
상기 제1 에너지 저장장치와 특징이 상이한 제2 에너지 저장장치;
충전 또는 방전해야 할 전력의 전체 설정값을 수신하여 상기 제1 에너지 저장장치 및 상기 제2 에너지 저장장치 중 하나 이상의 출력 분배를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제1 에너지 저장장치는 상기 제2 에너지 저장장치 보다 수명 저하가 더 적고, 상기 제2 에너지 저장장치는 상기 제1 에너지 저장장치 에너지 보다 효율이 더 우수한, 복합 에너지 저장장치 제어 시스템.
A first energy storage device;
A second energy storage device different from the first energy storage device;
And a controller configured to control the output distribution of at least one of the first energy storage device and the second energy storage device by receiving a total set value of power to be charged or discharged.
Wherein said first energy storage device has a less lifetime degradation than said second energy storage device, and said second energy storage device is more efficient than said first energy storage device energy.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 전력의 전체 설정값이 상기 제1 에너지 저장장치의 최소 동작 출력값 이하이면, 상기 제1 에너지 저장장치의 동작을 중지시키고, 상기 제2 에너지 저장장치를 동작시켜 출력을 발생하도록 제어하는, 복합 에너지 저장장치 제어 시스템.
The method of claim 1, wherein the control unit,
If the total set value of the electric power is equal to or less than the minimum operating output value of the first energy storage device, the operation of the first energy storage device is stopped, and the second energy storage device is operated so as to generate an output. Storage control system.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 전력의 전체 설정값이 상기 제1 에너지 저장장치의 최소 동작 출력값을 초과하고, 상기 전력의 전체 설정값이 상기 제1 에너지 저장장치가 발생할 수 있는 최대 출력을 초과하는 경우, 상기 제1 에너지 저장장치를 동작시켜 최대 출력값을 발생하도록 제어하고, 나머지 상기 전력의 전체 설정값은 상기 제2 에너지 저장장치를 동작시켜 출력을 발생하도록 제어하는, 복합 에너지 저장장치 제어 시스템.
The method of claim 1, wherein the control unit,
The first energy storage when the total set value of the power exceeds the minimum operating output value of the first energy storage device and the total set value of the power exceeds the maximum output that the first energy storage device can generate. Operating the device to generate a maximum output value, and wherein the overall set value of the remaining power controls the second energy storage device to generate an output.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 전력의 전체 설정값이 상기 제1 에너지 저장장치의 최소 동작 출력값을 초과하고, 상기 전력의 전체 설정값이 상기 제1 에너지 저장장치가 발생할 수 있는 최대 출력 이하인 경우, 상기 제2 에너지 저장장치의 동작을 중지시키고, 상기 제1 에너지 저장장치를 동작시켜 출력을 발생하도록 제어하는, 복합 에너지 저장장치 제어 시스템.
The method of claim 1, wherein the control unit,
When the total set value of the power exceeds the minimum operating output value of the first energy storage device and the total set value of the power is less than or equal to the maximum output that the first energy storage device can generate, Stopping the operation and controlling the first energy storage device to generate an output.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
제1 신호 및 제2 신호를 차분 연산하는 제1 연산부;
상기 제1 연산부의 연산결과를 저역 통과 필터링하는 저역통과 필터;
제3 신호에 의해 제1 단자 또는 제2 단자가 선택되어 상기 저역통과 필터의 저역통과 필터링 신호 또는 상기 제1 신호를 출력하는 제1 신호 전환부;
상기 제2 신호와 상기 제1 연산부 출력 신호의 합에 상기 저역통과 필터의 저역통과 필터링 신호를 차분 연산하는 제2 연산부; 및
상기 제3 신호에 의해 제1 단자 또는 제2 단자가 선택되어 상기 제2 연산부의 출력 신호 또는 상기 설정된 신호를 출력하는 제2 신호 전환부;를 포함하는, 복합 에너지 저장장치 제어 시스템.
The method of claim 1, wherein the control unit,
A first calculator configured to differentially calculate the first signal and the second signal;
A low pass filter for low pass filtering the operation result of the first calculator;
A first signal switch configured to select a first terminal or a second terminal by a third signal to output a low pass filtering signal of the low pass filter or the first signal;
A second calculator for differentially calculating the lowpass filtering signal of the lowpass filter to the sum of the second signal and the first calculator output signal; And
And a second signal switching unit configured to select a first terminal or a second terminal by the third signal to output an output signal of the second calculator or the set signal.
제 5항에 있어서,
상기 제1 신호는 상기 전력의 전체 설정 값을 포함하고, 상기 제2 신호는 상기 제1 에너지 저장장치의 출력 초기 설정 값을 포함하고, 상기 제3 신호는 상기 제1 에너지 저장장치의 적용 여부 값을 나타내는 값을 포함하는, 복합 에너지 저장장치 제어 시스템.
The method of claim 5,
The first signal includes an overall set value of the power, the second signal includes an output initial setting value of the first energy storage device, and the third signal is a value of whether the first energy storage device is applied or not. And a value indicative of the value.
KR1020180075487A 2018-06-29 2018-06-29 System and method for controlling hybrid energy storage apparatus KR20200002224A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180075487A KR20200002224A (en) 2018-06-29 2018-06-29 System and method for controlling hybrid energy storage apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180075487A KR20200002224A (en) 2018-06-29 2018-06-29 System and method for controlling hybrid energy storage apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200002224A true KR20200002224A (en) 2020-01-08

Family

ID=69154294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180075487A KR20200002224A (en) 2018-06-29 2018-06-29 System and method for controlling hybrid energy storage apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200002224A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001268814A (en) 2000-03-17 2001-09-28 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Power supply device, electric equipment, and power supply method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001268814A (en) 2000-03-17 2001-09-28 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Power supply device, electric equipment, and power supply method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102340165B (en) Electrodynamic force vehicle power supply management system
KR102400502B1 (en) Energy storage system
KR102074686B1 (en) A hybrid energy storage system
KR101837205B1 (en) System for storing energy and method for controlling the same
US11218001B2 (en) Power supply system and method for alternating current load
KR101818168B1 (en) Battery management device and battery energy storing system
CN111725879A (en) Light-storage combined power supply mobile energy storage system and control method thereof
US11121554B2 (en) Electrical power control apparatus, electrical power control method and electrical power control system
JP2007166860A (en) Tie-line power flow control device
KR101888410B1 (en) Management system for micro-grid
CN110829464A (en) Photovoltaic energy storage battery frequency modulation system and method based on direct current side
JP2021093788A (en) Charging device and charging method
KR20150135843A (en) Hybrid energy storage system and method of contolling the same
CN113178897A (en) Wind-storage combined system operation control method and control system
CN104247195A (en) A battery energy storage, battery energy storage system, method, computer program and computer program product
KR101811125B1 (en) A method of controlling an Energy Storage system with Peak-Cut Mode operation, and an apparatus thereof
KR20200002224A (en) System and method for controlling hybrid energy storage apparatus
CN112567586A (en) Enhanced switching balancing network for battery packs
KR101493246B1 (en) Charge/discharge control apparatus and method
KR101549313B1 (en) Battery Energy Storage System and Method for Controlling Battery Energy Storage System
CN113824143A (en) Electric vehicle retired battery secondary utilization system based on H-bridge cascade
WO2014133123A1 (en) Power system, power management method, and program
KR101523941B1 (en) Energy storage system
EP4002633A1 (en) Power supply system
CN116345643B (en) Energy storage system and electric equipment