KR101544445B1 - Energy storage apparatus - Google Patents

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KR101544445B1
KR101544445B1 KR1020140012885A KR20140012885A KR101544445B1 KR 101544445 B1 KR101544445 B1 KR 101544445B1 KR 1020140012885 A KR1020140012885 A KR 1020140012885A KR 20140012885 A KR20140012885 A KR 20140012885A KR 101544445 B1 KR101544445 B1 KR 101544445B1
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김구환
류준우
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주식회사 그리드위즈
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Abstract

The present invention provides an energy storage apparatus which stores and manages power. The energy storage apparatus can include: a plurality of charging modules charged with power; a terminal module producing and consuming the power; and a management module relaying the power between the charging modules.

Description

전력 저장 장치{ENERGY STORAGE APPARATUS}[0001] ENERGY STORAGE APPARATUS [0002]

본 발명은 전력을 저장하고 관리하는 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for storing and managing power.

산업의 발달과 더불어 전력수요가 점차 증대되고 있으며 주야간, 계절간, 일별간 전력 사용량의 격차가 점차 심화되고 있다.With the development of the industry, electric power demand is gradually increasing, and the gap between day and night, season, and day is widening.

최근에 이러한 이유로 계통의 잉여 전력을 활용하여 피크부하를 삭감하기 위한 많은 기술들이 빠르게 개발되고 있는데, 이러한 기술들 중에서 대표적인 것이 계통의 잉여 전력을 전지에 저장하거나 계통의 부족 전력을 전지에서 공급해주는 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System)이다.Recently, many techniques for reducing the peak load by utilizing the surplus power of the system have been rapidly developed. For example, among these technologies, a battery which stores the surplus power of the system in the battery or supplies the insufficient power of the system to the battery It is a battery energy storage system.

배터리 에너지 저장 시스템의 필요성이 부각되는 가운데 배터리 에너지 저장 시스템의 관리 방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.As the necessity of battery energy storage system is highlighted, there is a desperate need for management of battery energy storage system.

한국등록특허공보 제10-1270798호에는 배터리 팩을 보다 효과적이고 빠르게 검사하는 기술이 개시되고 있으나, 배터리 에너지 저장 시스템의 관리 방안은 마련되지 않고 있다.
Korean Patent Registration No. 10-1270798 discloses a technique for more effectively and quickly inspecting a battery pack, but there is no management method for a battery energy storage system.

한국등록특허공보 제10-1270798호Korean Patent Registration No. 10-1270798

본 발명은 전력을 저장하고 관리할 수 있는 전력 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is directed to providing a power storage device capable of storing and managing power.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible.

본 발명의 전력 저장 장치는 전력이 충전되는 복수의 충전 모듈 및 상기 전력을 생산하거나 소비하는 단말 모듈과 상기 복수의 충전 모듈의 사이에서 상기 전력을 중계하는 관리 모듈을 포함할 수 있다.
The power storage device of the present invention may include a plurality of charging modules for charging electric power, a terminal module for producing or consuming the electric power, and a management module for relaying the electric power between the plurality of charging modules.

본 발명의 전력 저장 장치는 저장이 필요한 잉여 전력을 복수의 충전 모듈에 분산시켜 저장하거나, 서로 분산 배치된 복수의 충전 모듈에 충전된 전력을 단말 모듈에 제공할 수 있다. 이러한 구성에 따르면 특정 충전 모듈의 충전 전력이 부족한 경우 다른 충전 모듈의 충전 전력을 추가로 이용할 수 있다. 또한, 충분한 잉여 전력의 제공시 개개의 충전 모듈의 충전 용량이 해당 잉여 전력보다 낮더라도 복수의 충전 모듈에 분산시켜 저장할 수 있으므로 해당 잉여 전력이 버려지는 현상을 방지할 수 있다.
The power storage device according to the present invention can distribute and store surplus power that is required to be stored in a plurality of charging modules or can supply the charged power to the terminal modules in a plurality of charging modules distributed and arranged mutually. According to this configuration, when the charging power of the specific charging module is insufficient, the charging power of the other charging module can be further utilized. Further, even when the charging capacity of each of the charging modules is lower than the corresponding surplus power in providing sufficient surplus power, it can be stored in a plurality of the charging modules in a dispersed manner, so that the surplus power can be prevented from being discarded.

도 1은 본 발명의 전력 저장 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 전력 저장 장치를 구성하는 관리 모듈을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 전력 저장 장치를 구성하는 충전 모듈을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a power storage device of the present invention.
2 is a block diagram showing a management module constituting the power storage device of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a charging module constituting the power storage device of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.

도 1은 본 발명의 전력 저장 장치를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a power storage device of the present invention.

도 1에 도시된 전력 저장 장치는 충전 모듈(110)과 관리 모듈(200)을 포함할 수 있다.The power storage device shown in FIG. 1 may include a charging module 110 and a management module 200.

충전 모듈(110)에는 전력이 충전되는 배터리(111)가 마련될 수 있다. 충전 모듈(110)은 야간의 잉여 전력이나 풍력, 태양광 등의 신재생 에너지에서 발전된 잉여 전력을 저장하고, 피크 부하 또는 계통 사고시 기저장된 전력을 계통에 공급할 수 있다. 이를 통해 신재생 에너지원에 의해 불안정하게 변동되는 계통 전력을 안정화시키고 최대부하 삭감과 부하 평준화를 달성할 수 있다.The charging module 110 may be provided with a battery 111 to be charged with electric power. The charging module 110 stores surplus electric power generated at night, surplus electric power generated from renewable energy such as wind power and sunlight, and can supply the stored electric power to the system when a peak load or a system accident occurs. This can stabilize unstable grid power by renewable energy sources and achieve maximum load reduction and load leveling.

충전 모듈(110)에는 단말 모듈(130)이 연결될 수 있다. 단말 모듈(130)은 충전 모듈(110)에 저장되는 전력을 생산하는 생산 모듈과 충전 모듈(110)에 저장된 전력을 소비하는 소비 모듈을 포함할 수 있다.The terminal module 130 may be connected to the charging module 110. The terminal module 130 may include a production module that generates power stored in the charging module 110 and a consumption module that consumes power stored in the charging module 110. [

충전 모듈(110)은 보통 단말 모듈(130)에 1:1로 연결된다. 예를 들어 소비 모듈이 에어컨인 경우 해당 에어컨에 하나의 충전 모듈(110)이 연결된다. 충전 모듈(110)은 생산 모듈에 해당하는 상용 전력으로부터 전력을 공급받고 필요한 시기에 에어컨으로 제공할 수 있다. 이때, 상용 전력-충전 모듈(110)-에어컨과 같이 충전 모듈(110)은 상용 전력과 에어컨에 1:1로 전기적으로 연결된다.The charging module 110 is usually connected 1: 1 to the terminal module 130. For example, when the consumer module is an air conditioner, one charging module 110 is connected to the corresponding air conditioner. The charging module 110 may receive power from commercial power corresponding to the production module and provide it to the air conditioner at a necessary time. At this time, the charging module 110 such as the commercial power-charging module 110 and the air conditioner is electrically connected to the commercial power and the air conditioner 1: 1.

최근 에너지 자원 정책에 의해 충전 모듈(110)의 사용이 장려되면서 충전 모듈(110)의 보급이 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 많은 충전 모듈(110)이 설치되고 있으며, 이들을 통합 관리할 필요성이 증가하고 있다.Recently, the use of the charging module 110 is promoted by the energy resource policy, and the charging module 110 is actively promoted. Accordingly, a large number of charging modules 110 are installed, and there is a growing need to manage them integrally.

일예로, 제1 소비 모듈에 제1 충전 모듈(110)이 마련되고, 제2 소비 모듈에 제2 충전 모듈(110)이 마련될 수 있다.For example, the first charging module 110 may be provided in the first consumption module, and the second charging module 110 may be provided in the second consumption module.

제1 충전 모듈(110)에 충전 전력이 모두 소모되고, 제2 충전 모듈(110)에 충전 전력이 남아있는 경우라 하더라도 제1 소비 모듈은 제2 충전 모듈(110)에 연결된 상태가 아니므로 제2 충전 모듈(110)의 충전 전력을 이용할 수 없다. 결과적으로 제2 충전 모듈(110)에 충전 전력이 남아 있더라도 제1 충전 모듈(110)은 상용 전력을 소비하게 된다. 제1 충전 모듈(110)로 공급된 잉여 전력이 충분하더라도 제1 충전 모듈(110)의 완충 후에는 제2 충전 모듈(110)로 제1 충전 모듈(110)로 공급된 잉여 전력이 제공되지 못한다. 이러한 문제를 해소하기 위해 본 발명의 전력 저장 장치는 복수의 충전 모듈(110)을 전력망으로 묶고 관리할 수 있는 관리 모듈(200)을 포함할 수 있다.Even if the first charging module 110 consumes all the charging power and the charging power remains in the second charging module 110, since the first consumption module is not connected to the second charging module 110, 2 charging module 110 can not be used. As a result, even if the charging power remains in the second charging module 110, the first charging module 110 consumes commercial power. Even if surplus power supplied to the first charging module 110 is sufficient, surplus power supplied to the first charging module 110 by the second charging module 110 is not provided after buffering of the first charging module 110 . In order to solve this problem, the power storage device of the present invention may include a management module 200 that can bundle and manage a plurality of charging modules 110 into a power network.

관리 모듈(200)은 전력을 생산하거나 소비하는 복수의 단말 모듈(130)과 복수의 충전 모듈(110)의 사이에서 전력을 중계할 수 있다. 다시 말해 관리 모듈(200)은 단말 모듈(130)과 충전 모듈(110) 사이에서 오픈 네트워크(open network)를 형성할 수 있다.The management module 200 can relay power between a plurality of terminal modules 130 that generate or consume power and a plurality of charging modules 110. In other words, the management module 200 may form an open network between the terminal module 130 and the charging module 110.

오픈 네트워크는 기설정된 충전 모듈(110) 또는 단말 모듈(130)의 참여만 허용하는 것이 아니라, 참여를 원하는 모든 충전 모듈(110) 또는 단말 모듈(130)의 참여가 가능한 전력 네트워크일 수 있다.The open network may be a power network capable of participating in all the charging modules 110 or the terminal modules 130 that want to participate, rather than allowing the predetermined charging module 110 or the terminal module 130 to participate.

이러한 구성에 따르면, 각 관리 모듈(200)은 복수의 충전 모듈(110)이 합쳐진 하나의 충전 모듈(110)에 연결된 환경과 유사할 수 있다.According to this configuration, each management module 200 can be similar to an environment connected to one charging module 110 in which a plurality of charging modules 110 are combined.

예를 들어 제1 충전 모듈(110)과 제2 충전 모듈(110)이 관리 모듈(200)에 연결된 경우 소비 모듈은 제1 충전 모듈(110)과 제2 충전 모듈(110)이 합쳐진 하나의 제3 충전 모듈(110)에 연결된 셈이 된다. 그러나, 실질적으로 제3 충전 모듈(110)에는 제1 충전 모듈(110)과 제2 충전 모듈(110)이 마련되므로, 하나의 제3 충전 모듈(110)의 형태로 적절하게 구동되도록 각 충전 모듈(110)을 적절하게 관리할 필요가 있다.For example, when the first charging module 110 and the second charging module 110 are connected to the management module 200, the consuming module may include one of the first and second charging modules 110 and 110, 3 < / RTI > However, since the first charging module 110 and the second charging module 110 are provided substantially in the third charging module 110, each charging module 110 and the second charging module 110 are appropriately driven in the form of one third charging module 110, It is necessary to appropriately manage the battery 110.

관리의 효율성을 개선하기 위해 전력 저장 장치는 복수의 관리 모듈(200)을 포함할 수 있다.To improve the efficiency of management, the power storage device may include a plurality of management modules 200.

이때, 각 관리 모듈(200)은 단말 모듈(130)에 연결되는 하위 관리 모듈(250), 복수의 하위 관리 모듈(250)에 연결되는 중간 관리 모듈(230), 복수의 중간 관리 모듈(230)에 연결되는 상위 관리 모듈(210)로 구분될 수 있다.Each management module 200 includes a lower management module 250 connected to the terminal module 130, an intermediate management module 230 connected to the plurality of lower management modules 250, a plurality of intermediate management modules 230, And an upper management module 210 connected to the upper management module 210.

전력망의 범위 개념으로 하위 관리 모듈(250)은 복수의 단말 모듈(130)로 이루어진 마이크로 그리드(micro grid)를 형성할 수 있다. 중간 관리 모듈(230)은 복수의 마이크로 그리드가 포함된 리저널 그리드(regional grid)를 형성할 수 있다. 상위 관리 모듈(210)은 복수의 리저널 그리드가 포함된 전범위 그리드를 형성할 수 있다.The sub management module 250 may form a micro grid composed of a plurality of terminal modules 130 in the concept of a power network. The intermediate management module 230 may form a regional grid including a plurality of micro-grids. The upper management module 210 may form a full range grid including a plurality of regional grids.

마이크로 그리드는 예를 들어 소위 하나의 건물 내에 마련된 전력망일 수 있다. 마이크로 그리드에 따르면 건물 1층에 마련된 충전 모듈(110)의 충전 전력이 부족하면 2층에 마련된 충전 모듈(110)의 충전 전력을 1층에 추가로 제공할 수 있다. 만약 건물 1층에 마련된 충전 모듈(110)이 만충전된 상태에서 생산 전력이 추가로 1층의 충전 모듈(110)로 제공되면 해당 전력을 다른 층에 마련되고 만충전 상태가 아닌 충전 모듈(110)로 돌릴 수 있다.The microgrid may be, for example, a grid within a so-called building. According to the micro grid, if the charging power of the charging module 110 provided on the first floor of the building is insufficient, the charging power of the charging module 110 provided on the second floor can be additionally provided on the first floor. If the generated power is additionally supplied to the one-layer charging module 110 in a state where the charging module 110 provided in the first floor of the building is fully charged, the corresponding power is supplied to the charging module 110 ).

리저널 그리드는 복수의 건물을 대상으로 하는 특정 지역의 전력망일 수 있다. 리저널 그리드에 따르면 제1 건물에 마련된 충전 모듈(110)의 충전 전력이 부족하면 제2 건물에 마련된 충전 모듈(110)의 충전 전력을 제1 건물에 제공할 수 있다. 만약 제1 건물에 마련된 충전 모듈(110)이 만충된 상태에서 생산 전력이 추가로 제1 건물의 충전 모듈(110)로 제공되면 해당 전력을 다른 건물에 마련되고 만충전 상태가 아닌 충전 모듈(110)로 돌릴 수 있다.The regional grid may be a specific area power grid targeting multiple buildings. According to the regional grid, when the charging power of the charging module 110 provided in the first building is insufficient, the charging power of the charging module 110 provided in the second building can be supplied to the first building. If the generated power is further supplied to the charging module 110 of the first building in a state where the charging module 110 provided in the first building is fully charged, the corresponding power is supplied to the charging module 110 ).

전범위 그리드는 복수의 특정 지역을 포함하는 전력망일 수 있다. 전범위 그리드에 따르면 제1 지역에 마련된 충전 모듈(110)의 충전 전력이 부족하면 제2 지역에 마련된 충전 모듈(110)의 충전 전력을 제1 지역에 제공할 수 있다. 만약 제1 지역에 마련된 충전 모듈(110)이 만충된 상태에서 생산 전력이 추가로 제1 지역의 충전 모듈(110)로 제공되면 해당 전력을 다른 지역에 마련되고 만충전 상태가 아닌 충전 모듈(110)로 돌릴 수 있다.The full range grid may be a power grid comprising a plurality of specific areas. According to the full range grid, if the charging power of the charging module 110 provided in the first area is insufficient, the charging power of the charging module 110 provided in the second area can be supplied to the first area. If the generated power is additionally provided to the charging module 110 of the first area in a state where the charging module 110 provided in the first area is fully charged, the corresponding power is supplied to the charging module 110 ).

도 2는 본 발명의 전력 저장 장치를 구성하는 관리 모듈(200)을 나타낸 블럭도이다. 도 2에는 관리 모듈(200) 중 하위 관리 모듈(250)이 개시된다.2 is a block diagram showing a management module 200 constituting the power storage device of the present invention. 2, the lower management module 250 of the management module 200 is disclosed.

관리 모듈(200)에는 제1 통신부(251), 제2 통신부(252), 파악부(253), 감시부(254), 전력 변환부(255) 및 선택부(256)가 마련될 수 있다.The management module 200 may include a first communication unit 251, a second communication unit 252, a grasping unit 253, a monitoring unit 254, a power conversion unit 255, and a selection unit 256.

제1 통신부(251)는 충전 모듈(110)과 통신할 수 있다.The first communication unit 251 can communicate with the charging module 110.

제2 통신부(252)는 단말 모듈(130)과 통신할 수 있다.The second communication unit 252 can communicate with the terminal module 130.

관리 모듈(200)은 제1 통신부(251)와 제2 통신부(252)를 통해 복수의 충전 모듈(110)과 복수의 단말 모듈(130)이 포함된 통신망을 형성할 수 있다. 제1 통신부(251)와 제2 통신부(252)에는 각종 유무선 통신망을 형성할 수 있는 통신 수단이 마련될 수 있다. 제1 통신부(251) 또는 제2 통신부(252)는 다른 관리 모듈(200)과 통신할 수 있다. 이를 통해 특정 관리 모듈(200)은 하위 관리 모듈(250), 중간 관리 모듈(230), 상위 관리 모듈(210)과 통신할 수 있다.The management module 200 may form a communication network including a plurality of charging modules 110 and a plurality of terminal modules 130 through the first communication unit 251 and the second communication unit 252. [ The first communication unit 251 and the second communication unit 252 may be provided with communication means capable of forming various wired / wireless communication networks. The first communication unit 251 or the second communication unit 252 can communicate with another management module 200. The specific management module 200 can communicate with the lower management module 250, the middle management module 230, and the upper management module 210.

각 충전 모듈(110)에 충전된 전력을 필요로 하는 단말 모듈(130)에 제공하기 위해서는 전력을 필요로 하는 단말 모듈(130)을 알아야 하고, 충전된 전력이 남아 있는 충전 모듈(110)을 알아야 한다.To provide the charged power to each charging module 110 to the required terminal module 130, it is necessary to know the terminal module 130 that needs power and know the charging module 110 where the charged power remains do.

파악부(253)는 각 충전 모듈(110)의 충전 상태를 파악할 수 있다. 이를 통해 충전된 전력이 남아 있는 충전 모듈(110)과 충전이 필요한 충전 모듈(110)을 파악할 수 있다.The grasping unit 253 can grasp the state of charge of each of the charging modules 110. Accordingly, the charging module 110 in which the charged electric power remains and the charging module 110 that requires charging can be identified.

감시부(254)는 단말 모듈(130)로부터 입력되는 전력과 단말 모듈(130)로 출력되는 전력을 감시할 수 있다. 이를 통해 감시부(254)는 전력을 필요로 하는 단말 모듈(130)을 파악할 수 있으며, 충전 모듈(110)로부터 단말 모듈(130)로 정상적으로 전력이 제공되는지 모니터링할 수 있다. 감시부(254)에 의해 전력을 소비하는 소비 모듈 또는 충전 모듈(110)로 전력을 제공하는 생산 모듈이 파악되는 경우 제2 통신부(252)는 없어도 무방하다.The monitoring unit 254 can monitor the power input from the terminal module 130 and the power output to the terminal module 130. Accordingly, the monitoring unit 254 can recognize the terminal module 130 that requires power, and can monitor whether the charging module 110 provides normal power to the terminal module 130. The second communication unit 252 may be omitted if a consumption module that consumes power by the monitoring unit 254 or a production module that provides power to the charging module 110 is detected.

전력 변환부(255)는 단말 모듈(130)과 충전 모듈(110) 간의 전력을 적절하게 변환시킬 수 있다. 충전 모듈(110)에 마련된 배터리(111)에는 직류 전력이 저장된다. 그런데 단말 모드에서는 배터리(111)에 충전된 전압과 다른 전압의 직류 전력을 요구하거나 교류 전력을 요구할 수 있다. 또는 반대로 단말 모드로부터 입력된 전력을 배터리(111)에 맞게 변환시킬 필요도 있다. 이를 위해 전력 변환부(255)에는 제1 특정 직류 전력을 제2 특정 직류 전력을 변환시키는 DC-DC 변환 수단, 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키거나 교류 전력을 직류 전력으로 변환시키는 컨버터 수단이 마련될 수 있다.The power conversion unit 255 can appropriately convert power between the terminal module 130 and the charging module 110. [ DC power is stored in the battery 111 provided in the charging module 110. However, in the terminal mode, it is possible to request the DC power of a voltage different from the voltage charged in the battery 111 or to request AC power. Conversely, it is also necessary to convert the power input from the terminal mode to match the battery 111. [ To this end, the power conversion unit 255 is provided with DC-DC conversion means for converting the first specific DC power into a second specific DC power, converter means for converting DC power into AC power, or converting AC power into DC power .

선택부(256)는 감시부(254)에서 감시된 전력을 이용하여 단말 모듈(130)로부터 입력된 전력으로 충전될 충전 모듈(110) 또는 충전 모듈(110)로부터 입력된 전력이 제공될 단말 모듈(130)을 선택할 수 있다.The selection unit 256 selects the charging module 110 to be charged with the power inputted from the terminal module 130 or the terminal module to be supplied with the power inputted from the charging module 110 using the power monitored by the monitoring unit 254. [ (130).

선택부(256)는 소위 전력망을 형성할 수 있다. 일예로, 선택부(256)에는 파악부(253) 및 감시부(254)의 출력 정보를 분석하여 전력을 필요로 하는 단말 모듈(130)과 여분의 충전 전력을 갖는 충전 모듈(110)을 파악한 후 해당 단말 모듈(130)과 충전 모듈(110)을 서로 연결시키는 스위치가 마련될 수 있다. 이때의 스위치를 통해 전력을 주고받을 수 있는 전력로가 형성될 수 있다. 이러한 전력로는 전력망의 일부가 된다. 또한, 선택부(256)는 스위치에 의해 연결된 단말 모듈(130)과 충전 모듈(110) 간의 전력 호환을 위해 전력 변환부(255)를 제어할 수 있다.The selection unit 256 may form a so-called power network. For example, the selection unit 256 analyzes the output information of the grasping unit 253 and the monitoring unit 254 to identify the terminal module 130 requiring power and the charging module 110 having an extra charging power A switch for connecting the terminal module 130 and the charging module 110 to each other may be provided. At this time, a power path through which the power can be exchanged through the switch can be formed. This power is part of the power grid. The selection unit 256 may control the power conversion unit 255 for power compatibility between the terminal module 130 and the charging module 110 connected by the switch.

이상의 구성에 따르면 복수의 충전 모듈(110)과 위 충전 모듈(110)을 이용하고자 하는 복수의 단말 모듈(130)이 마련된 경우 전력의 흐름을 효율적으로 관리할 수 있다.According to the above configuration, when a plurality of terminal modules 130 to use the plurality of charging modules 110 and the charging module 110 are provided, power flow can be efficiently managed.

한편, 이러한 구성에서는 전력값의 산출이 중요할 수 있다.On the other hand, in such a configuration, the calculation of the power value may be important.

예를 들어 10의 전력을 사용하는 제1 단말 모듈(130)과 20의 전력을 사용하는 제2 단말 모듈(130), 15의 전력을 저장하는 제1 충전 모듈(110), 15의 전력을 저장하는 제2 충전 모듈(110)이 마련될 수 있다.For example, the first terminal module 130 using 10 power and the second terminal module 130 using the power of 20, the power of the first charging module 110, 15 storing the power of 15 A second charging module 110 may be provided.

제1 단말 모듈(130)과 제1 충전 모듈(110)이 1:1로 연결되고, 제2 단말 모듈(130)과 제2 충전 모듈(110)이 1:1로 연결된다면, 제1 단말 모듈(130)로 충분한 전력을 공급하고도 제1 충전 모듈(110)에는 5의 전력이 남는다. 제2 단말 모듈(130)은 제2 충전 모듈(110)로부터 충분한 전력을 공급받지 못하므로 상용 전원으로부터 5의 전력을 제공받는다.If the first terminal module 130 and the first charging module 110 are connected in a 1: 1 ratio and the second terminal module 130 and the second charging module 110 are connected in a 1: 1 ratio, Even if sufficient power is supplied to the first charging module 130, 5 power remains in the first charging module 110. [ The second terminal module 130 does not receive sufficient power from the second charging module 110, so that the second terminal module 130 receives power of 5 from the commercial power source.

그런데, 본 발명의 전력 저장 장치에 따르면 제1 충전 모듈(110)에 남은 5의 전력이 제2 단말 모듈(130)로 제공되므로 제2 단말 모듈(130) 역시 상용 전원을 이용하지 않을 수 있다.According to the power storage device of the present invention, the remaining 5 power of the first charging module 110 is provided to the second terminal module 130, so that the second terminal module 130 may not use the commercial power.

그런데 제1 단말 모듈(130)의 사용자가 제1 충전 모듈(110)을 마련하고 전력 저장 장치의 전력망에 편입시킨 경우 여유 전력 5를 다른 사용자에게 제공하는 셈이 되므로 불합리하다.However, when the user of the first terminal module 130 prepares the first charging module 110 and incorporates the first charging module 110 into the power network of the power storage device, it is unreasonable to provide the reserved power 5 to other users.

따라서, 관리 모듈(200)은 전력망에 편입된 각 소비 모듈의 전력 소비량을 산출하고, 전력 소비량에 따라 제1 금액을 책정할 수 있다. 그리고, 전력망에 편입된 각 생산 모듈의 전력 생산량에 따라 제2 금액을 책정할 수 있다. 또한, 전력망에 편입된 각 충전 모듈(110)의 충전 용량에 따라 제3 금액을 책정할 수 있다.Therefore, the management module 200 can calculate the power consumption of each consuming module incorporated in the power network, and can set the first amount according to the amount of power consumption. The second amount can be set according to the amount of electric power generated by each production module incorporated in the electric power grid. In addition, the third amount can be determined according to the charging capacity of each charging module 110 incorporated in the power network.

만약, 동일한 사용자가 전력망에 소비 모듈, 생산 모듈, 충전 모듈(110)을 모두 편입시킨 경우 해당 사용자에게 책정되는 총 금액은 다음의 수학식 1과 같을 수 있다.If the same user has incorporated the consumption module, the production module, and the charging module 110 into the power network, the total amount charged to the user may be expressed by Equation 1 below.

Figure 112014011200025-pat00001
Figure 112014011200025-pat00001

총 금액이 +인 경우 해당 사용자는 전력 저장 장치의 관리자에게 해당 금액을 지불해야 하며, 총 금액이 -인 경우 해당 사용자는 전력 저장 장치의 관리자로부터 해당 금액을 지급받을 수 있다. 만약, 특정 사용자가 소비 모듈과 충전 모듈(110)만 제공하는 경우라면 제2 금액은 0원이 될 것이다.If the total amount is +, the corresponding user has to pay the administrator of the power storage device, and if the total amount is -, the user can receive the corresponding amount from the power storage device manager. If the specific user only provides the consumption module and the charging module 110, the second amount will be 0 yen.

여기서 고려할 부분으로 충전 모듈(110)을 들 수 있다.The charging module 110 may be considered as a part to be considered here.

예를 들어 15의 충전 용량을 갖는 충전 모듈(110), 30의 충전 용량을 갖는 충전 모듈(110)이 마련되고, 생산 모듈로부터 15의 전력이 공급되는 경우 관리 모듈(200)은 15의 전력을 2대의 충전 모듈(110)에 나누어 저장하거나 어느 1대의 충전 모듈(110)에만 저장할 수 있다.The charging module 110 having a charging capacity of, for example, 15, and the charging module 110 having a charging capacity of 30 are provided, and when power is supplied from the production module 15, It can be divided into two charging modules 110 or stored in only one charging module 110. [

후자의 경우를 살펴보면 전력이 저장된 충전 모듈(110)의 제공자에게만 제3 금액이 책정되고, 다른 충전 모듈(110)의 제공자에게는 제3 금액이 책정되지 않을 수 있다. 이러한 환경은 다른 충전 모듈(110)의 제공자에게 불합리할 수 있다.In the latter case, the third amount is set only for the provider of the charging module 110 in which the power is stored, and the third amount is not set for the provider of the other charging module 110. Such an environment may be unreasonable for providers of other charging modules 110.

따라서, 전자의 경우와 같이 관리 모듈(200)은 생산 모듈로부터 공급된 전력을 복수의 충전 모듈(110)에 똑같이 나누어 저장시킬 수 있다. 이 경우 2대의 충전 모듈(110)에는 각각 15씩의 전력이 저장될 수 있다.Accordingly, as in the former case, the management module 200 can divide the power supplied from the production module into a plurality of charging modules 110 in the same manner. In this case, fifteen pieces of power can be stored in each of the two charging modules 110.

그런데, 30 충전 용량의 충전 모듈(110)을 제공하는 사용자는 상대적으로 투자 비용 대비 적은 비용을 회수하게 되므로 불합리할 수 있다. 따라서, 관리 모듈(200)은 생산 모듈로부터 공급된 전력을 각 충전 모듈(110)의 충전 용량의 비율에 따라 복수의 충전 모듈(110)에 저장시킬 수 있다.However, a user who provides the charging module 110 with a charging capacity of 30 may be unreasonable because he or she will recover a relatively low cost compared to the investment cost. Therefore, the management module 200 can store the power supplied from the production module in the plurality of charging modules 110 according to the ratio of the charging capacities of the respective charging modules 110.

이에 따르면 각 충전 모듈(110)에 저장되는 전력의 양은 다음의 수학식 2에 의해 결정될 수 있다.The amount of power stored in each of the charging modules 110 can be determined by the following equation (2).

Figure 112014011200025-pat00002
Figure 112014011200025-pat00002

이 경우 15 충전 용량의 충전 모듈(110)과 30 충전 용량의 충전 모듈(110)이 마련된다면, 15 충전 용량의 충전 모듈(110)에는 15/45*15=5가 저장되고, 30 충전 용량의 충전 모듈(110)에는 30/45*15=10이 저장될 수 있다. 따라서, 15 충전 용량의 충전 모듈(110)에는 충전 전력 5의 금액이 책정되고, 30 충전 용량의 충전 모듈(110)에는 충전 전력 10의 금액이 책정될 수 있다.In this case, if the charging module 110 of 15 charge capacity and the charge module 110 of 30 charge capacity are provided, 15/45 * 15 = 5 is stored in the charge module 110 of 15 charge capacity, The charging module 110 may store 30/45 * 15 = 10. Accordingly, the charging module 110 having the charging capacity of 15 can set the amount of the charging power 5, and the charging module 110 having the charging capacity of 30 can set the charging power 10.

도 3은 본 발명의 전력 저장 장치를 구성하는 충전 모듈(110)을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram showing a charging module 110 that constitutes the power storage device of the present invention.

충전 모듈(110)에는 딤스부(117), 전력부(115), 관리부(113), 배터리(111)가 마련될 수 있다.The charging module 110 may include a dimming unit 117, a power unit 115, a management unit 113, and a battery 111.

전력부(115)는 외부로부터 제공받은 전력을 배터리(111)에 저장될 수 있는 전력으로 변환시킬 수 있다. 이를 위해 전력부(115)에는 이를 위해 전력 변환부(255)에는 제1 특정 직류 전력을 제2 특정 직류 전력을 변환시키는 DC-DC 변환 수단, 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키거나 교류 전력을 직류 전력으로 변환시키는 컨버터 수단이 마련될 수 있다. 전력부(115)는 PCS(Power Conditioning System)를 포함할 수 있다.The power unit 115 can convert the power supplied from the outside into the power that can be stored in the battery 111. [ To this end, the power unit 115 includes a DC-DC conversion unit for converting the first specific DC power into a second specific DC power, a power conversion unit 255 for converting the DC power into AC power, A converter means for converting the input signal into electric power may be provided. The power unit 115 may include a power conditioning system (PCS).

관리부(113)는 배터리(111)로 입력된 전력과 배터리(111)로부터 출력되는 전력을 감시할 수 있다. 관리부(113)에 따르면 해당 배터리(111)가 충전 전력을 제공할 수 있는 상태인지, 충전이 필요한 상태인지 파악되고 관리될 수 있다. 관리부(113)는 BMS(Battery Management System)를 포함할 수 있다.The management unit 113 can monitor the power input to the battery 111 and the power output from the battery 111. [ According to the management unit 113, it can be determined whether the battery 111 is capable of providing the charging power and whether the charging is required. The management unit 113 may include a battery management system (BMS).

딤스부(117)(DIMS, Distributed Intelligent Energy Management System)는 전력부(115)와 관리부(113)를 모니터링하고 제어할 수 있다. 그리고, 관리 모듈(200)과의 통신을 수행할 수 있다.The DIMS (Distributed Intelligent Energy Management System) 117 monitors and controls the power unit 115 and the management unit 113. Then, communication with the management module 200 can be performed.

딤스부(117)에 의해 각 충전 모듈(110)은 관리 모듈(200)에 의해 형성된 전력망에 연결될 수 있다.Each of the charging modules 110 may be connected to the power network formed by the management module 200 by the dimming portion 117.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

110...충전 모듈 111...배터리
113...관리부 115...전력부
117...딤스부 130...단말 모듈
200...관리 모듈 210...상위 관리 모듈
230...중간 관리 모듈 250...하위 관리 모듈
251...제1 통신부 252...제2 통신부
253...파악부 254...감시부
255...전력 변환부 256...선택부110 ... charging module 111 ... battery
113 ... management unit 115 ... power unit
117 ... DIMS unit 130 ... terminal module
200 ... management module 210 ... upper management module
230 ... intermediate management module 250 ... sub management module
251 ... first communication unit 252 ... second communication unit
253 ... grasping portion 254 ... monitoring portion
255 ... power conversion section 256 ... selection section

Claims (9)

전력이 충전되는 복수의 충전 모듈; 및
상기 전력을 생산하거나 소비하는 단말 모듈과 상기 복수의 충전 모듈의 사이에서 상기 전력을 중계하는 관리 모듈;을 포함하고,
상기 단말 모듈은 복수로 마련되며,
상기 복수의 충전 모듈 및 상기 복수의 단말 모듈은 복수의 사용자에 의해 제공되고,
상기 단말 모듈은 상기 충전 모듈에 저장되는 전력을 생산하는 생산 모듈과 상기 충전 모듈에 저장된 전력을 소비하는 소비 모듈을 포함하며,
상기 관리 모듈은 상기 각 소비 모듈의 전력 소비량을 산출하고, 상기 전력 소비량에 따라 제1 금액을 책정하며, 상기 각 생산 모듈의 전력 생산량에 따라 제2 금액을 책정하고, 상기 각 충전 모듈의 충전 용량에 따라 제3 금액을 책정하고,
상기 단말 모듈과 상기 충전 모듈 중 적어도 하나를 제공한 특정 사용자에 대한 책정 금액은 상기 제1 금액에서 상기 제2 금액과 상기 제3 금액을 감한 값인 전력 저장 장치.
A plurality of charging modules to which electric power is charged; And
And a management module for relaying the power between the terminal module that generates or consumes the power and the plurality of charging modules,
The plurality of terminal modules are provided,
Wherein the plurality of charging modules and the plurality of terminal modules are provided by a plurality of users,
Wherein the terminal module includes a production module for producing power stored in the charging module and a consumption module for consuming power stored in the charging module,
Wherein the management module calculates a power consumption amount of each of the consuming modules, calculates a first amount according to the power consumption amount, forms a second amount according to a power generation amount of each production module, The third amount is set according to the amount of money,
Wherein the predetermined amount for a specific user provided at least one of the terminal module and the charging module is a value obtained by subtracting the second amount and the third amount from the first amount.
제1항에 있어서,
상기 충전 모듈에는 딤스부, 전력부, 관리부 및 배터리가 마련되고,
상기 전력부는 외부로부터 제공받은 전력을 상기 배터리에 저장될 수 있는 전력으로 변환시키며,
상기 관리부는 상기 배터리로 입력된 전력과 상기 배터리로부터 출력되는 전력을 감시하고,
상기 딤스부(DIMS, Distributed Intelligent Energy Management System)는 상기 전력부와 상기 관리부를 모니터링하고 제어하며,
상기 딤스부에 의해 각 충전 모듈은 상기 관리 모듈에 의해 형성된 전력망에 연결되는 전력 저장 장치.
The method according to claim 1,
The charging module is provided with a dims unit, a power unit, a management unit, and a battery,
The power unit converts power received from the outside into power that can be stored in the battery,
The management unit monitors the power input to the battery and the power output from the battery,
The DIMS (Distributed Intelligent Energy Management System) monitors and controls the power unit and the management unit,
Wherein each of the charging modules is connected to a power network formed by the management module.
제1항에 있어서,
상기 관리 모듈은 상기 단말 모듈에 연결되는 하위 관리 모듈, 복수의 상기 하위 관리 모듈에 연결되는 중간 관리 모듈, 복수의 상기 중간 관리 모듈에 연결되는 상위 관리 모듈로 구분되고,
상기 하위 관리 모듈은 복수의 상기 단말 모듈로 이루어진 마이크로 그리드(micro grid)를 형성하며,
상기 중간 관리 모듈은 복수의 상기 마이크로 그리드가 포함된 리저널 그리드(regional grid)를 형성하고,
상기 상위 관리 모듈은 복수의 상기 리저널 그리드가 포함된 전범위 그리드를 형성하는 전력 저장 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the management module is divided into a lower management module connected to the terminal module, an intermediate management module connected to the plurality of lower management modules, and an upper management module connected to the plurality of intermediate management modules,
Wherein the lower management module forms a micro grid composed of a plurality of the terminal modules,
Wherein the intermediate management module forms a regional grid including a plurality of micro-grids,
Wherein the upper management module forms a full range grid including a plurality of the permanent grids.
제1항에 있어서,
상기 관리 모듈은 상기 단말 모듈로 제공되는 제1 충전 모듈의 충전 전력이 부족하면, 추가로 제2 충전 모듈의 충전 전력을 상기 단말 모듈로 제공하는 전력 저장 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the management module further provides the charging power of the second charging module to the terminal module when the charging power of the first charging module provided to the terminal module is insufficient.
제1항에 있어서,
상기 관리 모듈에는 제1 통신부, 제2 통신부, 파악부, 감시부, 전력 변환부 및 선택부가 마련되고,
상기 제1 통신부는 상기 충전 모듈과 통신하며,
상기 제2 통신부는 상기 단말 모듈과 통신하고,
상기 관리 모듈은 상기 제1 통신부와 상기 제2 통신부를 통해 복수의 상기 충전 모듈과 복수의 상기 단말 모듈이 포함된 통신망을 형성하며,
상기 파악부는 상기 각 충전 모듈의 충전 상태를 파악하고,
상기 감시부는 상기 단말 모듈로부터 입력되는 전력과 상기 단말 모듈로 출력되는 전력을 감시하며,
상기 전력 변환부는 상기 단말 모듈과 상기 충전 모듈 간의 전력을 변환시키고,
상기 선택부는 상기 감시부에서 감시된 전력을 이용하여 상기 단말 모듈로부터 입력된 전력으로 충전될 충전 모듈 또는 상기 충전 모듈로부터 입력된 전력이 제공될 단말 모듈을 선택하는 전력 저장 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the management module is provided with a first communication unit, a second communication unit, a holding unit, a monitoring unit, a power conversion unit,
Wherein the first communication unit is in communication with the charging module,
The second communication unit communicates with the terminal module,
Wherein the management module forms a communication network including the plurality of charging modules and the plurality of terminal modules through the first communication unit and the second communication unit,
The grasping unit grasps the state of charge of each of the charging modules,
The monitoring unit monitors the power input from the terminal module and the power output to the terminal module,
Wherein the power conversion unit converts power between the terminal module and the charging module,
Wherein the selection unit selects a charging module to be charged with the power inputted from the terminal module or a terminal module to which the power inputted from the charging module is to be supplied, using the power monitored by the monitoring unit.
제5항에 있어서,
상기 선택부에는 상기 파악부 및 상기 감시부의 출력 정보를 분석하여 전력을 필요로 하는 단말 모듈과 여분의 충전 전력을 갖는 충전 모듈을 파악한 후 해당 단말 모듈과 충전 모듈을 서로 연결시키는 스위치가 마련되는 전력 저장 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the selecting unit analyzes the output information of the detecting unit and the monitoring unit to detect a charging module having a redundant charging power and a terminal module requiring power, Storage device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 관리 모듈은 상기 단말 모듈로부터 공급된 전력을 복수의 상기 충전 모듈에 똑같이 나누어 저장시키는 전력 저장 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the management module divides the power supplied from the terminal module equally into a plurality of the charging modules.
제1항에 있어서,
상기 관리 모듈은 상기 단말 모듈로부터 공급된 전력을 상기 각 충전 모듈의 충전 용량의 비율에 따라 복수의 상기 충전 모듈에 저장시키는 전력 저장 장치.The method according to claim 1,
Wherein the management module stores power supplied from the terminal module in a plurality of the charging modules according to a ratio of the charging capacities of the respective charging modules.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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