KR101493246B1 - Charge/discharge control apparatus and method - Google Patents

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KR101493246B1
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채수용
오세승
한수빈
김규덕
유승원
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한국에너지기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a charge control method for a vehicle including a battery in a microgrid with a new renewable energy generator. The charge control apparatus comprises: a storage unit which stores allowable power unit price information having different power unit prices for each allowable variation range of charge current; a vehicle charging unit which outputs charging power to a first vehicle and outputs power having a set allowable level or less of an output variation of the new renewable energy generator to the first vehicle; and a control unit which calculates a charge fee according to power unit price corresponding to the allowable level in the allowable power unit price information with respect to power energy charged to the first vehicle.

Description

충방전 제어 장치 및 제어 방법{CHARGE/DISCHARGE CONTROL APPARATUS AND METHOD}{CHARGE / DISCHARGE CONTROL APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 마이크로그리드에서의 충방전 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a charge / discharge control device and a control method in a microgrid.

계통을 안정시키기 위해 집단적으로 전력을 소비하는 건물과 같은 집단 전력 소비체 내에 부가적인 에너지 관리 장치들이 설치되고 있다. 예를들어, 건물 에너지 관리 시스템(BEMS, Building Energy Management System)이라고 불리우는 건물 내 에너지 장치는 건물 내 전력망에 연결되어 있는 부하 혹은 분산전원을 제어하여 건물 내에서의 전력 소비 혹은 생산이 계통에 큰 영향을 미치지 않도록 조절한다.Additional energy management devices are being installed in collective power consumers such as buildings that collectively consume power to stabilize the grid. For example, a building energy system (BEMS), called a building energy management system (BEMS), controls the load or distributed power connected to the grid in a building, .

이러한 부가적인 에너지 관리 장치 중 가장 핵심적인 장치는 대용량 배터리이다. 전력의 생산과 소비 시점이 다를 경우, 이러한 시점 상의 전력 수급 불균형을 해소하기 위해서는 전력을 일시적으로 저장했다가 다시 필요한 시점에 저장된 전력을 출력하는 장치가 필요한데, 이러한 장치가 대용량 배터리이다.One of the most important of these additional energy management devices is a large capacity battery. In order to solve the imbalance in power supply and demand at the point of time when the production and consumption of electricity are different from each other, a device that temporarily stores the electric power and outputs the stored electric power again is needed.

대용량 배터리는 말 그대로 건물과 같이 집단적으로 전력을 소비하는 곳에서 대용량의 전력을 저장할 수 있는 장치를 의미한다. 그런데, 이러한 대용량 배터리는 전력량의 측면에서 대용량의 전력을 저장할 수 있지만 유출입되는 전류(충방전 전류)의 측면에서 급속한 전류의 변화량을 감당하지 못하는 경우가 많다. 좀더 구체적으로 이야기하면 대용량 배터리는 변화량이 작은 안정적인 전류를 통해 많은 양의 전력을 저장하는 용도로 개발된 것으로서 순간적으로 급변하는 전류에 대하여는 불안정한 측면을 가지고 있다.A large-capacity battery means a device capable of storing a large amount of electric power in a place where the electric power collectively collects like a building. However, such a large-capacity battery can store a large amount of electric power in terms of the amount of electric power, but in many cases, it can not cope with a rapid change in current in terms of the current flowing in and out (charge / discharge current). More specifically, a large-capacity battery has been developed for storing a large amount of electric power through a stable current having a small change amount, and has an unstable aspect for an instantaneous rapidly varying current.

또한, 배터리의 수명은 충방전 횟수 및 충방전되는 전류의 변화량에 영향을 받게 되는데, 고가의 대용량 배터리의 수명을 길게 유지하기 위해서는 변화량이 큰 전류의 유출입을 줄이는 것이 중요하다.Also, the life of the battery is affected by the number of times of charging and discharging and the amount of charge and discharge current. It is important to reduce the flow of current with a large amount of change in order to keep the lifetime of the expensive large capacity battery long.

전술한 변화량이 큰 전류는 마이크로그리드 내에서 수시로 발생한다. 구체적으로 보면, 마이크로그리드에 연결된 부하 혹은 신재생에너지발전기는 예측하기 어려운 급변 전력 소비 혹은 급변 전력 생산의 특성을 가지고 있다. 예를들어, 건물 내 냉난방 부하의 경우, 장시간 미가동 상태에 있다가 갑자기 가동을 시작하는 경우 실내 온도와 설정 온도의 큰 차이로 인해 급격한 출력 상승을 초래하는 경우가 많다. 이러한 급격한 출력 상승은 냉난방기로 흘러가는 전류가 급격하게 증가되는 결과를 초래한다. 전력을 생산하는 측면에서도 비슷한 상황이 초래될 수 있는데, 예를들어, 마이크로그리드에 소형 풍력이나 태양광 발전기가 연결되어 있는 경우, 이러한 신재생에너지발전기는 기상 상황에 따라 급격한 출력 상승을 초래할 수 있다. 그리고 이러한 급격한 출력 상승은 신재생에너지발전기로부터 마이크로그리드로 흘러가는 전류가 급격하게 증가되는 결과를 초래한다.The above-described large currents occur frequently in the microgrid. Specifically, the load or renewable energy generator connected to the micro grid has characteristics of rapid power consumption or rapid power generation that are difficult to predict. For example, in the case of a heating / cooling load in a building, if the heating / unloading operation starts suddenly after being in an unoperated state for a long time, a sudden increase in output is caused due to a large difference between the room temperature and the set temperature. This sudden increase in output results in a sudden increase in the current flowing into the cooling / heating system. A similar situation can arise in terms of power generation, for example, when a small wind or photovoltaic generator is connected to a micro grid, such a renewable energy generator can cause a dramatic power increase depending on weather conditions . This rapid increase in output results in a drastic increase in the current flowing from the renewable energy generator to the micro grid.

이렇게 마이크로그리드에 연결된 부하 혹은 신재생에너지발전기가 급변하는 전력 소비 혹은 전력 생산의 특성을 가지고 있음에도 불구하고, 전술한 바와 같이 마이크로그리드를 안정시키기 위한 대용량 배터리는 순간적으로 급변하는 전류에 대하여 불안정한 측면이 있어, 이러한 특성을 모두 받아주기 어렵다.Although the load or the renewable energy generator connected to the micro grid has a characteristic of rapidly changing power consumption or power generation, as described above, the large capacity battery for stabilizing the micro grid is unstable in terms of instantaneous rapidly varying current It is difficult to take all of these characteristics.

한편, 환경에 대한 관심이 고조되면서 전기자동차를 비롯하여 배터리를 포함하고 있는 자동차들이 다수 개발되고 있다. 이러한 자동차들은 제동을 위해 소모되는 에너지를 다시 활용할 수 있는 회생제동장치를 포함하고 있다. 회생제동장치란, 자동차의 제동에서 발생하는 에너지를 제너레이터를 이용하여 전기에너지로 변환한 후 배터리에 저장하는 기술로서, 도심 운행과 같이 제동에 의해 많은 에너지를 소비하는 자동차에 있어서 연비를 개선시킬 수 있는 획기적인 기술이다.Meanwhile, as interest in the environment has increased, many vehicles including electric vehicles and batteries have been developed. These vehicles include regenerative braking devices that can reuse the energy consumed for braking. The regenerative braking system is a technology that converts energy generated by the braking of an automobile into electric energy and stores it in a battery. It can improve fuel efficiency in a vehicle that consumes a lot of energy by braking It is a breakthrough technology.

전기자동차와 같은 자동차는 이러한 회생제동장치를 포함하기 위해서는 제동에서 발생하는 급격한 전류를 받아들일 수 있는 배터리를 포함하고 있다.
한편, 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0092714호에 개시되어 있다.BACKGROUND ART [0002] Vehicles such as electric vehicles include a battery capable of receiving a sudden current generated in braking in order to include such a regenerative braking device.
On the other hand, the technology to be a background of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0092714.

이러한 배경에서, 일 측면에서, 본 발명의 목적은, 순간적으로 급변하는 전류 변동을 마이크로그리드에서 흡수할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.In this context, in one aspect, an object of the present invention is to provide a technique capable of absorbing instantaneous rapidly changing current fluctuations in a microgrid.

다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 급변하는 전류 변동량을 자동차 배터리로 흡수하는 기술을 제공하는 것이다.In another aspect, an object of the present invention is to provide a technique of absorbing a rapidly varying amount of current fluctuation into an automobile battery.

또 다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 마이크로그리드에 연결되어 있는 대용량 배터리의 수명을 개선하는 기술을 제공하는 것이다.In another aspect, an object of the present invention is to provide a technique for improving the lifetime of a large-capacity battery connected to a micro-grid.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 신재생에너지발전기를 포함하는 마이크로그리드에서 배터리를 포함하는 자동차에 대한 충전을 제어하는 장치에 있어서, 충전 전류 변동량의 허용치별로 서로 다른 전력 단가를 가지는 허용치별 전력 단가 정보를 저장하는 저장부; 제1 자동차로 충전 전력을 출력하며, 상기 신재생에너지발전기의 급격한 출력 변동을 흡수하기 위해 상기 신재생에너지발전기의 출력 변동 중 설정된 허용치 이하의 전력을 상기 제1 자동차로 출력하는 자동차 충전부; 및 상기 제1 자동차로 출력된 전력량에 대하여 상기 허용치별 전력 단가 정보에서 상기 설정된 허용치에 해당되는 전력 단가에 따라 충전 요금을 계산하는 제어부를 포함하는 충전 제어 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, in one aspect, the present invention provides an apparatus for controlling charging of a vehicle including a battery in a micro grid including a renewable energy generator, A storage unit for storing power unit price information by tolerance having unit price; An automobile charging unit that outputs charging power to the first vehicle and outputs power less than a set allowable value among output fluctuations of the renewable energy generator to absorb sudden output fluctuations of the renewable energy generator to the first vehicle; And a control unit for calculating a charging charge according to the power unit price corresponding to the set allowable value in the power unit price information per the allowable value with respect to the power amount output to the first vehicle.

다른 측면에서, 본 발명은, 신재생에너지발전기 및 대용량 배터리를 포함하는 마이크로그리드에서 배터리를 포함하는 자동차에 대한 충전을 제어하는 방법에 있어서, 충전 전류 변동량의 허용치별로 서로 다른 전력 단가를 가지는 허용치별 전력 단가 정보를 저장하는 단계; 제1 자동차로 충전 전력을 출력하는 단계; 제2 자동차로 충전 전력을 출력하는 단계; 상기 신재생에너지발전기의 급격한 출력 변동을 흡수하기 위해 상기 신재생에너지발전기의 출력 변동 중 제1 허용치 이하의 전력을 상기 제1 자동차로 출력하는 단계; 상기 신재생에너지발전기의 출력 변동 중 제2 허용치 이하의 전력을 상기 제2 자동차로 출력하는 단계; 상기 신재생에너지발전기의 출력 변동 중 충전 전류 변동량이 제3 허용치 이상에 해당되는 전력은 상기 대용량 배터리로 출력되지 않도록 제어하는 단계; 및 상기 제1 자동차로 출력된 전력량에 대하여 상기 허용치별 전력 단가 정보에서 상기 제1 허용치에 해당되는 전력 단가에 따라 충전 요금을 계산하고 상기 제2 자동차로 출력된 전력량에 대하여 상기 제2 허용치에 해당되는 전력 단가에 따라 충전 요금을 계산하는 단계를 포함하는 충전 제어 방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling charging of an automobile including a battery in a micro grid including a renewable energy generator and a large capacity battery, the method comprising the steps of: Storing power unit price information; Outputting the charging power to the first vehicle; Outputting the charging power to the second vehicle; Outputting a power less than a first allowable value of the output fluctuation of the renewable energy generator to the first vehicle to absorb a sudden output fluctuation of the renewable energy generator; Outputting power of the second renewable energy generator to the second automobile; Controlling the output of the renewable energy generator such that the charge current fluctuation amount of which is equal to or greater than a third allowable value is not output to the large capacity battery; And calculating a charge rate in accordance with the power unit price corresponding to the first tolerance value from the power unit price information per the allowable value with respect to the power amount output to the first automobile, And calculating a charging charge according to the power unit price.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 마이크로그리드에서 배터리를 포함하는 자동차에 대한 충전 혹은 방전을 제어하는 장치에 있어서, 전류 변동량에 대한 제1 허용치 이하의 전력을 출력시키거나 입력받는 제1 필터를 포함하는 제1 출력부; 상기 제1 허용치보다 큰 값의 제2 허용치 이하의 전력을 출력시키거나 입력받는 제2 필터를 포함하는 제2 출력부; 및 상기 제1 출력부를 통해 출력 혹은 입력되는 전력에 대한 단가가 상기 제2 출력부를 통해 출력 혹은 입력되는 전력에 대한 단가보다 높아지도록 제어하는 제어부를 포함하는 충방전 제어 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling charging or discharging of an automobile including a battery in a microgrid, the apparatus comprising: a first filter for outputting or receiving a power equal to or less than a first allowable value A first output unit for outputting a first output signal; A second output section including a second filter for outputting or receiving a power equal to or lower than a second tolerance value greater than the first tolerance; And a control unit controlling the unit price of power output or input through the first output unit to be higher than a unit price of power output or input through the second output unit.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 순간적으로 급변하는 전류 변동을 마이크로그리드에서 흡수할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 급변하는 전류 변동량을 자동차 배터리로 흡수할 수 있으며, 마이크로그리드에 연결되어 있는 대용량 배터리의 수명을 개선하는 효과가 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, there is an effect that instantaneous rapidly changing current fluctuations can be absorbed by the microgrid. In addition, according to the present invention, it is possible to absorb a rapidly varying amount of current fluctuation by an automobile battery and to improve the life of a large-capacity battery connected to the micro-grid.

도 1은 건물 내 전력망에 연결되어 있는 구성들의 연결도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 제어 장치의 내부 블록도이다.
도 3은 대용량 배터리의 수명에 영향을 미치는 요소들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 충전 전류 변동량을 선택하기 위한 인터페이스 화면의 예시도이다.
도 5는 제1 자동차 충전부의 필터 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 대용량 배터리 충전부를 더 포함하고 있는 제어 장치의 내부 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 제어 장치의 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 제어 장치의 내부 블록도이다.
도 9는 제1 필터, 제2 필터 및 대용량 배터리의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a connection diagram of components connected to a power grid in a building.
2 is an internal block diagram of a control apparatus according to an embodiment.
3 is a view for explaining factors affecting the life of a large-capacity battery.
4 is an exemplary view of an interface screen for selecting a charge current variation amount.
5 is a view for explaining a filter block of a first vehicle charging unit.
6 is an internal block diagram of a control apparatus further including a large-capacity battery charging unit.
7 is a flowchart of a control method of a control apparatus according to an embodiment.
8 is an internal block diagram of a control apparatus according to another embodiment.
9 is a view for explaining the connection relationship between the first filter, the second filter, and the large capacity battery.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected,""coupled," or "connected."

마이크로그리드는 소규모 전력망을 의미하는 것으로 분산전원을 포함할 수 있다. 마이크로그리드의 대표적인 예는 건물 내 전력망이다. 아래에서는 실시예를 설명함에 있어서, 건물 내 전력망을 예로 들어 마이크로그리드에 대해 설명한다. 다만, 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 예를들어, 야전부대와 같이 그리드(상용 전력망)와 독립적으로 운용되기도 하고, 결합되어 운용되기도 하는 마이크로그리드에도 본 발명이 기술적 사상이 적용될 수 있다.
The microgrid means a small power grid and can include a distributed power source. A typical example of a micro grid is a building grid. In the following, the micro grid will be described by taking an example of a power grid in a building as an example. However, the present invention is not limited thereto. For example, the technical idea of the present invention can be applied to a micro grid, which may be operated independently of a grid (commercial power grid) like a field unit, or may be operated in combination.

도 1은 건물 내 전력망에 연결되어 있는 구성들의 연결도이다.1 is a connection diagram of components connected to a power grid in a building.

도 1을 참조하면, 건물 내 전력망(120, 이하에서는 '건물 전력망'이라 함)은 계통(130)과 연결되어 있으면서 계통(130)으로부터 전력을 공급받는다. 또한, 이러한 건물 전력망(120)은 계통(130)으로 전력을 공급할 수도 있다.Referring to FIG. 1, a power grid 120 (hereinafter referred to as a building power grid) is connected to a grid 130 and receives power from the grid 130. The building power grid 120 may also supply power to the system 130.

건물 전력망(120)에는 전력을 소비하는 부하(140)들과 전력을 생산하는 신재생에너지발전기(150)가 연결되어 있을 수 있다. 이외에도 건물 전력망(120)에는 디젤 등의 다른 에너지원을 사용하는 분산전원이 더 연결되어 있을 수 있다. 건물 전력망(120)에 연결되어 잇는 부하(140)들의 대표적인 예는 건물 냉난방 장치이다. 또한, 신재생에너지발전기(150)의 대표적인 예는 소형 풍력 발전기 혹은 태양광 발전기일 수 있다.The building power grid 120 may be connected to loads 140 consuming power and a renewable energy generator 150 generating power. In addition, a distributed power source using another energy source such as diesel may be further connected to the building power grid 120. A representative example of the loads 140 connected to the building grid 120 is a building heating / cooling system. Also, a representative example of the renewable energy generator 150 may be a small wind turbine generator or a solar generator.

건물 전력망(120)에는 시간상의 전력 수급 불균형을 해소하기 위한 대용량 배터리(170)가 연결될 수 있다. 이러한 대용량 배터리(170)는 에너지저장시스템(ESS, energy storage system)으로 불리기도 하지만, 특정 형태의 ESS로 제한되는 것은 아니며 대용량의 전력을 저장할 수 있는 배터리의 형태는 모두 본 실시예에서 설명하는 대용량 배터리(170)에 해당될 수 있다.The building power grid 120 may be connected to a large capacity battery 170 for eliminating power supply imbalance in time. Although the large-capacity battery 170 is sometimes referred to as an energy storage system (ESS), it is not limited to a specific type of ESS, and the form of the battery capable of storing a large amount of power is not limited to the large capacity And may correspond to the battery 170.

대용량 배터리(170)는 건물 전력망(120)에 직접적으로 연결될 수도 있으나 도 1에 도시된 바와 같이 제어 장치(110)를 통해 연결될 수도 있다. 이러한 제어 장치(110)는 건물 전력망(120)과 대용량 배터리(170) 사이에 위치하면서 대용량 배터리(170)로 유출입되는 전력량을 제어할 수 있다.The large capacity battery 170 may be directly connected to the building power network 120, but may also be connected through the control unit 110 as shown in FIG. The control device 110 can control the amount of power flowing into and out of the large capacity battery 170 while being positioned between the building power network 120 and the large capacity battery 170.

도 1을 참조하면, 건물 전력망(120)에는 자동차들(160a, 160b)이 더 연결되어 있다. 이러한 자동차들(160a, 160b)은 제어 장치(110)를 거쳐 건물 전력망(120)에 연결된다. 자동차들(160a, 160b)은 내부에 배터리를 포함하고 있어, 실질적으로 이러한 배터리가 건물 전력망(120)에 연결되게 된다. 자동차들(160a, 160b)에 포함되어 있는 배터리는 대용량 배터리(170)에 비해 상대적으로 적은 용량을 가지고 있다. 결과적으로 건물 전력망(120)에는 대용량 배터리(170)와 하나 이상의 소용량 배터리(자동차들(160a, 160b)에 포함된 배터리)가 연결되게 된다.
Referring to FIG. 1, automobiles 160a and 160b are further connected to the building power network 120. FIG. These cars 160a and 160b are connected to the building power network 120 via the control device 110. [ The automobiles 160a and 160b include a battery therein so that the battery is substantially connected to the building power grid 120. [ The battery included in the automobiles 160a and 160b has a relatively small capacity as compared with the large capacity battery 170. [ As a result, the building power network 120 is connected to the large capacity battery 170 and one or more small capacity batteries (batteries included in the cars 160a and 160b).

도 2는 일 실시예에 따른 제어 장치(110)의 내부 블록도이다.2 is an internal block diagram of the controller 110 according to an embodiment.

도 2의 (a)를 참조하면, 제어 장치(110)는 저장부(210), 자동차 충전부(220), 계산부(230) 등을 포함할 수 있다. 그리고, 도 2의 (b)를 참조하면, 자동차 충전부(220)는 제1 자동차 충전부(221) 및 제2 자동차 충전부(222)를 포함하면서 둘 이상의 자동차로 전력을 출력할 수도 있다. 물론, 이는 일 예시로서 자동차 충전부(220)는 N(N은 1이상의 자연수)개의 서브 블록을 가지고 있으면서 N개의 자동차로 전력을 출력할 수도 있다.2 (a), the controller 110 may include a storage unit 210, a car charging unit 220, a calculation unit 230, and the like. Referring to FIG. 2B, the car charging unit 220 may output power to two or more vehicles including the first car charging unit 221 and the second car charging unit 222. Of course, as an example, the car charging unit 220 may output power to N vehicles while having N subblocks (N is a natural number of 1 or more).

저장부(210)는 내부적으로 메모리를 포함할 수 있는 블록으로서, 제어 장치(110)의 프로세스 실행에서 필요한 각종 정보를 저장할 수 있다. 특히, 저장부(210)는 충전 전류 변동량의 허용치별로 서로 다른 전력 단가를 가지는 허용치별 전력 단가 정보를 저장할 수 있다.The storage unit 210 is a block that may internally include a memory, and may store various kinds of information necessary for the execution of the process of the controller 110. [ In particular, the storage unit 210 may store power unit price information by tolerance having different power unit prices for the allowable values of the variation of the charging current.

충전 전류 변동량 허용치Charge current fluctuation tolerance 전력 단가Power unit price 5A/s5A / s 200원/kwh200 won / kwh 10A/s10 A / s 190원/kwh190 won / kwh 100A/s100 A / s 180원/kwh180 won / kwh

표 1은 허용치별 전력 단가 정보의 일 예시이다. 표 1을 참조하면, 충전 전류의 변동량이 초당 5A에 해당되는 전류를 허용하는 경우, 전력 단가를 kwh당 200원으로 책정한다는 정보가 저장되어 있다. 또한, 10A/s에 대하여는 190원/kwh, 100A/s에 대하여는 180원/kwh로 책정한다는 정보가 표 1에 표시되어 있다. 저장부(210)는 이러한 정보를 테이블 형태로 저장하고 있을 수 있으며, 또한, 일정한 식의 형태로 저장할 수 있다.Table 1 is an example of power unit price information by tolerance. Referring to Table 1, information is stored that the power unit price is set at 200 won per kWh when the variation of the charging current allows a current corresponding to 5A per second. Table 1 also shows that information is set at 190 won / kwh for 10A / s and 180 won / kwh for 100A / s. The storage unit 210 may store such information in the form of a table, and may also store the information in a predetermined form.

자동차 충전부(220)는 연결된 자동차들(160a, 160b)에 충전 전류를 공급한다. 자동차 충전부(220)에는 도 1에 도시된 것과 같이 두 대의 자동차가 연결될 수 있는데, 이때, 자동차 충전부(220)는 도 2의 (b)와 같이 두 개 이상의 출력부(제1 자동차 충전부(221), 제2 자동차 충전부(222))를 포함하고 있을 수 있다.The car charging unit 220 supplies charging currents to the connected vehicles 160a and 160b. 1, the car charging unit 220 may include two or more output units (the first car charging unit 221 and the second car charging unit 221) as shown in FIG. 2 (b) , A second car charging unit 222).

자동차 충전부(220)는 자동차로 전달되는 전력을 제어할 수 있다. 자동차로 전달되는 전력의 제어는 실시예에 따라 다양하게 나타날 수 있다. 우선, 자동차에 온보드차저(on-board charger)가 부착되어 있는 경우, 자동차 충전부(220)는 출력되는 전압을 제어함으로써 자동차로 공급되는 전력량을 제어할 수 있다. 자동차에 온보드차저가 없는 경우, 자동차 충전부(220)는 전류 제어를 통해 자동차로 공급되는 전력량을 제어할 수도 있다. 물론, 이러한 구성들은 일 예시들이고 자동차 충전부(220)와 자동차의 특성(자동차 내부의 배터리 제어 장치 특성)에 따라 다른 실시예들이 도출될 수도 있다.The car charging unit 220 can control the electric power delivered to the vehicle. Control of power delivered to the vehicle may vary depending on the embodiment. First, when an on-board charger is attached to a car, the car charging unit 220 can control the amount of power supplied to the car by controlling the output voltage. If there is no onboard charger in the vehicle, the vehicle charging unit 220 may control the amount of power supplied to the vehicle through current control. Of course, these configurations are merely examples and other embodiments may be derived depending on the characteristics of the car charging unit 220 and the car (battery control device characteristics inside the car).

자동차 충전부(220)가 온보드차저가 없는 자동차에 대하여 전력량을 제어하는 일 예를 좀더 구체적으로 설명한다. 자동차에 온보드차저가 없고 자동차의 배터리가 커넥터를 통해 외부로 직접 연결될 수 있게 형성되어 있는 경우, 자동차 충전부(220)는 이러한 자동차의 배터리로 DC 전류를 공급해 주어야 한다. 자동차의 배터리 전압은 일정한 수준을 유지하고 있으므로 자동차 충전부(220)는 전류량을 제어함으로써 충전 전력량을 제어하게 된다.An example in which the car charging unit 220 controls the amount of electric power for an automobile without on-board charger will be described in more detail. If the car is not equipped with an onboard charger and the battery of the car is configured to be directly connected to the outside through the connector, the car charging unit 220 must supply DC current to the battery of such car. Since the battery voltage of the vehicle is maintained at a constant level, the car charging unit 220 controls the amount of electric power by controlling the amount of electric current.

자동차 충전부(220)가 온보드차저를 구비한 자동차에 대하여 전력량을 제어하는 예에 대해서도 살펴본다. 자동차에 온보드차저가 구비되어 있는 경우, 이러한 온보드차저는 자동차로 입력되는 전력의 전압을 자동차 배터리의 특성에 맞추어 변환하는 기능을 가지고 있다. 따라서, 이때, 자동차 충전부(220)는 자동차 배터리의 전압과 무관하게 전압을 변경하면서 자동차로 출력되는 전력을 제어할 수 있게 된다.An example in which the vehicle charging unit 220 controls the amount of electric power for a vehicle having an on-board charger will also be described. When an automobile is equipped with an onboard charger, the onboard charger has the function of converting the voltage of the power input to the car to match the characteristics of the car battery. Therefore, at this time, the car charging unit 220 can control the power output to the vehicle while changing the voltage regardless of the voltage of the automobile battery.

제어부(230)는 제어 장치(110)의 프로세스 실행에 필요한 제반 제어 기능을 수행하게 된다. 특히, 제어부(230)는 충전을 실행한 자동차에 대하여 충전 요금을 계산하는 기능을 수행하게 된다. 충전 요금의 계산에 사용되는 전력 단가는 저장부(210)에 저장된 허용치별 전력 단가 정보에 기반할 수 있다.
The control unit 230 performs all the control functions necessary for executing the process of the control device 110. [ In particular, the control unit 230 performs a function of calculating the charging charge for the car that has performed the charging. The power unit price used in the calculation of the charge rate may be based on the power unit price information per tolerance stored in the storage unit 210. [

도 3은 대용량 배터리의 수명에 영향을 미치는 요소들을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining factors affecting the life of a large-capacity battery.

도 3의 (a)는 대용량 배터리(170) 충전 상태(SOC, state of charge)를 나타내는 그래프이다. 도 3의 (a)를 참조하면, 대용량 배터리(170)는 50%에서 90% 사이의 SOC를 유지하고 있다. 대용량 배터리는 과충전 상태(예를들어, SOC 90% 이상) 혹은 과방전 상태(예를들어, SOC 50% 이하)에서 충방전이 이루어지는 경우, 적정 상태(예를들어, SOC 50% 내지 90%)에서 충방전이 이루어지는 경우보다 더 큰 수명 감소를 초래할 수 있다. 이러한 이유로 대용량 배터리(170)의 충전 상태가 일정 치 이상인 경우, 이러한 대용량 배터리(170)로 충전 전류를 공급하지 않는 것이 대용량 배터리(170)의 수명을 증진시키는데 유리할 수 있다.3 (a) is a graph showing a state of charge (SOC) of the large capacity battery 170. As shown in FIG. Referring to FIG. 3 (a), the large capacity battery 170 maintains the SOC between 50% and 90%. The large capacity battery is in an appropriate state (for example, SOC 50% to 90%) when charging / discharging is performed in an overcharged state (for example, SOC 90% or more) or an overdischarged state (for example, SOC 50% May lead to a longer life time than when charge / discharge is performed. For this reason, when the state of charge of the large capacity battery 170 is equal to or higher than a predetermined value, it may be advantageous to increase the life of the large capacity battery 170 by not supplying the charging current to the large capacity battery 170.

도 3의 (b)는 대용량 배터리로 공급되는 전류를 나타내는 그래프이다. 도 3의 (b)를 참조하면, 전류가 일부 구간에서 급격히 상승(기울기 1로 표시된 부분)하다가 급격히 하강(기울기 2로 표시된 부분)하고 있다. 이렇게 충전 전류가 급격하게 변하는 구간에서 대용량 배터리(170)의 수명이 감소할 수 있다.3 (b) is a graph showing the current supplied to the large-capacity battery. Referring to FIG. 3 (b), the current rises sharply (a portion indicated by a slope 1) in a certain section, but falls sharply (a portion indicated by a slope 2). The lifetime of the large capacity battery 170 can be reduced in such a period that the charge current is abruptly changed.

도 3을 참조하여 설명한 대용량 배터리(170)의 수명 감축 요인들은 대용량 배터리(170)의 전기화학적 특성에서 유례할 수 있다. 대용량 배터리(170)의 경우, 저장할 수 있는 용량을 크게 하기 위해 전극 사이를 멀리 떨어뜨릴 수 있는데, 이때, 충전 전류가 급변하는 경우, 일 전극에서는 정상 반응에 참여하는 이온들이 전극에 충분히 존재하기 이전에 충전 전류가 공급되어 정상 반응이 아닌 부반응이 발생하게 된다. 이러한 부반응은 충방전에 의해 원상태로 복귀하지 않는 침전 물질들을 만들어 냄으로써 대용량 배터리(170)의 수명을 단축시키게 된다. 과방전 혹은 과충전 상태에서의 반응도 비슷한 맥락에서 대용량 배터리(170)의 수명을 단축시키는 것으로 이해할 수 있다.
The lifetime reduction factors of the large capacity battery 170 described with reference to FIG. 3 may be analogous to the electrochemical characteristics of the large capacity battery 170. In the case of the large capacity battery 170, in order to increase the storage capacity, the distance between the electrodes can be decreased. At this time, when the charge current is rapidly changed, A charge current is supplied to the reactor, and a side reaction is generated instead of a normal reaction. This side reaction shortens the lifetime of the large capacity battery 170 by producing precipitate materials that do not return to the original state by charging and discharging. It can be understood that the reaction in the overdischarge state or the overcharge state shortens the lifetime of the large capacity battery 170 in a similar manner.

건물 전력망(120)에 연결되어 있는 부하(140) 혹은 신재생에너지발전기(150)는 예측되지 않는 급격한 전류 변동의 전력 소비 혹은 전력 생산의 행태를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예는 이러한 결과로서 발생하는 건물 전력망(120) 내의 급격한 전류 변동이 대용량 배터리(170)로 전달되지 않도록 하는 기술을 제공한다. 이를 위해, 제어 장치(110)는 자동차 충전부(220)에 대한 제어를 통해 급격한 전류 변동이 대용량 배터리(170)가 아닌 자동차 배터리로 전달되도록 한다.The load 140 or the renewable energy generator 150 connected to the building power grid 120 may have an unpredictable sudden current fluctuation power consumption or behavior of power generation. Embodiments of the present invention provide a technique for preventing sudden current fluctuations in the resulting building power grid 120 from being delivered to the large capacity battery 170. [ For this, the controller 110 controls the car charging unit 220 so that abrupt current fluctuation is transmitted to the car battery rather than the large capacity battery 170.

자동차 배터리는 대용량 배터리(170)와 다른 용도로 설계되어 그 특성도 대용량 배터리(170)와 다르다. 자동차 배터리는 급격히 변동하는 전류를 흡수하거나 이러한 전류를 공급해 줄 수 있도록 설계된다. 전기자동차, 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차 등은 회생 제동 기능을 가지게 되는데, 이러한 회생 제동 기능은 자동차가 정지하면서 방출하는 자동차의 관성 에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리로 저장하는 기능이다. 이때, 자동차는 급브레이크와 같은 상황에서 발생하는 전류도 충분히 흡수할 수 있도록 설계되는데, 이를 위해 이러한 자동차는 급격히 변동하는 전류를 적절히 흡수할 수 있는 배터리를 구비하게 된다.The car battery is designed for a different purpose than the large capacity battery 170, and its characteristics are different from the large capacity battery 170. [ Automotive batteries are designed to absorb or supply rapidly varying currents. Electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles have a regenerative braking function. The regenerative braking function is a function of converting the inertia energy of an automobile, which is emitted while the vehicle is stopped, into electric energy and storing it as a battery. At this time, the automobile is designed so as to sufficiently absorb the current generated in situations such as emergency brakes. For this purpose, the automobile is provided with a battery capable of appropriately absorbing a rapidly fluctuating current.

이러한 자동차 배터리는 또한, 급격히 변동하는 전류를 공급하는 능력도 가지고 있는데, 이러한 능력은 정지된 상태에서의 급가속을 전기모터가 온전히 감당하거나 혹은 전기모터가 토크 어시스턴스로서 기능하는 경우에 요구되는 능력이다.Such an automotive battery also has the ability to supply rapidly varying currents, which is the capability required when the electric motor fully compensates for rapid acceleration in a stationary state or when the electric motor functions as a torque assistance to be.

본 발명의 실시예는 건물 전력망(120) 내의 급격한 전류 변동을 이러한 전류를 적합하게 흡수할 수 있는 자동차 배터리로 전달하는 기술을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a technique for delivering abrupt current fluctuations in the building power network 120 to an automotive battery that is suitably capable of absorbing such currents.

그런데, 자동차 배터리는 대용량 배터리(170)와 달리 건물 전력망(120)에 상시적으로 부착되어 있는 장치가 아니며, 또한 건물 관리자가 마음대로 급격히 변동하는 전류를 공급해 줄 수 있는 장치도 아니다. 이러한 이유로 건물 관리자는 건물 전력망(120)에 연결되는 자동차에 대해 자동차 사용자가 허용할 수 있는 전류 변동량 허용치를 입력받거나 자동차 사용자에게 특정 허용치 이하의 전류 변동이 공급될 수 있음을 고지할 필요가 있다. 또한, 이러한 급격한 전류 변동의 공급을 허용한 자동차에 대해 인센티브를 제공할 필요가 있다.
However, unlike the large capacity battery 170, the automobile battery is not a device that is always attached to the building power network 120, nor is it a device that can provide a rapidly varying current to the building manager. For this reason, the building manager needs to be informed that the car connected to the building grid 120 may receive a current variation tolerance acceptable to the car user, or that the car user may be supplied with a current variation below a certain limit. In addition, there is a need to provide incentives for automobiles that are allowed to supply such abrupt current fluctuations.

도 4는 충전 전류 변동량을 선택하기 위한 인터페이스 화면의 예시도이다.4 is an exemplary view of an interface screen for selecting a charge current variation amount.

제어 장치(110)는 도 4에 도시된 것과 같은 인터페이스 화면을 통해 자동차 충전부(220)로 접속되는 자동차에 허용되는 충전 전류 변동량을 확인하거나 설정할 수 있다.The control device 110 can confirm or set the allowable charge current variation amount to the automobile connected to the vehicle charging part 220 through the interface screen as shown in FIG.

도 4를 참조하면, 인터페이스 화면은 충전 전류 변동량에 대한 선택 버튼과 각각의 충전 전류 변동량 허용치에 대한 전력 단가를 표시할 수 있다. 예를들어, 5A/s에 대한 충전 전류 변동량 허용치 버튼 옆에는 200원/kwh를 표시할 수 있다. 같은 방식으로 10A/s 버튼 옆에 190원/kwh, 그리고 100A/s 버튼 옆에 180원/kwh를 표시할 수 있다.Referring to FIG. 4, the interface screen may display a selection button for the amount of charge current variation and a power unit price for each charge current variation tolerance value. For example, next to the charge current variation tolerance button for 5A / s, you can display 200 won / kwh. In the same way, you can display 190 won / kwh next to the 10A / s button and 180 won / kwh next to the 100A / s button.

제어 장치(110)는 저장부(210)에 저장된 허용치별 전력 단가 정보에 따라 인터페이스 화면을 구성할 수 있다. 도 4에 도시된 인터페이스 화면은 표 1에 기재된 내용을 바탕으로 구성되었다.The control device 110 may configure the interface screen according to the power unit price information by the tolerance value stored in the storage unit 210. [ The interface screen shown in FIG. 4 is configured based on the contents shown in Table 1.

제어 장치(110)는 더 큰 전류 변동량을 허용하는 자동차에 대해 더 저렴한 전력 단가로 충전 요금을 계산할 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같이 5A/s에 비해 100A/s는 10% 저렴한 180원/kwh의 전력 단가로 충전 요금을 계산할 수 있다.The control device 110 can calculate the charge rate at a lower power cost for the vehicle that allows a larger amount of current fluctuation. As shown in FIG. 4, the charge rate can be calculated at a power unit price of 180 won / kwh which is 10% lower than that of 5A / s at 100A / s.

전술한 예에서는 전류 변동량이 전류의 변동 기울기를 통해 표현되었으나, 이와 달리 전류 변동량이 주파수의 형태로 표현될 수 있다. 예를들어, 1Hz의 변동을 가지는 전류가 0.1Hz의 변동을 가지는 전류보다 전류 변동량이 크다.In the above-described example, the amount of current variation is expressed through the slope of the current, but the amount of current variation can be expressed in the form of frequency. For example, a current having a fluctuation of 1 Hz is larger than a current having a fluctuation of 0.1 Hz.

충전 전류 변동량 허용치Charge current fluctuation tolerance 전력 단가Power unit price 100Hz100Hz 200원/kwh200 won / kwh 1KHz1KHz 190원/kwh190 won / kwh 10KHz 10KHz 180원/kwh180 won / kwh

이에 따라, 저장부(210)는 표 2와 같이 주파수의 형태로 표현되는 허용치에 따라 전력 단가가 다르게 결정되는 허용치별 전력 단가 정보를 저장하고, 제어부(230)는 이러한 허용치별 전력 단가 정보를 이용하여 충전 요금을 계산할 수 있다.Accordingly, the storage unit 210 stores power unit price information for each tolerance value, the power unit price of which is determined differently according to the tolerance expressed in the form of frequency as shown in Table 2, and the controller 230 uses the power unit price information So that the charge rate can be calculated.

건물 전력망(120)에서 충전 전류의 변동은 신재생에너지발전기(150)에 의해 유발될 수 있다. 이에 따르면, 자동차 충전부(220)는 신재생에너지발전기(150)의 급격한 출력 변동을 흡수하기 위해 신재생에너지발전기(150)의 출력 변동 중 설정된 허용치 이하의 전력을 자동차로 출력할 수 있다. 그리고, 제어부(230)는 자동차로 출력된 전력량에 대하여 저장부(210)에 저장된 허용치별 전력 단가 정보에서 상기 설정된 허용치에 해당되는 전력 단가에 따라 충전 요금을 계산할 수 있다.
The variation of the charging current in the building power network 120 may be caused by the renewable energy generator 150. The vehicle charging unit 220 can output power less than the set allowable value of the output fluctuation of the renewable energy generator 150 to the automobile in order to absorb abrupt output fluctuation of the renewable energy generator 150. [ The control unit 230 can calculate the charge rate according to the power unit price corresponding to the set allowable value, based on the power unit price information per the allowable value stored in the storage unit 210 with respect to the electric power output from the vehicle.

자동차 충전부(220)는 설정 변경에 따라 신재생에너지발전기(150)의 출력 변동 중 다른 허용치 이하의 전력을 출력하고, 제어부(230)는 이러한 설정 변경에 따라 허용치별 전력 단가 정보에서 상기 다른 허용치에 해당되는 전력 단가에 따라 충전 요금을 계산할 수 있다.The car charging unit 220 outputs power less than or equal to another tolerance among output fluctuations of the renewable energy generator 150 according to the setting change. The control unit 230 changes the power unit price information The charge rate can be calculated according to the power unit price.

이때, 자동차 충전부(220)는 서로 다른 주파수의 필터링 대역을 가지는 둘 이상의 필터들을 포함하고, 설정되는 허용치에 따라 필터들 중 하나의 필터를 통해 전력을 출력할 수 있다. 또한, 자동차 충전부(220)가 도 2의 (b)에 도시된 것과 같이 여러 개의 하부 충전부를 포함하고 있는 경우, 각각의 하부 충전부(도 2의 (b)에서 제1 자동차 충전부(221) 및 제2 자동차 충전부(222))가 서로 다른 주파수의 필터링 대역을 가지는 둘 이상의 필터들을 포함할 수 있다.At this time, the car charging unit 220 may include two or more filters having different filtering bands, and may output power through one of the filters according to the set tolerance. 2 (b), when the vehicle charging unit 220 includes a plurality of lower charging units, each of the lower charging units (the first charging unit 221 and the second charging unit 221 in FIG. 2 (b) 2 car charging unit 222) may include two or more filters having filtering bands of different frequencies.

도 5는 제1 자동차 충전부(221)의 필터 블록을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a filter block of the first automobile charging part 221. As shown in FIG.

도 5를 참조하면, 제1 자동차 충전부(221)는 건물 전력망(120)으로부터 전력을 공급받아 제1 자동차(160a)로 전달한다. 이때, 제1 자동차 충전부(221)는 3개의 필터가 병렬로 연결된 필터 블록을 포함할 수 있다. 이때, 제1 필터(510)는 허용치가 가장 낮은 전력을 통과시키는 필터일 수 있으며, 제3 필터(530)는 허용치가 가장 높은 전력을 통과시키는 필터일 수 있다. 그리고, 제2 필터(520)는 그 중간의 값을 가질 수 있다.Referring to FIG. 5, the first vehicle charging unit 221 receives power from the building power network 120 and delivers the power to the first vehicle 160a. At this time, the first car charging unit 221 may include a filter block in which three filters are connected in parallel. In this case, the first filter 510 may be a filter that passes the lowest permissible power, and the third filter 530 may be a filter that passes the highest permissible power. And, the second filter 520 may have an intermediate value thereof.

각각의 필터에 대한 선택은 사용자의 선택에 의해 결정될 수 있다. 사용자는 도 4에 도시된 것과 같은 인터페이스 화면에서 허용치를 결정하고, 이렇게 결정된 허용치에 따라 제1 자동차 충전부(221)는 해당되는 필터를 선택할 수 있다.The selection for each filter may be determined by the user's choice. The user can determine the tolerance value on the interface screen as shown in FIG. 4, and the first car charging section 221 can select the corresponding filter according to the determined tolerance value.

자동차 충전부(220)는 다른 예시로서 설정에 따라 필터링 대역이 변경되는 필터를 포함할 수 있다. 이러한 필터를 포함하고 있는 자동차 충전부(220)는 설정되는 허용치에 따라 필터가 서로 다른 주파수의 필터링 대역을 가지도록 제어할 수 있다.
The car charging unit 220 may include a filter for which the filtering band is changed according to a setting as another example. The car charging unit 220 including such a filter can control the filters to have different filtering bands according to the set allowable values.

자동차 충전부(220)는 설정된 허용치의 범위 내에서 신재생에너지발전기(150)의 출력에 비례하여 전력을 출력할 수도 있다. 예를들어, 신재생에너지발전기(150)가 11A/s로 전력을 출력하고, 제1 자동차(160a)가 10A/s로 허용치가 설정되어 있는 경우, 자동차 충전부(220)는 신재생에너지발전기(150)의 출력에 비례하여 제1 자동차(160a)로 10A/s 범위 내의 전력을 출력할 수 있다. 이렇게 되는 경우, 신재생에너지발전기(150)의 출력 중 1A/s의 전력만 다른 장치에 영향을 미치게 되는데, 이 값이 한도 이하의 작은 값일 경우 무시할 수 있게 된다.
The car charging unit 220 may output power in proportion to the output of the renewable energy generator 150 within the set tolerance. For example, when the renewable energy generator 150 outputs power at 11 A / s and the first car 160a is set at a tolerance of 10 A / s, the car charging unit 220 is connected to the renewable energy generator 150 can be output to the first vehicle 160a within a range of 10A / s. In this case, only the power of 1A / s of the output of the renewable energy generator 150 affects other devices. If this value is a small value less than the limit, it becomes negligible.

도 6은 대용량 배터리 충전부를 더 포함하고 있는 제어 장치의 내부 블록도이다.6 is an internal block diagram of a control apparatus further including a large-capacity battery charging unit.

도 6을 참조하면, 제어 장치(110)는 대용량 배터리 충전부(610)를 더 포함하고 있다. 대용량 배터리 충전부(610)는 건물 전력망(120)에서 발생하는 급격한 전류 변동이 대용량 배터리(170)로 전달되지 않도록 하거나 대용량 배터리(170)의 충전 상태가 일정 치 이상인 경우, 대용량 배터리(170)로 더 이상이 충전 전류가 공급되지 않도록 제어할 수 있다.Referring to FIG. 6, the controller 110 further includes a large capacity battery charging unit 610. The large capacity battery charging unit 610 may prevent the sudden current fluctuation generated in the building power network 120 from being transmitted to the large capacity battery 170 or may cause the large capacity battery 170 Or more can be controlled so that the charging current is not supplied.

건물 전력망(120)에서 신재생에너지발전기(150)가 급격한 전류 변동을 초래할 수 있는데, 대용량 배터리 충전부(610)는 이러한 신재생에너지발전기(150)의 출력 변동 중 충전 전류 변동량이 일정 치 이상에 해당되는 전력은 대용량 배터리(170)로 출력되지 않도록 제어할 수 있다. 이러한 일정치 이상에 해당되는 전력은 자동차 충전부(220)에 의해 자동차 배터리로 공급될 수 있다.The large capacity battery charging unit 610 may be configured such that the amount of charge current variation during the output variation of the renewable energy generator 150 is equal to or greater than a predetermined value The battery 170 can be controlled so as not to be output to the large capacity battery 170. [ The electric power corresponding to the predetermined value or more can be supplied to the car battery by the car charging unit 220.

또한, 대용량 배터리 충전부(610)는 대용량 배터리(170)의 충전 상태(state of charge)가 일정 치 이상인 경우, 신재생에너지발전기(150)의 출력 변동이 대용량 배터리(170)로 출력되지 않도록 제어할 수도 있다.
When the state of charge of the large capacity battery 170 is equal to or greater than a predetermined value, the large capacity battery charging unit 610 controls the output of the large capacity battery 170 so that the output fluctuation of the renewable energy generator 150 is not output to the large capacity battery 170 It is possible.

도 7은 일 실시예에 따른 제어 장치의 제어 방법에 대한 흐름도이다.7 is a flowchart of a control method of a control apparatus according to an embodiment.

도 7을 참조하여 설명하는 제어 방법은 전술한 제어 장치(110)에 의해 모두 실행될 수 있는 방법들로서, 아래에서 설명한 제어 방법의 실시예들과 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 제어 장치(110)의 제어 방법들은 서로 조합되어 또 다른 실시예를 형성할 수도 있다.The control method described with reference to Fig. 7 is a method that can be all performed by the above-described control device 110, and includes the control method described with reference to Figs. 1 to 6 and the embodiments of the control method described below, May be combined with one another to form another embodiment.

도 7을 참조하면, 제어 장치(110)는 충전 전류 변동량의 허용치별로 서로 다른 전력 단가를 가지는 허용치별 전력 단가 정보를 저장한다(S710).Referring to FIG. 7, the controller 110 stores power unit price information for each tolerance value having a different power unit price for each allowable value of the charge current variation amount (S710).

그리고, 제어 장치(110)는 제1 자동차(160a)로 충전 전력을 출력하고(S720), 제2 자동차(160b)로 충전 전력을 출력한다(S730).Then, the control device 110 outputs the charging power to the first vehicle 160a (S720) and outputs the charging power to the second vehicle 160b (S730).

도 1에 도시된 것과 같이 제어 장치(110)는 건물 전력망(120)에 연결되어 있고, 이러한 건물 전력망(120)에는 신재생에너지발전기(150)가 연결되어 있다. 이러한 신재생에너지발전기(150)는 급격한 전류 변동을 가지는 전력을 건물 전력망(120)으로 출력할 수 있다.1, the controller 110 is connected to a building power network 120, and a renewable energy generator 150 is connected to the building power network 120. [ The renewable energy generator 150 can output power having a sudden current fluctuation to the building power network 120.

제어 장치(110)는 신재생에너지발전기(150)의 출력 변동 중 충전 전류 변동량이 제3 허용치 이상에 해당되는 전력은 대용량 배터리(170)로 출력되지 않도록 제어한다(S740). 이러한 제3 허용치는 대용량 배터리(170)의 특성에 따라 결정되고, 사용자 입력에 따라 제어 장치(110)로 전달될 수 있다.The control device 110 controls the output of the renewable energy generator 150 so that the amount of charge current fluctuation that is equal to or greater than the third allowable value is not output to the large capacity battery 170 in step S740. The third allowable value is determined according to the characteristics of the large capacity battery 170, and may be transmitted to the controller 110 according to a user input.

제어 장치(110)는 건물 전력망(120)에 연결된 신재생에너지발전기(150)의 급격한 출력 변동을 흡수하기 위해 신재생에너지발전기(150)의 출력 변동 중 제1 허용치 이하의 전력을 제1 자동차(160a)로 출력하고(S750), 신재생에너지발전기(150)의 출력 변동 중 제2 허용치 이하의 전력을 제2 자동차(160b)로 출력한다(S760). 이때, 제1 허용치 및 제2 허용치는 사용 입력에 따라 제어 장치(110)로 전달될 수 있다. 예를들어, S750 단계 이전에, 제어 장치(110)는 제1 자동차(160a)로부터 충전 전류 변동량에 대한 허용치 정보를 수신할 수 있다.The controller 110 controls the power of the renewable energy generator 150 to be less than the first allowable value of the output fluctuation of the renewable energy generator 150 to absorb the abrupt output fluctuation of the renewable energy generator 150 connected to the building power grid 120 (S750), and outputs a power equal to or less than a second allowable value of the output fluctuation of the renewable energy generator 150 to the second vehicle 160b (S760). At this time, the first tolerance value and the second tolerance value may be transmitted to the control device 110 according to the usage input. For example, before step S750, the control device 110 may receive tolerance information on the amount of charge current variation from the first car 160a.

제어 장치(110)는 제1 자동차(160a)로 출력된 전력량에 대하여 허용치별 전력 단가 정보에서 제1 허용치에 해당되는 전력 단가에 따라 충전 요금을 계산하고 제2 자동차(160b)로 출력된 전력량에 대하여 제2 허용치에 해당되는 전력 단가에 따라 충전 요금을 계산한다(S770).The control device 110 calculates the charge rate according to the power unit price corresponding to the first allowable value in the power unit price information per the allowable value with respect to the electric power output to the first car 160a, The charging fee is calculated according to the power unit price corresponding to the second allowable value (S770).

한편, 제어 장치(110)는 S750 단계에서 필터를 이용하여 전력을 출력하고, S750 단계 이전에, 필터의 필터링 대역을 제1 허용치에 해당되는 주파수로 조절하는 단계(미도시)를 더 포함할 있다.
Meanwhile, the controller 110 outputs power using the filter in step S750 and further includes a step (not shown) of adjusting the filtering band of the filter to a frequency corresponding to the first allowable value before step S750 .

도 8은 다른 실시예에 따른 제어 장치의 내부 블록도이다.8 is an internal block diagram of a control apparatus according to another embodiment.

도 8을 참조하면, 제어 장치(800)는 제1 출력부(810), 제2 출력부(820) 및 제어부(830)를 포함하고 있다. 제어 장치(800)는 건물 전력망(120) 및 그 주변 장치들과의 연결 관계에서 도 1에 도시된 제어 장치(110)와 동일한 연결 관계를 가질 수 있다. 또한, 실시예 사이에서 서로 충돌하지 않는 범위에서 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 제어 장치(110)의 실시예들은 다른 실시예에 따른 제어 장치(800)에 적용될 수 있다.8, the control device 800 includes a first output unit 810, a second output unit 820, and a control unit 830. [ The control device 800 may have the same connection relationship as the control device 110 shown in FIG. 1 in connection with the building power network 120 and its peripheral devices. Further, the embodiments of the control device 110 described with reference to Figs. 1 to 7 can be applied to the control device 800 according to another embodiment, so long as they do not collide with each other between the embodiments.

제1 출력부(810)는 전류 변동량에 대한 제1 허용치 이하의 전력을 출력시키거나 입력받는 제1 필터를 포함할 수 있고, 제2 출력부(820)는 제1 허용치보다 큰 값의 제2 허용치 이하의 전력을 출력시키거나 입력받는 제2 필터를 포함할 수 있다.The first output unit 810 may include a first filter that outputs or receives power below the first tolerance for the amount of current variation, and the second output unit 820 may include a second filter having a value greater than the first tolerance, And may include a second filter that outputs or receives power below a tolerance level.

그리고, 제어부(830)는 제1 출력부(810)를 통해 출력 혹은 입력되는 전력에 대한 단가가 제2 출력부(820)를 통해 출력 혹은 입력되는 전력에 대한 단가보다 높아지도록 제어할 수 있다.The control unit 830 may control the unit price of the power output or input through the first output unit 810 to be higher than the unit price of the power output or input through the second output unit 820.

이에 따라, 제2 출력부(820)에 접속하여 충전 전류를 공급받는 제2 자동차(160b)는 제1 출력부(810)에 접속하여 충전 전류를 공급받는 제1 자동차(160a)에 비해 전류 변동량이 큰 충전 전류를 공급받을 수 있다. 대신, 제2 자동차(160b)는 제1 자동차(160a)에 비해 보다 저렴한 충전 요금으로 충전을 할 수 있다.Accordingly, the second vehicle 160b connected to the second output unit 820 and supplied with the charging current is connected to the first output unit 810, and compared with the first vehicle 160a supplied with the charging current, Can be supplied with a large charging current. Instead, the second car 160b can charge at a cheaper charge rate than the first car 160a.

제1 출력부(810)에서의 제1 허용치 혹은 제2 출력부(820)에서의 제2 허용치는 변경될 수 있으나 사용자 선택에 따라 설정되는 값이 아닐 수 있다. 예를들어, 제어 장치(800)는 제1 출력부(810)의 허용치를 고정시켜 놓고 이러한 허용치로 전력을 출력할 수 있다.The first tolerance value at the first output unit 810 or the second tolerance value at the second output unit 820 may be changed but may not be a value set according to the user's selection. For example, the control device 800 can fix the tolerance of the first output unit 810 and output the power with the allowable value.

제어 장치(800)는 건물 전력망(120)에 연결되어 있는 대용량 배터리(170)에 대하여 건물 내의 급격한 부하 변동에 해당되는 전력이 대용량 배터리(170)로부터 공급되지 않도록 전류 변동량에 대한 제3 허용치 이상의 전력이 대용량 배터리(170)로부터 출력되지 않도록 제어하는 대용량 배터리 제어부(도 9에서 930)를 더 포함할 수 있다.The controller 800 controls the capacity of the large capacity battery 170 connected to the building power network 120 such that power corresponding to a sudden load variation in the building is not supplied from the large capacity battery 170, Capacity battery control unit (930 in FIG. 9) for controlling the output of the large-capacity battery 170 so as not to be output from the large-capacity battery 170.

도 9는 제1 필터, 제2 필터 및 대용량 배터리의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining the connection relationship between the first filter, the second filter, and the large capacity battery.

도 9를 참조하면, 제2 필터(920) 및 제2 출력 소켓(925)를 포함하는 제2 출력부(820)이 먼저 건물 전력망(120)에 연결되어 있으며, 제2 출력 소켓(925)에는 제2 자동차(160b)가 연결되어 있다.9, a second output unit 820 including a second filter 920 and a second output socket 925 is first connected to the building power network 120 and a second output socket 925 The second vehicle 160b is connected.

제2 필터(920)의 출력단에는 제1 필터(910)가 직렬로 연결되어 있다. 이에 따라, 제1 필터(910) 및 제1 출력 소켓(915)을 포함하는 제1 출력부(810)가 건물 전력망(120)에 대하여 제2 출력부(820) 다음으로 연결되게 된다. 또한, 제1 출력 소켓(915)에는 제1 자동차(160a)가 연결된다.A first filter 910 is connected in series to an output terminal of the second filter 920. The first output 810 including the first filter 910 and the first output socket 915 is then connected to the building power network 120 after the second output 820. Also, the first car 160a is connected to the first output socket 915.

제1 필터(910)의 출력단에는 대용량 배터리 제어부(930)가 연결되고, 이러한 대용량 배터리 제어부(930)의 출력단에는 대용량 배터리(170)가 직렬로 연결된다.A large capacity battery controller 930 is connected to an output terminal of the first filter 910 and a large capacity battery 170 is connected in series to an output terminal of the large capacity battery controller 930.

이러한 연결 구조를 통해 제1 허용치를 초과하고 제2 허용치 이하에 해당되는 전력은 제2 자동차(160b)로 전달되고, 제1 허용치 이하의 전력은 제1 자동차(160a)와 제2 자동차(160b)로 전달되게 된다.The power exceeding the first tolerance and below the second tolerance is transmitted to the second automobile 160b and the power below the first tolerance is transmitted to the first automobile 160a and the second automobile 160b, .

대용량 배터리(170)는 제2 필터(920)와 제1 필터(910)를 통과한 전력 중 대용량 배터리 제어부(930)에 의해 제어되는 전력만 전달받게 된다.
The large capacity battery 170 receives only the electric power that has passed through the second filter 920 and the first filter 910 and is controlled by the large capacity battery controller 930.

전술한 실시예들에 따른 마이크로그리드는 급변하는 전류를 자동차 배터리에서 흡수하고 대용량 배터리는 장기적인 충방전만을 실시하게 된다. 이에 따라, 대용량 배터리는 충방전 횟수가 줄고 급변 전류를 받아들이지 않아 수명이 길어지게 된다.In the micro grid according to the above-described embodiments, a rapidly varying current is absorbed by an automobile battery, and a large capacity battery is charged and discharged for a long period of time. As a result, the large capacity battery has a short life span because the number of charge / discharge cycles is reduced and the battery does not accept a sudden current change.

또한, 전술한 실시예는 급변 전류를 흡수하는 자동차에 충전 가격에 따른 유인책을 제공함으로써 마이크로그리드에 자동차 배터리가 접속될 수 있는 환경을 만들어 준다.In addition, the above-described embodiment provides an environment in which a car battery can be connected to a micro grid by providing an incentive depending on a charging price to a vehicle that absorbs a sudden current change.

이에 따라 자동차 운전자는 저렴한 비용으로 충전을 할 수 있고, 마이크로그리드는 전력망이 안정적으로 운영되는 효과가 발생하게 된다.
As a result, automobile operators can charge at a low cost, and the micro grid has a stable operation of the power grid.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is to be understood that the terms "comprises", "comprising", or "having" as used in the foregoing description mean that the constituent element can be implanted unless specifically stated to the contrary, But should be construed as further including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (14)

신재생에너지발전기 및 대용량 배터리를 포함하는 마이크로그리드에서 회생제동용 배터리를 포함하는 자동차에 대한 충전을 제어하는 장치에 있어서,
시간당 충전 전류 변동량의 허용치별로 서로 다른 전력 단가를 가지는 허용치별 전력 단가 정보를 저장하는 저장부;
제1 자동차로 충전 전력을 출력하며, 상기 신재생에너지발전기의 출력 변동 중 일부 혹은 전부를 흡수하는 자동차 충전부-상기 제1 자동차로 출력되는 충전 전력은 제1 허용치보다 크고 제2 허용치보다 작거나 같은 전력 변동을 가지도록 제어됨-;
상기 대용량 배터리로 충전 전력을 출력하며, 상기 신재생에너지발전기의 출력 변동 중 상기 제1 자동차로 흡수되지 않은 출력 변동 중 일부 혹은 전부를 흡수하는 대용량 배터리 충전부; 및
상기 제1 자동차로 출력된 전력량에 대하여 상기 허용치별 전력 단가 정보에서 상기 제2 허용치에 해당되는 전력 단가에 따라 충전 요금을 계산하는 제어부
를 포함하는 충전 제어 장치.
An apparatus for controlling charging of a vehicle including a battery for regenerative braking in a micro grid including a renewable energy generator and a large capacity battery,
A storage unit for storing power unit price information for each tolerance value having a different power unit price for each tolerance of the charge current variation per unit time;
An automobile charging unit that outputs charging power to a first automobile and absorbs some or all of output fluctuations of the renewable energy generator. The charging power output to the first automobile is greater than a first tolerable value and less than or equal to a second permitted value Controlled to have power fluctuations;
A large capacity battery charging unit that outputs charging power to the large capacity battery and absorbs some or all of output fluctuations of the renewable energy generator that are not absorbed by the first vehicle; And
A controller for calculating a charge rate according to a power unit price corresponding to the second allowable value from the power unit price information per the allowable value with respect to the electric power outputted to the first vehicle,
.
제1항에 있어서,
상기 자동차 충전부는,
설정 변경에 따라 상기 신재생에너지발전기의 출력 변동 중 다른 허용치 이하의 전력을 출력하고,
상기 제어부는 상기 설정 변경에 따라 상기 허용치별 전력 단가 정보에서 상기 다른 허용치에 해당되는 전력 단가에 따라 충전 요금을 계산하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
The method according to claim 1,
The vehicle-
And outputs a power that is less than or equal to another permissible value among output fluctuations of the renewable energy generator according to the setting change,
Wherein the control unit calculates the charge rate according to the power unit price corresponding to the different allowable value from the power unit price information per the allowable value according to the setting change.
제2항에 있어서,
상기 자동차 충전부는,
필터를 포함하고, 설정되는 허용치에 따라 상기 필터가 서로 다른 주파수의 필터링 대역을 가지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The vehicle-
And controls the filter to have filtering bands of different frequencies according to the set tolerance value.
제2항에 있어서,
상기 자동차 충전부는,
서로 다른 주파수의 필터링 대역을 가지는 둘 이상의 필터들을 포함하고, 설정되는 허용치에 따라 상기 필터들 중 하나의 필터를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The vehicle-
Wherein the at least one filter includes at least two filters having different filtering bands and outputs the filtered signals through one of the filters according to a set tolerance.
제1항에 있어서,
상기 자동차 충전부는,
상기 제2 허용치의 범위 내에서 상기 신재생에너지발전기의 출력에 비례하여 전력을 출력하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
The method according to claim 1,
The vehicle-
And outputs power in proportion to an output of the renewable energy generator within a range of the second allowable value.
제1항에 있어서,
상기 대용량 배터리 충전부는,
상기 신재생에너지발전기의 출력 변동 중 시간당 충전 전류 변동량이 일정 치 이상에 해당되는 전력은 상기 대용량 배터리로 출력되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
The method according to claim 1,
The large capacity battery charging unit includes:
Wherein the control unit controls the output of the renewable energy generator so that the power whose fluctuation amount of the charge current per hour is equal to or more than a predetermined value is not output to the large capacity battery.
제1항에 있어서,
상기 대용량 배터리 충전부는,
상기 대용량 배터리의 충전 상태(state of charge)가 일정 치 이상인 경우, 상기 신재생에너지발전기의 출력 변동이 상기 대용량 배터리로 출력되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
The method according to claim 1,
The large capacity battery charging unit includes:
Wherein the control unit controls the output of the renewable energy generator to prevent the output fluctuation of the large capacity battery from being output to the large capacity battery when the state of charge of the large capacity battery is equal to or greater than a predetermined value.
신재생에너지발전기 및 대용량 배터리를 포함하는 마이크로그리드에서 회생제동용 배터리를 포함하는 자동차에 대한 충전을 제어하는 방법에 있어서,
시간당 충전 전류 변동량의 허용치별로 서로 다른 전력 단가를 가지는 허용치별 전력 단가 정보를 저장하는 단계;
상기 신재생에너지발전기의 급격한 출력 변동을 흡수하기 위해 상기 신재생에너지발전기의 출력 변동 중 제1 허용치 이하의 전력 변동을 가지는 충전 전력을 제1 자동차로 출력하는 단계;
상기 신재생에너지발전기의 출력 변동 중 제1 허용치보다 크고 제2 허용치보다 작거나 같은 전력 변동을 가지는 충전 전력을 제2 자동차로 출력하는 단계;
상기 신재생에너지발전기의 출력 변동 중 충전 전류 변동량이 제3 허용치 이상에 해당되는 전력은 상기 대용량 배터리로 출력되지 않도록 제어하는 단계; 및
상기 제1 자동차로 출력된 전력량에 대하여 상기 허용치별 전력 단가 정보에서 상기 제1 허용치에 해당되는 전력 단가에 따라 충전 요금을 계산하고 상기 제2 자동차로 출력된 전력량에 대하여 상기 제2 허용치에 해당되는 전력 단가에 따라 충전 요금을 계산하는 단계
를 포함하는 충전 제어 방법.
CLAIMS 1. A method for controlling charging of an automobile including a regenerative braking battery in a micro grid including a renewable energy generator and a large capacity battery,
Storing power unit price information for each tolerance value having different power unit prices for each tolerance of charging current variation per unit time;
Outputting a charge power having a power variation less than or equal to a first allowable value among output variations of the renewable energy generator to the first vehicle so as to absorb abrupt output fluctuation of the renewable energy generator;
Outputting a charging power having a power variation greater than a first allowable value and less than or equal to a second permissible value among output variations of the renewable energy generator to a second automobile;
Controlling the output of the renewable energy generator such that the charge current fluctuation amount of which is equal to or greater than a third allowable value is not output to the large capacity battery; And
Calculating a charge rate according to a power unit price corresponding to the first allowable value from the power unit price information per the allowable value with respect to the amount of power output to the first vehicle, Calculating charge rate according to power unit price
≪ / RTI >
제8항에 있어서,
상기 제1 허용치 이하의 전력을 상기 제1 자동차로 출력하는 단계 이전에,
상기 제1 자동차로부터 충전 전류 변동량에 대한 허용치 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
9. The method of claim 8,
Before the step of outputting power below the first tolerance to the first vehicle,
Further comprising the step of receiving tolerance information on a charge current variation amount from the first vehicle.
제8항에 있어서,
상기 제1 허용치 이하의 전력을 상기 제1 자동차로 출력하는 단계에서,
필터를 이용하여 전력을 출력하고,
상기 제1 허용치 이하의 전력을 상기 제1 자동차로 출력하는 단계 이전에,
상기 필터의 필터링 대역을 상기 제1 허용치에 해당되는 주파수로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
9. The method of claim 8,
In the step of outputting the power below the first allowable value to the first vehicle,
A filter is used to output power,
Before the step of outputting power below the first tolerance to the first vehicle,
And adjusting the filtering band of the filter to a frequency corresponding to the first allowable value.
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