KR101977165B1 - System and method for controlling ess for emergency power source, and a recording medium having computer readable program for executing the method - Google Patents

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Abstract

Disclosed are an ESS control system for an emergency power source, a method thereof, and a recording medium recording a computer-readable program for executing the method. The ESS control system for an emergency power source is connected between a power system and an emergency load, terminates a connection with the power system by means of an input terminal switch when there is an abnormality in the power system and supplies power stored in a battery system as the emergency load. The ESS control system for an emergency power source comprises: an input power monitoring unit; a charge setting storage unit; and a charge control unit wherein the input power monitoring unit monitors power supplied from the power system by means of the input terminal switch, the charge setting storage unit stores charge setting to be charged in the battery system, and the charge control unit controls a charge of the battery system according to the setting stored in the charge setting storage unit. At this time, the charge control unit reduces charge power supplied to the battery system when input power corresponds to a preset limit input range.

Description

비상 전원용 ESS 제어 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 {SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING ESS FOR EMERGENCY POWER SOURCE, AND A RECORDING MEDIUM HAVING COMPUTER READABLE PROGRAM FOR EXECUTING THE METHOD}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an ESS control system for an emergency power source, a method thereof, and a recording medium storing a computer readable program for executing the method. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002]

본 발명은 전력 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 계통 이상시 비상 부하에 비상 전원을 공급하기 위한 비상 전원용 ESS(Energy Storage System)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power system, and more particularly, to an energy storage system (ESS) for emergency power supply for supplying emergency power to an emergency load in a system fault.

비상 전원용 ESS는 평상 시 일반적인 ESS와 같이 수요 관리용으로 사용하다가, 전력 계통 이상시 비상 발전기를 이용하여 발전된 전력이 아니라, 배터리에 저장된 전력을 비상 부하에 공급하기 위한 시스템으로서, 계통 이상시 순간 정전을 방지하기 위해 비상 전원을 보다 신속하게 비상 부하에 공급할 수 있는 장점이 있어 최근 빠르게 확산되고 있다. Emergency power supply ESS is used for demand management such as normal ESS, and it is a system to supply power stored in battery to emergency load instead of power generated by using emergency generator in case of power system failure. The emergency power source can be supplied to the emergency load more quickly.

ESS는 PMS(Power Management Sytem), PCS(Power Converting System), 및 배터리 시스템을 포함하며, 비상 전원용 ESS에 포함되는 비상 전원용 PCS(Power Converting System)로는 하나의 양방향 인버터의 급속 모드 변환을 이용하는 방식을 많이 이용한다. 도 1은 비상 전원용 ESS의 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 블록도다. The ESS includes a Power Management System (PMS), a Power Converting System (PCS), and a battery system. The emergency power PCS (Power Converting System) included in the ESS for emergency power supply uses a rapid mode conversion of one bidirectional inverter I use it a lot. 1 is a block diagram schematically showing an example of the structure of an ESS for an emergency power source.

하나의 인버터를 이용하여 급속 모드 변환을 수행하는 인버터의 경우 계통의 단독 운전을 방지하기 위해 계통 입력단에 STS(Static Transfer Switch; 210) 회로를 설치하고, 정전시 전원 공급원을 자동으로 변환하는 구조로 설계되는 데, 이 경우 PCS 제어부(240)는 인버터 입력단(201)의 전력을 측정하고 PWM 제어를 통하여 배터리(400)의 충방전량을 조정한다. Inverter which performs rapid mode conversion by using one inverter, STS (Static Transfer Switch; 210) circuit is installed at the system input terminal to prevent the system from operating alone, and the power supply source is automatically converted during power failure. In this case, the PCS control unit 240 measures the power of the inverter input terminal 201 and adjusts the charge amount of the battery 400 through the PWM control.

이에 따라, 한전계통(10)과 STS(210)에서는 인버터(200)를 통한 충전 및 방전을 위해 사용자가 지정한 인버터단(201)의 전력과 비상부하(300)에 공급되는 부하단(301)의 전력이 합산되어 흐르게 된다.Accordingly, in the KEPCO system 10 and the STS 210, the power of the inverter stage 201 designated by the user for charging and discharging through the inverter 200 and the power of the inverter stage 201 supplied to the emergency load 300 The electric power is summed and flows.

방전 모드일 경우, 인버터의 방전 전력(201)은 비상 부하 소모 전력(301)과 전류의 방향이 반대되고 서로 상쇄되어, PCS 입력 전력(101)은 아래 식과 같이 나타나게 된다.In the discharge mode, the discharge power 201 of the inverter is opposite to the direction of the current with respect to the emergency load power consumption 301, and the PCS input power 101 becomes as shown in the following equation.

PCS 입력 전력(101) = 비상 부하 소모 전력(301) - 인버터 방전 전력(201)PCS input power (101) = emergency load power consumption (301) - inverter discharge power (201)

충전 모드일 경우, 인버터 충전 전력(201)은 비상 부하 소모 전력(301)과 전류의 방향이 동일하여 서로 합산되므로, PCS 입력 전력(101)은 아래 식과 같이 나타나게 된다.In the charging mode, the inverter charging power 201 is equal to the emergency load power consumption 301 in the same direction as the current, so that the PCS input power 101 is expressed by the following equation.

PCS 입력전력(101) = 비상 부하 소모 전력(301) + 인버터 충전 전력(201)PCS input power (101) = Emergency load power consumption (301) + Inverter charging power (201)

이와 같은 이유로, 비상 부하(300)와 인버터 충전 용량을 각각 정격 범위에서 운전하는 경우에도, STS(210)의 전력은 장비의 정격 용량보다 큰 전력이 흐를 수 있게 된다. 이 경우, 과부하에 의한 입력단의 수전 설비 및 PCS의 STS가 파괴될 수 있고, 이를 보호하기 위해서 일반적으로 STS 소자의 용량을 정격 용량보다 크게 설계하고 있다.For this reason, even when the emergency load 300 and the inverter charging capacity are operated in the respective rated ranges, the power of the STS 210 can be larger than the rated capacity of the equipment. In this case, the STS at the input stage due to the overload and the STS of the PCS may be destroyed. To protect the STS device, the capacity of the STS device is generally designed to be larger than the rated capacity.

하지만, 이와 같이 STS 소자의 용량을 크게 하는 경우에도, 수전단의 전력 용량이 증대되어 상위 전력 계통에는 과부하(과전류)가 발생할 수 있기 때문에, 이상 상황시 상위 전력 계통의 설비에 손상이 발생할 수 있는 문제점은 여전히 존재하게 된다.However, even when the capacity of the STS element is increased as described above, since the power capacity of the power receiving end is increased and an overload (overcurrent) may occur in the upper power system, damage to the equipment of the upper power system The problem still exists.

한편, 최근에는 PV(Photovoltaic) 등 분산 전원의 확산에 따라, 분산 전원과 ESS가 함께 전력 계통에 연결되는 경우도 확산되고 있다. 도 2는 ESS와 PV 시스템이 함께 전력 계통에 연계되어 사용되는 예가 도시된 개략적인 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적으로 ESS는 PV와 연계하여 PV의 부하를 평준화시키는 용도로 대부분 사용되고 있다. Meanwhile, in recent years, due to the diffusion of distributed power such as PV (Photovoltaic), the case where the distributed power source and the ESS are connected to the power system is also diffused. Fig. 2 is a schematic diagram showing an example in which an ESS and a PV system are used together with a power system. As shown in FIG. 2, in general, ESS is mostly used for the purpose of leveling PV load in conjunction with PV.

일반적인 ESS와 분산전원 연계 시스템은 한전계통이 정전될 경우 분산전원의 기준이 되는 모선 전원이 없어져 ESS 뿐만 아니라 분산전원도 더 이상 운전을 지속할 수 없게 된다.In general ESS and distributed power linkage system, when the KEPCO system is out of power, the bus power source which is the standard of the distributed power source disappears, so that the distributed power source as well as the ESS can no longer be operated.

이와 같은 ESS 연계 분산전원 시스템은 비상 전원 ESS로 구성할 수 있으며, 비상 전원 ESS의 경우 정전이 되더라도 비상부하 출력단자에는 정전압정주파수(CVCF, Constant Voltage, Constant Frequency)의 안정된 전원을 공급하여 분산전원이 지속적으로 운전할 수 있는 모선 전원의 역할을 수행하고, 또한 STS를 사용하여 계통과 자동으로 회로적으로 분리된 마이크로 그리드를 형성하여 단독운전을 방지하는 역할을 할 수 있다. 도 3은 분산전원이 포함된 비상 전원용 ESS의 개략적인 도면이다.Such an ESS linked distributed power system can be configured as an emergency power source ESS. In case of emergency power source ESS, stable power of CVCF (Constant Voltage, Constant Frequency) is supplied to the emergency load output terminal, Can serve as a bus power source that can be continuously operated, and can also function as a stand-alone operation by forming a micro grid separated automatically from the system by using STS. 3 is a schematic diagram of an ESS for an emergency power source including a distributed power source.

도 3에서와 같은 MG(Microgrid) 내에 비상 부하 용량이 분산전원 발전량보다 작을 경우, 분산전원은 비상 부하에 전원을 공급하고 SINK 기능이 있는 비상 전원용 PCS는 MG 전압 및 주파수의 변동을 억제하도록 분산전원의 발전 잉여 전력만큼 자동으로 배터리를 충전하여 MG의 전압과 주파수를 안정화시킬 수 있다.When the emergency load capacity is smaller than the distributed power generation amount in the MG (Microgrid) as shown in FIG. 3, the distributed power supply supplies power to the emergency load and the PCS for the emergency power supply having the SINK function, The voltage and frequency of the MG can be stabilized by automatically charging the battery as much as the generated surplus power of the MG.

그런데, 전력 계통에 이상이 발생하여 정전에 의한 비상 전원용 ESS의 독립 운전이 오래도록 지속되고 분산전원 발전에 의한 배터리 시스템의 충전이 지속될 경우, 축전지의 용량을 초과하여 충전이 들어갈 수 있고, 이 경우 BMS(Battery Management Sytem) 등 보호 회로에 의해 축전지는 분리되어 ESS가 정지될 수 있다.However, if the ESS for emergency power supply is continuously maintained for a long time due to a power system malfunction due to a power failure, and the charging of the battery system by the distributed power generation continues, the battery can be charged beyond the capacity of the battery. In this case, (Battery Management System), the battery may be disconnected and the ESS may be stopped.

그런데, PV(Photovoltaic) 등 분산 전원은 계통 전원이 살아있는 상태에서는 전압과 주파수를 추종하는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 운전을 통해 계통에 전원을 공급하지만, 정전으로 계통 전원이 없으면 운전을 할 수 없다. 따라서, 모선 전압을 잃은 분산전원 발전도 정지되는 상황이 발생할 수 있다. 즉, 분산전원 발전에 의해 배터리가 과충전되어 전체 MG가 정지되는 문제가 발생할 수 있다.However, the distributed power such as PV (Photovoltaic) supplies power to the system through MPPT (Maximum Power Point Tracking) operation that follows the voltage and frequency when the system power is live, but can not operate without the system power due to power failure . Therefore, there is a possibility that the distributed power generation that has lost the bus voltage may also be stopped. That is, there is a problem that the battery is overcharged by the distributed power generation and the entire MG is stopped.

KRKR 101756222101756222 B1B1

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 비상 전원을 공급하는 비상 부하의 소모 전력의 변동에도 비상 전원용 ESS 입력단의 수전 설비 및 STS를 보호할 수 있는 비상 전원용 ESS 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to provide an ESS control system and method for an emergency power source capable of protecting an incoming equipment and an STS of an ESS input terminal for an emergency power source, And to provide the above objects.

또한, 정전에 의한 독립 운전이 장시간 지속되는 경우에도 ESS의 과충전에 의한 정지를 방지하여 분산 전원을 포함하는 ESS가 포함된 마이크로그리드 전체가 정지하는 것을 방지할 수 있는 비상 전원용 ESS 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an ESS control system and method for emergency power source that can prevent a stop due to overcharging of the ESS even when the independent operation due to the power failure lasts for a long time, and prevent the entire microgrid including the ESS including the distributed power source from stopping The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 비상 전원용 ESS 제어 시스템은, 전력 계통과 비상 부하 사이에 연결되고 전력 계통 이상시 입력단 스위치를 통해 상기 전력 계통과의 연결을 종료하고 배터리 시스템에 저장된 전력을 비상 부하로 공급하는 비상 전원용 ESS의 제어 시스템으로서, 입력 전력 감시부, 충전 설정 저장부, 및 충전 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, an ESS control system for an emergency power source according to the present invention is connected between a power system and an emergency load, and terminates the connection with the power system via an input terminal switch when an error occurs in the power system, A control system of an ESS for emergency power supply to supply a load includes an input power monitoring unit, a charge setting storage unit, and a charge control unit.

입력 전력 감시부는 입력단 스위치를 통해 전력 계통으로부터 공급받는 전력을 감시하고 충전 설정 저장부는 배터리 시스템에 충전될 충전 설정이 저장되며, 충전 제어부는 충전 설정 저장부에 저장된 설정에 따라 배터리 시스템의 충전을 제어한다. 이때, 충전 제어부는 입력 전력이 미리 설정된 제한 입력 범위에 해당하는 경우 배터리 시스템으로 공급되는 충전 전력을 감소시킨다. The input power monitoring unit monitors the power supplied from the power system through the input terminal switch. The charge setting storage unit stores the charge setting to be charged in the battery system. The charge control unit controls the charge of the battery system according to the setting stored in the charge setting storage unit. do. At this time, the charge control unit reduces the charge power supplied to the battery system when the input power corresponds to the preset limit input range.

이와 같은 구성에 의하면, 스위치를 통과하여 ESS로 입력되는 전력을 감시하여 비상 부하의 소모 전력이 과도하게 증가하는 경우에는 배터리 충전 전력을 줄임으로써, 연결된 비상 부하의 소모 전력의 변동에도 스위치를 통과하는 전력의 양을 제한하여 비상 전원용 ESS 입력단의 수전 설비 및 PCS 내부의 STS를 보호할 수 있게 된다.According to such a configuration, when the power input to the ESS through the switch is monitored to reduce the battery charging power when the consumption power of the emergency load excessively increases, the power consumption of the emergency load can be reduced By limiting the amount of power, it is possible to protect the receiving equipment of the ESS input for the emergency source and the STS inside the PCS.

이때, 충전 설정부는 충전 전력의 감소를 반영하기 위해 충전 설정을 변경할 수 있다. 충전 설정의 변경은 충전 시간의 연장일 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 시스템 보호를 위해 충전 전력을 감소시키면서도 최초 설정된 충전 목표를 달성할 수 있게 된다.At this time, the charge setting unit can change the charge setting to reflect the decrease of the charge power. Changing the charge setting may be an extension of the charge time. With this configuration, it is possible to achieve the initially set charging target while reducing the charging power in order to protect the system.

또한, 충전 제어부는 입력 전력이 제한 입력 범위를 벗어나는 경우 배터리 시스템으로 공급되는 충전 전력을 증가시킬 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 시스템 보호를 위해 충전 전력을 감소시키면서도 최초 설정된 충전 목표를 더욱 신속하게 달성할 수 있게 된다.In addition, the charge control unit may increase the charge power supplied to the battery system when the input power is out of the limit input range. With this configuration, it is possible to achieve the initial set charging target more quickly while reducing the charging power to protect the system.

또한, 비상 전원용 ESS는 분산 전원 스위치를 통해 배터리 시스템 및 비상 부하와 연결되는 분산 전원을 더 포함하고, 입력단 스위치가 개방되는 경우 배터리 시스템의 충전량을 감시하는 충전량 감시부, 및 배터리 시스템의 충전량이 미리 설정된 충전 제한 범위에 해당하는 경우, 분산 전원 스위치를 개방시키는 분산 전원 스위치 제어부를 더 포함할 수 있다.The ESS for emergency power supply further includes a distributed power supply connected to the battery system and the emergency load through a distributed power switch, a charged amount monitor for monitoring the charged amount of the battery system when the input terminal switch is opened, And may further include a distributed power switch control unit for opening the distributed power switch when the set charge limit range is satisfied.

이와 같은 구성에 의하면, 정전에 의한 독립 운전이 오래도록 지속되는 경우에도 ESS가 정지되는 것을 방지하여, 분산 전원 및 ESS가 포함된 마이크로그리드 전체가 정지하는 것을 방지할 수 있게 된다.According to such a configuration, it is possible to prevent the ESS from being stopped even if the independent operation due to the power interruption lasts for a long time, thereby preventing the entire microgrid including the distributed power source and the ESS from being stopped.

이때, 분산 전원 스위치 제어부는 배터리 시스템의 충전량이 충전 제한 범위를 벗어나는 경우 분산 전원 스위치를 연결할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 분산 전원은 ESS의 배터리와 함께 비상부하에 전원을 공급하여 배터리의 백업시간을 늘릴 수 있게 된다. At this time, the distributed power switch control unit can connect the distributed power switch when the charged amount of the battery system is out of the charge limit range. With such a configuration, the distributed power source can supply power to the emergency load together with the battery of the ESS to increase the backup time of the battery.

아울러, 상기 시스템을 방법의 형태로 구현한 발명과 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 매체가 함께 개시된다.In addition, the invention in which the system is implemented in the form of a method and a medium in which a computer-readable program for executing the method are recorded are also disclosed.

본 발명에 의하면, 입력단 스위치를 통과하여 ESS로 입력되는 전력을 감시하여 비상 부하의 소모 전력이 증가하는 경우에는 배터리 충전 전력을 줄임으로써, 연결된 비상 부하의 소모 전력의 변동에도 스위치를 통과하는 전력의 양을 제한하여 비상 전원용 ESS 입력단의 수전 설비 및 STS를 보호할 수 있게 된다.According to the present invention, when the power consumed by the emergency load increases by monitoring the power input to the ESS through the input stage switch, the battery charging power is reduced, so that the power of the power passing through the switch It is possible to protect the receiving equipment and the STS of the ESS input terminal for the emergency power source by limiting the amount.

또한, 시스템 보호를 위해 충전 전력을 감소시키면서도 최초 설정된 충전 목표를 달성할 수 있게 된다.In addition, for the purpose of protecting the system, it is possible to achieve the initially set charging target while reducing the charging power.

또한, 시스템 보호를 위해 충전 전력을 감소시키면서도 최초 설정된 충전 목표를 더욱 신속하게 달성할 수 있게 된다.In addition, to protect the system, the initial set charge target can be achieved more quickly while reducing the charge power.

또한, 정전에 의한 독립 운전이 오래도록 지속되는 경우에도 ESS가 정지되는 것을 방지하여, 분산 전원 및 ESS가 포함된 마이크로그리드 전체가 정지하는 것을 방지할 수 있게 된다.Also, it is possible to prevent the ESS from being stopped even when the independent operation due to the power failure lasts for a long time, thereby preventing the entire microgrid including the distributed power source and the ESS from being stopped.

또한, 분산 전원은 ESS의 배터리와 함께 비상부하에 전원을 공급하여 배터리의 백업시간을 늘릴 수 있게 된다. Distributed power supplies can also power the emergency load along with the battery of the ESS to increase the backup time of the battery.

도 1은 비상 전원용 ESS의 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 ESS와 분산전원 시스템이 함께 전력 계통에 연계되어 사용되는 예가 도시된 개략적인 도면.
도 3은 분산전원이 포함된 비상 전원용 ESS의 개략적인 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 전원용 ESS 제어 시스템의 개략적인 블록도.
도 5는 도 4의 비상 전원용 ESS 제어 시스템의 사용 상태를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 도 4의 충전 설정부의 충전량 자동 보정 알고리즘의 예를 개략적으로 도시한 흐름도.
도 7은 도 4의 분산 전원 스위치 제어부의 동작원리를 개략적으로 도시한 흐름도.1 is a view schematically showing an example of the structure of an ESS for an emergency power source.
FIG. 2 is a schematic view showing an example in which an ESS and a distributed power system are used together with a power system; FIG.
3 is a schematic diagram of an ESS for an emergency power source including a distributed power source.
4 is a schematic block diagram of an ESS control system for an emergency power source in accordance with an embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing the use state of the emergency power source ESS control system of Fig.
FIG. 6 is a flowchart schematically showing an example of a charging amount automatic correction algorithm of the charge setting unit of FIG. 4;
FIG. 7 is a flow chart schematically illustrating the operation principle of the distributed power switch control unit of FIG. 4; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 전원용 ESS 제어 시스템의 개략적인 블록도이고, 도 5는 도 4의 비상 전원용 ESS 제어 시스템의 사용 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 4 is a schematic block diagram of an ESS control system for an emergency power source according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view schematically showing a use state of the ESS control system for an emergency power source of FIG.

도 4 및 도 5에서, 비상 전원용 ESS 제어 시스템(100)은 전력 계통(10)과 비상 부하(320) 사이에 연결되고, 전력 계통 이상시 입력단 스위치(210)를 통해 전력 계통(10)과의 연결을 종료하고 배터리 시스템(400)에 저장된 전력을 비상 부하(320)로 공급하며, 분산 전원 스위치(312)를 통해 배터리 시스템(400) 및 비상 부하(320)와 연결되는 분산 전원(310)을 포함하는 비상 전원용 ESS의 제어 시스템으로서, 입력 전력 감시부(110), 충전 설정 저장부(120), 충전 제어부(130), 충전량 감시부(140), 및 분산 전원 스위치 제어부(150)를 포함한다.4 and 5, the ESS control system 100 for emergency power supply is connected between the power system 10 and the emergency load 320 and is connected to the power system 10 via the input stage switch 210 in the event of a power system failure And the distributed power supply 310 connected to the battery system 400 and the emergency load 320 through the distributed power supply switch 312 is connected to the emergency load 320. [ And includes an input power monitoring unit 110, a charge setting storage unit 120, a charge control unit 130, a charge amount monitoring unit 140, and a distributed power switch control unit 150 .

도 4에서 비상 전원용 ESS 제어 시스템(100)의 모든 구성 요소들은 하드웨어만으로 구현할 수 있겠으나, 하드웨어 및 하드웨어상에서 동작하는 소프트웨어로 함께 구현하는 것이 보다 일반적일 것이다. 도 5에서, 비상 전원용 ESS 제어 시스템(100)은 PMS(500)에서 구현되는 것이 바람직하나, PCS 제어부(240)에서 구현될 수도 있다.In FIG. 4, all components of the emergency power supply ESS control system 100 may be implemented by hardware alone, but it may be more common to implement them together with hardware and hardware-based software. In FIG. 5, the ESS control system 100 for emergency power supply is preferably implemented in the PMS 500, but may be implemented in the PCS control unit 240.

입력 전력 감시부(110)는 입력단 스위치(210)를 통해 상기 전력 계통으로부터 공급받는 전력을 감시한다. 입력 전력 감시는 입력단 전류(101)를 직접 측정하여 수행할 수도 있고, 배터리단(201)과 비상부하단(301)의 전력을 측정하여 산출하여 수행할 수도 있다.The input power monitoring unit 110 monitors the power supplied from the power system through the input stage switch 210. The input power monitoring may be performed by directly measuring the input terminal current 101 or may be performed by measuring and calculating the power of the battery terminal 201 and the emergency lower terminal 301.

충전 설정 저장부(120)는 배터리 시스템(400)에 충전될 충전 설정을 저장하며, 충전 제어부(130)는 충전 설정 저장부(120)에 저장된 설정에 따라 배터리 시스템(400)의 충전을 제어하고, 입력 전력이 미리 설정된 제한 입력 범위에 해당하는 경우 배터리 시스템(400)으로 공급되는 충전 전력을 감소시킨다. 이때, 미리 설정된 제한 입력 범위는 입력단 스위치(210) 또는 전력 계통측 설비에 손상을 입히지 않도록 시스템의 설치자나 관리자 등에 의해 미리 설정된 전력값일 수 있다.The charge setting storage unit 120 stores a charge setting to be charged in the battery system 400. The charge control unit 130 controls charging of the battery system 400 according to the setting stored in the charge setting storage unit 120 , And reduces the charging power supplied to the battery system 400 when the input power corresponds to a predetermined limit input range. At this time, the predetermined limit input range may be a power value preset by the installer or the administrator of the system so as not to damage the input stage switch 210 or the power system side equipment.

이러한 구성은, PCS의 제어기 혹은 PMS를 통하여 비상부하 사용전력(301)을 판단하고 자동으로 사용자 지령에 의한 충전 전력(201)을 제한하여 시스템의 안정도를 향상시키기 위한 구성으로서, 비상부하의 전력(301)을 감시하여 충전시 사용자의 지령값을 자동 보정하는 것이다.This configuration is for improving the stability of the system by determining the emergency load use power 301 through the controller of the PCS or the PMS and automatically limiting the charge power 201 by the user command, 301) to automatically correct the user's command value during charging.

이때, PMS(이하 PMS로 표기)는 충전 모드시 PCS의 입력 전력(101)을 측정하여 STS(210)의 입력용량 한계치를 초과할 경우 충전용량 지령값을 자동으로 변경하여 PCS의 입력 및 상위 시스템을 보호할 수 있다.In this case, the PMS (hereinafter referred to as PMS) measures the input power 101 of the PCS in the charging mode and automatically changes the charging capacity command value when the input capacity limit of the STS 210 is exceeded, Lt; / RTI >

이와 같은 구성에 의해, 입력단 SCR 소자의 용량을 증설할 경우 발생하는 원가 상승 및 상위 시스템 용량의 증설을 방지할 수 있고, 항시 충전 용량을 자동 조정함으로써 예상치 못한 비상부하 용량(301)의 증가에 능동적으로 대처할 수 있어 시스템의 안정도를 향상 시킬 수 있게 된다.With this configuration, it is possible to prevent the increase in the cost and the increase in the capacity of the upper system that occur when the capacity of the input stage SCR element is increased, and the charging capacity is automatically adjusted at all times, So that the stability of the system can be improved.

이때, 충전 설정부(120)는 충전 전력의 감소를 반영하기 위해 충전 설정을 변경할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 시스템 보호를 위해 충전 전력을 감소시키면서도 최초 설정된 충전 목표를 달성할 수 있게 된다. At this time, the charge setting unit 120 may change the charge setting to reflect a decrease in the charge power. With this configuration, it is possible to achieve the initially set charging target while reducing the charging power in order to protect the system.

즉, 충전용량 자동조정에 따른 충전량 부족에서 발생할 수 있는 ESS의 수요관리 용량 부족을 감안하여 충전량 자동 조정에 따른 부족 충전량을 적산하고, 부족 충전량이 있을 경우 충전 중 비상부하 용량에 따른 충전용량 여유분에 해당하는 ESS가 적정 충전용량을 보유할 수 있도록 하는 것이다. 도 6은 도 4의 충전 설정부의 충전량 자동 보정 알고리즘의 예를 개략적으로 도시한 흐름도이다. In other words, the undercharge amount due to the automatic charge amount adjustment is accumulated in consideration of the shortage of the demand management capacity of the ESS that may occur due to the lack of the charge amount due to the automatic adjustment of the charge amount. If there is the undercharge amount, So that the corresponding ESS can have an adequate charge capacity. 6 is a flowchart schematically showing an example of an automatic charge amount correction algorithm of the charge setting unit of FIG.

예를 들어, 충전 설정의 변경은 충전 시간의 연장일 수 있으며, 이 경우 PCS의 제어기 혹은 PMS를 통하여 스케줄 운전시 충전 전력 제한에 따른 전체 충전 용량 부족분을 자체적으로 판단하여 시간을 자동으로 연장할 수 있게 된다. 충전 설정의 변경 방식은 이와 같이 시간 조정의 형태 이외에도 다양한 형태로 적용될 수 있다.For example, changing the charge setting may be an extension of the charge time. In this case, the PCS controller or PMS can automatically extend the time by determining the total charge capacity shortage due to the charge power limitation during the schedule operation . The method of changing the charge setting can be applied in various forms other than the time adjustment type.

충전 제어부(130)는 입력 전력이 제한 입력 범위를 벗어나는 경우 배터리 시스템(400)으로 공급되는 충전 전력을 증가시킬 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 시스템 보호를 위해 충전 전력을 감소시키면서도 최초 설정된 충전 목표를 더욱 신속하게 달성할 수 있게 된다.The charge controller 130 may increase the charge power supplied to the battery system 400 when the input power is out of the limit input range. With this configuration, it is possible to achieve the initial set charging target more quickly while reducing the charging power to protect the system.

충전량을 제한하므로 결과적으로 충전량이 부족해지며, 스케줄에 의한 충전 시 충전 시간동안 제한한 충전량을 PMS가 누적하였다가 충전시 비상부하가 적어져 충전용량에 여유가 발생하면 충전용량을 자동 조정하여 부족한 충전량을 보완하는 것이다.If the PMS accumulates the limited amount of charge during the charging time during the charging time due to the schedule charging due to the limited amount of charge, the emergency load is reduced during charging, and if there is a margin in the charging capacity, the charging capacity is automatically adjusted, .

충전량 감시부(140)는 입력단 스위치(101)가 개방되는 경우 배터리 시스템(400)의 충전량을 감시하고, 분산 전원 스위치 제어부(150)는 배터리 시스템(400)의 충전량이 미리 설정된 충전 제한 범위에 해당하는 경우 분산 전원 스위치(312)를 개방시킨다. 이때, 분산 전원 스위치 제어부(150)는 배터리 시스템(400)의 충전량이 충전 제한 범위를 벗어나는 경우 분산 전원 스위치를 다시 연결한다. When the input terminal switch 101 is opened, the charge amount monitoring unit 140 monitors the charge amount of the battery system 400. The distributed power switch control unit 150 determines whether the charge amount of the battery system 400 corresponds to the preset charge limit range The distributed power switch 312 is opened. At this time, the distributed power switch controller 150 reconnects the distributed power switch when the charged amount of the battery system 400 is out of the charge limit range.

PMS에서 SOC(State Of Charge)값을 확인하여 독립운전 중 PV 발전에 의해 과충전이 발생할 우려가 있을 경우 분산전원을 자동 분리하여 MG의 지속 운전이 가능하도록 안전성을 확보하고, SOC가 떨어지면 분산전원을 자동 연결하여 분산전원에 의한 비상전원 공급 능력을 최대화하는 것이다.If the SOC (State Of Charge) value is checked in the PMS and there is a possibility that overcharge will occur due to PV power generation during independent operation, the distributed power is automatically separated to secure the safety to enable continuous operation of the MG. And to maximize the emergency power supply capability by the distributed power supply.

마이크로그리드(이하 MG)로 운전시, 분산전원 발전량이 MG 내에 비상부하 용량보다 작을 경우 분산전원은 ESS의 배터리와 함께 비상부하에 전원을 공급하여 백업시간을 늘리는 효과가 있기 때문이다. If the distributed power generation is smaller than the emergency load capacity in the micro grid (MG) operation, the distributed power supply increases the backup time by supplying power to the emergency load together with the battery of the ESS.

이를 위해, PMS(500)는 신재생에너지에 의한 분산전원(310)의 동작 상태, PCS와 BMS의 SOC, 동작모드, 계통상태를 확인할 수 있다. 도 7은 도 4의 분산 전원 스위치 제어부의 동작원리를 개략적으로 도시한 흐름도이다.For this, the PMS 500 can confirm the operation state of the dispersed power source 310, the SOC of the PCS and the BMS, the operation mode, and the system state by the renewable energy. 7 is a flowchart schematically showing the operation principle of the distributed power switch control unit of FIG.

도 7에서, 계통이 정전되어 PCS가 독립운전 모드로 운전 중, SOC를 확인하다가 기준치 이상으로 올라가면 PV를 마이크로 그리드와 분리시켜 마이크로 그리드의 과잉발전에 의한 주파수 상승 및 배터리 과충전에 의한 마이크로 그리드의 시스템 다운을 방지한다.In FIG. 7, when the system is out of power and the PCS is operating in the independent operation mode, if the SOC is ascertained above the reference value, the PV is separated from the micro grid to increase the frequency due to overgrowing of the micro grid and the micro grid system Down.

또한, 신재생에너지에 의한 분산전원(310)을 마이크로 그리드로 재투입하기 위해서는 계통 복전과 히스테리시스 값에 의한 SOC 용량 중 하나가 만족되는 경우 PMS가 신재생에너지 연계 스위치(312)에 재투입을 지령하여, 신재생에너지 인버터의 자체적인 지연시간을 대기 후 계통이 안정화되었다고 판단되면 자동으로 재투입 될 수 있도록 한다.In order to re-enter the dispersed power source 310 by the renewable energy into the micro grid, when one of the SOC capacity due to the system overload and the hysteresis value is satisfied, the PMS instructs the renewable energy link switch 312 to re- So that the delay time of the renewable energy inverter can be automatically re-inputted after it is determined that the system is stabilized after the waiting.

본 발명에 의하면, ESS 시스템 입력단의 전력을 감시하여 충전시 사용자의 지령값을 자동으로 보정함으로써, SCR 소자의 보호하고, SCR 소자의 용량을 증설함으로써 발생하는 원가 상승 및 상위 시스템 용량 증설 억제할 수 있게 된다.According to the present invention, by monitoring the power of the input terminal of the ESS system and automatically correcting the user's command value during charging, it is possible to protect the SCR element and increase the cost of the SCR element, .

또한, PCS의 제어기 외에도 PMS의 제어기에서 간단하게 구성이 가능하며, 이 경우 구성이 유사한 비상전원용 PCS에 적용할 수 있어, 다양한 접목이 가능하게 된다.In addition to the controller of the PCS, it can be easily configured in the controller of the PMS. In this case, it can be applied to the PCS of the emergency power source having a similar configuration.

또한, 재생 발전원 연계가 중요시되는 현 시점에서 비상전원 기능이 있는 ESS를 통하여 신재생 발전원의 운영 시간을 늘리고, 이때 발생할 수 있는 신재생 발전원에 의한 마이크로 그리드의 전압 및 주파수를 안정적으로 관리할 수 있게 된다.In addition, at the present time when the connection of renewable power generation source is important, the operating time of the new and renewable power generation source is increased through the ESS with the emergency power function and stable control of the voltage and frequency of the micro grid by the new and renewable power generation source .

본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.Although the present invention has been described in terms of some preferred embodiments, the scope of the present invention should not be limited thereby but should be modified and improved in accordance with the above-described embodiments.

100: 비상 전원용 ESS 제어 시스템
110: 입력 전력 감시부
120: 충전 설정 저장부
130: 충전 제어부
140: 충전량 감시부
150: 분산 전원 스위치 제어부100: ESS control system for emergency power source
110: input power monitoring unit
120: Charge setting storage section
130:
140: charge amount monitoring unit
150: Distributed power switch control unit

Claims (15)

전력 계통과 비상 부하 사이에 연결되고, 전력 계통 이상시 입력단 스위치를 통해 상기 전력 계통과의 연결을 종료하고 배터리 시스템에 저장된 전력을 상기 비상 부하로 공급하는 비상 전원용 ESS의 제어 시스템으로서,
상기 입력단 스위치를 통해 상기 전력 계통으로부터 공급받는 입력 전력을 감시하는 입력 전력 감시부;
상기 배터리 시스템에 충전될 충전 설정이 저장되는 충전 설정 저장부; 및
상기 충전 설정 저장부에 저장된 설정에 따라 상기 배터리 시스템의 충전을 제어하는 충전 제어부를 포함하고,
상기 충전 제어부는 상기 입력 전력이 미리 설정된 제한 입력 범위에 해당하는 경우 상기 입력 전력이 상기 제한 입력 범위보다 작아지도록 상기 배터리 시스템으로 공급되는 충전 전력을 감소시키며,
상기 충전 설정 저장부는 상기 충전 전력의 감소를 반영하기 위해 상기 충전 설정을 자동 변경하는 비상 전원용 ESS 제어 시스템으로서,
상기 충전 설정은 사용자의 입력에 의해 수행되고,
상기 제한 입력 범위는 상기 입력 전력이 상기 배터리 시스템의 정격 충전 용량과 상기 비상 부하의 정격 소비 용량의 합보다 크도록 설정된 범위이며,
상기 충전 설정 저장부는 상기 충전 전력의 감소에 따른 부족 충전량을 산출하고, 산출된 부족 충전량을 추가적으로 충전하도록 상기 충전 설정을 변경하는 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 시스템.
A control system of an ESS for an emergency power source connected between a power system and an emergency load, for terminating a connection with the power system via an input stage switch in a power system failure, and for supplying power stored in the battery system to the emergency load,
An input power monitoring unit monitoring an input power supplied from the power system through the input stage switch;
A charge setting storage unit for storing a charge setting to be charged in the battery system; And
And a charge control unit for controlling charging of the battery system according to the setting stored in the charge setting storage unit,
Wherein the charge control unit reduces the charge power supplied to the battery system such that the input power becomes smaller than the limited input range when the input power corresponds to a predetermined limit input range,
Wherein the charge setting storage unit is an ESS control system for an emergency power source that automatically changes the charge setting to reflect a decrease in the charge power,
The charge setting is performed by a user's input,
Wherein the limit input range is set so that the input power is greater than the sum of the rated charge capacity of the battery system and the rated consumption of the emergency load,
Wherein the charge setting storage section calculates an undercharge amount corresponding to the decrease of the charge power and changes the charge setting so as to additionally charge the calculated undercharge amount.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 충전 설정의 변경은 충전 시간의 연장인 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the change of the charge setting is an extension of the charge time.
청구항 1에 있어서,
상기 충전 제어부는 상기 입력 전력이 상기 제한 입력 범위를 벗어나는 경우 상기 배터리 시스템으로 공급되는 충전 전력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the charge control unit increases the charge power supplied to the battery system when the input power is out of the limited input range.
청구항 1에 있어서,
상기 비상 전원용 ESS는 분산 전원 스위치를 통해 상기 배터리 시스템 및 상기 비상 부하와 연결되는 분산 전원을 더 포함하고,
상기 입력단 스위치가 개방되는 경우,
상기 배터리 시스템의 충전량을 감시하는 충전량 감시부; 및
상기 배터리 시스템의 충전량이 미리 설정된 충전 제한 범위에 해당하는 경우, 상기 분산 전원 스위치를 개방시키는 분산 전원 스위치 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the emergency power source ESS further comprises a distributed power source connected to the battery system and the emergency load via a distributed power switch,
When the input stage switch is opened,
A charged amount monitoring unit for monitoring a charged amount of the battery system; And
Further comprising a distributed power switch control unit for opening the distributed power switch when the charged amount of the battery system corresponds to a preset charging limit range.
청구항 5에 있어서,
상기 분산 전원 스위치 제어부는 상기 배터리 시스템의 충전량이 상기 충전 제한 범위를 벗어나는 경우 상기 분산 전원 스위치를 연결하는 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 시스템.
The method of claim 5,
Wherein the distributed power switch control unit connects the distributed power switch when the charged amount of the battery system is out of the charging limit range.
청구항 5에 있어서,
상기 분산 전원은 태양광 전원인 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 시스템.
The method of claim 5,
Wherein the distributed power source is a solar power source.
전력 계통과 비상 부하 사이에 연결되고, 전력 계통 이상시 입력단 스위치를 통해 상기 전력 계통과의 연결을 종료하고 배터리 시스템에 저장된 전력을 상기 비상 부하로 공급하는 비상 전원용 ESS의 제어 시스템의 제어 방법으로서,
상기 입력단 스위치를 통해 상기 전력 계통으로부터 공급받는 전력을 감시하는 입력 전력 감시 단계;
상기 배터리 시스템에 충전될 충전 설정이 저장되는 충전 설정 저장 단계; 및
상기 충전 설정 저장 단계에서 저장된 설정에 따라 상기 배터리 시스템의 충전을 제어하는 충전 제어 단계를 포함하고,
상기 충전 제어 단계는 상기 입력 전력이 미리 설정된 제한 입력 범위에 해당하는 경우 상기 입력 전력이 상기 제한 입력 범위보다 작아지도록 상기 배터리 시스템으로 공급되는 충전 전력을 감소시키며,
상기 충전 전력의 감소를 반영하기 위해 상기 충전 설정을 자동 변경하는 충전 설정 변경 단계를 더 포함하는 비상 전원용 ESS 제어 방법으로서,
상기 충전 설정은 사용자의 입력에 의해 수행되고,
상기 제한 입력 범위는 상기 입력 전력이 상기 배터리 시스템의 정격 충전 용량과 상기 비상 부하의 정격 소비 용량의 합보다 크도록 설정된 범위이며,
상기 충전 설정 변경 단계는 상기 충전 전력의 감소에 따른 부족 충전량을 산출하고, 산출된 부족 충전량을 추가적으로 충전하도록 상기 충전 설정을 변경하는 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 방법.
A control method of an ESS for an emergency power source connected between a power system and an emergency load and terminating a connection with the power system via an input stage switch in a power system failure and supplying power stored in the battery system to the emergency load,
An input power monitoring step of monitoring power supplied from the power system through the input stage switch;
A charge setting storing step of storing charge setting to be charged in the battery system; And
And a charging control step of controlling charging of the battery system according to the setting stored in the charging setting storing step,
Wherein the charge control step reduces the charge power supplied to the battery system such that the input power becomes smaller than the limited input range when the input power corresponds to a predetermined limit input range,
Further comprising a charge setting change step of automatically changing the charge setting to reflect a decrease in the charge power,
The charge setting is performed by a user's input,
Wherein the limit input range is set so that the input power is greater than the sum of the rated charge capacity of the battery system and the rated consumption of the emergency load,
Wherein the charge setting changing step calculates the undercharge amount according to the decrease of the charge power and changes the charge setting so as to additionally charge the calculated undercharge amount.
삭제delete 청구항 8에 있어서,
상기 충전 설정의 변경은 충전 시간의 연장인 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 방법.
The method of claim 8,
Wherein the change of the charge setting is an extension of the charging time.
청구항 8에 있어서,
상기 충전 제어 단계는 상기 입력 전력이 상기 제한 입력 범위를 벗어나는 경우 상기 배터리 시스템으로 공급되는 충전 전력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 방법.
The method of claim 8,
Wherein the charging control step increases the charging power supplied to the battery system when the input power is out of the limiting input range.
청구항 8에 있어서,
상기 비상 전원용 ESS는 분산 전원 스위치를 통해 상기 배터리 시스템 및 상기 비상 부하와 연결되는 분산 전원을 더 포함하고,
상기 입력단 스위치가 개방되는 경우,
상기 배터리 시스템의 충전량을 감시하는 충전량 감시 단계; 및
상기 배터리 시스템의 충전량이 미리 설정된 충전 제한 범위에 해당하는 경우, 상기 분산 전원 스위치를 개방시키는 분산 전원 스위치 제어 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 방법.
The method of claim 8,
Wherein the emergency power source ESS further comprises a distributed power source connected to the battery system and the emergency load via a distributed power switch,
When the input stage switch is opened,
A charged amount monitoring step of monitoring a charged amount of the battery system; And
Further comprising a distributed power switch control step of opening the distributed power switch when the charged amount of the battery system corresponds to a predetermined charging limit range.
청구항 12에 있어서,
상기 분산 전원 스위치 제어 단계는 상기 배터리 시스템의 충전량이 상기 충전 제한 범위를 벗어나는 경우 상기 분산 전원 스위치를 연결하는 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 방법.
The method of claim 12,
Wherein the distributed power switch control step connects the distributed power switch when the charged amount of the battery system is out of the charging limit range.
청구항 12에 있어서,
상기 분산 전원은 태양광 전원인 것을 특징으로 하는 비상 전원용 ESS 제어 방법.
The method of claim 12,
Wherein the distributed power source is a solar power source.
청구항 8, 10 내지 청구항 14 중 어느 한 청구항의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체.
A recording medium on which a computer-readable program for executing the method according to any one of claims 8, 10 and 14 is recorded.
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