KR20200046865A - Remote control monitoring system and method for a plurality of energy storage devices (ESS) capable of maximum operation efficiency management - Google Patents

Remote control monitoring system and method for a plurality of energy storage devices (ESS) capable of maximum operation efficiency management Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a remote control monitoring system of multiple energy storage devices (ESS) and a method thereof. The remote control monitoring system of multiple ESSs can manage maximum operation efficiency for monitoring for remote control of measurement data for optimization of efficiency with regard to a load (target) such as a pump, an air blower, a cooler and the like through a high perform sensor module with a precision of less than 1%, and an energy management system for detecting deterioration for current and heat measurement inside a motor control panel by implementing the energy management system for optimal excitation control of energy efficiency and deterioration detection with regard to multiple ESSs capable of managing maximum operation efficiency through an embedded system which uses a bias reduction operation method in managing the energy storage system.

Description

최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 시스템 및 방법{Remote control monitoring system and method for a plurality of energy storage devices (ESS) capable of maximum operation efficiency management}Remote control monitoring system and method for a plurality of energy storage devices (ESS) capable of maximum operation efficiency management}

본 발명은 다수의 에너지저장장치(Energy Storage System; ESS)에 대한 원격제어 모니터링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최대운전 효율관리가 가능한 다수의 에너지저장장치에 대하여 에너지 효율 최적여자 제어 및 열화 감지를 위한 에너지 관리 시스템 구현을 통해 펌프, 송풍기, 냉각기 등의 부하(타겟)에 대하여 효율의 최적화를 위한 계측 데이터를 정밀도 1 % 이내의 고성능 센서 모듈과, 모터 제어반 내부의 전류 및 열 측정을 위한 열화감지를 위한 에너지 관리 시스템을 통해 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to remote control monitoring of a plurality of energy storage systems (ESSs), and more specifically, energy efficiency optimum excitation control and deterioration detection for a plurality of energy storage devices capable of maximum operation efficiency management. High performance sensor module within 1% accuracy of measurement data for optimization of efficiency for loads (targets) of pumps, blowers, coolers, etc. through implementation of energy management system, and deterioration detection for current and heat measurement inside the motor control panel The present invention relates to a remote control monitoring system and method for a plurality of energy storage devices (ESSs) capable of managing a maximum operation efficiency through an energy management system for a system.

화석연료의 사용은 다량의 CO2를 배출하여 온난화를 야기한다. 이러한 온난화는 심각한 기후변화를 낳으면서 화석에너지 사용에 대한 제약이 점점 심화되고 있는 실정이다. 이에 따라 주요 선진국들은 국가적 차원에서 규제와 지원을 강화하고 있으며, 재생가능 에너지, 에너지저장시스템, 가상발전소 등 새로운 시장과 산업이 창출되고 있으며, 여기서 특히 에너지저장시스템(Energy Storage System 이하 ESS)가 중요한 자리를 차지하고 있다.The use of fossil fuels emits large amounts of CO 2 , causing warming. Such warming is causing serious climate change, and the restrictions on the use of fossil energy are getting worse. As a result, major developed countries are strengthening regulations and support at the national level, and new markets and industries such as renewable energy, energy storage systems, and virtual power plants are being created, where energy storage systems (ESSs) are particularly important. Occupy a seat.

에너지 사용의 효율을 극대화시킬 수 있는 에너지 저장시스템에 대한 관심이 증가하고 있는데, 에너지저장시스템은 각 회사, 학교, 가정, 공장 등에서 가격이 싼 심야에 상용전원으로부터 전력이나 자체 설치된 신재생에너지(태양광, 풍력, 조력 등) 발전을 통해서 제공되는 2차 전지(리튬-이온, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연 전지 등)와 같은 배터리에 저장하였다가 부하측 소비전력이 많은 시기에 공급함으로써 전력 비용 절감 및 효율적인 에너지 사용을 주목적으로 하는 시스템이다.There is increasing interest in energy storage systems that can maximize the efficiency of energy use, and energy storage systems are installed from electricity or self-installed renewable energy (solar from the commercial power supply at midnight, at low prices in each company, school, home, factory, etc.) It is stored in a battery such as a secondary battery (lithium-ion, nickel-cadmium battery, nickel-hydrogen battery, nickel-zinc battery, etc.) provided through power generation, such as light, wind, tidal power, etc. It is a system that aims to reduce power costs and efficiently use energy by supplying electricity.

ESS는 전력을 저장해서 필요할 때 공급함으로써 전력이용효율을 높여주는 시스템이다. 즉 전기요금이 저렴할 때 전력을 저장한 후 전기요금이 비싼 피크 시간대에 사용할 수 있도록 하여 수요관리에 혁신을 가져다 준다. ESS 사용으로 태양광, 풍력 등 신재생출력이 안정되고 에너지 활용 효용성도 높일 수 있다.ESS is a system that increases power use efficiency by storing and supplying power when needed. In other words, when electricity is low, it saves power and can be used during peak hours when electricity is expensive, thereby innovating demand management. By using ESS, new and renewable outputs such as solar and wind power are stable and energy utilization efficiency can be improved.

ESS는 배터리와 전력관리시스템(Battery Management System, 이하 BMS), PCS, 에너지 관리 시스템(Energy Management System, 이하 EMS) 등 다양한 구성들을 목적에 따라 하나의 시스템으로 연동하여 통합적인 관리와 통제, 제어를 하는 종합적인 시스템이다.ESS integrates various components such as battery and power management system (BMS), PCS, and energy management system (EMS) into a single system according to the purpose for integrated management, control and control. It is a comprehensive system.

즉 배터리는 PCS를 거쳐 전기를 저장하였다가 필요할 때 전기를 방전하고, BMS는 배터리의 충전상태 등을 외부 인터페이스를 통해 알려주고 과충전 등의 보호기능을 수행한다. PCS는 발전원에서 전력을 입력받아 배터리에 저장하거나 계통으로 방출하기 위해 교류나 직류로 변환한다.That is, the battery stores electricity through PCS, discharges electricity when necessary, and the BMS notifies the state of charge of the battery through an external interface and performs protection functions such as overcharging. PCS receives power from a power source and converts it into alternating current or direct current to store it in a battery or release it to the system.

EMS는 배터리의 상태 모니터링과 PCS의 상태 모니터링 및 제어를 하며, 컨트롤 센터 등에서 ESS를 모니터링하고 제어하기 위한 운영시스템이다.EMS is an operating system for monitoring and controlling battery status and PCS status, and monitoring and controlling ESS in a control center.

즉 이러한 ESS는 크게 1) 전력저장원(배터리, 압축공기 등), 2) 배터리의 상태 감시 및 배터리 제어, 운영을 위한 BMS(Battery Management System), 3) 배터리의 충, 방전을 위한 전력변환 장치(Power Conversion System, PCS) 및 PCS를 제어하면서 상위 시스템 및 타 시스템과 통신을 수행하는 EMS(Energy Management System) 등으로 구성된다. That is, these ESS are largely 1) power storage (battery, compressed air, etc.), 2) battery status monitoring and battery control, BMS (Battery Management System) for operation, 3) battery charging and discharging power conversion device It consists of (Power Conversion System, PCS) and EMS (Energy Management System) that communicates with the upper system and other systems while controlling the PCS.

이와 같은 ESS를 설치하는 이유는 주파수 조정, 신재생 에너지 연계, 수요 반응, 비상 발전 등에 활용함으로써 전력피크 억제하고, 전력품질 향상 및 전력수급 위기 대응할 수 있도록 한 것이다. 공공기관 건축물이 ESS를 전력피크 억제를 위해 활용할 경우, 충전요금 및 기본 요금, 사용량 요금을 절감할 수 있다.The reason for installing such an ESS is to suppress power peaks, improve power quality, and respond to a power supply and demand crisis by utilizing frequency adjustment, renewable energy linkage, demand response, and emergency power generation. When a public institution building uses ESS to suppress power peaks, it can reduce charges, basic charges, and usage charges.

그러나 앞에서 설명한 바와 같이 이러한 에너지저장시스템에 대한 이용방안은 특별히 구체화되어 있지는 않고, 에너지저장시스템을 보다 효율적으로 이용하기 위한 다양한 연구가 진행되어야 할 것이다. However, as described above, the method for using such an energy storage system is not specifically specified, and various studies to use the energy storage system more efficiently should be conducted.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 10-2016-0028880호(수요 예측을 통한 ESS의 운영방법)Patent Literature 1: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0028880 (How to operate ESS through demand forecast) 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허 10-1717283호(효율적 운영을 위한 듀얼코어 에너지저장시스템 및 그 시스템의 운용방법)Patent Document 2: Republic of Korea Patent Registration No. 10-1717283 (Dual-core energy storage system for efficient operation and operation method of the system)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 에너지저장장치를 관리함에 있어서 이승저감 운전방식을 적용한 임베디드 시스템을 통해 최대 운전 효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)에 대하여 에너지 효율 최적여자 제어 및 열화 감지를 위한 에너지 관리 시스템 구현을 통해 펌프, 송풍기, 냉각기 등의 부하(타겟)에 대하여 효율의 최적화를 위한 계측 데이터를 정밀도 1 % 이내의 고성능 센서 모듈과, 모터 제어반 내부의 전류 및 열 측정을 위한 열화감지를 위한 에너지 관리 시스템을 통한 원격제어를 위한 모니터링을 위한 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve all the disadvantages and problems of the prior art as described above, in managing the energy storage device, a number of energy storage devices capable of managing maximum operating efficiency through an embedded system that employs a reduced driving method in managing energy storage devices ( ESS) Energy efficiency system for optimal excitation control and deterioration detection of energy efficiency.Measurement data for efficiency optimization for loads (targets) such as pumps, blowers, coolers, etc. Provides a remote control monitoring system and method of multiple energy storage devices (ESS) capable of managing maximum operating efficiency for monitoring for remote control through an energy management system for detecting deterioration for measuring current and heat inside the motor control panel There is a purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 태양광 모듈을 이용한 태양광이나 풍력 또는 조수간만을 이용한 조력에 의한 발전이 가능한 발전장치에서 발전된 에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리(220)의 충방전을 수행하는 전력변환시스템(Power Conversion System; PCS)(210)과, 상기 배터리(220)의 상태 감지 및 배터리 제어 운영을 관리하여 배터리에 최상의 컨디션을 제공하는 배터리 관리 시스템(BMS)(230)과, 상기 배터리(220)에서 공급된 전기에너지를 인버터(610)를 통해 부하(620)로 공급하는 분전반(240)과, 상기 부하(620)의 상태를 센싱하고, 상기 부하(620)가 이승저감을 적용하여 동작되도록 상기 인버터(310)를 제어하는 최적여자 제어장치(250)와, 상기 에너지저장장치의 구성품이나 부하의 열화를 감지하는 열화감지장치(260)와, 상기 전력변환장치(210)와 배터리 관리 시스템(230)정보와 상기 최적여자 제어부(250)로부터 상기 인버터(610)와 부하(620)의 정보를 제공받아 상기 배터리(220)의 충방전 전력량을 제어하고, 에너지를 효율적으로 관리하기 위해 에너지 사용 현황을 실시간으로 모니터링, 제어 및 분석하며, 임베디드 시스템으로 적용되는 에너지 관리 시스템(270) 및 상기 에너지 저장 시스템(200)의 구성품과 상기 최적 여자 제어장치(260)를 통해 수집된 상기 인버터(610)와 부하(620)의 운용과 동작정보를 외부로 전송하는 통신부(280)를 포함하여 구성되는 복수의 에너지 저장 시스템(ESS)(200); 및 상기 복수의 에너지저장장치(ESS)에 대하여 각 지역별로 에너지저장장치(ESS)의 설치정보, 부품정보, 관리자정보, 설치이력이나 구성품에 대한 수리 이력 정보가 저장되고, 상기 지역별 에너지저장장치(ESS)에서 제공되는 에너지에 의해 동작되는 부품에 대한 운전효율정보와 열화정보가 저장되며, 상기 각 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140)에 모니터링되어 저장된 운전효율 및 열화정보에 대하여 각 지역별 ESS의 구성품 정보와 설치이력, 수리이력에 따른 구성품들에 대한 효율을 분석하고, 분석정보에 따라 각 지역별 에너지저장장치(ESS)의 최적여자 제어부에 대한 제어를 최대효율로 제어하는 원격제어 모니터링 서버(100);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 시스템을 제공한다,In order to achieve the above object, the present invention converts the energy generated in the power generation device capable of generating power by using only solar modules or wind or tidal power using a solar module to electric energy to charge and discharge the battery 220. A power conversion system (PCS) 210 to perform, and a battery management system (BMS) 230 that manages the state detection and battery control operation of the battery 220 to provide the best condition to the battery, The distribution panel 240 that supplies the electrical energy supplied from the battery 220 to the load 620 through the inverter 610, and senses the state of the load 620, and the load 620 reduces the transfer Optimal excitation control device 250 for controlling the inverter 310 to be applied and operated, a deterioration detection device 260 for detecting deterioration of components or loads of the energy storage device, and the power conversion device 210 ship To receive the information of the inverter 610 and the load 620 from the battery management system 230 and the optimum excitation control unit 250 to control the amount of charge and discharge power of the battery 220, and to efficiently manage energy The inverter is collected through the energy management system 270 applied to an embedded system and the components of the energy storage system 200 and the optimum excitation control device 260, which monitors, controls and analyzes the energy use status in real time. A plurality of energy storage system (ESS) (200) comprising a communication unit 280 for transmitting the operation information and the operation of the 610 and the load 620 to the outside; And installation information, parts information, manager information, installation history or repair history information for components of the energy storage device ESS for each region for the plurality of energy storage devices ESS, and the energy storage device for each region ( ESS) is stored in the operation efficiency information and deterioration information for the parts operated by the energy provided by the energy, and is monitored in the ESS operation efficiency database (DB) 140 for each region and the stored operation efficiency and deterioration information for each region. A remote control monitoring server that analyzes the efficiency of components according to the component information, installation history, and repair history, and controls the optimum excitation control unit of each region's energy storage device (ESS) with maximum efficiency according to the analysis information ( 100); a remote control monitoring system of a number of energy storage devices (ESS) capable of managing the maximum operating efficiency, characterized in that comprises a Provides

여기서, 원격제어 모니터링 서버(100)는, 에너지저장장치(ESS)의 지역별 ESS의 설치정보가 저장되는 지역별 ESS 정보 데이터베이스(DB)(110)와, 각 지역별 에너지저장장치(ESS)의 지역별 ESS 책임자 정보, 에너지저장장치의 구성품 및 에너지저장장치의 에너지에 의해 동작되는 부품에 대한 운용, 수리 성함, 스마트폰 정보를 포함하는 관리자 정보가 저장되는 ESS 관리자 데이터베이스(DB)(120)와, 에너지저장장치(ESS)의 설치이력이나, 구성품들에 대한 수리 이력의 정보가 저장되는 지역별 ESS 이력정보 데이터베이스(DB)(130)와, 에너지저장장치(ESS)에서 제공되는 에너지에 의해 동작되는 부품에 대한 운전효율정보와 열화정보가 저장되는 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140)와, 에너지저장장치(ESS)의 운전효율정보에 대한 분석정보와 열화정보에 대하여 각 지역별 ESS의 구성품 정보와 설치이력, 수리이력에 따른 최적의 구성품들에 대한 효율과 열화정보를 분석하여 각 에너지저장장치(ESS)의 최적의 운전효율과 부품이나 구성품에 대한 교체나 수리정보를 예측분석하는 지역별 ESS 운전효율 분석부(150)와, 지역별 ESS 운전효율 분석부(150)의 분석정보에 따라 에너지저장장치(ESS)의 최적여자 제어부에 대한 제어를 최대효율로 제어할 수 있도록 하는 지역별 ESS 최적여자 제어부(160)와, 복수의 에너지 저장 시스템(ESS)(200)과 통신하는 통신부(170) 및각 지역별 ESS 설치정보 데이터베이스(DB)(110), 지역별 ESS 관리자 데이터베이스(DB)(120), 지역별 ESS 이력정보 데이터베이스(DB)(130), 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140), 지역별 ESS 운전효율 분석부(150), 지역별 ESS 최적여자 제어부(160) 및 통신부(170)를 포함하는 원격제어 모니터링 서버(100)를 제어하며, 열화부품이나 구성품에 대한 수리나 교체를 판단하여 상기 모니터를 통해 수리나 교체가 필요한 에너지저장장치의 부품이나 구성품 정보를 출력하고, 지역별 관리자의 스마트폰으로 수리나 점검 및 교체 정보를 생성하여 전송하도록 제어하는 제어부(180)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.Here, the remote control monitoring server 100, the ESS information database (DB) 110 for each region where the installation information of the ESS for each region of the energy storage device (ESS) is stored, and the ESS manager for each region of the energy storage device (ESS) for each region ESS manager database (DB) 120 in which manager information including information, components of the energy storage device, and parts operated by energy of the energy storage device, repairability, and smartphone information are stored, and an energy storage device Operation of parts operated by energy provided by the ESS history information database (DB) 130 for each region where information of the installation history of (ESS) or repair history for components is stored, and energy provided by the energy storage device (ESS) ESS operation efficiency database (DB) 140 for each region where efficiency information and deterioration information are stored, and analysis information and deterioration information for operation efficiency information of an energy storage device (ESS) in each region Predictive analysis of replacement and repair information for parts and components and optimum operation efficiency of each energy storage device (ESS) by analyzing efficiency and deterioration information for the optimum components according to the component information, installation history and repair history of ESS According to the analysis information of the ESS operation efficiency analysis unit 150 for each region and the ESS operation efficiency analysis unit 150 for each region, ESS for each region to control the optimum excitation control unit of the energy storage device (ESS) with maximum efficiency. Optimal excitation control unit 160, a communication unit 170 communicating with a plurality of energy storage systems (ESS) 200, ESS installation information database (DB) 110 for each region, ESS manager database (DB) 120 for each region, Regional ESS history information database (DB) 130, regional ESS operational efficiency database (DB) 140, regional ESS operational efficiency analysis unit 150, regional ESS optimum excitation control unit 160 and communication unit 170 Remote control module It controls the Turing Server 100, determines repair or replacement of deteriorated parts or components, outputs the parts or components information of the energy storage device that needs repair or replacement through the monitor, and repairs or repairs them with the smartphone of the regional manager. It characterized in that it comprises a control unit 180 for controlling to generate and transmit the check and replacement information.

또한 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 각 지역별 에너지저장장치의 각종 정보를 원격제어 모니터링 서버(100)에서 수집하고, 이를 지역별 ESS 설치정보 데이터베이스(110)와 지역별 ESS 관리자 데이터베이스(120) 및 지역별 ESS 이력정보 데이터베이스(DB)에 데이터베이스화하는 단계(S100); 상기 각 지역별 에너지저장장치에서 부품이나 구성품들로부터 이벤트(신규설치, 수리, 교체, 점검 발생 시 상기 원격제어 모니터링 서버(100)의 제어부(180)는 각 이벤트를 모니터(600)에 표시하고, 관리자의 스마트폰으로 문자메시지 형태로 이벤트 발생 및 후속조치를 처리할 것을 요청하는 단계(S110); 상기 각 지역별 에너지 저장장치의 운전효율에 대하여 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(140)에 저장하고, 지역별 ESS 운전효율 분석부(150)에서 운전효율을 분석하며, 열화정보를 수집하는 단계(S120); 상기 분석된 운전효율정보와 각 지역별 에너지저장장치의 설치 및 이력정보에 따라 지역별 ESS 최적여자 제어부(160)에서는 각 지역별 에너지저장장치에 대한 최적여자 제어 데이터를 조정하는 단계(S130); 상기 조정된 최적여자제어 데이터를 통신부(170)를 통해 각 지역별 에너지저장장치로 전송하는 단계(S140); 및 상기 각 지역별 에너지저장장치는 전송된 데이터에 따라 에너지저장장치에서 제어하는 부하에 대한 최적여자 제어를 수행하는 단계(S150);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention collects various information of each region's energy storage device in the remote control monitoring server 100, and this is the ESS installation information database 110 for each region, the ESS manager database 120 for each region, and each region. Database-making in the ESS history information database (DB) (S100); The event from the parts or components in the energy storage device for each region (in the event of a new installation, repair, replacement, or inspection, the controller 180 of the remote control monitoring server 100 displays each event on the monitor 600, and the administrator Requesting to process the event occurrence and follow-up in the form of a text message with the smartphone of the operation (S110); the operation efficiency of the energy storage device for each region is stored in the regional ESS operation efficiency database 140, and ESS operation for each region The efficiency analysis unit 150 analyzes operation efficiency and collects deterioration information (S120); ESS optimum excitation control unit 160 for each region according to the analyzed operation efficiency information and the installation and history information of energy storage devices for each region In the step of adjusting the optimum excitation control data for the energy storage device for each region (S130); The adjusted optimum excitation control data through the communication unit 170 It comprises a step of transmitting to the energy storage device for each region (S140); and the energy storage device for each region to perform optimal excitation control for the load controlled by the energy storage device according to the transmitted data (S150); It is characterized by.

본 발명의 실시 예에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention has the following effects.

첫째, 임베디드 시스템으로 ESS를 구현하고, 이승저감 부하를 적용하여 운전 장치의 운전 효율을 최대화한 다수의 에너지저장장치를 효율적으로 운용할 수 있다.First, it is possible to efficiently operate a plurality of energy storage devices that maximize the operating efficiency of the driving device by implementing an ESS with an embedded system and applying a reduced load.

둘째, 에너지 저장장치인 ESS에서 생산된 전기를 저장장치(배터리) 등에 저장하였다가 전력이 필요할 때 공급하여 전력 사용 효율을 향상시킬 수 있다.Second, it is possible to improve the power usage efficiency by storing the electricity produced by the energy storage device ESS, such as a storage device (battery), and supplying it when power is needed.

셋째, 원격지에서 다수의 ESS를 모니터링하면서 최대 운전 효율관리가 가능하도록 제어함으로써 다수의 ESS에 대하여 원격제어 모니터링이 가능하다.Third, it is possible to remotely monitor multiple ESSs by monitoring multiple ESSs at a remote location and controlling them to manage maximum operating efficiency.

넷째, 부하에 대한 에너지 효율 최적여자 제어 및 부품이나 제어품에 대한 열화 감지를 위한 에너지 관리 시스템 구현을 통해 펌프, 송풍기, 냉각기 등의 부하(타겟)에 대하여 효율의 최적화를 위한 계측 데이터를 정밀도 1 % 이내의 고성능 센서 모듈과, 모터 제어반 내부의 전류 및 열 측정을 위한 열화감지를 위한 에너지 관리 시스템을 제공한다.Fourth, energy efficiency system for optimal excitation control of energy efficiency for loads and detection of deterioration of parts or control products is used to precision measurement data for optimization of efficiency for loads (targets) of pumps, blowers, coolers, etc. 1 It provides a high-performance sensor module within% and an energy management system to detect deterioration for current and heat measurement inside the motor control panel.

도 1은 본 발명에 따른 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 최대 운전효율 관리가 가능한 에너지저장장치의 실시예를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 인버터 운전에 있어서의 주파수에 따른 출력전압의 특성을 보여주는 그래프이다.
도 4는 모터를 일정한 회전수(N)으로 회전시켰을 때 회전수와 토크의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 2에 나타낸 최대 운전효율 관리가 가능한 에너지저장장치의 제품 구성 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제어방식별 소비전력을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 최대 운전효율 관리가 가능한 에너지저장장치에서 모터의 최적 효율점 제어를 위한 ICT 기반 원격제어 및 에너지 열화 감지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에 나타낸 무선센서 모듈의 하드웨어 구조의 실시예를 나타낸 도면이다,
도 9는 인버터 최적여자 제어를 위한 시스템 구성 예시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram for explaining a remote control monitoring system of a plurality of energy storage devices (ESS) capable of managing the maximum operation efficiency according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of an energy storage device capable of managing maximum operation efficiency shown in FIG. 1.
3 is a graph showing the characteristics of the output voltage according to the frequency in the operation of the inverter.
4 is a graph showing the relationship between the rotational speed and the torque when the motor is rotated at a constant rotational speed (N).
5 is a view for explaining a product configuration embodiment of the energy storage device capable of managing the maximum operation efficiency shown in FIG.
6 is a graph for explaining power consumption for each control method.
7 is a view for explaining the ICT-based remote control and energy deterioration detection system for controlling the optimum efficiency point of the motor in the energy storage device capable of managing the maximum operation efficiency according to the present invention.
8 is a view showing an embodiment of the hardware structure of the wireless sensor module shown in FIG. 7,
9 is an exemplary system configuration for inverter optimum excitation control.
10 is a flowchart illustrating a remote control monitoring method of a plurality of energy storage devices (ESS) capable of managing the maximum operation efficiency according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.If described in detail by the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. In addition, the term used in the present invention has been selected as a general term that is currently widely used as much as possible, but in certain cases, the term is arbitrarily selected by the applicant, and in this case, its meaning is described in detail in the description of the applicable invention. It is intended to clarify that the present invention should be understood as a meaning of a term rather than a name of. In addition, in describing the embodiments, descriptions of technical contents well known in the technical field to which the present invention pertains and which are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly convey the gist of the present invention by omitting unnecessary description.

도 1은 본 발명에 따른 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.1 is a block diagram for explaining a remote control monitoring system of a plurality of energy storage devices (ESS) capable of managing the maximum operation efficiency according to the present invention.

본 발명에 따른 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 원격제어 모니터링 서버(100)와, 복수의 제1-1 지역 에너지저장장치(201) 내지 제N-n 지역 에너지저장장치(209), 복수의 제1 내지 제N 지역 에너지저장장치 서버(300)(310)(320)로 구성된다.A remote control monitoring system of a plurality of energy storage devices (ESSs) capable of managing maximum operation efficiency according to the present invention, as shown in FIG. 1, a remote control monitoring server 100 and a plurality of first-first local energy storage devices 201 to Nn regional energy storage devices 209, and a plurality of first to Nth regional energy storage devices servers 300, 310 and 320.

여기서, 원격제어 모니터링 서버(100)는 지역별 ESS 설치정보 데이터베이스(DB)(110), 지역별 ESS 관리자 데이터베이스(DB)(120), 지역별 ESS 이력정보 데이터베이스(DB)(130), 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140), 지역별 ESS 운전효율 분석부(150), 지역별 ESS 최적여자 제어부(160), 통신부(170) 및 제어부(180)로 구성된다.Here, the remote control monitoring server 100 includes the regional ESS installation information database (DB) 110, regional ESS manager database (DB) 120, regional ESS history information database (DB) 130, regional ESS operation efficiency database It consists of (DB) 140, ESS operation efficiency analysis unit 150 for each region, ESS optimal excitation control unit 160 for each region, communication unit 170, and control unit 180.

여기서 지역별 ESS 정보 데이터베이스(DB)(110)는 에너지저장장치(ESS)의 지역별 ESS의 설치정보, 부품정보가 저장된다. 이러한 지역별 설치정보는 에너지저장장치의 설치주소, 설치일, ESS를 구성하는 구성품의 제조사, 부품명 등의 정보를 포함한다. 이는 전국 각 지역별로 새롭게 추가되는 에너지저장장치에 대한 설치정보이다.Here, the ESS information database (DB) 110 for each region stores installation information and parts information for each region of the energy storage device ESS. The installation information for each region includes information such as an installation address of an energy storage device, an installation date, a manufacturer of components constituting an ESS, and a part name. This is the installation information for newly added energy storage devices for each region of the country.

지역별 ESS 관리자 데이터베이스(DB)(120)는 에너지저장장치(ESS)의 관리자 정보가 저장된다. 이러한 관리자 정보는 각 지역의 ESS 책임자 정보, 에너지저장장치의 구성품 및 에너지저장장치의 에너지에 의해 동작되는 부품(모터, 송풍기, 냉각기 등)에 대한 운용, 수리 전문가 정보(성함, 스마트폰, 이메일 정보 등)이 포함된다.The ESS manager database (DB) 120 for each region stores manager information of the energy storage device (ESS). Such manager information includes information on ESS officers in each region, operation and repair expert information (name, smartphone, e-mail information) on components (motors, blowers, coolers, etc.) operated by the energy storage device components and energy storage device components. Etc.).

지역별 ESS 이력정보 데이터베이스(DB)(130)는 에너지저장장치(ESS)의 설치이력이나, 구성품들에 대한 수리 이력 등의 정보가 저장된다. 이러한 설치 이력이나 수리 이력에 따라 다른 지역에 설치된 구성품의 수리정보나 교체 정보 등을 예상할 수 있게 된다.The ESS history information database (DB) 130 for each region stores information such as an installation history of an energy storage device (ESS) or a repair history of components. Depending on the installation history or repair history, it is possible to predict repair information or replacement information of components installed in other regions.

지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140)는 에너지저장장치(ESS)에서 제공되는 에너지에 의해 동작되는 부품(모터, 송풍기, 냉각기 등)에 대한 운전효율정보와 열화정보가 저장된다. 이러한 운전효율은 각 부품에 대한 에너지 효율 특성에 따른 인버터의 최적여자전류제어에 의한 에너지 절감 효율로 정할 수 있으며, 이에 대하여는 도 2 내지 도 9를 통하여 상세히 설명하기로 한다. The ESS operation efficiency database (DB) 140 for each region stores operation efficiency information and deterioration information for parts (motor, blower, cooler, etc.) operated by energy provided by the energy storage device (ESS). The operation efficiency can be determined as the energy saving efficiency by the optimum excitation current control of the inverter according to the energy efficiency characteristics for each component, and this will be described in detail through FIGS. 2 to 9.

지역별 ESS 운전효율 분석부(150)는 에너지저장장치(ESS)의 운전효율정보에 대한 분석정보와 열화정보가 저장된다. 이때, 지역별 ESS 운전효율 분석부(150)는 앞에서도 설명한 바와 같은 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140)에 모니터링되어 저장된 운전효율 및 열화정보에 대하여 각 지역별 ESS의 구성품 정보와 설치이력, 수리이력 등에 따른 효율은 달라질 수 있으므로 최적의 구성품들에 대한 효율을 분석할 수 있게 되고, 부품이나 구성품 중 열화감지장치에서 수집되는 열화정보를 분석한다. 이러한 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140)의 운전효율 정보와 지역별 ESS 운전효율 분석부(150)의 열화분석정보에 따라 에너지저장장치(ESS)의 최적의 운전효율과 부품이나 구성품에 대한 교체나 수리정보를 분석할 수 있게 된다. The ESS operation efficiency analysis unit 150 for each region stores analysis information and deterioration information for operation efficiency information of the energy storage device (ESS). At this time, the ESS operation efficiency analysis unit 150 for each region monitors and stores the operation efficiency and deterioration information stored and monitored in the ESS operation efficiency database (DB) 140 for each region as described above. Since the efficiency may vary depending on the history, it is possible to analyze the efficiency for the optimal components, and analyze the deterioration information collected by the deterioration detection device among parts or components. Optimal operation efficiency of the energy storage device (ESS) and replacement of parts or components according to the operation efficiency information of the region ESS operation efficiency database (DB) 140 and the deterioration analysis information of the region ESS operation efficiency analysis unit 150 I will be able to analyze the repair information.

지역별 ESS 최적여자 제어부(160)는 지역별 ESS 운전효율 분석부(150)의 분석정보에 따라 에너지저장장치(ESS)의 최적여자 제어부에 대한 제어를 최대효율로 제어할 수 있도록 한다. 다시 말하면 지역별 ESS 운전효율 분석부(150)의 분석정보에 따라 제1-1 지역 에너지저장장치(201) 내지 제N-n 지역 에너지저장장치(209)에 대하여 최대운전 효율로 동작될 수 있도록 최적여자 제어부(160)가 각 지역의 ESS로 제어 데이터를 전송한다.The ESS optimum excitation control unit 160 for each region enables control of the optimal excitation control unit of the energy storage device ESS to the maximum efficiency according to the analysis information of the ESS operation efficiency analysis unit 150 for each region. In other words, according to the analysis information of the ESS operation efficiency analysis unit 150 for each region, the optimum excitation control unit to operate at the maximum operation efficiency for the 1-1 area energy storage devices 201 to the Nn area energy storage devices 209. 160 transmits control data to the ESS of each region.

통신부(170)는 통신망(400)을 통해 복수의 제1-1 지역 에너지저장장치(201) 내지 제N-n 지역 에너지저장장치(209), 복수의 제1 내지 제N 지역 에너지저장장치 서버(300)(310)(320)와 통신한다.The communication unit 170 may include a plurality of 1-1 area energy storage devices 201 to Nn area energy storage devices 209 and a plurality of first to Nth area energy storage server servers 300 through the communication network 400. It communicates with (310) (320).

제어부(180)는 지역별 ESS 설치정보 데이터베이스(DB)(110), 지역별 ESS 관리자 데이터베이스(DB)(120), 지역별 ESS 이력정보 데이터베이스(DB)(130), 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140), 지역별 ESS 운전효율 분석부(150), 지역별 ESS 최적여자 제어부(160) 및 통신부(170)를 포함하는 원격제어 모니터링 서버(100)를 제어하며, 통신부(170)를 통해 제1-1 지역 에너지저장장치(201) 내지 제N-n 지역 에너지저장장치(209)로부터 전송된 운전효율정보를 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140)에 저장하고, 열화부품이나 구성품에 대한 수리나 교체를 판단한다. 또한 제어부(180)는 모니터를 통해 수리나 교체가 필요한 에너지저장장치의 부품이나 구성품 정보를 출력하고, 지역별 관리자의 스마트폰으로 수리나 점검 및 교체 정보를 생성하여 전송하도록 한다. 이때, 수리나 점검 및 교체 정보는 통상의 문자 메시지 형태로 제공될 수 있다. The control unit 180 includes an ESS installation information database (DB) 110 for each region, an ESS manager database (DB) 120 for each region, an ESS history information database (DB) 130 for each region, and an ESS operation efficiency database (DB) 140 for each region. ), A remote control monitoring server 100 including an ESS operation efficiency analysis unit 150 for each region, an ESS optimum excitation control unit 160 for each region, and a communication unit 170 are controlled, and the first-first region through the communication unit 170 The operation efficiency information transmitted from the energy storage devices 201 to the Nn regional energy storage devices 209 is stored in the regional ESS operation efficiency database (DB) 140, and repair or replacement of deteriorated parts or components is determined. . In addition, the controller 180 outputs parts or component information of an energy storage device requiring repair or replacement through a monitor, and generates and transmits repair or inspection and replacement information to a smartphone of a regional manager. At this time, repair, inspection, and replacement information may be provided in the form of a normal text message.

복수의 제1-1 지역 에너지저장장치(ESS)(201) 내지 제N-n 지역 ESS(209)는 지역별로 설치되는 에너지저장장치이다.The plurality of 1-1 area energy storage devices (ESS) 201 to N-n area ESS 209 are energy storage devices installed for each area.

복수의 제1 내지 제N 지역 에너지저장장치 서버(300)(310)(320)는 각 지역별 에너지저장장치를 각 지역별로 관리하는 서버이다. 이러한 지역 에너지저장장치 서버는 각각의 관리자가 복수의 제1-1 지역 에너지저장장치(ESS)(201) 내지 제N-n 지역 ESS(209)를 각 지역별(시, 도 등)로 관리하는데 이용된다.The plurality of first to Nth area energy storage device servers 300, 310, and 320 are servers that manage energy storage devices for each area for each area. The regional energy storage server is used by each manager to manage a plurality of 1-1 area energy storage devices (ESS) 201 to N-n area ESS 209 for each area (city, province, etc.).

물론 이러한 지역별 서버는 필요에 따라 설치되는 것으로, 원격제어모니터링 서버(100)와 복수의 제1-1 지역 에너지저장장치(ESS)(201) 내지 제N-n 지역 ESS(209)는 필요에 따라서는 통신망(400)을 통해 직접 연결될 수 있다.Of course, these regional servers are installed as needed, and the remote control monitoring server 100 and the plurality of first-first regional energy storage devices (ESS) 201 to Nn-region ESS 209 are connected to a communication network if necessary. It can be directly connected through 400.

한편 원격제어 모니터링 서버(100)는 모니터(500), 입출력장치(510) 및 데이터베이스(520)가 더 연결될 수 있다. 이때, 모니터(500)는 각 지역별 서버나 ESS의 상태정보(정상, 이상정보)를 표시하고, 입출력장치(510)는 각 지역별 서버나 ESS의 각종 정보(설치정보, 이력 정보 등)를 입력하기 위한 키보드나 마우스 등일 수 있으며, 데이터베이스(520)는 원격제어 모니터링 서버(100)에 저장된 데이터를 백업하는데 이용될 수 있다. Meanwhile, the remote control monitoring server 100 may further be connected to a monitor 500, an input / output device 510, and a database 520. At this time, the monitor 500 displays status information (normal, abnormal information) of the server or ESS for each region, and the input / output device 510 inputs various information (installation information, history information, etc.) of the server or ESS for each region. For example, it may be a keyboard or a mouse, and the database 520 may be used to back up data stored in the remote control monitoring server 100.

도 2는 도 1에 나타낸 최대 운전효율 관리가 가능한 에너지저장장치의 실시예를 설명하기 위한 블록 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of an energy storage device capable of managing maximum operation efficiency shown in FIG. 1.

본 발명에 따른 최대 운전 효율 관리가 가능한 에너지저장장치(ESS)의 실시예는 도 2에 나타낸 바와 같이, 최대 운전 효율 관리를 위한 것으로, 전력변환시스템(Power Conversion System; PCS)(210), 배터리(220), 배터리 관리 시스템(BMS)(230), 분전반(240), 최적여자 제어장치(250), 열화감지장치(260), 에너지 관리 시스템(EMS)(270) 및 통신부(280)로 구성된다.An embodiment of an energy storage device (ESS) capable of managing maximum operation efficiency according to the present invention is for managing maximum operation efficiency, as shown in FIG. 2, a power conversion system (PCS) 210, a battery Composed of 220, battery management system (BMS) 230, distribution panel 240, optimal excitation control device 250, deterioration detection device 260, energy management system (EMS) 270, and communication unit 280 do.

여기서 전력변환시스템(Power Conversion System; PCS)(210)은 신재생 에너지(태양광, 풍력 등)를 통해 발전하는 발전장치(600)에서 발전된 에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리(220)의 충방전을 수행한다. 이때, 주파수, 전압, AC/DC 변환을 수행한다.Here, the power conversion system (PCS) 210 converts the energy generated by the power generation device 600 generated through renewable energy (solar power, wind power, etc.) into electrical energy to charge and discharge the battery 220. To perform. At this time, frequency, voltage, AC / DC conversion is performed.

현재 전세계적으로 고유가, 환경문제(예를 들면 CO2저감 대책의 마련 등) 등의 이유로 신재생 에너지에 대한 관심이 폭증하고 있다고 할 수 있다.It can be said that interest in new and renewable energy is exploding around the world for reasons such as high oil prices and environmental problems (for example, preparing measures to reduce CO 2 ).

이러한 PCS시스템을 적용하여 발전장치(600)에서 발생된 에너지인 직류 에너지를 배터리(220)거나, 교류 에너지로 변환한 후에 분전반(240)으로 직접 공급할 수도 있다.By applying such a PCS system, DC energy, which is energy generated by the power generation device 600, may be converted into AC 220 or AC energy, and then directly supplied to the distribution panel 240.

배터리(220)는 전력변환시스템(210)에서 변환된 전기에너지를 충전한다. 이러한 배터리(220)는 수많은 셀로 이루어져 있는데 이러한 셀(cell)이 모여 모듈(module)이 되고, 모듈이 모여 팩(pack)이 되며, 이 팩이 모여 랙(RACK)이 된다. 최종적으로 ESS 배터리를 여러 개의 랙이 모여 시스템을 구성하게 된다.The battery 220 charges electrical energy converted by the power conversion system 210. The battery 220 is made up of a number of cells, and these cells are assembled into a module, and modules are combined into a pack, and the packs are combined into a rack. Finally, several racks of ESS batteries are assembled to form a system.

BMS(230)는 배터리(220)의 상태 감지 및 배터리 제어 운영을 관리하여 배터리에 최상의 컨디션을 제공하기 위한 것으로, 배터리 상태에 따른 개별충전방식을 통해 배터리 수명을 극대화하도록 하여 배터리 교체 주기를 연장시키며, 불량 배터리를 감지한다.BMS 230 is to provide the best condition to the battery by managing the state of the battery 220 and managing the battery control, and maximize the battery life through the individual charging method according to the battery condition, thereby extending the battery replacement cycle. , Detects a bad battery.

분전반(240)은 PCS(210)에서 공급된 전기에너지를 인버터(610)를 통해 이승저감이 적용되는 부하(610)로 공급한다. 이러한 부하로는 공조기나 펌프 등이 될 수 있다. 예를 들어 공조기가 적용되는 경우에는 통상적으로 모터가 배치될 수 있다. 이러한 모터로는 3상 유도 전동기에 적용될 수 있다. 3상 유도전동기는 통상적으로 동기 전동기와 동일한 구조와 동일한 원리로 회전자계를 발생시킬 수 있다. 그러나 동기 전동기와 달리 회전자는 회전자계와 동일한 속도로 회전할 수 없고, 일반 적인 유도 전동기의 동작에서는, 회전자계의 속도보다 느린 속도로 회전하게 된다(역상 제동과 회생 제동의 경우를 제외한다). 따라서 유도전동기를 비동기화 전동기(asynchronous machine)라고도 한다. The distribution panel 240 supplies the electric energy supplied from the PCS 210 to the load 610 to which reduction is applied through the inverter 610. Such a load may be an air conditioner or a pump. For example, when an air conditioner is applied, a motor may be usually disposed. Such a motor can be applied to a three-phase induction motor. Three-phase induction motors can normally generate a rotating magnetic field with the same structure and principle as a synchronous motor. However, unlike a synchronous motor, the rotor cannot rotate at the same speed as the rotating magnetic field, and in the operation of a general induction motor, it rotates at a speed slower than that of the rotating magnetic field (except for reversed braking and regenerative braking). Therefore, induction motors are also called asynchronous machines.

이와 같이 회전자의 속도와 회전자계의 속도가 비동기화됨에 따라 회전자계의 속도와 회전자의 자속이 동기화되지 않는다고 생각할 수 있으나, 자세히 살펴보면, 유도전동기는 자속의 관점에서 보면 동기화되어 있다는 것을 알 수 있다. As described above, as the speed of the rotor and the speed of the rotating magnetic field are asynchronous, it can be considered that the speed of the rotating magnetic field and the magnetic flux of the rotor are not synchronized, but if you look closely, you can see that the induction motor is synchronized in terms of magnetic flux. have.

최적여자 제어장치(250)는 부하(620)의 상태(예를 들어 온도 등)를 측정하고, 인버터(610)를 통해 부하(620)가 이승저감을 적용하여 동작하도록 제어하여 최대 운전 효율관리가 가능하도록 한다.The optimal excitation control device 250 measures the state of load 620 (for example, temperature, etc.), and controls the load 620 to operate by applying a reduction of load through the inverter 610, thereby controlling maximum operation efficiency. Make it possible.

열화감지장치(260)는 에너지저장장치(200)의 구성품(예를 들면, 분전반(240))이나 주변 부품인 인버터(610) 및 부하(620) 등에서의 열화를 감지한다. The deterioration detection device 260 detects deterioration in the components (eg, the distribution panel 240) of the energy storage device 200 or the inverters 610 and loads 620, which are peripheral parts.

에너지관리시스템(EMS)(270)은 전력변환장치(PCS)(210)와 배터리 관리 시스템(230), 인버터(610)와 주변기기인 부하(620)의 정보를 최적여자 제어장치(250)로부터 제공받아 BMS(230)를 통해 배터리(220)의 충방전 전력량을 제어하고, 에너지를 효율적으로 관리하기 위해 에너지 사용 현황을 실시간으로 모니터링, 제어 및 분석하여 원격제어 모니터링 서버(100)로 전송한다. 또한 열화감지장치(260)로부터 에너지저장장치(200)의 구성품(예를 들면, 분전반(240))이나 주변부품인 인버터(610) 및 부하(620) 등에서의 열화가 감지되면 이를 원격제어 모니터링 서버(100)로 전송한다. The energy management system (EMS) 270 provides the information of the power conversion device (PCS) 210, the battery management system 230, the inverter 610, and the load 620, which is a peripheral device, from the optimal excitation control device 250. Receive and control the amount of charge / discharge power of the battery 220 through the BMS 230, and transmit, to the remote control monitoring server 100 by monitoring, controlling, and analyzing the energy usage in real time in order to efficiently manage energy. In addition, when the deterioration is detected in the components of the energy storage device 200 (for example, the distribution panel 240) or the peripheral parts of the inverter 610 and the load 620 from the deterioration detection device 260, the remote control monitoring server (100).

이때, 에너지 관리 시스템(270)은 임베디드 시스템으로 적용되는 것이 바람직한데, 임베디드 시스템이란 다른 기기의 일부로서 내장된 컴퓨팅 시스템으로, 일반적인 컴퓨터와 달리 자신을 포함하고 있는 기기에 부과한 특정 목적의 컴퓨팅 작업만을 수행할 수 있다.At this time, the energy management system 270 is preferably applied as an embedded system. An embedded system is a built-in computing system as part of another device. Unlike general computers, computing tasks for a specific purpose imposed on a device including itself are used. Can only perform.

이를 위해 임베디드 시스템은 중앙처리 장치(Central Panel Unit)을 갖고 있으며, 운영체제를 필요로 하는데, 운영체제로 애플리케이션을 실행하여 특정작업을 수행하도록 구성될 수 있다. To this end, the embedded system has a central processing unit (Central Panel Unit), and requires an operating system, and may be configured to execute a specific task by executing an application with the operating system.

임베디드 시스템은 특정 작업을 수행하기 위해 GUI(Graphic User Interface)를 제공할 수 있다. 즉 임베디드 시스템에 내장되어 있는 펌웨어(firmware)를 사용해서 이승저감 방식으로 운전할 수 있다.Embedded systems can provide a graphical user interface (GUI) to perform specific tasks. That is, it is possible to operate in a reduced-reduction manner by using a firmware embedded in the embedded system.

또한 본 발명 ESS(200)의 에너지 관리 시스템(260)은 ESS(600)의 구성품들의 상태정보와 효율정보를 포함하는 운용정보를 도 1에 나타낸 원격제어모니터링 서버(100)로 전송하기 위한 통신부(280)가 더 구성된다.In addition, the energy management system 260 of the ESS 200 of the present invention is a communication unit for transmitting the operating information including the status information and efficiency information of the components of the ESS 600 to the remote control monitoring server 100 shown in FIG. 280) is further configured.

이러한 이승저감 부하의 운전에 대하여는 후술되는 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.The operation of this reduced load will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3 described below.

원격제어모니터링 서버(100)는 ESS(200)의 통신부(280)로부터 통신노드 (700) 또는 각 지역 서버와 통신망(400)을 통해 전송된 ESS(200)의 부하(620)와 구성품들의 상태 정보를 전송받는다. 이와 같은 통신노드(700)의 구성은 로라(LoRa, Long Range)를 이용할 수 있다. 그와 같은 경우 저전력을 이용한 저전력 장거리 통신(LPWA, Low Power Wide Area) 기술을 이용한 사물인터넷(IoT)이나 만물인터넷(ICT)이 가능한데, 이를 위하여 각 에너지저장장치의 에너지로 동작되는 부하(620)(펌프, 공조기, 냉동기 등)로부터의 데이터 수집 시 무선센서 모듈을 통해 최적여자 제어장치로 송신하도록 할 수 있다.The remote control monitoring server 100 transmits information from the communication unit 280 of the ESS 200 through the communication node 700 or each local server and the communication network 400 through the load 620 of the ESS 200 and status information of components. Is sent. The configuration of the communication node 700 may use LoRa (Long Range). In such a case, the Internet of Things (IoT) or the Internet of Things (ICT) using low-power long-distance communication (LPWA) technology using low power is possible, and for this purpose, a load 620 operated with energy of each energy storage device When collecting data from (pump, air conditioner, freezer, etc.), it can be transmitted to the optimum excitation control device through the wireless sensor module.

그리고 구성품(전력변환시스템(PCS)(210), 배터리(320), 배터리 관리 시스템(BMS)(230), 분전반(240), 최적여자 제어장치(250), 에너지 관리 시스템(EMS)(260) 및 통신부(280)나 부품(펌프, 공조기, 냉동기 등)의 이상 발생 시나 부하(620)에 대한 최대 효율 이상시 이를 원격제어모니터링 서버(100)의 관리자가 알 수 있도록 HMI를 통해 모니터(600)에 이를 표시한다. 그에 따라 관리자나 원격제어 모니터링 서버(100)에서는 최적여자 제어장치(250)나 에너지 관리 시스템(260)을 통해 원격지에서 인버터(610)를 제어하여 이승저감 부하(620)를 정상범위 또는 최대 효율로 정상범위에서 구동되도록 제어할 수 있다.And components (power conversion system (PCS) 210, battery 320, battery management system (BMS) 230, distribution panel 240, optimal excitation control device 250, energy management system (EMS) 260) And a monitor 600 through the HMI so that the administrator of the remote control monitoring server 100 can know when an error occurs in the communication unit 280 or parts (pump, air conditioner, freezer, etc.) or when the maximum efficiency of the load 620 is abnormal. Accordingly, the administrator or the remote control monitoring server 100 controls the inverter 610 at a remote location through the optimum excitation control device 250 or the energy management system 260 to normalize the reduction load 620. It can be controlled to operate in the normal range with a range or maximum efficiency.

최근 인버터(inverter)의 에너지 절약 및 이용합리화는 공조용뿐만 아니라, 전에는 별로 생각하지 않았던 반송기계, 기타 일반산업기계에도 니즈(needs)가 높아가고 있다. 그 결과 여러 가지 에너지 절약 방법에 의한 대처방안이 추진되고 있다.In recent years, the energy saving and rationalization of use of inverters are increasing not only for air-conditioning, but also for conveying machines and other general industrial machines that were not previously considered. As a result, countermeasures by various energy saving methods are being promoted.

인버터 운전이 에너지 절약이 된다는 것은 오래 전부터 알려져 온 사실이다.It has long been known that inverter operation is energy saving.

이러한 인버터 운전을 고려할 요소로는 모터의 특성에 대하여 고려할 필요가 있다. As a factor to consider the operation of the inverter, it is necessary to consider the characteristics of the motor.

이와 같은 인버터 운전을 할 때 사용할 수 있는 모터로는 유도전동기를 사용할 수 있다.An induction motor may be used as a motor that can be used to operate the inverter.

유도전동기의 속도 N(r/min)은 다음 수학식 1로 표시될 수 있다.The speed N (r / min) of the induction motor may be expressed by Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

유도전동기의 전압V와 주파수f와 자속(토크) 사이에는 다음 수학식 2와 같은 관계가 있다.There is a relationship between the voltage V and the frequency f and the magnetic flux (torque) of the induction motor as in Equation 2 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

전압 V와 주파수f의 관계를 일정하게 유지하면서 주파수를 가변시키면 저속에서 고속까지 일정한 자속(즉 일정 토크)을 발생시킬 수 있다. 중간속도로 운전하는 경우 전압도 속도에 거의 비례하여 저감되도록 제어할 수 있다.If the frequency is varied while maintaining a constant relationship between the voltage V and the frequency f, a constant magnetic flux (ie, constant torque) can be generated from low speed to high speed. When operating at an intermediate speed, the voltage can also be controlled to decrease substantially in proportion to the speed.

인버터(inverter)는 주파수(f)와 전압V를 임의로 제어할 수 있기 때문에 유도전동기를 임의의 속도로 가변 운전할 수 있다. 이때 상용 전원으로 모터를 중간 속도로 운전하는 경우, 기계적 또는 전기적으로 브레이크를 걸 필요가 있다.Since the inverter can arbitrarily control the frequency f and the voltage V, the induction motor can be variably operated at an arbitrary speed. At this time, when the motor is operated at a medium speed with commercial power, it is necessary to brake mechanically or electrically.

이 방식은 모터는 전원 전압이 인가되어 착실하게 토크를 내면서 브레이크로 억제하게 되기 때문에 브레이크의 억제 분만큼의 에너지 소모가 발생하게 된다. 인버터에 의해 모터 자신의 속도를 가변토록 하면, 브레이크에서 소비되는 에너지가 불필요하게 되어 에너지 절약이 가능할 수 있다. 경 부하시에는 필요한 모터 토크는 작아도 되기 때문에 모터의 여자 전류를 저감시킬 수 있다. 따라서 속도는 낮추지 않고, 전압을 내릴 수 있어서 에너지 절약이 될 수 있다.In this method, since the motor is suppressed by the brake while steadily torqued by applying a power supply voltage, energy consumption as much as the amount of suppression of the brake is generated. When the speed of the motor itself is changed by the inverter, energy consumed by the brake is unnecessary, and thus energy saving may be possible. At light loads, the required motor torque may be small, so that the excitation current of the motor can be reduced. Therefore, the speed can be lowered and the voltage can be lowered, thereby saving energy.

도 3은 인버터 운전에 있어서의 주파수에 따른 출력전압의 특성을 보여주는 그래프이다.3 is a graph showing the characteristics of the output voltage according to the frequency in the operation of the inverter.

도 3을 참조하면, 이러한 부하의 종류로는 저감토크 부하, 정토크 부하, 정출력 부하의 3종류로 나눌 수 있다.Referring to FIG. 3, there are three types of loads: reduced torque load, constant torque load, and constant output load.

인버터 운전에서의 에너지 절약 효과는 모터에 걸리는 부하에 크게; 영향을 받기 때문에 부하 특성에 맞는 Voltage/frequency(전압/주파수) 패턴을 선택할 필요가 있다.The energy saving effect in inverter operation is large for the load on the motor; Since it is affected, it is necessary to select a voltage / frequency pattern suitable for the load characteristics.

2승 저감 토크 부하에서는 회전속도가 낮아지면, 속도의 2승에 비례하여 토크도 작아지는 부하로서, 팬이나 펌프 등의 유체기기로 대표될 수 있다. 이러한 팬이나 펌프 등의 유체 기기 적용시에 회전 속도에 대한 제어로서 대폭적인 에너지 절약을 할 수 있다. 이러한 일예로 펌프를 예로 들어 설명하면, 유량과 풍량은 회전속도에 비례하여 변화는 특성을 보인다. 또한 토크(일종의 정압)은 회전 속도의 2승에 비례하여 수학식 3과 같이 변화하는 특성을 갖고 있다.As the rotational speed is lowered in the 2nd power reduction torque load, the torque also decreases in proportion to the 2nd power of the speed, and may be represented by a fluid device such as a fan or a pump. When applying a fluid device such as a fan or a pump, it is possible to significantly save energy as a control for the rotation speed. If the pump is described as an example of such an example, the flow rate and the air volume change in proportion to the rotational speed. In addition, the torque (a kind of static pressure) has a characteristic that changes as shown in Equation 3 in proportion to the second power of the rotation speed.

Figure pat00003
Figure pat00003

그리고 축동력은 수학식 4와 같이 회전속도의 3승에 비례하는 특성을 갖는다.And the axial power has a characteristic proportional to the third power of the rotational speed as shown in Equation (4).

Figure pat00004
Figure pat00004

도 4는 모터를 일정한 회전수(N)으로 회전시켰을 때 회전수와 토크의 관계를 보여주는 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the rotational speed and the torque when the motor is rotated at a constant rotational speed (N).

도 4를 참조하면, 모터의 회전속도를 N1에서 N2로 변화시키면, 유량(Q), 압력, 즉 토크(H, T), 축동력(PL)은 일정한 법칙을 가지고 변화하며, 수학식 3 내지 4와 같은 관계를 나타내며 돌아가게 된다. 이에 따라 소비전력(P 또는 PL로 표시)을 제어하여 운전할 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, when the rotational speed of the motor is changed from N1 to N2, the flow rate (Q), pressure, that is, torque (H, T), and axial power (PL) change with a certain law, and equations 3 to 4 It shows the same relationship as and returns. Accordingly, it can be seen that power consumption (indicated by P or PL) can be controlled and operated.

이와 같이 2승 저감 부하의 특성을 살펴보면, 송풍기를 기준으로 설명하면 다음과 같다. Looking at the characteristics of the 2nd power reduction load as described above, the blower is described as follows.

즉 댐퍼제어(상용운전)인 경우에는 풍량을 작게 하더라도 소비전력은 그리 적어지지 않으나, 인버터 운전인 경우에는 소비전력이 회전속도의 3승에 거의 비례하기 때문에 풍량을 적게 할수록 소비전력이 대폭으로 감소되는 것을 알 수 있다. 이 소비 전력의 차이가 에너지 절약으로 되는 것이 이승저감의 원리에 대한 것이다. That is, in the case of damper control (commercial operation), even if the air volume is small, the power consumption is not very low, but in the case of the inverter operation, the power consumption is almost proportional to the third power of the rotational speed, so the power consumption is significantly reduced as the air volume is reduced. It can be seen that. The difference in power consumption is that of energy saving is about the principle of reducing the power.

이와 같은 인버터 운전에서는 정토크 인버터로도 충분히 에너지 절약이 되는 소비전력이 보다 적어지도록 부하토크에 맞추어 전압을 낮게 하는 2승 저감 토크 패턴을 선택하는 것이 바람직하다.In such an inverter operation, it is preferable to select a second power reduction torque pattern that lowers the voltage in accordance with the load torque so that the power consumption that is sufficiently energy-saving even with a constant torque inverter is reduced.

따라서 본 발명 에너지 관리시스템(EMS)(380)에서는 인버터(350)를 제어함에 있어 출력전압을 부하에 따라 제어하는 최적 여자 제어를 선택하면, 더욱 에너지 절약을 할 수 있다.Therefore, in the energy management system (EMS) 380 of the present invention, when selecting the optimum excitation control for controlling the output voltage according to the load in controlling the inverter 350, energy saving can be further achieved.

여자전류와 토크분 전류로 분할하여 그 비율을 손실이 최소가 되도록 제어함으로써 모터를 최고 효율로 운전할 수 있기 때문에 큰 에너지 절약을 할 수 있다.By dividing it into excitation current and torque current, and controlling the ratio so that the loss is minimal, the motor can be operated with the highest efficiency, thereby saving a great amount of energy.

도 5는 도 2에 나타낸 최대 운전효율 관리가 가능한 에너지저장장치의 제품 구성 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 제어방식별 소비전력을 설명하기 위한 그래프이다.5 is a view for explaining a product configuration embodiment of the energy storage device capable of managing the maximum operation efficiency shown in Figure 2, Figure 6 is a graph for explaining the power consumption for each control method.

도 2에 나타낸 최대 운전효율 관리가 가능한 에너지저장장치의 제품 구성 실시예는 도 5에 나타낸 바와 같은데, 산업용으로 사용하고 있는 펌프, 송풍기는 운전자의 경험이나 지식을 기반으로 모터/인버터 가동율을 결정하고 있는 실정이다. 이때, 펌프, 송풍기는 2승 저감 토크 특성을 갖는 모터로 동력 양이 회전 속도의 3승에 비례하게 되어 에너지 절감 효과가 크다.The product configuration example of the energy storage device capable of managing the maximum operation efficiency shown in FIG. 2 is as shown in FIG. 5, and the pump and the blower used in the industry determine the motor / inverter operation rate based on the experience or knowledge of the driver. That is true. At this time, the pump and the blower are motors having a torque reduction characteristic of 2nd power, so that the amount of power is proportional to the 3rd power of the rotational speed, so the energy saving effect is great.

여기서, 풍량(유량)은 회전속도에 비례 → Q ∝ N하고, 정압은 회전속도의 2승에 비례 → H ∝ N2하며, 동력(Power)은 회전속도의 3승에 비례 → P = H × Q ∝ N3한다. 이때, 에너지 효율 최적화를 위해 인버터의 최적여자(전류)제어를 위한 정밀도 높은 센싱 기술과 능동적인 에너지 관리 운용이 중요하다 할 것이다. Here, the air volume (flow rate) is proportional to the rotational speed → Q ∝ N, the static pressure is proportional to the second power of the rotational speed → H ∝ N 2 , and the power is proportional to the third power of the rotational speed → P = H × Q ∝ N 3 At this time, in order to optimize energy efficiency, high-precision sensing technology and active energy management operation for optimal excitation (current) control of the inverter will be important.

도 7은 본 발명에 따른 최대 운전효율 관리가 가능한 에너지저장장치에서 모터의 최적 효율점 제어를 위한 ICT 기반 원격제어 및 에너지 열화 감지 시스템의 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7에 나타낸 무선센서 모듈의 하드웨어 구조의 실시예를 나타낸 도면이며, 도 9는 인버터 최적여자 제어를 위한 시스템 구성 예시도이다.7 is a view for explaining an embodiment of an ICT-based remote control and energy deterioration detection system for the optimum efficiency point control of the motor in the energy storage device capable of managing the maximum operation efficiency according to the present invention, Figure 8 is in Figure 7 It is a diagram showing an embodiment of a hardware structure of the wireless sensor module shown, and FIG. 9 is an exemplary system configuration for inverter optimal excitation control.

본 발명에 따른 최대 운전효율 관리가 가능한 에너지저장장치에서 모터의 최적 효율점 제어를 위한 ICT 기반 원격제어 및 에너지 열화 감지 시스템의 실시예는 도 7에 나타낸 바와 같이, 펌프, 송풍기, 냉각기 등의 부하(타겟)에 대하여 효율의 최적화를 위한 계측 데이터를 정밀도 1 % 이내의 고성능 센서 모듈과, 모터 제어반 내부의 전류 및 열 측정을 위한 열화감지 시스템을 추가하였다. 그리고, 모터의 에너지 효율 최적여자 제어 및 열화 감지를 위한 모터 에너지 관리 시스템 구현하였는데, 에너지 효율 시험 기준을 고려한 제품의 평가 절차를 수행한다. 이를 위해 ICT 기반 무선 통신 모듈 및 인터페이스를 개발하여 계측 데이터를 통한 모터 및 인버터의 Tag list 분석하고, 모터 제어반 내부의 전류 및 열 측정을 위한 열화 감지 시스템의 제공이 가능한다. 이때, 현장경험(Field test)을 위하여 부하설치 환경과 유사한 상태에서 미리 신뢰성 평가를 수행하는 것이 바람직하다.An embodiment of an ICT-based remote control and energy deterioration detection system for controlling an optimum efficiency point of a motor in an energy storage device capable of managing maximum operation efficiency according to the present invention, as shown in FIG. 7, loads of a pump, a blower, a cooler, etc. For (Target), a high-performance sensor module with an accuracy of less than 1% of measurement data for optimization of efficiency, and a deterioration detection system for current and heat measurement inside the motor control panel were added. In addition, a motor energy management system for optimal excitation control and deterioration detection of the energy efficiency of the motor was implemented, and the product evaluation procedure considering the energy efficiency test criteria is performed. To this end, ICT-based wireless communication modules and interfaces are developed to analyze the tag list of motors and inverters through measurement data, and to provide a deterioration detection system for current and heat measurement inside the motor control panel. At this time, it is desirable to perform reliability evaluation in advance in a state similar to the load installation environment for field test.

이때, 무선센서제어모듈은 타겟(모터, 인버터 등)에 대하여 설치된 태크를 통해 ICT 기반의 무선 전압, 전류 센싱을 수행하고, 센싱된 전압, 전류 센싱 데이터를 마이크로 프로세서를 통해 최적여자 제어를 위한 교정치(Calibration value)를 제공하게 된다. 이에 대한 시스템 구성 예를 도 9에 나타내고 있는데, 최적여자 제어를 위한 구성이 하나의 하드웨어 장치(최적여자 제어장치)로 구성된 것을 나타내고 있다.At this time, the wireless sensor control module performs ICT-based wireless voltage and current sensing through the installed tag for the target (motor, inverter, etc.), and exchanges the sensed voltage and current sensing data for optimal excitation control through a microprocessor. It will provide a calibration value. An example of the system configuration for this is shown in FIG. 9, which shows that the configuration for optimal excitation control consists of one hardware device (optimal excitation control device).

도 10은 본 발명에 따른 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a remote control monitoring method of a plurality of energy storage devices (ESS) capable of managing the maximum operation efficiency according to the present invention.

본 발명에 따른 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 방법은 도 10에 나타낸 바와 같이, 각 지역별 에너지저장장치의 각종 정보(설치정보, 관리자 정보 등)를 원격제어 모니터링 서버(100)에서 수집하고, 이를 지역별 ESS 설치정보 데이터베이스(110)와 지역별 ESS 관리자 데이터베이스(120) 및 지역별 ESS 이력정보 데이터베이스(DB)에 데이터베이스화한다(S100).The remote control monitoring method of a plurality of energy storage devices (ESSs) capable of managing the maximum operation efficiency according to the present invention remotely controls various information (installation information, manager information, etc.) of the energy storage devices for each region, as shown in FIG. Collected by the monitoring server 100, and this is databased in the regional ESS installation information database 110, regional ESS manager database 120 and regional ESS history information database (DB) (S100).

그리고 각 지역별 에너지저장장치에서 부품이나 구성품들로부터 이벤트(신규설치, 수리, 교체, 점검(열화감지 포함)) 발생 시 원격제어 모니터링 서버(100)의 제어부(180)는 각 이벤트를 모니터(600)에 표시하고, 관리자의 스마트폰으로 문자메시지 형태로 이벤트 발생 및 후속조치를 처리할 것을 요청한다(S110).In addition, when an event (new installation, repair, replacement, inspection (including deterioration detection)) occurs from parts or components in the energy storage device of each region, the controller 180 of the remote control monitoring server 100 monitors each event 600 Displayed in, and requests to process the event and subsequent actions in the form of a text message with the manager's smartphone (S110).

이어 각 지역별 에너지 저장장치의 운전효율에 대하여 지역별 ESS 운전효율 데이버테이스(140)에 저장하고, 지역별 ESS 운전효율 분석부(150)에서 운전효율을 분석하며, 열화정보를 수집한다(S120).Subsequently, the operation efficiency of each region's energy storage device is stored in the regional ESS operation efficiency data base 140, the region ESS operation efficiency analysis unit 150 analyzes the operation efficiency, and collects deterioration information (S120). .

한편 분석된 운전효율정보와 각 지역별 에너지저장장치의 설치 및 이력정보에 따라 지역별 ESS 최적여자 제어부(160)에서는 각 지역별 에너지저장장치에 대한 최적여자 제어 데이터를 조정한다(S130).Meanwhile, according to the analyzed operation efficiency information and the installation and history information of the energy storage device for each region, the ESS optimum excitation control unit 160 for each region adjusts the optimum excitation control data for the energy storage device for each region (S130).

그리고 조정된 최적여자제어 데이터를 통신부(170)를 통해 각 지역별 에너지저장장치로 전송한다(S140). Then, the adjusted optimal excitation control data is transmitted to the energy storage device for each region through the communication unit 170 (S140).

그러면 각 지역별 에너지저장장치는 전송된 데이터에 따라 에너지저장장치에서 제어하는 부하(모터, 냉각기, 송풍기 등)에 대한 최적여자 제어를 수행한다(S150).Then, the energy storage device for each region performs optimum excitation control for the load (motor, cooler, blower, etc.) controlled by the energy storage device according to the transmitted data (S150).

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 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 한다. Although the present invention has been described as an example as described above, the present invention is not necessarily limited to these examples, and may be variously modified without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the examples disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these examples. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : 원격제어 모니터링 서버
110 : 지역별 ESS 설치정보 데이터베이스(DB)
120 : 지역별 ESS 관리자 데이터베이스(DB)
130 : 지역별 ESS 이력정보 데이터베이스(DB)
140 : 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)
150 : 지역별 ESS 운전효율 분석부 160 : 지역별 ESS 최적여자 제어부
170 : 통신부 180 : 제어부
200 : 에너지 저장 시스템(ESS) 210 : PCS(Power Conversion System)
220 : 배터리 230 : 배터리 관리 시스템(BMS)
240 : 분전반 250 : 최적여자 제어장치
260 : 에너지 관리 시스템(EMS) 270 : 열화감지장치
280 : 통신부
300, 310, 320 : 지역 서버 400 : 통신망
500 : 모니터 510 : 입출력장치
520 : 데이터베이스
600 : 발전장치 610 : 인버터
620 : 부하(이승저감 적용) 700 : 통신노드100: remote control monitoring server
110: ESS installation information database (DB) by region
120: ESS manager database (DB) by region
130: ESS history information database (DB) by region
140: ESS operation efficiency database (DB) by region
150: ESS operation efficiency analysis unit by region 160: ESS optimum excitation control unit by region
170: communication unit 180: control unit
200: Energy storage system (ESS) 210: PCS (Power Conversion System)
220: battery 230: battery management system (BMS)
240: distribution panel 250: optimal excitation control device
260: energy management system (EMS) 270: deterioration detection device
280: Communication Department
300, 310, 320: regional server 400: communication network
500: monitor 510: input / output device
520: database
600: power generation device 610: inverter
620: Load (applied to reduce the transfer) 700: Communication node

Claims (3)

태양광 모듈을 이용한 태양광이나 풍력 또는 조수간만을 이용한 조력에 의한 발전이 가능한 발전장치에서 발전된 에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리(220)의 충방전을 수행하는 전력변환시스템(Power Conversion System; PCS)(210)과, 상기 배터리(220)의 상태 감지 및 배터리 제어 운영을 관리하여 배터리에 최상의 컨디션을 제공하는 배터리 관리 시스템(BMS)(230)과, 상기 배터리(220)에서 공급된 전기에너지를 인버터(610)를 통해 부하(620)로 공급하는 분전반(240)과, 상기 부하(620)의 상태를 센싱하고, 상기 부하(620)가 이승저감을 적용하여 동작되도록 상기 인버터(310)를 제어하는 최적여자 제어장치(250)와, 상기 에너지저장장치의 구성품이나 부하의 열화를 감지하는 열화감지장치(260)와, 상기 전력변환장치(210)와 배터리 관리 시스템(230)정보와 상기 최적여자 제어부(250)로부터 상기 인버터(610)와 부하(620)의 정보를 제공받아 상기 배터리(220)의 충방전 전력량을 제어하고, 에너지를 효율적으로 관리하기 위해 에너지 사용 현황을 실시간으로 모니터링, 제어 및 분석하며, 임베디드 시스템으로 적용되는 에너지 관리 시스템(270) 및 상기 에너지 저장 시스템(200)의 구성품과 상기 최적 여자 제어장치(260)를 통해 수집된 상기 인버터(610)와 부하(620)의 운용과 동작정보를 외부로 전송하는 통신부(280)를 포함하여 구성되는 복수의 에너지 저장 시스템(ESS)(200); 및
상기 복수의 에너지저장장치(ESS)에 대하여 각 지역별로 에너지저장장치(ESS)의 설치정보, 부품정보, 관리자정보, 설치이력이나 구성품에 대한 수리 이력 정보가 저장되고, 상기 지역별 에너지저장장치(ESS)에서 제공되는 에너지에 의해 동작되는 부품에 대한 운전효율정보와 열화정보가 저장되며, 상기 각 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140)에 모니터링되어 저장된 운전효율 및 열화정보에 대하여 각 지역별 ESS의 구성품 정보와 설치이력, 수리이력에 따른 구성품들에 대한 효율을 분석하고, 분석정보에 따라 각 지역별 에너지저장장치(ESS)의 최적여자 제어부에 대한 제어를 최대효율로 제어하는 원격제어 모니터링 서버(100);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 시스템.
A power conversion system (PCS) that performs charging and discharging of the battery 220 by converting the generated energy into electric energy in a power generation device capable of generating electricity by using solar modules, wind or tidal power using a solar module. ) 210, a battery management system (BMS) 230 that manages state detection and battery control operation of the battery 220 to provide the best condition to the battery, and the electric energy supplied from the battery 220. The distribution panel 240 that supplies to the load 620 through the inverter 610 and the state of the load 620 are sensed, and the inverter 310 is controlled so that the load 620 is operated by applying a transfer reduction. Optimal excitation control device 250, the deterioration detection device 260 for detecting deterioration of components or loads of the energy storage device, the power conversion device 210 and the battery management system 230 information and the optimal excitation Control It receives the information of the inverter 610 and the load 620 from the unit 250, controls the amount of charge and discharge power of the battery 220, and monitors, controls and controls the energy use in real time in order to efficiently manage energy. Analyzing and operating the components of the energy management system 270 and the energy storage system 200 applied as an embedded system and the inverter 610 and load 620 collected through the optimal excitation control device 260 A plurality of energy storage systems (ESS) 200 including a communication unit 280 for transmitting operation information to the outside; And
For each of the plurality of energy storage devices ESS, installation information, parts information, manager information, repair history information for the installation history or components of each energy storage device ESS is stored for each region, and the energy storage device for each region (ESS) ) Is stored in the driving efficiency information and deterioration information for the parts operated by the energy provided by the energy, and monitored and stored in the ESS driving efficiency database (DB) 140 for each region. A remote control monitoring server (100) that analyzes the efficiency of components according to the component information, installation history, and repair history, and controls the optimum excitation control unit of the energy storage device (ESS) for each region with maximum efficiency according to the analysis information. ); A remote control monitoring system of a plurality of energy storage devices (ESS) capable of managing the maximum operation efficiency, characterized in that it comprises a.
청구항 1에 있어서,
상기 원격제어 모니터링 서버(100)는,
상기 에너지저장장치(ESS)의 지역별 ESS의 설치정보가 저장되는 지역별 ESS 정보 데이터베이스(DB)(110)와,
상기 각 지역별 에너지저장장치(ESS)의 지역별 ESS 책임자 정보, 에너지저장장치의 구성품 및 에너지저장장치의 에너지에 의해 동작되는 부품에 대한 운용, 수리 성함, 스마트폰 정보를 포함하는 관리자 정보가 저장되는 ESS 관리자 데이터베이스(DB)(120)와,
상기 에너지저장장치(ESS)의 설치이력이나, 구성품들에 대한 수리 이력의 정보가 저장되는 지역별 ESS 이력정보 데이터베이스(DB)(130)와,
상기 에너지저장장치(ESS)에서 제공되는 에너지에 의해 동작되는 부품에 대한 운전효율정보와 열화정보가 저장되는 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140)와,
상기 에너지저장장치(ESS)의 운전효율정보에 대한 분석정보와 열화정보에 대하여 각 지역별 ESS의 구성품 정보와 설치이력, 수리이력에 따른 최적의 구성품들에 대한 효율과 열화정보를 분석하여 각 에너지저장장치(ESS)의 최적의 운전효율과 부품이나 구성품에 대한 교체나 수리정보를 예측분석하는 지역별 ESS 운전효율 분석부(150)와,
상기 지역별 ESS 운전효율 분석부(150)의 분석정보에 따라 에너지저장장치(ESS)의 최적여자 제어부에 대한 제어를 최대효율로 제어할 수 있도록 하는 지역별 ESS 최적여자 제어부(160)와,
상기 복수의 에너지 저장 시스템(ESS)(200)과 통신하는 통신부(170) 및
각 지역별 ESS 설치정보 데이터베이스(DB)(110), 지역별 ESS 관리자 데이터베이스(DB)(120), 지역별 ESS 이력정보 데이터베이스(DB)(130), 지역별 ESS 운전효율 데이터베이스(DB)(140), 지역별 ESS 운전효율 분석부(150), 지역별 ESS 최적여자 제어부(160) 및 통신부(170)를 포함하는 원격제어 모니터링 서버(100)를 제어하며, 열화부품이나 구성품에 대한 수리나 교체를 판단하여 상기 모니터를 통해 수리나 교체가 필요한 에너지저장장치의 부품이나 구성품 정보를 출력하고, 지역별 관리자의 스마트폰으로 수리나 점검 및 교체 정보를 생성하여 전송하도록 제어하는 제어부(180)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The remote control monitoring server 100,
The ESS information database (DB) 110 for each region where the installation information of the ESS for each region of the energy storage device (ESS) is stored,
The ESS information for each region of the energy storage device (ESS) responsible for each region, the components of the energy storage device and the operation information for parts operated by the energy of the energy storage device, repair properties, and ESS for storing manager information including smartphone information Administrator database (DB) 120,
ESS history information database (DB) 130 for each region in which information on the installation history of the energy storage device (ESS) or repair history for components is stored;
An ESS operation efficiency database (DB) 140 for each region in which operation efficiency information and deterioration information for parts operated by energy provided by the energy storage device (ESS) are stored;
For analysis and deterioration information of operation efficiency information of the energy storage device (ESS), it analyzes the efficiency and deterioration information for the optimum components according to the component information, installation history, and repair history of each ESS. ESS operation efficiency analysis unit 150 for each region that predicts and analyzes optimal operation efficiency of devices (ESS) and replacement or repair information for parts or components,
According to the analysis information of the ESS operation efficiency analysis unit 150 for each region, the ESS optimum excitation control unit 160 for each region to control the optimum excitation control unit of the energy storage device (ESS) with maximum efficiency,
Communication unit 170 for communicating with the plurality of energy storage system (ESS) (200) and
ESS installation information database (DB) 110 for each region, ESS manager database (DB) 120 for each region, ESS history information database (DB) 130 for each region, ESS operation efficiency database (DB) 140 for each region, ESS for each region It controls the remote control monitoring server 100 including the operation efficiency analysis unit 150, the ESS optimal excitation control unit 160 for each region, and the communication unit 170, and determines the repair or replacement of deteriorated parts or components to monitor the monitor. It is characterized in that it is configured to include a control unit (180) that outputs the information of parts or components of the energy storage device that needs repair or replacement, and controls to generate and transmit repair or inspection and replacement information to the smartphone of the regional manager. A remote control monitoring system for multiple energy storage devices (ESSs) capable of operating efficiency management.
청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 시스템에 대한 모니터링 방법으로,
각 지역별 에너지저장장치의 각종 정보를 원격제어 모니터링 서버(100)에서 수집하고, 이를 지역별 ESS 설치정보 데이터베이스(110)와 지역별 ESS 관리자 데이터베이스(120) 및 지역별 ESS 이력정보 데이터베이스(DB)에 데이터베이스화하는 단계(S100);
상기 각 지역별 에너지저장장치에서 부품이나 구성품들로부터 이벤트(신규설치, 수리, 교체, 점검 발생 시 상기 원격제어 모니터링 서버(100)의 제어부(180)는 각 이벤트를 모니터(600)에 표시하고, 관리자의 스마트폰으로 문자메시지 형태로 이벤트 발생 및 후속조치를 처리할 것을 요청하는 단계(S110);
상기 각 지역별 에너지 저장장치의 운전효율에 대하여 지역별 ESS 운전효율 데이버테이스(140)에 저장하고, 지역별 ESS 운전효율 분석부(150)에서 운전효율을 분석하며, 열화정보를 수집하는 단계(S120);
상기 분석된 운전효율정보와 각 지역별 에너지저장장치의 설치 및 이력정보에 따라 지역별 ESS 최적여자 제어부(160)에서는 각 지역별 에너지저장장치에 대한 최적여자 제어 데이터를 조정하는 단계(S130);
상기 조정된 최적여자제어 데이터를 통신부(170)를 통해 각 지역별 에너지저장장치로 전송하는 단계(S140); 및
상기 각 지역별 에너지저장장치는 전송된 데이터에 따라 에너지저장장치에서 제어하는 부하에 대한 최적여자 제어를 수행하는 단계(S150);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 최대 운전효율 관리가 가능한 다수의 에너지저장장치(ESS)의 원격제어 모니터링 시스템에 대한 모니터링 방법.
As a monitoring method for a remote control monitoring system of a plurality of energy storage device (ESS) capable of managing the maximum operation efficiency according to claim 1 or claim 2,
Collect various information of each region's energy storage device in the remote control monitoring server 100, and database it in the regional ESS installation information database 110, regional ESS manager database 120, and regional ESS history information database (DB). Step S100;
The event from the parts or components in the energy storage device for each region (in the event of a new installation, repair, replacement, or inspection, the controller 180 of the remote control monitoring server 100 displays each event on the monitor 600, and the administrator Requesting processing of an event occurrence and a follow-up action in the form of a text message with a smart phone of step S110;
The operation efficiency of the energy storage device for each region is stored in the region ESS operation efficiency data base 140, the region ESS operation efficiency analysis unit 150 analyzes the operation efficiency, and collects deterioration information (S120) );
Adjusting the optimum excitation control data for the energy storage device in each region in the ESS optimal excitation control unit 160 for each region according to the analyzed operation efficiency information and the installation and history information of the energy storage device in each region (S130);
Transmitting the adjusted optimal excitation control data to the energy storage device for each region through the communication unit 170 (S140); And
The energy storage device for each region comprises a step (S150) of performing optimal excitation control for a load controlled by the energy storage device according to the transmitted data; Monitoring method for remote control monitoring system of device (ESS).
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