KR20210100920A

KR20210100920A - Ess 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템.

Info

Publication number: KR20210100920A
Application number: KR1020200014891A
Authority: KR
Inventors: 하태진; 김국정; 오홍근; 이강준
Original assignee: 주식회사 비온시이노베이터
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2021-08-18

Abstract

본 발명은 ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 ESS 현장에서 설치된 핵심 운영설비인 전력변환장치, 배터리, 전력계측기의 상태정보 수집을 통한 위험/에러 진단을 통해 위험/에러 발생시 에러에 대처하는 시스템을 제공하고자 한다.

Description

ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템.{UNITED ELECTRONIC POWER MANAGEMENT SYSTEM}

더 나가, ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템은 오직 운영설비들의 상태정보만을 진단대응하여 ESS 운영환경에서 위험요소에 대해 전문적으로, 즉각적으로 대응함으로써 화재 또는 기타 사고를 미연에 방지함으로써 지속적으로 발생하는 재산적, 환경적 피해의 대안 방안을 마련하고자 한다.

본 발명의 시스템은 ESS현장에서 운영되는 EMS와 별도로 추가 적용하여 요소설비 상태진단이 가능함에 따라 신규발전소 뿐만 아니라 모든 ESS 현장에 적용될 수 있음.

- 또한 태양광 뿐만 아니라, ESS의 핵심 요소설비가 적용되는 전력변환장치, 배터리가 적용되는 풍력, 수소, 수력, 바이오 등 기타 다양한 신재생에너지 연동 ESS에 연결하여 시스템 진단 및 대응을 할 수 있다.

- 기존 ESS의 운영기술은 PMS 및 EMS에 집중적으로 의존하고 있는 실정임.

- 현존하는 ESS 운영기술은 수익과 밀접한 관련을 가지고 있는 최대 효율방법이나 다양한 모니터링 방법 등에 대한 방향으로 운영이 되고 있음.

-결과적으로, 국가 정책 및 지원으로 ESS발전소는 급격하게 증가하고 있는 가운데 화재/폭발 하고 또한 지속적으로 발생하고 있으며 과도하게 효율만을 목적으로 운영한 결과 REC 가중치 수익이 발생하지 않는 등 수익적 피해가 속출하고 있음.

본 발명은 화재 또는 폭발사고의 분석결과 ESS 운용 시스템의 오작동이란 발표가 이루어진 배경에서, 운용시스템의 개선과 더불어 운용 방법의 개선이 필수적으로 필요하다고 판단됨.

현재 사고로 이슈가 된 ESS를 정상작동 할 수 있도록 하기 위해 안전운전에 대한 방법이 필수적이며 이를 해결하기 위해 ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영시스템을 제안함.

본 발명의 시스템은 기존 시스템을 대체하는 개념이 아닌, 요소설비를 전문적으로 진단대응 할 수 있는 제품을 추가 연동하여 에러대응을 집중적으로 수행함으로써 사고를 방지하고자 함.

본 발명의 시스템은 EMS를 적용하여 최대효율의 발전/송전, 충전/방전을 진행과 동시에 ESS의 안전성을 제공하여 ESS 시장 정상화, ESS 운전 정상화, 신재생에너지 발전 정상화, 수익 정상화에 기여하고자 함.

참고로, 일반적으로 배터리에 계통이나 다른 에너지원을 이용하여 에너지를 저장하기 위해서는 충전기가 필요하다. 충전기는 배터리에서 요구되는 에너지를 충전하기 위하여 사용되는데, 상기 배터리를 충전하기 위해서는 배터리 팩의 전압, 전류 감지가 필요하며, 상기 감지한 전압 및 전류 정보를 이용하여 배터리를 충전하게 된다.

배터리의 특성상 안정성 측면에서 배터리를 관리하는 별도의 배터리 관리 시스템(Battery Management System,BMS)이 필요하다. 일반적으로, 배터리는 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩에 의해 구성되며, 이는 낮은 셀 전압을 시스템에 적용하기 위한 것이다.

상기 배터리는, 배터리 셀 자체 보호를 목적으로 낮은 배터리 셀 전압을 시스템에 적용하기 위하여 팩을 구성하게 되는데, 이때 배터리를 팩으로 구성할 경우 별도의 보호가 필요로 하게 되며, 이를 위한 배터리 팩의 전압과 전류 감지가 요구된다.

한편, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)는 계통에서 생성된 전력을 배터리에 저장하거나, 배터리에 저장된 전력을 계통 또는 부하에 공급하는 기능을 수행한다. 즉, 에너지 저장 시스템용 전력 변환 장치

(Power Converter System, PCS)는 계통에서 요구되는 전력을 공급하게 되는데, 상기 전력 공급에 대한 동작은 상기 전력 변환장치 자체에서 제어할 수도 있고, 별도의 배터리 관리 시스템이나 전력 관리 시스템과 같은 상위 제어를 이용하여 제어할 수도 있다.

그러나 이와 같은 종래의 ESS 운영기술은 PMS 및 EMS에 집중적으로 의존하고 있는 실정이다. 그로인해 ESS에서 문제가 발생하면 PMS 및 EMS의 시스템이 에러가 발생하여 그를 대응하지 못하는 경우 화재 등으로 이어진다.

본 발명의 시스템은 ESS현장에서 운영되는 EMS와 별도로 추가 적용하여 요소설비 상태진단이 가능한 ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템을 제공하고자 한다.

참고로, 에너지 관리시스템은 부하의 예측이나 신재생전원인 태양광 발전기, 풍력 발전기의 출력을 예측하는 기능을 통하여 계획적인 운전이 가능하도록 할 수 있는데, 이를 위해서 인터넷을 통해서 기상청 서버 등으로부터 기상 예측 정보를 수신할 수도 있고 혹은 자체적으로 설치한 기상 관측 장치로부터 온도, 풍속, 일사량 등의 정보를 취득할 수도 있다.

그런데 이러한 종래 기술에 따른 마이크로그리드 전원 시스템에서는, 안정적인 전력 공급을 위해서 전용 컴퓨터 장치에 소프트웨어 형식으로 탑재된 에너지 관리 시스템을 설치하여 운용해야 하는데,

이는 초기 투자비의 증가, 운영 시스템의 설치 공간 증가와 전력소모 및 소음, 유지보수 등의 문제가 발생할 수 있으며 전문적인 기술자에 의해 운영되지 않는 일반 수용가의 소규모 마이크로그리드 전원 시스템의 경우에는 운전과 유지보수 등의 어려움으로 인하여 마이크로그리드 전원 시스템 보급에 장애가 되고 있다.

그리고, 본 발명은 수명연장, 원가절감, 컴팩트한 스위치장치를 제공하기 위해 복수의 트레이의 회로중 하나의 트레이의 회로에 우회회로(Bypass)을 제공하여 나머지 복수의 트레이의 회로가 상기 우회회로를 이용하여 트레이의 직류 (+)전원을 스위칭하는 단로기의 기계적 접점을 보호하는 기술을 제공한다

첨부도면에 의해 구성을 살펴보면,

복수의 랙(Rack)을 포함하여 구성된 배터리;

상기 배터리의 전체 단위에 대한 전압값 및 전류값을 측정하는 측정부;

상기 배터리의 온도 및 충전 상태를 관리하는 배터리 관리부; 및

상기 측정부로부터 입력받은 상기 배터리의 전체 단위에 대한 전압값 및 전류값과, 상기 배터리 관리부로부터

입력받은 상기 배터리의 온도 및 충전 상태에 기초하여 상기 배터리의 전체 열화도를 추정하는 제어부;를 포함한 구성에 있어서,

상기 배터리 관리부의 관리 상태를 관리하는 제2배터리 관리부(상태진단 대응 운영 시스템에 해당)를 포함한 것을 특징으로 하는 ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템,

상술한 바와 같이, ESS현장에서 운영되는 EMS와 별도로 추가 적용하여 요소설비 상태진단이 가능한 ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템을 제공함으로서, 사고방지 및 설비 안전성 등 아주 유익한 발명이라 할 수 있다.

그리고, 본 발명의 에너지저장장치(에너지저장장치와 인버터사이의 스위치장치에 해당)는 복수의 회로에 하나의 우회회로를 제공한 다음 그 복수의 회로에 하나의 우회회로를 공유하게 함으로써 제품가격이 저렴하고, 하나의 우회스위치를 제공함으로써 고장확률이 낮고, 하나의 우회스위치를 제공함으로써 부피가 작아 보관 및 운송 비용이 저렴하고, 하나의 우회스위치만 결선함으로 제작이 편리하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템을 나타낸 블록구성도이다.
도 2,3,4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템의 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템의 참고도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 고전압 스위치의 실시예의 전체 흐름도.
도 7는 본 발명의 우회스위치와 릴레이의 동작상태를 나타낸 흐름도.
도 8은 본 발명의 흐름도를 나타낸 설명도.
도 9의 가)은 본 발명의 실시예에 따른 직류전원 단로기의 병렬 우회 보호회로. 나)는 도 4의 가)의 동작 타임챠트

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 구성을 살펴보고 그에 따른 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템’은 운영설비들의 상태정보만을 진단 대응하여 ESS 운영환경에서 위험요소에 대해 전문적으로, 즉각적으로 대응함으로써 화재 또는 기타 사고를 미연에 방지함으로써 지속적으로 발생하는 재산적, 환경적 피해의 대안 방안을 마련하고자 한다.

- 또한 전력계측기 통신 진단을 통해 통신 오류에 의한 ESS 비정상 작동을 방지하여 발전사업자의 수익에 대한 피해방지를 이루고자한다

본 발명의 대응시스템을 예를들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 배터리 관리부(설비상태진단대응시스템로서 부호 100에 해당한다)는 BMS(Battery management system)와 에너지 저장장치 사이의

통신망(Network HUB) 과 연동되어 상기 배터리(200)의 온도 및 충전 상태를 관리한다.

또한, 배터리 관리부(100)는 배터리(200)의 온도 및 충전 상태 이외에도 배터리 정보를 파악하고 관리할 수 있다.

한편, 배터리 관리부(100)는 상기 배터리(200)의 전체에 대하여 랙 단위별로 관리할 수 있으며, 각각의 랙 단위 별로 열화도 등이 추정될 수 있도록 한다.

배터리(200)는 에너지 저장 장치로서, 제어부(500)에 의해 동작되며 전력변환부(400)를 통해 충전 및 방전된다. 또한, 배터리(200)는 대용량 에너지 저장 장치로서, 복수의 랙(Rack)을 포함하여 구성되어, 배터리(200)의 랙 단위별로 동작될 수 있다.

측정부(300)는 배터리(200)의 충전 및 방전 중에 취득되는 배터리(200)의 전체에 대한 전압값 및 전류값을 측정한다. 자세하게는, 전력변환부(400)를 통해 충전 및 방전을 수행할 경우, 측정부(300)에서는 배터리(200) 전체에 대한 전압값과, 충전 및 방전시 전압변동값, 즉 전류변화량에 대한 전압변화량을 측정할 수 있다.

전력변환부(400)는 PCS(Power Converter System)로, 교류를 직류로 또는 직류를 교류로 변환하는 장치이다. 전력 계통의 이상유무에 따라 전력 공급을 중단시킬 수 있는 계전 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 전력변화부(400)는 배터리(200)와 제어부(500)를 연계하여 상기 배터리(200)의 충전 및 방전을 수행할 수 있다.

자세하게는 전력변환부(400)는 배터리(200)로부터 저장된 직류전류를 교류로 변환하여 전력계통에 전력을 공급 하거나 직접 교류부하에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 전력계통으로부터의 교류전력을 직류로 변환하여 배터리(200)에 저장할 수도 있다.

제어부(500)는 측정부(300)로부터 입력받은 배터리(200)의 전체에 대한 전압값 및 전류값과, 배터리 관리부(100)로부터 입력받은 상기 배터리(200)의 온도 및 충전 상태에 기초하여 상기 배터리(200)의 전체 열화도를 추정할 수 있다.

이때, 제어부(500)는 측정부(300)로부터 입력받은 배터리(200)의 전체에 대한 전압값 및 전류값에 기초하여 옴 법칙에 의해 배터리(200)의 내부저항을 산출할 수 있다.

즉, 제어부(500)는 배터리(200)의 전체에 대한 초기 내부저항값을 기준으로 설정하여 이와 상기 제어부(500)에 의해 산출된 내부저항값과의 비교를 통해 상기 배터리(200)의 전체 열화도를 추정할 수 있다.

이때, 제어부(500)는 배터리 관리부(100)로부터 입력받은 상기 배터리(200)의 온도 및 충전 상태(State Of Charge, SOC)별로 나누어, 상기 배터리(200)의 전체 열화도를 추정하기 위한 상기 배터리(200)의 전체에 대한 내부저항값 기준을 설정할 수 있다. 즉, 초기 상태인 배터리(200) 전체의 내부저항값을 온도별, 충전 상태별 기준값으로 설정하고, 이를 기준값 대비 온도 및 충전 상태를 고려하여 측정된 내부저항값과 비교함으로써, 현재 열화도를 추정할 수 있다.

여기서, 배터리(200)의 내부저항값은 배터리(200) 온도 및 충전 상태에 따라 변동할 수 있다. 따라서, 배터리 관리부(100)를 통해 온도 및 충전 상태 정보를 입력받아, 상기 배터리 관리부(100) 및 측정부(300)의 정보에 기초하여 열화도를 추정할 수 있다.

한편, 배터리(200)의 열화도를 추정함에 있어서, 상기 열화도는 배터리(200)의 열화상태에 따른 특정된 값으로 산출될 수 있는데, 상기 열화도를 산출하는 방법에는 별도의 산출 로직을 통하여 열화도를 산출하는 방법이나,

내부저항의 기준값과 측정된 내부저항 간의 관계에 대응하는 열화도 값을 규정한 테이블을 이용하여 산출할 수도 있다.

또한, 열화도를 추정함에 있어서, 실시간으로 계속 배터리(200)로부터 열화도를 추정할 수도 있고, 일정한 주기를 두고 추정할 수도 있다.

또한, 제어부(500)는 배터리(200)의 전체 열화도에 기초하여 상기 배터리(200)의 전체 용량 및 출력값을 산출할 수 있다.

이때, 배터리(200)의 전체 열화도에 따른 상기 배터리(200)의 전체 용량 및 출력값에 대한 룩업테이블을 메모리(미도시)에 미리 저장하여, 제어부(500)가 배터리(200)의 전체 열화도에 따른 상기 배터리(200)의 전체 용량 및 출력값을 산출할 수 있다.

이를 통해, 배터리(200)의 전체 열화도에 기초하여 상기 배터리(200)의 전체 용량 및 출력값을 산출함으로써, 에너지 저장 장치의 상태 진단 장치 운영 및 진단을 함에 있어 중요한 정보로 활용할 수 있다.

또한, 제어부(500)는 신뢰성판단부(미도시)를 포함하여, 측정된 열화도에 대한 신뢰성을 판단할 수 있다. 신뢰성 판단에 대하여는 후술하는 내용을 통해 자세히 설명하도록 한다.

제어부(500)는 상기에서 추정된 배터리(200)의 전체 열화도와 배터리 관리부(100)에서 측정된 배터리(200)의 열화도에 기초하여 에너지 저장 장치의 상태 진단 장치를 진단할 수 있다. 이를 통해 에너지 저장 장치

의 상태 진단 장치의 이상유무를 판단할 수 있으며, 이상유무에 따라 배터리(200)의 전체 열화도와 배터리 관리부(100)에서 측정된 배터리(200)의 열화도를 선택적으로 이용할 수 있다.

또 다른 실시예를 살펴보면, (도 6,7,8,9참조)

복수의 직류회로에 흐르는 전력이 하나의 회로로 취합하여 계통으로

출력되도록 하는 에너지저장장치에 있어서,

상기 복수의 직류 회로(10)에 각각 회로를 온/오프하는 릴레이(20)를 연결하고 상기 복수의 회로(10)중 어느 하나의 회로(10a)에 결선된 릴레이(20a)를 우회하는 우회회로(30)를 결선하되, 상기 우회회로(30)에 제어부(100)의 제어신호에 따라 온/오프 하는 우회스위치(40)와,

상기 우회스위치(40)로 전류가 입력되는 우회회로(30)에 입력단락 방지용 다이오드(a')를 연결하는 것과,

상기 우회회로(30)와 우회스위치(40)를 연결한 회로(10a)를 제외한 나머지 복수의 회로(10)에 각각 제2우회회로(50)의 일측(50a)을 결선하고

상기 제2우회회로(50)의 타측(50b)은 하나로 취합하여 상기 우회회로(30)의 출력부(30a)와 상기 다이오드(a')의 사이에 해당하는 우회회로(30)에 전력이 출력되도록 결선되며,

상기 복수의 제2우회회로(50)에 각각 입력단락 방지를 위해 결선한 다이오드(a)와, 상기 회로의 흐르는 전력값 상태를 감시하는 측정부(130)로 구성된다.

상기 구성의 실시예를 살펴보면 다음과 같다,

복수의 제2우회회로(30,50)에 각각 다이오드(a)가 연결되고, 복수의 회로(10) 중 하나의 회로(10a)에 다이오드(a')가 결선되어 있다. 즉, 각각의 회로(10)에 다이오드를 결선시킨 것이다.

이 경우 복수의 회로(10)에 흐르는 전력은 서로 다른 회로와 연결되지 못하도록 한 상태가 된다.

상기 복수의 회로(10)에 흐르는 각각의 전력값 상태를 감시하는 측정부(130)가 있어 상기 측정부(130)에 의해 회로(10)의 상태를 판정하여 제어부(100)를 통해 우회스위치(40)와 복수의 회로(10)에 연결한 릴레이(20)를 개폐시키되

복수의 에너지저장치로부터 상기 복수의 회로(10)에 동시에 전력을 입력시킨 상태에서,

상기 복수의 회로(10)에서 각각 정상적으로 균등하게 전력을 생산하는 도중 측정부(130)를 통해 어느 하나의 회로에서 측정된 측정값이 미리 설정된 전압 범위 또는 전류 범위 또는 누설전류 범위를 벗어날 때,

전압 범위 또는 전류 범위 또는 누설전류 범위를 벗어난 회로(10)에 흐르는 전력을 차단하기 위해 우회회로(30)에 연결한 우회스위치(40)를 온 시킨 다음 전압 범위 또는 전류 범위 또는 누설전류 범위를 벗어난 회로(10)에 흐르는 전력을 차단하기 위해 우회회로(30)에 연결한 우회스위치(40)를 온 시킨 다음 전압 범위를 벗어난

회로(10)의 전력이 상기 우회회로(30)를 통해 출력단자로 출력되도록 한 상태에서

전압 범위 또는 전류 범위 또는 누설전류 범위를 벗어난 회로(10)에 연결시킨 릴레이(20)를 오프 (오프한 후 우회스위치를 오프하고)한 후 우회스위치(40)를 오프하여 상기 전압 범위 또는 전류 범위 또는 누설전류 범위를 벗어난 회로의 전력공급을 차단하는 구성이다.

상기 전압 범위 또는 전류 범위 또는 누설전류 범위를 회로(10)의 전원 차단 후 설정시간이 경과되면 우회스위치(40)를 온' 시켜 측정부(130)를 통해 측정된 전력값이 미리 설정된 전압 범위 또는 전류 범위 또는 누설전류 범위 내에 존재할 때, 정상적인 전력공급(생산)이라 판단하고 상기 오프시킨 릴레이를 온'시켜 오프시킨 릴레이를 경유하여 전력이 출력단자로 출력되도록 하고 그 후 제어부(100)의 제어신호에 따라 우회스위치(40)는 오프 상태가 되도록 한다.

상기 우회스위치(40)는 상시 온 상태가 되도록 할 수 있다.

다음은 우회회로에서 복수의 회로(10)를 감시하여 고장여부를 판단할 수 있다

제어부(100)의 제어신호에 따라 복수의 회로(10)에 결선된 복수의 릴레이(20)와 우회스위치(40)를 온'상태를 유지한 상태에서(도 2참조)

제어부(100)를 통해 복수의 릴레이(20)를 순차적으로 하나하나 설정시간 동안 온/오프'하는 과정에 우회스위치(40)를 경유하는 전력을 검출부(140)를 통해 측정하여

하나의 회로에서 측정된 측정값이 미리 설정된 전압 범위 또는 전류 범위 또는 누설전류 범위를 벗어날 때, 전압 범위 또는 전류 범위 또는 누설전류 범위를 벗어난 회로(10)에 문제가 있는 것으로 판단하고 문제가 있는 회로(10)의 릴레이(20)를 오프'시켜 전원을 차단하는 것이다.

상기 구성의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

우회스위치(40)의 출력회로(30b)로 출력되는 전력을 검출부(140)를 통해 측정한다.

그리고 복수의 회로(10)에 결선된 복수의 릴레이(50)를 미리 설정한 순서대로 제어부(100)를 통해 오프' 후 설정시간 후 온' 하면 일정시간 오프과정에 오프된

회로(10)의 전력은 우회회로(30)를 통해 출력단자로 출력된다.

이렇게 구성함으로써 하나의 검출부(140)를 통해 복수의 회로(10)를 점검할 수 있어 제작비용이 저렴하고 문제가 있는 회로(10) 라인을 쉽고 편리하게 발견할 수 있어 신속한 정비가 가능한 것이다.

설명에 있어서 복수의 릴레이와 우회스위치(40)가 온 상태일 경우는 입력부로부터 입력된 전력은 각각 복수의 릴레이 방향으로 흘러간다.

도 1의 우회스위치는 복수의 릴레이를 동작시킬 때만 잠시 폐로하고, 릴레이 동작이 완료된 후에는 우회스위치를 끄도록 한다. 우회 스위치기 OFF되면, 입력부로부터 입력된 전력은 각각 복수의 릴레이 방향으로만 흐르게 되고, 우회스위치로는 흘러가지 않게 되기 때문이다.

본원에서 MOS-FET는 고속 스위칭이 가능하고 게이트 구동이 비교적 간단하여 각종 전자 기기의 전원회로의 스위칭 소자이다. 본 발명 우회스위치(40)는 MOS-FET 소자를 이용한다(MOS-FET 게이트 구동 회로 및 구동 방법은 등록번호 10-1209639호에서 참고 바란다).

상기 MOS-FET 소자는 고전압 대전류를 고속으로 스위칭이 가능하고, 간단한 구동 방식을 사용할 수 있다. 하지만 지속적으로 전류가 흐르게 되면, 발열이 심하게 되어 소자가 파괴되게 된다. 본 발명에서는 아크가 발생하는 짧은 시간에만 MOS-FET소자를 이용하여 도통시키고, 발열이 발생하는 지속적으로 전류가 흐르는 구간에서는 릴레이의 접점을 이용하여 발열을 제거하는 장점을 이용하는 것이다.

상기 본 발명의 릴레이(20)는 래칭 릴레이로써, 래칭 릴레이(RL1)는 이중코일(Dual Coil) 및 적어도 하나 이상의 3로 스위칭의 기계적 접점을 가지는 것이 접점을 병렬연결하여 접점용량을 증가시키는데에 바람직하며,

3로 스위칭의 기계적 접점은 이중코일의 어느 하나를 여자시키는 셋(SET)신호와 리셋(REST)의 릴레이신호에 의해 확실하게 개폐시킬 수 있다.

또한, 상시 구동전원 없이 개폐상태를 유지할 수 있는 이중코일의 래칭 릴레이(RL1)를 사용함으로써, 정전이 되거나 전원장치가 고장이 나도 래칭 릴레이가 스스로 개폐되는 일이 없어져 화재 등의 안전사고가 예방된다.

제어는 직렬 연결된 에너지저장장치(11)들을 적어도 2개 이상으로 소집단화한 에너지저장장치의 소집단들(SG1)~(SGn)과, 상기 에너지저장장치의 소집단들 (SG1)~(SGn)의 전압과 전류를 측정하여 전력을 계측하는 전력측정수단(13) 및 전력계측값 (P1)~(Pn)과,

상기 각 에너지저장장치의 소집단들(SG1)~(SGn)의 근접 장소에 설치된 측정센서(14) 및 계측된 값(L1)~(Ln)과, 정해진 시간 간격으로 상기 각 에너지저장장치의 소집단(SG1)~(SGn) 끼리의 전력 계측값(P1~Pn)을 비교하여 불평형 상태인 경우 비정상으로 판단하고,

상기 제어부(20)에서 각 에너지저장장치의 소집단(SG1)~(SGn)들의 동작상태 및 열화상태의 경보메시지 및 데이터를 무선통신 모듈(30c)을 통하여 원격지 통신(40c)으로 송신하는 통신수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

에너지저장장치의 소집단(SG1)은, 소정의 전압을 얻기 위해 직렬로 연결한 복수개의 에너지저장장치의(11) 및 회로(12)와,

상기 회로(12)으로부터 전압을 측정하고, 전류를 측정하기 위해 상기 회로(12)의 어느 한 선에 연결된 표준저항(미도시)과, 상기 표준저항으로부터 전류에 비례하는 전압 측정선을 구비하는 에너지저장장치의 소집단(SG1)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

에너지저장장치의 소집단들(SG1)~(SGn)의 설치개수 및 연산 프로그램 등을 입력하는 키입력부와, 키 입력값 및 연산처리결과 등을 표시하는 LCD 모니터와, 프로그램 및 데이터를 저장하는 기억장치를 구비하는 제어부(20)로 구성된다.

통신수단은, 상기 제어부(20)의 연산처리결과가 비정상으로 판단되는 경우에는 WAP을 이용하여 관리자나 사용자의 이동 통신단말기(40)에 전송하는 무선 모듈(30)과,

상기 무선모듈(30)과 기존 이동통신 통신망을 통하여 원격지의 관리자나 사용자의 이동통신 단말기(40)로 에너지저장장치의 소집단(10)의 고유번호와 비정상 상태에 대응하여 정해진 경보문자 및 기억장치에 저장된 측정데이터를 원격지의 관리자나 사용자에게 전송하는 것으로 어느 에너지저장장치의 소집단(10)이 이상상태인가를 원격지에서 알 수 있게 해준다.

이러한, 원격감시 시스템의 능동적인 작동을 간략하게 설명하면, 원격감시를

원하는 관리자나 사용자가 이동통신 단말기에 설치되어 있는 응용프로그램을 구동하여 제어부(20)에 접속하고, 제어부(20)로 상태확인 요청을 전송하면, 제어부(20)는 관리자나 사용자로부터의 상태확인 요청에 의하여 추출된 현재 또는 과거의 결과를 관리자나 사용자의 이동통신 단말기로 전송해준다.

본 실시예에서는 제어부(20) 및 관리자나 사용자의 이동통신 단말기에 설치되어, 양 장비 사이의 무선 데이터통신을 가능하게 하는 WAP(무선 응용 프로토콜)을 이용함으로써, 별도의 장비없이, 원격감시를 수행할 수 있다.

WAP는 하나의 통신에뮬레이터의 역할을 하는 것으로, 미리 정해진 프로토콜에 따라, 상대방으로부터 수신·복조된 신호를 의미 있는 정보로 변환하는 역할을 하여, 이동통신 단말기로 원격지에 있는 태양전지 소집단의 이상상태를 감시할 수 있게 해준다.

10 : 회로 20 : 릴레이
30 : 우회회로 30a: 출력부
40 : 우회스위치 50 : 제2우회회로
100: 제어부 130: 측정부
140: 검출부 a': 다이오드

Claims

복수의 랙(Rack)을 포함하여 구성된 배터리;
상기 배터리의 전체 단위에 대한 전압값 및 전류값을 측정하는 측정부;
상기 배터리의 온도 및 충전 상태를 관리하는 배터리 관리부; 및
상기 측정부로부터 입력받은 상기 배터리의 전체 단위에 대한 전압값 및 전류값과, 상기 배터리 관리부로부터
입력받은 상기 배터리의 온도 및 충전 상태에 기초하여 상기 배터리의 전체 열화도를 추정하는 제어부;를 포함한 구성에 있어서,
상기 배터리관리부의 관리 상태를 관리하는 제2배터리 관리부를 포함한 것을 특징으로 하는 ESS 사고방지 및 설비 안전성을 위한 요소설비 상태진단 대응 운영 시스템,