KR20200115828A

KR20200115828A - Operating system for replacing an emergency generator with an energy storage system in distribution logistics facilities

Info

Publication number: KR20200115828A
Application number: KR1020190035014A
Authority: KR
Inventors: 유정희
Original assignee: (주)제이에이치에너지
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-10-08

Abstract

The present invention relates to an emergency generator replacement operating system for distribution logistics facilities. Specifically, the present invention relates to an emergency generator replacement operating system for distribution logistics facilities which uses an energy storage system (ESS) to replace the ESS with an emergency generator for oil distribution logistics facilities.

Description

An alternative operation system for emergency generators for distribution and distribution facilities using ESS {OPERATING SYSTEM FOR REPLACING AN EMERGENCY GENERATOR WITH AN ENERGY STORAGE SYSTEM IN DISTRIBUTION LOGISTICS FACILITIES}

본 발명은 유통 물류 시설용 비상 발전기 대체 운용 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, ESS(Energy Storage System)를 유류 물류 시설용 비상 발전기로 대체 운용하기 위한 ESS를 활용한 유통 물류 시설용 비상 발전기 대체 운용 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an emergency generator replacement operating system for distribution and distribution facilities, and in detail, to an emergency generator replacement operating system for distribution and distribution facilities using ESS to replace an ESS (Energy Storage System) with an emergency generator for oil distribution facilities. will be.

일반적으로, 유통 물류 시설에는 각종 부하에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 시스템이 구축되어 있다. 전력 공급 시스템은 정상적인 전력 공급원에 문제가 발생할 때를 대비하여 비상 발전기와 같은 비상용 전원을 공급할 수 있도록 설계되어 있다. In general, distribution and distribution facilities have a power supply system for supplying power to various loads. The power supply system is designed to supply emergency power such as an emergency generator in case a problem occurs with a normal power supply.

비상 발전기는 단주기 보상용 무정전 전원장치(UPS:Uninterruptible Power Supply)와 함께 상용전원의 공급 중단시 대체 전력을 생산하여 공급하는 발전기로서, 계통의 부하들 중 소방부하나 비상부하 등과 같이 필요한 부하들을 선택적으로 연결하여 전원을 공급한다. 이는 비상 발전기의 발전량에 대응하여 상용 전원 공급 중단시 화재 발생시 즉각적인 조치와 건물의 최소한의 기능을 유지하도록 하기 위함이다. An emergency generator is a generator that produces and supplies alternative power when the supply of commercial power is interrupted along with an uninterruptible power supply (UPS) for short-term compensation. Among the loads of the system, necessary loads such as firefighting loads and emergency loads are provided. Selectively connect to supply power. This is to respond to the power generation amount of the emergency generator, to take immediate action in case of fire when the commercial power supply is interrupted and to maintain the minimum function of the building.

이와 같이, 종래기술에 따른 비상 발전기는 전원 투입시 비상 발전기의 발전량에 맞게 부하를 연결하므로 일부 부하에는 전력 공급이 차단되어 정전 사태가 발생하는 문제점이 있었다. 특히, 이러한 일부 부하에서의 정전 상태를 막기 위해 계통 내의 모든 부하량을 만족할 수 있는 발전 용량으로 비상 발전기를 운전해야 한다.As described above, since the emergency generator according to the prior art connects the load according to the amount of power generation of the emergency generator when power is applied, power supply is cut off to some loads, resulting in a power outage. In particular, it is necessary to operate the emergency generator with a power generation capacity that can satisfy all the loads in the system to prevent a power outage condition at some of these loads.

그러나, 비상 발전기의 발전용량을 늘리는 경우 부하량의 변동(감소)에도 불구하고, 해당 발전용량을 그대로 유지해야 하기 때문에 비상 발전기의 운전 효율과 경제성이 저하되는 등의 문제점이 발생하였고, 비상 발전기의 수명에도 악영향을 미치게 되었다. However, in the case of increasing the power generation capacity of the emergency generator, the operating efficiency and economic efficiency of the emergency generator are deteriorated because the corresponding power generation capacity must be maintained despite the fluctuation (reduction) of the load. Edo was adversely affected.

KR 10-1395335 B1, 2014. 05. 08.KR 10-1395335 B1, 2014. 05. 08. KR 10-1603248 B1, 2016. 03. 08.KR 10-1603248 B1, 2016. 03. 08. KR 10-1727063 B1, 2017. 04. 10.KR 10-1727063 B1, 2017. 04. 10.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 에너지 저장 장치인 ESS(Energy Storage System)를 유류 물류 시설용 비상 발전기로 대체 운용하기 위한 ESS를 활용한 유통 물류 시설용 비상 발전기 대체 운용 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems, and provides an emergency generator replacement operation system for distribution and distribution facilities using ESS to replace an energy storage system, an ESS (Energy Storage System), with an emergency generator for an oil distribution facility. It has its purpose to provide.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 ESS(Energy Storage System)를 유류 물류 시설용 비상 발전기로 대체 운용하기 위한 ESS를 활용한 유통 물류 시설용 비상 발전기 대체 운용 시스템을 제공한다.The present invention according to an aspect for achieving the above object provides an emergency generator replacement operation system for distribution and distribution facilities using ESS for replacing an ESS (Energy Storage System) with an emergency generator for oil distribution facilities.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 비상 발전기를 ESS로 대체하여 운용하였을 때 경제성은 떨어지나 정전과 동시에 거의 즉각적으로 전력이 공급되기 때문에 연속적인 공급이 필요한 중요부하(에스컬레이터, 승강기, 자동문, 비상조명 등)에는 기존 발전기 대비 상당한 효과를 발휘할 수 있다. As described above, according to the present invention, when the emergency generator is replaced with an ESS, the economy is poor, but since power is supplied almost immediately at the same time as the power failure, important loads that require continuous supply (escalator, elevator, automatic door, emergency Lighting, etc.) can exert significant effects compared to existing generators.

도 1은 일반적인 비상 발전기의 공급 단선도.
도 2는 ESS 대체 단선도.
도 3은 ESS를 효율적으로 활용하기 위한 운전 방법을 설명하기 위해 도시한 개념도.
도 4는 신규 전력설비에서의 비상 발전기 대체 ESS 설치 도면을 도시한 도면.
도 5는 기존의 비상 발전기 공급 방식 및 대상 부하를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 ESS 대체 운용 시스템을 설명하기 위해 도시한 도면. 1 is a single diagram of a supply of a general emergency generator.
Figure 2 is a single diagram of ESS replacement.
3 is a conceptual diagram illustrating a driving method for efficiently utilizing the ESS.
Figure 4 is a diagram showing an emergency generator replacement ESS installation drawing in a new power facility.
5 is a view showing a conventional emergency generator supply method and target load.
6 is a diagram illustrating an ESS alternative operation system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the technical features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 비상 발전기의 공급 단선도이고, 도 2는 ESS 대체 단선도이며, 도 3은 ESS를 효율적으로 활용하기 위한 운전 방법을 설명하기 위해 도시한 개념도이다. 1 is a single diagram of a supply of a general emergency generator, FIG. 2 is a single diagram of an ESS replacement, and FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an operation method for efficiently utilizing an ESS.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 기존에 설치된 비상 발전기 용량 대비 PCS의 방전용량이 같거나 커야한다. 1 to 3, the discharge capacity of the PCS should be equal to or greater than the capacity of an existing emergency generator.

비상 발전기는 연료를 지속적으로 공급하면서 가동시킬 수 있지만 ESS는 배터리 용량에 따라서 공급되는 시간이 결정됨에 따라 정전 시 비상 발전기 대체 운용을 위해서는 평상시에는 ESS를 활용하지 않고 배터리를 풀 충전상태로 대기시켜야 하는 단점이 있다. The emergency generator can be operated while continuously supplying fuel, but the supply time of the ESS is determined according to the battery capacity. Therefore, in order to replace the emergency generator in case of a power outage, it is necessary to wait for the battery to be fully charged instead of using the ESS. There are drawbacks.

ESS를 효율적으로 활용하기 위한 운전 방법은, 1) 시간대별 요금단가가 다르기 때문에 전력단가가 비싼 최대부하 시간에는 방전하고 경부하 시간에 충전하여 운용하게 되면 전력요금을 절감하고, 2) 보통 최대부하시간이 피크시간대와 겹치기 때문에 피크부하 절감에 따른 기본요금을 절감하며, 3) 각 사업장에서 ESS를 최대부하시간에 방전할 경우 국가 전력수요에 기여하게 되고 더 나아가 추가적인 발전소를 건설하는 비용절감효과를 기대할 수 있다.The operating method for efficient use of ESS is: 1) Since the price is different for each time period, discharge during the peak load time where the power unit cost is high, and charge it during the light load time to operate, reduce the power bill, and 2) Normal maximum load. As the time overlaps with the peak hours, the basic charge is reduced due to the reduction of the peak load.3) Discharge of the ESS at the maximum load time at each business site contributes to the national power demand and further reduces the cost of constructing an additional power plant. Can be expected.

도 1에 도시된 기존 비상 발전기를 대체하기 위해서는 정전 시 얼마 만큼의 시간동안 비상라인에 전력을 공급할 지에 대한 배터리 용량 설계와 어느 정도의 용량으로 공급할지에 대한 PCS의 설계가 필요하다. In order to replace the existing emergency generator shown in FIG. 1, it is necessary to design a battery capacity for how long to supply power to the emergency line during a power outage and a PCS design for how much capacity to supply.

현재 ESS는 고가의 설비이며 사업장에서 정전이 빈번하게 발생되는 것이 아니기 때문에 비상 발전기를 대체하기 위한 ESS 설치는 경제성이 현재로서는 떨어질 수밖에 없다. Currently, ESS is an expensive facility and power outages do not occur frequently at the workplace, so installing ESS to replace emergency generators is inevitably less economical at this time.

비상발전기 대체용 ESS설치 시의 장점Advantages of installing ESS to replace emergency generators

도 1에 도시된 비상 발전기를 도 2의 ESS로 교체했을 경우에 경제성은 떨어지나 정전과 동시에 거의 즉각적으로 전력이 공급되기 때문에 연속적인 공급이 필요한 중요부하(에스컬레이터, 승강기, 자동문, 비상조명 등)에는 기존 발전기 대비 상당한 효과를 발휘할 수 있다. When the emergency generator shown in Fig. 1 is replaced with the ESS shown in Fig. 2, the economy is poor, but since power is supplied almost immediately at the same time as the power failure, important loads (escalators, elevators, automatic doors, emergency lights, etc.) that require continuous supply It can exert a considerable effect compared to the existing generator.

기존 비상 발전기는 발전기의 종류에 따라 차이는 있으나 정전 신호를 수신 후 약 1~5분정도 후에 비상라인으로 전력이 공급된다. Existing emergency generators differ depending on the type of generator, but power is supplied to the emergency line about 1 to 5 minutes after receiving a power failure signal.

다중 이용 시설과 같이 인구밀도가 높은 건물의 경우 정전이 발생되면 범죄 및 각종 안전사고 위험에 노출되게 되는데 ESS가 비상 발전기 대체로 운용되고 있는 사업장의 경우 즉각적인 대체가 가능하게 되는 장점이 있다. In the case of buildings with high population density, such as multi-use facilities, if a power outage occurs, they are exposed to the risk of crime and various safety accidents, but there is an advantage that immediate replacement is possible in the case of workplaces where ESS is operated as an emergency generator.

비상발전기 대체용 ESS 활용 방안ESS application plan for emergency generator replacement

1) 기존에 비상발전기를 보유하고 이를 철거 후 ESS를 설치하는 경우1) If you have an existing emergency generator and install ESS after removing it

ESS가 대용량 UPS 역할을 수행하는 개념의 도입방식으로 기존의 비상 발전기 용량 보다 PCS를 같거나 크게 하고 용도에 따라 배터리 용량을 결정하여 설치한다. As an introduction method of the concept that ESS plays the role of a large-capacity UPS, the PCS is the same or larger than the existing emergency generator capacity, and the battery capacity is determined and installed according to the purpose.

2) 기존의 비상발전기를 보유하고 있고 추가적으로 ESS를 설치하는 경우2) If you have an existing emergency generator and install an additional ESS

비상 발전기가 부담하고 있는 부하의 용량이 큰 경우 ESS의 PCS 및 배터리 용량도 함께 커지기 때문에 100% 비상발전기를 대체하기 위해서는 상당한 투자비용이 발생한다. When the load capacity of the emergency generator is large, the PCS and battery capacity of the ESS also increases, and thus a significant investment cost is incurred to replace the 100% emergency generator.

기존의 비상 발전기도 활용하고 ESS가 비상 발전기의 역할을 보조하는 방식으로 설치되는 운용되는 방식이 유용하다. It is useful to utilize the existing emergency generator and install the ESS in a way that supports the role of the emergency generator.

평상 시에 ESS를 활용한 피크절감이나 요금절감 활동을 하다가 정전 시에는 연속적인 공급이 필요한 특정부하에만 직접적으로 공급한다. During normal times, ESS is used to reduce peak or rate, but in the event of a power outage, it directly supplies only to specific loads that require continuous supply.

비상 발전기가 전력을 공급하기 전까지만 ESS가 전력을 공급하면 되기 때문에 정전 시를 대비해서 많은 양의 전력을 배터리에서 대기할 필요가 없다. Since the ESS only needs to supply power until the emergency generator supplies power, there is no need to wait for a large amount of power from the battery in case of a power outage.

3) 신규전력설비에서 비상발전기를 설치하지 않고 ESS를 설치하여 그 역할을 대신하는 경우3) In the case of installing an ESS instead of installing an emergency generator in a new power facility to take over

신규로 전력설비를 구성할 시 ESS로 비상발전기를 대체할 경우 ESS용 변압기와 STS를 설치하여 구성한다. When configuring a new power facility, when replacing the emergency generator with ESS, install and configure an ESS transformer and STS.

기설치된 ESS가 비상 발전기의 용량보다 작은 경우 100% 비상 발전기를 대체할 수 없다. If the installed ESS is smaller than the capacity of the emergency generator, 100% of the emergency generator cannot be replaced.

경제적으로 검토 할 경우에도 비상 발전기를 완전히 대체하는 것 보다는 평상시에는 전력 요금 절감용으로 사용하다가 정전 발생 시에 비상 발전기가 가동되기 직전 약 1~5분정도 전력을 공급하는 방식으로 설계하는 것이 효과적이다. Even when considering economically, rather than completely replacing the emergency generator, it is more effective to design it in a way that it is used for power bill reduction in normal times and supplies power for about 1 to 5 minutes just before the emergency generator is activated when a power outage occurs. .

현재 설치될 PCS의 차단기 용량은 400A로 이 용량을 전력 공급이 거의 끊어지지 않도록 부하설계를 진행한다. The current circuit breaker capacity of the PCS to be installed is 400A, and the load is designed so that the power supply is hardly cut off.

정전 발생 후 전력공급이 즉각적으로 이루어져야 할부하는 동력부하보다는 전등부하가 중요할 것으로 판단된다.It is believed that the light load is more important than the power load, which is the installment load that must be supplied immediately after a power outage occurs.

동력설비의 경우 비상발전기가 가동되기 전 약 1~5분정도는 전원공급이 차단되도 크게 문제가 생기지 않는다. In the case of power facilities, even if the power supply is cut off for about 1 to 5 minutes before the emergency generator is activated, there is no problem.

유통 물류 시설은 방문객이 많기 때문에 정전 시에 안전사고 및 범죄의 위험이 노출되므로 ESS의 전력공급을 비상라인의 전등전열라인에 공급하는 것이 가장 효과적이다. Since distribution and distribution facilities have many visitors, the risk of safety accidents and crimes is exposed during power outages. Therefore, it is most effective to supply power from the ESS to the electric light line of the emergency line.

도 4는 신규 전력설비에서의 비상 발전기 대체 ESS 설치 도면을 도시한 도면이고, 도 5는 기존의 비상 발전기 공급 방식 및 대상 부하를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 ESS 대체 운용 시스템을 설명하기 위해 도시한 도면이다. Figure 4 is a diagram showing an emergency generator replacement ESS installation drawing in a new power facility, Figure 5 is a diagram showing an existing emergency generator supply method and target load, Figure 6 is ESS replacement according to an embodiment of the present invention It is a diagram shown to explain an operating system.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 먼저 ESS 비상라인 공급시 고려 사항에 대해 설명한다. Referring to Figures 4 to 6, first, considerations for supplying an ESS emergency line will be described.

ESS 비상라인에 공급 시 고려사항Considerations when supplying ESS emergency lines

1) ESS로 긍급할 특정부하의 신규판넬을 설치한 후 부하이설하여 독립적인 관리가 필요하다. 1) After installing a new panel of a specific load to be promoted to the ESS, it is necessary to transfer the load and independently manage it.

2) 신규판넬의 차단기 용량은 ESS가 한전전력으로 충전할 경우를 고려하여 설계한다PCS 차단기 용량 400A, 부하이설 차단기 용량 400A, 신규판넬 파단기용량 800A).2) The breaker capacity of the new panel is designed in consideration of the case where the ESS is charged with KEPCO power. PCS breaker capacity 400A, load transfer breaker capacity 400A, new panel breaker capacity 800A).

3) 정전 신호를 수신하고 그 신호를 신규판넬의 MC와 ESS에 신호를 주고 EMS에서 즉각 방전할 수 있도록 시스템을 구성하다. 3) The system is configured to receive a power outage signal, give the signal to the MC and ESS of the new panel, and discharge it immediately in EMS.

- ESS방전모드 중 정전 신호 수신 시: 신규판넬 MC를 차단하고 ESS는 방전모드 유지-When receiving a power outage signal during ESS discharge mode: Block MC on new panel and keep ESS in discharge mode

- ESS충전 중 정전 신호 수신 시: 신규판넬 MC차단하고 ESS 방전모드 전환-When receiving power failure signal during ESS charging: New panel MC is cut off and ESS discharge mode is switched

- ESS대기 중 정전 신호 수신 시: 신규판넬 MC차단하고 ESS 방전모드 전환-When power failure signal is received while waiting for ESS: New panel MC is cut off and ESS discharge mode is switched

- 정전 상황에서 비상발전기 전력공급 시: 정전 직전의 ESS운전모드로 전환 -When emergency generator power is supplied in a power outage situation: Switch to ESS operation mode just before power outage

이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the technical idea of the present invention has been described in detail in the preferred embodiment, but the preferred embodiment is for the purpose of explanation and not limitation. As such, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various embodiments are possible through a combination of the embodiments of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.

ESS : 에너지 저장 장치
ATS : 자동 절체 스위치
G : 비상 발전기
1 : 감지 센서ESS: energy storage device
ATS: Automatic transfer switch
G: emergency generator
1: detection sensor

Claims

An alternative operation system for emergency generators for distribution and distribution facilities using ESS to replace energy storage systems (ESS) with emergency generators for oil distribution facilities.