KR100520292B1 - Apparatus for storing battery power and method of hybrid operation using the apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 전지전력 저장장치는, 기존의 전력계통에 연계되어 전력계통으로부터 수전한 교류전력을 직류전력으로 변환하여 저장하는 한편, 저장된 직류전력을 다시 교류전력으로 변환하여 전력계통에 공급하는 장치로서, 상기 기존의 전력계통으로부터 수전한 교류전력을 직류전력으로 변환하여 저장하기 위한 2차전지; 상기 2차전지에 전력을 저장할 시 전력계통으로부터 수전한 교류전력을 직류전력으로 변환하는 한편, 상기 2차전지에 저장된 전력을 부하로 공급할 시 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 직류/교류 변환장치; 및 상기 2차전지에 저장된 직류전력을 교류전력으로 변환하여 기존의 전력계통과 동기화하여 계통에 전력을 공급하고, 이상이 있을 시 전력공급을 중단하기 위한 전력계통 연계장치를 포함하여 구성된다.The battery power storage device according to the present invention is connected to an existing power system, and converts and stores the AC power received from the power system to DC power, and the device to convert the stored DC power back to AC power to supply to the power system A secondary battery for converting and storing AC power received from the existing power system into DC power; DC / AC converter for converting AC power received from the power system into DC power when storing power in the secondary battery, and converting DC power into AC power when supplying power stored in the secondary battery to a load ; And converts the DC power stored in the secondary battery into AC power to supply power to the system by synchronizing with the existing power system, and includes a power system linkage device for stopping the power supply when there is an error.
이와 같은 본 발명에 의하면, 기존의 전력계통에 병렬로 연계되어 전력요금이 저렴한 심야 기저부하시에 전력을 전력변환장치에 의해 직류로 변환하여 2차전지에 저장하였다가 전력요금이 높은 최대부하 시간대나 필요시에 저장된 전력을 다시 교류로 변환하여 수용가에 공급함으로써, 전체 계통의 부하 평준화와 수용가의 전력요금 경제성을 향상시킬 수 있고, 상용전원 공급자(한국전력공사) 측면에서 볼 때는 최대부하시의 전력 공급을 위한 설비용량을 줄일 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the power is converted to direct current by the power converter in the late-night base-load at a low-power late-night base station connected in parallel to the existing power system and stored in the secondary battery, the power load is high By converting the stored power back to AC and supplying it to customers when needed, it is possible to improve the load leveling of the entire system and to improve the power rate economics of customers.In terms of commercial power supply companies (Korea Electric Power Corporation), There is an advantage to reduce the installation capacity for supply.
Description
본 발명은 전지전력 저장장치 및 그를 이용한 복합 운전방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기존의 전력계통에 병렬로 연계되어 전력요금이 저렴한 심야 기저부하시에 전력을 전력변환장치에 의해 직류로 변환하여 2차전지에 저장하였다가 전력요금이 높은 최대부하 시간대나 필요시에 저장된 전력을 다시 교류로 변환하여 수용가에 공급함으로써, 전체 계통의 부하 평준화와 수용가의 전력요금 경제성을 향상시킬 수 있는 전지전력 저장장치 및 그를 이용한 복합 운전방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery power storage device and a combined operation method using the same, and more particularly, to convert the power into a direct current by a power converter in a late night base load at a low power rate connected in parallel to the existing power system 2 Battery power storage device that can store loads in the battery and convert the stored power back to AC and supply it to the customer when the power load is high, or when needed. And it relates to a combined operation method using the same.
전지전력 저장 시스템은 에너지/환경 문제의 심각화에 따른 자원 및 에너지의 효율적 이용에 대한 요구와 전력수요의 증대, 전원입지의 불확실성 증대 및 주야간 부하격차 심화에 따른 문제점에 대한 해결방법 중의 하나로서 실용화 가능성이 높은 기술로 평가되고 있다.The battery power storage system can be put into practical use as one of the solutions to the problems caused by the increasing demand for power and energy, the increase of power demand, the uncertainty of the location of the power source, and the deepening of the day and night load gap. It is evaluated by this high technique.
이와 같은 전지전력 저장 시스템에 대한 종래의 기술로서 기존의 연축전지를 이용한 전력 저장시스템의 개발은 물론, 대용량 및 고에너지 밀도의 고성능 전지 개발에 역점을 두어 미국, 일본 등의 선진 각국에서 10∼20년 동안 개발을 계속하고 있으며, 경제성, 전지의 수명 등을 향상시키기 위한 즉 새로운 전지 개발에 대한 연구가 활발히 진척되고 있다. As a conventional technology for such a battery power storage system, in addition to the development of a power storage system using a conventional lead acid battery, as well as the development of high-capacity and high-energy high-performance batteries, advanced countries such as the United States, Japan, and 10-20 countries Development has continued for years, and research on the development of new batteries has been actively conducted to improve economics, battery life, and the like.
한편, 전지전력 저장 시스템의 계통연계 및 운전 기술에 대해서는 계통연계 인버터의 제어장치, 보호장치, 역충전 보호, 단독운전 방지장치 등의 특허 및 논문이 보고되고 있으며, 에너지 환경문제의 심각화에 따른 자원 및 에너지의 효율적 이용, 에어컨 등의 악성부하 증가로 인한 주야간 부하 격차심화 및 부하율의 악화 등의 측면에서 주로 부하평준화 용도로 개발되어 왔다. 즉, 전력계통에 병렬로 연계되어 전력요금이 저렴한 심야 기저부하 시에 전력을 전력변환장치에 의해 직류로 변환하여 2차전지에 저장하였다가 전력요금이 높은 최대부하 시간대나 필요시에 저장된 전력을 다시 교류로 변환하여 수용가에 공급함으로써, 전체 계통의 부하 평준화와 수용가의 전력요금 경제성을 향상시키는 방식에 대하여 연구 개발이 진행되어 왔다. 그러나, 이러한 기존의 운전방식으로만은 상용계통에 정전이 발생하는 경우, 수용가에 안정적인 전력을 공급할 수 없으며, 특히, 반도체, 섬유, 정유, 철강 등의 정밀기계 및 주요부하를 갖는 수용가의 경우, 정전 발생 시 치명적인 경제적, 물질적 손실이 초래될 수 있다. 따라서 정전 발생시에도 우수한 품질의 전력을 지속적으로 공급할 수 있도록, 필요 시 전지전력 저장시스템 및 수용가가 계통에서 분리되어 독립 운전되는 방식으로 대체되는 계통연계 및 독립 복합 운전방식이 요구된다. On the other hand, patents and papers on the grid linkage and operation technology of the battery power storage system have been reported for the grid link inverter control device, protection device, reverse charge protection, and standalone operation prevention device. And it has been developed mainly for the use of load leveling in terms of the widening of the day and night load gap and deterioration of the load rate due to the efficient use of energy, the increase of malignant load such as air conditioner. In other words, the power is converted into direct current by the power converter in the late-night base load, which is connected in parallel with the power system, and stored in the secondary battery. Research and development has been carried out on the method of converting the power to AC again and supplying it to the customer, thereby improving the load leveling of the entire system and improving the electric power cost economy of the customer. However, such a conventional operation method can not provide a stable power to the consumer when a power failure occurs in the commercial system, in particular, in the case of customers with precision machinery and major loads such as semiconductor, fiber, oil, steel, etc. It can cause fatal economic and material loss. Therefore, in order to continuously supply high-quality power even in the event of a power failure, a grid-connected and independent combined operation method is required in which a battery power storage system and a customer are separated from the grid and replaced by an independent operation.
본 발명은 상기와 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 기존의 전력계통에 병렬로 연계되어 전력요금이 저렴한 심야 기저부하시에 전력을 전력변환장치에 의해 직류로 변환하여 2차전지에 저장하였다가 전력요금이 높은 최대부하 시간대나 필요시에 저장된 전력을 다시 교류로 변환하여 수용가에 공급함으로써, 전체 계통의 부하 평준화와 수용가의 전력요금 경제성을 향상시킬 수 있는 전지전력 저장장치 및 그를 이용한 복합 운전방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and the power is converted into direct current by a power conversion device in a secondary battery at a low-night base load at a low power rate connected in parallel with the existing power system, and then stored in a secondary battery. The battery power storage device and the complex operation method using the same can be used to convert the stored power back to AC and supply it to the customer when the rate is high or when the charge is high The purpose is to provide.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전지전력 저장장치는, 기존의 전력계통에 연계되어 전력계통으로부터 수전한 교류전력을 직류전력으로 변환하여 저장하는 한편, 저장된 직류전력을 다시 교류전력으로 변환하여 전력계통에 공급하는 장치로서, In order to achieve the above object, the battery power storage device according to the present invention is connected to an existing power system, converts and stores the AC power received from the power system to DC power, and converts the stored DC power back to AC power. As a device for supplying to the power system
상기 기존의 전력계통으로부터 수전한 교류전력을 직류전력으로 변환하여 저장하기 위한 2차전지; A secondary battery for converting and storing AC power received from the existing power system into DC power;
상기 2차전지에 전력을 저장할 시 전력계통으로부터 수전한 교류전력을 직류전력으로 변환하는 한편, 상기 2차전지에 저장된 전력을 부하로 공급할 시 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 직류/교류 변환장치; 및DC / AC converter for converting AC power received from the power system into DC power when storing power in the secondary battery, and converting DC power into AC power when supplying power stored in the secondary battery to a load ; And
상기 2차전지에 저장된 직류전력을 교류전력으로 변환하여 기존의 전력계통과 동기화하여 계통에 전력을 공급하고, 이상이 있을 시 전력공급을 중단하기 위한 전력계통 연계장치를 포함하여 구성된 점에 그 특징이 있다.It converts the DC power stored in the secondary battery into AC power and supplies power to the system by synchronizing with the existing power system, and comprises a power system linkage device for stopping the power supply in case of abnormalities. There is this.
여기서, 바람직하게는 상기 2차전지와 직류/교류 변환장치 사이에는 교류를 직류로 변환하여 상기 2차전지(축전지)에 저장할 시 양호한 직류를 얻기 위한 직류리액터와, 직류 전원이 있을 때 필요한 커패시터 뱅크가 각각 더 마련된다.Here, preferably, between the secondary battery and the DC / AC converter, a direct current reactor to obtain a good direct current when converting the alternating current into a DC and stored in the secondary battery (storage battery), and a capacitor bank required when there is a DC power source Are each further provided.
또한, 상기 계통 연계장치는 상기 2차전지의 직류를 교류로 변환하여 기존의 전력계통과 동기를 맞추어 계통으로 공급하기 위한 연계 리액터와, 직류를 교류로 변환할 시 발생되는 고조파를 제거하기 위한 필터와, 기존의 교류 전력계통전압과의 전압 레벨을 맞추기 위한 인버터 변압기를 포함하여 구성된다. In addition, the system linkage device is a linkage reactor for supplying the system in synchronization with the existing power system by converting the direct current of the secondary battery into alternating current, and a filter for removing harmonics generated when converting the direct current into alternating current And an inverter transformer for matching a voltage level with an existing AC power system voltage.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전지전력 저장장치를 이용한 복합 운전방법은, 상기 본 발명의 전지전력 저장장치를 기존의 전력계통에 연계하여 전력계통으로부터 수전한 교류전력을 직류전력으로 변환하여 축전지(2차 전지)에 저장하는 한편, 축전지(2차 전지)에 저장된 직류전력을 다시 교류전력으로 변환하여 전력계통에 공급하는 복합 운전방법에 있어서, In addition, the composite operation method using the battery power storage device according to the present invention in order to achieve the above object, the AC power received from the power system by connecting the battery power storage device of the present invention to the existing power system DC power In the combined operation method of converting to and storing in the storage battery (secondary battery), while converting the direct current power stored in the storage battery (secondary battery) to AC power and supplying to the power system,
(a) 상기 전력계통의 전압, 전류 등의 데이터를 감지하고, 감지된 전압값에 상응하도록 본 발명의 전지전력 저장장치의 전압레벨을 설정하는 단계;(a) sensing data such as voltage and current of the power system and setting a voltage level of the battery power storage device of the present invention to correspond to the detected voltage value;
(b) 상기 데이터 감지 및 전압레벨 설정이 완료되면, 정전 여부를 확인하는 단계;(b) checking whether the power is off when the data sensing and voltage level setting are completed;
(c) 상기 단계 (b)의 확인결과, 정전이면 상기 축전지의 용량이 충분한지를 판별하여 충분하면 연계전원 스위치를 차단하고, 부하 추종 운전을 행하며, 프로그램 진행을 상기 단계 (a)로 회귀시키는 단계;(c) as a result of the step (b), if the power failure is determined whether the capacity of the storage battery is sufficient, if it is sufficient, shut off the associated power switch, perform the load following operation, and return the program progress to step (a) ;
(d) 상기 단계 (c)에서 축전지의 용량이 충분하지 않으면, 상기 전지전력 저장장치와 기존의 전력계통 사이의 차단기를 차단하고 운전을 정지하는 단계; (d) if the capacity of the battery is not sufficient in step (c), shutting down the breaker between the battery power storage device and the existing power system and stopping the operation;
(e) 상기 단계 (b)의 확인결과, 정전이 아니면 시간대별 운전모드를 확인하는 단계; (e) checking the operation mode for each time zone if there is no power failure as a result of the checking in step (b);
(f) 상기 단계 (e)의 운전모드 확인에서 중간 시간대이면, 무부하운전을 행하고, 프로그램 진행을 상기 단계 (a)로 회귀시키는 단계;(f) performing a no-load operation and returning the program to step (a) if it is an intermediate time zone in the operation mode check of step (e);
(g) 상기 단계 (e)의 운전모드 확인에서 최대부하 시간대이면, 방전모드로 전환하고, 전지용량이 충분한지를 확인하는 단계;(g) switching to the discharge mode and checking whether the battery capacity is sufficient when the operation time of the operation mode of step (e) is the maximum load period;
(h) 상기 단계 (g)에서 전지용량이 충분하면, 유효전력량 지정 운전을 하고, 역률이 소정의 설정값보다 작은지를 판별하여 설정값보다 작으면 역률보상제어 운전을 하는 단계;(h) if the battery capacity is sufficient in the step (g), performing an operation for designating an effective power amount, and determining whether the power factor is smaller than a predetermined setting value and performing power factor compensation control operation if it is smaller than the setting value;
(i) 상기 단계 (e)의 운전모드 확인에서 심야 시간대이면, 충전모드로 전환하고, 전지용량이 충분한지를 확인하는 단계;(i) switching to the charging mode and checking whether the battery capacity is sufficient if the night time zone is in the operation mode check of step (e);
(j) 상기 단계 (i)에서 전지용량이 충분하지 않으면, 유효전력량 지정 운전을 하고, 역률이 소정의 설정값보다 작은지를 판별하여 설정값보다 작으면 역률보상제어 운전을 하는 단계; 및(j) if the battery capacity is not sufficient in the step (i), performing an effective power amount designating operation, determining whether the power factor is smaller than a predetermined setting value, and performing a power factor compensation control operation when it is smaller than the setting value; And
(k) 상기 단계 (g)에서 전지용량이 충분하지 않을 경우, 그리고 상기 단계 (i)에서 전지용량이 충분할 경우 무부하운전을 행하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.(k) characterized in that it comprises the step of performing a no-load operation when the battery capacity is not sufficient in step (g) and when the battery capacity is sufficient in step (i).
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 전지전력 저장장치의 개략적인 시스템 구성도이다.1 is a schematic system configuration diagram of a battery power storage device according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전지전력 저장장치는, 기존의 전력계통에 연계되어 전력계통으로부터 수전한 교류전력을 직류전력으로 변환하여 저장하는 한편, 저장된 직류전력을 다시 교류전력으로 변환하여 전력계통에 공급하는 장치로서, 크게 저장용 축전지로서의 2차전지(110)와, 직류/교류 변환장치(120) 및 전력계통 연계장치(130)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, the battery power storage device according to the present invention converts and stores the AC power received from the power system into DC power in connection with an existing power system, and converts the stored DC power into AC power again. An apparatus for supplying a power system, which includes a secondary battery 110 as a storage battery, a DC / AC converter 120, and a power system linking device 130.
상기 2차전지(110)는 기존의 전력계통으로부터 수전한 교류전력을 직류전력으로 변환하여 저장한다. The secondary battery 110 converts and stores the AC power received from the existing power system to DC power.
상기 직류/교류 변환장치(120)는 상기 2차전지(110)에 전력을 저장할 시 전력계통으로부터 수전한 교류전력을 직류전력으로 변환하는 한편, 상기 2차전지 (110)에 저장된 전력을 부하로 공급할 시 직류전력을 교류전력으로 변환하여 준다.The DC / AC converter 120 converts AC power received from a power system into DC power while storing power in the secondary battery 110, while converting power stored in the secondary battery 110 into a load. When supplying, it converts DC power to AC power.
여기서, 바람직하게는 상기 2차전지(110)와 직류/교류 변환장치(120) 사이에는 2차전지 보호용의 제1차단기(112)와, 교류를 직류로 변환하여 상기 2차전지 (110)에 저장할 시 양호한 직류를 얻기 위한 직류리액터(114)와, 직류 전원이 있을 때 필요한 커패시터 뱅크(116)가 각각 더 마련된다. 여기서, 이 커패시터 뱅크 (116)는 직류 전원의 차단시 비록 짧은 시간이기는 하지만 시정수에 따라 그 시정수가 끝나기 전에 인체가 전원의 단자 등에 접촉되었을 경우 감전되는 경우가 발생될 수 있는데, 바로 이러한 사태를 방지하기 위하여 직류 전원이 존재하는 경우 통상 이와 같은 커패시터를 설치하게 된다. Here, preferably, between the secondary battery 110 and the DC / AC converter 120, the primary circuit breaker 112 for protecting the secondary battery and the AC are converted into direct current to the secondary battery 110. DC reactor 114 and a capacitor bank 116 required when there is a DC power source are further provided to obtain a good direct current during storage. In this case, the capacitor bank 116 may have a short time when the DC power is cut off, but if the human body contacts the terminal of the power supply before the time constant ends, an electric shock may occur. In order to prevent a DC power source, such a capacitor is usually installed.
상기 전력계통 연계장치(130)는 상기 2차전지(110)에 저장된 직류전력을 교류전력으로 변환하여 기존의 전력계통과 동기화하여 계통에 전력을 공급하고, 이상이 있을 시 전력공급을 중단한다. 이와 같은 전력계통 연계장치(130)는 상기 2차전지(110)의 직류를 교류로 변환하여 기존의 전력계통과 동기를 맞추어 계통으로 공급하기 위한 연계 리액터(131)와, 직류를 교류로 변환할 시 발생되는 고조파를 제거하기 위한 필터(132)와, 기존의 교류 전력계통전압과의 전압 레벨을 맞추기 위한 인버터 변압기(133) 및 전력계통과 본 발명의 전지전력 저장장치와의 연계를 단속하기 위한 제2차단기(134)를 포함하여 구성된다. 여기서, 비록 본 도 1에는 자세히 도시되지는 않았지만, 이상과 같은 본 발명의 전지전력 저장장치를 전체적으로 총괄 제어하는 주제어부로서의 컴퓨터 시스템이 상기 전지전력 저장장치와 전기적으로 접속된다. 이와 같은 컴퓨터 시스템의 존재에 대해 당업자라면 어렵지 않게 유추할 수 있을 것으로 본다. 왜냐하면, 상기 도 1에 도시된 전지전력 저장장치의 구성은 극히 함축적인 개략도이기 때문이다. 또한, 후술되는 본 발명의 복합 운전방법과 관련된 도 2의 흐름도(플로우 챠트)를 보아서도 알 수 있듯이, 이와 같은 흐름도는 하나의 소프트웨어 프로그램으로서, 이와 같은 프로그램의 수행을 위해서는 그 프로그램이 상기 주제어부로서의 컴퓨터 시스템에 저장되어 있어야 하기 때문이다. The power system linking device 130 converts the DC power stored in the secondary battery 110 into AC power to supply power to the system in synchronization with the existing power system, and stops the power supply when there is an error. The power system linkage device 130 converts the direct current of the secondary battery 110 into alternating current and the associated reactor 131 for supplying the system in synchronization with the existing power system to convert the direct current into alternating current. Filter 132 for removing harmonics generated at the time of operation, an inverter transformer 133 for adjusting a voltage level with an existing AC power system voltage, and a power system for intermittent connection with the battery power storage device of the present invention. It is configured to include a second circuit breaker 134. Here, although not shown in detail in FIG. 1, a computer system as a main control unit for overall control of the battery power storage device of the present invention as described above is electrically connected to the battery power storage device. The existence of such a computer system is not difficult for a person skilled in the art can be inferred. This is because the configuration of the battery power storage device shown in FIG. 1 is an extremely implicit schematic diagram. In addition, as can be seen from the flowchart (flow chart) of FIG. 2 related to the complex operation method of the present invention described below, such a flowchart is a software program, and the program is the main control unit to perform such a program. Because it must be stored in a computer system.
그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전지전력 저장장치를 이용하여 기존의 전력계통과 연계하여 복합 운전하는 방법에 대하여 설명해 보기로 한다. Then, a method of combined operation with an existing power system using the battery power storage device according to the present invention having the above configuration will be described.
도 2는 본 발명에 따른 전지전력 저장장치를 이용한 복합 운전방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an execution process of a complex operation method using a battery power storage device according to the present invention.
본 발명에 따른 전지전력 저장장치를 이용한 복합 운전방법은, 상기 본 발명의 전지전력 저장장치를 기존의 전력계통에 연계하여 전력계통으로부터 수전한 교류전력을 직류전력으로 변환하여 2차 전지(축전지)(110)에 저장하는 한편, 2차 전지(110)에 저장된 직류전력을 다시 교류전력으로 변환하여 전력계통에 공급하게 된다. 이와 같은 일련의 복합 운전에 있어서, 우선 본 발명의 전지전력 저장장치는 최대로 충전되어 있는 것으로 가정한다. In the combined operation method using the battery power storage device according to the present invention, the battery power storage device of the present invention by converting the AC power received from the power system in connection with the existing power system to the DC power secondary battery (storage battery) While storing in the 110, the DC power stored in the secondary battery 110 is converted into AC power and supplied to the power system. In this series of combined operations, it is first assumed that the battery power storage device of the present invention is fully charged.
도 2를 참조하면, 먼저 상기 전력계통의 전압, 전류 등의 데이터를 감지하게 된다(S201). 이것은 먼저 전력계통의 전압값을 읽어서 부하추종운전을 하기 위하여 본 발명의 전지전력 저장장치의 전압 레벨을 설정하기 위한 것이다.Referring to FIG. 2, first, data such as voltage and current of the power system is sensed (S201). This is to first set the voltage level of the battery power storage device of the present invention in order to perform the load following operation by reading the voltage value of the power system.
이렇게 하여 전압, 전류의 데이터 감지 및 전압 레벨 설정이 완료되면, 정전 여부를 확인한다(S202). 이 확인결과, 정전이면 상기 2차 전지(110)의 용량이 충분한지(즉, 방전 종지전압 레벨 이상인지)를 판별하여(S203), 충분하면 연계전원 스위치(S/W)를 차단하고(S204), 부하 추종 운전을 행한다(S205). 이후, 프로그램 진행을 상기 S201 단계로 회귀시킨다.In this way, when the data detection and voltage level setting of the voltage and current is completed, it is checked whether there is a power failure (S202). As a result of this check, in the case of power failure, it is determined whether the capacity of the secondary battery 110 is sufficient (that is, the discharge end voltage level or more) (S203), and if it is sufficient, the associated power switch (S / W) is cut off (S204). ), The load following operation is performed (S205). Thereafter, the program proceeds back to step S201.
그리고, 상기 S203 단계에서 2차전지(110)의 용량이 충분하지 않으면(즉, 방전 종지전압 레벨 미만이면), 상기 전지전력 저장장치와 기존의 전력계통 사이의 제2차단기(134)를 차단하고(S206), 운전을 정지한다. If the capacity of the secondary battery 110 is not sufficient (ie, less than the discharge end voltage level) in step S203, the second circuit breaker 134 between the battery power storage device and the existing power system is blocked. (S206), the operation is stopped.
한편, 상기 단계 S202에서 정전이 아니면, 시간대별 운전모드를 확인하여 (S208), 중간 시간대이면 무부하운전을 행하고(S208), 프로그램 진행을 상기 단계 S201로 회귀시킨다. 그리고, 최대부하 시간대이면, 방전모드로 전환하고(S209), 전지용량이 충분한지를 확인한다(S210). 이 확인에서 전지용량이 충분하면, 유효전력량 지정 운전을 행하고(S211), 역률이 소정의 설정값(예를 들면, 0.9)보다 작은지를 판별하여 (S212), 설정값보다 작으면 역률보상 제어 운전을 행한다(S213). 그리고, 역률이 설정값보다 작지 않으면, 즉 설정값과 같거나 설정값보다 크면, 프로그램 진행을 상기 단계 S201로 회귀시킨다. On the other hand, if there is no power failure in step S202, the operation mode for each time zone is checked (S208), and no load operation is performed in the middle time zone (S208), and the program proceeds to step S201. Then, in the maximum load period, the mode is switched to the discharge mode (S209), and it is checked whether or not the battery capacity is sufficient (S210). If the battery capacity is sufficient in this confirmation, an effective power amount designation operation is performed (S211), and whether the power factor is smaller than a predetermined set value (for example, 0.9) is determined (S212). (S213). If the power factor is not smaller than the set value, i.e., equal to or greater than the set value, the program proceeds back to step S201.
또한, 상기 단계 S207의 시간대별 운전모드 확인에서 심야 시간대이면, 충전모드로 전환하고(S214), 전지용량이 충분한지를 확인한다(S215). 이 확인에서 전지용량이 충분하지 않으면 유효전력량 지정 운전을 하고(S216), 역률이 소정의 설정값(예를 들면, 0.9)보다 작은지를 판별하여(S217), 설정값보다 작으면 역률보상제어 운전을 행한다(S218). 그리고, 역률이 설정값보다 작지 않으면, 즉 설정값과 같거나 설정값보다 크면, 프로그램 진행을 상기 단계 S201로 회귀시킨다. In addition, if it is a midnight time zone in the operation mode check for each time zone in step S207, the controller switches to the charging mode (S214) and checks whether the battery capacity is sufficient (S215). If the battery capacity is not sufficient in this confirmation, an effective power amount designation operation is performed (S216). If the power factor is smaller than a predetermined set value (for example, 0.9), it is determined (S217). (S218). If the power factor is not smaller than the set value, i.e., equal to or greater than the set value, the program proceeds back to step S201.
또한, 상기 단계 S210에서 전지용량이 충분하지 않을 경우와, 상기 단계 S215에서 전지용량이 충분할 경우에는 각각 무부하운전을 행한다(S219). 그리고, 이후에는 프로그램 진행을 상기 단계 S201로 회귀시킨다.Further, when the battery capacity is not sufficient in step S210 and when the battery capacity is sufficient in step S215, no load operation is performed (S219). The program then returns to step S201.
여기서, 이상과 같은 본 발명에 따른 전지전력 저장장치를 이용한 복합 운전방법의 실행과 관련하여 심야전력 시간대와 심야전력 시간대가 아닌 경우의 본 발명의 복합 운전방법의 실제 운용예에 대하여 설명을 부연해 보면 다음과 같다.Here, with respect to the execution of the complex operation method using the battery power storage device according to the present invention as described above, the actual operation example of the complex operation method of the present invention in the case of the late night power time zone and the late night power time zone will be described in detail. If you look like this:
먼저, 심야전력 시간대일 경우 2차 전지(축전지)(110)의 현재 잔존용량이 전력공급을 위한 기준용량을 초과하는지를 판별한다. 초과하면 아래의 표 1에서의 <Mode 3>으로 전환하여 상용전력선을 통해 부하에 전력이 공급되도록 한다. 이때, 정전 발생여부를 감시하여 정전 발생 시 상용전원을 통한 전력공급이 불가능하므로, <Mode 1>로 전환하여 축전지(110)에 저장된 전력을 부하로 공급한다. 이후 심야전력 시간대인지, 전지의 잔존용량 상태를 계속 확인하면서 상기의 제어방식을 되풀이한다.First, in the midnight power time zone, it is determined whether the current remaining capacity of the secondary battery (storage battery) 110 exceeds the reference capacity for power supply. If exceeded, switch to <Mode 3> in Table 1 below to allow power to be supplied to the load through the commercial power line. At this time, since the power supply through the commercial power supply is not possible by monitoring whether the power failure occurs, it is switched to <Mode 1> to supply the power stored in the battery 110 to the load. After that, the control method is repeated while checking the remaining capacity state of the battery whether it is a midnight power time zone.
전지의 잔존용량이 기준용량 이하로 내려가면 주간 시간대에 공급할 전력을 축전지(110)에 충분히 저장하기 위해 <Mode 2>로 전환하여 주간전력에 비해 상대적으로 가격이 저렴한 심야전력을 이용하여 축전지(110)를 충전시켜서 주간 시간대의 부하를 충당할 수 있도록 하며, 이때의 부하에는 상용전원을 통해 전력을 공급한다. 만약 정전이 발생 시 상용전력의 사용이 불가능하고, 전지시스템을 통한 전력공급도 불가능하므로 운전을 정지한다.When the remaining capacity of the battery falls below the reference capacity, the battery 110 may be switched to <Mode 2> to sufficiently store the power to be supplied in the daytime period by using the late night power, which is relatively cheaper than the daytime power. ) To be able to cover the load during the daytime, and the load is supplied through commercial power. If a power outage occurs, it is impossible to use commercial power and supply power through the battery system.
한편, 심야전력 시간대가 아닌 경우, 전지의 잔존용량을 판단하여 기준용량을 초과하면 <Mode 4>로 전환하여 상용전력과 전지시스템에서 부하에 전력을 공급하도록 하고, 이때 정전이 발생하게 되면 <Mode 1>로 전환하여 상용전력과 부하와의 연결을 끊고 전지시스템만을 통해서 부하를 충당한다. 이후 시간대와 전지의 잔존용량의 상태를 계속 판단하면서 상기의 제어방식을 되풀이한다.On the other hand, if it is not in the midnight power time zone, the remaining capacity of the battery is judged and if the standard capacity is exceeded, the mode is switched to <Mode 4> to supply power to the load from the commercial power and the battery system. Switch to 1> to disconnect the commercial power and the load and cover the load only through the battery system. After that, the control method is repeated while continuously determining the time period and the remaining capacity of the battery.
전지의 잔존용량이 기준용량 이하가 되면 <Mode 3>으로 전환하여 전지시스템과 부하의 연결이 분리되고 상용전력에서 부하를 충당하게 되는데, 전지시스템의 전지는 심야전력선을 통해서만 충전되므로 심야전력 시간대가 될 때까지는 전지의 충전은 이루어지지 않고 상용전력의 공급만 이루어진다. 이때, 정전이 발생하게 되면 운전이 정지된다.When the remaining capacity of the battery is less than the standard capacity, it switches to <Mode 3> to disconnect the battery system from the load and to cover the load at commercial power. The battery of the battery system is charged only through the midnight power line, so Until the battery is not charged, only commercial power is supplied. At this time, if a power failure occurs, the operation is stopped.
한편, 도 3은 이상과 같은 본 발명에 따른 전지전력 저장장치를 이용한 복합 운전방법을 운용했을 때의 부하평준화 효과를 보여주는 도면이다. On the other hand, Figure 3 is a view showing the load leveling effect when operating the combined operation method using the battery power storage device according to the present invention as described above.
도 3을 참조하면, 전력회사에서 전력을 공급하고 있을 때 전체부하에서 전력을 사용하는 일일 부하곡선은 도시된 바와 같이 나타나며, 이와 같은 전력을 공급하기 위해서는 전력회사에서의 발전설비와 전력송전에 필요한 송ㆍ변전 설비, 그리고 전력저장 시스템 설치전의 용량이 필요한데, 본 발명의 전지전력 저장장치(전력저장 시스템)을 설치했을 경우는 심야에 기저부하 시에 전력을 저장했다가 주간 최대부하시나 필요시에 저장된 전력을 공급해 줌으로써 보다 적은 설비용량이 필요하게 됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 3, a daily load curve using power at full load when a power company is supplying power is shown as shown, and in order to supply such power, power generation equipment and power transmission in a power company are required. The capacity before transmission and substation facilities and power storage system is required. When the battery power storage device (power storage system) of the present invention is installed, the electric power is stored at base load in the middle of the night and then at maximum or weekly load. By supplying the stored power it can be seen that less capacity is required.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 전지전력 저장장치 및 그를 이용한 복합 운전방법은 기존의 전력계통에 병렬로 연계되어 전력요금이 저렴한 심야 기저부하시에 전력을 전력변환장치에 의해 직류로 변환하여 2차전지에 저장하였다가 전력요금이 높은 최대부하 시간대나 필요시에 저장된 전력을 다시 교류로 변환하여 수용가에 공급함으로써, 전체 계통의 부하 평준화와 수용가의 전력요금 경제성을 향상시킬 수 있고, 상용전원 공급자(한국전력공사) 측면에서 볼 때는 최대부하시의 전력 공급을 위한 설비용량을 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 수용가에 설치 시 평소에는 부하평준화 효과용(전력요금 절감용)으로 사용하다가 정전시는 중요부하에 무정전으로 전력을 공급해주는 무정전 전원장치 및 비상용 발전기의 역할을 대신할 수 있는 장점이 있다. As described above, the battery power storage device and the combined operation method using the same according to the present invention is connected in parallel to the existing power system by converting the electric power into a direct current by the power conversion device in the late night base load at a low power bill 2 It is possible to improve the load leveling of the entire system and to improve the power rate economics of customers by storing it in the battery and converting the stored power back to AC when needed and the maximum load time when the power rate is high, or when needed. In terms of (Korea Electric Power Corporation), there is an advantage that can reduce the capacity of the power supply for the maximum load. In addition, when installed in the consumer has the advantage of replacing the role of an uninterruptible power supply and an emergency generator to supply power to the uninterrupted power in the event of a power outage, but usually used for load leveling effect (for reducing power bills).
도 1은 본 발명에 따른 전지전력 저장장치의 개략적인 시스템 구성도.1 is a schematic system configuration diagram of a battery power storage device according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 전지전력 저장장치를 이용한 복합 운전방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도.2 is a flowchart illustrating an execution process of a complex operation method using a battery power storage device according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 전지전력 저장장치를 이용한 복합 운전방법을 운용했을 때의 부하평준화 효과를 보여주는 도면.3 is a view showing a load leveling effect when operating a combined operation method using a battery power storage device according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110...2차 전지(축전지) 112...제1차단기110 ... Secondary battery (storage battery) 112 ... First breaker
114...직류 리액터 116...직류 커패시터 뱅크114.DC reactor 116 DC bank
120...직류/교류 변환장치 130...전력계통 연계장치120 ... DC / AC converter 130 ... Power system linkage device
131...연계 리액터 132...필터131 Linked reactor 132 Filter
133...인버터 변압기 134...제2차단기 133 ... inverter transformer 134 ... secondary circuit breaker
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