KR20210024879A - 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 장치의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 장치의 상세 구성도
도 4는 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 SoC 관리 제어 상태도
도 5는 본 발명에 따른 드룹 기울기 변경 방법을 나타낸 그래프
도 6은 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 SoC 관리 제어부의 구성도
도 7은 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 방법을 나타낸 플로우 차트
200. 발전 제어부
300. ESS
400. 발전부
500. 전력 계통 안정화부
Claims (15)
- 전기회로(Electrical Network)를 통하여 발전기의 출력 변동 또는 부하 변동에 따라 전력 계통의 주파수가 변동됨을 감지하고 자동 발전 제어 및 속도 제어(Speed Changer)를 하는 발전 제어부;
상기 발전 제어부 및 발전기에 연계되어 전력계통 주파수가 변동하면 드룹(Droop) 기울기에 따라 주파수 제어를 하다가 기울기를 변경하며 ESS의 충방전 값을 줄여 SoC를 관리하는 ESS;
밸브(Valves) 제어, 터빈(Turbine) 제어를 통하여 전력계통의 주파수가 정격 주파수를 유지하도록 발전력을 조정하거나 부하 증감의 보조 조정을 통하여 발전을 하는 발전기를 갖는 발전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 ESS와 발전부는 주파수 추종 제어 및 적응 제어 과정에서 서로 통신을 하여 협조제어를 하여 발전기와 ESS가 주파수 제어 역할을 분담하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 ESS는 드룹(Droop) 제어를 하며 충전 혹은 방전을 한 후 ESS의 전력값을 줄일 때에 충방전 값을 0으로 변경하는 것이 아닌 적응제어 방식으로 드룹(Droop) 기울기를 서서히 변경하여 SoC 관리를 하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 ESS는 드룹(Droop) 기울기에 따라 주파수 제어를 하다가 기울기를 변경하며 ESS의 충방전 값을 줄이고 SoC를 관리하여,
ESS가 충방전 값을 줄이며 동시에 발전기가 전력을 공급하는 전환이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 ESS는 주파수 추종 제어 및 적응제어를 위하여,
해당 구간의 SOC 및 전력 계통의 주파수(f)를 측정을 하여 주파수 제어 불감대 영역 상한선(fH)과 측정 주파수(f)를 비교하는 제 1 계통 주파수 비교부와,
제 1 계통 주파수 비교부에서 측정 주파수(f)가 주파수 제어 불감대 영역 상한선(fH)을 넘지 않으면 주파수 제어 불감대 영역 하한선(fL)과 측정 주파수(f)를 비교하는 제 2 계통 주파수 비교부와,
제 1 계통 주파수 비교부에서 측정 주파수(f)가 주파수 제어 불감대 영역 상한선(fH)을 넘으면 현재 SOC 값과 SOC 과충전 방지 모드 구분선(SOCH2)을 비교하는 제 1 SOC 비교부와,
제 2 계통 주파수 비교부에서 측정 주파수(f)가 주파수 제어 불감대 영역 하한선(fL)을 넘지 않으면 현재 SOC 값과 과방전 방지 모드 구분선(SOCL2)을 비교하는 제 2 SOC 비교부와,
제 2 계통 주파수 비교부에서 측정 주파수(f)가 주파수 제어 불감대 영역 하한선(fL) 보다 작지 않으면 현재 SOC 값이 SOC 제어 불감대 영역 하한선(SOCL1)과 SOC 제어 불감대 영역 상한선(SOCH1) 사이에 위치하는지를 판단하는 제 3 SOC 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 장치. - 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 SOC 비교부에서 현재 SOC 값이 SOC 과충전 방지 모드 구분선(SOCH2)보다 크거나,
제 2 SOC 비교부에서 현재 SOC 값이 과방전 방지 모드 구분선(SOCL2) 보다 작거나,
제 3 SOC 비교부에서 현재 SOC 값이 SOC 제어 불감대 영역 하한선(SOCL1)과 SOC 제어 불감대 영역 상한선(SOCH1) 사이에 위치하지 않으면 적응제어 방식으로 드룹(Droop) 기울기를 변경하여 SoC 관리를 하는 적응 드룹 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 장치. - 제 5 항에 있어서, 상기 제 3 SOC 비교부에서 현재 SOC 값이 SOC 제어 불감대 영역 하한선(SOCL1)과 SOC 제어 불감대 영역 상한선(SOCH1) 사이에 위치하면 ESS 충방전값을 0(PESS=0)으로 변경하는 ESS 충방전값 변경부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 장치.
- SOC 및 전력 계통의 주파수(f)를 측정을 하여, 주파수 제어 불감대 영역 상한선(fH)과 측정 주파수(f)를 비교하는 제 1 계통 주파수 비교 단계;
제 1 계통 주파수 비교 단계에서 측정 주파수(f)가 주파수 제어 불감대 영역 상한선(fH)을 넘지 않으면 주파수 제어 불감대 영역 하한선(fL)과 측정 주파수(f)를 비교하는 제 2 계통 주파수 비교 단계;
제 1 계통 주파수 비교 단계에서 측정 주파수(f)가 주파수 제어 불감대 영역 상한선(fH)을 넘으면 현재 SOC 값과 SOC 과충전 방지 모드 구분선(SOCH2)을 비교하는 제 1 SOC 비교 단계;
제 2 계통 주파수 비교 단계에서 측정 주파수(f)가 주파수 제어 불감대 영역 하한선(fL)을 넘지 않으면 현재 SOC 값과 과방전 방지 모드 구분선(SOCL2)을 비교하는 제 2 SOC 비교 단계;
제 2 계통 주파수 비교 단계에서 측정 주파수(f)가 주파수 제어 불감대 영역 하한선(fL) 보다 작지 않으면 현재 SOC 값이 SOC 제어 불감대 영역 하한선(SOCL1)과 SOC 제어 불감대 영역 상한선(SOCH1) 사이에 위치하는지를 판단하는 제 3 SOC 비교 단계;를 포함하고, 적응제어 방식으로 드룹(Droop) 기울기를 변경하여 SOC 관리를 하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 방법. - 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 SOC 비교 단계에서 현재 SOC 값이 SOC 과충전 방지 모드 구분선(SOCH2)보다 크거나,
제 2 SOC 비교 단계에서 현재 SOC 값이 과방전 방지 모드 구분선(SOCL2) 보다 작거나,
제 3 SOC 비교 단계에서 현재 SOC 값이 SOC 제어 불감대 영역 하한선(SOCL1)과 SOC 제어 불감대 영역 상한선(SOCH1) 사이에 위치하지 않으면 적응제어 방식으로 드룹(Droop) 기울기를 변경하여 SoC 관리를 하는 적응 드룹 제어 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 방법. - 제 9 항에 있어서, 상기 제 3 SOC 비교 단계에서 현재 SOC 값이 SOC 제어 불감대 영역 하한선(SOCL1)과 SOC 제어 불감대 영역 상한선(SOCH1) 사이에 위치하면 ESS 충방전값을 0(PESS=0)으로 변경하는 ESS 충방전값 변경 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 방법.
- 제 9 항에 있어서, 적응제어 방식으로 드룹(Droop) 기울기를 변경하여 SOC 관리를 하기 위하여,
전력을 SOC로 변경하여 ΔSOC를 출력하는 SOC 변경 단계와,
주파수 피드백을 위하여 ΔSOC값을 변경(KR)하는 SOC값 변환 단계와,
변동 주파수(Δf) 및 변환 SOC값(KR)을 입력으로 드룹(Droop) 기울기(R) 변경 제어(KD)를 하여 PSOC를 출력하는 PSOC 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어 및 적응제어를 이용하는 SoC 관리 방법.
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