KR20210024881A

KR20210024881A - 발전 연계형 ＥＳＳ의 주파수 추종 제어를 이용하는 ＳｏＣ 관리 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20210024881A
Application number: KR1020190104613A
Authority: KR
Inventors: 심재웅; 정인영; 윤주영
Original assignee: 인제대학교 산학협력단; 두산중공업 주식회사; 한국서부발전 주식회사
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2021-03-08
Also published as: KR102234527B1

Abstract

본 발명은 ESS(Energy Storage System)를 발전기에 연계하여, 발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하고 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 ESS의 빠른 응답특성을 활용해서 신속하게 주파수 제어를 할 수 있도록 한 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 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 제어부의 발전기에 연계되어 전력계통 주파수보정을 위하여 드룹(Droop) 제어를 하며 충전 혹은 방전을 한 후 ESS(Energy Storage System)의 전력값을 줄일 때에 충방전 값을 0으로 변경하는 ESS;밸브(Valves) 제어, 터빈(Turbine) 제어를 통하여 전력계통의 주파수가 정격 주파수를 유지하도록 발전력을 조정하거나 부하 증감의 보조 조정을 통하여 발전을 하는 발전부;PSS(Power System Stabilization), Exciter, Voltage Sensing을 통하여 전력 계통 안정화를 수행하는 전력 계통 안정화부;를 포함하는 것이다.

Description

발전 연계형 ＥＳＳ의 주파수 추종 제어를 이용하는 ＳｏＣ 관리 장치 및 방법{ＳｏＣ Management System and Method using Frequency Control at ＥＳＳ Interfacing Generation Plant}

본 발명은 전력 계통 제어에 관한 것으로, 구체적으로 ESS(Energy Storage System)를 발전기에 연계하여, 발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하고 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 ESS의 빠른 응답특성을 활용해서 신속하게 주파수 제어를 할 수 있도록 한 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.

전력계통이라 함은 전기 수요에 대응하여 발전소, 변전소 및 부하를 송전선으로 연결하여 전력의 발생부터 소비까지 이루어지는 하나의 시스템을 말한다.

이러한 전력계통은 전력의 발생과 소비가 동시에 일어나기 때문에 수요와 공급의 평형을 이루어져야 한다. 이에, 전력계통은 수요와 공급의 평형에 대한 지속적인 감시가 요구된다.

매년 전력 수급의 불균형 문제가 심화되어가는 가운데 이를 해결하기 위한 방법으로, 최근 들어 ESS가 각광을 받고 있다.

ESS(Energy Storage System)는 분산전원 또는 신재생 에너지에서 발생되는 다양한 전압/전류를 제어하며, 필요에 따라 전력 계통에 연결하거나 유휴 에너지를 저장 및 사용하게 하는 에너지 저장 시스템이다. 늘어나는 전력 수요 대비 발전소 투자에 드는 막대한 비용과 건설 소요시간을 고려해볼 때 ESS는 전력 수요 평준화, 전력 계통 안정 운영, 능동적 관리의 장점을 지니고 있다.

또한, ESS는 스마트그리드, 태양광이나 풍력 발전 등의 신재생 에너지가 각광을 받으면서, 스마트그리드와 신재생 에너지의 사용 효율을 높이기 효율적인 방안에 필수적이다.

ESS는 전력 품질, 유지보수, 타임 시프트(Time Shift), 에너지 보존 등의 이점이 있으며, 이에 따라 발전소 설비 투자 절감, 신재생 에너지의 전력 품질 향상, 정전시 피해 최소화 등의 효과가 있다.

일반적인 에너지 저장 시스템(ESS)은 저장장치(Battery), PCS(Ppwer Conditioning Syaetm), EMS(Energt Management System), BMS(Battery Management System)을 포함한다.

발전원 등의 발전 영역에서는 신재생 에너지, 소규모 분산 발전의 등장으로 기존 대형 발전 영역과 세분된 영역이 나타나고 있고, 송전/배전 영역에서는 최대 피크 수요 및 발전량 변동 대응을 위한 여유 용량 확보 차원에서 예비력, 전력망 부하 분산, 주파수 조정 영역이 부각되고 있다.

소비(End User) 단에서도 피크 수요 대응을 위한 에너지 저장, 신재생 에너지 발전 저장, 정전시 출력 대응 등 용도별로 다양한 세분 시장에서의 니즈가 존재하며, 이와 관련된 ESS 프로젝트가 급증하고 있다.

ESS에서 주파수 조정(Frequency Regulation)은 순간적 수요 변동 등에 따른 전력 주파수 변동을 막기 위해 운전 중인 발전기의 출력 주파수를 조정해 공급 능력을 향상시키는 것이다.

이러한 신재생 에너지와 연계한 ESS는 주파수 조정의 문제와 전력 피크치 조정과 관련한 연구가 수반될 필요가 있다.

종래 기술에서는 단일 ESS, 단일 발전소와 같이 각자 운전을 하였으며, ESS의 경우 발전소 연계 없이 송전망이나 배전망에 ESS를 연결시켰다.

도 1은 종래 기술의 발전 제어를 위한 구성도이다.

종래 기술의 발전 제어 장치는 전기회로(Electrical Network)(10)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(20)와, 조속기(Speed Governor), 밸브(Valves) 제어, 터빈(Turbine) 제어를 통하여 전력계통의 주파수가 정격 주파수를 유지하도록 발전력을 조정하거나 부하 증감 등의 보조 조정을 통하여 발전을 하는 발전부(30)와, PSS(Power System Stabilization), Exciter, Voltage Sensing을 통하여 전력 계통 안정화를 수행하는 전력 계통 안정화부(40)를 포함한다.

이와 같이 종래 기술에서는 발전기의 출력 변동 또는 부하 변동에 따라 전력 계통의 주파수가 변동됨을 감지한 경우에 전력계통의 주파수가 정격 주파수를 유지하도록 발전력을 조정하는 주파수 주조정 기능을 수행하거나, 주파수 주조정 기능과 연동하여 연계 발전소의 발전력 조정이나 부하 증감 등의 보조 조정 기능을 수행한다.

따라서, 발전소의 출력 변동 또는 부하 변동이 발견된 시점부터 전력 계통의 주파수가 변동됨을 감지하여 주파수 조정을 수행하는 시점까지 지연 시간이 발생하고, 지연 시간 동안 전력 계통 주파수가 저하 또는 상승될 수 있다.

공급자측에서는 지연 시간 동안 전력 계통의 주파수가 저하될 경우에 발전소 보조기기의 출력 저하, 제어계통의 불안정 등이 발생될 수 있는 문제점이 있고, 지연 시간 동안 전력계통의 주파수가 상승할 경우에 주파수 저하의 경우보다 연속 운전이 가능한 한도폭이 적어지는 문제점이 있었다.

따라서, 전력계통의 주파수 안정화를 위한 새로운 제어 기술의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 제10-2019-0004587호 대한민국 공개특허 제10-2016-0028885호 대한민국 공개특허 제10-2016-0082271호

본 발명은 종래 기술의 전력 계통 제어 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, ESS(Energy Storage System)를 발전기 근처에 연계 설치하여 발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하게 되며 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 전력 계통 제어의 효율성을 높인 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 ESS(Energy Storage System)와 발전소내에 설치된 발전기와 통신을 하며 협조제어를 하여 발전기와 ESS가 주파수 제어 역할을 분담하여 전력 계통 제어의 효율성을 높인 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하고 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 ESS의 빠른 응답특성을 활용해서 신속하게 주파수 제어를 할 수 있도록 한 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 ESS가 1차 응답을 하고 필요에 따라서는 2차 응답까지 동작을 하고, ESS와 연계된 발전기는 2차 응답이나 그 이후를 담당하여 동작을 하여 신속한 주파수 제어를 하고, 교축손실을 줄일 수 있도록 한 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 ESS에서는 Droop 제어를 하고 AGC 동작까지 담당을 하며, 발전기에서는 Droop 제어를 기반으로 하는 밸브 제어를 하지 않고 밸브를 모두 열어 AGC동작만 수행하여 신속한 주파수 제어를 통하여 전력 계통의 안정화에 유리한 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 ESS는 Droop동작과 AGC동작을 함께 하며 최대 출력을 내며, 발전기가 Set point변경으로 주파수 추종을 하고 이후 ESS가 응동시간 및 유지시간을 동작을 한 후 SOC 관리로 전환을 하여 전력 계통의 안정화 및 ESS(Energy Storage System) 관리가 효율적으로 이루어지도록 한 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치는 전기회로(Electrical Network)를 통하여 발전기의 출력 변동 또는 부하 변동에 따라 전력 계통의 주파수가 변동됨을 감지하고 자동 발전 제어(AGC) 및 속도 제어(Speed Changer)를 하는 발전 제어부;상기 발전 제어부의 발전기에 연계되어 전력계통 주파수보정을 위하여 드룹(Droop) 제어를 하며 충전 혹은 방전을 한 후 ESS(Energy Storage System)의 전력값을 줄일 때에 충방전 값을 0으로 변경하는 ESS;밸브(Valves) 제어, 터빈(Turbine) 제어를 통하여 전력계통의 주파수가 정격 주파수를 유지하도록 발전력을 조정하거나 부하 증감의 보조 조정을 통하여 발전을 하는 발전부;PSS(Power System Stabilization), Exciter, Voltage Sensing을 통하여 전력 계통 안정화를 수행하는 전력 계통 안정화부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 ESS와 발전부는 주파수 추종 제어 과정에서 서로 통신을 하여 발전기와 ESS가 주파수 제어 역할을 분담하는 협조제어를 하고, 발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하고 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 ESS의 빠른 응답특성을 활용해서 신속하게 주파수 제어를 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 ESS가 1차 응답을 하고, 2차 응답 요구가 있는 경우에 2차 응답까지 동작을 하고, ESS와 연계된 발전기는 2차 응답이나 그 이후를 담당하여 동작을 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 ESS에서 드룹(Droop) 제어를 하고 AGC 동작까지 담당을 하며, 발전기에서 드룹(Droop) 제어를 기반으로 하는 밸브 제어를 하지 않고 밸브를 모두 열어 AGC 동작만 수행하는 것을 특징으로 한다.

그리고 전력 계통의 안정화 및 ESS(Energy Storage System) 관리를 하기 위하여, ESS가 드룹(Droop) 제어 동작과 AGC 동작을 함께 하며 최대 출력을 내며, 발전기가 셋 포인트(Set point) 변경으로 주파수 추종을 하고 이후 ESS가 응동시간 및 유지시간을 동작을 한 후 SOC 관리로 전환을 하는 것을 특징으로 한다.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 방법은 ESS(Energy Storage System)를 발전기에 연계하고 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리를 위하여, 전력계통의 주파수 제어를 위하여 주파수를 검출하는 단계;검출된 주파수를 기준으로 ESS가 드룹 제어 및 AGC 동작을 수행하고, 발전기에서 모든 밸브를 열어 AGC 동작 수행하는 단계;ESS가 드룹 제어 및 AGC 동작을 수행하여 최대 출력 유지하고, 발전기가 Set point변경으로 주파수 추종을 하는 단계;ESS가 응동시간 및 유지시간을 동작을 한 후 SOC 관리로 전환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, SOC 관리는, 계통 주파수가 59.97Hz이하로 낮아지게 될 때에는 ESS를 방전하여 계통에 전력을 공급하고, 부하의 감소로 주파수가 60.03Hz이상으로 상승할 때에는 ESS에 전력을 충전하여 주파수를 유지하는 운전을 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 주파수 변화량에 대해 ESS의 출력을 결정하는 드룹 계수를 이용하여 ESS가 전력계통 주파수 보정을 위하여 드룹 제어를 하며 충전 혹은 방전을 한 후 ESS의 전력값을 줄일 때에 충방전 값을 0으로 변경하는 것을 특징으로 한다.

그리고 ESS(Energy Storage System)를 발전기에 연계하고 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리를 위하여, 상기 ESS와 발전기는 주파수 추종 제어 과정에서 서로 통신을 하여 발전기와 ESS가 주파수 제어 역할을 분담하는 협조제어를 하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, ESS(Energy Storage System)를 발전기 근처에 연계 설치하여 발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하게 되며 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 전력 계통 제어의 효율성을 높인다.

둘째, 발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하고 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 ESS의 빠른 응답특성을 활용해서 신속하게 주파수 제어를 할 수 있도록 한다.

셋째, ESS가 1차 응답을 하고 필요에 따라서는 2차 응답까지 동작을 하고, ESS와 연계된 발전기는 2차 응답이나 그 이후를 담당하여 동작을 하여 신속한 주파수 제어를 하고, 교축손실을 줄일 수 있도록 한다.

넷째, ESS에서는 Droop 제어를 하고 AGC 동작까지 담당을 하며, 발전기에서는 Droop 제어를 기반으로 하는 밸브 제어를 하지 않고 밸브를 모두 열어 AGC동작만 수행하여 신속한 주파수 제어를 통하여 전력 계통의 안정화에 유리하다.

다섯째, ESS는 Droop동작과 AGC동작을 함께 하며 최대 출력을 내며, 발전기가 Set point변경으로 주파수 추종을 하고 이후 ESS가 응동시간 및 유지시간을 동작을 한 후 SOC 관리로 전환을 하여 전력 계통의 안정화 및 ESS(Energy Storage System) 관리가 효율적으로 이루어지도록 한다.

도 1은 종래 기술의 발전 제어를 위한 구성도
도 2는 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 SoC 관리 제어 상태도
도 4는 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 방법을 나타낸 플로우 차트

이하, 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치의 구성도이다.

본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법은 ESS(Energy Storage System)를 발전기 근처에 연계 설치하여 발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하게 되며 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 전력 계통 제어의 효율성을 높인 것이다.

본 발명은 ESS(Energy Storage System)와 발전소내에 설치된 발전기와 통신을 하며 협조제어를 하여 발전기와 ESS가 주파수 제어 역할을 분담하는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 ESS가 1차 응답을 하고 필요에 따라서는 2차 응답까지 동작을 하고, ESS와 연계된 발전기는 2차 응답이나 그 이후를 담당하여 동작을 하여 신속한 주파수 제어를 하고, 교축손실을 줄일 수 있도록 하기 위한 구성을 포함할 수 있다.

본 발명은 ESS에서는 Droop 제어를 하고 AGC 동작까지 담당을 하며, 발전기에서는 Droop 제어를 기반으로 하는 밸브 제어를 하지 않고 밸브를 모두 열어 AGC동작만 수행하여 신속한 주파수 제어를 통하여 전력 계통의 안정화에 유리하도록 하기 위한 구성을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 ESS가 Droop동작과 AGC동작을 함께 하며 최대 출력을 내며, 발전기가 Set point 변경으로 주파수 추종을 하고 이후 ESS가 응동시간 및 유지시간을 동작을 한 후 SOC 관리로 전환을 하여 전력 계통의 안정화 및 ESS(Energy Storage System) 관리가 효율적으로 이루어지도록 하기 위한 구성을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치는 도 2에서와 같이, 전기회로(Electrical Network)(100)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(200)와, 상기 발전 제어부(200)의 발전기에 연계되어 전력계통 주파수보정을 위하여 Droop 제어를 하며 충전 혹은 방전을 한 후 ESS의 전력값을 줄일 때에 충방전 값을 0으로 변경하는 ESS(300)와, 밸브(Valves) 제어, 터빈(Turbine) 제어를 통하여 전력계통의 주파수가 정격 주파수를 유지하도록 발전력을 조정하거나 부하 증감 등의 보조 조정을 통하여 발전을 하는 발전부(400)와, PSS(Power System Stabilization), Exciter, Voltage Sensing을 통하여 전력 계통 안정화를 수행하는 전력 계통 안정화부(500)를 포함한다.

여기서, ESS(300)와 발전부(400)는 주파수 추종 제어 과정에서 서로 통신을 하여 협조제어를 하여 발전기와 ESS가 주파수 제어 역할을 분담하는 것으로, 발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하고 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 ESS의 빠른 응답특성을 활용해서 신속하게 주파수 제어를 하는 것이다.

본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 SoC 관리 제어에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 SoC 관리 제어 상태도이다.

발전 연계형 ESS의 SoC 관리 제어는 기준 주파수인 60Hz를 유지하기 위해서 ESS를 사용하여 주파수 조정(Frequency Regulation)을 하는 것이다.

즉, 계통의 부하에 따라 계통의 주파수는 변화하게 되고, 부하의 증가로 계통 주파수가 59.97Hz이하로 낮아지게 될 때에는 ESS를 방전하여 계통에 전력을 공급하고, 부하의 감소로 주파수가 60.03Hz이상으로 상승할 때에는 ESS에 전력을 충전하여 주파수를 유지하는 운전을 한다.

주파수가 운영 범위 이내에서 ESS의 SOC가 일정범위를 벗어나 있을 경우 SOC를 운영 범위 내로 유지하는 운전을 한다. SOC 회복 운전을 위한 ESS의 출력은 SOC 상태에 따라 정격 출력의 10%또는 15%를 방전한다.

주파수 변화량에 대해 ESS의 출력을 결정하는 드룹 계수를 이용하여 ESS가 전력계통 주파수 보정을 위하여 드룹 제어를 하며 충전 혹은 방전을 한 후 ESS의 전력값을 줄일 때에 충방전 값을 0으로 변경하는 것이다.

SOC가 80% 이상에서는 에너지저장장치가 방전 제어를 하고, 50% 이하에서는 SOC 잔량에 따른 충전만이 가능하도록 제어된다.

도 4는 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 방법을 나타낸 플로우 차트이다.

본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 방법은 먼저 도 4에서와 같이, ESS(Energy Storage System)를 발전기에 연계하여, 발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하고 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 ESS의 빠른 응답특성을 활용해서 신속하게 주파수 제어를 가능하게 하고, 교축손실을 줄일 수 있도록 하기 위하여,

먼저, 전력계통의 주파수 제어를 위하여 주파수를 검출한다.(S401)

이어, 검출된 주파수를 기준으로 ESS가 드룹 제어 및 AGC 동작을 수행하고, 발전기에서 모든 밸브를 열어 AGC 동작 수행한다.(S402)

그리고 ESS가 드룹 제어 및 AGC 동작을 수행하여 최대 출력 유지하고(S403), 발전기가 Set point변경으로 주파수 추종을 한다.(S404)

이어, ESS가 응동시간 및 유지시간을 동작을 한 후 SOC 관리로 전환한다.(S405)

이상에서 설명한 본 발명에 따른 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치 및 방법은 ESS(Energy Storage System)를 발전기에 연계하여, 발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하고 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 ESS의 빠른 응답특성을 활용해서 신속하게 주파수 제어를 가능하게 하고, 교축손실을 줄일 수 있도록 한 것이다.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100. 전기회로
200. 발전 제어부
300. ESS
400. 발전부
500. 전력계통 안정화부

Claims

전기회로(Electrical Network)를 통하여 발전기의 출력 변동 또는 부하 변동에 따라 전력 계통의 주파수가 변동됨을 감지하고 자동 발전 제어(AGC) 및 속도 제어(Speed Changer)를 하는 발전 제어부;
상기 발전 제어부의 발전기에 연계되어 전력계통 주파수보정을 위하여 드룹(Droop) 제어를 하며 충전 혹은 방전을 한 후 ESS(Energy Storage System)의 전력값을 줄일 때에 충방전 값을 0으로 변경하는 ESS;
밸브(Valves) 제어, 터빈(Turbine) 제어를 통하여 전력계통의 주파수가 정격 주파수를 유지하도록 발전력을 조정하거나 부하 증감의 보조 조정을 통하여 발전을 하는 발전부;
PSS(Power System Stabilization), Exciter, Voltage Sensing을 통하여 전력 계통 안정화를 수행하는 전력 계통 안정화부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 ESS와 발전부는 주파수 추종 제어 과정에서 서로 통신을 하여 발전기와 ESS가 주파수 제어 역할을 분담하는 협조제어를 하고,
발전기의 운전 조건을 고려하여 ESS가 주파수 보정을 하고 주파수 변동이 생긴 후 SOC를 조정하여 ESS의 빠른 응답특성을 활용해서 신속하게 주파수 제어를 하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치.
제 1 항에 있어서, ESS가 1차 응답을 하고, 2차 응답 요구가 있는 경우에 2차 응답까지 동작을 하고, ESS와 연계된 발전기는 2차 응답이나 그 이후를 담당하여 동작을 하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치.
제 1 항에 있어서, ESS에서 드룹(Droop) 제어를 하고 AGC 동작까지 담당을 하며, 발전기에서 드룹(Droop) 제어를 기반으로 하는 밸브 제어를 하지 않고 밸브를 모두 열어 AGC 동작만 수행하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치.
제 1 항에 있어서, 전력 계통의 안정화 및 ESS(Energy Storage System) 관리를 하기 위하여,
ESS가 드룹(Droop) 제어 동작과 AGC 동작을 함께 하며 최대 출력을 내며,
발전기가 셋 포인트(Set point) 변경으로 주파수 추종을 하고 이후 ESS가 응동시간 및 유지시간을 동작을 한 후 SOC 관리로 전환을 하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 장치.
ESS(Energy Storage System)를 발전기에 연계하고 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리를 위하여,
전력계통의 주파수 제어를 위하여 주파수를 검출하는 단계;
검출된 주파수를 기준으로 ESS가 드룹 제어 및 AGC 동작을 수행하고, 발전기에서 모든 밸브를 열어 AGC 동작 수행하는 단계;
ESS가 드룹 제어 및 AGC 동작을 수행하여 최대 출력 유지하고, 발전기가 Set point변경으로 주파수 추종을 하는 단계;
ESS가 응동시간 및 유지시간을 동작을 한 후 SOC 관리로 전환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 방법.
제 6 항에 있어서, SOC 관리는,
계통 주파수가 59.97Hz이하로 낮아지게 될 때에는 ESS를 방전하여 계통에 전력을 공급하고, 부하의 감소로 주파수가 60.03Hz이상으로 상승할 때에는 ESS에 전력을 충전하여 주파수를 유지하는 운전을 하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 방법.
제 7 항에 있어서, 주파수 변화량에 대해 ESS의 출력을 결정하는 드룹 계수를 이용하여 ESS가 전력계통 주파수 보정을 위하여 드룹 제어를 하며 충전 혹은 방전을 한 후 ESS의 전력값을 줄일 때에 충방전 값을 0으로 변경하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 방법.
제 6 항에 있어서, ESS(Energy Storage System)를 발전기에 연계하고 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리를 위하여,
상기 ESS와 발전기는 주파수 추종 제어 과정에서 서로 통신을 하여 발전기와 ESS가 주파수 제어 역할을 분담하는 협조제어를 하는 것을 특징으로 하는 발전 연계형 ESS의 주파수 추종 제어를 이용하는 SoC 관리 방법.