WO2023038399A1 - Energy storage system comprising new installation battery rack, and method for controlling same - Google Patents

Energy storage system comprising new installation battery rack, and method for controlling same Download PDF

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WO2023038399A1
WO2023038399A1 PCT/KR2022/013356 KR2022013356W WO2023038399A1 WO 2023038399 A1 WO2023038399 A1 WO 2023038399A1 KR 2022013356 W KR2022013356 W KR 2022013356W WO 2023038399 A1 WO2023038399 A1 WO 2023038399A1
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battery
racks
battery racks
output
energy storage
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PCT/KR2022/013356
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김종철
문병호
정인호
조현길
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present invention relates to an energy storage system and a method for controlling the energy storage system, and more particularly, to an energy storage system including a battery rack that is newly installed or installed later in time and a method for controlling the energy storage system. .
  • An energy storage system is a system that links renewable energy, a battery storing power, and existing grid power. Recently, as the spread of smart grid and renewable energy has been expanded and the efficiency and stability of power systems have been emphasized, the demand for energy storage systems is increasing for power supply and demand control and power quality improvement. . Depending on the purpose of use, the energy storage system can vary in output and capacity. A plurality of battery systems may be connected to each other to form a large-capacity energy storage system.
  • performance of some battery racks may deteriorate over time, and accordingly, performance may be supplemented by adding new battery racks to existing battery racks.
  • performance may be supplemented by adding new battery racks to existing battery racks.
  • there is a difference in performance between the newly added rack and the previously installed rack and unnecessary rack balancing may be repeated due to the difference in performance between the racks.
  • This causes a problem that the new battery rack follows the performance of the existing rack despite the addition of the new battery rack to supplement performance. That is, even though a new battery rack is added, the maximum performance (eg, rated capacity, usage period, etc.) of the new battery rack is not fully utilized.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide an energy storage system including an existing battery rack and a new battery rack.
  • Another object of the present invention for solving the above problems is to provide a device for controlling a battery system including an existing battery rack and a new battery rack.
  • Another object of the present invention for solving the above problems is to provide a method for controlling an energy storage system including an existing battery rack and a new battery rack.
  • a plurality of first battery rack A plurality of battery protection units for managing the plurality of first battery racks, respectively; a plurality of second battery racks; A plurality of DC / DC converters for managing the plurality of second battery racks, respectively; And monitoring the outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC / DC converters in conjunction with the plurality of battery protection units and the plurality of DC / DC converters, and controlling the outputs of the plurality of DC / DC converters , may include a battery section control device.
  • the battery section control device detects the output power value of the plurality of first battery racks operating according to the charging or discharging command of the energy storage system, and the output power value of the plurality of first battery racks and the plurality of It is possible to calculate the output power value to be output by the plurality of second battery racks using the information of the first battery rack and the information of the plurality of second battery racks.
  • the information of the plurality of second battery racks may include one or more of the number of the plurality of second battery racks, SOH, SOC, output current, output power, and temperature.
  • the battery section control device may calculate the output weight of each second battery rack using the information on the plurality of second battery racks.
  • the battery section control device also calculates a power command value for each of the second battery racks based on the number of second battery racks relative to the number of total battery racks in the energy storage system and the output weight of the second battery rack.
  • the battery section control device may stop outputs of the plurality of DC/DC converters when an output of a power conversion system (PCS) indicates a stop of charging and discharging operations.
  • PCS power conversion system
  • the charge or discharge command may be transmitted from an energy management system (EMS) to a PCS.
  • EMS energy management system
  • Battery system control device for achieving the above another object, a plurality of battery protection units and a plurality of DCs each managing a plurality of second battery racks respectively managing a plurality of first battery racks / It can work with a DC converter, at least one processor; A memory for storing at least one command executed by the at least one processor may be included.
  • the at least one instruction may include instructions to monitor outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC/DC converters; and a command for controlling the outputs of the plurality of DC/DC converters according to the monitoring result.
  • the command to monitor the outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC / DC converters, to detect the output power value of the plurality of first battery racks operating according to the charging or discharging command of the energy storage system may contain commands.
  • the command to control the output of the plurality of DC / DC converters according to the monitoring result, the output power value of the plurality of first battery racks and information of the plurality of first battery racks and the plurality of second battery racks Using the information of the plurality of second battery rack may include a command to calculate the output power value to be output.
  • the command to control the output of the plurality of DC / DC converters according to the monitoring result a command to calculate the output weight of each second battery rack using the information on the plurality of second battery rack; And an output weight of the second battery rack and a command for calculating a power command value for each of the second battery racks based on the number of second battery racks compared to the total number of battery racks in the energy storage system.
  • the charge or discharge command may be transmitted from an energy management system (EMS) to a PCS.
  • EMS energy management system
  • the control method of an energy storage system includes a plurality of first battery racks, a plurality of battery protection units each managing the plurality of first battery racks, a plurality of As a control method of an energy storage system including a second battery rack, and a plurality of DC / DC converters for managing the plurality of second battery racks, respectively, the plurality of battery protection units and the output of the plurality of DC / DC converters monitoring the; Detecting output power values of the plurality of first battery racks operating according to a charging or discharging command of the energy storage system; Using the output power values of the plurality of first battery racks, the information of the plurality of first battery racks, and the information of the plurality of second battery racks, calculating the output power values to be output by the plurality of second battery racks step; and controlling outputs of the plurality of DC/DC converters according to the calculated output power values.
  • Calculating an output power value to be output by the plurality of second battery racks may include calculating an output weight of each second battery rack using information on the plurality of second battery racks; And calculating a power command value for each of the second battery racks based on the output weight of the second battery rack and the number of second battery racks compared to the total number of battery racks in the energy storage system. .
  • the information of the plurality of second battery racks may include one or more of the number of the plurality of second battery racks, SOH, SOC, output current, output power, and temperature.
  • the method of controlling the energy storage system may include stopping outputs of the plurality of DC/DC converters when outputs of a power conversion system (PCS) indicate a stop of charging and discharging operations.
  • PCS power conversion system
  • the charge or discharge command may be transmitted from an energy management system (EMS) to a PCS.
  • EMS energy management system
  • the performance of holding the new battery rack can be utilized to the maximum (eg, 100%).
  • the present invention can operate the system as in the conventional method only by modifying the firmware of the BSC without modifying the firmware of the PCS and PMS.
  • FIG. 1 is a block diagram of a conventional energy storage system.
  • FIG. 2 is a block diagram of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 illustrates a relationship between an output command value and an output value in each battery area when an energy storage system starts and stops according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates a concept of calculating an output control weight of each DC/DC converter in an augmentation region according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an operation flowchart of a control method of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram of a battery system control device according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.
  • the term “and/or” includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • SOC State of Charge
  • SOH State of Health
  • a battery rack refers to a system with a minimum single structure that can be monitored and controlled through a BMS by connecting module units set by the battery manufacturer in series/parallel. can be configured.
  • a battery bank may refer to a group of large-scale battery rack systems configured by connecting several racks in parallel. Monitoring and control of the rack BMS (RBMS) of the battery rack unit can be performed through the BMS of the battery bank unit.
  • RBMS rack BMS
  • BSC Battery Section Controller
  • Battery Section Controller is a device that performs top-level control of the battery system including the battery bank unit battery system, and is also used as a control device in battery systems with multiple bank level structures.
  • the rated capacity may mean the set capacity [Ah] of the battery set by the battery manufacturer during development.
  • FIG. 1 is a block diagram of a conventional energy storage system.
  • a battery cell The smallest unit of a battery that serves to store power in an energy storage system (ESS) is typically a battery cell.
  • a series/parallel combination of battery cells may form a battery module, and a plurality of battery modules may form a battery rack. That is, a battery rack may be a minimum unit of a battery system with a series/parallel combination of battery modules.
  • the battery rack may be referred to as a battery pack according to a device or system in which batteries are used.
  • one battery rack may include a plurality of battery modules and one BPU 10 or a protection device.
  • Battery racks can be monitored and controlled through RBMS (Rack BMS).
  • RBMS monitors the current, voltage, and temperature of each battery rack it manages, and based on the monitoring results, calculates SOC (Status Of Charge) of the battery and controls charging and discharging.
  • a battery protection unit (BPU) 10 is a device for protecting a battery from abnormal current and fault current in a battery rack unit.
  • the BPU 10 may include a Main Contactor (MC), a fuse, a Circuit Breaker (CB), or a Disconnect Switch (DS).
  • the BPU may control the battery system in units of racks by turning on/off the main contactor under the control of the RBMS.
  • the BPU can also use a fuse to protect the battery from short circuit current in the event of a short circuit.
  • existing battery systems can be controlled through protective devices such as BPUs and switch gears.
  • a battery system controller (BSC) 20 is installed in each of the battery sections composed of a plurality of batteries and peripheral circuits, devices, etc. to monitor and control control objects such as voltage, current, temperature, circuit breaker, etc. can do.
  • the BSC 20 is a topmost control device of a battery system including a bank unit battery system including a plurality of battery racks, and is also used as a control device in a battery system having a plurality of bank level structures.
  • the power conversion system (PCS) 40 installed in each battery section is a device that performs actual charging and discharging based on the charging / discharging command from the EMS, and the power conversion unit (DC / AC inverter) and the controller It can be configured to include. Meanwhile, the output of each BPU may be connected to the PCS 40 through a DC bus, and the PCS 40 may be connected to the grid.
  • the EMS (Energy Management System)/PMS (Power Management System) 30 manages the ESS system as a whole.
  • the battery system is controlled only through protection elements such as BPU and switch gear, and individual control taking into account individual characteristics of the battery system such as battery capacity, SOH, and SOC. is impossible
  • a plurality of battery racks serve as voltage sources, and the PCS charges and discharges the battery racks through CC (Constant Current) control or CP (Constant Power) control.
  • CC Constant Current
  • CP Constant Power
  • the new battery rack includes a newly manufactured battery rack, but a battery including a DC/DC converter for DC/DC conversion to a battery rack used to reinforce an existing battery rack at a later point in time. It may also contain racks, which may be used or refurbished battery racks.
  • FIG. 2 is a block diagram of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a system in the case where a plurality of new battery racks are added to the existing energy storage system.
  • an existing energy storage system may include characteristics similar to those of the energy storage system shown in FIG. ), BPU 100, battery rack (old rack), and BSC (200).
  • EMS Electronicgy Management System
  • PMS Power Management System
  • BSC (Battery Section Controller) 200 may perform a role of managing the state of each rack and informing the upper system (EMS) of the limit value of the outputable battery.
  • the BSC 200 may be implemented in a form mounted and installed on a desktop PC or the like. Also, the BSC 200 may be implemented as a separate device or controller.
  • the PCS 400 is a device that performs actual charging and discharging based on the charging and discharging commands received from the EMS 300, and may include a DC/AC power conversion unit and a controller.
  • the energy storage system uses a DC / DC converter (in the augmentation area) instead of a BPU for a plurality of newly added battery racks, and the performance of the newly added battery rack Reduces or prevents problems such as sudden drop in load and unbalanced balance between racks
  • the DC/DC converter 150 may include a body and a DC/DC controller.
  • the DC/DC converter 150 performs DC/DC conversion between a battery and a power conversion system (PCS).
  • PCS power conversion system
  • the DC/DC converter placed in the augmentation area allows the existing rack and the new battery rack to be electrically separated and operated.
  • the output of the DC/DC converter can be actively controlled by the user, so even if there is a difference in SOC, SOH, and capacity between each battery rack, it is possible to control the battery output considering the characteristics of each battery rack.
  • Each DC / DC converter is connected to the BSC (200) and PCS (400).
  • BSC (200) may monitor and manage the state of the battery rack disposed in the augmentation area as well as the battery rack disposed in the existing area.
  • the present invention provides an augmentation method using a DC/DC converter only by modifying BSC firmware in a battery area without modifying firmware of PCS and EMS.
  • new battery racks in the augmentation area are used to strengthen existing battery racks (Old Racks), and include a DC/DC converter 150 rather than a BPU 100 . Therefore, using the newly added battery rack dedicated DC/DC converter 150 in the augmentation area instead of the battery protection unit (BPU) has the advantage of avoiding or reducing rapid deterioration of the newly added battery rack or balancing. can provide In addition, it is possible to provide an advantage of modifying only the BSC firmware in the battery area without modifying the firmware of the PCS or EMS.
  • the EMS 300 transmits a charge/discharge command Pbat* to the PCS 300 in the same manner as in the conventional method.
  • the PCS 300 receives a charge/discharge command (Pbat*) and outputs power corresponding to the command.
  • Pbat* power is firstly (temporarily) output from the BPU racks disposed in the existing area.
  • the BSC 200 is in a state in which the quantity information of the BPU rack disposed in the existing area and the DC / DC rack (used as a concept including a battery rack and a DC / DC converter) disposed in the augmentation area is identified .
  • BSC (200) monitors the total output value (Pbat *) from all battery racks interworking with itself. Therefore, Pbat* means the total output power required for the BPU rack in the existing area and the DC/DC rack in the expansion area.
  • the BSC (200) outputs a new battery rack in the augmentation area based on at least the output value of the battery rack in the existing area, the quantity information of the battery rack in the existing area, and the quantity information of the battery rack in the augmentation area. Calculate the value Paug* to do.
  • BSC (200) also calculates the output weight for each battery rack in the augmentation area based on the status information (SOC, SOH, etc.) of each battery rack located in the augmentation area.
  • the output value of each DC/DC rack can be calculated by multiplying the output weight of each battery rack by Paug*. That is, the BSC 200 calculates the charge/discharge command for the DC/DC converter in consideration of the remaining energy of the DC/DC rack in the augmentation area compared to the BPU rack in the existing area.
  • the calculated charge/discharge command for the DC/DC converter is transmitted to each DC/DC converter through the communication line 250, and the DC/DC rack outputs power having a Paug* value.
  • the charge/discharge command for the output power Pbat* may also be referred to as a directive for the output power Pbat*.
  • the charge/discharge command for the output power may be expressed or symbolized as a value of output power (Pbat*) requested or required by the charge/discharge command resulting in the output power (Pbat*). Therefore, Pbat* can be used to express charge/discharge commands and output power according to circumstances.
  • the charge/discharge command for the output value Paug* may also be referred to as an instruction for the output value Paug*.
  • the charge/discharge command for the output value may be expressed or symbolized by the value of the output value Paug* requested or required by the charge/discharge command resulting in the output value Paug*. Therefore, Paug* can be used to designate charge/discharge commands and output values according to the context.
  • the output of the PCS (400) becomes 0.
  • the existing BPU area is a passive element area
  • the output of the battery rack changes according to the output of the PCS.
  • the augmentation area DC/DC area receives commands from the BSC and operates, the output Paug* is maintained. That is, for a very short moment, the augmentation area outputs Paug* and the BPU area temporarily accepts the output.
  • the BSC detects that the output toward the PCS has become 0, and modifies the output command value Paug* of the DC/DC area to 0. Through this process, outputs of all racks in the BPU area and DC/DC area become 0 and the system operation stops.
  • FIG 3 illustrates a relationship between an output command value and an output value in each battery area when an energy storage system starts and stops according to an embodiment of the present invention.
  • the augmentation area When the augmentation area outputs the value of Paug*, the battery in the existing area outputs power of (Pbat* - Paug*). At this time, the command value of the PCS is maintained as Pbat*, because the EMS transmits a constant command value Pbat* to the PCS regardless of whether or not augmentation is performed. As such, according to the present invention, the PCS and EMS may operate like the existing system operation regardless of whether or not the augmentation is performed.
  • the command value of PCS becomes 0 due to system stop.
  • the existing BPU area is a passive element area
  • the output of the battery rack changes according to the output of the PCS.
  • the corresponding augmentation area maintains the output Paug* until receiving a command from the BSC, and controls the output to 0 from the time it receives a stop command from the BSC.
  • the BPU area temporarily accepts the corresponding output (-Paug*).
  • the output of the DC/DC area becomes 0 by the stop command from the BSC, the output of the BPU area also becomes 0.
  • FIG. 4 illustrates a concept of calculating an output control weight of each DC/DC converter in an augmentation region according to an embodiment of the present invention.
  • the BSC estimates the state of each rack based on information such as SOC and SHO of battery racks disposed in the augmentation area, and calculates the output weight of each DC/DC rack based on this value. can be calculated
  • BSC (200) receives data such as SOC, SOH, current, voltage and temperature of each battery rack from each DC / DC rack.
  • the BSC can calculate the output weight ⁇ 2 , ... ⁇ n of each DC/DC rack using this information.
  • Equation 1 shows an equation for calculating the total output command value P aug * for the augmentation region.
  • the units of Pbat* and P aug * may be watts (W).
  • Equation 1 m is the number or quantity of BPU racks, and n is the number (or quantity) of DC/DC racks. Also, Pbat* is a charge/discharge command value received from the EMS.
  • Equation 2 represents an expression for calculating output command values P DC/DC-1 * to P DC/DC-n * of the DC/DC rack in the augmentation region.
  • the output command value of the DC/DC rack is calculated by multiplying the total output command value P aug * for the augmentation region by the weight for each rack. Also, the sum of the output weights of each DC/DC rack is 1.
  • the battery rack in the augmentation area is a battery rack of the same type.
  • the output weight ⁇ j of the battery rack #j during charging may be expressed as in Equation 3 below.
  • Equation ( ) means the total of the space that can be charged by the entire battery rack in the augmentation area
  • ( ) means the chargeable space of battery rack #j to which the corresponding output weight is applied.
  • n is the total number of battery racks in the augmentation area.
  • the output weight for each rack during discharge may be determined as a ratio of the SOC of the corresponding rack to the SOC of all battery racks in the augmentation area. That is, it can be defined as in Equation 4 below.
  • the output weight for each battery rack may be determined by considering the SOH as well as the SOC of each rack.
  • the output weight for each battery rack may be defined as in Equation 5 below.
  • the output weight for each battery rack during discharging may be defined as in Equation 6 below.
  • n, i and j are integers. Accordingly, the amount of augmented power to be supplied by each new battery rack #j may be provided by the output weight of the new battery rack #j, and the output weight may be included in the charge/discharge command.
  • FIG. 5 is an operation flowchart of a control method of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
  • a control method of an energy storage system includes a plurality of first battery racks, a plurality of battery protection units each managing the plurality of first battery racks, a plurality of second battery racks, and the plurality of second batteries. It can be performed by a battery section control device in an energy storage system including a plurality of DC/DC converters each managing a rack.
  • the battery section control device monitors outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC/DC converters (S510).
  • the battery section control device detects an output power value of the plurality of first battery racks operating according to the charging or discharging command of the energy storage system (S520).
  • the battery section control device calculates an output power value to be output by the plurality of second battery racks (S530).
  • the information of the plurality of second battery racks may include one or more of the number of the plurality of second battery racks, SOH, SOC, output current, output power, and temperature.
  • outputs of the plurality of DC/DC converters may be controlled according to the calculated output power values (S540).
  • FIG. 6 is a schematic block diagram of a battery system control device according to an embodiment of the present invention.
  • the battery system control device (or battery section control device) 200 includes at least one processor; and a memory storing at least one command executed by the at least one processor.
  • the at least one instruction may include instructions to monitor outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC/DC converters; and a command for controlling the outputs of the plurality of DC/DC converters according to the monitoring result.
  • the processor may execute program commands stored in at least one memory.
  • the processor may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.
  • the memory may be composed of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium.
  • the memory may include at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).
  • a computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored.
  • computer-readable recording media may be distributed to computer systems connected through a network to store and execute computer-readable programs or codes in a distributed manner.
  • the computer-readable recording medium may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, and flash memory.
  • Program instructions can include machine language code, such as produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer, such as using an interpreter.
  • a block or device corresponds to a method step or a feature of a method step.
  • aspects described in the context of a method may also be represented by a corresponding block or item or a corresponding feature of a device.
  • Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device such as, for example, a microprocessor, programmable computer, or electronic circuitry. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

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Abstract

An energy storage system according to an embodiment of the present invention may comprise: a plurality of first battery racks; a plurality of battery protective units for managing the plurality of first battery racks, respectively; a plurality of second battery racks; a plurality of DC/DC converters for managing the plurality of second battery racks, respectively; and a battery section management device which is linked to the plurality of battery protective units and the plurality of DC/DC converters so as to monitor the output of the plurality of DC/DC converters and the plurality of battery protective units, and which controls the output of the plurality of DC/DC converters.

Description

신규 설치 배터리 랙을 포함하는 에너지 저장 시스템 및 이를 제어하는방법Energy storage system including newly installed battery rack and method for controlling the same
본 출원은 2021년 9월 8일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2021-0119406호의 출원일의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서에 포함된다. This application claims the benefit of the filing date of Korean Patent Application No. 10-2021-0119406 filed with the Korean Intellectual Property Office on September 8, 2021, and all contents disclosed in the literature of the Korean Patent Application are incorporated herein.
본 발명은 에너지 저장 시스템 및 에너지 저장 시스템을 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 신규로 또는 시간적으로 이후에 설치되는 배터리 랙을 포함하는 에너지 저장 시스템 및 에너지 저장 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage system and a method for controlling the energy storage system, and more particularly, to an energy storage system including a battery rack that is newly installed or installed later in time and a method for controlling the energy storage system. .
에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)은 신재생 에너지, 전력을 저장한 배터리, 그리고 기존의 계통 전력을 연계시키는 시스템이다. 최근 지능형 전력망(smart grid)과 신재생 에너지의 보급이 확대되고 전력 계통의 효율화와 안정성이 강조됨에 따라, 전력 공급 및 수요조절, 및 전력 품질 향상을 위해 에너지 저장 시스템에 대한 수요가 점점 증가하고 있다. 사용 목적에 따라 에너지 저장 시스템은 출력과 용량이 달라질 수 있으며. 대용량 에너지 저장 시스템을 구성하기 위하여 복수의 배터리시스템들이 서로 연결될 수 있다.An energy storage system (ESS) is a system that links renewable energy, a battery storing power, and existing grid power. Recently, as the spread of smart grid and renewable energy has been expanded and the efficiency and stability of power systems have been emphasized, the demand for energy storage systems is increasing for power supply and demand control and power quality improvement. . Depending on the purpose of use, the energy storage system can vary in output and capacity. A plurality of battery systems may be connected to each other to form a large-capacity energy storage system.
에너지 저장 시스템은 시간이 경과함에 따라 일부 배터리 랙의 성능이 저하될 수 있고, 그에 따라 기존 배터리 랙들에 신규 배터리 랙을 추가하여 성능을 보완할 수 있다. 이 경우, 신규로 추가된 랙과 기존 설치된 랙 간에는 성능 차이가 존재하고, 이러한 랙간 성능 차이로 인해 불필요한 랙 밸런싱이 반복될 수 있다. 이로 인해, 성능 보완을 위해 신규 배터리 랙이 추가되었음에도 불구하고 신규 배터리 랙이 기존 랙의 성능을 따라가게 된다는 문제가 발생한다. 즉, 신규로 배터리 랙을 추가했음에도 신규 배터리 랙이 보유하는 최대 성능(예를 들어, 정격 용량, 사용 기간 등에서)을 다 활용하지 못하는 문제가 발생한다. In the energy storage system, performance of some battery racks may deteriorate over time, and accordingly, performance may be supplemented by adding new battery racks to existing battery racks. In this case, there is a difference in performance between the newly added rack and the previously installed rack, and unnecessary rack balancing may be repeated due to the difference in performance between the racks. This causes a problem that the new battery rack follows the performance of the existing rack despite the addition of the new battery rack to supplement performance. That is, even though a new battery rack is added, the maximum performance (eg, rated capacity, usage period, etc.) of the new battery rack is not fully utilized.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기존 배터리 랙 및 신규 배터리 랙을 포함하는 에너지 저장 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide an energy storage system including an existing battery rack and a new battery rack.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 목적은 기존 배터리 랙 및 신규 배터리 랙을 포함하는 배터리 시스템을 제어하는 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention for solving the above problems is to provide a device for controlling a battery system including an existing battery rack and a new battery rack.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 기존 배터리 랙 및 신규 배터리 랙을 포함하는 에너지 저장 시스템을 제어하는 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention for solving the above problems is to provide a method for controlling an energy storage system including an existing battery rack and a new battery rack.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은, 복수의 제1 배터리 랙; 상기 복수의 제1 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 배터리 보호 유닛; 복수의 제2 배터리 랙; 상기 복수의 제2 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 DC/DC 컨버터; 및 상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터와 연동하여 상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 모니터링하고, 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 제어하는, 배터리 섹션 제어장치를 포함할 수 있다.Energy storage system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a plurality of first battery rack; A plurality of battery protection units for managing the plurality of first battery racks, respectively; a plurality of second battery racks; A plurality of DC / DC converters for managing the plurality of second battery racks, respectively; And monitoring the outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC / DC converters in conjunction with the plurality of battery protection units and the plurality of DC / DC converters, and controlling the outputs of the plurality of DC / DC converters , may include a battery section control device.
상기 배터리 섹션 제어장치는, 상기 에너지 저장 시스템의 충전 또는 방전 지령에 따라 동작하는 상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값을 검출하고, 상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값 및 상기 복수의 제1 배터리 랙의 정보 및 상기 복수의 제2 배터리 랙의 정보를 이용해 상기 복수의 제2 배터리 랙이 출력할 출력 전력값을 산출할 수 있다. The battery section control device detects the output power value of the plurality of first battery racks operating according to the charging or discharging command of the energy storage system, and the output power value of the plurality of first battery racks and the plurality of It is possible to calculate the output power value to be output by the plurality of second battery racks using the information of the first battery rack and the information of the plurality of second battery racks.
상기 복수의 제2 배터리 랙의 정보는, 상기 복수의 제2 배터리 랙의 개수, SOH, SOC, 출력 전류, 출력 전력, 및 온도 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The information of the plurality of second battery racks, may include one or more of the number of the plurality of second battery racks, SOH, SOC, output current, output power, and temperature.
상기 배터리 섹션 제어 장치는, 상기 복수의 제2 배터리 랙에 대한 정보를 이용해 각 제2 배터리 랙의 출력 가중치를 계산할 수 있다. The battery section control device may calculate the output weight of each second battery rack using the information on the plurality of second battery racks.
상기 배터리 섹션 제어 장치는 또한, 상기 제2 배터리 랙의 출력 가중치 및 상기 에너지 저장 시스템 내 전체 배터리 랙의 개수 대비 상기 제2 배터리 랙의 개수를 기초로 제2 배터리 랙 각각에 대한 전력 지령값을 계산할 수 있다. The battery section control device also calculates a power command value for each of the second battery racks based on the number of second battery racks relative to the number of total battery racks in the energy storage system and the output weight of the second battery rack. can
상기 배터리 섹션 제어장치는, PCS(Power Conversion System)의 출력이 충방전 동작의 정지를 나타내는 경우 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 중단시킬 수 있다. The battery section control device may stop outputs of the plurality of DC/DC converters when an output of a power conversion system (PCS) indicates a stop of charging and discharging operations.
상기 충전 또는 방전 지령은 EMS(Energy Management System)로부터 PCS로 전달될 수 있다. The charge or discharge command may be transmitted from an energy management system (EMS) to a PCS.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 제어 장치는, 복수의 제1 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 배터리 보호 유닛 및 복수의 제2 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 DC/DC 컨버터와 연동할 수 있으며, 적어도 하나의 프로세서; 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. Battery system control device according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object, a plurality of battery protection units and a plurality of DCs each managing a plurality of second battery racks respectively managing a plurality of first battery racks / It can work with a DC converter, at least one processor; A memory for storing at least one command executed by the at least one processor may be included.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 모니터링하도록 하는 명령; 및 상기 모니터링 결과에 따라 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 제어하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.The at least one instruction may include instructions to monitor outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC/DC converters; and a command for controlling the outputs of the plurality of DC/DC converters according to the monitoring result.
상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 모니터링하도록 하는 명령은, 상기 에너지 저장 시스템의 충전 또는 방전 지령에 따라 동작하는 상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값을 검출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.The command to monitor the outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC / DC converters, to detect the output power value of the plurality of first battery racks operating according to the charging or discharging command of the energy storage system may contain commands.
상기 모니터링 결과에 따라 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 제어하도록 하는 명령은, 상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값 및 상기 복수의 제1 배터리 랙의 정보 및 상기 복수의 제2 배터리 랙의 정보를 이용해 상기 복수의 제2 배터리 랙이 출력할 출력 전력값을 산출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.The command to control the output of the plurality of DC / DC converters according to the monitoring result, the output power value of the plurality of first battery racks and information of the plurality of first battery racks and the plurality of second battery racks Using the information of the plurality of second battery rack may include a command to calculate the output power value to be output.
상기 모니터링 결과에 따라 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 제어하도록 하는 명령은, 상기 복수의 제2 배터리 랙에 대한 정보를 이용해 각 제2 배터리 랙의 출력 가중치를 계산하도록 하는 명령; 및 상기 제2 배터리 랙의 출력 가중치 및 상기 에너지 저장 시스템 내 전체 배터리 랙의 개수 대비 상기 제2 배터리 랙의 개수를 기초로 제2 배터리 랙 각각에 대한 전력 지령값을 계산하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.The command to control the output of the plurality of DC / DC converters according to the monitoring result, a command to calculate the output weight of each second battery rack using the information on the plurality of second battery rack; And an output weight of the second battery rack and a command for calculating a power command value for each of the second battery racks based on the number of second battery racks compared to the total number of battery racks in the energy storage system. there is.
상기 충전 또는 방전 지령은 EMS(Energy Management System)로부터 PCS로 전달될 수 있다.The charge or discharge command may be transmitted from an energy management system (EMS) to a PCS.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법은, 복수의 제1 배터리 랙, 상기 복수의 제1 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 배터리 보호 유닛, 복수의 제2 배터리 랙, 및 상기 복수의 제2 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 DC/DC 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템의 제어 방법으로서, 상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 모니터링하는 단계; 상기 에너지 저장 시스템의 충전 또는 방전 지령에 따라 동작하는 상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값을 검출하는 단계; 상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값, 상기 복수의 제1 배터리 랙의 정보 및 상기 복수의 제2 배터리 랙의 정보를 이용해, 상기 복수의 제2 배터리 랙이 출력할 출력 전력값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 출력 전력값에 따라 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In order to achieve the above another object, the control method of an energy storage system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of first battery racks, a plurality of battery protection units each managing the plurality of first battery racks, a plurality of As a control method of an energy storage system including a second battery rack, and a plurality of DC / DC converters for managing the plurality of second battery racks, respectively, the plurality of battery protection units and the output of the plurality of DC / DC converters monitoring the; Detecting output power values of the plurality of first battery racks operating according to a charging or discharging command of the energy storage system; Using the output power values of the plurality of first battery racks, the information of the plurality of first battery racks, and the information of the plurality of second battery racks, calculating the output power values to be output by the plurality of second battery racks step; and controlling outputs of the plurality of DC/DC converters according to the calculated output power values.
상기 복수의 제2 배터리 랙이 출력할 출력 전력값을 산출하는 단계는, 상기 복수의 제2 배터리 랙에 대한 정보를 이용해 각 제2 배터리 랙의 출력 가중치를 계산하는 단계; 및 상기 제2 배터리 랙의 출력 가중치 및 상기 에너지 저장 시스템 내 전체 배터리 랙의 개수 대비 상기 제2 배터리 랙의 개수를 기초로 제2 배터리 랙 각각에 대한 전력 지령값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.Calculating an output power value to be output by the plurality of second battery racks may include calculating an output weight of each second battery rack using information on the plurality of second battery racks; And calculating a power command value for each of the second battery racks based on the output weight of the second battery rack and the number of second battery racks compared to the total number of battery racks in the energy storage system. .
상기 복수의 제2 배터리 랙의 정보는, 상기 복수의 제2 배터리 랙의 개수, SOH, SOC, 출력 전류, 출력 전력, 및 온도 중 하나 이상을 포함할 수 있다. The information of the plurality of second battery racks, may include one or more of the number of the plurality of second battery racks, SOH, SOC, output current, output power, and temperature.
상기 에너지 저장 시스템의 제어 방법은, PCS(Power Conversion System)의 출력이 충방전 동작의 정지를 나타내는 경우 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 중단시키는 단계를 포함할 수 있다.The method of controlling the energy storage system may include stopping outputs of the plurality of DC/DC converters when outputs of a power conversion system (PCS) indicate a stop of charging and discharging operations.
상기 충전 또는 방전 지령은 EMS(Energy Management System)로부터 PCS로 전달될 수 있다. The charge or discharge command may be transmitted from an energy management system (EMS) to a PCS.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 에너지 저장 시스템에 신규 배터리 랙을 추가하는 경우 불필요하거나 과도한 랙 밸런싱을 방지 또는 감소시킬 수 있다. According to the embodiment of the present invention as described above, when adding a new battery rack to the energy storage system, unnecessary or excessive rack balancing can be prevented or reduced.
그에 따라, 신규 배터리 랙을 보유하는 성능을 최대한(예를 들어, 100%) 활용할 수 있다. Accordingly, the performance of holding the new battery rack can be utilized to the maximum (eg, 100%).
또한, 본 발명은 PCS 및 PMS의 펌웨어 수정 없이 BSC의 펌웨어 수정만으로 기존 방식처럼 시스템을 운용할 수 있다.In addition, the present invention can operate the system as in the conventional method only by modifying the firmware of the BSC without modifying the firmware of the PCS and PMS.
도 1은 기존의 에너지 저장 시스템의 블록 구성도이다. 1 is a block diagram of a conventional energy storage system.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 블록 구성도이다. 2 is a block diagram of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 에너지 저장 시스템의 기동시 및 정지 시의 출력 지령 값 및 각 배터리 영역에서의 출력 값의 관계를 도시한다.3 illustrates a relationship between an output command value and an output value in each battery area when an energy storage system starts and stops according to an embodiment of the present invention.
도 4은 본 발명의 실시예에 따라 오그멘테이션 영역 내 각 DC/DC 컨버터의 출력 제어 가중치를 산출하는 개념을 도시한다.4 illustrates a concept of calculating an output control weight of each DC/DC converter in an augmentation region according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다. 5 is an operation flowchart of a control method of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템 제어 장치의 개략 블록 구성도이다.6 is a schematic block diagram of a battery system control device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The term “and/or” includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
본 출원에서 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 출원에서, "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.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다. Some terms used in this specification are defined as follows.
SOC(State of Charge; 충전율)은 배터리의 현재 충전된 상태를 비율[%]로 표현한 것이고, SOH(State of Health; 잔존율)은 배터리의 현재 잔존 상태를 비율[%]로 표현한 것이다.State of Charge (SOC) is the current charged state of the battery expressed as a percentage [%], and State of Health (SOH) is the current remaining state of the battery expressed as a percentage [%].
배터리 랙(Rack)은 배터리 제조사에서 설정한 모듈 단위를 직/병렬 연결하여 BMS를 통해 모니터링과 제어가 가능한 최소 단일 구조의 시스템을 의미하며, 여러 개의 배터리 모듈과 1개의 BPU 또는 보호장치를 포함하여 구성될 수 있다. A battery rack refers to a system with a minimum single structure that can be monitored and controlled through a BMS by connecting module units set by the battery manufacturer in series/parallel. can be configured.
배터리 뱅크(Bank)는 여러 랙을 병렬 연결하여 구성되는 큰 규모의 배터리 랙 시스템의 집합 군을 의미할 수 있다. 배터리 뱅크 단위의 BMS를 통해 배터리 랙 단위의 랙 BMS(RBMS)에 대한 모니터링과 제어를 수행할 수 있다. A battery bank may refer to a group of large-scale battery rack systems configured by connecting several racks in parallel. Monitoring and control of the rack BMS (RBMS) of the battery rack unit can be performed through the BMS of the battery bank unit.
BSC(Battery Section Controller; 배터리 섹션 제어장치)는 배터리 뱅크(Bank) 단위 배터리 시스템을 포함한 배터리 시스템에 대한 최상단 제어를 수행하는 장치로, 여러 개의 Bank Level 구조의 배터리 시스템에서 제어장치로 사용되기도 한다. BSC (Battery Section Controller) is a device that performs top-level control of the battery system including the battery bank unit battery system, and is also used as a control device in battery systems with multiple bank level structures.
정격 용량(Nominal Capacity; Nominal Capa.)는 배터리 제조사에서 개발 시 설정한 배터리의 설정 용량[Ah]을 의미할 수 있다. The rated capacity (Nominal Capacity; Nominal Capa.) may mean the set capacity [Ah] of the battery set by the battery manufacturer during development.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 기존의 에너지 저장 시스템의 블록 구성도이다. 1 is a block diagram of a conventional energy storage system.
에너지 저장 시스템(ESS)에서 전력을 저장하는 역할을 수행하는 배터리의 최소 단위는 통상적으로 배터리 셀(cell)이다. 배터리 셀의 직/병렬 조합이 배터리 모듈을 이루고, 다수의 배터리 모듈(Battery Module)이 배터리 랙(Rack)을 구성할 수 있다. 즉, 배터리 랙은 배터리 모듈의 직/병렬 조합으로 배터리 시스템의 최소 단위가 될 수 있다. 여기서, 배터리가 사용되는 장치 또는 시스템에 따라 배터리 랙은 배터리 팩(pack)으로 지칭될 수도 있다. The smallest unit of a battery that serves to store power in an energy storage system (ESS) is typically a battery cell. A series/parallel combination of battery cells may form a battery module, and a plurality of battery modules may form a battery rack. That is, a battery rack may be a minimum unit of a battery system with a series/parallel combination of battery modules. Here, the battery rack may be referred to as a battery pack according to a device or system in which batteries are used.
도 1을 참조하면, 하나의 배터리 랙은 복수의 배터리 모듈과 1개의 BPU(10) 또는 보호장치를 포함할 수 있다. 배터리 랙은 RBMS(Rack BMS)를 통해 모니터링과 제어가 가능하다. RBMS는 자신이 관장하는 각 배터리 랙의 전류, 전압 및 온도를 모니터링하고, 모니터링 결과에 근거하여 배터리의 SOC(Status Of Charge)를 산출하고 충방전을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 1 , one battery rack may include a plurality of battery modules and one BPU 10 or a protection device. Battery racks can be monitored and controlled through RBMS (Rack BMS). RBMS monitors the current, voltage, and temperature of each battery rack it manages, and based on the monitoring results, calculates SOC (Status Of Charge) of the battery and controls charging and discharging.
한편, BPU(Battery Protection Unit)(10)는 배터리 랙 단위에서 이상 전류와 사고 전류로부터 배터리를 보호하기 위한 장치이다. BPU(10)는 메인 컨택터(Main Contactor; MC), 퓨즈, 써킷 브레이커(Circuit Breaker; CB) 또는 (Disconnect Switch; DS) 등을 포함할 수 있다. BPU는 RBMS의 제어에 따라 메인 컨택터를 on/off 제어하여 랙 단위로 배터리 시스템을 제어할 수 있다. BPU는 또한, 단락 발생 시 퓨즈를 이용해 단락 전류로부터 배터리를 보호할 수 있다. 이처럼, 기존의 배터리 시스템은 BPU, 스위치 기어와 같은 보호 장치를 통해 제어될 수 있다.Meanwhile, a battery protection unit (BPU) 10 is a device for protecting a battery from abnormal current and fault current in a battery rack unit. The BPU 10 may include a Main Contactor (MC), a fuse, a Circuit Breaker (CB), or a Disconnect Switch (DS). The BPU may control the battery system in units of racks by turning on/off the main contactor under the control of the RBMS. The BPU can also use a fuse to protect the battery from short circuit current in the event of a short circuit. As such, existing battery systems can be controlled through protective devices such as BPUs and switch gears.
한편, 다수의 배터리 및 주변 회로, 장치 등을 포함하여 구성된 배터리 섹션 각각에는 배터리 시스템 제어기(Battery System Controller; BSC)(20)가 설치되어 전압, 전류, 온도, 차단기 등과 같은 제어 대상을 모니터링하고 제어할 수 있다. BSC(20)는 복수의 배터리 랙을 포함하는 뱅크 단위 배터리 시스템을 포함하는 배터리 시스템의 최상단 제어장치로, 여러 개의 뱅크 레벨 구조의 배터리 시스템에서 제어 장치로 사용되기도 한다. On the other hand, a battery system controller (BSC) 20 is installed in each of the battery sections composed of a plurality of batteries and peripheral circuits, devices, etc. to monitor and control control objects such as voltage, current, temperature, circuit breaker, etc. can do. The BSC 20 is a topmost control device of a battery system including a bank unit battery system including a plurality of battery racks, and is also used as a control device in a battery system having a plurality of bank level structures.
또한, 배터리 섹션마다 설치된 전력 변환 시스템(Power Conversion System; PCS)(40)은 EMS부로터 충/방전 지령을 기반으로 실질적인 충방전을 수행하는 장치로서, 전력변환부(DC/AC 인버터) 및 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 각 BPU의 출력은 DC 버스를 통해 PCS(40)로 연결될 수 있고, PCS (40)는 그리드와 연결될 수 있다. 또한, EMS(Energy Management System)/PMS(Power Management System)(30)는 ESS시스템을 전체적으로 관리한다.In addition, the power conversion system (PCS) 40 installed in each battery section is a device that performs actual charging and discharging based on the charging / discharging command from the EMS, and the power conversion unit (DC / AC inverter) and the controller It can be configured to include. Meanwhile, the output of each BPU may be connected to the PCS 40 through a DC bus, and the PCS 40 may be connected to the grid. In addition, the EMS (Energy Management System)/PMS (Power Management System) 30 manages the ESS system as a whole.
도 1에 도시된 바와 같은 종래의 배터리 시스템에는 BPU, 스위치 기어(Switch gear)와 같은 보호 소자를 통해 배터리 시스템이 제어될 뿐, 배터리 용량, SOH, SOC와 같은 배터리 시스템의 개별적인 특성을 고려한 개별 제어가 불가능하다.In the conventional battery system as shown in FIG. 1, the battery system is controlled only through protection elements such as BPU and switch gear, and individual control taking into account individual characteristics of the battery system such as battery capacity, SOH, and SOC. is impossible
이러한 에너지 저장 시스템에서 다수개의 배터리 랙이 전압원의 역할을 하고, PCS는 CC(Constant Current) 제어 또는 CP(Constant Power) 제어를 통해 배터리 랙을 충방전한다. 배터리 랙의 초기 설치 시에는 배터리 랙들의 성능이 거의 유사(등가 저항으로 표현했을 경우 비슷한 저항값이 나타남)하고 각 랙의 충방전 전류가 비슷한 수준으로 나타난다. 하지만, 시간이 지남에 따라 일부 랙의 성능 저하가 나타날 수 있다. 이 경우 신규 배터리 랙을 추가하여 성능을 보완하는데 이를 오그멘테이션이라 한다.In this energy storage system, a plurality of battery racks serve as voltage sources, and the PCS charges and discharges the battery racks through CC (Constant Current) control or CP (Constant Power) control. When the battery racks are initially installed, the performance of the battery racks is almost similar (similar resistance values appear when expressed as equivalent resistance), and the charge/discharge current of each rack appears at a similar level. However, performance degradation of some racks may be seen over time. In this case, performance is supplemented by adding a new battery rack, which is called augmentation.
이때, 신규 추가된 랙(제2 배터리 랙으로 지칭될 수 있음)과 기존 설치된 랙(제1 배터리 랙으로 지칭될 수 있음) 사이에는 성능 차이가 존재할 수 있고, 기존 제어 방법에 따르면 불필요하거나 과도한 랙 밸런싱 등이 반복되면서 신규 추가된 랙이 기존에 설치된 랙의 저하된 성능을 따라가게 되는 문제가 발생한다. 즉, 신규로 랙을 추가했음에도 불구하고, 신규 배터리 랙이 보유하는 최대 성능(예를 들어, 정격 용량, 사용기간 등)을 충분히 활용하지 못하게 된다. 본 발명의 실시예에서, 신규 배터리 랙은 신규로 제조된 배터리 랙을 포함하지만, 이후 시점에 기존 배터리 랙을 보강하기 위해 사용되는 배터리 랙으로 DC/DC 변환을 위한 DC/DC 컨버터를 포함하는 배터리 랙을 포함할 수도 있으며, 이미 사용된 적이 있거나 리퍼브된 배터리 랙일 수 있다.At this time, there may be a difference in performance between the newly added rack (which may be referred to as the second battery rack) and the previously installed rack (which may be referred to as the first battery rack), and unnecessary or excessive racks according to the existing control method. As balancing and the like are repeated, a problem arises in that the newly added rack follows the degraded performance of the previously installed rack. That is, despite the addition of a new rack, the maximum performance (eg, rated capacity, period of use, etc.) of the new battery rack cannot be fully utilized. In an embodiment of the present invention, the new battery rack includes a newly manufactured battery rack, but a battery including a DC/DC converter for DC/DC conversion to a battery rack used to reinforce an existing battery rack at a later point in time. It may also contain racks, which may be used or refurbished battery racks.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 블록 구성도이다. 2 is a block diagram of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 기존에 운용되던 에너지 저장시스템에 복수의 신규 배터리 랙이 추가된 경우의 시스템을 도시한다. 본 발명 실시예에 따르면 기존의 에너지 저장 시스템은 도 1에 도시된 에너지 저장 시스템과 유사한 특성들을 포함할 수 있다.기존 운영 에너지 저장 시스템은 도 1을 통해 살펴본 바와 같은 EMS(300), PCS(400), BPU(100), 배터리 랙(old rack), 및 BSC(200)를 포함할 수 있다. EMS(Energy Management System)는 PMS(Power Management System)로도 불리며, ESS시스템을 전체적으로 관리한다.Figure 2 shows a system in the case where a plurality of new battery racks are added to the existing energy storage system. According to an embodiment of the present invention, an existing energy storage system may include characteristics similar to those of the energy storage system shown in FIG. ), BPU 100, battery rack (old rack), and BSC (200). EMS (Energy Management System), also called PMS (Power Management System), manages the ESS system as a whole.
BSC(Battery Section Controller)(200)는 각 랙의 상태를 관리하고, 상위 시스템(EMS)에 출력 가능한 배터리의 한계값을 알려주는 역할을 수행할 수 있다. BSC(200)는 데스크탑 PC 등에 탑재, 설치되는 형태로 구현될 수 있다. 또한, BSC(200)는 별개의 장치 또는 컨트롤러로 구현될 수도 있다. PCS(400)는 EMS(300)로부터 수신한 충방전 지령을 기초로 실질적인 충방전을 수행하는 장치로서, DC/AC 전력변환부 및 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다.BSC (Battery Section Controller) 200 may perform a role of managing the state of each rack and informing the upper system (EMS) of the limit value of the outputable battery. The BSC 200 may be implemented in a form mounted and installed on a desktop PC or the like. Also, the BSC 200 may be implemented as a separate device or controller. The PCS 400 is a device that performs actual charging and discharging based on the charging and discharging commands received from the EMS 300, and may include a DC/AC power conversion unit and a controller.
한편, 기존에 운영되던 복수의 배터리 랙들 및 BPU에 더하여, 기존의 배터리 랙들을 보강하기 위해 신규 배터리 랙이 추가되는 오그멘테이션이 이루어지는 경우에는, 즉, 오그멘테이션에 의해 기존 배터리 랙 및 신규 배터리 랙이 병존하는 경우, 기존의 제어 방법에 따르는 경우 신규 배터리 랙의 성능이 급격히 저하되거나, 랙간 밸런싱 불균형 등의 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, in addition to a plurality of battery racks and BPUs that have been operated previously, when an augmentation is performed in which a new battery rack is added to reinforce the existing battery racks, that is, the existing battery rack and the new battery by the augmentation. When the racks coexist, if the existing control method is followed, the performance of the new battery rack may be rapidly deteriorated, or problems such as unbalanced balancing between racks may occur.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은, 신규로 추가되는 복수의 배터리 랙에 대해 BPU 대신 DC/DC 컨버터(오그멘테이션 영역 내)를 사용하여, 신규로 추가된 배터리 랙의 성능의 급격한 저하 및 랙간 밸런싱 불균형 등의 문제를 감소 또는 방지한다Therefore, the energy storage system according to an embodiment of the present invention uses a DC / DC converter (in the augmentation area) instead of a BPU for a plurality of newly added battery racks, and the performance of the newly added battery rack Reduces or prevents problems such as sudden drop in load and unbalanced balance between racks
DC/DC 컨버터(150)는 본체 및 DC/DC 컨트롤러를 포함할 수 있다. DC/DC 컨버터(150)는 배터리와 전력변환시스템(Power Conversion System; PCS) 사이에서 DC/DC 변환을 수행한다. The DC/DC converter 150 may include a body and a DC/DC controller. The DC/DC converter 150 performs DC/DC conversion between a battery and a power conversion system (PCS).
오그멘테이션 영역에 배치되는 DC/DC 컨버터는 기존 랙과 신규 배터리 랙을 전기회로적으로 분리, 운용할 수 있도록 한다. DC/DC 컨버터의 출력은 사용자에 의한 능동 제어가 가능하여, 각 배터리 랙 간 SOC, SOH, 용량의 차이가 발생하여도 개별 배터리 랙의 특성을 고려한 배터리 출력 제어가 가능해진다.The DC/DC converter placed in the augmentation area allows the existing rack and the new battery rack to be electrically separated and operated. The output of the DC/DC converter can be actively controlled by the user, so even if there is a difference in SOC, SOH, and capacity between each battery rack, it is possible to control the battery output considering the characteristics of each battery rack.
각 DC/DC 컨버터는 BSC(200) 및 PCS(400)와 연결된다. BSC(200)는 기존 영역에 배치된 배터리 랙 뿐 아니라 오그멘테이션 영역에 배치되는 배터리 랙의 상태를 모니터링 및 관리할 수 있다. Each DC / DC converter is connected to the BSC (200) and PCS (400). BSC (200) may monitor and manage the state of the battery rack disposed in the augmentation area as well as the battery rack disposed in the existing area.
한편, 에너지 저장 시스템이 제공하는 서비스를 사용하는 최종 사용자 입장에서 기존에 사용하던 PCS 및 EMS의 변경 없이 배터리를 구동시킬 수 있는지는 중요한 문제가 된다. Meanwhile, from the point of view of an end user who uses a service provided by an energy storage system, it is an important issue whether a battery can be operated without changing the PCS and EMS previously used.
본 발명에서는 PCS 및 EMS의 펌웨어 수정 없이, 배터리 영역의 BSC 펌웨어 수정만으로 DC/DC 컨버터를 이용한 오그멘테이션 방법을 제공한다. The present invention provides an augmentation method using a DC/DC converter only by modifying BSC firmware in a battery area without modifying firmware of PCS and EMS.
본 발명의 실시예에서, 오그멘테이션 영역의 신규 배터리 랙(New Racks)은 기존 배터리 랙(Old Racks)을 강화하는 데 사용되며, BPU(100)가 아닌 DC/DC 컨버터(150)를 포함한다. 따라서, 배터리 보호 장치(BPU) 대신 오그멘테이션 영역에 새로 추가된 배터리 랙(New Rack) 전용 DC/DC 컨버터(150)를 사용하면 새로 추가된 배터리 랙 또는 밸런싱의 급격한 열화를 피하거나 줄이는 이점을 제공할 수 있다. 또한, PCS나 EMS의 펌웨어를 수정하지 않고 배터리 영역에서 BSC 펌웨어만 수정하는 장점을 제공할 수 있다.In an embodiment of the present invention, new battery racks in the augmentation area are used to strengthen existing battery racks (Old Racks), and include a DC/DC converter 150 rather than a BPU 100 . Therefore, using the newly added battery rack dedicated DC/DC converter 150 in the augmentation area instead of the battery protection unit (BPU) has the advantage of avoiding or reducing rapid deterioration of the newly added battery rack or balancing. can provide In addition, it is possible to provide an advantage of modifying only the BSC firmware in the battery area without modifying the firmware of the PCS or EMS.
먼저 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 기동 시퀀스에 대해 살펴본다.First, a startup sequence of the energy storage system according to the present invention will be described.
도 2를 참조하면, EMS(300)는 기존 방식과 동일하게 PCS(300)로 충/방전 지령(Pbat*)을 전달한다. PCS(300)는 충/방전 지령(Pbat*)을 수신하여 지령에 해당하는 전력을 출력한다. 이때, 우선적으로(일시적으로) 기존 영역에 배치된 BPU 랙들로부터 Pbat* 의 전력이 출력된다. Referring to FIG. 2 , the EMS 300 transmits a charge/discharge command Pbat* to the PCS 300 in the same manner as in the conventional method. The PCS 300 receives a charge/discharge command (Pbat*) and outputs power corresponding to the command. At this time, Pbat* power is firstly (temporarily) output from the BPU racks disposed in the existing area.
여기서, BSC(200)는 기존 영역에 배치된 BPU 랙 및 오그멘테이션 영역에 배치된 DC/DC 랙(배터리 랙 및 DC/DC 컨버터를 포함하는 개념으로 사용)의 수량 정보를 파악하고 있는 상태이다. BSC(200)는 자신과 연동하는 모든 배터리 랙으로부터의 총 출력값(Pbat*)을 모니터링한다. 따라서 Pbat*는 기존 영역의 BPU 랙과 증설 영역의 DC/DC 랙에 요구되는 총 출력 전력을 의미한다.Here, the BSC 200 is in a state in which the quantity information of the BPU rack disposed in the existing area and the DC / DC rack (used as a concept including a battery rack and a DC / DC converter) disposed in the augmentation area is identified . BSC (200) monitors the total output value (Pbat *) from all battery racks interworking with itself. Therefore, Pbat* means the total output power required for the BPU rack in the existing area and the DC/DC rack in the expansion area.
한편, BSC(200)는 적어도 기존 영역 내 배터리 랙의 출력하는 값 및 기존 영역의 배터리 랙의 수량 정보 및 오그멘테이션 영역의 배터리 랙의 수량 정보를 기초로 오그멘테이션 영역 내 신규 배터리 랙이 출력할 값 Paug*를 산출한다.On the other hand, the BSC (200) outputs a new battery rack in the augmentation area based on at least the output value of the battery rack in the existing area, the quantity information of the battery rack in the existing area, and the quantity information of the battery rack in the augmentation area. Calculate the value Paug* to do.
BSC(200)는 또한 오그멘테이션 영역 내에 위치하는 각 배터리 랙의 상태 정보(SOC, SOH 등)를 기초로 오그멘테이션 영역의 각 배터리 랙별 출력 가중치를 계산한다. 각 배터리 랙별 출력 가중치를 Paug*에 곱하면 각 DC/DC 랙의 출력 값이 계산될 수 있다. 즉, BSC(200)는 기존 영역의 BPU 랙 대비오그멘테이션 영역의 DC/DC 랙의 잔존 에너지를 고려하여 DC/DC 컨버터에 대한 충/방전 지령을 계산한다. 산출된 DC/DC 컨버터에 대한 충/방전 지령은 통신 라인(250)을 통해 각 DC/DC 컨버터로 전달되고, DC/DC 랙은 Paug* 값의 전력을 출력한다. BSC (200) also calculates the output weight for each battery rack in the augmentation area based on the status information (SOC, SOH, etc.) of each battery rack located in the augmentation area. The output value of each DC/DC rack can be calculated by multiplying the output weight of each battery rack by Paug*. That is, the BSC 200 calculates the charge/discharge command for the DC/DC converter in consideration of the remaining energy of the DC/DC rack in the augmentation area compared to the BPU rack in the existing area. The calculated charge/discharge command for the DC/DC converter is transmitted to each DC/DC converter through the communication line 250, and the DC/DC rack outputs power having a Paug* value.
본 발명의 실시예에서 출력 전력(Pbat*)에 대한 충방전 지령은 출력 전력(Pbat*)에 대한 지시(directive) 라고도 할 수 있다. 이와 관련하여, 출력 전력에 대한 충방전 지령은 출력 전력(Pbat*)을 초래하는 충방전 지령에 의해 요구되거나 요구되는 출력 전력(Pbat*)의 값으로 표현되거나 기호화될 수 있다. 따라서 Pbat*는 상황에 따라 충방전 지령 및 출력 전력을 표현하는 데 사용될 수 있다. 유사하게, 출력값 Paug*에 대한 충방전 지령은 출력 값 Paug*에 대한 지시라고도 할 수 있다. 이와 관련하여, 출력값에 대한 충방전 지령은 출력값 Paug*를 초래하는 충방전 지령에 의해 요구되거나 요구되는 출력값 Paug*의 값으로 표현되거나 기호화될 수 있다. 따라서, Paug*는 문맥에 따라 충방전 지령 및 출력 값을 지정하는 데 사용될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the charge/discharge command for the output power Pbat* may also be referred to as a directive for the output power Pbat*. In this regard, the charge/discharge command for the output power may be expressed or symbolized as a value of output power (Pbat*) requested or required by the charge/discharge command resulting in the output power (Pbat*). Therefore, Pbat* can be used to express charge/discharge commands and output power according to circumstances. Similarly, the charge/discharge command for the output value Paug* may also be referred to as an instruction for the output value Paug*. In this regard, the charge/discharge command for the output value may be expressed or symbolized by the value of the output value Paug* requested or required by the charge/discharge command resulting in the output value Paug*. Therefore, Paug* can be used to designate charge/discharge commands and output values according to the context.
이상 살펴본 기동 시퀀스 내 일련의 과정은 PCS의 출력이 개시되고, 매우 짧은 시간 내에 이루어진다. A series of processes in the startup sequence described above is performed within a very short time after the output of the PCS is initiated.
다음으로, 에너지 저장 시스템의 정지 시퀀스에 대해 살펴본다.Next, the shutdown sequence of the energy storage system is examined.
시스템을 정지할 경우 PCS(400)의 출력이 0이 된다. 이 경우, 기존 BPU 영역은 수동 소자 영역이므로 배터리 랙의 출력이 PCS의 출력에 따라 변한다. 하지만, 오그멘테이션 영역인 DC/DC 영역은 BSC의 지령을 받고 동작하기 때문에 출력 Paug*를 유지한다. 즉, 매우 짧은 순간 동안 오그멘테이션 영역은 Paug*를 출력하고 BPU 영역에서 일시적으로 해당 출력을 받아들이게 된다. 그 사이 BSC는 PCS를 향한 출력이 0이 되었음을 감지하고, DC/DC 영역의 출력 지령값 Paug*를 0으로 수정한다. 이러한 과정을 통해 BPU 영역 및 DC/DC 영역의 모든 랙들의 출력이 0이 되고 시스템 동작이 멈추게 된다. When the system is stopped, the output of the PCS (400) becomes 0. In this case, since the existing BPU area is a passive element area, the output of the battery rack changes according to the output of the PCS. However, since the augmentation area DC/DC area receives commands from the BSC and operates, the output Paug* is maintained. That is, for a very short moment, the augmentation area outputs Paug* and the BPU area temporarily accepts the output. In the meantime, the BSC detects that the output toward the PCS has become 0, and modifies the output command value Paug* of the DC/DC area to 0. Through this process, outputs of all racks in the BPU area and DC/DC area become 0 and the system operation stops.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 에너지 저장 시스템의 기동시 및 정지 시의 출력 지령 값 및 각 배터리 영역에서의 출력 값의 관계를 도시한다.3 illustrates a relationship between an output command value and an output value in each battery area when an energy storage system starts and stops according to an embodiment of the present invention.
기동 시퀀스에서, EMS로부터 충/방전 지령(Pbat*)을 수신한 PCS를 통해 기존 영역 내 배터리로부터 Pbat*의 전력이 출력되면, BSC가 해당 출력 값 Pbat*을 인지하고 오그멘테이션 영역 내 배터리 랙이 출력할 값 Paug*를 산출하여 오그멘테이션 영역으로 전달한다. In the startup sequence, when Pbat* power is output from the battery in the existing area through the PCS receiving the charge/discharge command (Pbat*) from the EMS, the BSC recognizes the corresponding output value Pbat* and the battery rack in the augmentation area The output value Paug* is calculated and transferred to the augmentation area.
오그멘테이션 영역이 Paug*의 값을 출력하는 시점에 기존 영역 내 배터리는 (Pbat* - Paug*)의 전력을 출력한다. 이때, PCS의 지령값은 Pbat*으로 유지되는데, EMS가 오그멘테이션 여부와 무관하게 일정한 지령값 Pbat*를 PCS로 전달하기 때문이다. 이처럼, 본 발명에 따르면 오그멘테이션 여부와 관계없이PCS 및 EMS는 기존 시스템 동작과 같이 동작할 수 있다. When the augmentation area outputs the value of Paug*, the battery in the existing area outputs power of (Pbat* - Paug*). At this time, the command value of the PCS is maintained as Pbat*, because the EMS transmits a constant command value Pbat* to the PCS regardless of whether or not augmentation is performed. As such, according to the present invention, the PCS and EMS may operate like the existing system operation regardless of whether or not the augmentation is performed.
한편, 정지 시퀀스를 살펴보면, 시스템 정지에 의해 PCS 의 지령값이 0이 된다. 이 경우, 기존 BPU 영역은 수동 소자 영역이므로 배터리 랙의 출력이 PCS의 출력에 따라 변한다. 해당 오그멘테이션 영역인 DC/DC 영역은 BSC의 지령을 받기 전까지 출력 Paug*를 유지하다가, BSC로부터 정지 지령을 수신한 시점부터 출력을 0으로 제어한다. 오그멘테이션 영역이 Paug*를 출력하는 짧은 시간 동안 BPU 영역에서는 일시적으로 해당 출력을 받아들인다(- Paug*). BSC로부터의 정지 지령에 의해 DC/DC 영역의 출력이 0이 되면 BPU 영역의 출력 또한 0이 된다.Meanwhile, looking at the stop sequence, the command value of PCS becomes 0 due to system stop. In this case, since the existing BPU area is a passive element area, the output of the battery rack changes according to the output of the PCS. The corresponding augmentation area, the DC/DC area, maintains the output Paug* until receiving a command from the BSC, and controls the output to 0 from the time it receives a stop command from the BSC. During the short time when the augmentation area outputs Paug*, the BPU area temporarily accepts the corresponding output (-Paug*). When the output of the DC/DC area becomes 0 by the stop command from the BSC, the output of the BPU area also becomes 0.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 오그멘테이션 영역 내 각 DC/DC 컨버터의 출력 제어 가중치를 산출하는 개념을 도시한다.4 illustrates a concept of calculating an output control weight of each DC/DC converter in an augmentation region according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따르면 BSC는 오그멘테이션 영역에 배치된 배터리 랙들의 SOC, SHO등의 정보를 기초로 각 랙의 상태를 추정하고, 이 값을 기반으로 각 DC/DC 랙의 출력 가중치를 계산할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the BSC estimates the state of each rack based on information such as SOC and SHO of battery racks disposed in the augmentation area, and calculates the output weight of each DC/DC rack based on this value. can be calculated
구체적으로 도 4을 참조하면, BSC(200)는 각 DC/DC 랙으로부터 각 배터리 랙의 SOC, SOH, 전류, 전압 및 온도 등의 데이터를 수신한다. BSC는 이러한 정보를 이용해 각 DC/DC 랙의 출력 가중치 α2, ... αn을 계산할 수 있다.Specifically, referring to Figure 4, BSC (200) receives data such as SOC, SOH, current, voltage and temperature of each battery rack from each DC / DC rack. The BSC can calculate the output weight α 2 , ... α n of each DC/DC rack using this information.
아래 수학식 1은 오그멘테이션 영역에 대한 총 출력 지령값 Paug * 을 계산하는 식을 나타낸다. 본 발명의 실시예에서 Pbat*, Paug * 의 단위는 와트(W)일 수 있다. Equation 1 below shows an equation for calculating the total output command value P aug * for the augmentation region. In an embodiment of the present invention, the units of Pbat* and P aug * may be watts (W).
[수학식 1][Equation 1]
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000001
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000001
수학식 1에서 m은 BPU 랙의 개수 또는 수량이고, n은 DC/DC 랙의 개수(또는 수량)이다. 또한, Pbat* 는 EMS로부터 수신한 충/방전 지령값이다. In Equation 1, m is the number or quantity of BPU racks, and n is the number (or quantity) of DC/DC racks. Also, Pbat* is a charge/discharge command value received from the EMS.
수학식 2는 오그멘테이션 영역 내 DC/DC 랙의 출력 지령값 PDC/DC-1 * 내지 PDC/DC-n * 을 계산하는 식을 나타낸다. Equation 2 represents an expression for calculating output command values P DC/DC-1 * to P DC/DC-n * of the DC/DC rack in the augmentation region.
[수학식 2][Equation 2]
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000002
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000002
수학식 2에서 DC/DC 랙의 출력 지령값은 오그멘테이션 영역에 대한 총 출력 지령값 Paug * 에 각 랙별 가중치를 곱하여 산출됨을 알 수 있다. 또한, 각 DC/DC 랙의 출력 가중치의 합은 1이다.From Equation 2, it can be seen that the output command value of the DC/DC rack is calculated by multiplying the total output command value P aug * for the augmentation region by the weight for each rack. Also, the sum of the output weights of each DC/DC rack is 1.
일 실시예에서, 오그멘테이션 영역 내 배터리랙은 동종의 배터리 랙이라고 가정한다. In one embodiment, it is assumed that the battery rack in the augmentation area is a battery rack of the same type.
오그멘테이션 영역 내 배터리들이 동종이고 유사한 SOH 를 가지는 경우 충전시 배터리 랙 #j 의 출력가중치 αj는 아래 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.When the batteries in the augmentation area are of the same type and have similar SOHs, the output weight α j of the battery rack #j during charging may be expressed as in Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000003
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000003
위 수학식에서 (
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000004
)는 오그멘테이션 영역 내의 전체 배터리 랙이 충전 가능한 공간의 총합을 의미하며, (
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000005
)는 해당 출력가중치가 적용되는 배터리 랙 #j 의 충전 가능한 공간을 의미한다. n 은 오그멘테이션 영역 내 전체 배터리 랙의 개수이다. In the above equation (
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000004
) means the total of the space that can be charged by the entire battery rack in the augmentation area, (
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000005
) means the chargeable space of battery rack #j to which the corresponding output weight is applied. n is the total number of battery racks in the augmentation area.
또한, 오그멘테이션 영역 내 배터리들이 동종이고 유사한 SOH 를 가지는 경우 방전시 각 랙별 출력 가중치는, 오그멘테이션 영역 내 전체 배터리 랙의 SOC 대비 해당 랙의 SOC의 비율로 결정될 수 있다. 즉, 아래 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.In addition, when the batteries in the augmentation area are of the same type and have similar SOHs, the output weight for each rack during discharge may be determined as a ratio of the SOC of the corresponding rack to the SOC of all battery racks in the augmentation area. That is, it can be defined as in Equation 4 below.
[수학식 4][Equation 4]
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000006
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000006
한편, 배터리 모델이 동종이지만 배터리 랙들이 상이한 SOH를 가지는 경우에는 각 랙의 SOC뿐 아니라 SOH 또한 고려하여 배터리 랙별 출력 가중치를 결정할 수 있다. Meanwhile, when the battery model is the same but the battery racks have different SOHs, the output weight for each battery rack may be determined by considering the SOH as well as the SOC of each rack.
예를 들어, 충전시 배터리 랙별 출력 가중치는 아래 수학식 5와 같이 정의될 수 있다.For example, during charging, the output weight for each battery rack may be defined as in Equation 5 below.
[수학식 5][Equation 5]
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000007
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000007
또한, 방전시 배터리 랙별 출력 가중치는 아래 수학식 6과 같이 정의될 수 있다.In addition, the output weight for each battery rack during discharging may be defined as in Equation 6 below.
[수학식 6][Equation 6]
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000008
Figure PCTKR2022013356-appb-img-000008
위 수학식 3 내지 6에서 n, i 및 j는 정수이다. 따라서, 신규 배터리 랙 #j의 출력 가중치에 의해 개별 신규 배터리 랙 #j가 공급해야 할 증강(augment) 전력량을 제공받을 수 있으며, 출력 가중치는 충방전 지령에 포함될 수 있다.In Equations 3 to 6 above, n, i and j are integers. Accordingly, the amount of augmented power to be supplied by each new battery rack #j may be provided by the output weight of the new battery rack #j, and the output weight may be included in the charge/discharge command.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다. 5 is an operation flowchart of a control method of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 에너지 저장 시스템의 제어 방법은, 복수의 제1 배터리 랙, 상기 복수의 제1 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 배터리 보호 유닛, 복수의 제2 배터리 랙, 및 상기 복수의 제2 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 DC/DC 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템에서 배터리 섹션 제어장치에 의해 수행될 수 있다. A control method of an energy storage system according to the present invention includes a plurality of first battery racks, a plurality of battery protection units each managing the plurality of first battery racks, a plurality of second battery racks, and the plurality of second batteries. It can be performed by a battery section control device in an energy storage system including a plurality of DC/DC converters each managing a rack.
배터리 섹션 제어 장치는 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 모니터링한다(S510).The battery section control device monitors outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC/DC converters (S510).
배터리 섹션 제어 장치는 에너지 저장 시스템의 충전 또는 방전 지령에 따라 동작하는 상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값을 검출한다(S520).The battery section control device detects an output power value of the plurality of first battery racks operating according to the charging or discharging command of the energy storage system (S520).
이후 배터리 섹션 제어 장치는 상기 복수의 제2 배터리 랙이 출력할 출력 전력값을 산출한다(S530). 이때, 제2 배터리 랙이 출력할 출력 전력값은, 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값, 상기 복수의 제1 배터리 랙의 정보 및 상기 복수의 제2 배터리 랙의 정보를 이용해 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 복수의 제2 배터리 랙이 출력할 출력 전력값을 산출하는 단계는, 복수의 제2 배터리 랙에 대한 정보를 이용해 각 제2 배터리 랙의 출력 가중치를 계산하고, 제2 배터리 랙의 출력 가중치 및 에너지 저장 시스템 내 전체 배터리 랙의 개수 대비 상기 제2 배터리 랙의 개수를 기초로 제2 배터리 랙 각각에 대한 전력 지령값을 계산할 수 있다. 이때, 복수의 제2 배터리 랙의 정보는, 상기 복수의 제2 배터리 랙의 개수, SOH, SOC, 출력 전류, 출력 전력, 및 온도 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Then, the battery section control device calculates an output power value to be output by the plurality of second battery racks (S530). At this time, the output power value to be output by the second battery rack may be calculated using the output power values of the plurality of first battery racks, the information of the plurality of first battery racks, and the information of the plurality of second battery racks. . More specifically, the step of calculating the output power value to be output by a plurality of second battery racks, calculating the output weight of each second battery rack using the information on the plurality of second battery racks, and the output of the second battery rack A power command value for each of the second battery racks may be calculated based on the weight and the number of the second battery racks relative to the total number of battery racks in the energy storage system. At this time, the information of the plurality of second battery racks, may include one or more of the number of the plurality of second battery racks, SOH, SOC, output current, output power, and temperature.
이후, 산출된 출력 전력값에 따라 복수의 DC/DC 컨버터의 출력이 제어될 수 있다(S540).Thereafter, outputs of the plurality of DC/DC converters may be controlled according to the calculated output power values (S540).
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템 제어 장치의 개략 블록 구성도이다. 6 is a schematic block diagram of a battery system control device according to an embodiment of the present invention.
배터리 시스템 제어 장치(또는 베터리 섹션 제어장치)(200)는 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.The battery system control device (or battery section control device) 200 includes at least one processor; and a memory storing at least one command executed by the at least one processor.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 모니터링하도록 하는 명령; 및 상기 모니터링 결과에 따라 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 제어하도록 하는 명령을 포함할 수 있다. The at least one instruction may include instructions to monitor outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC/DC converters; and a command for controlling the outputs of the plurality of DC/DC converters according to the monitoring result.
프로세서는 메모리에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.The processor may execute program commands stored in at least one memory. The processor may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. The memory may be composed of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory may include at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).
본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다. The operation of the method according to the embodiment of the present invention can be implemented as a computer readable program or code on a computer readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. In addition, computer-readable recording media may be distributed to computer systems connected through a network to store and execute computer-readable programs or codes in a distributed manner. In addition, the computer-readable recording medium may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, and flash memory. Program instructions can include machine language code, such as produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer, such as using an interpreter. Some aspects of the invention may be understood in the context of a device. Although described, it may also represent a description according to a corresponding method, where a block or device corresponds to a method step or a feature of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method may also be represented by a corresponding block or item or a corresponding feature of a device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device such as, for example, a microprocessor, programmable computer, or electronic circuitry. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can.

Claims (19)

  1. 복수의 제1 배터리 랙;A plurality of first battery racks;
    상기 복수의 제1 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 배터리 보호 유닛;A plurality of battery protection units for managing the plurality of first battery racks, respectively;
    복수의 제2 배터리 랙;a plurality of second battery racks;
    상기 복수의 제2 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 DC/DC 컨버터; 및A plurality of DC / DC converters for managing the plurality of second battery racks, respectively; and
    상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터와 연동하여 상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 모니터링하고, 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 제어하는, 배터리 섹션 제어장치를 포함하는, 에너지 저장 시스템.Monitoring the outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC / DC converters in conjunction with the plurality of battery protection units and the plurality of DC / DC converters, and controlling the outputs of the plurality of DC / DC converters, Energy storage system, including battery section control.
  2. 청구항 1에 있어서, The method of claim 1,
    상기 배터리 섹션 제어장치는, The battery section control device,
    상기 에너지 저장 시스템의 충전 또는 방전 지령에 따라 동작하는 상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값을 검출하고, Detecting output power values of the plurality of first battery racks operating according to the charging or discharging command of the energy storage system,
    상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값, 상기 복수의 제1 배터리 랙의 정보 및 상기 복수의 제2 배터리 랙의 정보를 이용해 상기 복수의 제2 배터리 랙이 출력할 출력 전력값을 산출하는, 에너지 저장 시스템.Using the output power values of the plurality of first battery racks, the information of the plurality of first battery racks, and the information of the plurality of second battery racks to calculate the output power values to be output by the plurality of second battery racks, energy storage system.
  3. 청구항2에 있어서, In claim 2,
    상기 복수의 제2 배터리 랙의 정보는 Information on the plurality of second battery racks
    상기 복수의 제2 배터리 랙의 개수, SOH(State of Health), SOC(State of Charge), 출력 전류, 출력 전력, 및 온도 중 하나 이상을 포함하는, 에너지 저장 시스템.The number of the plurality of second battery racks, state of health (SOH), state of charge (SOC), output current, output power, and energy storage system including one or more of the temperature.
  4. 청구항 2에 있어서, The method of claim 2,
    상기 배터리 섹션 제어 장치는, The battery section control device,
    상기 복수의 제2 배터리 랙에 대한 정보를 이용해 각 제2 배터리 랙의 출력 가중치를 계산하는, 에너지 저장 시스템., Energy storage system for calculating the output weight of each second battery rack using the information on the plurality of second battery racks.
  5. 청구항 4에 있어서, The method of claim 4,
    상기 배터리 섹션 제어 장치는, The battery section control device,
    복수의 제1 배터리 랙 및 복수의 제2 배터리 랙의 출력 전력 값, 복수의 제1 배터리 랙의 수량 정보, 및 및 복수의 제2 배터리 랙의 수량 정보에 기초하여 복수의 제2 배터리 랙에 대한 총 전력 지령 값을 계산하도록 구성된, 에너지 저장 시스템.For a plurality of second battery racks based on the output power values of the plurality of first battery racks and the plurality of second battery racks, quantity information of the plurality of first battery racks, and quantity information of the plurality of second battery racks. An energy storage system configured to calculate a total power reference value.
  6. 청구항 5에 있어서, The method of claim 5,
    상기 배터리 섹션 제어 장치는, The battery section control device,
    각각의 제2 배터리 랙에 대한 출력 가중치 및 상기 복수의 제2 배터리 랙에 대한 총 전력 지령 값에 기초하여 복수의 제2 배터리 랙 각각에 대한 개별 전력 지령 값을 계산하도록 구성된, 에너지 저장 시스템.An energy storage system configured to calculate an individual power command value for each of a plurality of second battery racks based on an output weight for each second battery rack and a total power command value for the plurality of second battery racks.
  7. 청구항 1에 있어서, The method of claim 1,
    상기 배터리 섹션 제어장치는, PCS(Power Conversion System)의 출력이 충방전 동작의 정지를 나타내는 경우 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 중단시키는, 에너지 저장 시스템.The battery section control device stops the output of the plurality of DC / DC converters when the output of the PCS (Power Conversion System) indicates the stop of the charging and discharging operation, the energy storage system.
  8. 청구항 2에 있어서, The method of claim 2,
    상기 충전 또는 방전 지령은 상기 에너지 저장 시스템의 EMS(Energy Management System)로부터 PCS로 전달되는, 에너지 저장 시스템.The charge or discharge command is transmitted from an energy management system (EMS) of the energy storage system to a PCS.
  9. 청구항 1에 있어서, The method of claim 1,
    상기 복수의 제2 배터리 랙은 상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터 중 상기 복수의 DC/DC 컨버터에 의해서만 관리되는, 상기 에너지 저장 시스템.The plurality of second battery racks are managed only by the plurality of DC / DC converters of the plurality of battery protection units and the plurality of DC / DC converters, the energy storage system.
  10. 복수의 제1 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 배터리 보호 유닛 및 복수의 제2 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 DC/DC 컨버터와 연동하는 배터리 시스템 제어 장치로서, A battery system control device interworking with a plurality of battery protection units each managing a plurality of first battery racks and a plurality of DC/DC converters each managing a plurality of second battery racks,
    적어도 하나의 프로세서;at least one processor;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함하고, a memory storing at least one instruction executed by the at least one processor;
    상기 적어도 하나의 명령은,The at least one command,
    상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 모니터링하도록 하는 명령; 및instructions to monitor outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC/DC converters; and
    상기 모니터링 결과에 따라 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 제어하도록 하는 명령을 포함하는, 배터리 시스템 제어 장치.And a battery system control device comprising a command to control the output of the plurality of DC / DC converters according to the monitoring result.
  11. 청구항 10에 있어서, The method of claim 10,
    상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 모니터링하도록 하는 명령은,The command to monitor the outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC / DC converters,
    에너지 저장 시스템의 충전 또는 방전 지령에 따라 동작하는 상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값을 검출하도록 하는 명령을 포함하는, 배터리 시스템 제어 장치.Including a command to detect the output power value of the plurality of first battery rack operating in accordance with the charging or discharging command of the energy storage system, the battery system control device.
  12. 청구항 10에 있어서, The method of claim 10,
    상기 모니터링 결과에 따라 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 제어하도록 하는 명령은, The command to control the output of the plurality of DC / DC converters according to the monitoring result,
    상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값, 상기 복수의 제1 배터리 랙의 정보 및 상기 복수의 제2 배터리 랙의 정보를 이용해 상기 복수의 제2 배터리 랙 각각이 출력할 출력 전력값을 산출하도록 하는 명령을 포함하는, 배터리 시스템 제어 장치.To calculate an output power value to be output by each of the plurality of second battery racks using the output power values of the plurality of first battery racks, the information of the plurality of first battery racks, and the information of the plurality of second battery racks A battery system control device comprising a command to do.
  13. 청구항 10에 있어서, The method of claim 10,
    상기 모니터링 결과에 따라 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 제어하도록 하는 명령은, The command to control the output of the plurality of DC / DC converters according to the monitoring result,
    복수의 제1 배터리 랙 및 복수의 제2 배터리 랙의 출력 전력 값, 복수의 제1 배터리 랙의 수량 정보, 및 및 복수의 제2 배터리 랙의 수량 정보에 기초하여 복수의 제2 배터리 랙에 대한 총 전력 지령 값을 계산하도록하는 명령; 및For a plurality of second battery racks based on the output power values of the plurality of first battery racks and the plurality of second battery racks, quantity information of the plurality of first battery racks, and quantity information of the plurality of second battery racks. command to calculate the total power reference value; and
    각각의 제2 배터리 랙에 대한 출력 가중치 및 상기 복수의 제2 배터리 랙에 대한 총 전력 지령 값에 기초하여 상기 복수의 제2 배터리 랙 각각에 대한 개별 전력 지령 값을 계산하도록 하는 명령을 포함하는, 배터리 시스템 제어 장치.Comprising a command to calculate an individual power command value for each of the plurality of second battery racks based on the output weight for each second battery rack and the total power command value for the plurality of second battery racks, Battery system control unit.
  14. 청구항 11에 있어서, The method of claim 11,
    상기 충전 또는 방전 지령은 EMS(Energy Management System)로부터 PCS (Power Conversion System)로 전달되는, 배터리 시스템 제어 장치.The charge or discharge command is transmitted from an EMS (Energy Management System) to a PCS (Power Conversion System), the battery system control device.
  15. 복수의 제1 배터리 랙, 상기 복수의 제1 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 배터리 보호 유닛, 복수의 제2 배터리 랙, 및 상기 복수의 제2 배터리 랙을 각각 관리하는 복수의 DC/DC 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템의 제어 방법으로서, A plurality of first battery racks, a plurality of battery protection units each managing the plurality of first battery racks, a plurality of second battery racks, and a plurality of DC / DC converters each managing the plurality of second battery racks As a control method of an energy storage system comprising:
    상기 복수의 배터리 보호 유닛 및 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 모니터링하는 단계;monitoring outputs of the plurality of battery protection units and the plurality of DC/DC converters;
    상기 에너지 저장 시스템의 충전 또는 방전 지령에 따라 동작하는 상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값을 검출하는 단계;Detecting output power values of the plurality of first battery racks operating according to a charging or discharging command of the energy storage system;
    상기 복수의 제1 배터리 랙의 출력 전력값, 상기 복수의 제1 배터리 랙의 정보 및 상기 복수의 제2 배터리 랙의 정보를 이용해, 상기 복수의 제2 배터리 랙이 출력할 출력 전력값을 산출하는 단계; 및Using the output power values of the plurality of first battery racks, the information of the plurality of first battery racks, and the information of the plurality of second battery racks, calculating the output power values to be output by the plurality of second battery racks step; and
    상기 산출된 출력 전력값에 따라 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 제어하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.Controlling the output of the plurality of DC / DC converters according to the calculated output power value.
  16. 청구항 15에 있어서, The method of claim 15
    상기 복수의 제2 배터리 랙이 출력할 출력 전력값을 산출하는 단계는, The step of calculating the output power value to be output by the plurality of second battery racks,
    복수의 제1 배터리 랙 및 복수의 제2 배터리 랙의 출력 전력 값, 복수의 제1 배터리 랙의 수량 정보, 및 및 복수의 제2 배터리 랙의 수량 정보에 기초하여 복수의 제2 배터리 랙에 대한 총 전력 지령 값을 계산하는 단계; 및For a plurality of second battery racks based on the output power values of the plurality of first battery racks and the plurality of second battery racks, quantity information of the plurality of first battery racks, and quantity information of the plurality of second battery racks. calculating a total power command value; and
    각각의 제2 배터리 랙에 대한 출력 가중치 및 상기 복수의 제2 배터리 랙에 대한 총 전력 지령 값에 기초하여 상기 복수의 제2 배터리 랙 각각에 대한 개별 전력 지령 값을 계산하는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.Comprising the step of calculating an individual power command value for each of the plurality of second battery racks based on the total power command value for the output weight and the plurality of second battery racks for each second battery rack, energy Storage system control method.
  17. 청구항 15에 있어서, The method of claim 15
    상기 복수의 제2 배터리 랙의 정보는, The information of the plurality of second battery racks,
    상기 복수의 제2 배터리 랙의 개수, SOH, SOC, 출력 전류, 출력 전력, 및 온도 중 하나 이상을 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.The plurality of second number of battery racks, SOH, SOC, output current, output power, and including one or more of the temperature, the control method of the energy storage system.
  18. 청구항 15에 있어서, The method of claim 15
    PCS(Power Conversion System)의 출력이 충방전 동작의 정지를 나타내는 경우 상기 복수의 DC/DC 컨버터의 출력을 중단시키는 단계를 포함하는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.A method of controlling an energy storage system, comprising stopping outputs of the plurality of DC/DC converters when outputs of a power conversion system (PCS) indicate a stop of charging and discharging operations.
  19. 청구항 15에 있어서, The method of claim 15
    상기 충전 또는 방전 지령은 EMS(Energy Management System)로부터 PCS로 전달되는, 에너지 저장 시스템의 제어 방법.The charge or discharge command is transmitted from an EMS (Energy Management System) to a PCS, a control method of an energy storage system.
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