KR20130077934A - Battery energy storage system - Google Patents
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Abstract
Translated fromKoreanDescription
Translated fromKorean본 발명은 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 배터리 에너지 저장 시스템의 제어에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage system, and more particularly to control of a battery energy storage system.
산업의 발달과 더불어 전력수요가 점차 증대되고 있으며 주야간, 계절간, 일별간 전력 사용량의 격차가 점차 심화되고 있다.With the development of the industry, electric power demand is gradually increasing, and the gap between day and night, season, and day is widening.
최근에 이러한 이유로 계통의 잉여 전력을 활용하여 피크부하를 삭감하기 위한 많은 기술들이 빠르게 개발되고 있는데, 이러한 기술들 중에서 대표적인 것이 계통의 잉여 전력을 전지에 저장하거나 계통의 부족 전력을 전지에서 공급해주는 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System)이다.Recently, for this reason, many techniques for reducing peak load by utilizing the surplus power of the system have been developed rapidly. Among these technologies, a battery which stores surplus power of the system in the cell or supplies the insufficient power of the system from the battery Battery Energy Storage System.
배터리 에너지 저장 시스템은 야간의 잉여 전력이나 풍력, 태양광 등의 신재생 에너지원에서 발전된 잉여 전력을 저장하였다가 피크 부하시 배터리에 저장된 전력을 계통에 공급한다. 이를 통해 신재생 에너지원에 의해 불안정하게 변동되는 계통 전력을 안정화 시키고 최대부하 삭감과 부하 평준화를 달성할 수 있게 된다.The battery energy storage system stores surplus power generated from renewable energy sources such as wind power and solar power at night, and supplies power stored in the battery to the system at peak load. This will stabilize the system power unstably fluctuating by the renewable energy source and achieve maximum load reduction and load leveling.
한편, 이러한 배터리 에너지 저장 시스템은, 신재생 에너지원과 연계되어 계통에 안정적인 전력을 공급하는 기능뿐만 아니라, 다양한 산업설비에 연결되어 산업설비의 정전을 방지하는 무정전 전원 공급 장치(UPS(Uninterruptible Power Supply)로도 이용된다.On the other hand, such a battery energy storage system, as well as a function of supplying a stable power to the system in connection with renewable energy sources, as well as an uninterruptible power supply (UPS) connected to various industrial facilities to prevent power outage of the industrial facilities Also used as).
하지만 종래에는, 배터리 에너지 저장 시스템이 사용되는 용도에 관계없이 동일한 제어 메커니즘을 이용하여 배터리 에너지 저장 시스템의 충방전을 제어하였기 때문에, 배터리 에너지 저장 시스템이 사용되는 용도에 따라 배터리 에너지 저장 시스템을 최적화하여 운전할 수 없다는 문제점 이 있다.However, in the related art, since the charging and discharging of the battery energy storage system is controlled using the same control mechanism regardless of the use of the battery energy storage system, the battery energy storage system is optimized according to the use of the battery energy storage system. There is a problem that you can not drive.
또한, 이러한 배터리 에너지 저장 시스템은, 배터리 패킹(Packing) 기술의 한계로 인해, 일반적으로 하나 이상의 배터리들로 구성되는 배터리 랙(Battery Rack)들을 서로 연결하여 구성하게 된다. 그러나, 이와 같이 각 배터리 랙들을 연결 시 각 배터리 랙의 에너지 상태(SOC)가 서로 상이하기 때문에 배터리 랙의 충전이나 방전시, 배터리 랙의 에너지 상태에 따라 일부 배터리 랙이 먼저 충전되거나 먼저 방전될 수 있어 모든 배터리 랙을 완전충전이나 완전 방전할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, due to the limitations of the battery packing technology, such battery energy storage systems are generally configured by connecting battery racks, which are generally composed of one or more batteries, to each other. However, since the energy states (SOC) of the battery racks are different from each other when connecting the battery racks, some battery racks may be charged first or discharged first, depending on the energy status of the battery racks. There is a problem that all the battery rack can not be fully charged or completely discharged.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배터리 에너지 저장 시스템이 이용되는 용도에 따라 배터리 에너지 저장 시스템의 제어 메커니즘을 변경할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a battery energy storage system capable of changing a control mechanism of a battery energy storage system according to a use of the battery energy storage system.
또한, 본 발명은 배터리 에너지 저장 시스템에 포함된 배터리의 에너지 상태를 밸런싱할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a battery energy storage system capable of balancing energy states of batteries included in a battery energy storage system.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 에너지 저장 시스템은, 하나 이상의 배터리 랙에 전력을 충전시키거나, 상기 하나 이상의 배터리 랙에 저장되어 있는 전력을 방전시켜 계통으로 제공하는 전력조절장치를 포함하고, 상기 전력 조절 장치는, 상기 계통의 교류전압을 직류전압으로 변환하거나, 상기 배터리 랙의 직류전압을 교류전압으로 변환하는 전력 변환부; 상기 전력조절장치의 제어모드가 제1 제어모드이면 미리 정해진 충방전 설정전력에 따른 상기 전력 변환부의 출력전류 지령치를 산출하고, 상기 제어모드가 제2 제어모드이면 미리 정해진 상기 배터리 랙의 충방전 설정전류 및 충방전 설정전압 중 적어도 하나에 따른 출력전류 지령치를 산출하는 전류 지령치 산출부; 및 상기 전류 지령치에 따라 상기 전력 변환부의 출력전류를 조절하는 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Battery energy storage system according to an aspect of the present invention for achieving the above object, the power control to charge the power to one or more battery racks, or to discharge the power stored in the one or more battery racks to provide a system And a device, wherein the power control device includes: a power converter configured to convert an AC voltage of the system into a DC voltage, or convert a DC voltage of the battery rack into an AC voltage; When the control mode of the power regulator is the first control mode, the output current command value of the power converter according to the predetermined charge / discharge setting power is calculated. When the control mode is the second control mode, the charge / discharge setting of the predetermined battery rack is set. A current command value calculator for calculating an output current command value according to at least one of a current and a charge / discharge set voltage; And a current controller for adjusting the output current of the power converter according to the current command value.
본 발명에 따르면, 배터리 에너지 저장 시스템이 제1 제어모드로 동작하는 경우 미리 정해진 충방전 전력이 유지될 수 있도록 배터리 에너지 저장 시스템의 출력전류를 제어하고, 배터리 에너지 저장 시스템이 제2 제어모드로 동작하는 경우 정전류 제어 및 정전압 제어 방식에 따라 배터리 에너지 저장 시스템의 출력전류를 제어함으로써 배터리 에너지 저장 시스템이 이용되는 용도에 따라 배터리 에너지 저장 시스템을 최적화할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, when the battery energy storage system operates in the first control mode, the output current of the battery energy storage system is controlled to maintain a predetermined charge / discharge power, and the battery energy storage system operates in the second control mode. In this case, by controlling the output current of the battery energy storage system according to the constant current control and the constant voltage control method, it is possible to optimize the battery energy storage system according to the use of the battery energy storage system.
또한, 본 발명은 배터리 에너지 저장 시스템에 포함된 배터리 랙의 에너지 상태에 따라 각 배터리 랙의 충전량 또는 방전량을 차등적용함으로써 배터리 랙의 에너지 상태 불평형을 해소할 수 있어 배터리 에너지 저장 시스템의 충방전 효율을 최적화시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, the present invention can solve the energy state unbalance of the battery rack by differentially applying the charge or discharge amount of each battery rack according to the energy state of the battery rack included in the battery energy storage system charge and discharge efficiency of the battery energy storage system There is an effect that can be optimized.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템이 적용되는 네트워크 구성을 보여주는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조절장치의 구성을 보여주는 블록도.
도 4는 제1 제어모드에서의 배터리 랙의 전압, 배터리 랙의 전류, 및 계통 전력의 변화를 보여주는 그래프.
도 5는 제2 제어모드에서 정전류 제어에 따라 출력전류 지령치를 산출하기 위한 제어기 구성을 보여주는 도면.
도 6은 제2 제어모드에서 정전류 제어에 따른 배터리 랙의 전압, 배터리 랙의 전류, 및 계통 전력의 변화를 보여주는 그래프.
도 7은 제2 제어모드에서 정전압 제어에 따라 출력전류 지령치를 산출하기 위한 제어기 구성을 보여주는 도면.
도 8은 제2 제어모드에서 정전압 제어에 따른 배터리 랙의 전압, 배터리 랙의 전류, 및 계통 전력의 변화를 보여주는 그래프.
도 9 내지 도 13은 복수개의 배터리 랙의 에너지 상태에 따란 전력 변환부의 충방전 설정전력 변화를 보여주는 도면.1 is a view showing a network configuration to which the battery energy storage system according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a block diagram schematically showing the configuration of the battery energy storage system shown in FIG.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a power regulator according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing changes in the voltage of the battery rack, the current of the battery rack, and the grid power in the first control mode.
FIG. 5 shows a controller configuration for calculating an output current command value in accordance with constant current control in a second control mode. FIG.
6 is a graph showing changes in voltage of a battery rack, current of a battery rack, and grid power according to constant current control in a second control mode.
FIG. 7 is a diagram showing a controller configuration for calculating an output current command value according to constant voltage control in a second control mode. FIG.
8 is a graph illustrating changes in voltage of a battery rack, current of a battery rack, and grid power according to constant voltage control in a second control mode.
9 to 13 are views illustrating a change in charge / discharge set power of a power converter according to energy states of a plurality of battery racks.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System: BESS)이 적용되는 네트워크 구성을 보여주는 도면이다.1 is a diagram illustrating a network configuration to which a battery energy storage system (BESS) is applied according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 에너지 저장 시스템(100)은 글로벌 모니터링 시스템(Global Monitoring System: GMS, 110) 및 에너지 관리 시스템(Energy Management System: EMS, 120)과 연결된다. 이때, 글로벌 모니터링 시스템(110)은 인터넷을 통해 배터리 에너지 저장 시스템(100) 및 에너지 관리 시스템(120)과 연결될 수 있다.As shown in FIG. 1, the battery
먼저, 글로벌 모니터링 시스템(110)은 에너지 관리 시스템(110)을 통해 복수개의 배터리 에너지 저장 시스템(100)들과 연결되는 것으로서, 글로벌 통합 관리, 복수개의 배터리 에너지 저장 시스템(100)들로부터 전송되는 각종 데이터의 수집, 복수개의 배터리 에너지 저장 시스템(100)들의 운영 현황 표시, 복수개의 배터리 에너지 저장 시스템(100)들로부터 전송되는 각종 데이터 분석(예컨대, 배터리의 수명 예측 또는 점검), 복수개의 배터리 에너지 저장 시스템(100)의 운영 최적화 관리, 및 투자/설비 효율을 관리하는 기능을 수행한다.First, the
에너지 관리 시스템(120)은 복수개의 배터리 에너지 저장 시스템(100)들과 연결되어 복수개의 배터리 에너지 저장 시스템(100)의 운전 스케쥴 제어를 수행하거나, 복수개의 배터리 에너지 저장 시스템(100)들로부터 전송되는 각종 데이터들을 글로벌 모니터링 시스템(110)로 리포팅하거나, 복수개의 배터리 에너지 저장 시스템(100)들의 전력을 통합 관리하거나, 계통(미도시)의 수요나 발전량을 예측하는 기능을 수행한다.The
이외에도, 에너지 관리 시스템(120)은 전력 거래 이력 관리 또는 최적 발전 계획 수립 등의 기능을 수행한다.In addition, the
배터리 에너지 저장 시스템(100)은 풍력, 태양광 등과 같은 신재생 에너지원이나 화력이나 수력을 이용하여 전력을 발생시키는 에너지원(이하 '에너지원'이라 함)에서 생산된 전력을 제공 받아 배터리 에너지 저장 시스템(100)에 포함된 하나 이상의 배터리 랙(Rack)에 충전하였다가 피크부하 또는 계통 사고 시 하나 이상의 배터리 랙에 충전되어 있던 전력을 계통으로 방전하여 계통에 전력을 공급하는 기능을 수행한다.The battery
일 실시예에 있어서, 이러한 배터리 에너지 저장 시스템(100)은, 계통 안정화를 위한 계통 안정화 모드와 계통 안정화와 배터리의 보호를 동시에 수행할 수 있는 배터리 안정화 모드로 운영될 수 있다.In one embodiment, the battery
여기서, 계통 안정화 모드란, 배터리 에너지 저장 시스템(100)이 다양한 에너지원과 연동하여 대용량 산업설비, 발전소, 변전소, 수처리 시설 등과 같이 전력이 불안정한 계통의 전력상황에 따라 필요한 전력을 충방전 하는 모드를 의미한다.Here, the system stabilization mode refers to a mode in which the battery
또한, 배터리 안정화 모드란, 배터리 에너지 저장 시스템(100)이 부하의 소비가 적은 심야에 잉여전력을 충전하거나 에너지원에서 생산된 잉여전력을 충전하고, 부하소비가 급격하게 증가하는 경우 배터리를 보호하면서 부하에 전력을 공급하는 모드를 의미한다.In addition, the battery stabilization mode, the battery
이하에서는 이러한 배터리 에너지 저장 시스템(100)의 구성을 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the configuration of the battery
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 에너지 저장 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.2 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 에너지 저장 시스템(100)은, 배터리 조절장치(210), 전력조절장치(220), 및 전력관리장치(230)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the battery
도 2에 도시된 배터리 에너지 저장 시스템(100)에서는 하나의 배터리 조절장치(210)가 포함되는 것으로 기재하였지만, 변형된 실시예에 있어서는 배터리 에너지 저장 시스템(100)에 복수개의 배터리조절장치(210)가 포함될 수도 있을 것이다.Although the battery
먼저, 배터리 조절장치(Battery Conditioning System: BCS, 210)는, 계통(미도시)으로부터 공급되는 잉여전력을 하나 이상의 배터리 랙(Rack, 미도시)에 저장하고, 피크 부하 또는 계통 사고 발생 시 하나 이상의 배터리 랙에 저장되어 있는 에너지를 계통에 공급한다.First, the Battery Conditioning System (BCS) 210 stores surplus power supplied from a system (not shown) in one or more battery racks (not shown), and at least one battery in a peak load or system accident. Supply the system with the energy stored in the battery rack.
이때, 배터리 랙은, 복수개의 배터리 랙이 직렬 또는 병렬로 연결된 배터리 랙 그룹의 형태로 배터리 조절장치(210)에 포함되거나, 복수개의 배터리 랙 그룹이 서로 연결된 형태로 배터리 조절장치(210)에 포함될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 배터리 랙을 배터리 랙 그룹과 동일한 의미로 사용하기로 한다.In this case, the battery rack may be included in the
다음으로, 전력조절장치(Power Conditioning System: PCS. 220)는, 배터리 조절장치(210)와 계통을 연계하는 역할을 수행한다. 보다 구체적으로, 전력조절장치(220)는 배터리 조절장치(210)에 포함된 하나 이상의 배터리 랙에 계통의 잉여전력을 충전시키거나 하나 이상의 배터리 랙에 저장된 전력을 계통에 제공하는 역할을 수행한다.Next, the power conditioning system (PCS. 220) serves to link the system with the
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조절장치에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a power regulator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조절장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전력조절장치(220)는, 모드 선택부(310), 전류 지령치 산출부(320), 전류 조절부(330), 및 전력 변환부(340)를 포함한다.3 is a block diagram schematically showing the configuration of a power regulation apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the
먼저, 모드 선택부(310)는, 에너지원에 의해 생산된 전력량과 계통에서 요구되는 전력량에 따라 전력조절장치(220)의 제어모드를 선택한다.First, the
일 실시예에 있어서, 모드 선택부(310)는, 에너지원에 의해 생산된 전력량과 계통에서 요구되는 전력량의 차이가 기준범위 이내일 때 일정한 전력의 충방전을 통해 계통을 안정화시키기 위한 제1 제어모드를 선택하고, 에너지원에 의해 생산된 전력량과 상기 계통에서 요구되는 전력량의 차이가 기준범위를 벗어날 때 배터리 랙의 충방전전류 또는 배터리 랙의 충방전전압을 일정하게 하여 배터리 랙을 안정화시키면서 계통에 전력을 공급하기 위한 제2 제어모드를 선택한다.In one embodiment, the
즉, 제1 제어모드란 배터리 에너지 저장 시스템(100)이 계통 안정화 모드로 동작하도록 하는 제어모드를 의미하고, 제2 제어모드란 배터리 에너지 저장 시스템(100)이 배터리 안정화 모드로 동작하도록 하는 제어모드를 의미한다.That is, the first control mode refers to a control mode in which the battery
상술한 실시예에 있어서는, 모드 선택부(310)가 전력조절장치(220)에 필수적으로 포함되는 것으로 기재하였으나, 변형된 실시예에 있어서 모드 선택부(310)는 전력관리장치(230)에 포함될 수도 있을 것이다. 이러한 경우, 전력조절장치(220)에 포함된 전류 지령치 산출부(320)가 전력관리장치(230)로부터 전력조절장치(220)의 제어모드에 대한 정보를 직접 수신하게 된다.In the above-described embodiment, although the
다음으로, 전류 지령치 산출부(320)는, 전력조절장치(220)의 제어모드에 따라 전력변환부(340)의 출력전류 지령치를 산출한다.Next, the current
먼저, 전류 지령치 산출부(320)는 전력조절장치(220)의 제어모드가 제1 제어모드이면, 전력조절장치(220)에 의해 미리 정해진 충방전 설정전력이 충전 또는 방전되게 하는 전력변환부(340)의 출력전류 지령치를 산출한다. 이때, 충방전 설정전력은 계통에서 요구되는 전력량과 에너지원에서 생산된 전력량의 차이에 해당하는 전력량일 수 있다.First, if the control mode of the
구체적으로, 전류 지령치 산출부(320)는 전력조절장치(220)의 제어모드가 제1 모드이고, 계통에서 요구되는 전력량이 에너지원에 의해 생산된 전력량보다 많은 경우 계통에서 요구되는 전력량과 에너지원에서 생산된 전력량의 차이에 해당하는 전력량이 계통으로 방전될 수 있게 하는 출력전류 지령치를 산출한다.Specifically, the current command
또한, 전류 지령치 산출부(320)는 전력조절장치(220)의 제어모드가 제1 모드이고, 계통에서 요구되는 전력량이 에너지원에 의해 생산된 전력량보다 작은 경우 에너지원에서 생산된 전력량과 계통에서 요구된 전력량의 차이에 해당하는 전력량이 배터리 랙에 충전될 수 있게 하는 출력전류 지령치를 산출한다.In addition, the current command
일 실시예에 있어서, 전력조절장치(220)의 제어모드가 제1 제어모드인 경우, 전류 지령치 산출부(320)는, 아래의 수학식 1을 이용하여 전력변환부(340)의 출력전류 지령치를 산출할 수 있다.In one embodiment, when the control mode of the
수학식 1에서,I*Grid는 전력변환부(340)와 계통간의 출력전류 지령치를 의미하고,PGrid 는 충방전 설정전력을 의미하며,VGrid 는 계통의 전압을 의미한다.In Equation 1,I*Grid denotes an output current command value between the
이와 같이, 전력조절장치(220)의 제어모드가 제1 제어모드인 경우, 전류 지령치 산출부(320)에 의해 산출된 출력전류 지령치에 따라 전력 변환부(340)가 동작함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 전력조절장치(220)의 충방전 전력이 미리 정해진 충방전 설정전력으로 일정하게 유지된다는 것을 알 수 있다.As described above, when the control mode of the
다음으로, 전류 지령치 산출부(320)는 전력조절장치(220)의 제어모드가 제2 제어모드이면, 배터리 랙의 충방전 설정전류 및 충방전 설정전압 중 적어도 하나에 상응하는 전력변환부(340)의 출력전류 지령치를 산출한다. 이때, 배터리 랙의 충방전 설정전류 및 충방전 설정전압은 배터리 랙의 에너지 상태(State of Charge: SOC)에 따라 미리 결정되어 있을 수 있다.Next, when the control mode of the
즉, 전류 지령치 산출부(320)는, 전력조절장치(220)의 제어모드가 제2 제어모드이면, 정전류 제어(Constant Current)를 통해 배터리 랙의 충방전 설정전류가 일정한 값이 되도록 하는 전력변환부(340)의 출력전류 지령치를 산출하거나, 정전압 제어(Constant Voltage)를 통해 배터리 랙의 충방전 설정전압이 일정한 값이 되도록 하는 전력변환부(340)의 출력전류 지령치를 산출한다.That is, the current command
구체적으로, 전류 지령치 산출부(320)는 전력조절장치(220)의 제어모드가 제2 모드이고, 계통에서 요구되는 전력량이 신재생 에너지원에 의해 생산된 전력량보다 많은 경우 미리 정해진 배터리의 방전 설정전류 및 방전 설정전압 중 적어도 하나에 상응하는 전력변환부(340)의 출력전류 지령치를 산출한다. Specifically, the current command
또한, 전류 지령치 산출부(320)는 전력조절장치(220)의 제어모드가 제2 모드이고, 계통에서 요구되는 전력량이 신재생 에너지원에 의해 생산된 전력량보다 작은 경우 미리 정해진 배터리의 충전 설정전류 및 충전 설정전압 중 적어도 하나에 상응하는 전력변환부(340)의 출력전류 지령치를 산출한다.In addition, the current command
일 실시예에 있어서, 전류 지령치 산출부(320)는 응답성이 빠르고 정상상태 오차가 없는 도 5에 도시된 바와 같은 비례적분(PI) 제어기를 이용하여 배터리 랙의 충방전 설정전류에 상응하는 전력 변환부(340)의 출력전류 지령치를 산출할 수 있다. 이때, 배터리 랙의 충방전 설정전류에 상응하는 전력변환부(340)의 출력전류 지령치는 아래의 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.In one embodiment, the current command
수학식 2에서,I*Grid는 전력변환부(340)와 계통간의 출력전류 지령치를 의미하고,VBattery는 배터리 랙의 전압을 의미하며,I*Battery는 배터리 랙의 충방전 설정전류를 의미하고,VGrid 계통의 전압을 의미한다.In
이와 같이, 전력조절장치(220)의 제어모드가 제2 제어모드인 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 전류 지령치 산출부(320)에 의해 산출된 출력전류 지령치에 따라 전력조절장치(220)가 충전 또는 방전하는 구간 동안 배터리 랙의 전류가 일정하게 유지된다는 것을 알 수 있다.As such, when the control mode of the
한편, 전류 지령치 산출부(320)는 정상상태 오차가 없고 오버슈트가 없는 도 7에 도시된 바와 같은 적분비례(IP) 제어기를 이용하여 배터리 랙의 충방전 설정전압에 상응하는 전력 변환부(340)의 출력전류 지령치를 산출할 수 있다. 이때, 배터리 랙의 충방전 설정전압에 상응하는 전력변환부(340)의 출력전류 지령치는 아래의 수학식3과 같이 정의될 수 있다.On the other hand, the current command
수학식 3에서,I*Grid전력변환부(340)와 계통간의 출력전류 지령치를 의미하고, Kp는 정전압 제어기의 비례이득을 의미하며,VBattery는 배터리 랙의 전압을 의미하며, Ki는 정전압 제어기의 적분이득을 의미하고,V*Battery는 배터리 랙의 충방전 설정전압을 의미한다.In
이와 같이, 전력조절장치(220)의 제어모드가 제2 제어모드인 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 전류 지령치 산출부(320)에 의해 산출된 출력전류 지령치에 따라 전력조절장치(220)가 방전하는 구간 동안 배터리 랙의 방전전압은 일정하게 유지되고, 배터리 랙의 전류가 감소하면서 배터리 랙이 충전된다는 것을 알 수 있다.As such, when the control mode of the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전류 지령치 산출부(320)는, 전력조절장치(220)의 제어모드가 제1 제어모드인 경우에는 전력조절장치(220)의 충방전 전력을 일정하게 하는 출력전류 지령치를 산출하고, 전력조절장치(220)의 제어모드가 제2 제어모드인 경우에는 배터리 랙의 충방전 전류 또는 전압을 일정하게 하는 출력전류 지령치를 산출함으로써 배터리 에너지 저장 시스템(100)이 이용되는 용도에 따라 배터리 에너지 저장 시스템(100)의 운영을 최적화시킬 수 있게 된다.As described above, the current
다음으로, 전류 조절부(330)는, 전류 지령치 산출부(320)에 의해 산출된 전류 지령치에 따라 전력 변환부(340)에서 계통으로 출력되는 출력전류의 크기와 위상을 조절함으로써 전력 변환부(340)로부터 전류 지령치에 해당하는 전류가 출력될 수 있도록 한다.Next, the
일 실시예에 있어서, 전류 조절부(330)는, 전력조절장치(220)가 제2 제어모드로 동작하는 경우, 배터리 랙의 전압이 충방전 설정전압에 도달하기 이전에는 배터리 랙의 충방전 설정전류에 따라 산출된 출력전류 지령치를 이용하여 전력 변환부(340)의 출력전류를 조절하고, 배터리 랙의 전압이 충방전 설정전압에 도달하면 배터리 랙의 충방전 설정전압에 따라 산출된 출력전류 지령치를 이용하여 전력 변환부(340)의 출력전류를 조절한다.In one embodiment, when the
이는, 배터리 랙의 충방전 설정전류에 따라 산출된 출력전류 지령치에 따라 전력 변환부(340)를 제어하게 되면 배터리 랙의 내부 임피던스에 의한 전압상승으로 인해 배터리 랙을 완전 충전시키기가 어렵지만, 상술한 방법의 경우, 배터리 랙의 전압이 충방전 설정전압에 도달하기 전에는 충방전 설정전류로 배터리 랙이 충전되게 하고 배터리 랙의 전압이 충방전 설정전압에 도달하면 배터리 랙의 전압을 충방전 설정전압으로 유지하면서 배터리 랙의 충방전 전류를 감소시키기 때문에, 배터리 랙이 정격용량 이상으로 충전되거나 완전 충전 되지 않는 현상을 방지할 수 있게 된다.When the
다음으로, 전력 변환부(340)는, 배터리 랙에 연결되어 계통의 교류전압을 직류전압으로 변환하거나, 배터리 랙의 직류전압을 교류전압으로 변환한다.Next, the
일 실시예에 있어서, 배터리 조절장치(210)는 복수개의 배터리 랙을 포함하고, 전력조절장치(220)는 각 배터리 랙에 대응되는 복수개의 전력 변환부를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 각 배터리 랙에 연결된 전력 변환부는 전력조절장치(220)가 충전 또는 방전해야 하는 총전력을 동등하게 배분하여 결정된 충방전 설정전력에 따라 각 배터리 랙을 충전 또는 방전하게 된다.In one embodiment, the
다른 실시예에 있어서, 배터리 조절장치(210)는 도 9에 도시된 바와 같이, 복수개의 배터리 랙들을 포함하는 복수개의 배터리 랙 그룹(800a~800n)을 포함하고, 전력조절장치(220)는 각 배터리 랙 그룹(800a~800n)에 대응되는 복수개의 전력 변환부(340a~340n)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 각 배터리 랙 그룹(800a~800n)에 연결된 전력 변환부(340a~340n)는 전력조절장치(220)가 충전 또는 방전해야 하는 총전력을 동등하게 배분하여 결정된 충방전 설정전력에 따라 각 배터리 랙 그룹(800a~800n)을 충전 또는 방전하게 된다.In another embodiment, the
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 전력조절장치(340)가 P의 전력을 충전 또는 방전해야 하는 경우, 전력조절장치(340)가 N개의 배터리 랙 그룹(800a~800n)에 대응되는 N개의 전력 변환부(340a~340n)를 포함한다면, 각 전력 변환부(340a~340n)의 충방전 설정전력은 P/N으로 결정된다.For example, as shown in FIG. 9, when the
하지만, 제1 내지 제n 배터리 랙 그룹(800a~800n)의 에너지 상태(SOC)가 상이함에도 불구하고 상술한 바와 같이 제1 내지 제n 전력 변환부(340a~340n)가 동등한 충방전 설정전력에 따라 제1 내지 제n 배터리 랙 그룹(800a~800n)을 충방전 시키게 되면, 충전시에는 에너지 상태가 높은 배터리 랙 그룹이 먼저 충전이 완료되므로, 에너지 상태가 낮은 다른 배터리 랙 그룹은 완전하게 충전될 수 없다는 문제점이 있다.However, although the energy states SOC of the first to nth
또한, 방전시에는 에너지 상태가 낮은 배터리 랙이 먼저 방전이 완료되므로 에너지 상태가 높은 다른 배터리 랙은 완전하게 방전될 수 없다는 문제점이 있다.In addition, during the discharge, since the battery rack having a low energy state is discharged first, another battery rack having a high energy state may not be completely discharged.
따라서, 본 발명은 이를 해결하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 배터리 랙의 에너지 상태(SOC)가 불평형하면 각 배터리 랙에 대응되는 전력 변환부들의 충전 설정전력 또는 방전 설정전력을 차등 설정하고, 하나 이상의 배터리 랙을 포함하는 복수개의 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 불평형하면 각 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력 변환부들의 충전 설정전력 또는 방전 설정전력을 차등 설정하는 충방전 설정전력 산출부(350)를 더 포함할 수 있다.Therefore, in order to solve the problem, as shown in FIG. 3, when the energy state SOC of one or more battery racks is unbalanced, the charging set power or the discharge set power of the power converters corresponding to each battery rack is differentiated. If the energy state between the plurality of battery rack groups including one or more battery racks is unbalanced, the charge and discharge set power calculation unit for differentially setting the charge set power or discharge set power of the power converter corresponding to each battery rack group It may further include 350.
충방전 설정전력 산출부(350)가 각 배터리 랙의 에너지 상태가 불평형한 경우 각 배터리 랙에 대응되는 전력변환부의 충전 설정전력 또는 방전 설정전력을 차등 설정하는 방법과 각 배터리 랙 그룹의 에너지 상태가 불평형한 경우 각 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력변환부의 충전 설정전력 또는 방전 설정전력을 차등 설정하는 방법은 유사하므로, 이하에서는 설명의 편의를 위해 충방전 설정전력 산출부(350)가 각 배터리 그룹의 에너지 상태가 불평형한 경우 각 전력 변환부의 충전 또는 방전 설정전력을 산출하는 방법을 도 10 내지 13을 참조하여 설명하기로 한다.When the charge / discharge set
도 10 내지 도 13의 예에서는, 설명의 편의를 위해 배터리 조절장치(210)가 2개의 배터리 랙 그룹(800a, 800b)을 포함하고, 전력조절장치(220)가 2개의 전력 변환부(340a, 340b)를 포함하며, 전력조절장치(220)가 충전 또는 방전해야 하는 총 충방전 전력은 P이고, 60%의 에너지 상태를 갖는 제1 배터리 랙 그룹(800a)은 제1 전력변환부(340a)에 대응되며, 40%의 에너지 상태를 갖는 제2 배터리 랙 그룹(800b)은 제2 전력변환부(340b)에 대응되는 것으로 가정한다.10 to 13, for convenience of description, the
먼저, 도 10 및 도 11을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 충방전 설정전력 산출부(350)의 기능에 대해 설명한다.First, the function of the charge / discharge set
제1 실시예에 있어서, 전력조절장치(220)가 전력을 충전하는 경우, 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)의 에너지 상태를 판단하고, 도 10a에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)의 에너지 상태가 불평형한 것으로 판단되면, 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)간의 에너지 상태가 평행해 질 때까지 에너지 상태가 높은 제1 배터리 랙 그룹(800a)에 대응되는 제1 전력변환부(340a)는 충전하지 않고 에너지 상태가 낮은 제2 배터리 랙 그룹(800b)에 대응되는 제2 전력변환부(340b)만 충전하도록 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)의 충전 설정전력을 산출한다. 따라서, 이러한 경우 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 전력 변환부(340a)의 충전 설정전압은 P로 산출하고, 제2 전력 변환부(340b)의 충전 설정전압은 0으로 설정한다.In the first embodiment, when the
이후, 도 10b에 도시된 바와 같이 배터리 랙 그룹(800a, 800b)들 간의 에너지 상태가 평행해지면 충방전 설정전력 산출부(350)는, 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)들이 동일한 전력을 충전하도록 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)의 충전 설정전력을 산출한다. 따라서, 이러한 경우 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 전력 변환부(340a) 및 제2 전력 변환부(34b)의 충전 설정전압은 P/2로 설정한다.Subsequently, as shown in FIG. 10B, when the energy states between the
이후, 도 10c에 도시된 바와 같이 배터리 랙 그룹(800a, 800b)들의 충전이 완료되면, 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)들이 더 이상 충전동작을 수행하지 않도록 한다. 따라서, 이러한 경우 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 전력 변환부(340a) 및 제2 전력 변환부(34b)의 충전 설정전압은 0으로 설정한다.Thereafter, when charging of the
한편, 전력조절장치(220)가 전력을 방전하는 경우, 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)의 에너지 상태를 판단하고, 도 11a에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)간의 에너지 상태가 불평형한 것으로 판단되면, 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)간의 에너지 상태가 평행해 질 때까지 에너지 상태가 높은 제1 배터리 랙 그룹(800a)에 대응되는 제1 전력변환부(340a)만 방전하고 에너지 상태가 낮은 제2 배터리 랙 그룹(800b)에 대응되는 제2 전력변환부(340b)는 방전하지 않도록 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)의 방전 설정전력을 산출한다. 따라서, 이러한 경우 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 전력 변환부(340a)의 방전 설정전압은 0으로 산출하고, 제2 전력 변환부(340b)의 방전 설정전압은 P로 설정한다.Meanwhile, when the
이후, 도 11b에 도시된 바와 같이 배터리 랙 그룹(800a, 800b)들 간의 에너지 상태가 평행해지면 충방전 설정전력 산출부(350)는, 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)들이 동일한 전력을 방전하도록 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)의 방전 설정전력을 산출한다. 따라서, 이러한 경우 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 전력 변환부(340a) 및 제2 전력 변환부(34b)의 방전 설정전압은 P/2로 설정한다.Subsequently, as shown in FIG. 11B, when the energy states between the
이후, 도 11c에 도시된 바와 같이 배터리 랙 그룹(800a, 800b)들의 방전이 완료되면, 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)들이 더 이상 방전동작을 수행하지 않도록 한다. 따라서, 이러한 경우 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 전력 변환부(340a) 및 제2 전력 변환부(34b)의 방전 설정전압은 0으로 설정한다.Subsequently, when the discharge of the
다음으로, 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 충방전 설정전력 산출부(350)의 기능에 대해 설명한다.Next, the function of the charge / discharge set
제2 실시예에 있어서, 전력조절장치(220)가 전력을 충전하는 경우, 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)의 에너지 상태를 판단하고, 도 12a에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)간의 에너지 상태가 불평형한 것으로 판단되면, 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)간의 에너지 상태가 평행해 질 때까지 에너지 상태가 낮은 제2 배터리 랙 그룹(800b)에 대응되는 제2 전력변환부(340b)가 에너지 상태가 높은 제1 배터리 랙 그룹(800a)에 대응되는 제1 전력변환부(340a) 보다 더 많은 전력을 충전하도록 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)의 충전 설정전력을 산출한다.In the second embodiment, when the
일 실시예에 있어서, 충방전 설정전력 산출부(350)는 아래의 수학식 4를 이용하여 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)의 충전 설정전력을 산출할 수 있다.In one embodiment, the charging and discharging set
수학식 4에서, 총 충전전력은 전력조절장치(220)에 의해 충전되어야 하는 전력되어야 하는 전력을 의미하고, N은 전력 변환부의 개수를 의미하며, X는 각 배터리 랙의 에너지 상태에 따라 각 배터리 랙 별로 결정되는 가중치 값을 나타낸다. 이때, X는 아래의 수학식 5를 이용하여 산출할 수 있다.In
따라서, 본 실시예의 경우, 수학식 5에 따라 제1 배터리 랙 그룹(800a)에 대한 가중치 X는 -0.2가 되고 제2 배터리 랙 그룹(800b)에 대한 가중치는 0.2가 되며, 총 충전전력은 P이고 전력변환부의 개수는 2이므로 수학식 4에 따라, 제1 전력 변환부(340a)의 충전 설정전력은 0.8P/2이 되고, 제2 전력 변환부(340b)의 충전 설정전력은 1.2P/2가 된다.Therefore, in the present embodiment, the weight X for the first
이후, 도 12b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 배터리 그룹(800a, 800b)의 에너지 상태가 증가하여 평형이 되면 충방전 설정전력 산출부(350)는, 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)들이 동일한 전력을 충전하도록 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)의 충전 설정전력을 산출한다. 따라서, 이러한 경우 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 전력 변환부(340a) 및 제2 전력 변환부(34b)의 충전 설정전압은 P/2로 설정한다.Then, as shown in FIG. 12B, when the energy states of the first and
이후, 도 12c에 도시된 바와 같이 배터리 랙 그룹(800a, 800b)들의 충전이 완료되면, 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)들이 더 이상 충전동작을 수행하지 않도록 한다. 따라서, 이러한 경우 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 전력 변환부(340a) 및 제2 전력 변환부(34b)의 충전 설정전압은 0으로 설정한다.Then, as shown in FIG. 12C, when the charging of the
한편, 전력조절장치(220)가 전력을 방전하는 경우, 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)의 에너지 상태를 판단하고, 도 13a에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)간의 에너지 상태가 불평형한 것으로 판단되면, 제1 및 제2 배터리 랙 그룹(800a, 800b)간의 에너지 상태가 평행해 질 때까지 에너지 상태가 높은 제1 배터리 랙 그룹(800a)에 대응되는 제1 전력변환부(340a)가 에너지 상태가 낮은 제2 배터리 랙 그룹(800b)에 대응되는 제2 전력변환부(340b) 보다 더 많은 전력을 방전하도록 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)의 방전 설정전력을 산출한다.Meanwhile, when the
일 실시예에 있어서, 충방전 설정전력 산출부(350)는 아래의 수학식 6을 이용하여 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)의 방전 설정전력을 산출할 수 있다.In one embodiment, the charge and discharge set
수학식 6에서, 총 방전전력은 전력조절장치(220)에 의해 방전되어야 하는 전력을 의미하고, N은 전력 변환부의 개수를 의미하며, X는 각 배터리 랙의 에너지 상태에 따라 각 배터리 랙 별로 결정되는 가중치 값을 나타낸다. 이때, X는 상술한 수학식 6을 이용하여 산출할 수 있다.In
따라서, 본 실시예의 경우, 상술한 수학식 5에 따라 제1 배터리 랙 그룹(800a)에 대한 가중치 X는 -0.2가 되고 제2 배터리 랙 그룹(800b)에 대한 가중치는 0.2가 되며, 총 충전전력은 P이고 전력변환부의 개수는 2이므로 수학식 5에 따라, 제1 전력 변환부(340a)의 방전 설정전력은 1.2P/2이 되고, 제2 전력 변환부(340b)의 방전 설정전력은 0.8P/2가 된다.Therefore, in the present embodiment, the weight X for the first
이후, 도 13b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 배터리 그룹(800a, 800b)의 에너지 상태가 감소하여 평형이 되면 충방전 설정전력 산출부(350)는, 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)들이 동일한 전력을 방전하도록 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)의 방전 설정전력을 산출한다. 따라서, 이러한 경우 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 전력 변환부(340a) 및 제2 전력 변환부(34b)의 방전 설정전압은 P/2로 설정한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 13B, when the energy states of the first and
이후, 도 13c에 도시된 바와 같이 배터리 랙 그룹(800a, 800b)들의 방전이 완료되면, 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 및 제2 전력변환부(340a, 340b)들이 더 이상 방전동작을 수행하지 않도록 한다. 따라서, 이러한 경우 충방전 설정전력 산출부(350)는 제1 전력 변환부(340a) 및 제2 전력 변환부(34b)의 방전 설정전압은 0으로 설정한다.Subsequently, when the discharge of the
이와 같이, 충방전 설정전력 산출부(350)는 각 배터리 랙 또는 각 배터리 랙 그룹의 에너지 상태에 따라 각 배터리 랙 또는 각 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력 변환부의 충방전 설정전력을 차등 산출함으로써 배터리 랙 또는 배터리 랙 그룹의 에너지 상태가 균일해 지도록 한다.As such, the charge / discharge set
이러한 실시예에 따르는 경우, 상술한 전류 지령치 산출부(320)는 충방전 설정전압 산출부(350)에 의해 산출된 충방전 설정전압에 따라 출력전류 지령치를 산출하게 된다.According to such an embodiment, the current
다시 도 2를 참조하면, 전력관리장치(230)는 배터리 조절장치(210)에 포함된 하나 이상의 배터리 랙의 충방전 여부를 결정하고, 상기 충방전 여부에 따라 상기 배터리 조절장치(210) 및 전력조절장치(220)의 동작을 제어한다.Referring back to FIG. 2, the
또한, 전력관리장치(230)는 전력조절장치(220)의 제어모드를 결정하여 전력조절장치(220)로 제공하거나, 배터리 조절장치(210)로부터 전달되는 각 배터리 랙들의 에너지 상태를 전력조절장치(220)로 제공할 수도 있다.In addition, the
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the above-described present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100: 배터리 에너지 저장 시스템110: 글로벌 모니터링 시스템
120: 에너지 관리 시스템210: 배터리 조절장치
220: 전력조절장치230: 전력관리장치
310: 모드 선택부320: 전류 지령치 산출부
330: 전류 조절부340: 전력 변환부
350: 충방전 설정전력 산출부100: battery energy storage system 110: global monitoring system
120: energy management system 210: battery control device
220: power control device 230: power management device
310: mode selection unit 320: current command value calculation unit
330: current regulator 340: power converter
350: charge and discharge set power calculation unit
Claims (14)
Translated fromKorean상기 전력 조절 장치는,
상기 계통의 교류전압을 직류전압으로 변환하거나, 상기 배터리 랙의 직류전압을 교류전압으로 변환하는 전력 변환부;
상기 전력조절장치의 제어모드가 제1 제어모드이면 미리 정해진 충방전 설정전력에 따른 상기 전력 변환부의 출력전류 지령치를 산출하고, 상기 제어모드가 제2 제어모드이면 미리 정해진 상기 배터리 랙의 충방전 설정전류 및 충방전 설정전압 중 적어도 하나에 따른 출력전류 지령치를 산출하는 전류 지령치 산출부; 및
상기 전류 지령치에 따라 상기 전력 변환부의 출력전류를 조절하는 전류 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.It includes a power regulator for charging power to one or more battery racks, or to discharge the power stored in the one or more battery racks to the system,
The power control device,
A power converter converting an AC voltage of the system into a DC voltage or converting a DC voltage of the battery rack into an AC voltage;
When the control mode of the power regulator is the first control mode, the output current command value of the power converter according to the predetermined charge / discharge setting power is calculated. When the control mode is the second control mode, the charge / discharge setting of the predetermined battery rack is set. A current command value calculator for calculating an output current command value according to at least one of a current and a charge / discharge set voltage; And
Battery current storage system, characterized in that for controlling the output current of the power converter according to the current command value.
상기 제1 제어모드는, 생산된 전력량과 상기 계통에서 요구되는 전력량의 차이가 기준범위 이내 일 때 일정한 전력의 충방전을 통해 상기 계통을 안정화시키는 제어모드이고,
상기 제2 제어모드는, 상기 생산된 전력량과 상기 계통에서 요구되는 전력량의 차이가 기준범위를 벗어날 때 상기 배터리 랙의 충방전전류 또는 배터리 랙의 충방전전압을 일정하게 하여 상기 배터리 랙을 안정화시키면서 상기 계통에 전력을 공급하는 제어모드인 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
The first control mode is a control mode for stabilizing the system by charging and discharging a constant power when the difference between the amount of power produced and the amount of power required by the system is within a reference range,
The second control mode stabilizes the battery rack by making the charge / discharge current of the battery rack or the charge / discharge voltage of the battery rack constant when a difference between the amount of power produced and the amount of power required by the system is out of a reference range. Battery energy storage system, characterized in that the control mode for supplying power to the system.
상기 미리 정해진 충방전 설정전력은 신재생 에너지원에 의해 생산된 전력량과 상기 계통에서 요구되는 전력량의 차이값인 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
The predetermined charge and discharge set power is a battery energy storage system, characterized in that the difference between the amount of power produced by the renewable energy source and the amount of power required in the system.
상기 전류 조절부는, 상기 배터리 랙의 전압이 상기 충방전 설정전압에 도달하기 이전에는 상기 배터리 랙의 충방전 설정전류가 유지되도록 상기 출력전류를 조절하고, 상기 배터리 랙의 전압이 상기 충방전 설정전압에 도달하면 상기 설정전압이 유지되도록 상기 전력 변환부의 출력전류를 조절하는 것을 특징을 하는 배터리 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
The current adjusting unit adjusts the output current so that the charge / discharge set current of the battery rack is maintained before the voltage of the battery rack reaches the charge / discharge set voltage, and the voltage of the battery rack is set to the charge / discharge set voltage. The battery energy storage system, characterized in that for adjusting the output current of the power converter so that the set voltage is maintained.
상기 전류 지령치 산출부는, 비례적분(PI) 제어기를 이용하여 상기 미리 정해진 배터리 랙의 충방전 설정전류가 유지되게 하는 상기 출력전류 지령치를 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
The current command value calculating unit, the battery energy storage system, characterized in that for calculating the output current command value to maintain the charge and discharge set current of the predetermined battery rack using a proportional integral (PI) controller.
상기 전류 지령치 산출부는, 적분비례(IP) 제어기를 이용하여 상기 미리 정해진 배터리 랙의 충방전 설정전압이 유지되게 하는 상기 출력전류 지령치를 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
And the current command value calculating unit calculates the output current command value for maintaining a predetermined charge / discharge set voltage of the battery rack using an integral proportional controller (IP).
상기 하나 이상의 배터리 랙의 에너지 상태(SOC)가 불평형하면, 상기 각 배터리 랙에 대응되는 전력 변환부들의 충전 설정전력 또는 방전 설정전력을 차등 설정하고,
상기 하나 이상의 배터리 랙을 포함하는 복수개의 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 불평형하면, 상기 각 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력 변환부들의 충전 설정전력 또는 방전 설정전력을 차등 설정하는 충방전 설정전력 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
When the energy state SOC of the at least one battery rack is unbalanced, the charging set power or the discharge set power of the power converters corresponding to each of the battery racks is differentially set,
When the energy state between the plurality of battery rack groups including the one or more battery racks is unbalanced, the charge and discharge set power calculation unit for differentially setting the charge set power or discharge set power of the power converter corresponding to each of the battery rack groups Battery energy storage system, characterized in that it further comprises.
상기 전력조절장치가 전력을 방전하는 경우, 상기 충방전 설정전력 산출부는,
상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 불평형하면 상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 평행해 질 때까지 에너지 상태가 높은 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력변환부는 방전하고 에너지 상태가 낮은 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력변환부는 방전하지 않도록 각 전력변환부들의 방전 설정전력을 산출하고,
상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 평행해지면 상기 전력변환부들이 동일한 전력을 방전하도록 각 전력변환부들의 방전 설정전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.The method of claim 7, wherein
When the power regulator discharges power, the charge / discharge set power calculator,
When the energy states between the battery rack groups are unbalanced, the power converter corresponding to the battery rack group having a high energy state discharges until the energy states between the battery rack groups become parallel, and corresponds to the battery rack group having a low energy state. The power converter calculates the discharge set power of each power converter so as not to discharge,
And when the energy states between the groups of battery racks become parallel, calculating the discharge set power of each of the power converters such that the power converters discharge the same power.
상기 전력조절장치가 전력을 충전하는 경우, 상기 충방전 설정전력 산출부는,
상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 불평형하면 상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 평행해 질 때까지 에너지 상태가 낮은 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력변환부는 충전하고 에너지 상태가 높은 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력변환부는 충전하지 않도록 각 전력변환부들의 충전 설정전력을 산출하고,
상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 평행해지면 상기 전력변환부들이 동일한 전력을 충전하도록 각 전력변환부들의 충전 설정전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.The method of claim 7, wherein
When the power regulator charges power, the charge / discharge set power calculator,
If the energy states between the battery rack groups are unbalanced, the power converter corresponding to the battery rack group having a low energy state charges and corresponds to the battery rack group having a high energy state until the energy states between the battery rack groups become parallel. The power converter calculates the charging set power of each power converter so as not to charge,
And when the energy states between the groups of battery racks are parallel, calculating the set charging power of each power converter such that the power converters charge the same power.
상기 전력조절장치가 전력을 방전하는 경우, 상기 충방전 설정전력 산출부는,
상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 불평형하면 상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 평행해 질 때까지 에너지 상태가 높은 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력변환부가 에너지 상태가 낮은 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력변환부 보다 더 많은 전력을 방전하도록 각 전력변환부들의 방전 설정전력을 산출하고,
상기 배터리 랙 그룹들의 에너지가 감소하여 상기 배터리 랙들 간의 에너지 상태가 평행해지면 상기 전력변환부들이 동일한 전력을 방전하도록 각 전력변환부들의 방전 설정전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.The method of claim 7, wherein
When the power regulator discharges power, the charge / discharge set power calculator,
When the energy state between the battery rack groups is unbalanced, the power conversion unit corresponding to the battery rack group having a high energy state until the energy state between the battery rack groups are parallel, the power conversion corresponding to the low energy state battery rack group Calculate the discharge set power of each power converter to discharge more power than the negative,
When the energy of the battery rack groups is reduced so that the energy state between the battery racks are parallel, the battery energy storage system, characterized in that for calculating the discharge set power of each of the power converters to discharge the same power.
상기 전력조절장치가 전력을 충전하는 경우, 상기 충방전 설정전력 산출부는,
상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 불평형하면 상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 평행해 질 때까지 에너지 상태가 낮은 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력변환부가 에너지 상태가 높은 배터리 랙 그룹에 대응되는 전력변환부 보다 더 많은 전력을 충전하도록 각 전력변환부들의 충전 설정전력을 산출하고,
상기 배터리 랙 그룹들의 에너지 상태가 증가하여 상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 평행해지면 상기 전력변환부들이 동일한 전력을 충전하도록 각 전력변환부들의 충전 설정전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 에너지 저장 시스템.The method of claim 7, wherein
When the power regulator charges power, the charge / discharge set power calculator,
When the energy state between the battery rack groups is unbalanced, the power conversion unit corresponding to the battery rack group having a low energy state until the energy state between the battery rack groups are parallel, the power conversion corresponding to the high energy state battery rack group Calculate the charging set power of each power conversion unit to charge more power than the negative,
When the energy state of the battery rack groups increases so that the energy state between the battery rack groups are parallel, the battery energy storage system, characterized in that for calculating the charging set power of each of the power converters so that the power converter to charge the same power .
상기 전력조절장치가 전력을 충전하는 경우, 상기 충방전 설정전력 산출부는, 상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 불평형하면 수학식
When the power regulator charges the power, the charge / discharge set power calculator is, if the energy state between the battery rack groups unbalanced equation
상기 전력조절장치가 전력을 방전하는 경우, 상기 충방전 설정전력 산출부는, 상기 배터리 랙 그룹들 간의 에너지 상태가 불평형하면 수학식
When the power regulator discharges power, the charge / discharge set power calculator may calculate an equation when an energy state between the battery rack groups is unbalanced.
상기 충방전 설정전력 산출부는, 수학식
The charge and discharge set power calculation unit,
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