KR20210073916A - Active battery filter and distributed power system to which the same is applied - Google Patents

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Abstract

An active battery filter according to one embodiment of the present invention includes: a first inductor and a second inductor coupled to each other; a first capacitor, a second capacitor and a third capacitor; and first and second switches, wherein the first inductor is connected between the first node and the second node, the second switch is connected between the second node and the third node, the second inductor is connected between the third node and the fourth node, the first capacitor is connected between the first node and the fifth node, the first switch is connected between the second node and the fifth node, the second capacitor is connected between the third node and the fifth node, and the third capacitor is connected between the fourth node and the fifth node.

Description

능동형 배터리 필터 및 능동형 배터리 필터가 적용된 분산 전원 시스템{ACTIVE BATTERY FILTER AND DISTRIBUTED POWER SYSTEM TO WHICH THE SAME IS APPLIED}ACTIVE BATTERY FILTER AND DISTRIBUTED POWER SYSTEM TO WHICH THE SAME IS APPLIED

본 발명은 능동형 배터리 필터, 그 능동형 배터리 필터가 적용된 분산 전원 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an active battery filter, a distributed power system to which the active battery filter is applied, and a control method thereof.

신재생에너지원 등의 변동성이 심한 분산전원 이용이 증대됨에 따라 전력 품질 향상을 위해 배터리를 활용하는 분산전원 시스템의 연구와 적용이 활발히 진행되고 있다. 분산 전원 시스템에서 배터리는 분산 전원과 부하의 전력 수요/공급의 균형을 맞추어 주는 역할을 수행하므로 대개 잦은 충·방전 운전을 반복하는 특징이 있다. As the use of distributed power sources with high volatility such as new and renewable energy sources increases, research and application of distributed power systems using batteries to improve power quality are being actively conducted. In a distributed power system, the battery plays a role of balancing the power demand/supply of the distributed power source and the load, so it is characterized by frequent charging and discharging operations.

전술한 신재생에너지와 같은 분산전원 시스템에 적용된 배터리의 경우 신재생에너지 출력 전력의 변동성이 심하므로 배터리 충·방전 전류의 변동성이 크고, 이는 배터리 성능과 수명에 악영향을 미친다. 또한, 배터리와 연계된 분산전원 시스템의 DC 링크 단은 다양한 분산전원과 부하를 연결하는 전력변환장치가 공통으로 접속되는 지점으로 분산전원의 연계와 부하에 안정적인 전원 공급을 위해 낮은 수준의 고조파 노이즈가 요구된다. 따라서, 배터리 충·방전 전류 리플을 줄일 수 있고, DC 링크 단의 고조파 노이즈를 감소시킬 수 있는 능동형 배터리 필터가 필요하다.In the case of a battery applied to a distributed power system such as the above-mentioned renewable energy, the fluctuation of the output power of the renewable energy is severe, so the fluctuation of the battery charge and discharge current is large, which adversely affects the battery performance and lifespan. In addition, the DC link stage of the distributed power system linked to the battery is a point where the power converter that connects various distributed power sources and loads is connected in common, and a low level of harmonic noise is generated for the connection of the distributed power source and stable power supply to the load. is required Therefore, there is a need for an active battery filter capable of reducing battery charge/discharge current ripple and reducing harmonic noise of the DC link stage.

또한 배터리를 다양한 상황에서 적정 시점에 충·방전 할 수 있는 제어방법은 분산전원 시스템의 핵심 기술 중에 하나로써 다양한 상황에 맞는 제어방법을 적용한 능동형 배터리 운전기술도 필요하다.In addition, the control method that can charge and discharge the battery at an appropriate time in various situations is one of the core technologies of the distributed power system, and an active battery operation technology that applies a control method suitable for various situations is also required.

이에, 본 발명은 배터리 수명과 배터리와 연계된 분산전원 시스템 DC 링크 단의 고조파 노이즈 문제를 해결하기 위한 능동형 배터리 필터와 그 능동형 배터리 필터가 적용된 분산 전원 시스템을 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an active battery filter for solving the problem of harmonic noise of a DC link stage of a distributed power system associated with battery life and a battery, and a distributed power supply system to which the active battery filter is applied.

또한 본 발명은 계통, 분산전원, 부하 그리고 배터리의 상태에 따라 충전 모드, 방전 모드 등 적합한 동작을 할 수 있는 제어방법을 제공함을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a control method capable of performing suitable operations, such as charging mode and discharging mode, depending on the state of the system, distributed power supply, load, and battery.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 배터리 필터는, 서로 커플링된 제1 인덕터 및 제2 인덕터; 제1 커패시터, 제2 커패시터 및 제3 커패시터; 및 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하고, 상기 제1 인덕터는 제1 노드 및 제2 노드 사이에 연결되고, 상기 제2 스위치는 상기 제2 노드 및 제3 노드 사이에 연결되고, 상기 제2 인덕터는 상기 제3 노드 및 제4 노드 사이에 연결되고, 상기 제1 커패시터는 상기 제1 노드 및 제5 노드 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치는 상기 제2 노드 및 상기 제5 노드 사이에 연결되고, 상기 제2 커패시터는 상기 제3 노드 및 상기 제5 노드 사이에 연결되고, 상기 제3 커패시터는 상기 제4 노드 및 상기 제5 노드 사이에 연결된다.In order to achieve the above object, an active battery filter according to an embodiment of the present invention includes: a first inductor and a second inductor coupled to each other; a first capacitor, a second capacitor and a third capacitor; and a first switch and a second switch, wherein the first inductor is connected between the first node and the second node, the second switch is connected between the second node and the third node, and the second The inductor is connected between the third node and the fourth node, the first capacitor is connected between the first node and the fifth node, and the first switch is connected between the second node and the fifth node. and the second capacitor is connected between the third node and the fifth node, and the third capacitor is connected between the fourth node and the fifth node.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 전원 시스템은, 상기 능동형 배터리 필터; 및 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하는 제어기;를 포함하고, 상기 제1 노드에는 배터리가 연결되고, 상기 제4 노드에는 DC 링크 단이 연결된다.Distributed power system according to an embodiment of the present invention to achieve the above object, the active battery filter; and a controller for controlling the first switch and the second switch, wherein a battery is connected to the first node and a DC link terminal is connected to the fourth node.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기는, 상기 배터리를 충전하는 충전 모드에서, 상기 제1 스위치를 OFF시키고, 상기 제2 스위치를 교번적으로 ON 및 OFF시킨다. According to an embodiment of the present invention, in the charging mode for charging the battery, the controller turns the first switch OFF, and turns the second switch ON and OFF alternately.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기는, 상기 배터리를 방전하는 방전 모드에서, 상기 제2 스위치를 OFF시키고, 상기 제1 스위치를 교번적으로 ON 및 OFF시킨다. According to an embodiment of the present invention, the controller turns the second switch OFF and turns the first switch ON and OFF alternately in a discharging mode for discharging the battery.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기는, 상기 DC 링크 단에 연결된 계통, 분산전원 및 부하, 및 상기 배터리 중 적어도 하나의 상태 정보에 기초하여, 상기 능동형 배터리 필터가 충전 모드, 방전 모드 및 슬립 모드 중 하나로 동작하도록 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어한다. According to an embodiment of the present invention, the controller, based on the state information of at least one of a system connected to the DC link terminal, a distributed power source and a load, and the battery, the active battery filter is a charging mode, a discharging mode and The first switch and the second switch are controlled to operate in one of the sleep modes.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상태 정보는, 상기 DC 링크 단의 전압과 전류, 상기 배터리의 잔존용량과 온도 중 적어도 하나를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the state information includes at least one of a voltage and a current of the DC link terminal, and a residual capacity and a temperature of the battery.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기는, 상기 계통, 상기 분산전원, 상기 부하 및 상기 배터리 중 적어도 하나의 상태가 미리 설정한 안전영역 밖에 있을 때, 상기 능동형 배터리 필터를 상기 슬립 모드로 동작하도록 제어한다. According to an embodiment of the present invention, the controller operates the active battery filter in the sleep mode when the state of at least one of the system, the distributed power supply, the load, and the battery is outside a preset safe area. control to do

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기는, 계통 운영자로부터 요구를 받으면, 계통 운영자의 요구에 따라 상기 능동형 배터리 필터를 상기 충전 모드 또는 상기 방전 모드로 동작하도록 제어한다. According to an embodiment of the present invention, when receiving a request from a system operator, the controller controls the active battery filter to operate in the charging mode or the discharging mode according to the system operator's request.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기는, 상기 DC 링크 단에 상기 분산 전원 또는 상기 계통이 연결되어 있고, 상기 배터리의 잔존용량이 미리 지정한 최대 잔존용량(SOCmax)보다 작으면, 상기 능동형 배터리 필터를 상기 충전 모드로 동작하도록 제어한다. According to an embodiment of the present invention, the controller is, when the distributed power supply or the system is connected to the DC link terminal, and the remaining capacity of the battery is less than a predetermined maximum remaining capacity (SOC max ), the active type The battery filter is controlled to operate in the charging mode.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어기는 상기 DC 링크 단에 상기 분산 전원 또는 상기 계통이 연결되어 있지 않고, 상기 배터리의 잔존용량이 미리 지정한 최소 잔존용량(SOCmin)보다 크면, 상기 능동형 배터리 필터를 상기 방전 모드로 동작하도록 제어한다.According to an embodiment of the present invention, when the controller is not connected to the distributed power supply or the system to the DC link terminal, and the remaining capacity of the battery is greater than a predetermined minimum remaining capacity (SOC min ), the active battery The filter is controlled to operate in the discharge mode.

본 발명은 커플드(Coupled) 인덕터를 적용한 양방향 능동형 배터리 필터를 사용하여 배터리 충·방전 전류 리플을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 배터리 입력 전류의 급격한 변화를 방지하여 배터리 수명이 연장될 수 있다. 또한 배터리와 연계된 분산전원 시스템의 DC 링크 단 전류 리플을 감소시켜 DC 링크 단에 연결되는 시스템의 고조파를 줄일 수 있다. 이에 따라 전력 품질이 향상되고 전력변환장치 입력 단에 사용되는 전해 커패시터의 수명이 연장되어 전체 시스템 신뢰도가 향상될 수 있다.The present invention can reduce battery charge/discharge current ripple by using a bidirectional active battery filter to which a coupled inductor is applied. Accordingly, the battery life may be extended by preventing a sudden change in the battery input current. In addition, it is possible to reduce the harmonics of the system connected to the DC link stage by reducing the DC link stage current ripple of the battery-related distributed power system. Accordingly, the power quality is improved and the lifespan of the electrolytic capacitor used in the input stage of the power converter is extended, so that the overall system reliability can be improved.

또한, 본 발명의 배터리 충·방전 제어방법에 따르면 1) 분산전원과 배터리가 연결되는 경우, 2) 계통과 배터리가 연결되는 경우, 3) 분산전원, 계통 및 배터리가 동시 연결되는 경우의 3가지 구조 모두에 대하여 낮은 수준의 전류 리플로 배터리를 충전 및 방전시킬 수 있다.In addition, according to the battery charge/discharge control method of the present invention, there are three cases: 1) when the distributed power supply and the battery are connected, 2) when the system and the battery are connected, and 3) when the distributed power, the system and the battery are connected at the same time Both structures can charge and discharge batteries with low current reflow.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 배터리 필터가 적용된 분산 전원 시스템의 시스템 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 배터리 필터의 회로도이다.
도 3은 충전 모드에서의 능동형 배터리 필터의 동작을 나타내는 회로도이다.
도 4는 방전 모드에서의 능동형 배터리 필터의 동작을 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 리플 보상 제어를 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 배터리 필터 적용 전, 후의 인덕터에 흐르는 전류 파형과 배터리 또는 DC 링크 단에 출력되는 출력 전류 파형이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 충·방전 모드와 계통, 분산 전원 및 부하의 상황에 따른 배터리 필터 제어기의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 7의 하위 순서도인 계통 요구 모드 순서도이다.
1 is a system block diagram of a distributed power system to which an active battery filter is applied according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of an active battery filter according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram illustrating an operation of an active battery filter in a charging mode.
4 is a circuit diagram illustrating an operation of an active battery filter in a discharging mode.
5 is a block diagram for current ripple compensation control according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a current waveform flowing through an inductor before and after application of an active battery filter according to an embodiment of the present invention and an output current waveform output to a battery or a DC link terminal.
7 is a flowchart illustrating a method of controlling a battery filter controller according to a battery charging/discharging mode, a system, a distributed power supply, and a load according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart of a system request mode that is a sub-flow chart of FIG. 7 .

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that, in the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention are described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms in order to best describe their inventions. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 배터리 필터가 적용된 분산 전원 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a distributed power supply system to which an active battery filter is applied according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 분산 전원 시스템은 배터리(100), 능동형 배터리 필터(110), 양방향 DC-AC 인버터(120), 양방향 DC-DC 컨버터(130), 계통(140), 부하(150, 160), 분산 전원(170), 배터리 필터 제어기(180)를 포함한다.A distributed power system according to an embodiment of the present invention includes a battery 100 , an active battery filter 110 , a bidirectional DC-AC inverter 120 , a bidirectional DC-DC converter 130 , a grid 140 , and a load 150 . , 160 ), a distributed power supply 170 , and a battery filter controller 180 .

도 1에서 실선은 분산 전원 시스템의 전력의 흐름을 나타내고, 점선은 제어 신호의 흐름을 나타낸다.1 , a solid line indicates a flow of power in a distributed power supply system, and a dotted line indicates a flow of a control signal.

능동형 배터리 필터(110)는 배터리(100)와 DC 링크 단(190) 사이에 위치해 배터리로 입·출력되는 충·방전 전류와 DC 링크 단으로 입·출력되는 전류의 고조파 노이즈를 줄인다.The active battery filter 110 is located between the battery 100 and the DC link terminal 190 to reduce the harmonic noise of the charge/discharge current input/output to the battery and the current input/output to the DC link terminal.

DC 링크 단(190)은 양방향 DC-AC 인버터(120)와 양방향 DC-DC 컨버터(130)를 통해 계통(140), 부하(150, 160), 분산전원(170)들과 연결된다. 예를 들어, DC 링크 단(190)은 양방향 DC-AC 인버터(120)를 통해 계통(140) 및 부하(150)와 연결되고, 양방향 DC-DC 컨버터(130)를 통해 부하(160) 및 분산전원(170)과 연결될 수 있다.The DC link stage 190 is connected to the grid 140 , the loads 150 and 160 , and the distributed power supplies 170 through the bidirectional DC-AC inverter 120 and the bidirectional DC-DC converter 130 . For example, the DC link stage 190 is connected to the grid 140 and the load 150 through the bidirectional DC-AC inverter 120 , and the load 160 and distribution through the bidirectional DC-DC converter 130 . It may be connected to the power source 170 .

배터리 필터 제어기(180)는 계통(140)의 전압(vgrid) 및 전류(igrid)를 확인해 계통 운영자로부터 요구가 있는지 확인할 수 있다.The battery filter controller 180 may check the voltage (v grid ) and the current (i grid ) of the grid 140 to determine whether there is a request from the grid operator.

배터리 필터 제어기(180)는 배터리(100)의 잔존용량(SOC)과 온도(temperature)를 확인해 배터리(100)의 동작 환경이 미리 설정한 안전영역 안에 있는지 확인한다.The battery filter controller 180 checks whether the operating environment of the battery 100 is within a preset safe area by checking the SOC and the temperature of the battery 100 .

배터리 필터 제어기(180)는 계통(140)의 전압(vgrid) 및 전류(igrid), 분산 전원(170)의 전압(vin_DC) 및 전류(iin _DC), 그리고 배터리(100)의 전압(vbat) 및 전류(ibat)를 확인해 각 상황에 적합한 동작 모드를 결정한다. 동작 모드는 충전 모드, 방전 모드, 슬립 모드 및 계통 요구 모드를 포함할 수 있다. 배터리 필터 제어기(180)는 결정된 동작 모드에 따라 제어 신호(g1, g2)로 능동형 배터리 필터(110)를 제어한다.The battery filter controller 180 is the voltage (v grid ) and current (i grid ) of the grid 140 , the voltage (v in_DC ) and current (i in _DC ) of the distributed power supply 170 , and the voltage of the battery 100 . Determine the appropriate operating mode for each situation by checking (v bat ) and current (i bat ). The operating mode may include a charging mode, a discharging mode, a sleep mode, and a grid demand mode. The battery filter controller 180 controls the active battery filter 110 with control signals g 1 and g 2 according to the determined operation mode.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 배터리 필터의 회로도이다. 2 is a circuit diagram of an active battery filter according to an embodiment of the present invention.

능동형 배터리 필터는 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2), 제1 및 제2 인덕터(L1, L2), 제1, 제2 및 제3 커패시터(C1, C2, C3)를 포함할 수 있다.The active battery filter includes first and second switches Q 1 , Q 2 , first and second inductors L 1 , L 2 , first, second and third capacitors C 1 , C 2 , C 3 ) may be included.

보다 구체적으로, 상기 제1 인덕터(L1)는 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2) 사이에 연결되고, 상기 제2 인덕터(L2)는 제3 노드(N3) 및 제4 노드(N4) 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치(Q1)는 제2 노드(N2) 및 제5 노드(N5) 사이에 연결되고, 상기 제2 스위치(Q2)는 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3) 사이에 연결되고, 상기 제1 커패시터(C1)는 제1 노드(N1) 및 제5 노드(N5) 사이에 연결되고, 상기 제2 커패시터(C2)는 제3 노드(N3) 및 제5 노드(N5) 사이에 연결되고, 상기 제3 커패시터(C3)는 제4 노드(N4) 및 제5 노드(N5) 사이에 연결된다. 제5 노드(N5)는 공통 노드 또는 접지 노드일 수 있다.More specifically, the first inductor L 1 is connected between the first node N1 and the second node N2 , and the second inductor L 2 is connected to the third node N3 and the fourth node N2 . (N4), the first switch (Q 1 ) is connected between the second node (N2) and the fifth node (N5), the second switch (Q 2 ) is the second node (N2) and a third node N3 , the first capacitor C 1 is connected between the first node N1 and the fifth node N5 , and the second capacitor C 2 is a third It is connected between the node N3 and the fifth node N5 , and the third capacitor C 3 is connected between the fourth node N4 and the fifth node N5 . The fifth node N5 may be a common node or a ground node.

제1 및 제2 인덕터(L1, L2)는 상호 커플링된 커플드 인덕터(200)일 수 있다.The first and second inductors L 1 and L 2 may be coupled inductors 200 coupled to each other.

능동형 배터리 필터(110)의 왼쪽 단(210), 즉 제1 노드(N1) 및 제5 노드(N5)는 배터리(100)와 연결될 수 있다. 능동형 배터리 필터(110)의 오른쪽 단(220), 즉 제4 노드(N1) 및 제5 노드(N5)는 DC 링크 단(190)과 연결된다.The left end 210 of the active battery filter 110 , that is, the first node N1 and the fifth node N5 may be connected to the battery 100 . The right end 220 of the active battery filter 110 , that is, the fourth node N1 and the fifth node N5 is connected to the DC link terminal 190 .

제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)는 배터리 필터 제어기(180)로부터 펄스폭 변조 제어신호(g1, g2)를 받아 제어된다.The first and second switches Q 1 and Q 2 are controlled by receiving the pulse width modulation control signals g 1 and g 2 from the battery filter controller 180 .

배터리(100)가 충전모드 일 때는 전류는 오른쪽 단(220)에서 왼쪽 단(210)으로 흐르고, 방전모드 일 때는 왼쪽 단(210)에서 오른쪽 단(220)으로 흘러 배터리 충·방전 전류 리플을 줄일 수 있다.When the battery 100 is in the charging mode, the current flows from the right end 220 to the left end 210, and in the discharging mode, the current flows from the left end 210 to the right end 220 to reduce the battery charge/discharge current ripple. can

도 3은 충전 모드에서의 능동형 배터리 필터의 동작을 나타내는 회로도이고, 도 4는 방전 모드에서의 능동형 배터리 필터의 동작을 나타내는 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating the operation of the active battery filter in the charging mode, and FIG. 4 is a circuit diagram illustrating the operation of the active battery filter in the discharging mode.

설명의 편의를 위해 배터리 전압(vbat)은 DC 링크 단 전압(vDC _link)보다 항상 낮다고 가정한다. 능동형 배터리 필터(110)는 배터리 충전모드에서는 강압 모드로 동작을 하고, 배터리 방전모드에서는 승압 모드로 동작 한다.For convenience of description, it is assumed that the battery voltage (v bat ) is always lower than the DC link terminal voltage (v DC _link ). The active battery filter 110 operates in a step-down mode in the battery charging mode, and operates in a step-up mode in the battery discharging mode.

도 3은 충전 모드에서의 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)의 상태를 나타낸다.3 shows the states of the first and second switches Q 1 and Q 2 in the charging mode.

충전 모드에서 제1 스위치(Q1)는 항상 OFF 되고, 제2 스위치(Q2)는 교번적으로 ON 및 OFF 될 수 있다. 제1 스위치(Q1)의 ON/OFF를 제어하는 제어신호 g1은 항상 0이고, 제2 스위치(Q2)의 ON/OFF를 제어하는 제어신호 g2에는 배터리 필터 제어기(180)에서 만들어진 PWM 신호가 들어오게 된다.In the charging mode, the first switch Q 1 is always OFF, and the second switch Q 2 may be alternately ON and OFF. The control signal g 1 for controlling the ON/OFF of the first switch Q 1 is always 0, and the control signal g 2 for controlling the ON/OFF of the second switch Q 2 is generated by the battery filter controller 180. PWM signal is coming in.

제2 스위치(Q2)가 ON 상태에서는, 제2 스위치(Q2)를 통해 제1 인덕터(L1)와 제1 커패시터(C1)에 에너지 저장이 이루어진다.When the second switch Q 2 is in the ON state, energy is stored in the first inductor L 1 and the first capacitor C 1 through the second switch Q 2 .

제2 스위치(Q2)가 OFF 상태에서는, 제1 스위치(Q1)의 기생 다이오드를 통해 제2 스위치(Q2)가 ON 상태에서 제1 인덕터(L1)와 제1 커패시터(C1)에 저장된 에너지가 배터리(100)로 충전된다.A second switch in the (Q 2) in the OFF state, the first switch, the second switch (Q 2) through the parasitic diode of the (Q 1) a first inductor (L 1) and a first capacitor (C 1) in the ON state The energy stored in the battery 100 is charged.

도 4는 방전 모드에서의 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)의 상태를 나타낸다.4 shows the states of the first and second switches (Q 1 , Q 2 ) in the discharge mode.

방전 모드에서 제2 스위치(Q2)는 항상 OFF 되고, 제1 스위치(Q1)는 교번적으로 ON 및 OFF 될 수 있다. 제2 스위치(Q2)의 ON/OFF를 제어하는 제어신호 g2은 항상 0이고, 제1 스위치(Q1)의 ON/OFF를 제어하는 제어신호 g1에는 배터리 필터 제어기(180)에서 만들어진 PWM 신호가 들어오게 된다.In the discharging mode, the second switch Q 2 is always OFF, and the first switch Q 1 may be alternately ON and OFF. The control signal g 2 for controlling the ON/OFF of the second switch Q 2 is always 0, and the control signal g 1 for controlling the ON/OFF of the first switch Q 1 is generated by the battery filter controller 180. PWM signal is coming in.

제1 스위치(Q1)가 ON 상태에서는, 제1 스위치(Q1)를 통해 제1 인덕터(L1)와 제1 커패시터(C1)에 에너지 저장이 이루어진다.When the first switch Q 1 is in an ON state, energy is stored in the first inductor L 1 and the first capacitor C 1 through the first switch Q 1 .

제1 스위치(Q1) OFF 상태에서는 제2 스위치(Q2)의 기생 다이오드를 통해 제1 스위치(Q1)가 ON 상태에서 제1 인덕터(L1)와 제1 커패시터(C1)에 저장된 에너지와 함께 배터리(100)가 방전된다.In the first switch (Q 1 ) OFF state, the first switch (Q 1 ) is stored in the first inductor (L 1 ) and the first capacitor (C 1 ) in the ON state through the parasitic diode of the second switch (Q 2 ) The battery 100 is discharged with energy.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 리플 보상 제어를 위한 블록도이다.5 is a block diagram for current ripple compensation control according to an embodiment of the present invention.

먼저 배터리 필터 제어기(180)는 전압 센서를 통해 배터리(100)의 전압(vbat) 및 DC 링크 단(190)의 전압(vDC _link)을 센싱하고, 전류 센서를 통해 제1 인덕터(L1)의 전류(iL1), 배터리(100)의 전류(ibat) 및 DC 링크 단(190)의 전류(iDC _link)를 센싱한다.First, the battery filter controller 180 senses the voltage (v bat ) of the battery 100 and the voltage (v DC _link ) of the DC link terminal 190 through the voltage sensor, and the first inductor (L 1 ) through the current sensor ) of the current (i L1 ), the current (i bat ) of the battery 100 and the current (i DC _link ) of the DC link terminal 190 are sensed.

배터리 충전 모드에서 출력 전압(vo)은 배터리 전압(vbat)이 되고, 기준 전압(vref)은 배터리 기준 전압(vref _bat)이 되며, 기준 평균 전류(iref _ av)는 배터리 평균 전류(ibat _ av)가 된다.In battery charging mode, the output voltage (v o ) becomes the battery voltage (v bat ), the reference voltage (v ref ) becomes the battery reference voltage (v ref _bat ), and the reference average current (i ref _ av ) is the battery average It becomes the current (i bat _ av ).

vo = vbat, vref = vref _bat, iref _ av = ibat _ av v o = v bat , v ref = v ref _bat , i ref _ av = i bat _ av

배터리 방전 모드에서 출력 전압(vo)은 DC 링크 단 전압(vDC _link)이 되고, 기준 전압(vref)은 DC 링크 단 기준 전압(vref _DC_link)이 되며, 기준 평균 전류(iref _ av)는 DC 링크 단 평균 전류(iDC _link_ av)가 된다.In the battery discharge mode, the output voltage (v o ) becomes the DC link end voltage (v DC _link ), the reference voltage (v ref ) becomes the DC link end reference voltage (v ref _DC_link ), and the reference average current (i ref _ av ) becomes the DC link end average current i DC _link_ av .

vo = vDC _ link , vref = vref _DC_ link , iref _ av = iDC _link_ av v o = v DC _ link , v ref = v ref _DC_ link , i ref _ av = i DC _link_ av

합산기(300)는 배터리 충·방전 모드에 따라 선택된 기준 전압(vref)과 출력 전압(vo)에 게인(360)을 준 값의 에러 값(e)을 계산하고, 식은 다음과 같다.The summer 300 calculates the error value (e) of the value obtained by applying the gain 360 to the selected reference voltage (v ref ) and the output voltage (v o ) according to the battery charge/discharge mode, and the equation is as follows.

e = vref - kvo e = v ref - kv o

이후, 비례 제어기(310)는 위에서 계산된 에러 값(e)을 사용해 기준 전류(iref)를 계산한다.Thereafter, the proportional controller 310 calculates the reference current i ref using the error value e calculated above.

이후, 합산기(320)은 리플 보상 기준 전류(

Figure pat00001
)를 계산한다. 리플 보상 기준 전류(
Figure pat00002
)는 앞서 계산한 기준 전류(iref)와 배터리 충·방전 모드에 따라 선택된 기준 평균 전류(iref_av) 그리고 기준 전류 변화량(Δiref)의 합으로 계산되고, 식은 다음과 같다.Thereafter, the summer 320 sets the ripple compensation reference current (
Figure pat00001
) is calculated. Ripple Compensation Reference Current (
Figure pat00002
) is calculated as the sum of the previously calculated reference current (i ref ), the reference average current (i ref_av ) selected according to the battery charge/discharge mode, and the reference current change amount (Δi ref ), and the equation is as follows.

Figure pat00003
= p(vref - kvo) + Δiref + iref _ av
Figure pat00003
= p(v ref - kv o ) + Δi ref + i ref _ av

여기서, Δiref=Δi이고, Δi은 제1 인덕터 전류(iL1) 리플의 변화량으로 도 6에 도시되어 있다.Here, Δi ref =Δi, and Δi is the amount of change in the ripple of the first inductor current i L1 , which is shown in FIG. 6 .

비교기(330)는 제1 인덕터 전류의 절대 값(

Figure pat00004
)과 앞서 계산한 리플 보상 기준 전류(
Figure pat00005
)를 비교해 제1 인덕터 전류의 절대 값(
Figure pat00006
)이 리플 보상 기준 전류(
Figure pat00007
)보다 크면 1을, 작으면 0을 Set-Reset 플립플롭(340)의 R로 출력한다.The comparator 330 determines the absolute value of the first inductor current (
Figure pat00004
) and the previously calculated ripple compensation reference current (
Figure pat00005
) by comparing the absolute value of the first inductor current (
Figure pat00006
) is the ripple compensation reference current (
Figure pat00007
) is greater than 1, and if less than 0, outputted to R of the Set-Reset flip-flop 340 .

계산 오차를 줄이기 위해 제1 인덕터 전류(iL1)의 절대치가 사용된다.To reduce the calculation error, the absolute value of the first inductor current i L1 is used.

Set-Reset 플립플롭(340)에서는 비교기(330)를 통해 입력된 R 값과 S에 입력된 클럭 값에 기초하여 PWM(펄스 폭 변조) 신호를 출력한다(S가 1이면 Q는 1을 출력하고, R이 1이면 Q는 0을 출력하고, 둘 다 1이면 Q는 1을 출력하고, 둘 다 0이면 Q는 이전상태의 Q 값을 출력한다).The set-reset flip-flop 340 outputs a PWM (pulse width modulation) signal based on the R value inputted through the comparator 330 and the clock value inputted to S (if S is 1, Q outputs 1 and , if R is 1, Q outputs 0, if both are 1, Q outputs 1, and if both are 0, Q outputs the previous Q value).

능동형 배터리 필터(110)가 배터리 방전 모드로 동작할 때는 Set-Reset 플립플롭(340)에서 출력된 PWM 신호는 제어신호 g1이 되고, 제1 스위치(Q1)를 제어한다.When the active battery filter 110 operates in the battery discharge mode, the PWM signal output from the Set-Reset flip-flop 340 becomes a control signal g1 and controls the first switch Q 1 .

능동형 배터리 필터(110)가 배터리 충전 모드로 동작할 때는 Set-Reset 플립플롭(340)에서 출력된 PWM 신호는 제어신호 g2가 되고, 제2 스위치(Q2)를 제어한다.When the active battery filter 110 operates in the battery charging mode, the PWM signal output from the Set-Reset flip-flop 340 becomes the control signal g2 and controls the second switch Q 2 .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 배터리 필터 적용 전, 후의 인덕터에 흐르는 전류 파형과 배터리 또는 DC 링크 단에 출력되는 출력 전류 파형이다.6 is a diagram illustrating a current waveform flowing through an inductor before and after application of an active battery filter according to an embodiment of the present invention and an output current waveform output to a battery or a DC link terminal.

도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 능동형 배터리 필터(110) 적용 후 제1 인덕터 전류(iL1)의 리플이 감소하고, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 능동형 배터리 필터(110) 적용 후 출력 전류(ibat, iDC _link)의 리플이 감소한다. As shown in (a) of FIG. 6 , the ripple of the first inductor current (i L1 ) decreases after application of the active battery filter 110, and as shown in FIG. 6 (b), the active battery filter 110 Output current after application (i bat , i DC _link )'s ripple is reduced.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 리플 보상 제어 기법을 통해 인덕터 전류(iL1)가 감소되고, 그 결과로 배터리(100)와 DC 링크 단(190)의 출력 전류(ibat, iDC _link)가 감소될 수 있다. Therefore, the inductor current (i L1 ) is reduced through the current ripple compensation control method according to an embodiment of the present invention, and as a result, the output current (i bat , of the battery 100 and the DC link stage 190) i DC _link ) may be reduced.

때문에, 배터리(100)의 충·방전 전류를 줄여 배터리(100)의 성능 향상과 수명 연장이 가능하고, DC 링크 단(190)의 고조파 노이즈를 감소시켜 전체 시스템의 전력 품질이 향상될 수 있다.Therefore, by reducing the charging and discharging current of the battery 100, it is possible to improve the performance and extend the life of the battery 100, and to reduce the harmonic noise of the DC link stage 190 can improve the power quality of the entire system.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 충·방전 모드와 계통, 분산 전원 및 부하의 상황에 따른 배터리 필터 제어기의 제어방법을 나타내는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of controlling a battery filter controller according to a battery charging/discharging mode, a system, a distributed power supply, and a load according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법은 배터리 충·방전 모드와 계통, 분산 전원의 상황에 따라 기준 전압(vref)과 기준 평균 전류(iref _ av)가 결정될 수 있다.As shown in FIG. 7 , in the control method according to an embodiment of the present invention, the reference voltage (v ref ) and the reference average current (i ref _ av ) are can be decided.

먼저 400 단계에서 배터리 필터 제어기(180)는 계통(140), 분산전원(170) 그리고 배터리(100)의 현재 상태를 확인한다.First, in step 400 , the battery filter controller 180 checks the current state of the system 140 , the distributed power supply 170 , and the battery 100 .

다음 410 단계에서 배터리 필터 제어기(180)는 계통(140), 분산전원(170) 그리고 배터리(100)의 현재 상태에 관한 정보들을 바탕으로 배터리(100)의 전압과 전류, DC 링크 단(190)의 전압과 전류, 배터리의 잔존용량과 온도 등과 같은 동작 환경이 미리 설정한 안전영역 안에 있는지 확인한다.In the next step 410, the battery filter controller 180 determines the voltage and current of the battery 100, the DC link terminal 190, based on information about the current state of the system 140, the distributed power supply 170, and the battery 100. Check that the operating environment, such as voltage and current of the battery, and the remaining capacity and temperature of the battery, is within the preset safe area.

이때, 배터리(100)의 전압과 전류, DC 링크 단(190)의 전압과 전류, 배터리의 잔존용량과 온도 중 하나의 값이라도 안전영역 밖에 있다면 420 단계로 넘어가게 되고, 배터리 필터 제어기(180)는 능동형 배터리 필터(110)가 슬립 모드로 동작하도록 제어한다.At this time, if any one of the voltage and current of the battery 100, the voltage and current of the DC link terminal 190, and the remaining capacity and temperature of the battery is out of the safe range, the process goes to step 420, and the battery filter controller 180 controls the active battery filter 110 to operate in a sleep mode.

슬립 모드는 기준 전압(vref)과 기준 평균 전류(iref _ av)가 0인 상태이고, 따라서 능동형 배터리 필터(110)의 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)는 모두 OFF 된다.In the sleep mode, the reference voltage (v ref ) and the reference average current (i ref _ av ) are zero, and thus the first and second switches Q 1 and Q 2 of the active battery filter 110 are all OFF. .

또는, 410 단계에서 모든 값들이 안전영역 안에 있다면 430 단계로 넘어간다. 430 단계에서 배터리 필터 제어기(180)는 계통 운영자의 요구가 있는지 확인한다.Alternatively, if all values are within the safe area in step 410, the process proceeds to step 430. In step 430, the battery filter controller 180 checks whether there is a request from the system operator.

430 단계에서 계통 운영자로부터 요구가 있다면 도 8에 도시된 하위 순서도인 440 단계로 넘어간다. If there is a request from the system operator in step 430, the flow advances to step 440, which is a sub-flow chart shown in FIG.

430 단계에서 계통 운영자로부터 요구가 없다면 450 단계로 넘어간다. 450 단계에서 배터리 필터 제어기(180)는 DC 링크 단(190)에 분산 전원(170), 계통(140) 같은 전원 단이 연결되어 있는지 확인한다.If there is no request from the system operator in step 430, the flow advances to step 450. In step 450 , the battery filter controller 180 checks whether power terminals such as the distributed power source 170 and the grid 140 are connected to the DC link terminal 190 .

450 단계에서 DC 링크 단(190)에 에너지를 제공하는 전원 단이 연결되어 있지 않다면 460 단계로 넘어가 배터리 필터 제어기(180)는 배터리(100)의 잔존용량을 확인한다. If the power supply terminal providing energy to the DC link terminal 190 is not connected to the DC link terminal 190 in step 450 , the process proceeds to step 460 and the battery filter controller 180 checks the remaining capacity of the battery 100 .

배터리(100)의 잔존용량이 미리 설정한 최소값(SOCmin)보다 크다면 470 단계로 넘어가고, 배터리 필터 제어기(180)는 능동형 배터리 필터(110)를 통하여 배터리(100)에서 DC 링크 단(190)으로 에너지를 전달하여 배터리(100)가 방전되도록 한다.If the remaining capacity of the battery 100 is greater than the preset minimum value (SOC min ), the process proceeds to step 470 , and the battery filter controller 180 performs the DC link stage 190 in the battery 100 through the active battery filter 110 . ) so that the battery 100 is discharged by transferring energy.

따라서, 기준 전압(vref)은 DC 링크 단 기준 전압(vref _DC_link)이 되고, 기준 평균 전류(iref _ av)는 DC 링크 단 평균 전류(iDC _link_ av)가 된다.Accordingly, the reference voltage v ref becomes the DC link end reference voltage v ref _DC_link , and the reference average current i ref _ av becomes the DC link end average current i DC _link_ av .

vref = vref _DC_ link , iref _ av = -iDC _link_ av v ref = v ref _DC_ link , i ref _ av = -i DC _link_ av

또는, 460 단계에서 배터리 잔존용량이 미리 설정한 최소값(SOCmin)보다 작다면 배터리 필터 제어기(180)의 동작은 끝난다.Alternatively, if the remaining battery capacity is less than the preset minimum value (SOC min ) in step 460 , the operation of the battery filter controller 180 ends.

또는, 450 단계에서 DC 링크 단(190)에 전원 단이 연결되어 있어 에너지가 공급되고 있다면 480 단계로 넘어가서 배터리 필터 제어기(180)는 배터리 잔존용량을 확인한다.Alternatively, if the power supply terminal is connected to the DC link terminal 190 in step 450 and thus energy is being supplied, the process proceeds to step 480 and the battery filter controller 180 checks the remaining battery capacity.

확인된 배터리 잔존용량이 미리 설정한 최대값(SOCmax)보다 작다면 490 단계로 넘어가고, 배터리 필터 제어기(180)는 능동형 배터리 필터(110)를 통하여 DC 링크 단(190)에서 배터리(100)로 에너지를 전달하여 배터리(100)가 충전되도록 한다.If the checked remaining battery capacity is less than the preset maximum value (SOC max ), the process proceeds to step 490 , and the battery filter controller 180 performs the battery 100 in the DC link stage 190 through the active battery filter 110 . The energy is transferred to the battery so that the battery 100 is charged.

따라서, 기준 전압(vref)은 배터리 기준 전압(vref _bat)이 되고, 기준 평균 전류(iref_av)는 배터리 평균 전류(ibat _ av)가 된다.Accordingly, the reference voltage v ref becomes the battery reference voltage v ref _bat , and the reference average current i ref_av becomes the battery average current i bat _ av .

vref = vref _ bat , iref _ av = -ibat _ av v ref = v ref _ bat , i ref _ av = -I bat _ av

또는, 480 단계에서 배터리 잔존용량이 미리 설정한 최대값(SOCmax)보다 크면 배터리 필터 제어기(180)의 동작은 끝난다.Alternatively, when the remaining battery capacity is greater than the preset maximum value (SOC max ) in step 480 , the operation of the battery filter controller 180 ends.

도 8은 도 7의 하위 순서도인 계통 요구 모드 순서도이다. 이 순서도는 430 단계에서 계통 운영자의 요구가 있을 때 실행된다.FIG. 8 is a flowchart of a system request mode that is a sub-flow chart of FIG. 7 . This flowchart is executed at the request of the grid operator in step 430 .

441 단계에서 배터리 필터 제어기(180)는 계통 운영자로부터 요구를 확인하고, 442 단계로 넘어간다.In step 441, the battery filter controller 180 confirms the request from the system operator, and proceeds to step 442.

442 단계에서 배터리 필터 제어기(180)는 계통 운영자의 요구가 배터리 충전 모드인지 방전 모드인지 확인한다.In step 442, the battery filter controller 180 checks whether the system operator's request is a battery charging mode or a discharging mode.

이때, 계통 운영자가 배터리 방전 모드를 요구하면 443 단계로 넘어가고, 기준 전압(vref)은 DC 링크 단 기준 전압(vref _DC_link)이 되고, 기준 평균 전류(iref _ av)는 DC 링크 단 평균 전류(iDC _link_ av)가 된다.At this time, if the grid operator requests the battery discharge mode, it goes to step 443, the reference voltage (v ref ) becomes the DC link terminal reference voltage (v ref _DC_link ), and the reference average current (i ref _ av ) is the DC link terminal It becomes the average current (i DC _link_ av ).

vref = vref _DC_ link , iref _ av = -iDC _link_ av v ref = v ref _DC_ link , i ref _ av = -i DC _link_ av

또는, 계통 운영자가 배터리 충전 모드를 요구하면 444 단계로 넘어가고, 기준 전압(vref)은 배터리 기준 전압(vref _bat)이 되고, 기준 평균 전류(iref _ av)는 배터리 평균 전류(ibat _ av)가 된다.Alternatively, if the grid operator requests a battery charging mode, the flow advances to step 444 , the reference voltage v ref becomes the battery reference voltage v ref _bat , and the reference average current i ref _ av is the average battery current (i bat _ av ).

vref = vref _ bat , iref _ av = -ibat _ av v ref = v ref _ bat , i ref _ av = -I bat _ av

본 발명의 실시예에 따른 배터리 필터 제어기(180)의 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.The control method of the battery filter controller 180 according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program readable through various computer means and recorded in a computer readable recording medium.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.On the other hand, the embodiments disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein. In addition, although specific terms have been used in the present specification and drawings, these are only used in a general sense to easily explain the technical contents of the present invention and help the understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.

100: 배터리 110: 능동형 배터리 필터
120: 양방향 DC-AC 인버터 130: 양방향 DC-DC 컨버터
140: 계통 150, 160: 부하 170: 분산 전원
180: 배터리 필터 제어기
Q1, Q2: 제1 및 제2 스위치 L1, L2: 제1 및 제2 인덕터
C1, C2, C3: 제1, 제2 및 제3 커패시터
100: battery 110: active battery filter
120: bidirectional DC-AC inverter 130: bidirectional DC-DC converter
140: grid 150, 160: load 170: distributed power
180: battery filter controller
Q 1 , Q 2: first and second switches L 1 , L 2 : first and second inductors
C 1 , C 2 , C 3 : first, second and third capacitors

Claims (10)

서로 커플링된 제1 인덕터 및 제2 인덕터;
제1 커패시터, 제2 커패시터 및 제3 커패시터; 및
제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하고,
상기 제1 인덕터는 제1 노드 및 제2 노드 사이에 연결되고,
상기 제2 스위치는 상기 제2 노드 및 제3 노드 사이에 연결되고,
상기 제2 인덕터는 상기 제3 노드 및 제4 노드 사이에 연결되고,
상기 제1 커패시터는 상기 제1 노드 및 제5 노드 사이에 연결되고,
상기 제1 스위치는 상기 제2 노드 및 상기 제5 노드 사이에 연결되고,
상기 제2 커패시터는 상기 제3 노드 및 상기 제5 노드 사이에 연결되고,
상기 제3 커패시터는 상기 제4 노드 및 상기 제5 노드 사이에 연결되는, 능동형 배터리 필터.
a first inductor and a second inductor coupled to each other;
a first capacitor, a second capacitor and a third capacitor; and
a first switch and a second switch;
The first inductor is connected between the first node and the second node,
The second switch is connected between the second node and the third node,
The second inductor is connected between the third node and the fourth node,
The first capacitor is connected between the first node and the fifth node,
The first switch is connected between the second node and the fifth node,
the second capacitor is connected between the third node and the fifth node;
and the third capacitor is connected between the fourth node and the fifth node.
제1항에 기재된 능동형 배터리 필터; 및
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하는 제어기;를 포함하고,
상기 제1 노드에는 배터리가 연결되고,
상기 제4 노드에는 DC 링크 단이 연결되는, 분산 전원 시스템.
The active battery filter according to claim 1; and
Including; a controller for controlling the first switch and the second switch;
A battery is connected to the first node,
A DC link terminal is connected to the fourth node, a distributed power supply system.
제2항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 배터리를 충전하는 충전 모드에서,
상기 제1 스위치를 OFF시키고,
상기 제2 스위치를 교번적으로 ON 및 OFF시키는, 분산 전원 시스템.
The method of claim 2, wherein the controller comprises:
In the charging mode to charge the battery,
turn off the first switch,
A distributed power supply system that alternately turns on and off the second switch.
제2항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 배터리를 방전하는 방전 모드에서,
상기 제2 스위치를 OFF시키고,
상기 제1 스위치를 교번적으로 ON 및 OFF시키는, 분산 전원 시스템.
The method of claim 2, wherein the controller comprises:
In a discharging mode to discharge the battery,
turn off the second switch,
A distributed power system that alternately turns on and off the first switch.
제2항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 DC 링크 단에 연결된 계통, 분산전원 및 부하, 및 상기 배터리 중 적어도 하나의 상태 정보에 기초하여, 상기 능동형 배터리 필터가 충전 모드, 방전 모드 및 슬립 모드 중 하나로 동작하도록 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하는, 분산 전원 시스템.
The method of claim 2, wherein the controller comprises:
The first switch and the second switch so that the active battery filter operates in one of a charging mode, a discharging mode and a sleep mode based on status information of at least one of a system connected to the DC link terminal, a distributed power source and a load, and the battery Distributed power system, controlling 2 switches.
제5항에 있어서, 상기 상태 정보는, 상기 DC 링크 단의 전압과 전류, 상기 배터리의 잔존용량과 온도 중 적어도 하나를 포함하는, 분산 전원 시스템.The distributed power supply system of claim 5 , wherein the state information includes at least one of a voltage and a current of the DC link terminal, and a residual capacity and a temperature of the battery. 제5항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 계통, 상기 분산전원, 상기 부하 및 상기 배터리 중 적어도 하나의 상태가 미리 설정한 안전영역 밖에 있을 때, 상기 능동형 배터리 필터를 상기 슬립 모드로 동작하도록 제어하는, 분산 전원 시스템.
According to claim 5, wherein the controller,
and controlling the active battery filter to operate in the sleep mode when the state of at least one of the system, the distributed power supply, the load, and the battery is outside a preset safe area.
제5항에 있어서, 상기 제어기는,
계통 운영자로부터 요구를 받으면, 계통 운영자의 요구에 따라 상기 능동형 배터리 필터를 상기 충전 모드 또는 상기 방전 모드로 동작하도록 제어하는, 분산 전원 시스템.
According to claim 5, wherein the controller,
In response to a request from a grid operator, controlling the active battery filter to operate in the charging mode or the discharging mode according to the request of the grid operator.
제5항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 DC 링크 단에 상기 분산 전원 또는 상기 계통이 연결되어 있고, 상기 배터리의 잔존용량이 미리 지정한 최대 잔존용량(SOCmax)보다 작으면, 상기 능동형 배터리 필터를 상기 충전 모드로 동작하도록 제어하는, 분산 전원 시스템.
According to claim 5, wherein the controller,
If the distributed power source or the system is connected to the DC link terminal and the remaining capacity of the battery is less than a predetermined maximum remaining capacity (SOC max ), controlling the active battery filter to operate in the charging mode, distributed power system.
제5항 또는 제9항에 있어서, 상기 제어기는
상기 DC 링크 단에 상기 분산 전원 또는 상기 계통이 연결되어 있지 않고, 상기 배터리의 잔존용량이 미리 지정한 최소 잔존용량(SOCmin)보다 크면, 상기 능동형 배터리 필터를 상기 방전 모드로 동작하도록 제어하는, 분산 전원 시스템.
10. The method of claim 5 or 9, wherein the controller is
If the distributed power source or the system is not connected to the DC link terminal, and the remaining capacity of the battery is greater than a predetermined minimum remaining capacity (SOC min ), controlling the active battery filter to operate in the discharging mode, distributed power system.
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