KR20240045711A - 배터리 열화를 고려한 ess 용량 산정 장치 및 방법 - Google Patents

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battery
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battery deterioration
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김윤수
강제욱
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광주과학기술원
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Abstract

본 발명은 독립형 마이크로그리드 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 열화를 고려한 에너지 저장 장치의 최적 용량을 산정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 배터리 열화를 고려한 에너지 저장 장치의 최적 용량을 산정하기 위한 장치를 이용하여 신재생발전 기반 도서지역 마이크로그리드를 구성하는 에너지 저장장치의 최적 용량에 대한 설계 기준 제시함으로써 설비 과투자 문제를 줄일 수 있고, 에너지 저장장치의 초기 투자 비용 외에도 배터리 열화에 장기적인 운영까지도 고려하여 효율적인 사용을 할 수 있다.

Description

배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치 및 방법{ESS CAPACITY ESTIMATION FOR APPARATUS AND METHOD CONSIDERING BATTERY DETERIORATION}
본 발명은 독립형 마이크로그리드 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
독립형 마이크로그리드는 지리적인 혹은 기타 안보적인 이유 등으로 기존 전력계통에 접속되지 않는 전력망을 의미하며, 자체적으로 전력 수요와 공급 균형 유지가 가능한 소규모 지역전력망으로 정의된다. 최근 글로벌 환경 문제로 독립형 마이크로그리드 내 분산자원 보급률이 증가하고 있으며, 특히 재생에너지 기술의 진보와 원가 경쟁력 향상으로 신규 발전 용량의 대다수를 재생에너지가 주도할 것으로 예측되고 있다. 재생에너지는 날씨의 영향을 받는 간헐적 발전원으로 신재생발전 기반 독립형 마이크로그리드에서 전력 수요와 공급 균형 유지를 위한 에너지 저장장치의 도입은 필수적이다. 에너지 저장장치는 대부분 이차전지 및 충방전장치(PCS : Power Conditioning System)를 필요로 하기 때문에 초기 투자비용이 높아 최적 용량을 설계하여 경제성을 확보하는 것이 매우 중요하다. 종래에는 배터리 용량 후보군을 선정하고 배터리와 디젤 발전기의 일간 최적 운전계획을 산출하여, 상기 후보 용량의 투자비용과 상기 운전 수익을 기반으로 한 경제성 분석을 통해 최적 용량을 결정하였다. 하지만, 종래기술은 배터리의 일간 최적 운전계획을 고려하고 있으나, 운전계획에 따른 배터리의 열화나 배터리 열화로 발생하는 배터리 교체 비용까지는 고려되지 않는다는 문제점을 지니고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제2011-0034510호에 개시되어 있다.
본 발명은 최적 운전계획에 따라 배터리 교체 비용을 산출하고 이를 반영한 에너지 저장장치의 정격 용량을 산정하는 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치 및 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치는 용량 후보 선정부, 최적운전계획 산출부, 배터리 교체주기 산출부, 경제성 분석부 및 최적용량 결정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 배터리 열화를 고려한 에너지 저장 장치의 최적 용량을 산정하기 위한 장치를 이용하여 신재생발전 기반 도서지역 마이크로그리드를 구성하는 에너지 저장장치의 최적 용량에 대한 설계 기준 제시함으로써 설비 과투자 문제를 줄일 수 있고, 에너지 저장장치의 초기 투자 비용 외에도 배터리 열화에 장기적인 운영까지도 고려하여 효율적인 사용을 할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치의 교체주기 산출부를 설명하기 위한 도면.
도 3내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치의 실험 결과를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 방법의 교체 주기 산출 방법을 설명하기 위한 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도1을 참조하면, 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치는 용량 후보 선정부(110), 최적운전계획 산출부(130), 배터리 교체주기 산출부(150), 경제성 분석부(170) 및 최적용량 결정부(190)를 포함한다.
용량 후보 선정부(110)는 도서 지역의 독립형 마이크로그리드에 투입 가능한 비용과 설치 환경 등을 고려하여 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치의 용량 후보군을 선정한다. 용랑 후보 선정부(110)의 용량 후보 선정 원리는 하기의 수식에 의해 설명할 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
여기서, 은 배터리 크기에 대한 변수, 는 PCS(충방전 장치) 크기에 대한 변수이다. 또한, 는 운영비용에 대한 변수이고 는 배터리 용량에 따른 비용 ($/kWh), 는 PCS용량에 따른 비용 ($/kW)이다.
최적운전계획 산출부(130)는 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치에 입력된 부하 및 재생발전 데이터로부터 배터리와 디젤 발전의 일간 최적운전계획을 산출한다. 최적운전계획 산출부(130)의 최적운전계획 산출 원리는 하기의 수식에 의해 설명할 수 있다.
여기서, y는 시뮬레이션 연간 인덱스, d는 시뮬레이션 일간 인덱스, t는 시뮬레이션 시간 인덱스 및 s는 부분선형화 인덱스이다. 또한, 는 시뮬레이션 기간 (년), ESS 방전량에 대한 변수, 는 디젤발전기 출력에 대한 변수, RC는 배터리 열화에 따른 교체비용에 대한 변수(배터리 성능 80% 도달기간의 역수), 는 시간 t에서의 배터리 충전상태 변수이다. 이때, 는 ESS 방전 효율 (%) 는 ESS 충전 효율 (%)이다.
[수학식 2]의 첫번째는 발전기 출력에 따른 연료 비용을 계산하는 수식이고
두 번째는 전력수급 균형 방정식, 세번째는 선택된 배터리 후보 용량에 따른 ESS 출력 제약 조건이다. 또한, 네번째 수식은 선택된 PCS 후보 용량에 따른 ESS 출력 제약 조건이다.
배터리 교체주기 산출부(150)는 최적운전계획 산출부로부터 산출된 일간 최적운전계획을 바탕으로 일간 배터리 열화를 산출하고 기간 내 배터리 교체 비용을 계산한다. 배터리 교체주기 산출부(150)는 이하 도 2에서 자세히 설명하도록 한다.
경제성 분석부(170)는 용량 후보군의 실현 가능성을 확인하고 후보 용량을 투자비용과 운영비용 및 교체 비용을 바탕으로 경제성을 분석한다.
최적용량 결정부(190)는 경제성 분석부(170)로부터 분석된 결과를 기반으로 배터리의 최적용량을 결정한다. 또한, 최적용량 결정부(190)는 배터리 용량의 후보군 중에서 경제성 분석 결과가 가장 좋은 후보 용량을 최적용량 배터리로 결정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치의 교체주기 산출부를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치의 교체주기 산출부는 잔존 용량 산출부(151), 사이클 수명 산출부(153), 캘린더 수명 산출부(155), 교체 횟수 산출부(157) 및 교체 비용 산출부(159)를 포함할 수 있다.
잔존 용량 산출부(151)는 산출된 용량 및 최적운전계획으로 잔존 용량 값을 산출한다. 잔존 용량 산출 원리는 하기의 수식에 의해 설명할 수 있다.
Figure pat00016
여기서, 는 시간 t에서의 배터리 충전상태 변수, 는 배터리 크기에 대한 변수, 는 ESS 방전 효율 (%), 는 ESS 충전 효율 (%), ESS 충전량에 대한 변수 및 ESS 방전량에 대한 변수를 의미한다. 즉, 해당 수식은 최적 운전계획에 따른 ESS 충전상태를 나타낼 수 있다.
사이클 수명 산출부(153)는 잔존 용량 산출부(151)에서 산출된 잔존 용량으로 사이클 수명 변화를 추출한다. 사이클 수명 산출 원리는 하기의 수식에 의해 설명할 수 있다.
Figure pat00023
여기서, 는 에 따른 사이클 열화 계산 보조변수, 는 에 따른 사이클 열화 계산 보조변수, 는 rainflow-counting 알고리즘을 통해 산출된 t번째 시간의 배터리 유효용량으로, 시간 t에서의 배터리 유효 용량에 따른 사이클 열화 변수이다. 해당 수식 과정을 통해 잔존 용량으로부터 일간 사이클 수명 변화를 산출할 수 있다.
캘린더 수명 산출부(155)는 사이클 수명 산출부(153)에서 산출된 사이클 수명 변화로 캘린더 수명을 추출한다. 캘린더 수명 산출 원리는 하기의 수식에 의해 설명할 수 있다.
Figure pat00029
여기서, 는 캘린터 열화에 대한 부분선형화 계수, 는 캘린터 열화에 대한 부분선형화 계수, 는 rainflow-counting 알고리즘을 통해 산출된 t번째 시간의 배터리 유효용량으로, 시간 t에서의 배터리 유효 용량에 따른 사이클 열화 변수이다. 해당 수식 과정을 통해, 사이클 및 캘린더 수명을 고려한 유효용량을 산출할 수 있다.
교체 횟수 산출부(157)는 캘린더 수명 산출부(155)에서 추출된 캘린더 수명 변화를 활용하여 배터리 교체 주기를 추출한다. 교체 횟수 산출 원리는 하기의 수식에 의해 설명할 수 있다.
Figure pat00033
교체 횟수 산출부(157)는 전체 시뮬레이션 기간 * T(배터리 교체 주기에 대한 변수)를 곱하여 추출할 수 있다. 유효 용량이 80%에 도달하기까지 tday는 [수학식 7]로 구할 수 있다.
Figure pat00034
여기서, 는 사이클 열화에 대한 부분선형화 계수, 는 사이클 열화에 대한 부분선형화 계수, 는 캘린터 열화에 대한 부분선형화 계수, 는 캘린터 열화에 대한 부분선형화 계수이다.
교체 비용 산출부(159)는 캘린더 수명 산출부(155)에서 추출된 캘린더 수명 변화를 활용하여 배터리 교체 비용을 추출한다. 교체 비용 산출부(159)는 배터리 초기 비용과 교체 횟수를 곱하여 산출할 수 있다.
도 3내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치의 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 (a)를 참조하면, PV(태양광)와 Load(부하)에 대한 ESS및 Diesel을 비교한 그래프이다. 도 3의 (b)를 참조하면, 도 3의 (a)을 기반으로 시간 기준 SoC(state of charge)를 도시화한 도면이다. 도 3의 (b)의 SoC에 따라 열화를 계산할 수 있다. 도 3의 (c)를 참조하면, 교체(Replacement)의 값은 6.89이고 이때, 투자비용(배터리+pcs)는 0.0825M$ 임을 알 수 있다. 도 3의 (d)를 참조하면, 방전 시 열화가 이루어지고 충전 시엔 유지되는 형태를 확인할 수 있다.
도 4의 (a)를 참조하면, PV(태양광)와 Load(부하)에 대한 ESS및 Diesel을 비교한 그래프이다. 도 4의 (b)를 참조하면, 도 4의 (a)을 기반으로 시간 기준 SoC(state of charge)를 도시화한 도면이다. 도 4의 (b)의 SoC에 따라 열화를 계산할 수 있다. 도 4의 (c)를 참조하면, 교체(Replacement)의 값은 6.55이고 이때, 투자비용(배터리+pcs)는 0.0894M$ 임을 알 수 있다. 도 4의 (d)를 참조하면, 방전 시 열화가 이루어지고 충전 시엔 유지되는 형태를 확인할 수 있다.
도5는 배터리 용량에 따른 교체(Replacement)를 비교한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 배터리 용량이 400kWh인 경우, 교체(Replacement)는 6.89로 25년 동안 6.89개(유효 용량 80% 이하)를 교체하는 것을 의미한다. 배터리 용량이 439.83kWh인 경우, 교체(Replacement)는 6.55로 25년 동안 6.55개(유효 용량 80% 이하)를 교체하는 것을 의미한다. 배터리 용량이 500kWh인 경우, 교체(Replacement)는 5.94로 25년 동안 5.94개(유효 용량 80% 이하)를 교체하는 것을 의미한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 용량이 439.83kWh일 때 교체 비용(Replacement Cost)이 0.5040M$로 가장 낮기 때문에 최적 용량인 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 단계 S605에서 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치는 부하 및 재생발전 데이터를 입력 받아 부하-출력 곡선을 생성할 수 있다. 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치는 부하-출력 곡선의 최댓값 즉, Max(부하-신재생)과 최소값(Min(부하-신재생)을 각각 검출할 수 있다.
단계 S610에서 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치는 독립형 마이크로그리드에 투입 가능한 비용과 설치 환경 등을 고려하여 배터리의 용량 후보군을 산정할 수 있다. 또한, 용량 후보군으로부터 배터리의 후보 용량을 순차적으로 입력 받을 수 있으며, 후보 용량은 배터리 용량이 작은 순서대로 입력되거나 큰 순서대로 입력될 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
단계 S615에서 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치는 단계 S610에서 산정된 후보 용량으로부터 배터리 투자비를 결정할 수 있다.
단계 S620에서 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치는 용량 후보군 산정 이후, 배터리와 디젤 발전의 일간 최적 운전계획을 산출할 수 있다.
단계 S630에서 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치는 단계 S620에서 산출된 최적 운전계획으로부터 배터리 열화를 산출할 수 있다. 단계 S620과 단계 S630 과정으로 산출된 최적 운전계획과 배터리 열화 값을 합하여 단계 S625에서 운영비용을 산출할 수 있다.
단계 S635에서 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치는 단계 S610, 단계 S620 및 단계 S630에서 용량 후보군의 실현 가능성을 확인하고 후보 용량의 투자비용과 운영비용 및 교체 비용을 기반으로 경제성을 분석하여 실현 가능성을 판단할 수 있다. 단계 S635에서 실현 가능성이 판단될 경우, 단계 S645를 진행한다. 단계 S635에서 실현 가능성이 판단되지 않을 경우, 단계 S640을 진행하여 제약 조건을 추가할 수 있다. 단계 S640에서 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치는 충/방전 누적량이 충/방전 용량을 넘으면 안 되는 조건 등을 추가할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
단계 S645에서 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치는 배터리 용량의 후보군 중에서 경제성 분석 및 실현 가능성 결과가 가장 좋은 후보 용량을 배터리의 최적 용량으로 산정 및 결정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 방법의 교체 주기 산출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 단계 S710에서 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치는 산출된 용량 및 최적 운전 계획에 기초하여 잔존 용량을 계산한다.
단계 S720에서 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치는 rainflow-counting 알고리즘을 이용하여 잔존용량으로부터 일간 최적 운전 계획에 따른 일간 유효 용량 변화량을 계산한다.
단계 S730에서 배터리 열화를 고려한 ESS 용량을 산정하기 위한 장치는 일간 유효 용량 변화량을 이용하여 배터리 교체 시기를 예측하고 시뮬레이션 기간동안 발생하는 교체 비용을 계산하여 비용을 산출한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치
110: 용량 후보군 선정부
130: 최적 운전 계획 산출부
150: 교체주기 산출부
170: 경제성 분석부
190: 최적 용량 결정부

Claims (7)

  1. 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치에 있어서,
    용량 후보군을 선정하는 용량 후보 선정부;
    부하 및 재생발전 데이터로부터 배터리와 디젤발전의 일간 최적운전계획을 산출하는 최적운전계획 산출부;
    상기 일간 최적운전계획을 기반으로 배터리 열화를 산출하고 기간내 배터리 교체 비용을 계산하는 교체주기 산출부;
    상기 후보 용량의 투자비용과 운영비용, 교체 비용을 기반으로 경제성을 분석하는 경제성 분석부; 및
    상기 경제성 분석 결과로 배터리의 최적용량을 결정하는 최적용량 결정부
    를 포함하는 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교체주기 산출부는
    상기 산출된 용량 및 최적 운전계획으로 잔존 용량 값을 산출하는 잔존 용량 산출부;
    상기 산출된 잔존 용량으로 사이클 수명 변화를 추출하는 사이클 수명 산출부;
    상기 산출된 사이클 수명 변화로 캘린더 수명을 추출하는 캘린더 수명 산출부;
    상기 추출된 캘린더 수명 변화를 활용하여 배터리 교체 주기를 추출하는 교체 횟수 산출부; 및
    상기 추출된 캘린더 수명 변화를 활용하여 배터리 교체 비용을 추출하는 교체 비용 산출부
    를 포함하는 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 교체주기 산출부는
    상기 교체 횟수 산출부와 상기 교체 비용 산출부의 값을 곱하여 추출하는 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치.
  4. 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 장치가 ESS 용량을 산정하는 방법에 있어서,
    용량 후보군을 선정하는 단계;
    부하 및 재생발전 데이터로부터 배터리와 디젤발전의 일간 최적운전계획을 산출하는 단계;
    상기 일간 최적운전계획을 기반으로 배터리 열화를 산출하고 기간내 배터리 교체 비용을 계산하는 단계;
    상기 후보 용량의 투자비용과 운영비용, 교체 비용을 기반으로 경제성을 분석하는 단계; 및
    상기 경제성 분석 결과로 배터리의 최적용량을 결정하는 단계
    를 포함하는 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 열화를 산출하고 기간내 배터리 교체 비용을 계산하는 단계는
    상기 산출된 용량 및 최적 운전계획으로 잔존 용량 값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 잔존 용량으로 사이클 수명 변화를 추출하는 단계;
    상기 산출된 사이클 수명 변화로 캘린더 수명을 추출하는 단계;
    상기 추출된 캘린더 수명 변화를 활용하여 배터리 교체 주기를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 캘린더 수명 변화를 활용하여 배터리 교체 비용을 추출하는 단계
    를 포함하는 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 열화를 산출하고 기간내 배터리 교체 비용을 계산하는 단계는
    상기 추출된 캘린더 수명 변화를 활용하여 배터리 교체 주기를 추출하는 단계와 상기 추출된 캘린더 수명 변화를 활용하여 배터리 교체 비용을 추출하는 단계를 곱하여 추출하는 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 열화를 산출하고 기간내 배터리 교체 비용을 계산하는 단계는
    유효 용량 변화량의 임계 값 미만일 경우, ESS 용량 산정 장치의 배터리 교체 여부를 판단하는 배터리 열화를 고려한 ESS 용량 산정 방법.
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