KR20220072292A - 다입력 다출력 에너지 인터린커 - Google Patents

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Abstract

일 실시예는, 복수의 전력원으로부터 전력(공급전력)을 공급받아 부하들에 적합한 전력(부하전력)으로 변환하는 컨버터; 상기 복수의 전력원이 공급할 수 있는 상기 공급전력의 총량(공급가능총량)을 계산하고, 상기 공급가능총량 및 상기 부하들의 정격에 따라 각 부하로 분배할 수 있는 분배전력량을 계산하는 전력산출기; 및 일측은 상기 컨버터의 출력과 연결되고, 타측은 상기 부하들이 각각 연결되는 복수의 부하배선과 연결되며, 상기 분배전력량에 따라 상기 부하전력을 상기 복수의 부하배선으로 분배시키는 부하분배기를 포함하는 에너지 인터린커를 제공한다.

Description

다입력 다출력 에너지 인터린커{MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT ENERGY INTERLINKER}
본 실시예는 부하로 전력을 공급하는 전력 공급 기술에 관한 것이다.
환경에 대한 관심이 고조되면서 전기에너지를 이용하여 이동하는 자동차가 다수 개발되고 있다. 이러한 자동차로는 전기만으로 운행되는 전기자동차가 있으며, 또한, 가솔린엔진과 전기모터를 모두 포함하고 있는 하이브리드형 자동차도 있다.
자동차가 전기에너지를 이용하여 운행하기 위해서는 전기에너지를 공급해 줄 수 있는 장치가 필요하다. 퓨얼셀(연료전지) 자동차의 경우, 수소와 산소가 결합하는 과정에서 발생하는 전기를 이용하여 자동차 운행에 필요한 에너지를 공급한다. 퓨얼셀과 같은 장치는 일종의 발전기와 같은 장치로서 연료(예를 들어, 수소)를 공급해 주면 지속적으로 전기에너지를 생산할 수 있다. 그런데, 이러한 퓨얼셀과 같은 발전기를 포함하고 있지 않은 자동차들은 배터리와 같은 전기에너지 저장장치를 이용하여 전기에너지를 공급해 주어야 한다.
배터리는 화학에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 장치로서, 충전의 과정을 통해 전기에너지를 고에너지 상태의 화학구조물로 변환하여 보관하고 있다가 방전의 과정을 통해 고에너지 상태의 화학구조물을 저에너지 상태의 화학구조물로 변환하면서 발생하는 에너지를 전기에너지의 형태로 방출하게 된다. 전기자동차 및 하이브리드 자동차는 이러한 배터리를 전기에너지의 공급원으로 사용하고 있다.
이러한 배터리는 일정한 양의 에너지만을 저장할 수 있기 때문에 자동차는 수시로 이러한 배터리를 충전해 주어야 한다. 최근 배터리를 포함하고 있는 자동차를 충전하기 위한 충전 장치 혹은 적어도 둘 이상의 충전 장치를 포함하는 충전 시스템들이 곳곳에 설치되고 있다. 전기로 운행하는 것은 전술한 전기자동차 이외에도, 전기오토바이, 전기자전거, 전동보드 등 다양한 것들이 있는데, 이러한 전기이동수단들도 전기자동차를 위한 충전 시스템을 함께 이용할 수 있다.
한편, 최근에 설치되고 있는 충전 시스템들은 중앙전력처리장치와 단말장치로 구성되는 2단 구조를 가지고 있다. 중앙전력처리장치는 상용전력을 공급하는 계통과 연결되어 있으면서, 상용전력의 수전 제한범위를 벗어나지 않도록 각 단말장치를 제어하고 각 단말장치는 중앙전력처리장치로부터 공급되는 전력을 전기자동차에 적합하도록 변환하여 공급하는 기능을 수행한다.
그런데, 이러한 2단 구조에서는 단말장치가 전기자동차의 주차공간에 배치되어야 하기 때문에 공간적인 제약이 생기고, 또한, 중앙전력처리장치 이외에 추가적으로 단말장치들을 생산해야하기 때문에 제조/설치 비용이 증가하는 문제가 있었다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 전기자동차의 주차공간에서의 공간적인 제약을 제거하고, 충전 시스템에 대한 제조/설치 비용을 절감하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 복수의 전력원으로부터 전력(공급전력)을 공급받아 부하들에 적합한 전력(부하전력)으로 변환하는 컨버터; 상기 복수의 전력원이 공급할 수 있는 상기 공급전력의 총량(공급가능총량)을 계산하고, 상기 공급가능총량 및 상기 부하들의 정격에 따라 각 부하로 분배할 수 있는 분배전력량을 계산하는 전력산출기; 및 일측은 상기 컨버터의 출력과 연결되고, 타측은 상기 부하들이 각각 연결되는 복수의 부하배선과 연결되며, 상기 분배전력량에 따라 상기 부하전력을 상기 복수의 부하배선으로 분배시키는 부하분배기를 포함하는 에너지 인터린커를 제공한다.
상기 복수의 전력원은 상용전력을 공급하는 계통 및 재생발전전력을 공급하는 적어도 하나의 재생에너지원을 포함하고, 상기 상용전력은 일정 범위 내로 제한되고, 상기 재생발전전력은 비예측적 특성을 가질 수 있다.
상기 공급가능총량의 계산에서, 상기 상용전력은 상기 일정 범위의 최대값으로 계산되고, 상기 재생발전전력은 실측값으로 계산될 수 있다.
상기 전력산출기는, 상기 부하들의 정격의 비율에 따라 각 부하에 대한 상기 분배전력량의 예비값을 계산하되, 상기 예비값이 정격보다 큰 부하에 대해서는 상기 예비값으로 해당 부하의 상기 분배전력량을 결정할 수 있다.
상기 에너지 인터린커는 ESS(Energy Storage System)의 SOC(state-of-charge)를 확인하고, 상기 SOC가 미리 설정한 적정범위를 벗어나는 경우, 상기 부하분배기가 상기 부하들로 전력을 공급하지 않도록 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 ESS의 SOC가 상기 적정범위의 하한을 벗어나는 경우, 상기 복수의 전력원 중 일부가 상기 ESS를 충전하도록 제어할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 ESS의 SOC가 상기 적정범위의 상한을 벗어나는 경우, 상기 복수의 전력원에서 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다.
상기 제어기는, 무부하 상태에서 ESS(Energy Storage System)의 SOC(state-of-charge)를 확인하고, 상기 SOC가 미리 설정한 적정범위를 벗어나는 경우, 상기 복수의 전력원에서 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 ESS의 SOC가 상기 적정범위의 하한을 벗어나는 경우, 상기 복수의 전력원 중 일부가 상기 ESS를 충전하도록 제어할 수 있다.
상기 전력산출기는, 일 모드에서 ESS(Energy Storage System)를 상기 복수의 전력원에 포함시키고, 다른 일 모드에서 상기 ESS를 상기 부하들에 포함시킬 수 있다.
상기 전력산출기는, 상기 재생발전전력의 총량이 상기 ESS를 제외한 부하의 정격 총량보다 큰 경우, 상기 ESS를 상기 부하들에 포함시킬 수 있다.
상기 전력산출기는, 상기 부하들의 정격 총량이 상기 상용전력과 상기 재생발전전력의 합보다 큰 경우, 상기 ESS를 상기 복수의 전력원에 포함시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 종래의 단말장치를 제거함으로써, 전기자동차의 주차공간에서의 공간적인 제약을 제거할 수 있고, 충전 시스템에 대한 제조/설치 비용을 절감할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 충전시스템의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 충전시스템의 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 고정형 충전시스템의 일 예시 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 이동형 충전시스템의 일 예시 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 인터린커의 구성도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 인터린커의 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 인터린커의 구성 연결 제어의 제1예시 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 인터린커의 구성 연결 제어의 제2예시 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일반적인 충전시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 충전시스템(1)은 중앙전력처리장치(30) 및 복수의 단말장치(50a~50c)로 구성된다.
일반적인 충전시스템(1)에서, 중앙전력처리장치(30)가 계통(20)으로부터 공급받을 수 있는 상용전력의 양은 일정하게 제한되어 있다. 이러한 제한은 설비의 한계에서 비롯될 수 있고, 계약에서 비롯될 수 있다. 예를 들어, 중앙전력처리장치(30)는 수전설비의 처리용량상의 한계에 따라 계통(20)으로부터 공급받는 상용전력의 양을 일정하게 제한할 수도 있고, 계통관리자와의 계약에 따라 계통(20)으로부터 공급받는 상용전력의 양을 일정하게 제한할 수 있다. 전자보다는 후자에 의한 제한이 일반적이다.
이러한 제한이 있기 때문에 중앙전력처리장치(30)는 단말장치(50a~50c)로 제한적인 전력을 나누어서 공급하게 된다. 예를 들어, 상용전력의 제한량이 50kW라고 할 때, 중앙전력처리장치(30)는 제1단말장치(50a)로 30kW를 공급하고, 제2단말장치(50b)로 10kW를 공급하고, 제3단말장치(50c)로 5kW를 공급할 수 있다. 이때, 각 단말장치(50a~50c)로 공급하는 전력의 총합은 계통(20)으로부터 공급받을 수 있는 상용전력의 총량을 넘을 수 없다.
일반적인 충전시스템(1)에서 각 단말장치(50a~50c)로 분배되는 전력의 양은 각 단말장치가 결정한다. 예를 들어, 제1단말장치(50a)에 제1전기자동차(10a)가 접속되면 제1단말장치(50a)가 우선적으로 가용할 수 있는 전력을 사용하게 된다. 그 후에, 제2단말장치(50b)에 제2전기자동차(10b)가 접속되면 제2단말장치(50b)가 잔여 전력 중 일부 전력을 사용하게 되고, 제3단말장치(50c)에 제3전기자동차(10c)가 접속되면 잔여 전력 중 다른 일부 전력을 사용하게 된다.
이러한 일반적인 충전시스템(1)은 몇 가지 문제가 있는데, 첫번째는 설치 공간에 제약이 있다는 것이고, 두번째는 제조/설치 비용이 높다는 것이다. 그리고, 세번째는 단말장치들로 분배되는 전력이 불균등해진다는 것이다.
첫번째와 두번째 문제는 단말장치가 사용되기 때문에 발생하는 문제로서, 단말장치가 일정한 부피를 가지기 때문에 설치 공간에 제약이 발생하게 되고, 또한, 단말장치의 제조/설치에 따른 비용의 증가가 발생하게 된다. 세번째 문제는 전력의 분배가 단말장치에 의해 이루어지기 때문에 발생하는 문제이다.
이러한 일반적인 충전시스템의 문제를 해결하기 위해 일 실시예는 다입력 다출력 에너지 인터린커를 제공한다. 일 실시예에 따른 에너지 인터린커는 각 부하로 공급할 전력들을 중앙에서 처리하고 분배하기 때문에, 단말장치의 설치에 따른 공간/비용 상의 문제가 해결될 수 있다. 그리고, 에너지 인터린커는 각 부하의 정격에 따라 각 부하로 공급하는 전력량을 계산하기 때문에 분배의 불균등이 발생하지 않게 된다. 이외에도 에너지 인터린커는 비예측적 특성을 가지는 재생에너지의 발전전력을 각 부하로 효율적이고 안정적으로 공급할 수 있는 장점이 있고, ESS(Energy Storage System)의 상태를 안정적으로 관리할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 충전시스템의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 충전시스템(200)은 복수의 전력원, 에너지 인터린커(110, 이하 '인터린커'라 함), 부하들 및 배선들로 구성될 수 있다.
인터린커(110)는 외형적으로 하나의 장치를 구성할 수 있고, 복수의 장치로 구성될 수 있다. 인터린커(110)가 복수의 장치로 구성되는 경우, 이러한 장치들은 일정한 공간에 밀집되어 배치될 수 있다.
인터린커(110)의 단자들로는 복수의 전력원 및 배선들(120a~120n)이 연결될 수 있다.
복수의 전력원은 상용전력을 공급하는 계통(20) 및 재생발전전력을 공급하는 적어도 하나의 재생에너지원(21a~21n)을 포함할 수 있다. 재생에너지원(21a~21n)은 예를 들어, 태양광발전장치일 수 있는데, 이러한 재생에너지원(21a~21n)의 발전전력은 비예측적인 특성을 가질 수 있다. 그리고, 계통(20)이 공급하는 상용전력은 일정 범위로 사용량이 제한될 수 있다.
인터린커(110)에는 적어도 하나의 ESS(22a~22n)가 연결될 수 있는데, ESS(22a~22n)는 전력원으로 기능할 수도 있고, 부하로 기능할 수도 있다.
인터린커(110)에는 부하들(10a~10n)로 전력을 전달하는 배선들(120a~120n)이 연결될 수 있다. 부하들(10a~10n)은 전기자동차, 전기오토바이 등의 전기이동수단일 수 있고, 실시예에 따라서는 전기모터와 같은 일반 전자장치일 수도 있다. 그리고, ESS(22a~22n)가 충전하는 경우, 부하로 분류될 수 있다.
인터린커(110)는 복수의 전력원으로부터 전력(이하 '공급전력'이라 함)을 공급받고, 공급전력을 부하들에 적합한 전력(이하 '부하전력'이라 함)으로 변환할 수 있다. 그리고, 인터린커(110)는 부하전력을 각 부하로 적절하게 분배시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 충전시스템(200)에서는 배선들(120a~120n)의 말단에 추가적인 단말장치가 필요없기 때문에 부하들(10a~10n)이 배치되는 공간을 제약하지 않을 수 있다. 그리고, 인터린커(110)만 이동하면 어느 지역에서든 부하들(10a~10n)로 전력을 공급할 수 있기 때문에 이동형 충전시스템을 구축하는데에도 유리하다.
도 3은 일 실시예에 따른 고정형 충전시스템의 일 예시 도면이다.
도 3을 참조하면, 고정형 충전시스템(300)은 일 위치에 고정적으로 설치되는 인터린커(110), 그리고, 인터린커(110)의 출력단자와 연결되는 배선들(120)로 구성될 수 있다.
고정형 충전시스템(300)과 관련하여 부하들(10)이 위치하는 공간이 변형될 필요가 없다. 예를 들어, 부하들(10)이 위치하는 공간은 지하주차장일 수 있는데, 일 실시예에 따른 고정형 충전시스템(300)에서는 지하주차장에 추가적인 장치를 설치할 필요가 없다. 일 실시예에 따른 고정형 충전시스템(300)에서는 부하들(10)까지 전력이 공급될 수 있는 배선들(120)만 있으면 된다. 지하주차장에서 배선들(120)은 일반적으로 천정의 덕트시설(320)과 기둥 혹은 벽면(310)을 통해 배치되기 때문에 추가적으로 공간을 제약하지 않는다.
종래의 충전시스템은 단말장치들이 주차구역에서 일부 공간을 차지해야하기 때문에 공간이 협소한 지하주차장에는 설치되기 어려웠다. 이에 반해, 일 실시예에 따른 고정형 충전시스템(300)은 주차구역에 추가적인 장치를 배치하지 않기 때문에 기존 지하주차장을 그대로 사용하여 설치될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 이동형 충전시스템의 일 예시 도면이다.
도 4를 참조하면, 이동형 충전시스템(400)은 차량(410), 그리고, 차량(410)에 적재되는 인터린커(110)로 구성될 수 있다.
인터린커(110)는 차량(410)과 함께 이동할 수 있다. 그리고, 이동된 장소에서 인터린커(110)에 배선들(120a~120c)이 연결되고, 배선들(120a~120c)을 통해 부하들(10a~10c)로 전력이 공급될 수 있다.
이동형 충전시스템(400)은 차량(410)이 다닐 수 있는 모든 곳에 설치될 수 있는데, 예를 들어, 도로변에 설치되어 긴급충전이 요청되는 전기자동차들(10a~10c)로 전력을 공급할 수 있고, 임시로 설치되는 공연장, 집회장 등에 설치될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 인터린커의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 인터린커(110)는 컨버터(510), 제어기(520), 전력산출기(530) 및 부하분배기(540) 등을 포함할 수 있다.
컨버터(510)는 복수의 전력원으로부터 공급전력(Ps)을 공급받을 수 있다. 그리고, 제어기(520)의 제어신호(PWM)에 따라 공급전력(Ps)을 부하전력(Pd)으로 변환할 수 있다.
전력산출기(530)는 복수의 전력원이 공급할 수 있는 공급전력(Ps)의 총량(공급가능총량)을 계산할 수 있다. 예를 들어, 전력산출기(530)는 계통으로부터 공급받을 수 있는 최대전력을 미리 저장해 놓고 있을 수 있다. 그리고, 전력산출기(530)는 이러한 최대전력을 공급가능총량에 포함시킬 수 있다. 그리고, 전력산출기(530)는 재생에너지원의 발전전력량을 실시간으로 계측하고, 계측된 값을 공급가능총량에 포함시킬 수 있다.
전력산출기(530)는 ESS의 출력가능전력을 미리 저장해 놓거나 통신을 통해 ESS로부터 수신할 수 있다. 그리고, 전력산출기(530)는 ESS로부터 SOC(state-of-charge)정보를 수신하고, SOC가 적정범위에 있는 경우, ESS의 출력가능전력을 공급가능총량에 포함시킬 수 있다.
Figure pat00001
여기에서,
Figure pat00002
는 공급가능총량이고,
Figure pat00003
는 i번째 ESS의 공급가능전력량이다. 그리고,
Figure pat00004
는 k번째 재생에너지원의 발전전력량이고,
Figure pat00005
는 계통으로부터 공급받을 수 있는 전력량이다.
전력산출기(530)는 공급가능총량을 계산한 후에, 공급가능총량과 부하들의 정격에 따라 각 부하로 분배할 수 있는 분배전력량을 계산할 수 있다.
Figure pat00006
여기서,
Figure pat00007
는 j번째 부하로 분배되는 분배전력량이고,
Figure pat00008
는 j번째 부하의 정격이다.
수학식 2와 같이, 전력산출기(530)는 공급가능총량을 각 부하의 정격의 비율에 따라 분배하여 각 부하별로 분배전력량을 계산할 수 있다.
전력산출기(530)는 예비분배량을 계산하고, 예비분배량과 정격을 비교하면서 분배전력량을 수정할 수 있다.
Figure pat00009
Figure pat00010
여기서,
Figure pat00011
는 분배전력량의 총합이고,
Figure pat00012
는 j번째 부하에 대한 예비분배량이다.
전력산출기(530)는 j번째 부하에 대한 예비분배량이 정격보다 작은 경우, 예비분배량을 그대로 j번째 부하의 분배전력량으로 결정하고, 예비분배량이 정격 이상인 경우, 정격을 j번째 부하의 분배전력량으로 결정할 수 있다.
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
는 시간의 함수로, 전력산출기(530)는 일정 주기마다 위 값들을 갱신할 수 있다.
부하분배기(540)는 배선들과 연결되고, 계산된 분배전력량에 따라 부하전력을 각각의 배선들로 분배시킬 수 있다.
부하분배기(540)에는 전류량을 제어할 수 있는 전류제어장치가 각 배선별로 배치될 수 있다. 혹은 부하분배기(540)는 다수의 스위치로 구성되는 스위치 네트워크를 포함하고 있으면서 스위치의 개폐를 통해 각 배선별 전류 공급을 제어할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 인터린커의 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 인터린커는 복수의 전력원이 공급할 수 있는 전력량(공급가능총량)을 계산할 수 있다(S602).
그리고, 인터린커는 부하들의 정격전력량 총합을 계산할 수 있다(S604).
그리고, 인터린커는 공급가능총량, 그리고, 각 부하들의 정격의 비율에 따라 부하별 분배전력량을 계산할 수 있다(S606)
인터린커는 일 모드에서 ESS를 복수의 전력원에 포함시키고, 다른 일 모드에서 ESS를 부하들에 포함시킬 수 있다. 일 예로, 재생발전전력의 총량이 ESS를 제외한 부하들의 정격 총량보다 큰 경우, 인터린커는 ESS를 부하들에 포함시킬 수 있다. 이때, ESS는 충전모드로 동작할 수 있다. 다른 예로, 부하들의 정격 총량이 상용전력에서 공급받을 수 있는 전력 및 재생발전전력의 합보다 큰 경우, 인터린커는 ESS를 복수의 전력원에 포함시킬 수 있다. 이때, ESS는 방전모드로 동작할 수 있다.
인터린커는 부하별 분배전력량을 계산한 후에, 각 구성의 연결을 제어할 수 있다(S608). 여기서, 구성이란 전력원 및 부하를 의미할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 인터린커의 구성 연결 제어의 제1예시 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 인터린커는 ESS의 SOC를 확인할 수 있다(S702).
그리고, 인터린커는 ESS의 SOC가 적정범위-예를 들어, 30%~90%-에 해당되는 경우(S702에서 Yes), 공급량과 부하량을 비교할 수 있다(S704). 여기서, 공급량은 전술한 공급가능총량을 의미하고, 부하량은 분배전력량의 총합을 의미할 수 있다.
공급량이 부하량보다 크거나 같은 경우(S704에서 Yes), 인터린커는 부하를 연결시키고(S706), 부하들로 전력을 분배시킬 수 있다(S710).
반면에, 공급량이 부하량보다 작은 경우(S704에서 No), 인터린커는 부하와의 연결을 해제할 수 있다(S720).
인터린커는 ESS의 SOC가 적정범위를 벗어났다고 판단하는 경우(S702에서 No), SOC를 적정범위의 하한(SOC_low)과 비교할 수 있다(S712).
그리고, 인터린커는 ESS의 SOC가 적정범위의 하한(SOC_low)을 벗어나는 경우(S712에서 Yes), ESS를 충전모드로 기동시키고(S714), 부하와의 연결은 해제할 수 있다(S720).
SOC가 하한(SOC_low)을 벗어나지는 않은 경우(S712에서 No), 인터린커는 SOC를 적정범위의 상한(SOC_high)과 비교할 수 있다(S716).
그리고, 인터린커는 ESS의 SOC가 적정범위의 상한(SOC_high)을 벗어나는 경우(S716에서 Yes), ESS를 비롯한 복수의 전력원을 턴오프시키고(S718), 부하와의 연결을 해제할 수 있다(S720).
도 8은 일 실시예에 따른 인터린커의 구성 연결 제어의 제2예시 흐름도이다.
도 7의 예시는 부하가 접속된 상태에서의 예시이고, 도 8의 예시는 부하가 없는 상태에서의 예시일 수 있다.
도 8을 참조하면, 인터린커는 ESS의 SOC를 확인할 수 있다(S802).
그리고, 인터린커는 ESS의 SOC가 적정범위에 해당되는 경우(S802에서 Yes), 부하가 없는 상태임으로 재생에너지원을 비롯한 복수의 전력원을 턴오프시킬 수 있다(S820).
인터린커는 ESS의 SOC가 적정범위를 벗어났다고 판단하는 경우(S802에서 No), SOC를 적정범위의 하한(SOC_low)과 비교할 수 있다(S812).
그리고, 인터린커는 ESS의 SOC가 적정범위의 하한(SOC_low)을 벗어나는 경우(S812에서 Yes), ESS를 충전모드로 기동시키고(S814), 부하와의 연결은 해제할 수 있다(S820).
SOC가 하한(SOC_low)을 벗어나지는 않은 경우(S812에서 No), 인터린커는 SOC를 적정범위의 상한(SOC_high)과 비교할 수 있다(S816).
그리고, 인터린커는 ESS의 SOC가 적정범위의 상한(SOC_high)을 벗어나는 경우(S816에서 Yes), ESS를 비롯한 복수의 전력원을 턴오프시키고(S818), 부하와의 연결을 해제할 수 있다(S820).
한편, 일 실시예에 따른 인터린커에서 전력원 측은 에너지원의 종류와 단수/복수의 구성에 상관없이 다양하게 구성될 수 있다. 그리고, 인터린커에서 부하측은 직류부하 및 교류부하가 혼재될 수 있고, 정격용량도 서로 다르게 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 인터린커는 컨버터, 전력산출기 및 부하분배기를 통해 전술한 내용들을 구현할 수 있고, 건물용, 단독용 등 다양한 전기차 충전시스템으로 적용이 가능한 특징이 있다. 그리고, 일 실시예에 따른 인터린커는 공간제약성 해소, 부품수 감소, 용량 증감의 다양성을 구현할 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 복수의 전력원으로부터 전력(공급전력)을 공급받아 부하들에 적합한 전력(부하전력)으로 변환하는 컨버터;
    상기 복수의 전력원이 공급할 수 있는 상기 공급전력의 총량(공급가능총량)을 계산하고, 상기 공급가능총량 및 상기 부하들의 정격에 따라 각 부하로 분배할 수 있는 분배전력량을 계산하는 전력산출기; 및
    일측은 상기 컨버터의 출력과 연결되고, 타측은 상기 부하들이 각각 연결되는 복수의 부하배선과 연결되며, 상기 분배전력량에 따라 상기 부하전력을 상기 복수의 부하배선으로 분배시키는 부하분배기
    를 포함하는 에너지 인터린커.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전력원은 상용전력을 공급하는 계통 및 재생발전전력을 공급하는 적어도 하나의 재생에너지원을 포함하고,
    상기 상용전력은 일정 범위 내로 제한되고, 상기 재생발전전력은 비예측적 특성을 가지는 에너지 인터린커.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공급가능총량의 계산에서, 상기 상용전력은 상기 일정 범위의 최대값으로 계산되고, 상기 재생발전전력은 실측값으로 계산되는 에너지 인터린커.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력산출기는,
    상기 부하들의 정격의 비율에 따라 각 부하에 대한 상기 분배전력량의 예비값을 계산하되, 상기 예비값이 정격보다 큰 부하에 대해서는 상기 예비값으로 해당 부하의 상기 분배전력량을 결정하는 에너지 인터린커.
  5. 제1항에 있어서,
    ESS(Energy Storage System)의 SOC(state-of-charge)를 확인하고, 상기 SOC가 미리 설정한 적정범위를 벗어나는 경우, 상기 부하분배기가 상기 부하들로 전력을 공급하지 않도록 제어하는 제어기를 더 포함하는 에너지 인터린커.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 ESS의 SOC가 상기 적정범위의 하한을 벗어나는 경우, 상기 복수의 전력원 중 일부가 상기 ESS를 충전하도록 제어하는 에너지 인터린커.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 ESS의 SOC가 상기 적정범위의 상한을 벗어나는 경우, 상기 복수의 전력원에서 전력이 공급되지 않도록 제어하는 에너지 인터린커.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    무부하 상태에서 ESS(Energy Storage System)의 SOC(state-of-charge)를 확인하고, 상기 SOC가 미리 설정한 적정범위를 벗어나는 경우, 상기 복수의 전력원에서 전력이 공급되지 않도록 제어하는 에너지 인터린커.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 ESS의 SOC가 상기 적정범위의 하한을 벗어나는 경우, 상기 복수의 전력원 중 일부가 상기 ESS를 충전하도록 제어하는 에너지 인터린커.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 전력산출기는,
    일 모드에서 ESS(Energy Storage System)를 상기 복수의 전력원에 포함시키고, 다른 일 모드에서 상기 ESS를 상기 부하들에 포함시키는 에너지 인터린커.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전력산출기는,
    상기 재생발전전력의 총량이 상기 ESS를 제외한 부하의 정격 총량보다 큰 경우, 상기 ESS를 상기 부하들에 포함시키는 에너지 인터린커.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전력산출기는,
    상기 부하들의 정격 총량이 상기 상용전력과 상기 재생발전전력의 합보다 큰 경우, 상기 ESS를 상기 복수의 전력원에 포함시키는 에너지 인터린커.
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