KR20210153924A - Energy Management System - Google Patents

Energy Management System Download PDF

Info

Publication number
KR20210153924A
KR20210153924A KR1020200070867A KR20200070867A KR20210153924A KR 20210153924 A KR20210153924 A KR 20210153924A KR 1020200070867 A KR1020200070867 A KR 1020200070867A KR 20200070867 A KR20200070867 A KR 20200070867A KR 20210153924 A KR20210153924 A KR 20210153924A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ess
battery
unit
power
data
Prior art date
Application number
KR1020200070867A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김국정
하태진
오홍근
Original Assignee
주식회사 비온시이노베이터
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 비온시이노베이터 filed Critical 주식회사 비온시이노베이터
Priority to KR1020200070867A priority Critical patent/KR20210153924A/en
Publication of KR20210153924A publication Critical patent/KR20210153924A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005Detection of state of health [SOH]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

The present invention relates to an active energy management system (EMS) for synchronizing energy storage system (ESS) facilities, and more specifically, to a system for monitoring, controlling, efficiently managing, and operating apparatuses such as an ESS, a power conversion apparatus, a solar power generator and the like. Furthermore, the EMS of the present invention confirms data communication through an interlinked test among the ESS facilities, an actively controlled gateway for synchronizing the ESS facilities, and a driver for developing and installing the EMS, tests data accuracy by comparing ESS facility data with communicated data through a facility driver, and tests and verifies data accuracy by comparing ESS facility data with communicated data through the facility driver. In addition, a system of diagnosing, dealing with, and operating a state of an element facility for accident prevention and facility safety of the solar power generator and ESS diagnoses and deals with only state information on operating facilities and professionally and instantly takes actions against risky factors in an ESS operating environment, thereby preventing a fire or other accidents to come up with measures against damage to the property and the environment which are continuously occurring. The EMS of the present invention comprises a management unit for a solar power generator and a battery, a solar power generator, a battery, a measurement unit, a control unit, a gateway, a data storage unit, a power conversion unit, and a load unit.

Description

ESS 설비 동기화를 위한 능동형 에너지관리 시스템{Energy Management System}Active energy management system for ESS facility synchronization {Energy Management System}

본 발명은 ESS 설비 동기화를 위한 능동형 에너지관리 시스템(EMS)에 관한 것으로서, 상세하게는 기기들(ESS, 전력변환장치, 태양광발전장치 등)의 감시하고 제어하며 효률적으로 관리하고 운영하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an active energy management system (EMS) for ESS facility synchronization, and in particular, a system for monitoring and controlling devices (ESS, power conversion device, solar power generation device, etc.), and efficiently managing and operating them is about

더 나가, ESS 설비들과 ESS 설비 동기화를 위한 능동제어 게이트웨이 및 EMS 개발 설비 드라이버 간 연동 테스트를 통한 데이터 통신 여부 확인하고,Furthermore, check whether data communication exists through interworking tests between ESS facilities and an active control gateway for synchronization of ESS facilities and EMS development facility drivers,

ESS 설비 데이터와 설비 드라이버를 통한 통신 데이터 간 비교를 통한 데이터 정확도 테스트하고,Data accuracy test through comparison between ESS facility data and communication data through facility driver,

ESS 설비 데이터와 설비 드라이버를 통한 통신 데이터 간 비교를 통한 데이터 정확도 테스트 및 검증한다.Data accuracy is tested and verified through comparison between ESS facility data and communication data through facility drivers.

또한, 태양관발전장치, 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.In addition, the solar tube power generation system, the element facility condition diagnosis response operation system for prevention of ESS accidents and facility safety diagnoses and responds only to the condition information of operating facilities, and responds professionally and immediately to risk factors in the ESS operating environment to prevent fire or By preventing other accidents in advance, we intend to come up with alternative measures for continuously occurring property and environmental damage.

- 기존 ESS의 운영기술은 PMS 및 EMS에 집중적으로 의존하고 있는 실정임.- Existing ESS operation technology is intensively dependent on PMS and EMS.

- 현존하는 ESS 운영기술은 수익과 밀접한 관련을 가지고 있는 최대 효율방법이나 다양한 모니터링 방법 등에 대한 방향으로 운영이 되고 있음.- Existing ESS operation technology is being operated in the direction of maximum efficiency and various monitoring methods, which are closely related to profits.

-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.-As a result, while ESS power plants are rapidly increasing due to national policies and support, fire/explosion and continuous occurrence are occurring. are doing

본 발명은 화재 또는 폭발사고의 분석결과 ESS 운용 시스템의 오작동이란 발표가 이루어진 배경에서, 운용시스템의 개선과 더불어 운용 방법의 개선이 필수적으로 필요하다고 판단됨.In the background of the announcement that the ESS operation system malfunctions as a result of the analysis of a fire or explosion accident, it is determined that the present invention is essential to the improvement of the operation method as well as the improvement of the operation system.

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.In order to ensure that the ESS, which is currently an issue due to an accident, can operate normally, a method for safe operation is essential.

본 발명의 시스템은 기존 시스템을 대체하는 개념이 아닌, 요소설비를 전문적으로 진단대응 할 수 있는 제품을 추가 연동하여 에러대응을 집중적으로 수행함으로써 사고를 방지하고자 함.The system of the present invention is not a concept to replace the existing system, but it is intended to prevent accidents by intensively responding to errors by linking products that can professionally diagnose and respond to element facilities.

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.The system of the present invention applies EMS to provide maximum efficiency power generation/transmission, charging/discharging and at the same time providing ESS safety, thereby contributing to the normalization of the ESS market, normalization of ESS operation, normalization of renewable energy generation, and normalization of profits.

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.For reference, in general, a charger is required to store energy in a battery using a system or other energy source. The charger is used to charge energy required by the battery. In order to charge the battery, the voltage and current of the battery pack are required to be sensed, and the battery is charged using the detected voltage and current information.

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.Due to the characteristics of the battery, a separate Battery Management System (BMS) is required to manage the battery in terms of stability. In general, a battery is constituted by a battery pack comprising a plurality of battery cells, for applying a low cell voltage to the system.

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.The battery is configured as a pack to apply a low battery cell voltage to the system for the purpose of protecting the battery cell itself. In this case, when the battery is configured as a pack, a separate protection is required. Overcurrent detection is required.

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 장치On the other hand, an energy storage system (Energy Storage System, ESS) performs a function of storing power generated in a system in a battery or supplying power stored in the battery to a system or a load. That is, a power conversion device for an energy storage system

(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.(Power Converter System, PCS) supplies power required by the system, and the operation of the power supply may be controlled by the power converter itself, or a higher level control such as a separate battery management system or power management system It can also be controlled using

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.However, such a conventional ESS operation technology is intensively dependent on PMS and EMS. As a result, when a problem occurs in the ESS, an error occurs in the PMS and EMS systems and fails to respond, leading to fire.

상기 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서,As devised in view of the above conventional problems,

본 발명은 ESS 설비 동기화를 위한 능동형 에너지관리 시스템(EMS)에 관한 것으로서, 상세하게는 기기들(ESS, 전력변환장치, 태양광발전장치 등)의 감시하고 제어하며 효률적으로 관리하고 운영하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an active energy management system (EMS) for ESS facility synchronization, and in particular, a system for monitoring and controlling devices (ESS, power conversion device, solar power generation device, etc.), and efficiently managing and operating them is about

더 나가, ESS 설비들과 ESS 설비 동기화를 위한 능동제어 게이트웨이 및 EMS 개발 설비 드라이버 간 연동 테스트를 통한 데이터 통신 여부 확인하고,Furthermore, check whether data communication exists through interworking tests between ESS facilities and an active control gateway for synchronization of ESS facilities and EMS development facility drivers,

ESS 설비 데이터와 설비 드라이버를 통한 통신 데이터 간 비교를 통한 데이터 정확도 테스트하고, ESS 설비 데이터와 설비 드라이버를 통한 통신 데이터 간 비교를 통한 데이터 정확도 테스트 및 검증하는 기술을 제공한다.It provides a technology to test data accuracy through comparison between ESS facility data and communication data through facility drivers, and to test and verify data accuracy through comparison between ESS facility data and communication data through facility drivers.

본 발명의 실시예를 살펴보면, CB 스위치(태양광 점속함의 회로 포함) 전/후단의 전압/전류 측정을 위한 센서 적용Looking at the embodiment of the present invention, sensor application for voltage/current measurement before/after the CB switch (including the circuit of the solar power box)

- CB 부스바(회로)의 온도 측정을 위한 센서 적용- Application of sensor for temperature measurement of CB busbar (circuit)

- 게이트웨이의 센싱 데이터 수집을 위한 TCP 통신 변환장치 적용- Application of TCP communication converter to collect sensing data of gateway

- 시리얼 또는 모드버스 프로토콜 기반 센싱 데이터 통신 프로토콜 구현- Serial or Modbus protocol-based sensing data communication protocol implementation

-실시간 센싱 데이터 통신 -Real-time sensing data communication

- CB 센싱 데이터 수집 및 분석데이터 기반 경계수치 비교를 통한 ESS 운영 전력 공급 및 차단 기능.- ESS operation power supply and cut-off function through CB sensing data collection and analysis data-based boundary value comparison.

- CB 센싱 실시간 측정을 통한 위험 이벤트 감지 및 처리 기술- Danger event detection and processing technology through CB sensing real-time measurement

- CB 전류 측정을 통한 이벤트 감지 및 처리 기술- Event detection and processing technology through CB current measurement

측정부를 통해 각 기기들(ESS, 전력변환장치, 태양광발전장치 등)의 감시부분을 요약 설명한다The monitoring part of each device (ESS, power conversion device, solar power generation device, etc.) is summarized through the measurement unit.

1) 실시간 CB 전류 및 전압 측정을 통한 1차 위험 감지, 2) 환경 조건인 온도 측정1) Primary risk detection through real-time CB current and voltage measurement, 2) Environmental condition temperature measurement

3) 도출된 전류값 분석 데이터와 실시간 검출 데이터 간 비교를 통한 전류 지속 가능성 판단3) Determination of current continuity through comparison between the derived current value analysis data and real-time detection data

4) 전류수치의 결과 도출 시 관리자 이벤트 알림 및 전류수치가 지속될 시 경고 상황 발생, 4) When the result of the current value is derived, the manager event notification occurs and a warning situation occurs when the current value continues;

5) 실시간 부스바 온도의 상승값 분석 진행,5) Real-time analysis of busbar temperature rise,

6) 온도 상승각의 ESS 운전 허용범위 이외의 경우 ESS 전력 차단 진행,6) In case the temperature rise angle is outside the ESS operation allowable range, the ESS power is cut off;

·CB 전압 측정을 통한 이벤트 감지 및 처리, Event detection and processing through CB voltage measurement;

1) CB 스위치 전단, 후단 전압 측정 및 전압 편차 분석(일정 전류 이상일 시) 1) CB switch front and rear voltage measurement and voltage deviation analysis (when over a certain current)

2) 전압 편차를 활용한 전압 측정 부위 별 저항성분 분석 2) Resistance component analysis by voltage measurement area using voltage deviation

3) 측정오류 판단 및 사용 가능범위 여부 분석과 내부저항 성분 수준 비교를 통한 정상/비정상(경고) 판정 결과 도출 3) Deduction of normal/abnormal (warning) judgment results through measurement error judgment and usable range analysis and comparison of internal resistance component levels

4) 비정상 판정의 경우 ESS운영 전력 차단 진행, 4) In case of abnormal judgment, ESS operation power is cut off;

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 유익한 발명이다.As described above, it is a beneficial invention such as accident prevention and facility safety by providing an operation system that responds to element facility condition diagnosis for ESS accident prevention and facility safety that can be additionally applied separately from EMS operated at the ESS site to diagnose the condition of element facilities. .

그리고, 계통전력 및 태양광 발전전력, 배터리 전력을 통한 소비전력 운영하고, 다양한 알고리즘에 대한 운영방법 설정(DR운영, 패턴분석운영, 소비전력 설정운영, TOU운영, 스케줄운영)을 통한 EMS 운영 서비스 제공함으로서 유익한 발명이라 할 수 있다In addition, EMS operation service is operated through grid power, solar power generation power, and battery power, and operation method setting for various algorithms (DR operation, pattern analysis operation, power consumption setting operation, TOU operation, schedule operation) It can be said to be a beneficial invention by providing

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 설비 동기화를 위한 능동형 에너지관리 시스템(EMS)을 나타낸 블록구성도,
도 2는 본 발명의 데이터 연동 및 정확도 테스트를 나타낸 참고도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 설비 동기화를 위한 능동형 에너지관리 시스템(EMS)을 나타낸 블록구성도,
도 4는 본 발명의 ESS 설비 동기화를 위한 능동제어 게이트웨이 S/W 플랫폼을 나타낸 참고도.
1 is a block diagram showing an active energy management system (EMS) for ESS facility synchronization according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a reference diagram showing the data interworking and accuracy test of the present invention
3 is a block diagram showing an active energy management system (EMS) for ESS facility synchronization according to an embodiment of the present invention;
4 is a reference diagram showing an active control gateway S/W platform for ESS facility synchronization of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 구성을 살펴보고 그에 따른 실시예를 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration will be looked at and exemplary embodiments thereof will be described as follows.

- 태양광 발전장치, 건물부하 데이터 수집 및 분석 결과로 도출된 적정 시스템 용량에 맞는 신재생에너지원(테양광 발전) 및 분산전원 ESS 시스템 설비 구축한다- Build new and renewable energy sources (solar power generation) and distributed power ESS system facilities suitable for the appropriate system capacity derived from the photovoltaic power generation device, building load data collection and analysis results

·설계 용량 결과에 따른 태양광 발전장치의 설비, 전력변환장치, 배터리 설비 구축한다Build solar power generation equipment, power conversion equipment, and battery equipment according to the design capacity results

·피크전력 또는 TOU(시간대별요금제)에 따른 배터리 운영을 위한 적정 용량의 배터리 설치한다Install batteries of appropriate capacity for battery operation according to peak power or TOU (hourly rate plan)

·피크전력 또는 TOU(시간대별요금제)에 따른 배터리 운영을 위한 배터리 충/방전 기능 적용한다.·Apply the battery charge/discharge function for battery operation according to peak power or TOU (hourly rate plan).

·ESS 설비 데이터와 설비 드라이버를 통한 통신(A600) 데이터 간 비교를 통한 데이터 정확도 테스트 및 검증한다.·Data accuracy test and verification through comparison between ESS facility data and communication (A600) data through facility driver.

·설비와 DB(A700)간 연동을 통한 데이터 수집 및 분석을 통한 ESS설비 최적 운영 방안 마련한다.· Prepare an optimal operation plan for ESS facilities through data collection and analysis through linking between facilities and DB (A700).

본 발명의 사용 요금제에 따른 TOU(시간대별요금제)기반 EMS 제어 및 ESS 운영 기술등을 적용을 살펴보면, 운영 알고리즘 별 EMS 운영 기술은, Looking at the application of EMS control and ESS operation technology based on TOU (hourly rate system) according to the usage rate system of the present invention, the EMS operation technology for each operation algorithm is,

- 사용 요금제에 따른 TOU기반 EMS 제어 및 ESS 운영 기능 적용- Application of TOU-based EMS control and ESS operation function according to usage plan

·EMS를 통한 TOU 설정 운영시간대 별 배터리 운영 제어기능TOU setting through EMS Battery operation control function for each operating time

·TOU 설정 시간 ESS 운영을 통해 배터리 방전을 통한 전력공급Power supply through battery discharge through ESS operation for TOU setting time

- EMS를 통한 DR 프로토콜 기반 수요반응 명령에 따른 EMS 제어 및 ESS 운영 기능 - EMS control and ESS operation function according to DR protocol-based demand response command through EMS

·VTN으로부터 수신 DR 프로토콜 분석을 통한 전력계통 차단 시간대 도출Derivation of power system cut-off time period through DR protocol analysis received from VTN

·EMS를 통한 전력계통 차단 시간에 따른 배터리 방전을 통한 전력공급Power supply through battery discharge according to power system shutdown time through EMS

- 소비전력 상한 설정에 따른 EMS제어 및 ESS 운영 기능- EMS control and ESS operation function according to power consumption upper limit setting

·EMS를 통한 소비전력 상한 설정 기능 적용Power consumption upper limit setting function applied through EMS

·적용된 EMS 상한 전력을 기준으로 배터리 방전/정지 운영Battery discharge/stop operation based on the applied EMS upper limit power

·전력 상한기준 이상의 전력에 한하여 배터리 방전 통해 소비전력을 공급Supply power consumption through discharging the battery only for power exceeding the upper limit of power

- 전력소비 패턴분석 기반 EMS 제어 및 ESS 운영 기능- EMS control and ESS operation function based on power consumption pattern analysis

·전력소비 수집 데이터 기반 전력소비 패턴분석 결과데이터 도출Power consumption pattern analysis result data based on power consumption collection data

·패턴분석 결과 데이터 기반 전력 부하등급 도출(경부하, 중부하, 최대부하)Deduction of power load class based on data based on pattern analysis result (light load, heavy load, maximum load)

·전력 부하 등급에 따른 ESS 운영 기능 적용Application of ESS operation function according to power load class

·경부하, 중부하 : 계통전력 및 태양광 발전 전력을 통한 소비전력운영Light load, heavy load: operation of power consumption through grid power and solar power generation

1) 계통전력 단독부하 : 태양광발전 전력을 배터리 충전 전력으로 사용1) Grid power single load: Solar power is used as battery charging power

2) 계통전력 및 태양광 발전 전력 부하 : 배터리가 완충 상태일 경우2) Grid power and solar power generation power load: When the battery is fully charged

·최대부하 : 계통전력 및 태양광 발전전력, 배터리 전력을 통한 소비전력 운영·Maximum load: operation of power consumption through grid power, solar power generation power, and battery power

- 다양한 알고리즘에 대한 운영방법 설정(DR운영, 패턴분석운영, 소비전력 설정운영, TOU운영, 스케줄운영)을 통한 EMS 운영 서비스 제공- Provide EMS operation service through operation method setting for various algorithms (DR operation, pattern analysis operation, power consumption setting operation, TOU operation, schedule operation)

더 나가. 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.go further ESS Accident Prevention and Facility Safety Response Operation System for Element Equipment Status Diagnose and respond only to the status information of operating facilities to prevent fire or other accidents in advance by responding professionally and immediately to risk factors in the ESS operating environment. We intend to come up with alternative measures for continuously occurring property and environmental damage.

- 또한 전력계측기 통신 진단을 통해 통신 오류에 의한 ESS 비정상 작동을 방지하여 발전사업자의 수익에 대한 피해방지를 이루고자한다- In addition, it is intended to prevent abnormal operation of the ESS due to communication errors through the communication diagnosis of the power meter to prevent damage to the profits of the power generation company.

그리고, 시스템은 ESS현장에서 운영되는 EMS와 별도로 추가 적용하여 요소설비 상태진단이 가능함에 따라 신규발전소 뿐만 아니라 모든 ESS 현장에 적용될 수 있음.In addition, the system can be applied to all ESS sites as well as new power plants as it is possible to diagnose the condition of element facilities by additionally applying the system separately from the EMS operated at the ESS site.

또한 태양광 뿐만 아니라, ESS(배터리)의 핵심 요소설비가 적용되는 전력변환장치, 배터리(ESS)가 적용되는 풍력, 수소, 수력, 바이오 등 기타 다양한 신재생에너지 연동 ESS에 연결하여 시스템 진단 및 대응을 할 수 있다.In addition, not only solar power, but also system diagnosis and response by connecting to various other renewable energy-linked ESSs such as power conversion devices to which core element facilities of ESS (battery) are applied, wind power, hydrogen, hydro power, bio, etc. to which batteries (ESS) are applied can do.

본 발명의 대응시스템을 예를들어 설명하면 다음과 같다. (도 3참조)The corresponding system of the present invention will be described as an example. (See Fig. 3)

본 발명의 배터리 관리부(설비상태진단대응시스템로서 부호 A100에 해당한다)는 BMS(Battery management system)와 에너지 저장장치 사이의 The battery management unit of the present invention (corresponding to the symbol A100 as a facility condition diagnosis response system) is a BMS (Battery management system) and an energy storage device.

통신망(Network HUB) 과 연동되어 상기 배터리(A200)의 온도 및 충전 상태를 관리한다.It is linked with a communication network (Network HUB) to manage the temperature and charge state of the battery A200.

또한, 배터리 관리부(A100)는 배터리(A200)의 온도 및 충전 상태 이외에도 배터리 정보를 파악하고 관리할 수 있다.In addition, the battery manager A100 may identify and manage battery information in addition to the temperature and charge state of the battery A200 .

본 발명은 태양광 발전장치 및 배터리 관리부, 태양광 발전장치, 배터리, 측정부, 제어부, 게이트웨이, 데이터저장부, 전력변환부, 부하부로 이루어진다.The present invention consists of a solar power generation device and a battery management unit, a solar power generation device, a battery, a measurement unit, a control unit, a gateway, a data storage unit, a power conversion unit, and a load unit.

한편, 배터리 관리부(A100)는 상기 배터리(A200)의 전체에 대하여 랙 단위별로 관리할 수 있으며, 각각의 랙 단위 별로 열화도 등이 추정될 수 있도록 한다.Meanwhile, the battery management unit A100 may manage the entire battery A200 for each rack unit, so that the degree of deterioration may be estimated for each rack unit.

배터리(A200)는 에너지 저장 장치로서, 제어부(A500)에 의해 동작되며 전력변환부(A400)를 통해 충전 및 방전된다. 또한, 배터리(A200)는 대용량 에너지 저장 장치로서, 복수의 랙(Rack)을 포함하여 구성되어, 배터리(A200)의 랙 단위별로 동작될 수 있다.The battery A200 is an energy storage device, which is operated by the control unit A500 and is charged and discharged through the power conversion unit A400 . In addition, the battery (A200) is a large-capacity energy storage device, it is configured to include a plurality of racks (Rack), it can be operated for each rack unit of the battery (A200).

측정부(A300)는 배터리(A200)의 충전 및 방전 중에 취득되는 배터리(A200)의 전체에 대한 전압값 및 전류값을 측정한다. 자세하게는, 전력변환부(A400)를 통해 충전 및 방전을 수행할 경우, 측정부(A300)에서는 배터리(A200) 전체에 대한 전압값과, 충전 및 방전시 전압변동값, 즉 전류변화량에 대한 전압변화량을 측정할 수 있다.The measurement unit A300 measures a voltage value and a current value for the entire battery A200 acquired during charging and discharging of the battery A200 . In detail, when charging and discharging are performed through the power conversion unit A400, the measuring unit A300 has a voltage value for the entire battery A200, and a voltage change value during charging and discharging, that is, the voltage for the current change amount. change can be measured.

전력변환부(A400)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.The power converter A400 is a PCS (Power Converter System), and is a device for converting alternating current into direct current or direct current into alternating current. It may include a relay function to stop the power supply according to the presence or absence of an abnormality in the power system.

또한, 전력변화부(A400)는 배터리(A200)와 제어부(A500)를 연계하여 상기 배터리(A200)의 충전 및 방전을 수행할 수 있다.In addition, the power change unit A400 may connect the battery A200 and the controller A500 to charge and discharge the battery A200 .

자세하게는 전력변환부(A400)는 배터리(A200)로부터 저장된 직류전류를 교류로 변환하여 전력계통에 전력을 공급 하거나 직접 교류부하에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 전력계통으로부터의 교류전력을 직류로 변환하여 배터리(A200)에 저장할 수도 있다.In detail, the power conversion unit A400 may convert the DC current stored from the battery A200 into AC to supply power to the power system or directly supply power to the AC load. Also, AC power from the power system may be converted into DC and stored in the battery A200.

제어부(A500)는 측정부(A300)로부터 입력받은 배터리(A200)의 전체에 대한 전압값 및 전류값과, 배터리 관리부(A100)로부터 입력받은 상기 배터리(A200)의 온도 및 충전 상태에 기초하여 상기 배터리(A200)의 전체 열화도를 추정할 수 있다.Based on the voltage value and current value of the entire battery A200 received from the measuring unit A300 and the temperature and charging state of the battery A200 received from the battery management unit A100, the control unit A500 is configured to The overall degree of deterioration of the battery A200 may be estimated.

이때, 제어부(A500)는 측정부(A300)로부터 입력받은 배터리(A200)의 전체에 대한 전압값 및 전류값에 기초하여 옴 법칙에 의해 배터리(A200)의 내부저항을 산출할 수 있다.In this case, the controller A500 may calculate the internal resistance of the battery A200 by Ohm's law based on the voltage and current values for the entire battery A200 received from the measurement unit A300 .

즉, 제어부(A500)는 배터리(A200)의 전체에 대한 초기 내부저항값을 기준으로 설정하여 이와 상기 제어부(A500)에 의해 산출된 내부저항값과의 비교를 통해 상기 배터리(A200)의 전체 열화도를 추정할 수 있다.That is, the control unit A500 sets the initial internal resistance value of the entire battery A200 as a reference, and compares this with the internal resistance value calculated by the control unit A500 to cause overall deterioration of the battery A200. can be estimated.

이때, 제어부(A500)는 배터리 관리부(A100)로부터 입력받은 상기 배터리(A200)의 온도 및 충전 상태(State Of Charge, SOC)별로 나누어, 상기 배터리(A200)의 전체 열화도를 추정하기 위한 상기 배터리(A200)의 전체에 대한 내부저항값 기준을 설정할 수 있다. 즉, 초기 상태인 배터리(A200) 전체의 내부저항값을 온도별, 충전 상태별 기준값으로 설정하고, 이를 기준값 대비 온도 및 충전 상태를 고려하여 측정된 내부저항값과 비교함으로써, 현재 열화도를 추정할 수 있다.At this time, the control unit A500 divides the battery A200 by the temperature and the state of charge (SOC) input from the battery management unit A100 to estimate the overall degree of deterioration of the battery A200. It is possible to set the internal resistance value standard for the whole of (A200). That is, the current degree of deterioration is estimated by setting the internal resistance value of the entire battery A200 in the initial state as a reference value for each temperature and each state of charge, and comparing it with the internal resistance value measured in consideration of the temperature and state of charge compared to the reference value. can do.

여기서, 배터리(200)의 내부저항값은 배터리(A200) 온도 및 충전 상태에 따라 변동할 수 있다. 따라서, 배터리 관리부(A100)를 통해 온도 및 충전 상태 정보를 입력받아, 상기 배터리 관리부(A100) 및 측정부(A300)의 정보에 기초하여 열화도를 추정할 수 있다.Here, the internal resistance value of the battery 200 may vary depending on the temperature and the charging state of the battery A200 . Accordingly, the temperature and charge state information may be received through the battery manager A100, and the degree of deterioration may be estimated based on the information of the battery manager A100 and the measurement unit A300.

한편, 배터리(A200)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,Meanwhile, in estimating the degree of degradation of the battery A200 , the degree of degradation may be calculated as a specified value according to the degradation state of the battery 200 . In the method of calculating the degree of degradation, a separate calculation logic is used. A method of calculating the degree of deterioration,

내부저항의 기준값과 측정된 내부저항 간의 관계에 대응하는 열화도 값을 규정한 테이블을 이용하여 산출할 수도 있다. It can also be calculated using a table in which the deterioration value corresponding to the relationship between the reference value of the internal resistance and the measured internal resistance is defined.

또한, 열화도를 추정함에 있어서, 실시간으로 계속 배터리(A200)로부터 열화도를 추정할 수도 있고, 일정한 주기를 두고 추정할 수도 있다.In addition, in estimating the degree of degradation, the degree of degradation may be continuously estimated from the battery A200 in real time or may be estimated at a predetermined period.

또한, 제어부(A500)는 배터리(A200)의 전체 열화도에 기초하여 상기 배터리(200)의 전체 용량 및 출력값을 산출할 수 있다. Also, the controller A500 may calculate the total capacity and output value of the battery 200 based on the total deterioration degree of the battery A200 .

이때, 배터리(A200)의 전체 열화도에 따른 상기 배터리(A200)의 전체 용량 및 출력값에 대한 룩업테이블을 메모리(미도시)에 미리 저장하여, 제어부(A500)가 배터리(A200)의 전체 열화도에 따른 상기 배터리(A200)의 전체 용량 및 출력값을 산출할 수 있다. At this time, a lookup table for the total capacity and output value of the battery A200 according to the overall deterioration degree of the battery A200 is stored in advance in a memory (not shown), and the controller A500 controls the total deterioration degree of the battery A200 It is possible to calculate the total capacity and output value of the battery A200 according to

이를 통해, 배터리(A200)의 전체 열화도에 기초하여 상기 배터리(A200)의 전체 용량 및 출력값을 산출함으로써, 에너지 저장 장치의 상태 진단 장치 운영 및 진단을 함에 있어 중요한 정보로 활용할 수 있다.Through this, by calculating the total capacity and output value of the battery A200 based on the overall deterioration degree of the battery A200, it can be utilized as important information in operating and diagnosing the state diagnosis apparatus of the energy storage device.

또한, 제어부(A500)는 신뢰성판단부(미도시)를 포함하여, 측정된 열화도에 대한 신뢰성을 판단할 수 있다. In addition, the control unit A500 may include a reliability determining unit (not shown) to determine the reliability of the measured deterioration degree.

제어부(A500)는 상기에서 추정된 배터리(A200)의 전체 열화도와 배터리 관리부(A100)에서 측정된 배터리(A200)의 열화도에 기초하여 에너지 저장 장치의 상태 진단 장치를 진단할 수 있다. 이를 통해 에너지 저장 장치(ESS)The controller A500 may diagnose the apparatus for diagnosing the state of the energy storage device based on the overall deterioration degree of the battery A200 estimated above and the deterioration degree of the battery A200 measured by the battery manager A100. Through this, energy storage system (ESS)

의 상태 진단 장치의 이상유무를 판단할 수 있으며, 이상유무에 따라 배터리(A200)의 전체 열화도와 배터리 관리부(A100)에서 측정된 배터리(A200)의 열화도를 선택적으로 이용할 수 있다. It is possible to determine whether there is an abnormality in the state diagnosis apparatus of the , and the overall deterioration degree of the battery A200 and the deterioration degree of the battery A200 measured by the battery management unit A100 may be selectively used according to the presence or absence of the abnormality.

도시를 생략한 태양광 발전장치는 복수 그룹의 회로에 따로 따로 각각 연결된 복수의 태양광 패널, 복수의 입력단자, 복수의 퓨즈 및 차단기, 복수의 다이오드와 상기 복수의 다이오드로 출력되는 전력을 하나로 취합하는 출력단자를 포함한 접속반으로 구성된다A photovoltaic device, not shown, combines a plurality of photovoltaic panels separately connected to a plurality of groups of circuits, a plurality of input terminals, a plurality of fuses and circuit breakers, a plurality of diodes, and the power output from the plurality of diodes into one. It is composed of a connection panel including an output terminal to

통신은, 상기 제어부의 연산처리결과가 비정상으로 판단되는 경우에는 WAP을 이용하여 관리자나 사용자의 이동 통신단말기(40)에 전송하는 무선 모듈과,Communication, when it is determined that the operation processing result of the control unit is abnormal, a wireless module for transmitting to the mobile communication terminal 40 of the administrator or user using WAP;

상기 무선모듈과 기존 이동통신 통신망을 통하여 원격지의 관리자나 사용자의 이동통신 단말기로 에너지저장장치의 소집단의 고유번호와 비정상 상태에 대응하여 정해진 경보문자 및 기억장치에 저장된 측정데이터를 원격지의 관리자나 사용자에게 전송하는 것으로 어느 에너지저장장치의 소집단이 이상상태인가를 원격지에서 알 수 있게 해준다.Through the wireless module and the existing mobile communication network, the remote administrator or user transmits the specific number of the small group of the energy storage device to the mobile communication terminal of the remote location, the alarm text determined in response to the abnormal state, and the measurement data stored in the storage device. By sending it to the , it is possible to know from a remote location which small group of energy storage devices is in an abnormal state.

이러한, 원격감시 시스템의 능동적인 작동을 간략하게 설명하면, 원격감시를Briefly describing the active operation of such a remote monitoring system, the remote monitoring

원하는 관리자나 사용자가 이동통신 단말기에 설치되어 있는 응용프로그램을 구동하여 제어부에 접속하고, 제어부로 상태확인 요청을 전송하면, 제어부는 관리자나 사용자로부터의 상태확인 요청에 의하여 추출된 현재 또는 과거의 결과를 관리자나 사용자의 이동통신 단말기로 전송해준다.When a desired administrator or user runs an application program installed in the mobile communication terminal to access the control unit and transmits a status check request to the control unit, the control unit controls the current or past results extracted by the status check request from the manager or user is transmitted to the administrator or user's mobile communication terminal.

본 실시예에서는 제어부 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.In this embodiment, by using the WAP (Wireless Application Protocol) that is installed in the mobile communication terminal of the controller and the administrator or the user and enables wireless data communication between the two devices, remote monitoring can be performed without additional equipment. .

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.WAP acts as a communication emulator, and according to a predetermined protocol, it converts a signal received and demodulated from the other party into meaningful information. allows you to monitor

A100 ; 태양광 발전장지
A200 ; 태양광 발전장지, 배터리(ESS)
A300 ; 측정부
A400 ; 전력정환장치
A500 ; 제어부
A600 ; 통신
A700 ; DB 수신데이터
A100; solar power plant
A200; Solar power plant, battery (ESS)
A300 ; measuring part
A400 ; power conversion device
A500 ; control
A600 ; communication
A700 ; DB receive data

Claims (1)

태양광 발전장치 및 배터리 관리부, 태양광 발전장치, 배터리, 측정부, 제어부, 게이트웨이, 데이터저장부, 전력변환부, 부하부로 이루어진 것에 있어서,

태양광 발전장지와 배터리(A200)의 전체에 대하여 랙 단위별로 관리할 수 있으며, 각각의 랙 단위 별로 열화도 등이 추정될 수 있도록 하는 태양광 발전장치와 배터리(ESS)관리부,
전력을 생산하는 태양광 발전장치, 상기 태양광 발전장치로부터 전력을 입력받아 전력을 저장하고 저장된 전력을 출력하는 ESS와, 상기 ESS의 전력을 변환하는 전력변환부, 상기 태양광 발전장치, ESS의 전력,전압, 발전, 충전, 방전값을 측정하는 측정부와,
상기 측정부(A300)로부터 입력받은 배터리(A200)의 전체에 대한 전압값 및 전류값과, 배터리 관리부(A100)로부터 입력받은 상기 배터리(A200)의 온도 및 충전 상태에 기초하여 상기 배터리(A200)의 전체 열화도를 추정하고 제어하는 제어부와,
상기 측정부로부터 측정한 측정값을 저장하는 데이터저장부로 구성되는 것을 특징으로 하는 ESS 설비 동기화를 위한 능동형 에너지관리 시스템.
In the photovoltaic power generation device and battery management unit, solar power generation device, battery, measuring unit, control unit, gateway, data storage unit, power conversion unit, consisting of a load unit,

A photovoltaic power generation device and battery (ESS) management unit that can manage the entire solar power plant and battery A200 by rack unit, and can estimate the degree of deterioration for each rack unit;
A photovoltaic device for generating power, an ESS for receiving power from the photovoltaic device, storing power and outputting the stored power, a power conversion unit for converting power of the ESS, the photovoltaic device, and the ESS A measuring unit that measures power, voltage, power generation, charging and discharging values;
The battery A200 based on the voltage and current values of the entire battery A200 received from the measuring unit A300 and the temperature and charging state of the battery A200 received from the battery management unit A100 a control unit for estimating and controlling the overall degree of deterioration of
An active energy management system for ESS facility synchronization, characterized in that it comprises a data storage unit for storing the measured values measured from the measuring unit.
KR1020200070867A 2020-06-11 2020-06-11 Energy Management System KR20210153924A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200070867A KR20210153924A (en) 2020-06-11 2020-06-11 Energy Management System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200070867A KR20210153924A (en) 2020-06-11 2020-06-11 Energy Management System

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210153924A true KR20210153924A (en) 2021-12-20

Family

ID=79033962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200070867A KR20210153924A (en) 2020-06-11 2020-06-11 Energy Management System

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210153924A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102373347B1 (en) Energy storage system and operating method with integrated environmental monitoring and control device
US5661463A (en) D.C. battery plant alarm monitoring remote apparatus
US7567060B1 (en) System and method for advanced power management
JP6384483B2 (en) Battery system
AU2017371146A1 (en) Microgrid system, and method for managing malfunction
CN105223517A (en) The online balanced monitoring method of a kind of battery pack
KR102245281B1 (en) Error Intensive Monitoring and Controllable Emergency Control System for Power Management System and Battery Management System
US11404877B2 (en) Hierarchical power control system
KR101885636B1 (en) Battery Management System of Repeater
CN113608125B (en) Battery fault identification method and device
US20160204647A1 (en) Storage battery system
KR102536187B1 (en) Distributed energy storage system for solar power plant and photovoltaic system using thereof
CN111273630A (en) Distributed energy storage control system
KR20210153924A (en) Energy Management System
KR101733218B1 (en) System and method for charging generation power to energy storage system without stop of generator when transmission path occur disorder
US11936222B2 (en) BMS architecture for energy storage
KR102323391B1 (en) Device for monitoring solar energy power plant and monitoring method using thereof
KR102373343B1 (en) Apparatus for monitoring equipment and external power for Energy Storage System
KR20210100920A (en) United electronic power management system
KR102145330B1 (en) Monitoring System and Method for Management of Forward and Reverse Distributed Energy Resources
KR101898928B1 (en) Monitoring apparatus for digital meter and solar energy generation system using the same
KR101734148B1 (en) Congestion Management System For Transmission Line Overload Mitigation
KR101734149B1 (en) Transmission Line Overload Management Method Using Energy Storage System
KR101734151B1 (en) Power System Management Method For Transmission Line Overload Mitigation
US11984728B1 (en) Intelligent optimized power monitoring shutoff device, and system monitoring shutoff method

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application