KR20200079606A - Control system of DC Uninterruptible Power Supply for load distribution - Google Patents

Control system of DC Uninterruptible Power Supply for load distribution Download PDF

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KR20200079606A
KR20200079606A KR1020180168904A KR20180168904A KR20200079606A KR 20200079606 A KR20200079606 A KR 20200079606A KR 1020180168904 A KR1020180168904 A KR 1020180168904A KR 20180168904 A KR20180168904 A KR 20180168904A KR 20200079606 A KR20200079606 A KR 20200079606A
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이재진
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성창 주식회사
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Abstract

According to the present invention, provided is a direct current uninterruptible power system (DC UPS) control system for load distribution. The DC UPS control system for load distribution comprises: a load receiving DC power; a plurality of power supply modules individually including a battery and a DC UPS charging solar power or commercial power to the battery in normal operation and supplying DC output power to the load by using the power stored in the battery in an emergency; and a power supply controller controlling a distribution supply for the DC output power supplied to the load in response to charging power of each of the plurality supply modules. When the load is composed of the plurality of loads and the amount of the power stored in a power storage unit is smaller than the amount of power consumption required by all of the plurality of loads, the power supply controller selects only a part of the plurality of loads to supply the power.

Description

부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템{Control system of DC Uninterruptible Power Supply for load distribution}Control system of DC Uninterruptible Power Supply for load distribution}

본 발명은 DC UPS 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부하의 소비전력에 따라 복수의 DC UPS를 포함하는 전원공급모듈들에서 제공하는 전력을 분산하여 공급할 수 있도록 하는 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a DC UPS control system, and more specifically, DC UPS control for load distribution to distribute and supply power provided by power supply modules including a plurality of DC UPS according to the power consumption of the load. It's about the system.

UPS란 Uninterruptible Power Supply의 약어로 통상적인 전원 공급이 안되거나 정전이 될 때 순간적인 단절 없이 전력을 자동으로 공급하는 시스템으로 무정전 전원공급장치 또는 무정전 전원장치라고도 한다.UPS is an abbreviation of Uninterruptible Power Supply, and it is a system that automatically supplies power without a momentary disconnection in the event of a normal power failure or power failure.

UPS는 단절 없이 지속적으로 전원을 공급해야 하는 컴퓨터를 비롯한 전자기기류의 필수장치로서 전압이나 주파수의 변동 또는 순간 정전에도 안정된 전원을 공급해 컴퓨터의 데이터가 파괴 내지 소거되는 것을 방지, 보호하거나 각종 제어장치의 제어 기능상실 및 오작동 등을 방지하기 위한 장치이다.UPS is an essential device for electronic equipment including computers that need to continuously supply power without disconnection. It supplies stable power to voltage or frequency fluctuations or instantaneous power outages to prevent, protect, or protect computer data from being destroyed or erased. It is a device to prevent loss of control function and malfunction.

또한 전압이 규정치보다 높거나 낮아 파형 왜율(歪率)이 규정치 내에 들지 않으면 컴퓨터가 정상적으로 작동할 수 없게 돼 데이터가 파괴되거나 소실되기 때문에 일반적으로 주파수가 50Hz 또는 60Hz인 정현파의 정전압이 요구되는데 상용전원의 불안정으로부터 컴퓨터의 데이터가 기기를 보호하기 위해 항시 무정전 상태로 전원을 공급하는 장치이다.Also, if the voltage is higher or lower than the specified value and the waveform distortion is not within the specified value, the computer cannot operate normally and the data is destroyed or lost. Therefore, a constant voltage of a sine wave with a frequency of 50 Hz or 60 Hz is usually required. It is a device that always supplies power to the uninterrupted state in order to protect the computer's data from instability.

이러한 UPS는 크게 3개의 주요 구성부 즉 상용 전원인 교류를 직류로 변환하는 정류부와 입출력 전압 전류나 유피에스의 상태 등을 화면에 디스플레이하게 하는 모니터와 직류를 교류로 변환하는 인버터로 구성된다. 이와 같은 UPS와 해당 UPS에 의해 상용 전원으로부터 공급되는 전력을 충전하는 배터리를 포함하여 전원공급모듈이라 칭할 수 있다.The UPS is mainly composed of three main components: a rectifier for converting alternating current, which is commercial power, into DC, a monitor that displays the input/output voltage current or the state of UPS on the screen, and an inverter for converting DC into AC. It can be referred to as a power supply module including a battery that charges power supplied from a commercial power supply by the UPS and the UPS.

이러한 전원공급모듈은 단독으로 부하와 연결되어 부하에 DC 전력을 공급하지만, 복수의 전원공급모듈들이 하나의 부하와 연결되어 각각 개별적으로 부하에 DC 전력을 공급할 수도 있다. 이때, 복수의 전원공급모듈들이 하나의 부하에 DC 전력을 공급하는 경우에도 각각의 전원공급모듈들은 서로 독립적으로 부하에 DC 전력을 제공한다.Such a power supply module is connected to a load alone to supply DC power to the load, but a plurality of power supply modules may be connected to a single load to supply DC power to each load individually. In this case, even when a plurality of power supply modules supply DC power to one load, each power supply module independently provides DC power to the load.

따라서, 복수의 전원공급모듈이 부하에 DC 전력을 공급하는 경우에, 부하의 소비전력의 변동이나, 전원공급모듈들 각자의 충전 상태 또는 방전 가능시간에 관계 없이 전력을 공급하게 되므로, 부하에 대한 효율적인 전력 공급을 수행하지 못하는 문제점이 있다.Accordingly, when a plurality of power supply modules supply DC power to the load, power is supplied regardless of fluctuations in power consumption of the load or power state of each of the power supply modules or a possible discharge time. There is a problem in that an efficient power supply cannot be performed.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 부하의 소비전력의 변동 및 전원공급모듈들 각각의 충전 상태에 따라 부하에 공급되는 DC 전력에 대한 분산 공급을 제어할 수 있도록 하는 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템에 관한 것이다.The problem to be solved by the present invention is to a DC UPS control system for load distribution that allows to control the distributed supply for the DC power supplied to the load according to the variation of power consumption of the load and the charging state of each of the power supply modules. It is about.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템은 DC 전력을 공급받는 부하; 배터리 및 정상시에 태양광 전력 또는 상용 전력을 상기 배터리에 충전하고 비상시에 상기 배터리에 저장된 전력을 이용하여 상기 DC 출력전력을 상기 부하에 공급하는 DC UPS(Uninterruptible Power System)를 각각 포함하는 복수의 전원공급모듈들; 및 상기 전원공급모듈들 각각의 충전 전력에 대응하여 상기 부하에 공급되는 상기 DC 출력전력에 대한 분산 공급을 제어하는 전력공급 제어기를 포함하고, 상기 전력공급 제어기는, 상기 부하가 복수의 부하로 이루어지고, 상기 전력 저장부에 저장되어 있는 전력량이 상기 복수의 부하 모두에서 요구되는 전력 소비량보다 작을 때, 상기 복수의 부하 중 일부만을 선택하여 전력을 공급하는 것을 특징으로 한다.DC UPS control system for load balancing according to the present invention for solving the above problems is a load that is supplied with DC power; A plurality of batteries and a DC uninterruptible power system (UPS), respectively, that charge solar power or commercial power to the battery at normal times and supply the DC output power to the load using power stored in the battery in an emergency Power supply modules; And a power supply controller that controls distributed supply of the DC output power supplied to the load in response to the charging power of each of the power supply modules, wherein the power supply controller comprises a plurality of loads. When the amount of power stored in the power storage unit is smaller than the power consumption required by all of the plurality of loads, it is characterized in that only a part of the plurality of loads is selected to supply power.

상기 전력공급 제어기는, 상기 복수의 부하 각각의 전력 사용 이력에 기초하여 우선순위를 설정하고, 설정된 상기 우선순위에 따라 우선순위가 높은 부하를 먼저 선택하는 것을 특징으로 한다.The power supply controller is characterized in that a priority is set based on the power usage history of each of the plurality of loads, and a load having a higher priority is selected first according to the set priority.

상기 전력공급 제어기는, 상기 복수의 부하 각각의 전력 사용 이력은, 상기 복수의 부하 각각의 시간대 별 사용 빈도와 평균 사용 시간을 포함하는 것을 특징으로 한다.The power supply controller is characterized in that the power usage history of each of the plurality of loads includes a frequency of use and an average use time of each of the plurality of loads.

상기 전력공급 제어기는, 상기 복수의 부하 중에서 일부를 선택하기 위한 사용자 설정을 입력받아 우선순위를 설정하고, 설정된 상기 우선순위에 따라 우선순위가 높은 부하를 먼저 선택하는 것을 특징으로 한다.The power supply controller is configured to receive a user setting for selecting a part of the plurality of loads, set a priority, and select a load having a higher priority according to the set priority.

상기 전력공급 제어기는, 상기 전원공급모듈들 각각의 상기 부하에 대한 DC 출력전력에 대응하는 DC 전력정보 및 상기 전원공급모듈들 각각의 충전 전력에 해당하는 배터리 잔량정보를 각각 수집하는 전력정보 수집부; 상기 부하에 대한 부하소비전력정보를 수집하는 부하정보 수집부; 및 상기 수집된 부하소비전력정보에 상응하는 전력을 상기 부하에 공급하기 위해, 상기 DC 전력정보에 따른 상기 전원공급모듈들 각각의 DC 출력전력에 대한 분산 공급을 제어하는 전력 분산 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The power supply controller, a power information collection unit that collects DC power information corresponding to DC output power for the load of each of the power supply modules and battery remaining information corresponding to charging power of each of the power supply modules, respectively ; A load information collection unit for collecting load power consumption information for the load; And a power distribution control unit that controls distributed supply of DC output power of each of the power supply modules according to the DC power information to supply power corresponding to the collected load power consumption information to the load. It is characterized by.

상기 전력공급 제어기는, 상기 전원공급모듈들에 의해 상기 부하로 제공되는 전력 공급 상황이 비상 상황에 해당하는지 결정하는 비상상황 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The power supply controller is characterized in that it further comprises an emergency determination unit for determining whether the power supply situation provided to the load by the power supply modules corresponds to an emergency situation.

상기 전력공급 제어기는, 상기 전력정보 수집부에서 수집된 상기 전원공급모듈들 각각에 대한 상기 전력 정보로부터 평균 DC 전력을 산출하는 평균전력 산출부를 더 포함하고, 상기 전력 분산 제어부는, 상기 산출된 평균 DC 전력을 초과하는 DC 출력전력을 공급하는 전원공급모듈에 대해 상기 평균 DC 전력 이하로 낮추어 공급하도록 제어하고, 낮아진 DC 전력만큼 다른 전원공급모듈들에서 분산 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The power supply controller further includes an average power calculation unit that calculates an average DC power from the power information for each of the power supply modules collected by the power information collection unit, and the power distribution control unit comprises the calculated average. The power supply module supplying DC output power exceeding the DC power is controlled to be lowered below the average DC power, and distributed to be supplied from other power supply modules as much as the lowered DC power.

상기 전력공급 제어기는, 상기 수집된 DC 전력정보와 상기 배터리 잔량정보를 이용하여 상기 전원공급모듈들에 대한 각각의 방전시간을 산출하는 방전시간 산출부를 더 포함하고, 상기 전력 분산 제어부는, 상기 산출된 각각의 방전시간에 근거하여 동일한 방전시간 동안 상기 전원공급모듈들의 전력 공급이 이루어지도록 상기 전원공급모듈들의 전력 분산 공급을 제어하는 것을 특징으로 한다.The power supply controller further includes a discharge time calculation unit for calculating each discharge time for the power supply modules using the collected DC power information and the remaining battery information, and the power distribution control unit calculates the It is characterized in that it controls the power distribution supply of the power supply modules so that the power supply of the power supply modules is made during the same discharge time based on each discharge time.

본 발명에 따르면, 부하의 소비전력의 변동 및 전원공급모듈들 각각의 충전 상태에 따라 부하에 공급되는 DC 전력에 대한 분산 공급을 제어할 수 있도록 함으로써, 부하의 소비 전력의 변동이 발생하더라도, 이에 대응하여 효과적인 전력 공급이 이우러질 수 있도록 한다. According to the present invention, even if the variation in power consumption of the load occurs by controlling the distributed supply for the DC power supplied to the load according to the variation of the power consumption of the load and the charging state of each of the power supply modules In response, an effective power supply can be achieved.

또한, 복수의 전원공급모듈이 부하에 DC 전력을 공급하는 경우에도 전원공급모듈들 각각의 충전 상태 또는 방전 가능시간에 따라 전원공급모듈들 각각의 효율적인 전력 공급이 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 전원공급모듈들 각각에 충전된 전력량이 균등하게 소모될 수 있도록 하거나, 충전된 전력의 방전시간이 균일하게 유지될 수 있도록 하여, 전원공급모듈들 중 일부가 먼저 방전되는 것을 방지할 수 있다.In addition, even when a plurality of power supply modules supply DC power to a load, efficient power supply of each of the power supply modules can be made according to a charging state or a discharge time of each of the power supply modules. That is, the amount of power charged in each of the power supply modules can be uniformly consumed, or the discharge time of the charged power can be kept uniform, thereby preventing some of the power supply modules from being discharged first. .

또한, 본원발명에서 한번의 연산 사이클에 병렬 구성된 여러 개의 전원공급모듈 중 하나의 모듈에 대해서만 출력 제어할 수도 있어서, 전원공급모듈들에 대한 신속한 제어 및 전체 전력 품질을 향상시키는 효과를 얻을 수도 있다.In addition, in the present invention, output control may be performed for only one of a plurality of power supply modules configured in parallel in one operation cycle, thereby obtaining an effect of rapidly controlling power supply modules and improving overall power quality.

도 1은 본 발명에 따른 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템을 설명하기 위한 일 실시예의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 전력 소비 제어 장치의 제어부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 나타낸 부하의 전력 공급부를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 전력 공급 제어기를 설명하기 위한 일 실시예의 구성 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 부하에 공급되는 2개의 전원공급모듈들의 전력 공급 상황을 예시하는 참조도이다.
도 7은 비상 상황(예를 들어, 정전시)에서의 2개의 전원공급모듈들이 부하에 충전 전력을 분산하여 공급하는 상황을 예시하고 있다.
도 8은 비상 상황(예를 들어, 정전시)에서의 2개의 전원공급모듈들이 동일한 방전시간으로 부하에 DC 전력을 공급하는 상황을 예시하고 있다.1 is a block diagram of an embodiment for explaining a DC UPS control system for load balancing according to the present invention.
2 is a view showing the configuration of a DC UPS control system for load balancing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a control unit of the power consumption control device shown in FIG. 2.
4 is a view showing a power supply unit of the load shown in FIG.
5 is a configuration block diagram of an embodiment for describing the power supply controller shown in FIG. 1.
6A and 6B are reference diagrams illustrating a power supply situation of two power supply modules supplied to a load.
7 illustrates a situation in which two power supply modules in an emergency situation (for example, in case of power failure) distribute and supply charging power to a load.
8 illustrates a situation in which two power supply modules supply DC power to a load with the same discharge time in an emergency situation (for example, a power failure).

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

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.　 The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified in various other forms, and the scope of the present invention It is not limited to the following embodiments. Rather, these examples are provided to make the present disclosure more faithful and complete and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명에 따른 DC UPS에 의해 제공되는 전력의 분산 공급 제어 시스템(이하, 전력 제어 시스템이라 칭한다)을 설명하기 위한 일 실시예의 구성 블록도이다.1 is a configuration block diagram of an embodiment for explaining a distributed supply control system of power provided by a DC UPS according to the present invention (hereinafter referred to as a power control system).

도 1을 참조하면, 본 발명의 전력 제어 시스템(10)은 부하(100), 복수의 전원공급모듈들(200) 및 전력 공급 제어기(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the power control system 10 of the present invention includes a load 100, a plurality of power supply modules 200, and a power supply controller 300.

부하(100)는 복수의 전원공급모듈들(200)로부터 DC 전력을 공급받는다. 이러한, 부하(100)는 DC 전력을 공급받아서 동작하는 다양한 종류의 전자장치를 포함하며, 특히, 비상 상황에서도 전원 공급이 끊김 없이 공급되어야 하는 네트워크 장치(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터, 통신 장비, 웹 서버, 데이터베이스 서버 등), 의료 장비 등을 포함할 수 있다. The load 100 receives DC power from a plurality of power supply modules 200. The load 100 includes various types of electronic devices that operate by receiving DC power. In particular, a network device (for example, a personal computer, communication equipment, and web) that must be continuously supplied with power even in an emergency situation Server, database server, etc.), medical equipment, and the like.

복수의 전원공급모듈들(200)은 비상시에 단절 없이 부하에 DC 전력을 공급하는 비상전력 공급모듈에 해당한다. 이러한 전원공급모듈들(200)은 배터리와 DC UPS(Uninterruptible Power System)를 포함한다.The plurality of power supply modules 200 correspond to the emergency power supply module that supplies DC power to the load without disconnection in an emergency. These power supply modules 200 include a battery and a DC UPS (Uninterruptible Power System).

도 1에서는 복수의 전원 공급모듈들(200)로서 전원 공급모듈 a 및 b(202, 204)을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 전원 공급모듈들(200)은 3개 이상일 수 있다.1 shows the power supply modules a and b (202, 204) as a plurality of power supply modules 200, but this is only exemplary, and the power supply modules 200 may be three or more.

배터리는 사용 전력 또는 태양광 전력을 제공받아서, 해당 전력을 충전하고, 전력 공급 요청시에 부하(100)에 충전된 DC 전력을 출력한다. 여기서, 태양광 전력은 태양의 빛 에너지를 태양 전지라는 광전 변환기를 써서 직접 전기 에너지로 변환시켜 얻은 에너지를 의미한다. The battery receives the use power or solar power, charges the corresponding power, and outputs DC power charged to the load 100 when a power supply is requested. Here, solar power refers to energy obtained by directly converting light energy from the sun into electrical energy using a photoelectric converter called a solar cell.

DC UPS는 정상시에 태양광 전력 또는 상용 전력을 상기 배터리에 충전하고 비상시에 상기 배터리에 저장된 전력을 이용하여 상기 DC 전력을 상기 부하에 공급하도록 스위칭하는 무정전 전원장치이다. A DC UPS is an uninterruptible power supply that charges solar power or commercial power to the battery in normal times and switches the DC power to supply to the load using the power stored in the battery in an emergency.

DC UPS는 상용 전력(예를 들어, 220[V]) 또는 태양광 전력을 사용하여 부하(100)에 DC 전력을 공급하거나 충전할 때에, 전압 변동, 주파수 변동, 순간 정전, 과도 전압 등으로 인한 전력 이상을 감지하고, 이에 대응하여 비상 전력을 공급할 수 있도록 한다. 이를 위해, DC UPS는 전력 계통 라인으로부터 공급되는 AC 입력전력을 DC 전력로 변환하는 컨버터, 태양광 모듈에서 제공되는 태양광 전력을 수신하는 PV 전력 수신모듈 및 절체 기능을 위한 스위치 모듈 등이 포함할 수 있다. When the DC UPS supplies or charges DC power to the load 100 using commercial power (for example, 220 [V]) or solar power, it may be caused by voltage fluctuations, frequency fluctuations, instantaneous power failures, transient voltages, etc. It is possible to detect an abnormality in power and supply emergency power in response. To this end, the DC UPS includes a converter that converts AC input power supplied from the power grid line to DC power, a PV power receiving module that receives solar power provided by the solar module, and a switch module for switching functions. Can.

전력 공급 제어기(300)는 전원공급모듈들 각각의 충전 전력에 대응하여 상기 부하(100)에 공급되는 상기 DC 출력전력에 대한 분산 공급을 제어한다. The power supply controller 300 controls distributed supply to the DC output power supplied to the load 100 in response to charging power of each of the power supply modules.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와같이, 본 발명의 실시 예에 따른 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템은 전력 소비 제어 장치(102)로서 제어부(104)와 전력 변환부(106), 전력 저장부(108)를 포함한다. 전력 소비 제어 장치(102)는 가정 또는 사업장 등과 같이 전력을 소비하고 그 비용을 지불하는 전력 소비 주체에 마련되어 전력 소비 주체에서 효율적인 전력 소비가 이루어지도록 전력의 수급과 소비를 제어하는 장치이다.2 is a view showing the configuration of a DC UPS control system for load balancing according to an embodiment of the present invention. 2, the DC UPS control system for load balancing according to an embodiment of the present invention is a power consumption control device 102, the control unit 104, the power conversion unit 106, the power storage unit 108 It includes. The power consumption control device 102 is a device that controls power supply and demand and consumes power so that power is consumed by a power consumption entity that consumes power and pays for it, such as a home or business.

전력 소비 제어 장치(102)의 제어부(104)는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 소비 제어 장치(102)의 동작 전반을 제어하여 효율적인 전력 사용이 이루어지도록 한다. 이를 위해 제어부(104)는 전력 변환부(106) 및 전력 저장부(108), 부하(114)는 물론 외부의 신재생 에너지원(110)과 전력 공급 회사(Power Utility Company)(112)(즉, 전력 공급 주체), 외부 네트워크(116)와 전기적으로 통신하여 필요한 정보를 주고받는다. 제어부(104)는 외부 네트워크(116)를 통해 기상 정보를 제공받아 신재생 에너지원(110)에서의 신재생 전력 발전량 등을 예측하는데 이용한다. 예를 들면, 태양광 발전을 위해 제어부(104)가 수집하는 정보는, 일사량과 구름의 분포, 구름의 이동방향, 기온, 보정 계수 등을 포함한다. 또 제어부(104)는 전력 공급 회사(112)와 통신하여 전력 수급 상황과 전력의 가격 등의 정보를 제공받는다. 또 제어부(104)는 부하(114)에서의 전력 사용 패턴 등을 분석하고 부하(114)와 통신하여 부하 전력 사용량 등을 예측한다. 또 제어부(104)는 전력 저장부(108)의 충전 상태 정보를 전력 저장부(108)와의 통신을 통해 확보한다. 제어부(104)는 도 1에 나타낸 것처럼 전력 소비 제어 장치(102) 내에 마련될 수도 있고, 외부에 서버 형태로 마련되어 네트워크를 통해 전력 소비 제어 장치(102)에 연결될 수도 있다.The control unit 104 of the power consumption control device 102 controls the overall operation of the power consumption control device 102 according to an embodiment of the present invention, so that efficient power use is achieved. To this end, the control unit 104 includes a power conversion unit 106, a power storage unit 108, a load 114, as well as an external renewable energy source 110 and a power supply company (Power Utility Company) 112 (ie , Power supply), and communicates with the external network 116 electrically to exchange necessary information. The control unit 104 receives weather information through the external network 116 and uses it to predict the amount of power generated by the renewable power from the renewable energy source 110. For example, the information collected by the control unit 104 for photovoltaic power generation includes solar radiation and cloud distribution, cloud movement direction, temperature, and correction coefficient. In addition, the control unit 104 communicates with the power supply company 112 to receive information such as the power supply and demand situation and the price of power. In addition, the control unit 104 analyzes the power usage pattern of the load 114 and communicates with the load 114 to predict the load power usage and the like. In addition, the control unit 104 secures the charging state information of the power storage unit 108 through communication with the power storage unit 108. The control unit 104 may be provided in the power consumption control device 102 as shown in FIG. 1, or may be provided in the form of a server outside and connected to the power consumption control device 102 through a network.

전력 소비 제어 장치(102)의 전력 변환부(106)는 전력 저장부(108)의 충전과 [0024] 방전, 전력의 변환을 수행한다. 즉, 전력 변환부(106)는, 신재생 에너지원(110)으로부터 공급되는 신재생 전력 또는 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력을 전력 저장부(108)에 전달하여 저장되도록 하거나, 공급받은 전력을 부하(114)에 제공하여 부하(114)가 필요한 전력을 소비할 수 있도록 한다. 또한, 전력 변환부(106)는 전력의 흐름(방향)을 전환하고 또 전력의 전기적 특성(주파수 및 위상 등)을 변환한다. 예를 들면 직류 전력을 단상 교류 전력 또는 다상 교류 전력으로 변환한다.[0024] The power conversion unit 106 of the power consumption control device 102 performs charging and discharging of the power storage unit 108, and conversion of power. That is, the power conversion unit 106 transmits the renewable power supplied from the renewable energy source 110 or grid power supplied from the power supply company 112 to the power storage unit 108 to be stored or supplied. The received power is provided to the load 114 so that the load 114 can consume the required power. In addition, the power conversion unit 106 converts the flow (direction) of power and also converts the electrical characteristics (frequency and phase, etc.) of the power. For example, DC power is converted into single-phase AC power or multi-phase AC power.

전력 소비 제어 장치(102)의 전력 저장부(108)는 외부로부터 공급되는 전력으로 충전되어 전력을 저장하고, 저장되어 있는 전력을 방전하여 소비되도록 한다. 예를 들면, 신재생 에너지원(110)으로부터 공급되는 신재생 전력 또는 전력 공급 회사(112)로부터 공급되는 그리드 전력을 공급받아 저장하고(충전), 저장되어 있는 전력을 부하(114) 또는 전력 판매 회사(112)에 제공한다(방전) 전력 저장부(108)에서 전력 판매 회사(112)로의 전력의 공급은 전력의 재판매(구입한 전력을 되파는 것)를 의미한다.The power storage unit 108 of the power consumption control device 102 is charged with power supplied from the outside to store power and discharge the stored power to be consumed. For example, it receives and stores (charges) the renewable power supplied from the renewable energy source 110 or the grid power supplied from the power supply company 112, loads the stored power or sells the power 114 Provided to the company 112 (discharge) The supply of electric power from the electric power storage unit 108 to the electric power sales company 112 means resale of electric power (reselling purchased electric power).

신재생 에너지원(110)은 신 에너지와 재생 에너지를 일컫는다. 이 중에서 신 에너지는 연료 전지(fuel cell), 석탄/액화 가스화, 수소 에너지(hydrogen energy)를 포함한다. 연료 전지는, 연료인 수소를 공기 중의 산소와 화학 반응시켜 수소의 산화(酸化)에 의해 발생하는 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시킨다. The renewable energy source 110 refers to new energy and renewable energy. Among these, new energy includes fuel cells, coal/liquefied gasification, and hydrogen energy. The fuel cell chemically reacts hydrogen, which is fuel, with oxygen in the air to directly convert chemical energy generated by oxidation of hydrogen into electrical energy.

이러한 전력 소비 제어 장치(102)는 복수의 전력 소비 주체에 각각 마련되는 제어부(104)와 네트워크를 통해 연결되어 전력 수요 관리를 위한 정보를 송수신한다. 이 네트워크는 유선 네트워크뿐만 아니라, 무선 네트워크, 유무선 복합 네트워크 등으로 이루어진다.The power consumption control device 102 is connected to the control unit 104 provided to each of a plurality of power consumption entities through a network to transmit and receive information for power demand management. This network is composed of not only a wired network, but also a wireless network and a wired/wireless complex network.

도 2에서, 전력 변환부(106)를 중심으로 이루어지는 전력의 전달 방향을 살펴보면, 신재생 에너지원(110)에서 전력 변환부(106)로 단반향의 전력 공급이 이루어지고, 전력 변환부(106)에서 부하(114)로 역시 단방향의 전력공급이 이루어진다. 이와 달리, 전력 변환부(106)와 전력 저장부(108) 사이에는 양방향으로 전력 공급이 이루어진다. 전력 변환부(106)와 전력 저장부(108) 사이의 양방향 전력 공급은 전력 저장부(108)의 충전과 방전에 의한 것이다. 또한 전력 변환부(106)와 전력 공급 회사(112) 사이에도 양방향의 전력 공급이 이루어진다. 전력 변환부(106)와 전력 공급 회사(112) 사이의 양방향의 전력 공급은 전력 공급 회사(112)로부터 전력을 구매하여 공급받는 경우와 전력 저장부(108)에 저장되어 있는 전력을 전력 공급 회사(112)에 재판매하는 경우이다.Referring to FIG. 2, when looking at the direction of power transmission centered on the power conversion unit 106, power is supplied in a short direction from the renewable energy source 110 to the power conversion unit 106, and the power conversion unit 106 ), the load 114 is also unidirectional power supply. Alternatively, power is supplied in both directions between the power conversion unit 106 and the power storage unit 108. The bidirectional power supply between the power conversion unit 106 and the power storage unit 108 is due to charging and discharging of the power storage unit 108. In addition, power is supplied in both directions between the power conversion unit 106 and the power supply company 112. Power supply in both directions between the power conversion unit 106 and the power supply company 112 is a case where power is purchased by receiving power from the power supply company 112 and power stored in the power storage unit 108 is supplied to the power supply company This is the case when it is resold at 112.

도 3은 도 2에 나타낸 전력 소비 제어 장치의 제어부의 구성을 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 제어부(104)는 통신부(202)와 저장부(204), 연산부(206), 명령 생성부(208)를 포함한다. 통신부(202)는, 다른 장치들 즉 전력 변환부(106) 및 전력 저장부(108), 부하(114)는 물론 외부의 신재생 에너지원(110)과 전력 공급회사(112), 외부 네트워크(116)와 전기적으로 통신하여 정보를 제공하고 수집한다. 이와 같이 통신을 통해 수집된 데이터는 저장부(204)에 저장된 후 연산부(206)를 통해 필요한 연산이 수행되어 명령 생성부(208)에 제공되고, 명령 생성부(208)는 최적의 전력 소비 제어를 위한 제어 명령을 생성하여 통신부(202)를 통해 외부의 다른 장치들 즉 전력 변환부(106) 및 전력 저장부(108), 부하(114)는 물론 외부의 신재생 에너지원(110)과 전력 공급회사(112), 외부 네트워크(116)에 전달되도록 한다.FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a control unit of the power consumption control device shown in FIG. 2. 3, the control unit 104 includes a communication unit 202, a storage unit 204, a calculation unit 206, and an instruction generation unit 208. The communication unit 202 includes other devices such as a power conversion unit 106 and a power storage unit 108, a load 114, as well as an external renewable energy source 110, a power supply company 112, and an external network ( 116) to communicate and provide information. The data collected through the communication is stored in the storage unit 204 and then the necessary operation is performed through the operation unit 206 to be provided to the command generation unit 208, and the command generation unit 208 controls optimal power consumption. Generates a control command for the external devices through the communication unit 202, that is, the power conversion unit 106 and the power storage unit 108, the load 114, as well as the external renewable energy source 110 and power It is delivered to the supplier 112 and the external network 116.

도 4는 도 2에 나타낸 부하의 전력 공급부를 나타낸 도면이다. 전력 변환부(106)를 통해 부하(114)에 공급되는 전력은 도 4에 나타낸 전력 공급부를 통해 부하(114) 내부의 실질적인 전력 소비처(예를 들면 모터 또는 회로기판 등)로 공급된다.4 is a view showing a power supply unit of the load shown in FIG. The power supplied to the load 114 through the power conversion unit 106 is supplied to the actual power consumption inside the load 114 (for example, a motor or a circuit board) through the power supply unit shown in FIG. 4.

본 발명은 복수의 부하(114) 가운데 일부에 우선순위를 부여하고, 전력 공급이 정상적이지 않을 때 우선순위가 부여된 부하(114)를 먼저 고려하여 정상적으로 전력이 공급되도록 하고, 우선순위가 부여되지 않은 나머지 부하(114)에 대해서는 전력 공급을 차단하도록 이루어진다. 다만, 전력 변환부(106)를 통한 전력 공급이 정상적으로 재개되더라도, 전력 공급이 차단되었던 부하(114)는 전력 공급 차단의 여파로 인해 정상적으로 동작을 재개하지 못할 수도 있다.The present invention gives priority to some of the plurality of loads 114, and when the power supply is not normal, prioritizes the load 114 given the priority so that power is normally supplied, and priority is not given. The rest of the load 114 is made to cut off the power supply. However, even if the power supply through the power conversion unit 106 is resumed normally, the load 114, in which the power supply was cut off, may not resume normal operation due to the power supply cutoff.

도 4에 나타낸 부하(114)의 전력 공급부(402)는 이처럼 전력 공급이 차단되었다가 재개된 이후에도 모든 부하(114)가 정상적으로 동작을 재개할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이를 위해, 도 4에 나타낸 전력공급부(402)는, 스위치(404)와 주 전원(406), 스위치 제어부(408), 보조 전원(410)으로 구성된다.The power supply unit 402 of the load 114 shown in FIG. 4 is intended to allow all loads 114 to resume normal operation even after the power supply is cut off and resumed. To this end, the power supply unit 402 shown in FIG. 4 is composed of a switch 404, a main power supply 406, a switch control unit 408, and an auxiliary power supply 410.

스위치(404)는 전력 변환부(106)와 주 전원(406) 사이의 전력 전달을 단속하기 위한 것으로, 스위치 제어부(408)에 의해 온/오프된다. 주 전원(406)에는 주 전원 제어부(412)가 마련되어 있어 주 전원(406)의 동작 전반을 제어한다. 이를 위해 주 전원 제어부(412)는 스위치 제어부(408)와 전기적으로 통신 가능하도록 마련되며, 데이터 저장을 위한 메모리(414)를 구비한다. 이 메모리(414)에는 전력 공급이 차단되기 직전의 부하(114)의 동작 상태 정보를 저장하며, 향후 전력 공급이 정상적으로 재개되면 이 동작 상태 정보에 기초하여 부하(114)의 동작이 정상적으로 재개될 수 있도록 한다. 스위치 제어부(408)는 보조 전원(410)으로부터 전력을 공급받아 동작하며, 스위치(404)의 온/오프 제어와 주 전원 제어부(412)와의 통신, 도 1에 나타낸 전력 소비 제어 장치(102)의 제어부(104)와의 통신 등을 수행한다. 스위치 제어부(408)는 보조 전원(410)으로부터 전력을 공급받아 동작하기 때문에, 전력 변환부(106)를 통한 전력 공급이 차단되더라도 보조 전원(410)으로부터 전력이 공급되는 동안에는 정상적인 동작이 가능하다. 보조 전원(410)은 전력 변환부(106)를 통해 공급되는 그리드 전력 또는 신재생 전력에 의해 충전 가능하도록 소형 배터리 또는 캐패시터와 같은 전류 저장 수단일 수 있다.The switch 404 is for controlling the power transmission between the power conversion unit 106 and the main power supply 406, and is turned on/off by the switch control unit 408. The main power supply 406 is provided with a main power control unit 412 to control the overall operation of the main power supply 406. To this end, the main power control unit 412 is provided to be in electrical communication with the switch control unit 408, and includes a memory 414 for data storage. The memory 414 stores the operation status information of the load 114 immediately before the power supply is cut off, and if the power supply is resumed normally in the future, the operation of the load 114 may be resumed normally based on the operation status information. To make. The switch control unit 408 operates by receiving power from the auxiliary power supply 410, and controls on/off of the switch 404 and communication with the main power control unit 412, of the power consumption control device 102 shown in FIG. Communication with the control unit 104 is performed. Since the switch control unit 408 operates by receiving power from the auxiliary power source 410, normal operation is possible while power is supplied from the auxiliary power source 410 even if the power supply through the power conversion unit 106 is cut off. The auxiliary power source 410 may be a current storage means such as a small battery or a capacitor to be charged by grid power or renewable power supplied through the power converter 106.

도 5는 도 1에 도시된 전력 공급 제어기(300)를 설명하기 위한 일 실시예의 구성 블록도이다.5 is a configuration block diagram of an embodiment for describing the power supply controller 300 shown in FIG. 1.

도 5를 참조하면, 전력 공급 제어기(300)는 비상상황 결정부(302), 전력정보 수집부(304), 부하정보 수집부(306), 평균정보 산출부(308), 방전시간 산출부(310) 및 전력 분산 제어부(312)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the power supply controller 300 includes an emergency determination unit 302, a power information collection unit 304, a load information collection unit 306, an average information calculation unit 308, and a discharge time calculation unit ( 310) and a power distribution control unit 312.

비상상황 결정부(302)는 전원공급모듈들(200)에 의해 부하(100)에 제공되는 전력 공급 상황이 비상 상황에 해당하는지 여부를 결정한다. 여기서, 비상 상황은 정전 또는 기기 고장 등에 의해 전원공급모듈들(200)을 통해서 부하(100)로 공급되는 상용 전력 또는 태양광 전력의 공급이 차단되거나 기준 전압 이하로 낮아지는 경우를 포함한다. 비상상황 결정부(302)는 부하(100)로 공급되는 상용 전력 또는 태양광 전력의 공급이 차단되거나 기준 전압 이하에 해당하는가를 실시간으로 체크한다. 만일 상용 전력 또는 태양관 전력의 공급이 차단되거나 기준 전압 이하로 낮아지면, 비상상황 결정부(302)는 비상상황 결정신호를 전력정보 수집부(304) 및 부하정보 수집부(306)로 전달한다.The emergency determination unit 302 determines whether or not the power supply situation provided to the load 100 by the power supply modules 200 corresponds to the emergency situation. Here, the emergency situation includes a case in which the supply of commercial power or solar power supplied to the load 100 through the power supply modules 200 is cut off or lowered below a reference voltage due to a power failure or a device failure. The emergency determination unit 302 checks in real time whether supply of commercial power or solar power supplied to the load 100 is cut off or falls below a reference voltage. If the supply of commercial power or solar tube power is cut or lowered below a reference voltage, the emergency determination unit 302 transmits the emergency determination signal to the power information collection unit 304 and the load information collection unit 306. .

전력정보 수집부(304)는 전원공급모듈들(200)이 부하에 공급하는 DC 출력전력에 대한 DC 전력정보를 각각 수집한다. 또한, 전력정보 수집부(304)는 전원공급모듈들(200) 각각의 배터리에 충전된 전력에 해당하는 배터리 잔량정보를 각각 수집한다. 전력정보 수집부(304)는 주기적 또는 비주기적으로 전원공급모듈들(200)에 대한 DC 전력정보 및 배터리 잔량정보를 수집할 수 있으며, 특히, 비상 상황 결정부(302)의 비상상황 결정신호에 따라, 전원공급모듈들(200)에 대한 DC 전력정보 및 배터리 잔량정보를 수집할 수 있다.The power information collection unit 304 collects DC power information for DC output power that the power supply modules 200 supply to the load, respectively. In addition, the power information collecting unit 304 collects remaining battery power information corresponding to power charged in each battery of the power supply modules 200, respectively. The power information collection unit 304 may collect DC power information and battery level information for the power supply modules 200 periodically or aperiodically, and in particular, in response to the emergency situation determination signal of the emergency situation determination unit 302. Accordingly, it is possible to collect DC power information and battery level information for the power supply modules 200.

이를 위해, 전력정보 수집부(304)는 전원공급모듈들(200) 각각이 부하에 DC 출력전력을 제공하기 위한 전력선들과 각각 연결된 신호선들을 통해 DC 전력정보 또는 배터리 잔량정보에 대한 신호를 수신하거나, 전원공급모듈들(200) 각각에 구비된 전력 검출모듈(미도시)로부터 검출된 DC 전력정보 또는 배터리 잔량검출모듈(미도시)로부터 검출되는 배터리 잔량정보를 별도의 신호선 등을 통해 수신할 수 있다. To this end, the power information collection unit 304 receives signals for DC power information or battery level information through signal lines respectively connected to power lines for supplying DC output power to the loads, respectively, of the power supply modules 200, or , DC power information detected from the power detection module (not shown) provided in each of the power supply modules 200 or battery remaining information detected from the remaining battery detection module (not shown) can be received through a separate signal line. have.

전력정보 수집부(304)는 전원공급모듈들(200)로부터 제공된 DC 전력정보 또는 배터리 잔량정보를 각 전원공급모듈들(200)에 대응하는 전력 정보로서 저장하는 한편, 평균전력 산출부(308) 또는 방전시간 산출부(310)로 전달한다. The power information collecting unit 304 stores DC power information or battery level information provided from the power supply modules 200 as power information corresponding to each power supply module 200, while the average power calculation unit 308 Or, it is transmitted to the discharge time calculator 310.

부하정보 수집부(306)는 부하(100)에 대한 부하 소비전력정보를 주기적으로 또는 비주기적으로 수집한다. 예를 들어, 부하정보 수집부(306)는 비상 상황 결정부(302)의 비상상황 결정신호에 따라, 부하(200)에 대한 부하 소비전력정보를 수집할 수 있다. 부하 소비전력정보는 부하의 동작 수행 시에 소비되는 전체 소모 전력에 관한 정보이다.The load information collecting unit 306 periodically or aperiodically collects load power consumption information for the load 100. For example, the load information collection unit 306 may collect load power consumption information for the load 200 according to the emergency situation determination signal of the emergency situation determination unit 302. The load power consumption information is information on the total power consumption consumed when performing the operation of the load.

이를 위해, 부하정보 수집부(306)는 부하소비전력에 대한 소비전력 요청신호를 부하(100)로 전송한다. 부하정보 수집부(306)의 소비전력 요청신호에 응답하여, 부하(100)는 자신의 부하 소비전력정보를 검출하고, 검출된 부하 소비전력정보를 부하정보 수집부(306)로 전송한다. 부하정보 수집부(306)는 부하(100)로부터 제공된 부하 소비전력정보를 수신하고, 수신된 소비 부하소비전력정보를 데이터 저장공간에 저장하는 한편, 전력 분산 제어부(312)로 전달할 수 있다.To this end, the load information collection unit 306 transmits a power consumption request signal for load power consumption to the load 100. In response to the power consumption request signal of the load information collection unit 306, the load 100 detects its own load power consumption information and transmits the detected load power consumption information to the load information collection unit 306. The load information collection unit 306 may receive load power consumption information provided from the load 100 and store the received power consumption power consumption information in a data storage space, and transmit the received power consumption power information to the power distribution control unit 312.

평균전력 산출부(308)는 전력정보 수집부(304)에서 제공된 전원공급모듈들(200) 각각에 대한 DC 전력정보를 이용하여 평균전력정보를 산출한다. 평균전력 산출부(308)는 전원공급모듈들(200) 각각의 DC 전력정보를 합산한 후에, 합산된 값을 전원공급모듈들(200)의 개수로 나누어 평균전력정보를 산출할 수 있다. 평균전력 산출부(308)는 산출된 평균전력정보를 전력 분산 제어부(312)로 전달한다.The average power calculation unit 308 calculates average power information using DC power information for each of the power supply modules 200 provided by the power information collection unit 304. The average power calculating unit 308 may calculate average power information by summing DC power information of each of the power supply modules 200 and dividing the sum by the number of power supply modules 200. The average power calculation unit 308 transmits the calculated average power information to the power distribution control unit 312.

방전시간 산출부(310)는 전력정보 수집부(304)로부터 제공된 DC 전력정보 및 배터리 잔량정보를 이용하여 전원공급모듈들(200)에 대한 각각의 방전시간을 산출한다. 방전시간 산출부(310)는 배터리 잔량정보의 해당 배터리 잔량을 DC 전력정보의 DC 출력전력으로 나누어 해당 전원공급모듈에 대한 방전시간을 산출한다. 예를 들어, 임의의 전원공급모듈에 대한 배터리 잔량정보가 10[kW]에 해당하고, 해당 전원공급모듈의 DC 전력정보가 시간당 2[kW]에 해당한다면, 배터리 잔량정보를 DC 전력정보로 나누어서 해당 전원공급모듈에 대한 방전시간 5[hr]을 산출할 수 있다. 방전시간 산출부(310)는 산출된 방전시간정보를 전력 분산 제어부(312)로 전달한다.The discharge time calculator 310 calculates each discharge time for the power supply modules 200 by using DC power information and battery level information provided from the power information collector 304. The discharge time calculation unit 310 calculates the discharge time for the power supply module by dividing the battery remaining amount of the battery remaining information by the DC output power of the DC power information. For example, if the remaining battery information for an arbitrary power supply module corresponds to 10[kW], and the DC power information of the corresponding power supply module corresponds to 2[kW] per hour, the remaining battery information is divided into DC power information. Discharge time 5 [hr] for the power supply module can be calculated. The discharge time calculation unit 310 transmits the calculated discharge time information to the power distribution control unit 312.

전력 분산 제어부(312)는 전원공급모듈들(200) 각각의 충전 전력에 대응하여 부하(100)에 공급되는 DC 출력전력에 대한 분산 공급을 제어한다. 이를 위해, 전력 분산 제어부(312)는 전력정보 수집부(304)로부터 전원공급모듈들(200)에 대한 각각의 DC 전력정보를 수신하고, 부하정보 수집부(306)으로부터 부하(100)에 대한 부하소비전력정보를 수신한다. The power distribution control unit 312 controls distributed supply for DC output power supplied to the load 100 in response to charging power of each of the power supply modules 200. To this end, the power distribution control unit 312 receives each DC power information for the power supply modules 200 from the power information collection unit 304, and the load information collection unit 306 for the load 100 Load power consumption information is received.

전력 분산 제어부(312)는 부하 소비전력정보에 상응하는 전력을 부하(100)에 공급하기 위해, DC 전력정보에 따른 전원공급모듈들(200) 각각의 DC 출력전력에 대한 분산 공급을 제어한다. 이때, 전력 분산 제어부(312)는 전원공급모듈들(200) 각각에 대한 분산 제어를 수행할 수도 있고, 전원공급모듈들(200) 중 DC 출력전력의 불균형을 이루는 전원공급모듈에 대해서만 단독으로 DC 출력전력을 제어할 수도 있다.The power distribution control unit 312 controls distributed supply for DC output power of each of the power supply modules 200 according to the DC power information, in order to supply power corresponding to the load power consumption information to the load 100. At this time, the power distribution control unit 312 may perform distributed control for each of the power supply modules 200, and only DC for the power supply module that forms an imbalance of DC output power among the power supply modules 200 The output power can also be controlled.

도 6a 및 도 6b는 부하(100)에 공급되는 2개의 전원공급모듈들(200)의 전력 공급 상황을 예시하는 참조도이다. 도 6a는 정상 상황에서의 태양광 전력(PV) 또는 상용 교류전력(AC)이 2[kW]의 부하에 공급되는 상황을 예시하고 있다. 또한, 도 6b는 비상 상황(정전시)에서의 2개의 전원공급모듈들(UPS 및 배터리 포함)이 2[kW]의 부하에 충전 전력을 공급하는 상황을 예시하고 있다.6A and 6B are reference diagrams illustrating the power supply situation of two power supply modules 200 supplied to the load 100. 6A illustrates a situation in which solar power (PV) or commercial AC power (AC) is supplied to a load of 2 [kW] in a normal situation. In addition, FIG. 6B illustrates a situation in which two power supply modules (including UPS and battery) supply charging power to a load of 2 [kW] in an emergency (at power failure).

즉, 부하정보 수집부(306)에서 부하(100)에 대한 소비전력정보로서 2[kW]에 해당하는 부하 소비전력정보를 수집하여 전력 분산 제어부(312)로 제공하면, 전력 분산 제어부(312)는 부하(100)의 소비전력에 해당하는 2[kW]를 제공하기 위해, 전원공급모듈들(200) 각각으로부터 DC 출력전력의 분산 공급을 제어한다. 예를 들어, 이전의 부하(100)의 소비전력이 1[kW]에 해당하여 2개의 전원공급모듈들(200) 각각에서 출력되는 DC 출력전력이 0.5[kW]에 해당하였으나, 부하의 교체 등에 따른 소비전력의 변화에 따라 2[kW]로 변경되었다면, 전력 분산 제어부(312)는 부하(100)의 소비전력에 해당하는 2[kW]를 충족시킬 수 있도록 하기 위해, 전원공급모듈들(200) 각각으로부터 1[kW]의 출력전력의 부하(100)에 분산 공급되도록 제어한다. 다만, 여기서, 2개의 전원공급모듈들(200)이 동일한 DC 출력전력을 분산 제공하는 것을 도시하고 있으나, 있으나 이는 예시적인 것에 불과하다.That is, when the load information collection unit 306 collects load power consumption information corresponding to 2 [kW] as power consumption information for the load 100 and provides it to the power distribution control unit 312, the power distribution control unit 312 Controls the distributed supply of DC output power from each of the power supply modules 200 to provide 2 [kW] corresponding to the power consumption of the load 100. For example, the power consumption of the previous load 100 corresponds to 1 [kW], and the DC output power output from each of the two power supply modules 200 corresponds to 0.5 [kW]. If it is changed to 2 [kW] according to the change in power consumption, the power distribution control unit 312 can supply power supply modules 200 to satisfy 2 [kW] corresponding to the power consumption of the load 100. ) It is controlled to be distributedly supplied to the load 100 of the output power of 1 [kW] from each. However, here, it is shown that the two power supply modules 200 provide the same DC output power distributed, but this is only an example.

또한, 전력 분산 제어부(312)는 평균전력 산출부(308)에서 산출된 평균 DC 전력을 초과하는 DC 출력전력을 공급하는 전원공급모듈에 대해 평균 DC 전력 이하로 낮추어 공급하도록 제어하고, 낮아진 DC 전력만큼 다른 전원공급모듈들에서 분산 공급되도록 제어한다.In addition, the power distribution control unit 312 controls the power supply module supplying DC output power exceeding the average DC power calculated by the average power calculation unit 308 to be lowered below the average DC power, and reduced DC power It is controlled to be distributedly supplied from other power supply modules.

도 7은 비상 상황(예를 들어, 정전시)에서의 2개의 전원공급모듈들이 부하에 충전 전력을 분산하여 공급하는 상황을 예시하고 있다.7 illustrates a situation in which two power supply modules in an emergency situation (for example, a power failure) distribute and supply charging power to a load.

예를 들어, 전원공급모듈들(200)에서 2[kW]의 소비전력을 갖는 부하(100)에 제공하는 DC 출력전력이 다음의 표 1과 같다고 가정한다.For example, it is assumed that the DC output power provided from the power supply modules 200 to the load 100 having power consumption of 2 [kW] is as shown in Table 1 below.

전원공급모듈Power supply module DC 출력전력 [kW]DC output power [kW] aa 1.51.5 bb 0.50.5

전원공급모듈들 a, b(202, 204)에서 각각 부하(100)에 공급하는 DC 출력전력이 표 1에 해당한다면, 평균전력 산출부(308)에서 산출되는 평균 DC 전력은 (1.5+0.5)/2=1.0[kW]로 산출될 수 있다. 이에 따라, 전력 분산 제어부(312)는 전원공급모듈 a(202)에서 부하(100)에 공급되는 1.5[kW]의 전력과 평균 DC전력을 비교하여, 평균 DC전력을 초과하는 0.5[kW]만큼 DC 전력의 출력이 낮아지도록 전원공급모듈 a의 전력 공급을 제어한다. 이에 따라, 전원공급모듈 a(202)는 1.0[kW]로 낮아진 DC 출력전력을 부하(100)에 공급한다. 또한, 전력 분산 제어부(312)는 전원공급모듈 b(204)에서 부하에 공급되는 0.5[kW]의 전력과 평균 DC전력을 비교하여, 평균 DC전력에 0.5[kW]만큼 미달되는 DC 전력을 증가시켜서 부하(100)에 공급하도록 전원공급모듈 b(204)의 전력 공급을 제어한다. 이에 따라, 전원공급모듈 b(204)는 이전보다 0.5[kW]만큼 증가된 1.0[kW]의 DC 출력전력을 부하(100)에 공급한다. If the DC output power supplied from the power supply modules a, b (202, 204) to the load 100 respectively corresponds to Table 1, the average DC power calculated by the average power calculation unit 308 is (1.5+0.5). /2=1.0[kW]. Accordingly, the power distribution control unit 312 compares the average DC power with the power of 1.5 [kW] supplied to the load 100 from the power supply module a 202, and the average DC power exceeds 0.5 [kW]. The power supply of the power supply module a is controlled so that the output of the DC power is lowered. Accordingly, the power supply module a (202) supplies the DC output power lowered to 1.0 [kW] to the load (100). In addition, the power distribution control unit 312 compares the power of 0.5 [kW] and the average DC power supplied to the load from the power supply module b (204), and increases the DC power that is less than 0.5 [kW] by the average DC power. Power supply module b 204 to control the power supply. Accordingly, the power supply module b 204 supplies the DC output power of 1.0 [kW] increased by 0.5 [kW] to the load 100 than before.

또한, 전력 분산 제어부(312)는 동일한 방전시간 동안 전원공급모듈들(200)의 전력 공급이 이루어지도록 전력 분산 공급을 제어한다. 방전시간 산출부(310)에서 전원공급모듈들에 대한 각각의 방전시간을 산출하면, 전력 분산 제어부(312)는 산출된 각각의 방전시간에 근거하여 동일한 방전시간 동안 상기 전원공급모듈들(200)의 전력 공급이 이루어지도록 전원공급모듈들(200)의 전력 분산 공급을 제어한다.In addition, the power distribution control unit 312 controls power distribution so that power is supplied to the power supply modules 200 during the same discharge time. When the discharge time calculation unit 310 calculates each discharge time for the power supply modules, the power distribution control unit 312 based on the calculated discharge time, the power supply modules 200 during the same discharge time It controls the power distribution supply of the power supply modules 200 so that the power supply of the.

도 8은 비상 상황(예를 들어, 정전시)에서의 2개의 전원공급모듈들이 동일한 방전시간으로 부하에 DC 전력을 공급하는 상황을 예시하고 있다.8 illustrates a situation in which two power supply modules supply DC power to a load with the same discharge time in an emergency situation (for example, a power failure).

예를 들어, 전원공급모듈들(200)에서 2[kW]의 소비전력을 갖는 부하(100)에 제공하는 DC 출력전력에 대한 각각의 방전시간이 다음의 표 2라 가정한다. For example, it is assumed that each discharge time for DC output power provided to the load 100 having power consumption of 2 [kW] in the power supply modules 200 is Table 2 below.

전원공급모듈Power supply module DC 출력전력 [kW]DC output power [kW] 방전시간 [hr]Discharge time [hr] aa 1.51.5 2.02.0 bb 0.50.5 4.04.0

전원공급모듈들 a, b(202, 204) 각각에서 부하(100)에 공급하는 DC 출력전력과 이에 대응하는 방전시간이 표 2에 해당한다면, 전력 분산 제어부(312)는 평균 방전시간을 산출할 수 있다. 평균 방전시간은 전원공급모듈들 a, b(202, 204) 각각의 방전시간을 합산한 후에 저누언공급모듈의 개수로 나눈 값일 수도 있고, 각 전원공급모듈들의 충방전 특성에 따라, 방전시간에 대한 가중치를 부여하여 평균값을 산출할 수도 있다. If the DC output power supplied from each of the power supply modules a and b (202 and 204) to the load 100 and the corresponding discharge time correspond to Table 2, the power distribution control unit 312 calculates the average discharge time. Can be. The average discharge time may be a value divided by the number of low leakage supply modules after summing the discharge times of the power supply modules a, b (202, 204), and depending on the charge/discharge characteristics of each power supply module, the discharge time An average value may be calculated by assigning weights to the values.

예를 들어, 전력 분산 제어부(312)는 2개의 전원공급모듈들 a, b(202, 204)에 대한 평균 방전시간으로, (2+4)/2 = 3[hr]의 방전시간값을 산출할 수 있다. For example, the power distribution control unit 312 calculates the discharge time value of (2+4)/2 = 3 [hr] as the average discharge time for the two power supply modules a, b (202, 204). can do.

이에 따라, 전력 분산 제어부(312)는 전원공급모듈 a(202)에서 부하에 공급되는 전력의 방전시간(예를 들어, 표 2에서 2.0[hr])과 평균 방전시간(예를 들어, 3.0[hr])을 비교하여, 평균 방전시간에 미달하는 1.0[hr]만큼 방전시간이 연장되도록 전원공급모듈 a(202)의 DC 출력전력이 낮아지도록 제어한다. 이에 따라, 전원공급모듈 a(202)는 1.0[hr]만큼 방전시간이 증가되도록 DC 출력전력을 낮추어 부하(100)에 공급한다. Accordingly, the power distribution control unit 312 discharges the power supplied to the load from the power supply module a (202) (for example, 2.0 [hr] in Table 2) and the average discharge time (eg, 3.0 [ hr]), and control so that the DC output power of the power supply module a (202) is lowered so that the discharge time is extended by 1.0 [hr] below the average discharge time. Accordingly, the power supply module a (202) lowers the DC output power so that the discharge time increases by 1.0 [hr] and supplies it to the load (100).

또한, 전력 분산 제어부(312)는 전원공급모듈 b(204)에서 부하에 공급되는 전력의 방전시간(예를 들어, 표 2에서 4.0[hr])과 평균 방전시간을 비교하여, 평균 방전시간(예를 들어, 3.0[hr])을 초과하는 1.0[hr]만큼 방전시간이 단축되도록 전원공급모듈 b(204)의 DC 출력전력이 증가되도록 제어한다. 이에 따라, 전원공급모듈 b(204)는 1.0[hr]만큼 방전시간이 단축되도록 DC 출력전력을 증가시켜 부하(100)에 공급한다. In addition, the power distribution control unit 312 compares the average discharge time with the discharge time (for example, 4.0 [hr] in Table 2) of the power supplied to the load from the power supply module b 204, and the average discharge time ( For example, it is controlled to increase the DC output power of the power supply module b(204) so that the discharge time is shortened by 1.0 [hr] exceeding 3.0 [hr]). Accordingly, the power supply module b 204 increases the DC output power so that the discharge time is shortened by 1.0 [hr] and supplies it to the load 100.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다. So far, the present invention has been focused on embodiments. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that it may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in terms of explanation, not limitation. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, it should be interpreted to include the contents described in the claims and various embodiments within the scope equivalent thereto.

Claims (8)

DC 전력을 공급받는 부하;
배터리 및 정상시에 태양광 전력 또는 상용 전력을 상기 배터리에 충전하고 비상시에 상기 배터리에 저장된 전력을 이용하여 상기 DC 출력전력을 상기 부하에 공급하는 DC UPS(Uninterruptible Power System)를 각각 포함하는 복수의 전원공급모듈들; 및
상기 전원공급모듈들 각각의 충전 전력에 대응하여 상기 부하에 공급되는 상기 DC 출력전력에 대한 분산 공급을 제어하는 전력공급 제어기를 포함하고,
상기 전력공급 제어기는,
상기 부하가 복수의 부하로 이루어지고, 상기 전력 저장부에 저장되어 있는 전력량이 상기 복수의 부하 모두에서 요구되는 전력 소비량보다 작을 때, 상기 복수의 부하 중 일부만을 선택하여 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템.DC powered load;
A plurality of batteries each including a DC uninterruptible power system (UPS) that charges solar power or commercial power to the battery at normal times and supplies the DC output power to the load using power stored in the battery in an emergency. Power supply modules; And
And a power supply controller that controls distributed supply to the DC output power supplied to the load in response to charging power of each of the power supply modules,
The power supply controller,
When the load is composed of a plurality of loads, and when the amount of power stored in the power storage unit is less than the power consumption required by all of the plurality of loads, it is characterized in that only a portion of the plurality of loads is selected to supply power. DC UPS control system for load balancing. 청구항 1에 있어서,
상기 전력공급 제어기는,
상기 복수의 부하 각각의 전력 사용 이력에 기초하여 우선순위를 설정하고, 설정된 상기 우선순위에 따라 우선순위가 높은 부하를 먼저 선택하는 것을 특징으로 하는 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템.The method according to claim 1,
The power supply controller,
DC UPS control system for load balancing, characterized in that to set a priority based on the power usage history of each of the plurality of loads, and first select a load with a high priority according to the set priority. 청구항 2에 있어서,
상기 전력공급 제어기는,
상기 복수의 부하 각각의 전력 사용 이력은, 상기 복수의 부하 각각의 시간대 별 사용 빈도와 평균 사용 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템.The method according to claim 2,
The power supply controller,
DC UPS control system for load balancing, characterized in that the power usage history of each of the plurality of loads includes a frequency of use and an average use time for each time zone of each of the plurality of loads. 청구항 1에 있어서,
상기 전력공급 제어기는,
상기 복수의 부하 중에서 일부를 선택하기 위한 사용자 설정을 입력받아 우선순위를 설정하고, 설정된 상기 우선순위에 따라 우선순위가 높은 부하를 먼저 선택하는 것을 특징으로 하는 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템.The method according to claim 1,
The power supply controller,
DC UPS control system for load balancing, characterized in that a user setting for selecting a part of the plurality of loads is input to set a priority, and a load having a higher priority is selected first according to the set priority. 청구항 1에 있어서,
상기 전력공급 제어기는,
상기 전원공급모듈들 각각의 상기 부하에 대한 DC 출력전력에 대응하는 DC 전력정보 및 상기 전원공급모듈들 각각의 충전 전력에 해당하는 배터리 잔량정보를 각각 수집하는 전력정보 수집부;
상기 부하에 대한 부하소비전력정보를 수집하는 부하정보 수집부; 및
상기 수집된 부하소비전력정보에 상응하는 전력을 상기 부하에 공급하기 위해, 상기 DC 전력정보에 따른 상기 전원공급모듈들 각각의 DC 출력전력에 대한 분산 공급을 제어하는 전력 분산 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템.The method according to claim 1,
The power supply controller,
A power information collection unit configured to collect DC power information corresponding to DC output power for each load of each of the power supply modules and battery remaining information corresponding to charging power of each of the power supply modules;
A load information collection unit for collecting load power consumption information for the load; And
And a power distribution control unit for controlling distributed supply for DC output power of each of the power supply modules according to the DC power information to supply power corresponding to the collected load power consumption information to the load. DC UPS control system for load balancing. 청구항 5에 있어서,
상기 전력공급 제어기는,
상기 전원공급모듈들에 의해 상기 부하로 제공되는 전력 공급 상황이 비상 상황에 해당하는지 결정하는 비상상황 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템.The method according to claim 5,
The power supply controller,
DC load control system for load balancing, characterized in that it further comprises an emergency determination unit for determining whether the power supply situation provided to the load by the power supply module corresponds to an emergency situation. 청구항 5에 있어서,
상기 전력공급 제어기는,
상기 전력정보 수집부에서 수집된 상기 전원공급모듈들 각각에 대한 상기 전력 정보로부터 평균 DC 전력을 산출하는 평균전력 산출부를 더 포함하고,
상기 전력 분산 제어부는,
상기 산출된 평균 DC 전력을 초과하는 DC 출력전력을 공급하는 전원공급모듈에 대해 상기 평균 DC 전력 이하로 낮추어 공급하도록 제어하고, 낮아진 DC 전력만큼 다른 전원공급모듈들에서 분산 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템.The method according to claim 5,
The power supply controller,
Further comprising an average power calculation unit for calculating the average DC power from the power information for each of the power supply modules collected by the power information collection unit,
The power distribution control unit,
The power supply module that supplies DC output power exceeding the calculated average DC power is controlled to be supplied below the average DC power and controlled to be distributedly supplied from other power supply modules as much as the reduced DC power. DC UPS control system for load balancing. 청구항 7에 있어서,
상기 전력공급 제어기는,
상기 수집된 DC 전력정보와 상기 배터리 잔량정보를 이용하여 상기 전원공급모듈들에 대한 각각의 방전시간을 산출하는 방전시간 산출부를 더 포함하고,
상기 전력 분산 제어부는,
상기 산출된 각각의 방전시간에 근거하여 동일한 방전시간 동안 상기 전원공급모듈들의 전력 공급이 이루어지도록 상기 전원공급모듈들의 전력 분산 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 부하 분산을 위한 DC UPS 제어 시스템.
The method according to claim 7,
The power supply controller,
Further comprising a discharge time calculation unit for calculating each discharge time for the power supply module using the collected DC power information and the remaining battery information,
The power distribution control unit,
DC UPS control system for load distribution, characterized in that for controlling the power distribution supply of the power supply modules so that the power supply of the power supply modules during the same discharge time based on the calculated discharge time.
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