KR20200129554A - System and method for smoothing output of the renewable energy - Google Patents

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KR20200129554A
KR20200129554A KR1020190054137A KR20190054137A KR20200129554A KR 20200129554 A KR20200129554 A KR 20200129554A KR 1020190054137 A KR1020190054137 A KR 1020190054137A KR 20190054137 A KR20190054137 A KR 20190054137A KR 20200129554 A KR20200129554 A KR 20200129554A
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KR1020190054137A
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윤주영
이영훈
박성구
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두산중공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an energy storage system and a method for controlling the same, and more particularly, to an energy storage system and a method for controlling the same, which enables a stabilized electric power to be supplied by smoothing the unstable output of renewable energy. According to the present invention, the energy storage system comprises: an energy management unit configured to control charging or discharging of a battery corresponding to a charging area or a discharging area when the output amount of a renewable energy source is included in the charging area or the discharging area; a battery unit for charging or discharging electric power in response to the output amount of the renewable energy source; and a power conversion unit for controlling charging or discharging of the battery unit.

Description

신재생 에너지 출력의 평활화를 위한 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SMOOTHING OUTPUT OF THE RENEWABLE ENERGY}Energy storage system for smoothing renewable energy output and control method thereof {SYSTEM AND METHOD FOR SMOOTHING OUTPUT OF THE RENEWABLE ENERGY}

본 발명은 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 신재생 에너지의 불안정한 출력을 평활화 시킴으로써 안정화 된 전력이 공급될 수 있게 하는 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage system and a control method thereof, and more particularly, to an energy storage system and a control method thereof for supplying stabilized electric power by smoothing the unstable output of renewable energy.

신재생 에너지란, 기존의 화석 연료를 재활용하거나 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지를 일컫는 것으로, 인구의 증가, 산업의 발달에 따라 화석 연료에 대한 수요가 증가하고 있는 것에 대응하여 대안으로 제시되고 있는 것이다. 이러한 신재생 에너지의 종류에는 풍력 에너지, 태양광 에너지, 바이오 에너지, 조류 에너지, 지열 에너지 등이 존재하며, 이러한 신재생 에너지는 화석 연료와 달리 재생이 가능하기 때문에 고갈의 염려가 없다는 점, 오염 물질이나 이산화탄소 배출이 적어 친환경적이라는 점 등에서 장점이 있는 반면, 신재생 에너지를 생산하기 위한 구조물들(발전소)을 설치할 시 자연환경의 영향을 많이 받는다는 점, 개발 초기에 투자 비용이 많이 들고 경제성이 낮다는 점 등에서 단점이 존재하기도 한다.Renewable energy refers to the energy used by recycling existing fossil fuels or converting renewable energy, and is proposed as an alternative in response to the increasing demand for fossil fuels as the population increases and the development of industry. will be. Wind energy, solar energy, bio energy, algae energy, geothermal energy, etc. are present in the types of renewable energy. Unlike fossil fuels, these renewable energy are renewable, so there is no fear of depletion. However, it has advantages in that it is eco-friendly due to low carbon dioxide emissions, but it is highly influenced by the natural environment when installing structures (power plants) to produce new and renewable energy. There are also disadvantages such as points.

한편, 에너지원으로서의 신재생 에너지 생산과 관련된 기술에 대한 관심과 더불어, 생성된 전력을 제공하는 시설물들에 대하여도 기술적 관심이 지속적으로 높아지고 있는데, 특히 산업의 발달과 함께 전력 수요는 지속적으로 증가하고 있는 반면 전력을 생산해 내기 위한 자원들은 점차 한계에 이르고 있는 현실에서, 최근 전력의 수급을 효율적으로 관리하기 위한 시스템들이 다각적으로 연구되고 있다. 에너지 저장 시스템(Energy Storage System)은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 노력의 일환에서 제안된 것으로, 특히 계통 내에서 전력의 공급과 수요가 불균형을 이룸에 따른 에너지 낭비와 소비자 불편을 해소하기 위해 에너지를 계획적으로 생산 및 소비할 수 있는 환경을 제공하고자 최근에는 에너지 저장 시스템에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.On the other hand, in addition to the interest in technology related to the production of renewable energy as an energy source, technological interest is constantly increasing in facilities that provide generated power. In particular, the demand for electricity is continuously increasing with the development of the industry. On the other hand, in the reality that resources for generating electricity are gradually reaching their limits, systems for efficiently managing the supply and demand of electricity are being studied in various ways. The Energy Storage System was proposed as part of an effort to solve the above problems.In particular, energy is used to reduce energy waste and consumer inconvenience due to an imbalance between the supply and demand of power within the system. In order to provide an environment that can be produced and consumed intentionally, research on energy storage systems has been actively conducted in recent years.

에너지 저장 시스템이란, 기본적으로 에너지원으로부터 생산된 전력을 저장한 후 필요한 시점에 이를 활용하게 하는 시스템을 이르는 것으로, 특히 최근 신재생 에너지로의 에너지원 전환이 불가피한 시점에서 공급의 변동성, 불안정성, 불균형성 특징을 가지는 신재생 에너지를 효율적으로 활용하기 위해 에너지 저장 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다.An energy storage system basically refers to a system that stores power generated from an energy source and then utilizes it when necessary.In particular, supply fluctuations, instability, and imbalance are inevitable at the time when energy source conversion to renewable energy is inevitable. Interest in energy storage systems is increasing in order to efficiently utilize new and renewable energies having characteristics.

특히, 신재생 에너지원이 가지는 단점 중 불안정성은 계통 전체에 큰 데미지를 입힐 수도 있는 것으로, 본 발명에서는 이러한 신재생 에너지원의 불안정한 공급을 평활화 할 수 있는 에너지 저장 시스템, 그리고 이의 제어 방법을 제안하고자 한다.In particular, among the disadvantages of renewable energy sources, instability may cause great damage to the entire system.In the present invention, to propose an energy storage system capable of smoothing the unstable supply of such renewable energy sources, and a control method thereof. do.

공개특허공보 제10-2018-0114272A호 (2018.10.18. 공개)Unexamined Patent Publication No. 10-2018-0114272A (published on October 18, 2018)

본 발명은 신재생 에너지원으로부터의 공급을 평활화(smoothing) 할 수 있는 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an energy storage system capable of smoothing a supply from a renewable energy source and a control method thereof.

특히, 본 발명은 에너지 저장 시스템 내에 서로 상이한 충방전 주기를 가지는 배터리들을 구비시킴으로써 신재생 에너지원으로부터의 공급이 불안정하더라도 그 불안정한 범위에 따라 각기 다른 배터리로 하여금 대응을 하도록 함으로써 평활화가 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.In particular, the present invention provides batteries having different charge/discharge cycles in the energy storage system, so that even if supply from a renewable energy source is unstable, different batteries respond to the unstable range, thereby enabling smoothing. The purpose.

또한, 본 발명은 상이한 충방전 주기의 배터리들을 혼용함으로써 에너지 저장 시스템의 안전성 및 안정성을 높이며, 나아가 배터리들의 수명을 극대화 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to increase the safety and stability of an energy storage system by mixing batteries of different charge/discharge cycles, and to maximize the life of the batteries.

또한 본 발명은 상이한 충방전 주기의 배터리들을 혼용함으로써 다양한 경우의 전력 불안정 공급 상황에서도 각 배터리의 충방전 특성에 따라 안정된 전력 공급이 이루어질 수 있도록 하는 것을 하나의 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a stable power supply according to the charging/discharging characteristics of each battery even in a power unstable supply situation in various cases by mixing batteries of different charging/discharging cycles.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템은, 신재생 에너지원의 출력량에 대하여 기준선(REF)을 설정하고, 상기 기준선을 중심으로 기 설정된 범위의 출력량에 대해 배터리의 충전 영역 또는 배터리의 방전 영역 중 적어도 어느 하나를 정의하며, 상기 신재생 에너지원의 출력량이 상기 충전 영역 또는 방전 영역에 포함되는 경우 해당 충전 영역 또는 방전 영역에 대응되는 배터리의 충전 또는 방전이 이루어지도록 제어하는 에너리 관리부; 상기 신재생 에너지원의 출력량에 대응하여 전력을 충전 또는 방전하는 배터리부; 및 상기 배터리부의 충전 또는 방전을 제어하는 전력 변환부; 를 포함한다.In order to solve the above problems, the energy storage system according to the present invention sets a reference line REF for an output amount of a renewable energy source, and a charging area or a battery charge area for an output amount in a preset range around the reference line. Energy that defines at least one of the discharge regions of the battery, and controls charging or discharging of the battery corresponding to the charging region or the discharge region when the output amount of the renewable energy source is included in the charging region or the discharge region Lee Management Department; A battery unit charging or discharging electric power in response to an output amount of the renewable energy source; And a power conversion unit controlling charging or discharging of the battery unit. Includes.

또한, 상기 에너지 저장 시스템에 있어서 상기 배터리부는 충방전 주기가 상이한 적어도 둘 이상의 배터리를 포함할 수 있다. 이 때 상기 배터리는, 충방전 주기가 상대적으로 짧은 단주기 배터리 및 충방전 주기가 상대적으로 긴 장주기 배터리를 포함할 수 있다.In addition, in the energy storage system, the battery unit may include at least two or more batteries having different charge/discharge cycles. In this case, the battery may include a short cycle battery having a relatively short charge/discharge cycle and a long cycle battery having a relatively long charge/discharge cycle.

또한, 상기 에너지 저장 시스템에 있어서 상기 에너지 관리부는 상기 기준선을 중심으로 상부에 존재하는 기 설정된 범위까지의 출력량에 대해서는 장주기 배터리의 충전 영역으로 정의하고, 상기 장주기 배터리의 충전 영역보다 더 높은 범위의 출력량에 대해서는 단주기 배터리의 충전 영역으로 정의하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 이 때, 상기 에너지 관리부는 상기 기준선을 중심으로 하부에 존재하는 기 설정된 범위까지의 출력량에 대해서는 장주기 배터리의 방전 영역으로 정의하고, 상기 장주기 배터리의 방전 영역보다 더 낮은 범위의 출력량에 대해서는 단주기 배터리의 방전 영역으로 정의하는 것을 특징으로 할 수도 있다.In addition, in the energy storage system, the energy management unit defines an output amount up to a preset range existing above the reference line as a charging area of a long-cycle battery, and an output amount of a higher range than the charging area of the long-cycle battery. For can be characterized in that it is defined as a charging area of a short-cycle battery. In this case, the energy management unit defines a discharge area of a long-period battery for an output amount up to a preset range existing below the reference line, and a short-period for an output amount lower than the discharge area of the long-period battery. It may be characterized as being defined as a discharge area of a battery.

또한, 상기 에너지 저장 시스템에 있어서 상기 에너지 관리부는 상기 신재생 에너지원으로부터의 출력량에 기초하여, 기 설정된 기준선을 새로운 기준선으로 재설정하고, 상기 재설정된 기준선을 중심으로 배터리의 충전 영역 또는 방전 영역을 재정의하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the energy storage system, the energy management unit resets a preset reference line to a new reference line based on the amount of output from the renewable energy source, and redefines the charging area or the discharge area of the battery based on the reset reference line. It can be characterized by that.

또한, 상기 에너지 저장 시스템에 있어서 상기 단주기 배터리 및 장주기 배터리는 상호 간에 전력의 공급이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the energy storage system, the short-cycle battery and the long-cycle battery may supply power to each other.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법은, 에너지 관리부가, 신재생 에너지원의 출력량에 대하여 기준선(REF)을 설정하고, 상기 기준선을 중심으로 기 설정된 범위의 출력량에 대해 배터리의 충전 영역 또는 배터리의 방전 영역 중 적어도 어느 하나를 정의하는 단계; 에너지 관리부가, 상기 신재생 에너지원의 출력량을 모니터링하는 단계; 에너지 관리부가, 상기 신재생 에너지원의 출력량이 상기 충전 영역 또는 방전 영역에 포함되는 경우 해당 충전 영역 또는 방전 영역에 대응되는 배터리의 충전 또는 방전이 이루어지도록 제어하는 단계; 배터리부 및 전력 변환부가, 상기 에너지 관리부의 제어에 따라 충전 또는 방전을 수행하는 단계; 를 포함한다.On the other hand, in the control method of an energy storage system according to another embodiment of the present invention, the energy management unit sets a reference line REF with respect to the output amount of the renewable energy source, and the output amount in a preset range is set around the reference line. Defining at least one of a charging area of a battery or a discharge area of a battery for the battery; An energy management unit monitoring an output amount of the renewable energy source; Controlling, by an energy management unit, to charge or discharge a battery corresponding to the charging area or the discharging area when the output amount of the renewable energy source is included in the charging area or the discharging area; Performing charging or discharging according to the control of the energy management unit by a battery unit and a power conversion unit; Includes.

또한, 상기 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 있어서 상기 배터리부는 충방전 주기가 상이한 적어도 둘 이상의 배터리를 포함할 수 있다. 또한 상기 배터리는, 충방전 주기가 상대적으로 짧은 단주기 배터리 및 충방전 주기가 상대적으로 긴 장주기 배터리를 포함할 수 있다.In addition, in the control method of the energy storage system, the battery unit may include at least two or more batteries having different charge/discharge cycles. Further, the battery may include a short-cycle battery having a relatively short charge/discharge period and a long-cycle battery having a relatively long charge/discharge cycle.

또한, 상기 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 있어서 상기 에너지 관리부가 상기 충전 영역 또는 방전 영역 중 적어도 어느 하나를 정의하는 단계는, 상기 에너지 관리부가, 상기 기준선을 중심으로 상부에 존재하는 기 설정된 범위까지의 출력량에 대해서는 장주기 배터리의 충전 영역으로 정의하고, 상기 장주기 배터리의 충전 영역보다 더 높은 범위의 출력량에 대해서는 단주기 배터리의 충전 영역으로 정의하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in the controlling method of the energy storage system, the step of defining at least one of the charging area or the discharging area by the energy management unit may include: the energy management unit, up to a preset range existing above the reference line. The output amount may be defined as a charging area of a long-period battery, and an output amount higher than the charging area of the long-period battery may be defined as a charging area of a short-cycle battery.

또한, 상기 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 있어서 상기 에너지 관리부가 상기 충전 영역 또는 방전 영역 중 적어도 어느 하나를 정의하는 단계는, 상기 에너지 관리부가, 상기 기준선을 중심으로 하부에 존재하는 기 설정된 범위까지의 출력량에 대해서는 장주기 배터리의 방전 영역으로 정의하고, 상기 장주기 배터리의 방전 영역보다 더 낮은 범위의 출력량에 대해서는 단주기 배터리의 방전 영역으로 정의하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in the method of controlling the energy storage system, the step of defining at least one of the charging area or the discharging area by the energy management unit may include: the energy management unit, up to a preset range existing below the reference line. The output amount may be defined as a discharge area of a long-period battery, and an output amount lower than the discharge area of the long-period battery may be defined as a discharge area of a short-cycle battery.

또한, 상기 에너지 저장 시스템의 제어 방법은, 상기 에너지 관리부가 상기 신재생 에너지원으로부터의 출력량에 기초하여, 기 설정된 기준선을 새로운 기준선으로 재설정하고, 상기 재설정된 기준선을 중심으로 배터리의 충전 영역 또는 방전 영역을 재정의하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the control method of the energy storage system, the energy management unit resets a preset reference line to a new reference line based on the amount of output from the renewable energy source, and a charging area or discharge of the battery around the reset reference line. It may be characterized in that it further comprises the step of redefining the region.

또한, 상기 에너지 저장 시스템의 제어 방법에 있어서 상기 단주기 배터리 및 장주기 배터리는 상호 간에 전력의 공급이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the control method of the energy storage system, the short-cycle battery and the long-cycle battery may supply power to each other.

본 발명에 따르면 신재생 에너지원으로부터의 공급을 안정화 시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of stabilizing the supply from a renewable energy source.

또한 본 발명에 따르면 충방전 주기가 서로 상이한 배터리들을 혼용함으로써 전체 에너지 저장 시스템의 안전성 및 안정성까지도 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to increase the safety and stability of the entire energy storage system by mixing batteries having different charge/discharge cycles.

또한 본 발명에 따르면 에너지 저장 시스템 내 배터리들의 기능적 부담을 덜어줄 수 있게 되므로 이들 배터리들의 수명을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the functional burden of the batteries in the energy storage system can be reduced, the lifespan of these batteries can be maximized.

또한 본 발명에 따르면 다양한 경우의 전력 불안정 공급 상황에 대해서도 신속한 대응이 가능하게 되어 공급의 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to quickly respond to unstable power supply situations in various cases, thereby improving supply stability.

도 1은 본 발명이 제안하고자 하는 에너지 저장 시스템의 개략적인 구성 및 에너지 저장 시스템 주변의 구성들을 도시한 것이다.
도 2는 신재생 에너지원에 의해 에너지 저장 시스템으로 공급되는 전력의 시간 별 전력량을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 내부 배터리들이 신재생 에너지원의 불안정한 전력 공급에 대응하여 운용되는 영역을 표시한 것이다.
도 4는 신재생 에너지원의 또 다른 전력 공급 예에 있어서 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 운용 모습을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법을 순서에 따라 도시한 것이다.
1 shows a schematic configuration of an energy storage system proposed by the present invention and configurations around the energy storage system.
FIG. 2 shows the amount of power per hour of power supplied to the energy storage system by a renewable energy source.
3 shows an area in which internal batteries of the energy storage system according to the present invention are operated in response to unstable power supply from a renewable energy source.
4 is a diagram illustrating an operation of the energy storage system according to the present invention in another example of supplying power to a renewable energy source.
5 is a sequence diagram illustrating a method of controlling an energy storage system according to the present invention.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.Details of the object and the technical configuration of the present invention and the effects of the operation thereof will be more clearly understood by the following detailed description based on the accompanying drawings in the specification of the present invention. An embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.The embodiments disclosed herein should not be construed or used as limiting the scope of the present invention. It is natural to those skilled in the art that the description including the embodiments of the present specification has various applications. Accordingly, any of the embodiments described in the detailed description of the present invention are illustrative for better describing the present invention, and it is not intended that the scope of the present invention be limited to the embodiments.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.The functional blocks shown in the drawings and described below are only examples of possible implementations. In other implementations, other functional blocks may be used without departing from the spirit and scope of the detailed description. Further, while one or more functional blocks of the present invention are represented as individual blocks, one or more of the functional blocks of the present invention may be a combination of various hardware and software configurations that perform the same function.

또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 “개방형”의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.In addition, the expression to include certain elements is an expression of “open type” and simply refers to the existence of the corresponding elements, and should not be understood as excluding additional elements.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.Furthermore, when a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. do.

도 1은 본 발명에서 제안하고자 하는 에너지 저장 시스템(100), 그리고 에너지 저장 시스템(100) 주변의 구성들에 대한 개략적인 설명을 하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram for schematically illustrating an energy storage system 100 proposed in the present invention and configurations around the energy storage system 100.

도 1을 참조할 때, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(100)은 신재생 에너지원(200)과 그리드(300)에 동시에 연결되는 것으로, 기본적으로 에너지 저장 시스템(100)은 신재생 에너지원(200)으로부터 생산된 전력을 공급받아 저장을 하거나 또는 이를 그리드(300) 측에 다시 공급하는 역할을 한다. Referring to FIG. 1, the energy storage system 100 according to the present invention is connected to a renewable energy source 200 and a grid 300 at the same time, and basically, the energy storage system 100 is a renewable energy source ( It serves to receive and store the power generated from 200) or to supply it back to the grid 300 side.

본 상세한 설명에서 언급되는 신재생 에너지원이라는 용어는, 더 구체적으로는 신재생 에너지를 이용하여 에너지, 즉 전력을 생산할 수 있는 설비들을 의미하는 것으로 이해될 수 있으며, 여기에는 풍력 발전소, 지열 발전소, 태양광 발전소, 바이오에너지 발전소, 조력 발전소 등이 포함될 수 있다. 참고로, 본 상세한 설명에서는 발명의 이해를 돕기 위해 태양광 발전소를 신재생 에너지원의 대표적인 예로 삼아 설명하기로 한다. The term renewable energy source referred to in this detailed description may be understood to mean facilities capable of producing energy, that is, power using renewable energy more specifically, including wind power plants, geothermal power plants, May include solar power plants, bioenergy power plants, tidal power plants, etc. For reference, in this detailed description, a solar power plant is used as a representative example of a renewable energy source to aid understanding of the invention.

한편, 그리드(300)는 발전소에서 생산된 전기를 소비자에게 전달하는 전력망을 의미하는 것으로, 여기에는 송전선, 변전소 등 전력을 개별 부하단에 공급하는 데에 필요한 구성요소들이 포함될 수 있다. On the other hand, the grid 300 refers to a power grid that delivers electricity generated in a power plant to a consumer, and this may include components necessary for supplying power to individual loads, such as a transmission line and a substation.

에너지 저장 시스템(100)은 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 에너지 관리부(110), 배터리부(120), 전력 변환부(130)를 기본 구성으로 포함할 수 있으며, 여기에 추가적으로 배터리 관리부(140)가 더 포함될 수 있다. The energy storage system 100 may include an energy management unit 110, a battery unit 120, and a power conversion unit 130 as a basic configuration as shown in FIG. 1, and additionally, the battery management unit 140 May be further included.

먼저 에너지 관리부(110)(Energy Management System)는 계통 내에서의 에너지 사용 패턴을 분석하고 분석된 사용 패턴을 기초로 에너지의 공급을 조절할 수 있게 한 것으로, 전체 전력공급 계통에 대한 상시 정보 수집 및 부하 주파수 감시를 통하여 계통에 연계된 발전 설비의 운전을 최적으로 제어하며, 전력계통의 효율적인 관리로 경제급전을 수행하는 구성을 의미한다. 에너지 관리부(110)는 계통 내 사용자들의 소비전력 수요, 현재 전력 상황 등의 정보를 수집하고, 과거로부터 최근까지의 소비 전력 패턴을 분석하는 것을 하나의 주된 기능으로 하며, 또한 분석된 소비 전력 패턴을 기초로 향후 전력 소비량 예측하고, 이에 따라 에너지 저장 시스템(100)에서의 충/방전 스케줄을 조정하는 것을 또 다른 기능으로 한다.First, the energy management unit 110 (Energy Management System) analyzes the energy use pattern within the system and allows the supply of energy to be adjusted based on the analyzed use pattern.It collects and loads information on the entire power supply system at all times. It means a configuration that optimally controls the operation of power generation facilities connected to the system through frequency monitoring, and performs economic power supply through efficient management of the power system. The energy management unit 110 collects information such as power consumption demand and current power situation of users in the system, and analyzes the power consumption pattern from the past to the latest, as one main function, and also uses the analyzed power consumption pattern. Another function is to predict future power consumption based on the future, and adjust the charge/discharge schedule in the energy storage system 100 accordingly.

또한, 본 발명에서의 에너지 관리부(110)는 신재생 에너지원(200)으로부터 공급되는 전력량을 상시 모니터링 할 수 있으며, 그에 따라 후술하게 될 도면에서의 실시예에서와 같이 배터리부(120) 및 전력 변환부(130)를 제어함으로써 배터리들의 충방전을 제어할 수도 있다. In addition, the energy management unit 110 in the present invention can monitor the amount of power supplied from the renewable energy source 200 at all times, and accordingly, as in the embodiment in the drawings to be described later, the battery unit 120 and the power Charging and discharging of the batteries may be controlled by controlling the conversion unit 130.

다음으로 전력 변환부(130)(Power Conditioning System)는, 기본적으로는 에너지원으로부터 생산된 전력을 전력 계통과 연계시키는 중간 단계의 시스템으로, 교류와 직류 간의 변환, 전압/전류/주파수 변환 등을 수행한다. 예를 들어 신재생 에너지원(200)으로부터 공급되는 에너지는 전력 변환 시스템을 통해 배터리부(120)에 충전될 수 있으며, 또는 배터리부(120)로부터 방전된 에너지는 전력 변환부(130)를 통해 계통으로 공급될 수 있다. 또한 본 발명에서의 전력 변환부(130)는 상기 에너지 관리부(110)의 제어에 따라 구동될 수 있으며, 특히 상기 에너지 관리부(110)로부터 수신한 데이터를 참조하여 배터리부(120) 내 구비된 단주기 배터리 및 장주기 배터리의 충방전을 제어할 수 있다. 이 때, 전력 변환부(130)가 참조할 수 있는 데이터에는 상기 신재생 에너지원(200)으로부터 공급되는 전력의 실시간 전력량, 공급되는 전력 주파수의 실시간 변동 값 등이 포함될 수 있다. Next, the power conversion unit 130 (Power Conditioning System) is an intermediate-stage system that basically connects the power produced from an energy source with the power system, and performs conversion between AC and DC, voltage/current/frequency conversion, etc. Perform. For example, energy supplied from the renewable energy source 200 may be charged in the battery unit 120 through a power conversion system, or the energy discharged from the battery unit 120 may be charged through the power conversion unit 130. Can be supplied to the system. In addition, the power conversion unit 130 in the present invention may be driven under the control of the energy management unit 110, and in particular, the terminal provided in the battery unit 120 with reference to the data received from the energy management unit 110 Charging and discharging of periodic batteries and long periodic batteries can be controlled. In this case, data that can be referred to by the power converter 130 may include a real-time amount of power of the power supplied from the renewable energy source 200, a real-time variation value of the supplied power frequency, and the like.

다음으로 배터리부(120)는, 기본적으로 앞서 언급한 신재생 에너지원(200)으로부터 공급되는 불안정한 전력을 평활화 하기 위해 충전 또는 방전이 가능한 배터리들을 포함하는 것으로, 이 때 당해 배터리부(120) 내에 구비되는 배터리들은 상이한 충방전 주기를 가지는 둘 이상의 배터리들일 수 있다. 바람직하게는, 상기 둘 이상의 배터리는 단주기 배터리 및 장주기 배터리, 즉 충방전의 주기가 서로 상이한 것으로서 어느 하나는 상대적으로 짧은, 그리고 다른 하나는 상대적으로 긴 것들을 포함할 수 있다. 또한, 본 상세한 설명에서 언급되는 배터리는 플로우 배터리, 이차전지와 같은 다양한 것들 것 포함할 수 있으며, 예를 들어 플라이휠, NAS, 전고체전지 등의 종류가 포함될 수 있다. 참고로, 본 상세한 설명에서는 단주기 배터리의 대표 예시로 리튬이온배터리를, 그리고 장주기 배터리의 대표 예시로 바나듐 산화환원 흐름 축전지(Vanadium Redox Flow Battery)를 언급할 것이나, 단주기 배터리 및 장주기 배터리는 이러한 실시예에 한정되지 않으며 충방전 주기의 상대적인 차이에 의해 정의될 수 있는 한 그 종류에는 제한이 없다 할 것이다.Next, the battery unit 120 basically includes batteries capable of charging or discharging in order to smooth the unstable power supplied from the aforementioned renewable energy source 200. At this time, the battery unit 120 The provided batteries may be two or more batteries having different charge/discharge cycles. Preferably, the two or more batteries may include a short-period battery and a long-period battery, that is, a charge/discharge period different from each other, one of which is relatively short, and the other of which is relatively long. In addition, the batteries mentioned in this detailed description may include various things such as a flow battery and a secondary battery, and for example, a flywheel, a NAS, an all-solid-state battery, and the like may be included. For reference, in this detailed description, a lithium ion battery will be referred to as a representative example of a short-cycle battery and a vanadium redox flow battery as a representative example of a long-cycle battery, but short-cycle batteries and long-cycle batteries are It is not limited to the embodiment, and the type is not limited as long as it can be defined by a relative difference in charge/discharge cycles.

마지막으로, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(100)은 배터리 관리부(140)(Battery Management System)를 더 포함할 수 있다. 배터리 관리부(140)는 배터리의 전압, 전류, 온도 등을 감지하고 배터리의 충방전량을 적정한 수준으로 제어하는 구성으로, 배터리의 셀 밸런싱을 수행함과 동시에 배터리의 잔여 용량을 모니터링하는 역할도 수행한다. 또한, 배터리관리부는 위험상황이 발생하는 경우 비상 동작을 함으로써 배터리를 보호하기도 한다. 본 배터리관리부는 앞서 설명한 전력 변환부(130)와는 별개의 기능을 수행하지만 각각 배터리에 대한 제어권을 가지고 있다는 점에서는 공통점이 있으며, 설계에 따라 상기 전력 변환부(130) 및 본 배터리 관리부(140)는 하나의 서버로도 구현될 수 있다.Finally, the energy storage system 100 according to the present invention may further include a battery management unit 140 (Battery Management System). The battery management unit 140 senses the voltage, current, temperature, etc. of the battery and controls the charge/discharge amount of the battery to an appropriate level. It also performs cell balancing of the battery and monitors the remaining capacity of the battery. In addition, the battery management unit protects the battery by performing an emergency operation when a dangerous situation occurs. The battery management unit performs a separate function from the power conversion unit 130 described above, but has a common point in that each has control rights for the battery, and the power conversion unit 130 and the battery management unit 140 are according to design. Can also be implemented as a single server.

이상 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(100)의 주요 구성들에 대해 살펴보았다. The main components of the energy storage system 100 according to the present invention have been described above.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(100)이 신재생 에너지원(200)으로부터 공급되는 불안정한 전력을 평활화(smoothing)시키는 방식에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of smoothing the unstable power supplied from the renewable energy source 200 by the energy storage system 100 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

먼저 도 2는 신재생 에너지원(200), 더 구체적으로는 태양광 발전소로부터 본 에너지 저장 시스템(100)으로 공급되는 전력의 실시간 출력량을 도시한 것이다. 도 2의 그래프는 오전 9:00부터 11:00까지의 출력량을 표시하고 있는데, 이를 볼 때 태양광 발전소로부터의 전력은 매우 불안정하게 공급되고 있음을 알 수 있다. 이는 구름 등에 의하여 태양광 패널이 태양으로부터의 빛을 제대로 수광하지 못함에 따른 것으로, 현재까지의 기술력으로는 태양광 발전소의 불안정한 공급을 원천적으로 안정하게 유지시키기에 역부족인 상황이라 할 수 있다. First, FIG. 2 shows a real-time output amount of power supplied from a renewable energy source 200, more specifically, to the energy storage system 100 seen from a solar power plant. The graph of FIG. 2 shows the amount of output from 9:00 am to 11:00 am, and it can be seen that the power from the solar power plant is supplied very unstable. This is due to the fact that the solar panel does not properly receive light from the sun due to clouds, etc., and the technology so far is insufficient to maintain the unstable supply of the solar power plant at the source.

한편, 도 3은 이와 같이 불안정한 출력을 내는 태양광 발전소의 단점을 해결하는 방식을 간략히 도시한 것으로, 특히 본 발명은 태양광 발전소의 출력에 두 종류의 배터리가 연동되어 구동될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, FIG. 3 is a simplified illustration of a method of solving the shortcomings of a solar power plant that produces such an unstable output. In particular, the present invention is characterized in that two types of batteries are interlocked with the output of the solar power plant to be driven. To do.

도 3을 참조할 때, 당해 에너지 저장 시스템(100)으로 공급되는 실시간 전력량, 다시 말해 태양광 발전소로부터의 에너지 출력량에 대해서는 도 3에서도 볼 수 있듯 총 4개의 영역으로 구분될 수 있으며, 구체적으로 a영역은 단주기 배터리에 의해 충전이 이루어지는 영역, b영역은 장주기 배터리에 의해 충전이 이루어지는 영역, c영역은 장주기 배터리에 의해 방전이 이루어지는 영역, d영역은 단주기 배터리에 의해 방전이 이루어지는 영역으로 정의될 수 있다. 즉, 이와 같은 영역들은 태양광 발전소로부터의 출력을 중심선(REF)을 기준으로 나누어 위쪽은 배터리부(120)에 의한 충전이, 아래쪽은 방전이 이루어지는 영역으로 정의한 것들이며, 여기서 더 나아가 충방전이 이루어지는 영역 중에서도 기 설정된 범위 내에서의 출력 변동은 장주기 배터리의 충방전을 제어함으로써, 그리고 기 설정된 범위를 초과하는 출력 변동은 단주기 배터리의 충방전을 제어함으로써 태양광 발전소 출력의 평활화를 수행하도록 한 것이다.Referring to FIG. 3, the amount of real-time power supplied to the energy storage system 100, that is, the amount of energy output from a solar power plant, can be divided into a total of four areas as shown in FIG. 3, specifically a The area is defined as the area where the charge is made by the short-cycle battery, the area b is the area where the long-cycle battery is charged, the area c is the area where the long-cycle battery is discharged, and the d area is the area where the short-cycle battery is discharged. Can be. That is, these areas are defined by dividing the output from the photovoltaic power plant based on the center line (REF) and defining the upper side as a charge by the battery unit 120 and the lower side as a discharge area. Among the regions, output fluctuations within a preset range are controlled by charging and discharging the long-period battery, and output fluctuations exceeding the preset range by controlling the charging and discharging of short-cycle batteries to smooth the solar power plant output. will be.

예를 들어, a영역은 태양광 패널이 충분한 태양광을 수광할 수 있는 환경에 있어 계통에서 필요한 전력량 이상의 전력을 공급할 수 있는 상태로 이해될 수 있으며, 이 경우 본 에너지 저장 시스템(100)은 필요한 양 만큼의 전력으로 하여금 단주기 배터리, 즉 고출력 저용량의 단주기 배터리를 충전시키도록 제어할 수 있다. 반대로, d영역은 태양광 패널이 충분한 태양광을 수광할 수 없는 환경에 있는 것으로 이해될 수 있는데, 이 경우 에너지 저장 시스템(100)은 단주기 배터리를 방전시킴으로써 태양광 발전소로부터의 부족한 전력량을 보충하도록 할 수 있다. 한편, b영역은 태양광 패널이 a영역보다는 적은 양의 태양광을 수광할 수 있는 환경에 있는 것으로, 본 에너지 저장 시스템(100)은 저출력 고용량의 장주기 배터리를 충전시키도록 제어할 수 있으며, c영역에서는 이와 반대로 장주기 배터리를 방전시키도록 제어할 수 있다. For example, area a can be understood as a state in which the solar panel can supply more than the amount of power required by the system in an environment in which sufficient sunlight can be received. In this case, the energy storage system 100 is The amount of power can be controlled to charge a short-cycle battery, that is, a high-output, low-capacity single-cycle battery. Conversely, the d area can be understood as being in an environment where the solar panel cannot receive sufficient sunlight. In this case, the energy storage system 100 compensates for the insufficient amount of power from the solar power plant by discharging the short-cycle battery. You can do it. On the other hand, the area b is in an environment in which the solar panel can receive less sunlight than the area a, and the energy storage system 100 can be controlled to charge a low-power, high-capacity long-period battery, and c In the region, on the contrary, the long-period battery can be controlled to discharge.

한편, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(100)은 위와 같이 정해진 출력 구간에 대해서 단주기 배터리 또는 장주기 배터리 중 어느 하나만 충방전이 이루어지도록 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 두 종류의 배터리들을 모두 충방전이 이루어지도록 제어할 수도 있다.On the other hand, the energy storage system 100 according to the present invention can control charging and discharging of only one of a short-cycle battery or a long-cycle battery for the predetermined output section as described above, as well as charging and discharging both types of batteries. You can also control it to happen.

다시 말해, 약 9:10분부터 약 9:20분 사이의 태양광 발전소 출력을 기준으로 살펴볼 때, 전술한 실시예에서는 b영역에서는 오직 장주기 배터리의 충전만 이루어지도록, 그리고 a영역에서는 오직 단주기 배터리의 충전만 이루어지도록 에너지 저장 시스템(100)의 제어가 이루어지는 것으로 설명하였으나, 변형된 실시예에서는 약 9:10분부터 약 9:20분까지 태양광 발전소의 출력 변동에 따라 장주기 배터리를 충전을 제어하되, 임의의 기준점을 초과하는 출력에 대해서는 장주기 배터리 및 단주기 배터리를 동시에 충전시키도록 제어할 수도 있다. 즉, 변형된 실시예에서는 기준선을 중심으로 태양광 발전소로부터의 출력이 높아 잉여전력이 발생할 때에 해당 잉여전력에 따라 장주기 배터리를 충전시키도록 제어함과 동시에 임의의 값을 초과하는 잉여전력이 발생할 때에는 그 때마다 단주기 배터리를 충전시키도록 함으로써 궁극적으로 두 종류의 배터리가 동시에 충전이 되거나 또는 장주기 배터리만 충전되는 시간이 해당 구간 내에 존재할 수 있도록 할 수 있다. In other words, when looking at the solar power plant output between about 9:10 minutes and about 9:20 minutes, in the above-described embodiment, only the long-cycle battery is charged in the area b, and in the area a, only a short period is performed. It has been described that the energy storage system 100 is controlled so that only the battery is charged, but in the modified embodiment, the long-cycle battery is charged according to the output fluctuation of the solar power plant from about 9:10 minutes to about 9:20 minutes. However, it may be controlled to simultaneously charge a long-cycle battery and a short-cycle battery for an output exceeding a certain reference point. That is, in the modified embodiment, when the output from the photovoltaic power plant is high around the reference line and excess power is generated, the long-period battery is charged according to the corresponding surplus power, and at the same time, when surplus power exceeding a certain value occurs, By charging the short-period battery each time, ultimately, the two types of batteries are simultaneously charged or only the long-period battery is charged can exist within a corresponding period.

다른 한편, 또 다른 변형된 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(100)은 장주기 배터리의 충방전 영역에 대해서는 태양광 발전소의 출력 변동과 관계 없이 지속적으로 충방전 상태를 유지시키되, 임의의 값을 초과하는 범위에 대해서는 상기 장주기 배터리의 충방전 상태가 유지된 상태에서 단주기 배터리의 충방전이 더 이루어질 수 있도록 제어할 수도 있다. 다시 약 9:10분 내지 9:20분 사이의 구간을 예로 들 때, 해당 구간에서의 b영역에서는 태양광 발전소 출력량의 변동이 있으나 본 에너지 저장 시스템(100)은 이와 무관하게 장주기 배터리를 지속적으로 충전 가능한 상태로 둠으로써, 즉 일단 장주기 배터리의 충전상태로 제어가 이루어진 후에는 더 이상의 제어를 하지 않은 채 그대로 둠으로써 해당 장주기 배터리의 충전이 지속적으로 이루어지도록 할 수 있으며, 임의의 값을 초과하는 범위에 대해서만 단주기 배터리의 충전이 이루어지도록 할 수 있다. On the other hand, in another modified embodiment, the energy storage system 100 according to the present invention continuously maintains the charge/discharge state regardless of the output fluctuation of the solar power plant for the charge/discharge region of the long-period battery. For a range exceeding the value of, it may be controlled so that charging and discharging of the short-period battery can be further performed while the charging/discharging state of the long-period battery is maintained. Again, taking a section between about 9:10 minutes and 9:20 minutes as an example, there is a fluctuation in the output of the solar power plant in the area b in the corresponding section, but the energy storage system 100 continuously operates the long-cycle battery regardless of this. By leaving the battery in a rechargeable state, that is, once the control is made to the state of charge of the long-cycle battery, by leaving it without any further control, it is possible to continuously charge the corresponding long-cycle battery. The short-cycle battery can be charged only for a range.

참고로, 전술한 실시예들은 발명의 이해를 돕기 위하여 특정 구간에서의 충전 제어 과정에 대해서만 설명을 하였으나, 다른 구간들에 있어서도 동일한 방식으로 충전 내지 방전이 이루어질 수 있음을 이해해야 할 것이다.For reference, in the above-described embodiments, only the charging control process in a specific section has been described to aid understanding of the invention, but it will be understood that charging or discharging may be performed in the same manner in other sections.

한편, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면으로, 앞서 도 3에서는 기준선이 일정한 값으로 지속적으로 유지되는 경우의 실시예를 설명한 것이었다면, 도 4에서는 기준선이 시간에 따라 변하는 실시예를 설명하기 위한 것이다.On the other hand, FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention. In FIG. 3, the reference line is continuously maintained at a constant value. In FIG. 4, the reference line changes with time. It is for explaining the embodiment.

전술한 바와 같이, 신재생 에너지원(200)으로부터의 전력 공급은 불안정성이 높기 때문에 시간에 따라 그 공급량이 어떻게 변하게 될지 예상하기가 어려운 점이 있다. 도 2 또는 도 3에서 도시한 태양광 발전소의 출력의 경우, 발명의 이해를 돕기 위하여 일정 시간 동안의 잉여전력과 부족전력이 대략적으로 동일한 양일 것임을 전제로, 즉 기준선을 중심으로 잉여전력과 부족전력이 비슷한 양이 될 것으로 전제로 하였으나, 실제 태양광 발전소에서의 출력은 반드시 위 전제에 따르지 않는 경우가 대부분이라 할 것이어서 실제 평활화를 진행하기 위해서는 이러한 환경까지 고려하여야 할 필요성이 있다. As described above, since power supply from the renewable energy source 200 is highly unstable, it is difficult to predict how the supply amount will change over time. In the case of the output of the photovoltaic power plant shown in FIG. 2 or 3, in order to aid understanding of the invention, it is assumed that the surplus power and underpower for a certain period of time will be approximately the same amount, that is, the surplus power and underpower by the reference line. Although it is assumed that this amount will be similar, it is necessary to consider such an environment in order to actually proceed with smoothing because the output from the actual solar power plant does not necessarily conform to the above premise.

도 4는 위와 같은 상황을 전제로, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(100), 더 정확하게는 에너지 관리부(110)가 시간의 흐름에 따라 기준선을 다시 설정하고, 다시 설정된 기준선에 따라 단주기 배터리의 충방전 영역, 단주기 배터리의 충방전 영역 역시 다시 정의되는 실시예를 도시한 것이다.4 is a premise of the above situation, the energy storage system 100 according to the present invention, more precisely, the energy management unit 110 resets the reference line according to the passage of time, and according to the reset reference line The charging/discharging area and the charging/discharging area of the short-period battery are also redefined.

도 4는, 예를 들어 태양광 발전소에서의 출력이 누적적으로 증가하고 있는 상태를 가정한 것이며, 이 때 기준선은 최초 시점에 비해 점차 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 기준선 재설정은, 에너지 관리부(110)가 배터리부(120)의 용량을 참조하여 일정 주기마다 당해 시점까지의 태양광 발전소 누적 출력량을 기준으로 이루어질 수 있거나 또는 태양광 발전소에서의 출력 증가량을 기준으로도 이루어질 수 있고, 더 나아가서는 외부로부터 수집된 날씨 등의 환경 정보에 기반하여 이루어질 수도 있다. 이렇게 기준선을 재설정하는 경우, 에너지 저장 시스템(100)으로서는 배터리부(120)의 용량, 다시 말해 장주기 배터리의 용량 및 단주기 배터리의 용량을 고려할 수 있게 되므로 각 배터리들의 스펙에 맞추어 배터리 운용이 가능하게 되는 효과가 있다. In FIG. 4, for example, it is assumed that the output from the solar power plant is cumulatively increasing, and in this case, it can be seen that the baseline gradually increases compared to the initial time point. Such a baseline reset may be performed based on the accumulated output amount of the solar power plant up to the point in time by the energy management unit 110 with reference to the capacity of the battery unit 120 at a certain period, or based on the amount of output increase in the solar power plant. Also, it may be performed based on environmental information such as weather collected from the outside. In the case of resetting the baseline in this way, the capacity of the battery unit 120, that is, the capacity of the long-cycle battery and the capacity of the short-cycle battery can be considered as the energy storage system 100, so that battery operation is possible according to the specifications of each battery. Has the effect of being.

도 4를 다시 살펴볼 때, 도 4에 도시한 기준선은 기울기의 끊김 없이 연속적으로 증가하고 있는 것처럼 도시하였으나, 상기 기준선은 반드시 연속적인 것만은 아닐 수 있으며, 시간에 따라 불연속선의 형태를 가질 수도 있다 할 것이다. 한편, 상기 기준선이 재설정될 때마다 단주기 배터리 및 장주기 배터리의 충방전 영역들 역시 재정의될 수 있다. 도 4의 e, f, g, h 영역들은 각각 단주기 배터리의 충전영역, 장주기 배터리의 충전영역, 장주기 배터리의 방전영역, 단주기 배터리의 방전영역을 나타낸 것이다. When looking back to FIG. 4, the reference line shown in FIG. 4 is illustrated as being continuously increased without interruption of the slope, but the reference line may not necessarily be continuous, and may have a shape of a discontinuous line over time. will be. Meanwhile, whenever the reference line is reset, charging/discharging areas of the short-cycle battery and the long-cycle battery may also be redefined. Areas e, f, g, and h of FIG. 4 represent a charging area of a short-cycle battery, a charging area of a long-cycle battery, a discharge area of a long-cycle battery, and a discharge area of a short-cycle battery, respectively.

이처럼 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(100), 더 정확하게는 에너지 관리부(110)는 신재생 에너지원(200)으로부터의 불안정한 공급전력을 기초로 기준선 설정 및 배터리 충방전 영역들을 정의할 수 있다.As described above, the energy storage system 100 according to the present invention, more precisely, the energy management unit 110 may set a baseline and define battery charging/discharging areas based on unstable power supplied from the renewable energy source 200.

참고로 상기 배터리부(120) 내 포함된 단주기 배터리 및 장주기 배터리는 상호 간에도 전력의 공급이 가능하도록 구현할 수 있다. 즉, 단주기 배터리 및 장주기 배터리는 충방전 시간 및 충방전량이 서로 달라 어느 한 쪽의 전기 에너지 저장량이 많이 낮아질 수 있는데, 상호 간 전기 에너지의 교환이 가능하게 구현함으로써 두 종류 배터리 간 전기 에너지 저장량의 균형을 맞추도록 할 수 있다. For reference, the short-cycle battery and the long-cycle battery included in the battery unit 120 may be implemented to supply power to each other. In other words, short-cycle batteries and long-cycle batteries have different charging and discharging times and different charging and discharging amounts, so that the amount of electric energy stored in either side can be greatly reduced. By implementing mutual exchange of electric energy, the amount of electric energy stored between the two types of batteries You can try to balance it.

또 다른 한편, 앞선 설명에서는 실시간으로 변동하는 신재생 에너지원(200)으로부터의 출력에 맞추어 배터리들의 충방전이 이루어지는 실시예에 대해서만 설명하였으나, 본 에너지 저장 시스템(100)은 상기 신재생 에너지원(200)의 출력량을 미리 예측한 자료를 토대로도 상기 단주기 배터리 및 장주기 배터리의 충방전을 제어할 수 있다. 이는 특히 장주기 배터리를 제어하는 데에 있어서 큰 효과가 기대될 수 있는데, 충방전에 비교적 긴 시간을 요하는 장주기 배터리를 과거의 출력량 데이터에 비추어 충방전 시키는 경우 신재생 에너지원(200) 출력의 평활화에 더 효과적일 수 있다. 나아가 단주기 배터리에 대해서도 과거 신재생 에너지원(200)의 출력량에 비추어 충방전 제어를 함으로써 평활화의 효율성을 높일 수 있다.On the other hand, in the previous description, only an embodiment in which batteries are charged and discharged according to the output from the renewable energy source 200 that fluctuates in real time has been described, but the present energy storage system 100 includes the renewable energy source ( Even based on data predicting the output amount of 200) in advance, charging and discharging of the short-cycle battery and the long-cycle battery can be controlled. This can be expected to have a great effect in controlling the long-period battery. In the case of charging and discharging a long-period battery that requires a relatively long period of time for charging and discharging in light of past output data, the output of the renewable energy source 200 is smoothed. Can be more effective. Furthermore, even for a short-period battery, the efficiency of smoothing can be improved by controlling the charging and discharging in light of the output amount of the renewable energy source 200 in the past.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(100)의 제어 방법을 순서에 따라 간략히 나타낸 것이다. Meanwhile, FIG. 5 schematically shows a method of controlling the energy storage system 100 according to the present invention in order.

도 5에 따를 때, 제어 방법은 가장 먼저 신재생 에너지원(200)의 출력량을 모니터링하는 단계(S101)로부터 시작될 수 있다. 신재생 에너지원(200)의 출력을 평활화 하기 위해서는 우선적으로 현재 출력 중인 신재생 에너지원(200)의 출력량의 변동이 얼마나 이루어지고 있는지를 파악할 필요가 있는데, 본 에너지 제어 시스템 내 에너지 관리부(110)는 이와 같은 모니터링 단계를 수행할 수 있다.According to FIG. 5, the control method may first start from the step S101 of monitoring the output amount of the renewable energy source 200. In order to smooth the output of the renewable energy source 200, it is first necessary to determine how much the output amount of the renewable energy source 200 that is currently being output is fluctuating. The energy management unit 110 in the present energy control system Can perform such a monitoring step.

다음으로, 에너지 관리부(110)는 상기 신재생 에너지원(200)의 출력량을 기초로 기준선 및 각 배터리들의 충방전 영역들을 정의(S102)할 수 있다. 기준선 및 충방전 영역들에 대해서는 이미 앞서 설명을 하였으므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.Next, the energy management unit 110 may define a reference line and charge/discharge areas of each battery based on the output amount of the renewable energy source 200 (S102). Since the reference line and the charge/discharge areas have already been described above, detailed descriptions will be omitted here.

S102단계 이후, 에너지 관리부(110)는 현재 모니터링 되고 있는 신재생 에너지원(200)의 출력량에 따라 배터리부(120)를 제어할 수 있다. (S103) 이 때, 배터리부(120)를 제어한다는 것의 의미는 앞선 도 3 및 도 4에서의 실시예에서와 같이 각 충방전 영역들에 대해 단주기 배터리 및 장주기 배터리의 충방전을 제어하는 것을 의미한다.After step S102, the energy management unit 110 may control the battery unit 120 according to the output amount of the renewable energy source 200 that is currently being monitored. (S103) At this time, the meaning of controlling the battery unit 120 means controlling the charging and discharging of the short-period battery and the long-period battery for each charge/discharge region as in the embodiment of FIGS. 3 and 4 above. it means.

한편, S103단계 이후, 본 발명에 따른 에너지 관리부(110)는 다시 S101단계로 회귀하여 신재생 에너지원(200)의 출력량을 모니터링하고, 그 후 기준선 및 충방전 영역들을 재정의하는 등 앞서 설명한 단계들을 반복함으로써 신재생 에너지원(200)의 출력을 평활화 할 수 있다.On the other hand, after step S103, the energy management unit 110 according to the present invention returns to step S101 again to monitor the output amount of the renewable energy source 200, and then redefine the baseline and charge/discharge areas, etc. By repeating, the output of the renewable energy source 200 can be smoothed.

이상 신재생 에너지원의 평활화를 위한 에너지 저장 시스템 및 이의 제어방법에 대해 살펴보았다. 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 구별되어 이해되어서는 안 될 것이다.Above, an energy storage system for smoothing a renewable energy source and a control method thereof were examined. The present invention is not limited to the specific embodiments and application examples described above, and various modifications can be implemented by those of ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, these modified implementations should not be understood as being distinguished from the technical idea or perspective of the present invention.

100 에너지 저장 시스템
110 에너지 관리부
120 배터리부
130 전력 변환부
140 배터리 관리부
200 신재생 에너지원
300 그리드
100 energy storage systems
110 Energy Management Department
120 battery part
130 power converter
140 Battery Management Department
200 renewable energy sources
300 grid

Claims (14)

에너지 저장 시스템에 있어서,
신재생 에너지원의 출력량에 대하여 기준선(REF)을 설정하고, 상기 기준선을 중심으로 기 설정된 범위의 출력량에 대해 배터리의 충전 영역 또는 배터리의 방전 영역 중 적어도 어느 하나를 정의하며, 상기 신재생 에너지원의 출력량이 상기 충전 영역 또는 방전 영역에 포함되는 경우 해당 충전 영역 또는 방전 영역에 대응되는 배터리의 충전 또는 방전이 이루어지도록 제어하는 에너리 관리부;
상기 신재생 에너지원의 출력량에 대응하여 전력을 충전 또는 방전하는 배터리부; 및
상기 배터리부의 충전 또는 방전을 제어하는 전력 변환부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템.
In the energy storage system,
A reference line REF is set for an output amount of a renewable energy source, and at least one of a charging area or a discharge area of a battery is defined for an output amount of a preset range around the reference line, and the renewable energy source An energy management unit configured to control charging or discharging of a battery corresponding to the charging area or discharging area when the output amount of is included in the charging area or the discharging area;
A battery unit charging or discharging electric power in response to an output amount of the renewable energy source; And
A power conversion unit controlling charging or discharging of the battery unit;
Characterized in that it comprises a,
Energy storage system.
제1항에 있어서,
상기 배터리부는 충방전 주기가 상이한 적어도 둘 이상의 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
The battery unit is characterized in that it comprises at least two or more batteries having different charge/discharge cycles,
Energy storage system.
제2항에 있어서,
상기 배터리는, 충방전 주기가 상대적으로 짧은 단주기 배터리 및 충방전 주기가 상대적으로 긴 장주기 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템.
The method of claim 2,
The battery, characterized in that it includes a short-cycle battery having a relatively short charge/discharge cycle and a long cycle battery having a relatively long charge/discharge cycle,
Energy storage system.
제3항에 있어서,
상기 에너지 관리부는,
상기 기준선을 중심으로 상부에 존재하는 기 설정된 범위까지의 출력량에 대해서는 장주기 배터리의 충전 영역으로 정의하고, 상기 장주기 배터리의 충전 영역보다 더 높은 범위의 출력량에 대해서는 단주기 배터리의 충전 영역으로 정의하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템.
The method of claim 3,
The energy management unit,
It is defined as a charging area of a long-cycle battery for an output amount up to a preset range existing above the reference line, and a charging area for a short-cycle battery for an output amount higher than the charging area of the long-period battery. Characterized by,
Energy storage system.
제4항에 있어서,
상기 에너지 관리부는,
상기 기준선을 중심으로 하부에 존재하는 기 설정된 범위까지의 출력량에 대해서는 장주기 배터리의 방전 영역으로 정의하고, 상기 장주기 배터리의 방전 영역보다 더 낮은 범위의 출력량에 대해서는 단주기 배터리의 방전 영역으로 정의하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템.
The method of claim 4,
The energy management unit,
A discharge area of a long-cycle battery is defined for an output amount up to a preset range present below the reference line, and a discharge area of a short-cycle battery is defined for an output amount lower than the discharge area of the long-cycle battery. Characterized by,
Energy storage system.
제1항에 있어서,
상기 에너지 관리부는,
상기 신재생 에너지원으로부터의 출력량에 기초하여, 기 설정된 기준선을 새로운 기준선으로 재설정하고,
상기 재설정된 기준선을 중심으로 배터리의 충전 영역 또는 방전 영역을 재정의하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
The energy management unit,
Based on the amount of output from the renewable energy source, reset a preset reference line to a new reference line,
Characterized in that redefining the charging area or the discharging area of the battery based on the reset reference line,
Energy storage system.
제3항에 있어서,
상기 단주기 배터리 및 장주기 배터리는 상호 간에 전력의 공급이 가능한 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템.
The method of claim 3,
The short-cycle battery and the long-cycle battery are characterized in that power can be supplied to each other,
Energy storage system.
에너지 저장 시스템의 제어 방법에 있어서,
에너지 관리부가, 신재생 에너지원의 출력량에 대하여 기준선(REF)을 설정하고, 상기 기준선을 중심으로 기 설정된 범위의 출력량에 대해 배터리의 충전 영역 또는 배터리의 방전 영역 중 적어도 어느 하나를 정의하는 단계;
에너지 관리부가, 상기 신재생 에너지원의 출력량을 모니터링하는 단계;
에너지 관리부가, 상기 신재생 에너지원의 출력량이 상기 충전 영역 또는 방전 영역에 포함되는 경우 해당 충전 영역 또는 방전 영역에 대응되는 배터리의 충전 또는 방전이 이루어지도록 제어하는 단계;
배터리부 및 전력 변환부가, 상기 에너지 관리부의 제어에 따라 충전 또는 방전을 수행하는 단계;
를 포함하는,
에너지 저장 시스템의 제어 방법.
In the control method of the energy storage system,
Setting, by an energy management unit, a reference line REF with respect to an output amount of a renewable energy source, and defining at least one of a charging area of a battery or a discharge area of a battery for an output amount of a preset range around the reference line;
An energy management unit monitoring an output amount of the renewable energy source;
Controlling, by an energy management unit, to charge or discharge a battery corresponding to the charging area or the discharging area when the output amount of the renewable energy source is included in the charging area or the discharging area;
Performing charging or discharging by the battery unit and the power conversion unit under control of the energy management unit;
Containing,
Control method of energy storage system.
제8항에 있어서,
상기 배터리부는 충방전 주기가 상이한 적어도 둘 이상의 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템의 제어 방법.
The method of claim 8,
The battery unit is characterized in that it comprises at least two or more batteries having different charge/discharge cycles,
Control method of energy storage system.
제9항에 있어서,
상기 배터리는, 충방전 주기가 상대적으로 짧은 단주기 배터리 및 충방전 주기가 상대적으로 긴 장주기 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템의 제어 방법.
The method of claim 9,
The battery, characterized in that it includes a short-cycle battery having a relatively short charge/discharge cycle and a long cycle battery having a relatively long charge/discharge cycle,
Control method of energy storage system.
제10항에 있어서,
상기 에너지 관리부가 상기 충전 영역 또는 방전 영역 중 적어도 어느 하나를 정의하는 단계는,
상기 에너지 관리부가, 상기 기준선을 중심으로 상부에 존재하는 기 설정된 범위까지의 출력량에 대해서는 장주기 배터리의 충전 영역으로 정의하고, 상기 장주기 배터리의 충전 영역보다 더 높은 범위의 출력량에 대해서는 단주기 배터리의 충전 영역으로 정의하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템의 제어 방법.
The method of claim 10,
The step of defining at least one of the charging area and the discharging area by the energy management unit,
The energy management unit defines a charging area of a long-cycle battery for an output amount up to a preset range existing above the reference line, and charging a short-cycle battery for an output amount higher than the charging area of the long-cycle battery. Characterized in that it comprises the step of defining as a region,
Control method of energy storage system.
제11항에 있어서,
상기 에너지 관리부가 상기 충전 영역 또는 방전 영역 중 적어도 어느 하나를 정의하는 단계는,
상기 에너지 관리부가, 상기 기준선을 중심으로 하부에 존재하는 기 설정된 범위까지의 출력량에 대해서는 장주기 배터리의 방전 영역으로 정의하고, 상기 장주기 배터리의 방전 영역보다 더 낮은 범위의 출력량에 대해서는 단주기 배터리의 방전 영역으로 정의하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템의 제어 방법.
The method of claim 11,
The step of defining at least one of the charging area and the discharging area by the energy management unit,
The energy management unit defines a discharge area of a long-period battery for an output amount up to a preset range existing below the reference line, and a discharge of a short-period battery for an output amount lower than the discharge area of the long-period battery. Characterized in that it comprises the step of defining as a region,
Control method of energy storage system.
제8항에 있어서,
상기 에너지 관리부가,
상기 신재생 에너지원으로부터의 출력량에 기초하여, 기 설정된 기준선을 새로운 기준선으로 재설정하고, 상기 재설정된 기준선을 중심으로 배터리의 충전 영역 또는 방전 영역을 재정의하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템의 제어 방법.
The method of claim 8,
The energy management unit,
Resetting a preset reference line to a new reference line based on the amount of output from the renewable energy source, and redefining a charging area or a discharging area of the battery based on the reset reference line, further comprising,
Control method of energy storage system.
제10항에 있어서,
상기 단주기 배터리 및 장주기 배터리는 상호 간에 전력의 공급이 가능한 것을 특징으로 하는,
에너지 저장 시스템의 제어 방법.
The method of claim 10,
The short-cycle battery and the long-cycle battery are characterized in that it is possible to supply power to each other,
Control method of energy storage system.
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KR20180114272A (en) 2017-04-07 2018-10-18 금산전력 주식회사 High efficiency bidirectional PCS for solar power generation

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