WO2018021787A1 - 하이브리드 전력 저장 시스템 및 이의 전력 운용 방법 - Google Patents

하이브리드 전력 저장 시스템 및 이의 전력 운용 방법 Download PDF

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김재성
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    • Y04S20/20—End-user application control systems

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid power storage system and a power operating method thereof.
  • an object of the present invention is to stably supply power by utilizing a plurality of power unit in accordance with the maximum instantaneous power consumption.
  • KEPCO power in certain situations, use it in parallel with KEPCO power under certain conditions, or use KEPCO power and generated power in parallel and provide an optimized ratio thereof.
  • a hybrid energy storage system includes a generator for generating generated power using an internal engine when a power consumption larger than the sum of the KEPCO power and the storage power of a storage battery is required; A storage battery which charges power from the KEPCO power in a specific time period or a time when power demand is low and supplies the storage power to the load when the power consumption of the load is high; And a controller configured to adjust the ratio of the electric power, the generated power, and the electrical storage power to provide the load power with the ratio adjusted to the load, and to suitably utilize a plurality of electric power units according to the maximum instantaneous power consumption in the home. It can supply power stably.
  • the controller may operate in the KEPCO-capacitance mode in which the KEPCO power and the power storage power are supplied in parallel at a predetermined first ratio.
  • the controller may predict whether the power consumption exceeds a second reference value corresponding to the sum of the KEP power and the power storage power, and based on the prediction, the KEP power and the generated power. It can be operated in the KEPCO-power generation mode to supply in parallel to the second preset ratio.
  • the controller may supply the KEPCO power and the generated power in parallel at a third rate different from the second ratio based on the power cost of the KEPCO power and the generated cost of the generated power at the current time. Can be.
  • control unit is operated in the KEPCO-generation-power storage mode for supplying all the KEPCO power, power storage power and power generation power to the load until the power supply by the power generation power is stabilized, the KEPCO power In this unsupply emergency situation, it can operate in the power generation-storage mode, which supplies the generated power and the stored power.
  • control unit may synchronize the voltage, current, waveform, and frequency of a corresponding power line according to an operation mode among the KEP power, the generation power, and the power storage, and the synchronization may include the voltage of the KEP power.
  • Generating generated power or storage power having the same voltage, waveform and frequency as the waveform and frequency, and the current of the generated power or storage power may be determined based on any one of the first to third ratios.
  • a method for operating a power in a hybrid power storage system includes: a power charging step of charging power from KEPCO power in a specific time period or a time when power demand is low; A storage power supply step of supplying storage power of the storage battery to the load when the power consumption of the load is high; A generation power generation step of generating generation power using an internal engine when a power consumption larger than the sum of the KEPCO power and the storage power of the storage battery is required; And adjusting a ratio of the electric power, the generated power, and the electrical storage power to provide a load ratio with the ratio adjusted load power to the load.
  • the step of adjusting the power ratio and providing power the synchronization step of synchronizing the voltage, current, waveform and frequency of the corresponding power line according to the operation mode of the KEPCO power, the generated power and the power storage power; And providing KEPCO-capacitance power for supplying the KEPCO power and the power storage power in parallel at a predetermined first ratio when the power consumption exceeds a first reference value, wherein the synchronization includes the voltage, waveform and Generating generated power or storage power having the same voltage, waveform, and frequency as frequency, wherein the current of the generated power or storage power may be determined based on any one of the first to third ratios.
  • the step of adjusting the power ratio and providing power predict whether the power consumption exceeds a second reference value corresponding to the sum of the KEPCO power and the power storage power, and based on the prediction
  • the method may further include providing KEPCO-generated power in parallel supplying the KEPCO power and the generated power at a second predetermined ratio.
  • the KEPCO-generated-capacitance power supply for supplying all the KEPCO power, storage power, and generated power to the load until the power supply by the generated power is stabilized.
  • the method may further include, after the providing of the KEPCO-generated electric power, providing the electricity-generating power storage to supply the generated electric power and the electric storage power in an emergency situation in which the KEPCO electric power is not supplied.
  • the hybrid power storage system and its power operating method according to the present invention by adjusting the ratio of the KEPCO power, the generated power and the power storage power, it is possible to reliably provide the load power adjusted the ratio to the load There is this.
  • the power consumption is compared with a plurality of reference values to provide power in different modes, and based on the power cost of the KEPCO power and the generation cost of the generated power, an optimized power ratio for minimizing the electric charge
  • the advantage is that it can be provided.
  • HESS hybrid energy storage system
  • FIG. 2 illustrates a configuration of a power operating system using an Automatic Transfer Switch (ATS) and an Uninterruptible Power Supply (UPS) in connection with the present invention.
  • ATS Automatic Transfer Switch
  • UPS Uninterruptible Power Supply
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a power operation method in a hybrid power storage system according to the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a detailed procedure for the power ratio adjustment and the power providing step in the power operation method.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the term “and / or” includes any combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.
  • the present invention relates to a hybrid power storage system and a power operation method in a hybrid power storage system.
  • hybrid power storage system may be referred to as a power storage system, a power operating device, or a hybrid power operating device.
  • the hybrid power storage system 1000 includes a generator 100, a storage battery 200, and a controller 300.
  • the generator 100 may include an engine 110 and a generator 120.
  • the engine 110 may include all engines, gas turbines, steam turbines, and the like that use solid fuels (SRF) in addition to the engine that generates power in general.
  • the SRF includes a scheme using a renewable energy (SRF, BIO-SRF) dedicated combustion technology. Therefore, it is possible to cope with the rapidly changing new climate system by using a renewable energy-only combustion technology that can be recognized as such a green technology.
  • the engine 110 is started by the control signal transmitted through the generator 120 to generate power.
  • the engine 110 transmits the generated power to the generator 120.
  • the generator 120 starts the engine 110 and receives power from the engine 110 to generate power.
  • the generated power may be referred to as generated power.
  • the generator 100 generates power generated by using an internal engine when power consumption greater than the sum of the KEPCO power and the storage power of the storage battery is required.
  • the KEPCO power and power storage power may be referred to as KEPCO line power and battery power, respectively.
  • the internal engine may include not only an engine generating power in general but also an engine using a solid fuel (SRF: Solid Refuse Fuel), a gas turbine, a steam turbine, and the like. It also includes engines that use auxiliary power.
  • SRF Solid Refuse Fuel
  • the storage battery 200 charges power from the KEPCO power in a specific time period or a time when power demand is low. In addition, when the power consumption of the load is high, the storage battery 200 supplies the storage power to the load.
  • the storage battery 200 may be referred to as a capacitor, a rechargeable battery or a charger.
  • control unit 300 adjusts the ratio of the KEPCO power, the generated power and the power storage power, to provide the load power with the adjusted ratio to the load.
  • controller 300 may be referred to as an inverter controller.
  • the controller 300 may operate in various modes through comparison with power consumption of a load according to a plurality of home appliances. In this regard, when the power consumption of the load is less than or equal to the first reference value, the controller 300 operates in the power saving mode using only the power loss.
  • the controller 300 may operate in the KEPCO-power storage mode in which the KEPCO power and the power storage power are supplied in parallel at a predetermined first ratio.
  • the electrical storage power an internal battery can be used, but considering how to charge the battery is as follows. That is, the controller 300 may allow the storage battery 200 to charge KEPCO power at a time when power demand such as a late night power is low and the power supply unit price is low.
  • the parallel supply of the KEPCO power and the power storage power in a first predetermined ratio may be referred to as the KEPCO-power storage mode.
  • the power storage power is operated in the ESS concept, and in order to prevent a large consumption of power storage power in consideration of the used capacity and use time in parallel operation with the KEPCO power. Generate output In this case, the ratio of the KEPCO power and the power storage power may be output as a percentage (%).
  • the controller 300 may predict (determin) whether the power consumption exceeds a second reference value corresponding to the sum of the KEP power and the power storage power.
  • the second reference value may be determined not only as the sum of the upper limit of the KEPCO and the upper limit of the storage power, but also may be determined in consideration of margin values in the upper limits.
  • it may be determined at a predetermined value irrespective of these, or may be determined in consideration of a power supply unit price, a power generation unit price in a generator, a charging unit price in a capacitor, and the like.
  • the controller 300 may operate in the KEPCO-generation mode of supplying the KEPCO power and the generated power in parallel at a second predetermined ratio based on the prediction.
  • the power generation (power) generates and outputs generated power by operating the generator 100 when there is a shortage of power supply by the KEPCO power and the storage power.
  • control unit 300 supplies the KEPCO power and the generated power in parallel at a third rate different from the second ratio based on the power cost of the KEPCO power and the generation cost of the generated power at the current time. Can operate in power generation mode
  • control unit 300 may operate in a power generation-storage mode in which the storage power and the generated power are supplied in parallel when the power supply is insufficient only before the power recovery.
  • control unit 300 compares the sum of the restored KEPCO power and the stored power and the power consumption (peak power) when the KEPCO is restored, and operates the KEPCO power and the generator 100 in parallel and outputs them in ratio. .
  • the generator 100 generates / provides power corresponding to a value obtained by subtracting a provisionable power value of KEPCO power from the power consumption (peak power of).
  • the generator 100 may operate in the KEPCO-power storage-generation mode in which all of the KEPCO power, the power storage power, and the power generation power are provided to the load.
  • the KEPCO-capacitance-generation mode is a ratio output mainly to the generation power in order to prevent a lot of storage power is consumed. That is, when stable power supply is possible from the generator 100, the KEPCO-capacity-generation mode operates in the KEPCO-generation mode.
  • the control unit 300 must synchronize the power parameters for the parallel output according to the complex mode, such as the above-described KEPCO-power storage mode, KEPCO-power generation mode, power generation-power storage-mode, KEPCO-power generation-power storage mode . That is, the controller 300 synchronizes voltage, current, waveform, and frequency of a corresponding power line according to an operation mode among the KEP power, the generated power, and the storage power. For example, when the KEPCO uses a sinusoidal wave of 220V AC voltage of 60Hz, the power generation and storage power are also synchronized with each other such that the power generation and the storage power are provided in the form of a sinusoidal wave of 220V AC voltage of 60Hz.
  • the load is provided to the load at a current value determined in consideration of the ratio between the powers according to the operating modes without exceeding the maximum allowable current. That is, the synchronization generates the generated power or storage power having the same voltage, waveform, and frequency as the voltage, waveform, and frequency of the KEPCO power, and the current of the generated power or storage power is in the first to third ratios. Can be determined based on either.
  • the KEPCO power and the generated power is alternating current (AC)
  • the storage power is DC (DC), so that the storage battery has an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) to convert DC power into AC power. can do.
  • the KEPCO, generation power, and storage power can all be supplied directly to the load as AC power, there is an advantage that no additional DC-AC converter or frequency converter is required.
  • FIG. 2 illustrates a configuration of a power operating system using an automatic transfer switch (ATS) and an uninterruptible power supply (UPS) in connection with the present invention.
  • the power operation system 2000 includes an automatic transfer switch (ATS) 2100 and an uninterruptible power supply (UPS) 2200.
  • the automatic transfer switch 2100 is provided to selectively output the KEPCO power or the KEPCO power and the generated power.
  • the uninterruptible power supply 2200 stores power selectively output from the automatic transfer switch 2100. That is, the uninterruptible power supply 2200 stores power from the KEPCO power or the KEPCO power and the generated power under certain conditions. That is, when more power is supplied than the amount of power consumed by the load, and the KEPCO corresponds to a late night time with a low power supply cost.
  • Table 1 compares the features of the power operation method according to the present invention, ATS, UPS, ESS and HESS scheme.
  • the hybrid power storage system of FIG. 1 according to the present invention corresponds to a HESS.
  • the method presented in FIG. 2 corresponds to an ATS and a UPS. That is, the hybrid power storage system shown in FIG. 1 has advantages in that it can be utilized in terms of selective output, storage storage, parallel operation, peak power compensation, and program operation of KEPCO and other electric powers.
  • the power operation method and system according to the HESS method is a system that includes all of the ATS, UPS, ESS, the advantages of parallel operation, peak power can be complemented and program operation.
  • the power operation method and system according to the HESS method can maximize the stability of the power to the lithium storage battery.
  • hybrid power storage system So far we have discussed the hybrid power storage system in detail.
  • a power operation method in a hybrid power storage system will be described.
  • the above-described information in the hybrid power storage system can be utilized in the power operation method in the hybrid power storage system.
  • Figure 3 shows a flow chart of a power operation method in a hybrid power storage system according to the present invention.
  • the power operation method includes a power charging step S300, a power storage power supply step S400, a generation power generation step S500, and a power ratio adjustment and power provision step S600.
  • the electric power is charged from the KEPCO power in a specific time period or a time when power demand is low.
  • the storage power supply step S400 when the power consumption of the load is high, the storage power of the storage battery is supplied to the load.
  • the generation power generation step (S500) generates power generation by using an internal engine when a power consumption larger than the sum of the KEPCO power and the storage power of the storage battery is required.
  • the power ratio adjustment and power provision step (S600) adjusts the ratio of the KEPCO power, the generated power, and the power storage power to provide the load power with the ratio adjusted to the load.
  • Figure 4 shows a flowchart of a detailed procedure for the power ratio adjustment and power providing step in the power operation method.
  • the power ratio adjustment and power providing step (S600) is the KEPCO power supply step (S610), the power line synchronization step (S620), KEPCO-power storage step (S630), KEPCO-generation-capacitance power Providing step (S640), KEPCO-generation power providing step (S650) and generating-capacitive power providing step (S660).
  • the power providing steps are merely providing steps according to an embodiment, and the providing steps may be arranged in a different order or may be variously combined.
  • the KEPCO power providing step (S610) supplies power only with KEPCO power when power can be supplied to a load including home appliances by KEPCO power.
  • the power line synchronization step (S620) synchronizes voltage, current, waveform, and frequency of a corresponding power line according to an operation mode among the KEP power, the generated power, and the storage power.
  • the synchronization generates the generated power or storage power having the same voltage, waveform, and frequency as the voltage, waveform, and frequency of the KEPCO, and the current of the generated power or storage power is in the first to third ratios. Is determined based on either.
  • a process of determining whether the power consumption exceeds a first reference value or a second reference value may be preceded.
  • the power line synchronization step S620 may be performed at each mode conversion step in FIG. 4.
  • the KEPCO and the electricity storage power are supplied in parallel at a predetermined first ratio. At this time, if the power consumption does not exceed the first reference value, the KEPCO power supply step (S610) is continued.
  • the providing of the KEPCO-generated power (S650) predicts whether the power consumption exceeds a second reference value corresponding to the sum of the KEPCO power and the electricity storage power, and based on the prediction, the KEPCO power and The generated power is supplied in parallel at a second predetermined ratio. Meanwhile, the step of providing the KEPCO-generation-capacitance power supplying all of the KEPCO power, the storage power, and the generated power to the load until the power supply by the generated power is stabilized before the step of providing the KEPCO-generation power (S650). S640 may be performed.
  • control unit determines whether the power supply from the generated power is stabilized in the step of providing the KEPCO-generated-capacitance power (S640), and when it is stabilized, deactivates the power storage mode to the KEPCO-generated power providing step (S650). May be allowed to proceed.
  • the generation-storage power providing step (S660) is a step of supplying the generated power and the stored power in an emergency situation in which the KEPCO power is not supplied. At this time, since it is difficult to accurately predict the power consumption, both of the generated power and the stored power may be supplied, and only one of the generated power and the stored power may be supplied as necessary.
  • the power consumption is compared with a plurality of reference values to provide power in different modes, and minimize the electricity bill based on the generation cost of the KEPCO power and generation power generation
  • the power consumption is compared with a plurality of reference values to provide power in different modes, and minimize the electricity bill based on the generation cost of the KEPCO power and generation power generation
  • each component as well as the procedures and functions described herein may be implemented as separate software modules.
  • Each of the software modules may perform one or more functions and operations described herein.
  • Software code may be implemented in software applications written in a suitable programming language. The software code may be stored in a memory and executed by a controller or a processor.

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Abstract

본 발명에 따른 하이브리드 전력 저장 시스템(HESS: Hybrid Energy Storage System)은, 한전 전력과 축전지의 축전 전력의 합보다 큰 소비 전력이 요구되는 경우 내부의 엔진을 이용하여 발전 전력을 생성하는 발전기; 특정 시간대 또는 전력 수요가 적은 시간대에 상기 한전 전력으로부터 전력을 충전하고, 부하의 소비 전력이 높은 경우 상기 부하로 상기 축전 전력을 공급하는 축전지; 및 상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력의 비율을 조정하여, 상기 부하로 상기 비율이 조정된 부하 전력을 제공하는 제어부를 포함하고, 댁내 순간 최대 전력 사용량에 따라 복수의 전력부를 적절하게 활용하여 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.

Description

하이브리드 전력 저장 시스템 및 이의 전력 운용 방법
본 발명은 하이브리드 전력 저장 시스템 및 이의 전력 운용 방법에 관한 것이다.
전력 저장 시스템 (Energy Storage System)은 비상 전원을 위하여 방송국 장비 및 산업 설비 등에 활용되었다. 하지만, 이러한 기존의 방송국 장비 및 산업 설비 등에 활용된 전력 저장 시스템의 경우에도 한전 전원 이외에 별도로 내부의 발전기만을 이용하였다.
또한, 이러한 전력 저장 시스템이 하이브리드 차량 등에도 활용되고 있지만, 이를 댁내 전력 계통이나 가전 기기 등에 활용한 예는 찾기가 어렵다. 이와 관련하여, 기존의 전력 저장 시스템은 한전 전원을 이용할 수 없는 경우에 비상 전원으로부터 발전기를 이용할 뿐이었다. 즉, 댁내 전력 계통이나 가전 기기 등에 활용하기 위하여 비상 전원으로서의 활용보다는 순간 최대 전력 사용을 완화하면서 전력 사용량을 최소화하기 위한 목적의 전력 저장 시스템 및 이의 전력 운용 방법을 전혀 제시하지 않는다는 문제점이 있었다.
따라서, 내부 발전기 이외에 한전 전력을 특정 상황에서 내부에 충전기(축전기)를 충전하고 이러한 축전 전력을 활용하는 방안에 대하여 고려가 전혀 없었는 문제점이 있었다.
본 발명은 위 배경기술에 따라 새로운 기술 요구에 의하여 안출된 것으로, 댁내 순간 최대 전력 사용량에 따라 복수의 전력부를 적절하게 활용하여 안정적으로 전력을 공급하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 한전 전력을 특정 상황에서 충전하고, 특정 조건하에서 한전 전력과 병행 사용하거나 또는 한전 전력과 발전 전력을 병행 사용하고 이들의 최적화된 비율을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 하이브리드 전력 저장 시스템(HESS: Hybrid Energy Storage System)은, 한전 전력과 축전지의 축전 전력의 합보다 큰 소비 전력이 요구되는 경우 내부의 엔진을 이용하여 발전 전력을 생성하는 발전기; 특정 시간대 또는 전력 수요가 적은 시간대에 상기 한전 전력으로부터 전력을 충전하고, 부하의 소비 전력이 높은 경우 상기 부하로 상기 축전 전력을 공급하는 축전지; 및 상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력의 비율을 조정하여, 상기 부하로 상기 비율이 조정된 부하 전력을 제공하는 제어부를 포함하고, 댁내 순간 최대 전력 사용량에 따라 복수의 전력부를 적절하게 활용하여 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 소비 전력이 제1기준값을 초과하는 경우 상기 한전 전력과 상기 축전 전력을 기설정된 제1비율로 병렬 공급하는 한전-축전 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 소비 전력이 상기 한전 전력 및 상기 축전 전력의 합에 해당하는 제2기준값을 초과할 것인지 여부를 예측하고, 상기 예측에 기반하여 상기 한전 전력 및 상기 발전 전력을 기설정된 제2비율로 병렬 공급하는 한전-발전 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 현재 시각에서의 상기 한전 전력의 전력 원가 및 상기 발전 전력의 발생 원가를 기준으로 상기 한전 전력 및 상기 발전 전력을 상기 제2비율과 상이한 제3비율로 병렬 공급할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 발전 전력에 의한 전력 공급이 안정화되기 이전까지는 상기 한전 전력, 축전 전력 및 발전 전력을 모두 부하로 공급하는 한전-발전-축전 모드로 동작하고, 상기 한전 전력이 공급되지 않는 비상 상황에서 발전 전력 및 축전 전력을 공급하는 발전-축전 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력 중에서 동작 모드에 따라 해당하는 전력 라인의 전압, 전류, 파형 및 주파수를 동기화시키고, 상기 동기화는 상기 한전 전력의 전압, 파형 및 주파수와 동일한 전압, 파형 및 주파수를 갖는 발전 전력 또는 축전 전력을 생성하고, 상기 발전 전력 또는 축전 전력의 전류는 상기 제1비율 내지 제3비율 중 어느 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 하이브리드 전력 저장 시스템에서의 전력 운용 방법은, 특정 시간대 또는 전력 수요가 적은 시간대에 한전 전력으로부터 전력을 충전하는 전력 충전 단계; 부하의 소비 전력이 높은 경우 상기 부하로 축전지의 축전 전력을 공급하는 축전 전력 공급 단계; 한전 전력과 축전지의 축전 전력의 합보다 큰 소비 전력이 요구되는 경우 내부의 엔진을 이용하여 발전 전력을 생성하는 발전 전력 생성 단계; 및 상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력의 비율을 조정하여, 상기 부하로 상기 비율이 조정된 부하 전력을 제공하는 전력 비율 조정 및 전력 제공단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 전력 비율 조정 및 전력 제공단계는, 상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력 중에서 동작 모드에 따라 해당하는 전력 라인의 전압, 전류, 파형 및 주파수를 동기화시키는 동기화 단계; 및 상기 소비 전력이 제1기준값을 초과하는 경우 상기 한전 전력과 상기 축전 전력을 기설정된 제1비율로 병렬 공급하는 한전-축전 전력 제공 단계를 포함하고, 상기 동기화는 상기 한전 전력의 전압, 파형 및 주파수와 동일한 전압, 파형 및 주파수를 갖는 발전 전력 또는 축전 전력을 생성하고,상기 발전 전력 또는 축전 전력의 전류는 상기 제1비율 내지 제3비율 중 어느 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전력 비율 조정 및 전력 제공단계는, 상기 소비 전력이 상기 한전 전력 및 상기 축전 전력의 합에 해당하는 제2기준값을 초과할 것인지 여부를 예측하고, 상기 예측에 기반하여 상기 한전 전력 및 상기 발전 전력을 기설정된 제2비율로 병렬 공급하는 한전-발전 전력 제공 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 한전-발전 전력 제공 단계 이전에, 상기 발전 전력에 의한 전력 공급이 안정화되기 이전까지는 상기 한전 전력, 축전 전력 및 발전 전력을 모두 부하로 공급하는 한전-발전-축전 전력 제공 단계를 더 포함하고, 상기 한전-발전 전력 제공 단계 이후에, 상기 한전 전력이 공급되지 않는 비상 상황에서 발전 전력 및 축전 전력을 공급하는 발전-축전 제공 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 전력 저장 시스템 및 이의 전력 운용 방법은 한전 전력, 발전 전력 및 축전 전력의 비율을 조정하여, 부하로 상기 비율이 조정된 부하 전력을 안정적으로 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 소비 전력을 복수의 기준값들과 비교하여 상이한 모드로 전력을 제공하고, 한전 전력의 전력 원가 및 발전 전력의 발생 원가를 기준으로 전기 요금을 최소화하기 위한 최적화된 전력 비율을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 하이브리드 전력 저장 시스템(HESS: Hybrid Energy Storage System)의 상세한 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명과 관련하여, 자동 전달 스위치(ATS: Automatic Transfer Switch) 및 무정전 전원 장치(UPS: Uninterruptible Power Supply) 를 이용하는 전력 운용 시스템의 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 전력 저장 시스템에서의 전력 운용 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4는 전력 운용 방법에서 전력 비율 조정 및 전력 제공단계에 대한 상세 절차의 흐름도를 도시한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100, 120: 발전기 110: 엔진
200: 축전지 300: 제어부
1000: 하이브리드 전력 저장 시스템
2000: 전력 운용 시스템
2100: 자동 전달 스위치 2200: 무정전 전원 장치
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈", "블록" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명은 하이브리드 전력 저장 시스템 및 하이브리드 전력 저장 시스템에서의 전력 운용 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 하이브리드 전력 저장 시스템(HESS: Hybrid Energy Storage System)의 상세한 구성을 도시한다. 이와 관련하여, 상기 하이브리드 전력 저장 시스템은 전력 저장 시스템, 전력 운용 장치, 또는 하이브리드 전력 운용 장치 등으로 지칭될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 하이브리드 전력 저장 시스템(1000)은 발전기(100), 축전지(200) 및 제어부(300)를 포함한다. 한편, 상기 발전기(100)는 엔진(110) 및 발전기(120)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 엔진(110)은 일반적으로 동력을 발생시키는 엔진 이외에 고형 연료(SRF :Solid Refuse Fuel)를 이용하는 엔진, 가스 터빈, 증기 터빈 등을 모두 포함할 수 있다. 한편, 상기 SRF와 관련하여, 상기 SRF는 신재생 에너지(SRF, BIO-SRF) 전용 연소기술을 이용하는 방식을 포함한다. 따라서, 이러한 녹색 기술로 인정받을 수 있는 신재생 에너지 전용 연소기술을 이용하여 급변하는 신기후 체제에 대응하는 것이 가능하다.
한편, 상기 엔진(110)은 상기 발전기(120)를 통해 전달된 제어 신호에 의해 시동되어 동력을 발생시킨다. 상기 엔진(110)은 발생된 동력을 상기 발전기(120)로 전달한다. 상기 발전기(120)는 상기 엔진(110)을 시동하여 상기 엔진(110)으로부터 동력을 전달받아 전력을 생성한다. 여기서, 상기 생성된 전력은 발전 전력으로 지칭될 수 있다.
즉, 상기 발전기(100)는 한전 전력과 축전지의 축전 전력의 합보다 큰 소비 전력이 요구되는 경우 내부의 엔진을 이용하여 발전 전력을 생성한다. 이와 관련하여, 상기 한전 전력 및 축전 전력은 각각 한전 라인 전력 및 축전지 전력으로 지칭될 수 있다.
여기서, 상기 내부의 엔진은 전술한 바와 같이, 일반적으로 동력을 발생시키는 엔진 이외에 고형 연료(SRF :Solid Refuse Fuel)를 이용하는 엔진, 가스 터빈, 증기 터빈 등을 모두 포함할 수 있을 뿐만 아니라, 내부의 보조 전원을 이용하는 엔진도 포함한다.
한편, 상기 축전지(200)는 특정 시간대 또는 전력 수요가 적은 시간대에 상기 한전 전력으로부터 전력을 충전한다. 또한, 상기 축전지(200)는 부하의 소비 전력이 높은 경우 상기 부하로 상기 축전 전력을 공급한다. 여기서, 상기 축전지(200)는 축전기, 충전지 또는 충전기 등으로 지칭될 수 있다.
한편, 상기 제어부(300)는 상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력의 비율을 조정하여, 상기 부하로 상기 비율이 조정된 부하 전력을 제공한다. 여기서, 상기 제어부(300)는 인버터 제어부로 지칭될 수 있다.
한편, 상기 제어부(300)는 댁 내 복수의 가전 기기 등에 따른 부하의 소비 전력과의 비교를 통해 다양한 모드로 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제어부(300)는 상기 부하의 소비 전력이 제1기준값 이하인 경우, 한전 전력만을 이용하는 한전 모드로 동작한다.
한편, 상기 제어부(300)는 상기 소비 전력이 제1기준값을 초과하는 경우 상기 한전 전력과 상기 축전 전력을 기설정된 제1비율로 병렬 공급하는 한전-축전 모드로 동작할 수 있다. 상기 축전 전력과 관련하여, 내부의 배터리를 이용할 수 있지만, 상기 배터리를 어떻게 충전할 지를 고려하면 다음과 같다. 즉, 심야 전력 등 전력 수요가 적고 전력 공급 단가가 낮은 시간대에 상기 제어부(300)는 상기 축전지(200)에 한전 전력이 충전되도록 할 수 있다. 한편, 한전 전력과 축전 전력을 기설정된 제1비율로 병렬 공급하는 것을 한전-축전 모드로 지칭할 수 있다. 상기 한전-축전 모드는 소비 전력(사용 전력)이 많은 경우에 축전 전력이 ESS 개념으로 운전되며, 축전 전력이 많이 소비되는 것을 방지하기 위해 사용 용량 및 사용 시간을 고려하여 상기 한전 전력과 병렬 운전으로 출력을 생성한다. 이때, 상기 한전 전력과 상기 축전 전력을 백분율(%)로 비율 출력할 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(300)는 상기 소비 전력이 상기 한전 전력 및 상기 축전 전력의 합에 해당하는 제2기준값을 초과할 것인지 여부를 예측(결정)할 수 있다. 한편, 상기 제2기준값은 상기 한전 전력의 상한 및 상기 축전 전력의 상한의 합으로 결정될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 상한값들에 마진값들을 고려하여 결정될 수 있다. 뿐만 아니라, 이들과 관계없이 사전 설정된 값으로 결정되거나, 또는 전력 공급 단가, 발전기에서의 발전 단가 및 축전기에서의 충전 단가 등을 고려하여 결정될 수도 있다.
또한, 상기 제어부(300)는 상기 예측에 기반하여 상기 한전 전력 및 상기 발전 전력을 기설정된 제2비율로 병렬 공급하는 한전-발전 모드로 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 발전(전력)은 상기 한전 전력과 축전 전력에 의한 전력 공급이 부족한 경우 상기 발전기(100)를 운전하여 발전 전력을 생성 및 출력한다.
한편, 상기 제어부(300)는 현재 시각에서의 상기 한전 전력의 전력 원가 및 상기 발전 전력의 발생 원가를 기준으로 상기 한전 전력 및 상기 발전 전력을 상기 제2비율과 상이한 제3비율로 병렬 공급하는 한전-발전 모드로 동작할 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는 한전 전력을 일시적으로 완전히 이용할 수 없는 경우 한전 복전 이전에 축전 전력만으로 전력 공급이 부족한 경우 상기 축전 전력 및 발전 전력을 병렬 공급하는 발전-축전 모드로 동작할 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는 한전 복전 시, 복전된 한전 전력과 상기 축전 전력의 합과 소비 전력(의 피크 전력)을 비교하여 상기 한전 전력과 상기 발전기(100)를 병렬 운전하며 이들을 비율 출력한다. 이때, 상기 발전기(100)는 상기 소비 전력(의 피크 전력)에서 한전 전력의 제공 가능한 전력값을 뺀 값에 해당하는 전력을 생성/제공한다. 한편, 상기 발전기(100)가 전력을 생성하여 안정된 전력을 부하로 제공하기 이전까지는 상기 한전 전력, 상기 축전 전력 및 상기 발전 전력이 모두 부하로 제공되는 한전-축전-발전 모드로 동작할 수 있다.
한편, 한전 전력 이외에 발전기가 병렬 운전되는 경우, 상기 한전-축전-발전 모드는 축전 전력이 많이 소모되는 것을 방지하기 위해 발전 전력 위주로 비율 출력하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 발전기(100)로부터 안정적인 전력 공급이 가능한 경우, 상기 한전-축전-발전 모드는 상기 한전-발전 모드로 동작한다.
한편, 상기 전술된 한전-축전 모드, 한전-발전 모드, 발전-축전-모드, 한전-발전-축전 모드 등의 복합 모드에 따른 병렬 출력을 위하여, 상기 제어부(300)는 전력 파라미터들을 동기화시켜야 한다. 즉, 상기 제어부(300)는 상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력 중에서 동작 모드에 따라 해당하는 전력 라인의 전압, 전류, 파형 및 주파수를 동기화시킨다. 예를 들어, 상기 한전 전력이 60Hz의 220V 교류 전압의 정현파를 이용하는 경우에는 발전 전력 및 축전 전력도 60Hz의 220V 교류 전압의 정현파 형태로 제공되도록 전압, 파형 및 주파수를 상호 동기화시킨다. 또한, 상기 전류와 관련하여, 최대 허용 전류를 초과하지 않고 동작 모드에 따른 전력 간 비율을 고려하여 결정된 전류값으로 부하에 제공된다. 즉, 상기 동기화는 상기 한전 전력의 전압, 파형 및 주파수와 동일한 전압, 파형 및 주파수를 갖는 발전 전력 또는 축전 전력을 생성하고, 상기 발전 전력 또는 축전 전력의 전류는 상기 제1비율 내지 제3비율 중 어느 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 한편, 한전 전력 및 발전 전력은 교류(AC) 이지만, 축전 전력은 직류(DC)이므로, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하기 위하여 상기 축전지는 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor: 절연된 게이트 양극성 트랜지스터)를 구비할 수 있다. 한편, 상기 한전 전력, 발전 전력 및 축전 전력은 모두 AC 전력으로 부하에 직접 공급될 수 있어, 별도의 DC-AC 변환기 또는 주파수 변환기가 추가로 요구되지 않는다는 장점이 있다.
한편, 도 2는 본 발명과 관련하여, 자동 전달 스위치(ATS: Automatic Transfer Switch) 및 무정전 전원 장치(UPS: Uninterruptible Power Supply) 를 이용하는 전력 운용 시스템의 구성을 도시한다. 상기 전력 운용 시스템(2000)은 자동 전달 스위치(ATS, 2100) 및 무정전 전원 장치(UPS, 2200)를 포함한다. 상기 자동 전달 스위치(2100)는 한전 전력 또는 상기 한전 전력과 발전 전력을 선택적으로 출력하기 위하여 구비된다. 상기 무정전 전원 장치(2200)는 상기 자동 전달 스위치(2100)로부터 선택적으로 출력된 전력을 저장한다. 즉, 상기 무정전 전원 장치(2200)는 특정 조건하에서 상기 한전 전력 또는 상기 한전 전력 및 발전 전력으로부터의 전력을 저장한다. 즉, 상기 부하에 의한 소비 전력량보다 많은 전력량이 공급되고, 상기 한전 전력이 전력 공급 단가가 낮은 심야 시간에 해당하는 경우 등이다.
한편, 표 1은 본 발명과 관련하여, ATS, UPS, ESS 및 HESS 방식에 따른 전력 운용 방법의 특징을 비교한 것이다. 본 발명에 따른 도 1의 하이브리드 전력 저장 시스템은 HESS에 해당한다. 한편, 본 발명과 관련하여, 도 2에서 제시된 방법은 ATS 및 UPS에 해당한다. 즉, 도 1에서 제시된 하이브리드 전력 저장 시스템은 한전 전력과 이외의 전력의 선택 출력, 축전 저장, 병렬 운전, 피크 전력 보완 및 프로그램 운영 측면에서 활용이 모두 가능하다는 장점을 갖는다. 즉, 상기 HESS 방식에 따른 전력 운용 방법 및 시스템은 ATS, UPS, ESS가 모두 포함되는 시스템으로 병렬 운전의 장점과 피크 전력 보완 및 프로그램 운영이 가능하다. 또한, 상기 HESS 방식에 따른 전력 운용 방법 및 시스템은 니튬 축전지로 전력의 안정성을 극대화할 수 있다.
ATS UPS ESS HESS
선택 출력 O O O O
축전 저장 X O O O
병렬 운전 X X X O
피크전력 보완 X X X O
프로그램 운영 X X O O
지금까지 하이브리드 전력 저장 시스템에 대하여 상세히 살펴보았다. 이하에서는 본 발명과 관련하여, 하이브리드 전력 저장 시스템에서의 전력 운용 방법에 대해 살펴보기로 한다. 한편, 하이브리드 전력 저장 시스템에서 상술된 내용은 상기 하이브리드 전력 저장 시스템에서의 전력 운용 방법에서도 활용 가능하다.
이와 관련하여, 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 전력 저장 시스템에서의 전력 운용 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3을 참조하면, 상기 전력 운용 방법은 전력 충전 단계(S300), 축전 전력 공급 단계(S400), 발전 전력 생성 단계(S500) 및 전력 비율 조정 및 전력 제공단계(S600)를 포함한다.
상기 전력 충전 단계(S300)는 특정 시간대 또는 전력 수요가 적은 시간대에 한전 전력으로부터 전력을 충전한다.
상기 축전 전력 공급 단계(S400)는 부하의 소비 전력이 높은 경우 상기 부하로 축전지의 축전 전력을 공급한다.
상기 발전 전력 생성 단계(S500)는 한전 전력과 축전지의 축전 전력의 합보다 큰 소비 전력이 요구되는 경우 내부의 엔진을 이용하여 발전 전력을 생성한다.
상기 전력 비율 조정 및 전력 제공단계(S600)는 상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력의 비율을 조정하여, 상기 부하로 상기 비율이 조정된 부하 전력을 제공한다.
한편, 도 4는 전력 운용 방법에서 전력 비율 조정 및 전력 제공단계에 대한 상세 절차의 흐름도를 도시한다.
도 4를 참조하면, 상기 전력 비율 조정 및 전력 제공단계(S600)는 한전 전력 제공 단계(S610), 전력 라인 동기화 단계(S620), 한전-축전 전력 제공 단계(S630), 한전-발전-축전 전력 제공 단계(S640), 한전-발전 전력 제공 단계(S650) 및 발전-축전 전력 제공 단계(S660)를 포함한다. 이와 관련하여, 상기 전력 제공 단계들은 일 실시예에 따른 제공 단계일 뿐, 상기 제공 단계들이 이와 상이한 순서대로 배치되거나, 다양하게 조합될 수 있음은 물론이다.
상기 한전 전력 제공 단계(S610)는 한전 전력에 의해 댁 내 가전기기들을 포함하는 부하로 전력 공급이 가능한 경우 한전 전력만으로 전력을 공급한다.
상기 전력 라인 동기화 단계(S620)는 상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력 중에서 동작 모드에 따라 해당하는 전력 라인의 전압, 전류, 파형 및 주파수를 동기화시킨다. 이때, 상기 동기화는 상기 한전 전력의 전압, 파형 및 주파수와 동일한 전압, 파형 및 주파수를 갖는 발전 전력 또는 축전 전력을 생성하고, 상기 발전 전력 또는 축전 전력의 전류는 상기 제1비율 내지 제3비율 중 어느 하나에 기반하여 결정된다. 이를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 소비 전력이 제1기준값을 초과하는지 여부 또는 제2기준값을 초과하는지 여부를 결정하는 과정이 선행될 수 있다. 한편, 상기 전력 라인 동기화 단계(S620)는 도 4에 각각의 모드 변환 단계에서 각각 수행될 수 있다.
상기 한전-축전 전력 제공 단계(S630)는 상기 소비 전력이 제1기준값을 초과하는 경우 상기 한전 전력과 상기 축전 전력을 기설정된 제1비율로 병렬 공급한다. 이때, 상기 소비 전력이 제1기준값을 초과하지 않는 경우, 상기 한전 전력 제공 단계(S610)를 계속 수행한다.
한편, 상기 한전-발전 전력 제공 단계(S650)는 상기 소비 전력이 상기 한전 전력 및 상기 축전 전력의 합에 해당하는 제2기준값을 초과할 것인지 여부를 예측하고, 상기 예측에 기반하여 상기 한전 전력 및 상기 발전 전력을 기설정된 제2비율로 병렬 공급한다. 한편, 상기 한전-발전 전력 제공 단계(S650) 이전에 상기 발전 전력에 의한 전력 공급이 안정화되기 이전까지는 상기 한전 전력, 축전 전력 및 발전 전력을 모두 부하로 공급하는 상기 한전-발전-축전 전력 제공 단계(S640)가 수행될 수 있다. 또한, 상기 한전-발전-축전 전력 제공 단계(S640)에서 제어부는 상기 발전 전력으로부터의 전원이 안정화되었는지 여부를 판단하여, 안정화된 경우 축전 모드를 비활성하여 상기 한전-발전 전력 제공 단계(S650)로 진행되도록 할 수있다.
상기 발전-축전 전력 제공 단계(S660)는 한전 전력이 공급되지 않는 비상 상황에서 발전 전력 및 축전 전력을 공급하는 단계이다. 이때, 소비 전력의 정확한 예측이 어려우므로 발전 전력 및 축전 전력을 모두 공급하고, 필요에 따라 발전 전력 및 축전 전력 중 어느 하나만을 공급할 수도 있다.
한편, 전술된 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, 한전 전력, 발전 전력 및 축전 전력의 비율을 조정하여, 부하로 상기 비율이 조정된 부하 전력을 안정적으로 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, 소비 전력을 복수의 기준값들과 비교하여 상이한 모드로 전력을 제공하고, 한전 전력의 전력 원가 및 발전 전력의 발생 원가를 기준으로 전기 요금을 최소화하기 위한 최적화된 전력 비율을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능뿐만 아니라 각각의 구성 요소들은 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.

Claims (10)

  1. 하이브리드 전력 저장 시스템(HESS: Hybrid Energy Storage System)에 있어서,
    한전 전력과 축전지의 축전 전력의 합보다 큰 소비 전력이 요구되는 경우 내부의 엔진을 이용하여 발전 전력을 생성하는 발전기;
    특정 시간대 또는 전력 수요가 적은 시간대에 상기 한전 전력으로부터 전력을 충전하고, 부하의 소비 전력이 높은 경우 상기 부하로 상기 축전 전력을 공급하는 축전지; 및
    상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력의 비율을 조정하여, 상기 부하로 상기 비율이 조정된 부하 전력을 제공하는 제어부를 포함하는, 하이브리드 전력 저장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 소비 전력이 제1기준값을 초과하는 경우 상기 한전 전력과 상기 축전 전력을 기설정된 제1비율로 병렬 공급하는 한전-축전 모드로 동작하는, 하이브리드 전력 저장 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 소비 전력이 상기 한전 전력 및 상기 축전 전력의 합에 해당하는 제2기준값을 초과할 것인지 여부를 예측하고, 상기 예측에 기반하여 상기 한전 전력 및 상기 발전 전력을 기설정된 제2비율로 병렬 공급하는 한전-발전 모드로 동작하는, 하이브리드 전력 저장 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    현재 시각에서의 상기 한전 전력의 전력 원가 및 상기 발전 전력의 발생 원가를 기준으로 상기 한전 전력 및 상기 발전 전력을 상기 제2비율과 상이한 제3비율로 병렬 공급하는 한전-발전 모드로 동작하는, 하이브리드 전력 저장 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 발전 전력에 의한 전력 공급이 안정화되기 이전까지는 상기 한전 전력, 축전 전력 및 발전 전력을 모두 부하로 공급하는 한전-발전-축전 모드로 동작하고,
    상기 한전 전력이 공급되지 않는 비상 상황에서 발전 전력 및 축전 전력을 공급하는 발전-축전 모드로 동작하는, 하이브리드 전력 저장 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력 중에서 동작 모드에 따라 해당하는 전력 라인의 전압, 전류, 파형 및 주파수를 동기화시키고,
    상기 동기화는 상기 한전 전력의 전압, 파형 및 주파수와 동일한 전압, 파형 및 주파수를 갖는 발전 전력 또는 축전 전력을 생성하고,
    상기 발전 전력 또는 축전 전력의 전류는 상기 제1비율 내지 제3비율 중 어느 하나에 기반하여 결정되는, 하이브리드 전력 저장 시스템.
  7. 하이브리드 전력 저장 시스템에서의 전력 운용 방법에 있어서,
    특정 시간대 또는 전력 수요가 적은 시간대에 한전 전력으로부터 전력을 충전하는 전력 충전 단계;
    부하의 소비 전력이 높은 경우 상기 부하로 축전지의 축전 전력을 공급하는 축전 전력 공급 단계;
    한전 전력과 축전지의 축전 전력의 합보다 큰 소비 전력이 요구되는 경우 내부의 엔진을 이용하여 발전 전력을 생성하는 발전 전력 생성 단계; 및
    상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력의 비율을 조정하여, 상기 부하로 상기 비율이 조정된 부하 전력을 제공하는 전력 비율 조정 및 전력 제공단계를 포함하는, 전력 운용 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 비율 조정 및 전력 제공단계는,
    상기 한전 전력, 상기 발전 전력 및 상기 축전 전력 중에서 동작 모드에 따라 해당하는 전력 라인의 전압, 전류, 파형 및 주파수를 동기화시키는 동기화 단계; 및
    상기 소비 전력이 제1기준값을 초과하는 경우 상기 한전 전력과 상기 축전 전력을 기설정된 제1비율로 병렬 공급하는 한전-축전 전력 제공 단계를 포함하고,
    상기 동기화는 상기 한전 전력의 전압, 파형 및 주파수와 동일한 전압, 파형 및 주파수를 갖는 발전 전력 또는 축전 전력을 생성하고,
    상기 발전 전력 또는 축전 전력의 전류는 상기 제1비율 내지 제3비율 중 어느 하나에 기반하여 결정되는, 전력 운용 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전력 비율 조정 및 전력 제공단계는,
    상기 소비 전력이 상기 한전 전력 및 상기 축전 전력의 합에 해당하는 제2기준값을 초과할 것인지 여부를 예측하고, 상기 예측에 기반하여 상기 한전 전력 및 상기 발전 전력을 기설정된 제2비율로 병렬 공급하는 한전-발전 전력 제공 단계를 더 포함하는, 전력 운용 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 한전-발전 전력 제공 단계 이전에,
    상기 발전 전력에 의한 전력 공급이 안정화되기 이전까지는 상기 한전 전력, 축전 전력 및 발전 전력을 모두 부하로 공급하는 한전-발전-축전 전력 제공 단계를 더 포함하고,
    상기 한전-발전 전력 제공 단계 이후에,
    상기 한전 전력이 공급되지 않는 비상 상황에서 발전 전력 및 축전 전력을 공급하는 발전-축전 제공 단계를 더 포함하는, 하이브리드 전력 저장 시스템.
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