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WO2018236038A1 - 에너지 저장 시스템 - Google Patents

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WO2018236038A1
WO2018236038A1 PCT/KR2018/004591 KR2018004591W WO2018236038A1 WO 2018236038 A1 WO2018236038 A1 WO 2018236038A1 KR 2018004591 W KR2018004591 W KR 2018004591W WO 2018236038 A1 WO2018236038 A1 WO 2018236038A1
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WO
WIPO (PCT)
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value
power
command value
time point
battery
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/KR2018/004591
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English (en)
French (fr)
Inventor
이일화
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LS Electric Co Ltd
Original Assignee
LSIS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LSIS Co Ltd filed Critical LSIS Co Ltd
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • 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
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/123—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving renewable energy sources
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y04S10/14—Energy storage units
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    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Definitions

  • the present invention relates to an energy storage system for stabilizing the output power of a distributed power system.
  • Energy Storage System is a system that stores generated power in each link system including power plant, substation and transmission line, and then uses energy selectively and efficiently at necessary time to enhance energy efficiency.
  • the energy storage system can reduce the power generation cost when the overall load ratio is improved by leveling the electric load with large time and seasonal variation, and it is possible to reduce the investment cost and the operation cost required for the electric power facility expansion, can do.
  • Energy storage systems are divided into physical energy storage and chemical energy storage depending on the storage method.
  • Physical energy storage includes pumped storage, compressed air storage, and flywheel.
  • Chemical storage includes lithium ion batteries, lead acid batteries, and Nas batteries.
  • the output power amount may fluctuate depending on the amount of air that changes from time to time, and in the case of the solar power generation system, the output power amount may fluctuate due to the amount of clouds or the like.
  • the instability of the system is increasing due to the irregularly changing output of renewable energy system due to this weather change, and the collapse of the system can also be caused by the peak power generation amount of the large installed renewable energy system.
  • an energy storage system has recently emerged that minimizes the instability of the system and smoothes the output of the renewable energy system based on the charge / discharge of the battery, in order to deal with the generation amount exceeding the systematic limit value.
  • An object of the present invention is to provide an energy storage system capable of stabilizing the output power of a distributed power supply system by reducing the rate of change of output power (i.e., power supplied to the system) of the distributed power supply system through battery charging and discharging.
  • an energy storage system is an energy storage system connected to a grid and a distributed power supply system.
  • the energy storage system includes a power condition system (PCS) And a host controller for generating a command value for controlling charging and discharging of the battery on the basis of the power value developed in the battery and the distributed power source system and providing the generated command value to the PCS,
  • a reference value calculation unit for calculating a reference value based on a power value developed in the distributed power source system at a point in time and a power value charged and discharged by the battery and a reference value calculation unit for calculating an upper limit value and a lower limit value of the combined power target value of the distributed power source system and the battery based on the calculated reference value
  • a power value of the distributed power system measured at a second point in time after the first point of time As synthesizing power target value is greater than the lower limit value it includes an upper limit value than the reference value generating unit for generating a command value to a smaller value.
  • the command value generator generates a charge command value related to charging of the battery among the command values when the power value of the distributed power source system measured at the second time point is equal to or greater than the upper limit value and the power value of the distributed power source system measured at the second time point is And generates a discharge command value related to the discharge of the battery among the command values when it is equal to or lower than the lower limit value.
  • the command value generating unit calculates a first result value, which is a difference between the power value and the upper limit value of the distributed power system measured at the second time point, A difference between the power value and the lower limit value of the distributed power supply system, and generates a charging command value such that the power value charged in the battery becomes a value between the first resultant value and the second resultant value.
  • the command value generator calculates the command value at the second point in time based on the first result value, which is the difference between the power value and the upper limit value, And a discharge command value is generated such that a power value discharged from the battery is a value between a first resultant value and a second resultant value.
  • the PCS can control the SOC (State of Charge) of the battery within a preset stable range based on a command value provided from the host controller.
  • SOC State of Charge
  • the host controller is a PMS (Power Management System) or an EMS (Energy Management System).
  • the reference value calculator updates the reference value every predetermined period
  • the upper and lower limit value calculator updates the upper limit value and the lower limit value of the combined power target value based on the updated reference value every predetermined period.
  • an energy storage system connected to a grid and a distributed power supply system.
  • the energy storage system includes a distributed power supply system and a power condition system (PCS) And a host controller for generating a command value for controlling charging and discharging of the battery on the basis of the power value developed in the battery and the distributed power source system and providing the generated command value to the PCS,
  • a reference value calculation unit for calculating a reference value based on a power value developed in the distributed power source system at a point in time and a power value charged and discharged by the battery and a reference value calculation unit for calculating an upper limit value and a lower limit value of the combined power target value of the distributed power source system and the battery based on the calculated reference value
  • an upper limit value setting unit for setting the upper limit value setting unit and the lower limit value setting unit, Calculating a slope based on the power generation value of the stem, and the combined power target value is included between the upper and lower limit value of the command value generating section for generating a command value such
  • the command value generator calculates a predicted power value of the distributed power system at a third time point after the second time point based on the power generation slope when the power generation amount slope is an increasing slope and generates a command based on the calculated estimated power value of the distributed power system And calculates a predicted power value of the distributed power system at a third time point after the second time point based on the power generation amount slope when the power generation amount slope is a decrease slope, Based on the estimated power value of the system, a discharge command value associated with discharge of the battery among the command values is generated.
  • the command value generator calculates a first result value which is a difference value between the power value and the upper limit value measured at the third time point, And generates a charging command value such that the electric power value to be charged is equal to or greater than the first resultant value.
  • the command value generator calculates a second result value, which is a difference value between the power value and the lower limit value measured at the third time point, And generates a discharge command value such that the discharged electric power value is equal to or greater than the second resultant value.
  • the time difference between the first time and the second time is a first time
  • the time difference between the second time and the third time is N times the first time
  • N is a natural number of 2 or more.
  • an energy storage system connected to a grid and a distributed power supply system.
  • the energy storage system includes a distributed power supply system and a power condition system (PCS) And a host controller for generating a final command value for controlling charging and discharging of the battery on the basis of the battery power charged and discharged by the PCS and the power value developed in the distributed power source system and providing the generated final command value to the PCS,
  • a reference value calculation unit for calculating a reference value based on a power value generated in the distributed power system at the first time point and a power value charged and discharged by the battery, and a reference value calculation unit for calculating an upper limit value And a lower limit value setting unit for setting a lower limit value
  • a command value generator for generating an initial command value so that the combined power target value becomes a lower limit value or an upper limit value based on the power value of the system; and a command value generator for correcting the initial command value so that the combined power target value is larger than the lower limit value and smaller than the upper
  • the command value generating unit generates an initial charge command value related to charging of the battery among the initial command values when the power value of the distributed power source system measured at the second time point is equal to or greater than the upper limit value, The initial discharge command value related to the discharge of the battery among the initial command values is generated.
  • the command value generator calculates a first result value that is a difference between a power value and an upper limit value of the distributed power system measured at the second time point when the power value of the distributed power source system measured at the second time point is equal to or greater than the upper limit value, And generates an initial charge command value based on the resultant value.
  • the command value correcting unit generates a final charge command value related to charging of the battery among the final command values based on the initial charge command value supplied from the command value generator so that the power value charged by the battery is greater than the first result value .
  • the command value generator calculates a second result value that is a difference value between the power value and the lower limit value of the distributed power system measured at the second time point when the power value of the distributed power source system measured at the second time point is less than the lower limit value, And generates an initial discharge command value based on the resultant value.
  • the command value correcting unit generates a final discharge command value related to the discharge of the battery among the final command values so that the power value discharged from the battery is greater than the second result value based on the initial discharge command value supplied from the command value generator .
  • the output power of the distributed power supply system can be stabilized by reducing the rate of change of the output power (that is, the power supplied to the system) of the distributed power system through the battery charge / discharge, The instability can be reduced.
  • the output power of the distributed power supply system is stabilized by reducing the rate of change of the output power, not the smoothing of the output power of the distributed power supply system, so that the capacity of the battery can be reduced. Also, by reducing the capacity of the battery, the battery cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a view illustrating an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining the PMS of FIG.
  • 3 and 4 are graphs illustrating the process of stabilizing the output power of the distributed power system.
  • FIG. 5 is a graph illustrating an example of a method by which the energy storage system of Fig. 1 stabilizes the output power of a distributed power system.
  • Figures 6 and 7 are graphs illustrating another example of a method by which the energy storage system of Figure 1 stabilizes the output power of a distributed power system.
  • Figs. 8 and 9 are graphs illustrating another example of a method by which the energy storage system of Fig. 1 stabilizes the output power of a distributed power system.
  • Fig. 8 and 9 are graphs illustrating another example of a method by which the energy storage system of Fig. 1 stabilizes the output power of a distributed power system.
  • FIG. 10 is a graph illustrating another example of a method by which the energy storage system of FIG. 1 stabilizes the output power of a distributed power system;
  • FIG. 1 is a view illustrating an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a view for explaining the PMS of FIG. 3 and 4 are graphs illustrating the process of stabilizing the output power of the distributed power system.
  • an energy storage system 1 includes a PCS 100, a battery 110, a BMS 120, a PMS 130, Management System), and an EMS 140 (Energy Management System).
  • the PCS 100 can manage the power of the grid (GRID) and the distributed power system (DG).
  • GRID grid
  • DG distributed power system
  • the PCS 100 can store the power generated in the distributed power system DG in the battery 110 or transfer it to the grid (GRID) and the load (L). Also, the PCS 100 may transmit the power stored in the battery 110 to the grid (GRID) or the load (L). The PCS 100 may store the power supplied from the grid (GRID) in the battery 110.
  • the PCS 100 can also control the charging / discharging (i.e., charging or discharging) of the battery 110 based on the state of charge (hereinafter referred to as " SOC level ") of the battery 110 .
  • &quot state of charge
  • the PCS 100 can control the charging / discharging of the battery 110 based on the command value supplied from the PMS 130.
  • the PCS 100 generates a schedule for the operation of the energy storage system 2 based on the power price of the power market, the power generation demand of the distributed power system (DG), the power generation amount and the grid (GRID) can do.
  • DG distributed power system
  • GRID grid
  • the battery 110 may be charged and discharged by the PCS 100.
  • the battery 110 may receive and store at least one of the power of the distributed power system DG and the grid GRID, and may supply the stored power to at least one of the grid (GRID) and the load L .
  • the battery 110 may include at least one battery cell, and each battery cell may include a plurality of bare cells.
  • DG distributed power system
  • GRID grid
  • DGs distributed power systems
  • DG distributed power system
  • a distributed power system can be a renewable power generation system using renewable energy such as solar power generation system, wind power generation system, and tidal power generation system.
  • the grid may include power plants, substations, transmission lines, and the like. This grid GRID may supply power to one or more of the energy storage system 1, the load L and the distributed power supply system DG and may be connected to one or more of the distributed power system DG and the energy storage system 1 Power may be supplied from the power source.
  • the load L is supplied with power from at least one of the distributed power system DG, the battery 110, and the grid GRID, and consumes the supplied power.
  • the load L may include a home, a large building, a factory, and the like.
  • the BMS 120 can monitor the state of the battery 110 and control the charging and discharging operations of the battery 110. [ The BMS 120 may also monitor the state of the battery 110 including the SOC level of the battery 110 in a charged state and may monitor the state of the monitored battery 110 (e.g., voltage, current, Power consumption, life span, charge state, etc.) information to the PCS 100.
  • the state of the battery 110 e.g., voltage, current, Power consumption, life span, charge state, etc.
  • the BMS 120 may perform a protection operation for protecting the battery 110.
  • the BMS 120 may perform at least one of an overcharge protection function, an over discharge protection function, an over current protection function, an over voltage protection function, an overheat protection function, and a cell balancing function for the battery 110.
  • the BMS 120 may adjust the SOC level of the battery 110.
  • the BMS 120 receives the control signal from the PCS 100 and can adjust the SOC level of the battery 110 based on the received signal.
  • the PMS 130 may control the PCS 100 based on data associated with the battery 110 provided by the BMS 120.
  • the PMS 130 may monitor the status of the battery 110 and monitor the status of the PCS 100.
  • the PMS 130 can control the PCS 100 according to the efficiency based on the data related to the battery 110 received from the BMS 120.
  • the PMS 130 may also monitor the status of the battery 110 through the BMS 120 and provide the collected data to the EMS 140.
  • the PMS 130 may be an upper controller, and the host controller 130 controls the charging / discharging of the battery 110 based on the power value developed in the distributed power system DG And provide the generated command value to the PCS 100.
  • the command value may be provided to the PCS 100.
  • the PMS 130 may include a reference value calculation unit 132, an upper / lower limit value setting unit 134, and a command value generation unit 136.
  • the reference value calculation unit 132 calculates a reference value Can be calculated.
  • the reference value calculation unit 132 receives the generated power values and the charged and discharged power values at a specific point in time from the distributed power system DG and the battery 110, respectively, and calculates a reference value based on the generated power value and the charged / The combined power value can be calculated.
  • the composite power value may be a reference value.
  • the synthesized power values (e.g., MV1 and MV2) calculated for each period can be calculated based on the combined power (for example, As shown in FIG.
  • the upper and lower limit value setting unit 134 can set the upper limit value TARGETMAX and the lower limit value TARGETMIN of the combined power target value of the distributed power supply system DG and the battery 110 based on the calculated reference value.
  • the combined power target value of the distributed power system DG and the battery 110 means a target value of the output power expected when the charge and discharge of the battery 110 is applied to the power generated in the distributed power system DG can do.
  • the upper and lower limit value setting unit 134 can receive the reference value from the reference value calculating unit 132 and set the upper limit value TARGET MAX and the lower limit value TARGET MIN of the combined power target value on the basis of the supplied reference value .
  • the upper limit value TARGETMAX and the lower limit value TARGETMIN of the combined power target value can also be newly set every predetermined period.
  • the upper limit value TARGET MAX may be a value obtained by adding a% (for example, a is a positive number) of the maximum output value (i.e., peak value) of the distributed power supply system DG to a reference value calculated every predetermined period .
  • the lower limit value TARGET MIN may be a value obtained by subtracting a% (for example, a is a positive number) of the maximum output value (i.e., the peak value) of the distributed power supply system DG from a reference value calculated every predetermined period.
  • the upper limit value TARGET MAX may be XKW + 250 KW, (TARGET MIN) may be XKW-250KW.
  • the command value generation unit 136 Based on the power value of the distributed power system (DG) measured at a second time point after the first time point (for example, any time point between 11:59 and 12:00), the command value generation unit 136 generates a command value
  • the command value can be generated such that the power target value is included in the variation limit range (lower limit value to upper limit value).
  • the command value may include a charge command value associated with charging of the battery 110 and a discharge command value associated with discharge of the battery 110.
  • command value generator 136 can provide the generated command value to the PCS (100 in Fig. 1).
  • the PCS (100 in FIG. 1) can control the charge / discharge of the battery (110 in FIG. 1) based on the command value supplied from the command value generator 136 so that the combined power does not deviate from the variation limit range.
  • the PMS 130 may further include a command value correcting unit (not shown) according to the output stabilization method of the distributed power system DG. A detailed description thereof will be given later.
  • the EMS 140 generates information on the maintenance and repair of the battery 110 based on data on the battery 110 provided from the PMS 130, To the BMS 120 via the PMS 130.
  • the EMS 140 may perform the above-described command value generation function as an upper controller.
  • the present invention will be described by taking as an example a case where the PMS 130 is a host controller.
  • the switch SW may be disposed between the grid GRID and the PCS 100 and may be opened when a power failure of the grid GRID is detected and may be closed when the power grid GRID is detected .
  • FIG. 5 is a graph illustrating an example of a method by which the energy storage system of Fig. 1 stabilizes the output power of a distributed power system.
  • the reference value calculator 132 calculates the power value developed at the distributed power system DG at the first time point P1,
  • the reference value MV1 can be calculated on the basis of the power value charged / discharged by the power supply (110 in Fig. 1).
  • the reference values MV1 and MV2 may be updated every predetermined period (for example, intervals between P1 and P6, i.e., one minute).
  • the upper / lower limit value setting unit 134 sets the upper limit value TARGET MAX1 of the combined power target value of the distributed power supply system DG and the battery (110 in Fig. 1)
  • the lower limit value (TARGET MIN1) can be set.
  • the upper limit value of the combined power target value may be a value obtained by adding a% (for example, a is a positive number) of the maximum output value of the distributed power system DG to a reference value updated every predetermined period.
  • the lower limit value of the combined power target value may be a value obtained by subtracting a% (for example, a is a positive number) of the maximum output value of the distributed power system DG from a reference value updated every predetermined period.
  • the upper limit value and the lower limit value of the combined power target value can be updated based on the updated reference value every predetermined period.
  • the command value generator 136 When the upper limit value TARGET MAX1 and the lower limit value TARGET MIN1 of the combined power target value are set, the command value generator 136 generates a command value at the next time point after the first time point P1 (for example, at the second time point P2) The command value can be generated such that the combined power target value is the lower limit value TARGET MIN1 or the upper limit value TARGET MAX1, based on the power value of the distributed power supply system DG measured in the power control mode.
  • the command value generator 136 generates a command value (e.g., a command value) from the battery (110 in FIG. 1) when the power value of the distributed power system DG measured at a specific point in time exceeds the upper limit value TARGET MAX1. And generates a discharge command value associated with the discharge of the battery (110 in FIG. 1) when the power value of the distributed power system DG measured at a specific point in time is less than the lower limit value TARGET MIN1 .
  • a command value e.g., a command value
  • the command value generator 136 calculates the command value of the power value of the distributed power system DG
  • a first result value that is a difference value of the upper limit value TARGET MAX1 may be calculated and a charge command value may be generated such that the power value charged to the battery 110 (FIG. 1) becomes the first resultant value.
  • the command value generator 136 outputs the power value of the distributed power system DG measured at the specific point in time and the lower limit value (TARGET MIN1), and generate a discharge command value such that the power value discharged from the battery (110 in FIG. 1) becomes the second resultant value.
  • the command value generation unit 136 may provide the PCS 100 with a charging command value or a discharge command value generated through the above process and the PCS 100 may generate the charging command value or the discharge command value based on the supplied charging command value or the discharge command value
  • the battery (110 in Fig. 1) can be charged and discharged.
  • the command value generator 136 when the power value of the distributed power system DG is measured to be less than the lower limit value TARGET MIN1 at the second time point P2, the command value generator 136 generates the command value A second result which is the difference between the power value of the distributed power system DG measured at the time point P2 and the lower limit value TARGET MIN1 is calculated and the power value discharged from the battery 110
  • the discharge command value DC1 can be generated.
  • the command value generating unit 136 may provide the generated discharge command value DC1 to the PCS 100 and the PCS 100 may supply the battery 110 of FIG. 1 on the basis of the provided discharge command value DC1
  • the composite power value can be made to be the lower limit value by discharging. In addition, through this, the combined power can be included within the variation limit range (lower limit value to upper limit value).
  • the discharge mechanism may be performed at the third time point P3 and the second time point P2.
  • the command value generator 136 when the power value of the distributed power system DG is measured to exceed the upper limit value TARGET MAX1 at the fourth point in time P4, the command value generator 136 generates A first result value which is a difference value between the power value of the distributed power supply system DG measured at the fourth time point P4 and the upper limit value TARGET MAX1 is calculated and the power value charged to the battery 110 It is possible to generate the charging command value CC1 so as to be the resultant value.
  • the command value generating unit 136 may provide the generated charging command value CC1 to the PCS 100 and the PCS 100 may supply the battery 110 of FIG. 1 on the basis of the supplied charging command value CC1 So that the combined power value can be made the upper limit value. In addition, through this, the combined power can be included within the variation limit range (lower limit value to upper limit value).
  • Such a charging mechanism may be performed through the same process as the fourth time point P4 at the fifth time point P5.
  • the output power stabilization process of the above-described distributed power supply system may be performed after the sixth time point P6 through the same mechanism.
  • Figures 6 and 7 are graphs illustrating another example of a method by which the energy storage system of Figure 1 stabilizes the output power of a distributed power system.
  • the operation principle of the reference value calculation unit 132 and the upper / lower limit value setting unit 134 is the same as that of FIG. 5, and a description thereof will be omitted.
  • the command value generator 136 when the upper limit value TARGETMAX and the lower limit value TARGETMIN of the reference value MV1 and the synthesized power target value are set, the command value generator 136 generates a command value
  • the combined power target value is larger than the lower limit value TARGETMIN and the upper limit value TARGETMAX based on the power value of the distributed power system DG measured at the next time point
  • a command value can be generated so as to be a small value.
  • the command value generating unit 136 generates a command value when the power value of the distributed power system DG measured at a specific point in time (for example, the third point of time P3)
  • the power value of the distributed power system DG measured at the third time point P3 is equal to or lower than the lower limit value TARGET MIN
  • the charge command value associated with the charge of the battery 110 in FIG. 1
  • the command value generating unit 136 when the power value of the distributed power system DG measured at the third time point P3 is equal to or greater than the upper limit value TARGETMAX, the command value generating unit 136 generates the command value DG and the difference between the power value of the distributed power system DG measured at the third point of time P3 and the lower limit value TARGET MIN, which is the difference between the power value of the distributed power system DG and the upper limit value TARGET MAX, And generate a charging command value so that the power value charged to the battery (110 in Fig. 1) becomes a value between the first resultant value and the second resultant value.
  • the command value generation unit 136 when the power value of the distributed power system DG measured at the third time point P3 is equal to or less than the lower limit value TARGET MIN, the command value generation unit 136 generates a command value, which is a difference between the power value of the distributed power system DG and the lower limit value TARGETMIN measured at the third time point P3 and the first resultant value which is the difference between the power value of the distributed power system DG and the upper limit value TARGETMAX, 2, and generate a discharge command value such that the power value discharged from the battery (110 in FIG. 1) becomes a value between the first resultant value and the second resultant value.
  • the command value generation unit 136 may provide the PCS 100 with a charging command value or a discharge command value generated through the above process and the PCS 100 may generate the charging command value or the discharge command value based on the supplied charging command value or the discharge command value
  • the battery (110 in Fig. 1) can be charged and discharged.
  • the command value generator 136 when the power value of the distributed power system DG is measured to be equal to or lower than the lower limit value TARGETMIN at the third time point P3, the command value generator 136 generates the third The first result which is the difference between the power value of the distributed power system DG measured at the time point P3 and the upper limit value TARGETMAX and the power value of the distributed power system DG measured at the third time point P3 And a second resultant value which is a difference value of the lower limit value TARGETMIN is calculated and the discharge command value DC2 (DC2) is calculated so that the power value discharged from the battery (110 in FIG. 1) becomes a value between the first resultant value and the second resultant value Can be generated.
  • DC2 discharge command value
  • the command value generating unit 136 may provide the generated discharge command value DC2 to the PCS 100 and the PCS 100 may supply the battery 110 of FIG. 1 on the basis of the provided discharge command value DC2 By discharging, the combined power value can be made larger than the lower limit value (TARGET MIN) and smaller than the upper limit value (TARGET MAX).
  • the combined power can be included within the range of variation limits (lower limit to upper limit).
  • the battery (110 in FIG. 1) is further discharged by increasing the combined power value to be larger than the lower limit value (TARGET MIN) 1 < SEP > 110 < SEP > 1 < SEP >
  • the discharge command values DC1 and DC3 generated at the second time point P2 and the fourth time point P4 are set such that the combined power target value is the upper limit value TARGET MAX or the lower limit value TARGET MIN, Is different from the discharge command value DC1 generated at the third time point P3.
  • the discharge amount of the battery (110 in FIG. 1) by the discharge command value DC2 generated at the third time point P3 is equal to the discharge command value DC2 generated by the discharge command value DC1 generated at the second time point P2 1) of the battery (110 in Fig. 1) by the discharge command value DC3 generated at the fourth time point P4.
  • the command value generation unit 136 when the power value of the distributed power system DG is measured to be equal to or higher than the upper limit value TARGET MAX at the third time point P3, the command value generation unit 136 generates the command value
  • the first result which is the difference between the power value of the distributed power system DG and the upper limit value TARGET MAX measured at the third point P3 and the power value of the distributed power system DG measured at the third point of time P3, (TARGET MIN), and calculates a second resultant value as a difference between the charge command value CC2 so that the power value charged to the battery (110 in FIG. 1) becomes a value between the first resultant value and the second resultant value, Can be generated.
  • the command value generating unit 136 may provide the generated charging command value CC2 to the PCS 100 and the PCS 100 may supply the battery 110 of FIG. 1 on the basis of the supplied charging command value CC2
  • the composite power value can be made smaller than the upper limit value by charging.
  • the combined power can be included within the range of variation limits (lower limit to upper limit).
  • the charging command values CC1 and CC3 generated at the second time point P2 and the fourth time point P4 are set such that the combined power target value is the upper limit value TARGET MAX or the lower limit value TARGET MIN, Is different from the charging command value CC1 generated at the third time point P3.
  • the amount of charge of the battery (110 in FIG. 1) by the charge command value CC2 generated at the third time point P3 is smaller than the charge amount of the battery (FIG. 1) by the charge command value CC1 generated at the second time point P2 (110 in FIG. 1) by the charging command value CC3 generated at the fourth time point P4 and the charging amount of the battery (110 in FIG.
  • Figs. 8 and 9 are graphs illustrating another example of a method by which the energy storage system of Fig. 1 stabilizes the output power of a distributed power system.
  • Fig. 8 and 9 are graphs illustrating another example of a method by which the energy storage system of Fig. 1 stabilizes the output power of a distributed power system.
  • the operation principle of the reference value calculation unit 132 and the upper / lower limit value setting unit 134 is the same as that of FIG. 5, and a description thereof will be omitted.
  • the command value generator 136 when the upper limit value TARGETMAX and the lower limit value TARGETMIN of the reference value MV1 and the synthesized power target value are set, the command value generator 136 generates the command value MV2 at the second time point P2 And the power value of the distributed power system DG measured at the third point of time P3 after the second point of time P 2 and calculates the power generation slope Slope based on the power generation slope Slope, The command value can be generated so that the value is a value between the upper limit value TARGET MAX and the lower limit value TARGET MIN.
  • the command value generator 136 generates a command value from the second time point P3 on the basis of the power generation amount slope when the power generation amount slope is an increasing slope,
  • the estimated power value of the distributed power system DG at the fifth point in time P5 can be calculated.
  • the command value generator 136 may generate a charging command value related to charging of the battery (110 in Fig. 1) based on the calculated estimated power value of the distributed power system DG.
  • the command value generating unit 136 generates a command value based on the power generation slope Slope when the power generation amount slope is a decreasing slope, It is possible to calculate the estimated power value of the power supply DG. Also, the command value generator 136 may generate a discharge command value related to the discharge of the battery (110 in FIG. 1) based on the calculated estimated power value of the distributed power system DG.
  • the combined power may still remain at a value greater than the upper limit value TARGET MAX.
  • the combined power may still remain below the lower limit (TARGET MIN).
  • the command value generation unit 136 when the power value of the distributed power system DG measured at the third time point P3 is equal to or greater than the upper limit value TARGETMAX, the command value generation unit 136 generates the command value DG) and a difference value between the upper limit value TARGETMAX and a charge command value so that the power value charged to the battery 110 (FIG. 1) becomes the first resultant value .
  • the command value generating unit 136 when the power value of the distributed power system DG measured at the third time point P3 is equal to or less than the lower limit value TARGET MIN, the command value generating unit 136 generates a command value, A second result value which is a difference value between the power value of the battery DG and the lower limit value TARGET MIN can be calculated and a discharge command value can be generated so that the power value discharged from the battery 110 have.
  • the command value generation unit 136 may provide the PCS 100 with a charging command value or a discharge command value generated through the above process and the PCS 100 may generate the charging command value or the discharge command value based on the supplied charging command value or the discharge command value
  • the battery (110 in Fig. 1) can be charged and discharged.
  • the command value generator 136 calculates the difference between the power value of the distributed power system DG and the upper limit value TARGET MAX measured at the fifth point of time P5 that is two points later than the third point of time P3 based on the calculated power generation slope Slope And generates a charging command value CC2 so that the power value charged to the battery (110 in FIG. 1) becomes the second resultant value.
  • the time difference between the second time point P2 and the third time point P3 is the first time and the time difference between the third time point P3 and the fifth time point P5 is N times N May be a natural number of 2 or more).
  • N may be a positive number greater than 1 but not a natural number of 2 or more, or may be a distributed power system measured at a particular time after one or more than three time points, rather than after two time points after the third time point P3.
  • the estimated power value of the current power DG may be used.
  • N is a natural number of 2 or more, and is measured at a fifth point of time P5 after two points of time from the third point of time P3
  • the estimated power value of the distributed power supply system DG will be described as an example.
  • the command value generating unit 136 may provide the generated charging command value CC2 to the PCS 100 and the PCS 100 may supply the battery 110 of FIG. 1 on the basis of the supplied charging command value CC2 So that the combined power value can be a value between the upper limit value TARGET MAX and the lower limit value TARGET MIN.
  • the combined power can be included within the range of variation limits (lower limit to upper limit).
  • the charge amount of the battery (110 in FIG. 1) by the charge command value CC2 generated at the fifth time point P5 is equal to the charge command value generated at the third time point P3 (110 in FIG. 1) by the battery cell CC1.
  • the command value generator 136 Is a difference value between the power value of the distributed power system DG and the lower limit value TARGET MIN measured at the fifth point of time P5 which is two points after the third point of time P3 based on the calculated power generation slope Slope , And generate a discharge command value DC2 such that the power value discharged from the battery (110 in FIG. 1) becomes the second resultant value.
  • the time difference between the second time point P2 and the third time point P3 is the first time and the time difference between the third time point P3 and the fifth time point P5 is N times N May be a natural number of 2 or more).
  • the command value generating unit 136 may provide the generated discharge command value DC2 to the PCS 100 and the PCS 100 may supply the battery 110 of FIG. 1 on the basis of the provided discharge command value DC2 By discharging, the combined power value can be a value between the upper limit value TARGET MAX and the lower limit value TARGET MIN.
  • the combined power can be included within the range of variation limits (lower limit to upper limit).
  • the discharge amount of the battery (110 in FIG. 1) by the discharge command value DC2 generated at the fifth time point P5 is equal to the discharge command value D3 generated at the third time point P3, (110 in Fig. 1) by the value DC1.
  • FIG. 10 is a graph illustrating another example of a method by which the energy storage system of FIG. 1 stabilizes the output power of a distributed power system;
  • the operation principle of the reference value calculation unit 132 and the upper / lower limit value setting unit 134 is the same as that of FIG. 5, and a description thereof will be omitted.
  • the command value generation unit 136 when the upper limit value TARGET MAX1 and the lower limit value TARGET MIN1 of the reference value MV1 and the synthesized power target value are set, the command value generation unit 136 generates a command value
  • the initial command value (TARGET) is set such that the combined power target value is the lower limit value TARGET MIN1 or the upper limit value TARGET MAX1, based on the power value of the distributed power system DG measured at the next time point (for example, (Initial charge command value or initial discharge command value).
  • the command value generator 136 determines that the battery (110 of FIG. 1) And generates an initial discharge command value related to the discharge of the battery (110 in FIG. 1) when the power value of the distributed power system DG measured at a specific point in time is lower than the lower limit value TARGET MIN1 .
  • the command value generator 136 outputs the power value of the distributed power system DG measured at the specific point in time and the upper limit value TARGET MAX1), and generate an initial charge command value such that a power value charged to the battery (110 in FIG. 1) becomes a first resultant value.
  • the command value generator 136 outputs the power value of the distributed power system DG measured at the specific point in time, (TARGET MIN1), and generate the initial discharge command value so that the power value discharged from the battery (110 in FIG. 1) becomes the second resultant value.
  • the command value generating unit 136 may provide the command value correcting unit (not shown) with the initial charge command value or the initial charge command value generated through the process described above.
  • the command value correcting unit can generate the final command value (final charge command value or final discharge command value) by correcting the initial command value such that the combined power target value is larger than the lower limit value (TARGET MIN1) and smaller than the upper limit value (TARGET MAX1) have.
  • the command value correcting unit receives the initial command value from the command value generating unit 136, corrects the provided initial command value, and outputs a command value larger than the lower limit value TARGET MIN1 and smaller than the upper limit value TARGET MAX1
  • the final command value can be generated.
  • command value correcting unit may be included in the command value generating unit 136 or may exist separately.
  • the command value generator 136 when the power value of the distributed power system DG is measured to be equal to or lower than the lower limit value TARGET MIN1 at the second time point P2, the command value generator 136 generates the command value A second result which is the difference between the power value of the distributed power system DG measured at the time point P2 and the lower limit value TARGET MIN1 is calculated and the power value discharged from the battery 110
  • the initial discharge command value DC1 can be generated.
  • the command value generating unit 136 may provide the generated initial discharge command value DC1 to the command value correcting unit.
  • the command value correcting unit may calculate the command value DC1 based on the provided initial discharge command value DC1,
  • the final discharge command value DC1 ' may be generated such that the power value discharged from the first discharge command value is greater than the second result value.
  • the command value generator 136 may provide the generated final discharge command value DC1 'to the PCS 100, and the PCS 100 may calculate the final discharge command value DC1' based on the received final discharge command value DC1 ' 1 of 110) is discharged, the combined power value can be made larger than the lower limit value TARGET MIN1.
  • the combined power can be included within the variation limit range (lower limit value to upper limit value).
  • the discharge mechanism may be performed at the third time point P3 and the second time point P2.
  • the command value generator 136 when the power value of the distributed power system DG is measured to be equal to or higher than the upper limit value TARGET MAX1 at the fourth time point P4, the command value generator 136 generates the command value A first result value which is a difference value between the power value of the distributed power system DG measured in step P4 and the upper limit value TARGET MAX1 is calculated and the power value charged to the battery 110
  • the initial charging command value CC1 can be generated.
  • the command value generating unit 136 may supply the generated initial charge command value CC1 to the command value correcting unit and the command value correcting unit may be configured to generate the command value CC1 based on the provided initial charge command value CC1,
  • the final charging command value CC1 ' may be generated so that the power value to be charged to the first charging current value is greater than the first charging current value.
  • the command value generator 136 may also provide the generated final charge command value CC1 'to the PCS 100 and the PCS 100 may calculate the final charge command value CC1' based on the received final charge command value CC1 ' 1) 110 of the first and second embodiments, the combined power value can be a value smaller than the upper limit value TARGET MAX1.
  • the combined power can be included within the variation limit range (lower limit value to upper limit value).
  • This discharge mechanism may be performed through the same process as the fourth time point P4 at the fifth time point P5.
  • the output power of the distributed power system DG (that is, the power supplied to the grid GRID) through the charging and discharging of the battery 110
  • the output power of the grid GRID can be stabilized and the instability of the grid GRID can be reduced.
  • the output power of the distributed power system DG is stabilized by reducing the rate of change of the output power, not the smoothing of the output power of the distributed power system DG, thereby reducing the capacity of the battery 110.
  • the battery cost can be reduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

본 발명은 에너지 저장 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 계통 및 분산 전원 시스템에 연결된 에너지 저장 시스템에 있어서, 분산 전원 시스템 및 계통의 전력을 관리하는 PCS(Power Condition System), PCS에 의해 충방전되는 배터리 및 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값을 토대로 배터리의 충방전을 제어하기 위한 지령값을 생성하고, 생성된 지령값을 PCS에 제공하는 상위 제어기를 포함하되, 상위 제어기는, 제1 시점에서 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값과 배터리에 의해 충방전된 전력값을 토대로 기준값을 산출하는 기준값 산출부와, 산출된 기준값을 토대로 분산 전원 시스템 및 배터리의 합성 전력 목표값의 상한값과 하한값을 설정하는 상하한값 설정부와, 제1 시점 이후의 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값을 토대로, 합성 전력 목표값이 하한값보다 크고 상한값 보다 작은 값이 되도록 지령값을 생성하는 지령값 생성부를 포함한다.

Description

에너지 저장 시스템
본 발명은 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(Energy Storage System)은 생산된 전력을 발전소, 변전소 및 송전선 등을 포함한 각각의 연계 시스템에 저장한 후, 전력이 필요한 시기에 선택적, 효율적으로 사용하여 에너지 효율을 높이는 시스템이다.
에너지 저장 시스템은 시간대 및 계절별 변동이 큰 전기부하를 평준화시켜 전반적인 부하율을 향상시킬 경우, 발전 단가를 낮출 수 있으며 전력설비 증설에 필요한 투자비와 운전비 등을 절감할 수 있어서 전기요금을 인하하고 에너지를 절약할 수 있다.
이러한 에너지 저장 시스템은 전력계통에서 발전, 송배전, 수용가에 설치되어 이용되고 있으며, 주파수 조정(Frequency Regulation), 신재생에너지를 이용한 발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감(Peak Shaving), 부하 평준화(Load Leveling), 비상 전원 등의 기능으로 사용되고 있다.
에너지 저장 시스템은 저장방식에 따라 크게 물리적 에너지 저장과 화학적 에너지 저장으로 구분된다. 물리적 에너지 저장으로는 양수발전, 압축 공기 저장, 플라이휠 등을 이용한 방법이 있고, 화학적 에너지 저장으로는 리튬이온 배터리, 납축전지, Nas 전지 등을 이용한 방법이 있다.
한편 이러한 에너지 저장 시스템에서 전력을 생성하는 분산 전원 시스템, 특히, 신재생 에너지 시스템은 불안정한 출력으로 인해 전력 흐름을 예측하기 어렵다는 문제가 있다.
구체적으로, 신재생 에너지 시스템 중 풍력 발전 시스템의 경우, 수시로 변화하는 풍량에 따라 출력 전력량이 변동될 수 있고, 태양광 발전 시스템의 경우, 구름 양 등에 의해 출력 전력량이 변동될 수 있다.
이러한 날씨 변화에 따라 불규칙하게 변화하는 신재생 에너지 시스템의 출력으로 인해 계통의 불안정성이 증가하고 있고, 대규모로 설치되는 신재생 에너지 시스템의 피크치 발전량으로 인해 계통의 붕괴 또한 야기될 수 있다.
이에 따라, 최근 계통의 불안정성을 최소화하고, 계통 한계치를 초과하는 발전량을 처리하기 위해, 배터리 충방전을 토대로 신재생 에너지 시스템의 출력을 평활화시키는 에너지 저장 시스템이 대두되고 있다.
다만, 이 경우, 신재생 에너지 시스템의 출력을 평활화시킴으로써 계통을 안정화시킬 수는 있지만, 평활화 작업을 위해 매우 큰 용량의 배터리가 필요한바, 투자 비용 규모가 급격히 증가한다는 문제가 있다. 또한 배터리 수명에 따른 교체 비용까지 감안할 경우 추가 비용이 발생할 수 있다는 문제가 있다.
본 발명은 배터리 충방전을 통해 분산 전원 시스템의 출력 전력(즉, 계통으로 제공되는 전력)의 변화율을 저감함으로써 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시킬 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 분산 전원 시스템의 출력 전력의 평활화가 아닌 출력 전력의 변화율의 저감을 통해 배터리의 용량을 줄이면서 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시킬 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 계통 및 분산 전원 시스템에 연결된 에너지 저장 시스템에 있어서, 분산 전원 시스템 및 계통의 전력을 관리하는 PCS(Power Condition System), PCS에 의해 충방전되는 배터리 및 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값을 토대로 배터리의 충방전을 제어하기 위한 지령값을 생성하고, 생성된 지령값을 PCS에 제공하는 상위 제어기를 포함하되, 상위 제어기는, 제1 시점에서 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값과 배터리에 의해 충방전된 전력값을 토대로 기준값을 산출하는 기준값 산출부와, 산출된 기준값을 토대로 분산 전원 시스템 및 배터리의 합성 전력 목표값의 상한값과 하한값을 설정하는 상하한값 설정부와, 제1 시점 이후의 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값을 토대로, 합성 전력 목표값이 하한값보다 크고 상한값 보다 작은 값이 되도록 지령값을 생성하는 지령값 생성부를 포함한다.
상기 지령값 생성부는, 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값이 상한값 이상인 경우 지령값 중 배터리의 충전과 관련된 충전 지령값을 생성하고, 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값이 하한값 이하인 경우 지령값 중 배터리의 방전과 관련된 방전 지령값을 생성한다.
상기 지령값 생성부는 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값이 상한값 이상인 경우, 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값과 상한값의 차이값인 제1 결과값과 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값과 하한값의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리로 충전되는 전력값이 제1 결과값과 제2 결과값 사이의 값이 되도록 충전 지령값을 생성한다.
상기 지령값 생성부는 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값이 하한값 이하인 경우, 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값과 상한값의 차이값인 제1 결과값과 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값과 하한값의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리에서 방전되는 전력값이 제1 결과값과 제2 결과값 사이의 값이 되도록 방전 지령값을 생성한다.
상기 PCS는 상위 제어기로부터 제공받은 지령값을 토대로 배터리의 SOC(State of Charge)를 미리 설정된 안정 범위 내로 제어 가능하다.
상기 상위 제어기는 PMS(Power Management System) 또는 EMS(Energy Management System)이다.
상기 기준값 산출부는 미리 설정된 주기마다 상기 기준값을 업데이트하고, 상하한값 산출부는 미리 설정된 주기마다 업데이트된 기준값을 토대로 합성 전력 목표값의 상한값과 하한값을 업데이트한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 계통 및 분산 전원 시스템에 연결된 에너지 저장 시스템에 있어서, 분산 전원 시스템 및 계통의 전력을 관리하는 PCS(Power Condition System), PCS에 의해 충방전되는 배터리 및 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값을 토대로 배터리의 충방전을 제어하기 위한 지령값을 생성하고, 생성된 지령값을 PCS에 제공하는 상위 제어기를 포함하되, 상위 제어기는, 제1 시점에서 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값과 배터리에 의해 충방전된 전력값을 토대로 기준값을 산출하는 기준값 산출부와, 산출된 기준값을 토대로 분산 전원 시스템 및 배터리의 합성 전력 목표값의 상한값과 하한값을 설정하는 상하한값 설정부와, 제1 시점 및 제1 시점 이후의 제2 시점에서 각각 측정된 분산 전원 시스템의 전력값을 토대로 발전량 슬로프를 산출하고, 발전량 슬로프를 토대로 합성 전력 목표값이 상한값과 하한값 사이의 값이 되도록 지령값을 생성하는 지령값 생성부를 포함한다.
상기 지령값 생성부는, 발전량 슬로프가 증가 슬로프인 경우 발전량 슬로프를 토대로 제2 시점 이후의 제3 시점에서의 분산 전원 시스템의 예상 전력값을 산출하고, 산출된 분산 전원 시스템의 예상 전력값을 토대로 지령값 중 배터리의 충전과 관련된 충전 지령값을 생성하고, 발전량 슬로프가 감소 슬로프인 경우 발전량 슬로프를 토대로 제2 시점 이후의 제3 시점에서의 분산 전원 시스템의 예상 전력값을 산출하고, 산출된 분산 전원 시스템의 예상 전력값을 토대로 지령값 중 배터리의 방전과 관련된 방전 지령값을 생성한다.
상기 지령값 생성부는 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값이 상한값 이상인 경우, 제3 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값과 상한값의 차이값인 제1 결과값을 산출하고, 배터리로 충전되는 전력값이 제1 결과값 이상이 되도록 충전 지령값을 생성한다.
상기 지령값 생성부는 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값이 하한값 이하인 경우, 제3 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값과 하한값의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리로 방전되는 전력값이 제2 결과값 이상이 되도록 방전 지령값을 생성한다.
상기 제1 시점과 제2 시점 간 시간 차이는 제1 시간이고, 제2 시점과 제3 시점 간 시간 차이는 제1 시간의 N배이고, N은 2이상의 자연수이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 계통 및 분산 전원 시스템에 연결된 에너지 저장 시스템에 있어서, 분산 전원 시스템 및 계통의 전력을 관리하는 PCS(Power Condition System), PCS에 의해 충방전되는 배터리 및 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값을 토대로 배터리의 충방전을 제어하기 위한 최종 지령값을 생성하고, 생성된 최종 지령값을 PCS에 제공하는 상위 제어기를 포함하되, 상위 제어기는, 제1 시점에서 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값과 배터리에 의해 충방전된 전력값을 토대로 기준값을 산출하는 기준값 산출부와, 산출된 기준값을 토대로 분산 전원 시스템 및 배터리의 합성 전력 목표값의 상한값과 하한값을 설정하는 상하한값 설정부와, 제1 시점 이후의 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값을 토대로, 합성 전력 목표값이 하한값 또는 상한값이 되도록 초기 지령값을 생성하는 지령값 생성부와, 합성 전력 목표값이 하한값보다 크고 상한값 보다 작은 값이 되도록 초기 지령값을 보정하여 최종 지령값을 생성하는 지령값 보정부를 포함한다.
상기 지령값 생성부는, 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값이 상한값 이상인 경우 초기 지령값 중 배터리의 충전관련된 초기 충전 지령값을 생성하고, 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값이 하한값 이하인 경우 초기 지령값 중 배터리의 방전과 관련된 초기 방전 지령값을 생성한다.
상기 지령값 생성부는 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값이 상한값 이상인 경우, 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값과 상한값의 차이값인 제1 결과값을 산출하고, 제1 결과값을 토대로 초기 충전 지령값을 생성한다.
상기 지령값 보정부는 지령값 생성부로부터 제공받은 초기 충전 지령값을 토대로 배터리로 충전되는 전력값이 제1 결과값보다 큰 값이 되도록 최종 지령값 중 배터리의 충전과 관련된 최종 충전 지령값을 생성한다.
상기 지령값 생성부는 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값이 하한값 이하인 경우, 제2 시점에서 측정된 분산 전원 시스템의 전력값과 하한값의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 제2 결과값을 토대로 초기 방전 지령값을 생성한다.
상기 지령값 보정부는 지령값 생성부로부터 제공받은 초기 방전 지령값을 토대로 배터리에서 방전되는 전력값이 제2 결과값보다 큰 값이 되도록 최종 지령값 중 배터리의 방전과 관련된 최종 방전 지령값을 생성한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 배터리 충방전을 통해 분산 전원 시스템의 출력 전력(즉, 계통으로 제공되는 전력)의 변화율을 저감함으로써 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시킬 수 있고, 나아가 계통의 불안정성을 저감할 수 있다. 또한 분산 전원 시스템의 출력 전력의 평활화가 아닌 출력 전력의 변화율의 저감을 통해 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는바, 배터리의 용량을 줄일 수 있다. 또한 배터리의 용량을 줄임으로써 배터리 비용도 저감할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 PMS를 설명하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 과정을 설명하는 그래프들이다.
도 5는 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 일 예를 설명하는 그래프이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 다른 예를 설명하는 그래프이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 또 다른 예를 설명하는 그래프이다.
도 10은 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 또 다른 예를 설명하는 그래프이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1)을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하는 도면이다. 도 2는 도 1의 PMS를 설명하는 도면이다. 도 3 및 도 4는 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 과정을 설명하는 그래프들이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1)은 PCS(100; Power Conversion System), 배터리(110), BMS(120; Battery Management System), PMS(130; Power Management System), EMS(140; Energy Management System)를 포함할 수 있다.
PCS(100)는 계통(GRID) 및 분산 전원 시스템(DG)의 전력을 관리할 수 있다.
구체적으로, PCS(100)는 분산 전원 시스템(DG)에서 발전된 전력을 배터리(110)에 저장하거나 계통(GRID), 부하(L)로 전달할 수 있다. 또한 PCS(100)는 배터리(110)에 저장된 전력을 계통(GRID) 또는 부하(L)로 전달할 수 있다. PCS(100)는 계통(GRID)에서 공급된 전력을 배터리(110)에 저장할 수도 있다.
또한 PCS(100)는 배터리(110)의 충전 상태(State of Charge, 이하 ““SOC 레벨””이라 한다)를 기초로 배터리(110)의 충방전(즉, 충전 또는 방전)을 제어할 수 있다.
그 뿐만 아니라 PCS(100)는 PMS(130)로부터 제공받은 지령값을 토대로 배터리(110)의 충방전을 제어할 수 있다.
참고로, PCS(100)는 전력 시장의 전력 가격, 분산 전원 시스템(DG)의 발전 계획, 발전량 및 계통(GRID)의 전력 수요 등을 기초로 에너지 저장 시스템(2)의 동작에 대한 스케줄을 생성할 수 있다.
배터리(110)는 PCS(100)에 의해 충방전될 수 있다.
구체적으로, 배터리(110)는 분산 전원 시스템(DG) 및 계통(GRID)의 전력 중 하나 이상을 공급받아 저장할 수 있고, 저장된 전력을 계통(GRID) 및 부하(L) 중 하나 이상에 공급할 수 있다. 이러한 배터리(110)는 적어도 하나 이상의 배터리 셀로 이루어질 수 있으며, 각 배터리 셀은 복수의 베어셀을 포함할 수 있다.
참고로, 분산 전원 시스템(DG)은 계통(GRID)에 연결되고, 에너지원을 이용하여 전력을 생산하는 시스템이다.
이러한 분산 전원 시스템(DG)은 화석 연료, 원자력 연료, 신재생 에너지 중 하나 이상을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 예를 들어, 분산 전원 시스템(DG)은 태양광 발전 시스템, 풍력 발전 시스템, 조력 발전 시스템과 같은 신재생에너지를 이용한 신재생 발전 시스템일 수 있다.
또한 계통(GRID)은 발전소, 변전소, 송전선 등을 포함할 수 있다. 이러한 계통(GRID)은 에너지 저장 시스템(1), 부하(L), 분산 전원 시스템(DG) 중 하나 이상에 전력을 공급할 수 있고, 분산 전원 시스템(DG) 및 에너지 저장 시스템(1) 중 하나 이상으로부터 전력을 공급받을 수도 있다.
또한 부하(L)는 분산 전원 시스템(DG), 배터리(110), 계통(GRID) 중 하나 이상으로부터 전력을 공급받고, 공급된 전력을 소비한다.
예를 들어, 부하(L)는 가정, 대형 건물, 공장 등을 포함할 수 있다.
BMS(120)는 배터리(110)의 상태를 모니터링하고, 배터리(110)의 충전 및 방전 동작을 제어할 수 있다. 또한 BMS(120)는 배터리(110)의 충전 상태인 SOC 레벨을 포함한 배터리(110)의 상태를 모니터링 할 수 있고, 모니터링된 배터리(110)의 상태(예를 들어, 전압, 전류, 온도, 잔여 전력량, 수명, 충전 상태 등) 정보를 PCS(100)에 제공할 수 있다.
또한 BMS(120)는 배터리(110)를 보호하기 위한 보호 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, BMS(120)는 배터리(110)에 대한 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱 기능 중 하나 이상을 수행할 수 있다.
또한 BMS(120)는 배터리(110)의 SOC 레벨을 조절할 수 있다.
구체적으로, BMS(120)는 PCS(100)로부터 제어 신호를 수신하고, 수신된 신호를 토대로 배터리(110)의 SOC 레벨을 조절할 수 있다.
PMS(130)는 BMS(120)로부터 제공받은 배터리(110)와 관련된 데이터에 기초하여 PCS(100)를 제어할 수 있다.
구체적으로, PMS(130)는 배터리(110)의 상태를 모니터링하고, PCS(100)의 상태를 모니터링할 수 있다. 즉, PMS(130)는 BMS(120)로부터 수신한 배터리(110)와 관련된 데이터에 기초하여 PCS(100)를 그 효율에 따라 제어할 수 있다.
또한 PMS(130)는 BMS(120)를 통해 배터리(110)의 상태를 모니터링하여 수집한 배터리(110) 관련 데이터를 EMS(140)에 제공할 수 있다.
여기에서, 도 2 내지 도 4를 참조하면, PMS(130)는 상위 제어기일 수 있고, 상위 제어기(130)는 분산 전원 시스템(DG)에서 발전된 전력값을 토대로 배터리(110)의 충방전을 제어하기 위한 지령값을 생성하고, 생성된 지령값을 PCS(100)에 제공할 수 있다.
구체적으로, PMS(130)는 기준값 산출부(132), 상하한값 설정부(134), 지령값 생성부(136)를 포함할 수 있다.
기준값 산출부(132)는 특정 시점(예를 들어, 제1 시점(11시 59분))에서 분산 전원 시스템(DG)에서 발전된 전력값과 배터리(110)에 의해 충방전된 전력값을 토대로 기준값을 산출할 수 있다.
즉, 기준값 산출부(132)는 분산 전원 시스템(DG) 및 배터리(110)로부터 각각 특정 시점에서의 발전된 전력값과 충방전된 전력값을 제공받고, 발전된 전력값과 충방전된 전력값을 토대로 합성 전력값을 산출할 수 있다.
참고로, 합성 전력값은 기준값일 수 있다.
즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 분산 전원 시스템에서 발전된 전력(즉, 분산 전원 시스템 발전 전력)은 급격하게 변동되는 것을 알 수 있다. 이에 반해, 분산 전원 시스템에서 발전된 전력에 배터리의 충방전이 적용된 합성 출력(즉, 합성 전력)은 급격한 변동이 상대적으로 억제되어 있다는 것을 알 수 있다.
이러한 합성 전력의 값(즉, 합성 전력값)은 미리 설정된 주기(예를 들어, 1분)마다 산출될 수 있고, 각 주기마다 산출된 합성 전력값(예를 들어, MV1, MV2)은 합성 전력을 제어하기 위한 기준값이 될 수 있다.
한편, 상하한값 설정부(134)는 산출된 기준값을 토대로 분산 전원 시스템(DG) 및 배터리(110)의 합성 전력 목표값의 상한값(TARGET MAX)과 하한값(TARGET MIN)을 설정할 수 있다.
여기에서, 분산 전원 시스템(DG) 및 배터리(110)의 합성 전력 목표값은 분산 전원 시스템(DG)에서 발전된 전력에 배터리(110)의 충방전이 적용되었을 때 기대되는 출력 전력의 목표값을 의미할 수 있다.
구체적으로, 상하한값 설정부(134)는 기준값 산출부(132)로부터 기준값을 제공받을 수 있고, 제공받은 기준값을 토대로 합성 전력 목표값의 상한값(TARGET MAX)과 하한값(TARGET MIN)을 설정할 수 있다.
참고로, 기준값이 미리 설정된 주기마다 산출되는바, 합성 전력 목표값의 상한값(TARGET MAX)과 하한값(TARGET MIN) 역시 미리 설정된 주기마다 새로 설정될 수 있다.
예를 들어, 상한값(TARGET MAX)은 미리 설정된 주기마다 산출되는 기준값에 분산 전원 시스템(DG)의 최대 출력값(즉, 피크값)의 a%(예를 들어, a는 양수)를 더한 값일 수 있다.
또한 하한값(TARGET MIN)은 미리 설정된 주기마다 산출되는 기준값에 분산 전원 시스템(DG)의 최대 출력값(즉, 피크값)의 a%(예를 들어, a는 양수)를 뺀 값일 수 있다.
이에 따라, 분산 전원 시스템(DG)의 최대 출력값이 25MW이고, 기준값이 XKW(예를 들어, X는 정수)이며, a가 1인 경우, 상한값(TARGET MAX)은 XKW+250KW일 수 있고, 하한값(TARGET MIN)은 XKW-250KW일 수 있다.
지령값 생성부(136)는 제1 시점 이후의 제2 시점(예를 들어, 11시 59분에서 12시 사이의 임의의 시점)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값을 토대로, 합성 전력 목표값이 변동 제한 범위(하한값 ~ 상한값) 내에 포함되도록 지령값을 생성할 수 있다.
참고로, 지령값은 배터리(110)의 충전과 관련된 충전 지령값과 배터리(110)의 방전과 관련된 방전 지령값을 포함할 수 있다.
또한, 지령값 생성부(136)는 생성한 지령값을 PCS(도 1의 100)에 제공할 수 있다.
PCS(도 1의 100)는 지령값 생성부(136)로부터 제공받은 지령값을 토대로 배터리(도 1의 110)의 충방전을 제어함으로써 합성 전력이 변동 제한 범위를 벗어나지 않도록 할 수 있다.
참고로, PMS(130)는 분산 전원 시스템(DG)의 출력 안정화 방법에 따라 지령값 보정부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
다시 도 1을 참조하면, EMS(140)는 PMS(130)로부터 제공받은 배터리(110)에 관한 데이터에 기초하여 배터리(110)의 유지 및 보수에 관한 정보를 생성하고, 생성된 배터리(110)의 유지 및 보수에 관한 정보를 PMS(130)를 통해 BMS(120)에 제공할 수 있다.
참고로, PMS(130)가 아닌 EMS(140)가 상위 제어기로써 전술한 지령값 생성 기능을 수행할 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명에서는 PMS(130)가 상위 제어기인 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
스위치(SW)는 계통(GRID)과 PCS(100) 사이에 배치될 수 있고, 계통(GRID)의 정전이 감지되는 경우, 오픈될 수 있고, 계통(GRID)의 복전이 감지되는 경우, 클로즈될 수 있다.
이하에서는, 도 5를 참조하여, 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 일 예를 설명하도록 한다.
도 5는 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 일 예를 설명하는 그래프이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 분산 전원 시스템(DG)의 출력 전력을 안정화시키기 위해 먼저, 기준값 산출부(132)는 제1 시점(P1)에서 분산 전원 시스템(DG)에서 발전된 전력값과 배터리(도 1의 110)에 의해 충방전된 전력값을 토대로 기준값(MV1)을 산출할 수 있다.
여기에서, 기준값(MV1, MV2)은 미리 설정된 주기(예를 들어, P1~P6 사이의 간격, 즉, 1분)마다 업데이트될 수 있다.
기준값(MV1)이 산출되면, 상하한값 설정부(134)는 산출된 기준값(MV1)을 토대로 분산 전원 시스템(DG) 및 배터리(도 1의 110)의 합성 전력 목표값의 상한값(TARGET MAX1)과 하한값(TARGET MIN1)을 설정할 수 있다.
여기에서, 합성 전력 목표값의 상한값은 미리 설정된 주기마다 업데이트되는 기준값에 분산 전원 시스템(DG)의 최대 출력값의 a%(예를 들어, a는 양수)를 더한 값일 수 있다.
또한 합성 전력 목표값의 하한값은 미리 설정된 주기마다 업데이트되는 기준값에 분산 전원 시스템(DG)의 최대 출력값의 a%(예를 들어, a는 양수)를 뺀 값일 수 있다.
즉, 합성 전력 목표값의 상한값과 하한값은 미리 설정된 주기마다 업데이트된 기준값을 토대로 업데이트될 수 있다.
합성 전력 목표값의 상한값(TARGET MAX1)과 하한값(TARGET MIN1)이 설정되면, 지령값 생성부(136)는 제1 시점(P1) 이후의 다음 시점(예를 들어, 제2 시점(P2))에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값을 토대로, 합성 전력 목표값이 하한값(TARGET MIN1) 또는 상한값(TARGET MAX1)이 되도록 지령값을 생성할 수 있다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 지령값 생성부(136)는 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 상한값(TARGET MAX1)을 초과하는 경우 배터리(도 1의 110)의 충전과 관련된 충전 지령값을 생성하고, 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 하한값(TARGET MIN1) 미만인 경우 배터리(도 1의 110)의 방전과 관련된 방전 지령값을 생성할 수 있다.
즉, 지령값 생성부(136)는 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 상한값(TARGET MAX1)을 초과하는 경우, 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 상한값(TARGET MAX1)의 차이값인 제1 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)로 충전되는 전력값이 제1 결과값이 되도록 충전 지령값을 생성할 수 있다.
반면에, 지령값 생성부(136)는 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 하한값(TARGET MIN1) 미만인 경우, 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 하한값(TARGET MIN1)의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)에서 방전되는 전력값이 제2 결과값이 되도록 방전 지령값을 생성할 수 있다.
지령값 생성부(136)는 상기와 같은 과정을 거쳐서 생성된 충전 지령값 또는 방전 지령값을 PCS(100)에 제공할 수 있고, PCS(100)는 제공받은 충전 지령값 또는 방전 지령값을 토대로 배터리(도 1의 110)를 충방전시킬 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 시점(P2)에서 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 하한값(TARGET MIN1) 미만으로 측정된 경우, 지령값 생성부(136)는 제2 시점(P2)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 하한값(TARGET MIN1)의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)에서 방전되는 전력값이 제2 결과값이 되도록 방전 지령값(DC1)을 생성할 수 있다.
지령값 생성부(136)는 생성된 방전 지령값(DC1)을 PCS(100)에 제공할 수 있고, PCS(100)는 제공받은 방전 지령값(DC1)을 토대로 배터리(도 1의 110)를 방전시킴으로써 합성 전력값이 하한값이 되도록 할 수 있다. 또한 이를 통해, 합성 전력은 변동 제한 범위(하한값 ~ 상한값) 내에 포함될 수 있다.
이러한 방전 메커니즘은 제3 시점(P3)에서도 제2 시점(P2)과 동일한 과정을 거쳐서 이루어질 수 있다.
반면에, 도 5에 도시된 바와 같이, 제4 시점(P4)에서 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 상한값(TARGET MAX1)을 초과하는 것으로 측정된 경우, 지령값 생성부(136)는 제4 시점(P4)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 상한값(TARGET MAX1)의 차이값인 제1 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)로 충전되는 전력값이 제1 결과값이 되도록 충전 지령값(CC1)을 생성할 수 있다.
지령값 생성부(136)는 생성된 충전 지령값(CC1)을 PCS(100)에 제공할 수 있고, PCS(100)는 제공받은 충전 지령값(CC1)을 토대로 배터리(도 1의 110)를 충전시킴으로써 합성 전력값이 상한값이 되도록 할 수 있다. 또한 이를 통해, 합성 전력은 변동 제한 범위(하한값 ~ 상한값) 내에 포함될 수 있다.
이러한 충전 메커니즘은 제5 시점(P5)에서도 제4 시점(P4)과 동일한 과정을 거쳐서 이루어질 수 있다.
참고로, 전술한 분산 전원 시스템의 출력 전력 안정화 과정은 제6 시점(P6) 이후에도 동일한 메커니즘을 통해 이루어질 수 있다.
이하에서는, 도 6 및 도 7을 참조하여, 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 다른 예를 설명하도록 한다.
도 6 및 도 7은 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 다른 예를 설명하는 그래프이다.
참고로, 기준값 산출부(132)와 상하한값 설정부(134)의 동작 원리는 도 5와 동일한바, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 2, 도 6, 도 7을 참조하면, 기준값(MV1)과 합성 전력 목표값의 상한값(TARGET MAX) 및 하한값(TARGET MIN)이 설정되면, 지령값 생성부(136)는 제1 시점(P1) 이후의 다음 시점(예를 들어, 제3 시점(P3))에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값을 토대로, 합성 전력 목표값이 하한값(TARGET MIN)보다 크고 상한값(TARGET MAX) 보다 작은 값이 되도록 지령값을 생성할 수 있다.
구체적으로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 지령값 생성부(136)는 특정 시점(예를 들어, 제3 시점(P3))에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 상한값(TARGET MAX) 이상인 경우 배터리(도 1의 110)의 충전과 관련된 충전 지령값을 생성하고, 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 하한값(TARGET MIN) 이하인 경우 배터리(도 1의 110)의 방전과 관련된 방전 지령값을 생성할 수 있다.
즉, 지령값 생성부(136)는 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 상한값(TARGET MAX) 이상인 경우, 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 상한값(TARGET MAX)의 차이값인 제1 결과값과 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 하한값(TARGET MIN)의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)로 충전되는 전력값이 제1 결과값과 제2 결과값 사이의 값이 되도록 충전 지령값을 생성할 수 있다.
반면에, 지령값 생성부(136)는 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 하한값(TARGET MIN) 이하인 경우, 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 상한값(TARGET MAX)의 차이값인 제1 결과값과 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 하한값(TARGET MIN)의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)에서 방전되는 전력값이 제1 결과값과 제2 결과값 사이의 값이 되도록 방전 지령값을 생성할 수 있다.
지령값 생성부(136)는 상기와 같은 과정을 거쳐서 생성된 충전 지령값 또는 방전 지령값을 PCS(100)에 제공할 수 있고, PCS(100)는 제공받은 충전 지령값 또는 방전 지령값을 토대로 배터리(도 1의 110)를 충방전시킬 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 제3 시점(P3)에서 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 하한값(TARGET MIN) 이하로 측정된 경우, 지령값 생성부(136)는 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 상한값(TARGET MAX)의 차이값인 제1 결과값과 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 하한값(TARGET MIN)의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)에서 방전되는 전력값이 제1 결과값과 제2 결과값의 사이의 값이 되도록 방전 지령값(DC2)을 생성할 수 있다.
지령값 생성부(136)는 생성된 방전 지령값(DC2)을 PCS(100)에 제공할 수 있고, PCS(100)는 제공받은 방전 지령값(DC2)을 토대로 배터리(도 1의 110)를 방전시킴으로써 합성 전력값이 하한값(TARGET MIN)보다 크고 상한값(TARGET MAX)보다 작아지도록 할 수 있다.
이를 통해, 합성 전력은 변동 제한 범위(하한값 ~ 상한값) 내에 포함될 수 있다.
그 뿐만 아니라 배터리(도 1의 110)의 SOC가 날씨 상황에 따라 너무 높은 값을 가지는 경우, 합성 전력값이 하한값(TARGET MIN)보다 커지도록 배터리(도 1의 110)를 더 방전함으로써 배터리(도 1의 110)의 SOC가 미리 설정된 안정 범위 내로 들어가도록 임의로 낮출 수 있다.
이를 통해, 합성 전력 뿐만 아니라 배터리(도 1의 110)의 SOC가 동시에 안정적인 수치 범위 내에 들어가도록 제어할 수 있다.
참고로, 제2 시점(P2) 및 제4 시점(P4)에서 생성된 방전 지령값(DC1, DC3)은 각각 합성 전력 목표값이 상한값(TARGET MAX) 또는 하한값(TARGET MIN)이 되도록 하는바, 제3 시점(P3)에서 생성된 방전 지령값(DC1)과 다르다는 것을 알 수 있다.
즉, 제3 시점(P3)에서 생성된 방전 지령값(DC2)에 의한 배터리(도 1의 110)의 방전량은 제2 시점(P2)에서 생성된 방전 지령값(DC1)에 의한 배터리(도 1의 110)의 방전량보다 크고 및 제4 시점(P4)에서 생성된 방전 지령값(DC3)에 의한 배터리(도 1의 110)의 방전량보다 작을 수 있다.
반면에, 도 7에 도시된 바와 같이, 제3 시점(P3)에서 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 상한값(TARGET MAX) 이상으로 측정된 경우, 지령값 생성부(136)는 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 상한값(TARGET MAX)의 차이값인 제1 결과값과 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 하한값(TARGET MIN)의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)로 충전되는 전력값이 제1 결과값과 제2 결과값의 사이의 값이 되도록 충전 지령값(CC2)을 생성할 수 있다.
지령값 생성부(136)는 생성된 충전 지령값(CC2)을 PCS(100)에 제공할 수 있고, PCS(100)는 제공받은 충전 지령값(CC2)을 토대로 배터리(도 1의 110)를 충전시킴으로써 합성 전력값이 상한값보다 작아지도록 할 수 있다.
이를 통해, 합성 전력은 변동 제한 범위(하한값 ~ 상한값) 내에 포함될 수 있다.
그 뿐만 아니라 배터리(도 1의 110)의 SOC가 날씨 상황에 따라 너무 낮은 값을 가지는 경우, 합성 전력값이 상한값보다 작아지도록 배터리(도 1의 110)를 더 충전함으로써 배터리(도 1의 110)의 SOC가 미리 설정된 안정 범위 내로 들어가도록 임의로 높일 수 있다.
이를 통해, 합성 전력 뿐만 아니라 배터리(도 1의 110)의 SOC가 동시에 안정적인 수치 범위 내에 들어가도록 제어할 수 있다.
참고로, 제2 시점(P2) 및 제4 시점(P4)에서 생성된 충전 지령값(CC1, CC3)은 각각 합성 전력 목표값이 상한값(TARGET MAX) 또는 하한값(TARGET MIN)이 되도록 하는바, 제3 시점(P3)에서 생성된 충전 지령값(CC1)과 다르다는 것을 알 수 있다.
즉, 제3 시점(P3)에서 생성된 충전 지령값(CC2)에 의한 배터리(도 1의 110)의 충전량은 제2 시점(P2)에서 생성된 충전 지령값(CC1)에 의한 배터리(도 1의 110)의 충전량보다 크고 및 제4 시점(P4)에서 생성된 충전 지령값(CC3)에 의한 배터리(도 1의 110)의 충전량보다 작을 수 있다.
이하에서는, 도 8 및 도 9를 참조하여, 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 또 다른 예를 설명하도록 한다.
도 8 및 도 9는 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 또 다른 예를 설명하는 그래프이다.
참고로, 기준값 산출부(132)와 상하한값 설정부(134)의 동작 원리는 도 5와 동일한바, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 2, 도 8, 도 9를 참조하면, 기준값(MV1)과 합성 전력 목표값의 상한값(TARGET MAX) 및 하한값(TARGET MIN)이 설정되면, 지령값 생성부(136)는 제2 시점(P2) 및 제2 시점(P2) 이후의 제3 시점(P3)에서 각각 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값을 토대로 발전량 슬로프(Slope)를 산출하고, 발전량 슬로프(Slope)를 토대로 합성 전력 목표값이 상한값(TARGET MAX)과 하한값(TARGET MIN) 사이의 값이 되도록 지령값을 생성할 수 있다.
구체적으로, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 지령값 생성부(136)는 발전량 슬로프(Slope)가 증가 슬로프인 경우 발전량 슬로프(Slope)를 토대로 제3 시점(P3) 보다 2개의 시점 이후인 제5 시점(P5)에서의 분산 전원 시스템(DG)의 예상 전력값을 산출할 수 있다. 또한 지령값 생성부(136)는 산출된 분산 전원 시스템(DG)의 예상 전력값을 토대로 배터리(도 1의 110)의 충전과 관련된 충전 지령값을 생성할 수 있다.
그리고, 지령값 생성부(136)는 발전량 슬로프(Slope)가 감소 슬로프인 경우 발전량 슬로프(Slope)를 토대로 제3 시점(P3)보다 2개의 시점 이후인 제5 시점(P5)에서의 분산 전원 시스템(DG)의 예상 전력값을 산출할 수 있다. 또한 지령값 생성부(136)는 산출된 분산 전원 시스템(DG)의 예상 전력값을 토대로 배터리(도 1의 110)의 방전과 관련된 방전 지령값을 생성할 수 있다.
즉, 분산 전원 시스템(DG)의 출력 전력이 상한값(TARGET MAX)보다 높게 연속해서 증가하는 경우(즉, 증가 슬로프인 경우), 단순히 합성 전력 목표값이 상한값(TARGET MAX)이 되도록 배터리(도 1의 110)를 충전시키면 합성 전력은 여전히 상한값(TARGET MAX)보다 큰 값으로 남아있을 수 있다.
또한 분산 전원 시스템(DG)의 출력 전력이 하한값(TARGET MIN)보다 낮게 연속해서 감소하는 경우(즉, 감소 슬로프인 경우), 단순히 합성 전력 목표값이 하한값(TARGET MIN)이 되도록 배터리(도 1의 110)를 방전시키면 합성 전력은 여전히 하한값(TARGET MIN)보다 작은 값으로 남아있을 수 있다.
따라서, 지령값 생성부(136)는 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 상한값(TARGET MAX) 이상인 경우, 제5 시점(P5)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 상한값(TARGET MAX)의 차이값인 제1 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)로 충전되는 전력값이 제1 결과값이 되도록 충전 지령값을 생성할 수 있다.
반면에, 지령값 생성부(136)는 제3 시점(P3)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 하한값(TARGET MIN) 이하인 경우, 제5 시점(P5)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 하한값(TARGET MIN)의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)에서 방전되는 전력값이 제2 결과값이 되도록 방전 지령값을 생성할 수 있다.
지령값 생성부(136)는 상기와 같은 과정을 거쳐서 생성된 충전 지령값 또는 방전 지령값을 PCS(100)에 제공할 수 있고, PCS(100)는 제공받은 충전 지령값 또는 방전 지령값을 토대로 배터리(도 1의 110)를 충방전시킬 수 있다.
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 시점(P2) 및 제3 시점(P3)에서 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 연속해서 증가되는 것으로 측정된 경우, 지령값 생성부(136)는 산출된 발전량 슬로프(Slope)를 토대로 제3 시점(P3)보다 2개의 시점 이후인 제5 시점(P5)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 상한값(TARGET MAX)의 차이값인 제1 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)로 충전되는 전력값이 제2 결과값이 되도록 충전 지령값(CC2)을 생성할 수 있다.
참고로, 제2 시점(P2)과 제3 시점(P3) 간 시간 차이는 제1 시간이고, 제3 시점(P3)과 제5 시점(P5) 간 시간 차이는 제1 시간의 N배(N은 2이상의 자연수)일 수 있다.
물론, N이 2이상의 자연수가 아닌 1보다 큰 양수일 수도 있고, '제3 시점(P3)보다 2개의 시점 이후'가 아닌 '1개 또는 3개 이상의 시점 이후의 특정 시점'에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 예상 전력값을 이용할 수도 있으나, 본 발명에서는, 설명의 편의를 위해 N이 2이상의 자연수이고, '제3 시점(P3)보다 2개의 시점 이후인 제5 시점(P5)'에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 예상 전력값을 이용하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
지령값 생성부(136)는 생성된 충전 지령값(CC2)을 PCS(100)에 제공할 수 있고, PCS(100)는 제공받은 충전 지령값(CC2)을 토대로 배터리(도 1의 110)를 충전시킴으로써 합성 전력값이 상한값(TARGET MAX)과 하한값(TARGET MIN) 사이의 값이 되도록 할 수 있다.
이를 통해, 합성 전력은 변동 제한 범위(하한값 ~ 상한값) 내에 포함될 수 있다.
참고로, 도 8을 보면 알 수 있듯이, 제5 시점(P5)에서 생성된 충전 지령값(CC2)에 의한 배터리(도 1의 110)의 충전량은 제3 시점(P3)에서 생성된 충전 지령값(CC1)에 의한 배터리(도 1의 110)의 충전량보다 클 수 있다.
반면에, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 시점(P2) 및 제3 시점(P3)에서 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 연속해서 감소되는 것으로 측정된 경우, 지령값 생성부(136)는 산출된 발전량 슬로프(Slope)를 토대로 제3 시점(P3)보다 2개의 시점 이후인 제5 시점(P5)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 하한값(TARGET MIN)의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)에서 방전되는 전력값이 제2 결과값이 되도록 방전 지령값(DC2)을 생성할 수 있다.
참고로, 제2 시점(P2)과 제3 시점(P3) 간 시간 차이는 제1 시간이고, 제3 시점(P3)과 제5 시점(P5) 간 시간 차이는 제1 시간의 N배(N은 2이상의 자연수)일 수 있다.
지령값 생성부(136)는 생성된 방전 지령값(DC2)을 PCS(100)에 제공할 수 있고, PCS(100)는 제공받은 방전 지령값(DC2)을 토대로 배터리(도 1의 110)를 방전시킴으로써 합성 전력값이 상한값(TARGET MAX)과 하한값(TARGET MIN) 사이의 값이 되도록 할 수 있다.
이를 통해, 합성 전력은 변동 제한 범위(하한값 ~ 상한값) 내에 포함될 수 있다.
여기에서, 도 9를 보면 알 수 있듯이, 제5 시점(P5)에서 생성된 방전 지령값(DC2)에 의한 배터리(도 1의 110)의 방전량은 제3 시점(P3)에서 생성된 방전 지령값(DC1)에 의한 배터리(도 1의 110)의 방전량보다 클 수 있다.
이하에서는, 도 10을 참조하여, 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 또 다른 예를 설명하도록 한다.
도 10은 도 1의 에너지 저장 시스템이 분산 전원 시스템의 출력 전력을 안정화시키는 방법의 또 다른 예를 설명하는 그래프이다.
참고로, 기준값 산출부(132)와 상하한값 설정부(134)의 동작 원리는 도 5와 동일한바, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 2 및 도 10을 참조하면, 기준값(MV1)과 합성 전력 목표값의 상한값(TARGET MAX1) 및 하한값(TARGET MIN1)이 설정되면, 지령값 생성부(136)는 제1 시점(P1) 이후의 다음 시점(예를 들어, 제2 시점(P2))에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값을 토대로, 합성 전력 목표값이 하한값(TARGET MIN1) 또는 상한값(TARGET MAX1)이 되도록 초기 지령값(초기 충전 지령값 또는 초기 방전 지령값)을 생성할 수 있다.
구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 지령값 생성부(136)는 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 상한값(TARGET MAX1) 이상인 경우 배터리(도 1의 110)의 충전과 관련된 초기 충전 지령값을 생성하고, 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 하한값(TARGET MIN1) 이하인 경우 배터리(도 1의 110)의 방전과 관련된 초기 방전 지령값을 생성할 수 있다.
즉, 지령값 생성부(136)는 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 상한값(TARGET MAX1) 이상인 경우, 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 상한값(TARGET MAX1)의 차이값인 제1 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)로 충전되는 전력값이 제1 결과값이 되도록 초기 충전 지령값을 생성할 수 있다.
반면에, 지령값 생성부(136)는 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 하한값(TARGET MIN1) 이하인 경우, 특정 시점에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 하한값(TARGET MIN1)의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)에서 방전되는 전력값이 제2 결과값이 되도록 초기 방전 지령값을 생성할 수 있다.
지령값 생성부(136)는 상기와 같은 과정을 거쳐서 생성된 초기 충전 지령값 또는 초기 방전 지령값을 지령값 보정부(미도시)에 제공할 수 있다.
지령값 보정부는 합성 전력 목표값이 하한값(TARGET MIN1)보다 크고 상한값(TARGET MAX1) 보다 작은 값이 되도록 초기 지령값을 보정하여 최종 지령값(최종 충전 지령값 또는 최종 방전 지령값)을 생성할 수 있다.
구체적으로, 지령값 보정부는 지령값 생성부(136)로부터 초기 지령값을 제공받고, 제공받은 초기 지령값을 보정하여 합성 전력 목표값이 하한값(TARGET MIN1)보다 크고 상한값(TARGET MAX1) 보다 작은 값이 되도록 최종 지령값을 생성할 수 있다.
참고로, 지령값 보정부는 지령값 생성부(136) 안에 포함될 수도 있고, 별개로 존재할 수도 있다.
예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 시점(P2)에서 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 하한값(TARGET MIN1) 이하로 측정된 경우, 지령값 생성부(136)는 제2 시점(P2)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 하한값(TARGET MIN1)의 차이값인 제2 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)에서 방전되는 전력값이 제2 결과값이 되도록 초기 방전 지령값(DC1)을 생성할 수 있다.
지령값 생성부(136)는 생성된 초기 방전 지령값(DC1)을 지령값 보정부에 제공할 수 있고, 지령값 보정부는 제공받은 초기 방전 지령값(DC1)을 토대로 배터리(도 1의 110)에서 방전되는 전력값이 제2 결과값보다 큰 값이 되도록 최종 방전 지령값(DC1')을 생성할 수 있다.
또한 지령값 생성부(136)는 생성된 최종 방전 지령값(DC1')을 PCS(100)에 제공할 수 있고, PCS(100)는 제공받은 최종 방전 지령값(DC1')을 토대로 배터리(도 1의 110)를 방전시킴으로써 합성 전력값이 하한값(TARGET MIN1)보다 큰 값이 되도록 할 수 있다.
또한 이를 통해, 합성 전력은 변동 제한 범위(하한값 ~ 상한값) 내에 포함될 수 있다.
한편, 하한값(TARGET MIN1)에 맞추어 배터리(도 1의 110)를 방전시키는 경우, 합성 전력 측정시의 오차로 인하여 합성 전력이 변동 제한 범위를 벗어나는 것으로 측정될 수 있다. 따라서, 합성 전력값이 하한값(TARGET MIN1)보다 큰 값이 되도록 배터리(도 1의 110)를 방전시킴으로써 합성 전력이 변동 제한 범위를 벗어나는 것으로 잘못 측정될 가능성을 미연에 방지할 수 있다.
이러한 방전 메커니즘은 제3 시점(P3)에서도 제2 시점(P2)과 동일한 과정을 거쳐서 이루어질 수 있다.
반면에, 도 10에 도시된 바와 같이, 제4 시점(P4)에서 분산 전원 시스템(DG)의 전력값이 상한값(TARGET MAX1) 이상으로 측정된 경우, 지령값 생성부(136)는 제4 시점(P4)에서 측정된 분산 전원 시스템(DG)의 전력값과 상한값(TARGET MAX1)의 차이값인 제1 결과값을 산출하고, 배터리(도 1의 110)로 충전되는 전력값이 제1 결과값이 되도록 초기 충전 지령값(CC1)을 생성할 수 있다.
지령값 생성부(136)는 생성된 초기 충전 지령값(CC1)을 지령값 보정부에 제공할 수 있고, 지령값 보정부는 제공받은 초기 충전 지령값(CC1)을 토대로 배터리(도 1의 110)로 충전되는 전력값이 제1 결과값보다 큰 값이 되도록 최종 충전 지령값(CC1')을 생성할 수 있다.
또한 지령값 생성부(136)는 생성된 최종 충전 지령값(CC1')을 PCS(100)에 제공할 수 있고, PCS(100)는 제공받은 최종 충전 지령값(CC1')을 토대로 배터리(도 1의 110)를 충전시킴으로써 합성 전력값이 상한값(TARGET MAX1)보다 작은 값이 되도록 할 수 있다.
또한 이를 통해, 합성 전력은 변동 제한 범위(하한값 ~ 상한값) 내에 포함될 수 있다.
한편, 상한값(TARGET MAX1)에 맞추어 배터리(도 1의 110)를 충전시키는 경우, 합성 전력 측정시의 오차로 인하여 합성 전력이 변동 제한 범위를 벗어나는 것으로 측정될 수 있다. 따라서, 합성 전력값이 상한값(TARGET MAX1)보다 작은 값이 되도록 배터리(도 1의 110)를 충전시킴으로써 합성 전력이 변동 제한 범위를 벗어나는 것으로 잘못 측정될 가능성을 미연에 방지할 수 있다.
이러한 방전 메커니즘은 제5 시점(P5)에서도 제4 시점(P4)과 동일한 과정을 거쳐서 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 배터리(110)의 충방전을 통해 분산 전원 시스템(DG)의 출력 전력(즉, 계통(GRID)으로 제공되는 전력)의 변화율을 저감함으로써 분산 전원 시스템(DG)의 출력 전력을 안정화시킬 수 있고, 나아가 계통(GRID)의 불안정성을 저감할 수 있다. 또한 분산 전원 시스템(DG)의 출력 전력의 평활화가 아닌 출력 전력의 변화율의 저감을 통해 분산 전원 시스템(DG)의 출력 전력을 안정화시키는바, 배터리(110)의 용량을 줄일 수 있다. 또한 배터리(110)의 용량을 줄임으로써 배터리 비용도 저감할 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (18)

  1. 계통 및 분산 전원 시스템에 연결된 에너지 저장 시스템에 있어서,
    상기 분산 전원 시스템 및 상기 계통의 전력을 관리하는 PCS(Power Condition System);
    상기 PCS에 의해 충방전되는 배터리; 및
    상기 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값을 토대로 상기 배터리의 충방전을 제어하기 위한 지령값을 생성하고, 상기 생성된 지령값을 상기 PCS에 제공하는 상위 제어기를 포함하되,
    상기 상위 제어기는,
    제1 시점에서 상기 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값과 상기 배터리에 의해 충방전된 전력값을 토대로 기준값을 산출하는 기준값 산출부와,
    상기 산출된 기준값을 토대로 상기 분산 전원 시스템 및 상기 배터리의 합성 전력 목표값의 상한값과 하한값을 설정하는 상하한값 설정부와,
    상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값을 토대로, 상기 합성 전력 목표값이 상기 하한값보다 크고 상기 상한값 보다 작은 값이 되도록 상기 지령값을 생성하는 지령값 생성부를 포함하는
    에너지 저장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지령값 생성부는,
    상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값이 상기 상한값 이상인 경우 상기 지령값 중 상기 배터리의 충전과 관련된 충전 지령값을 생성하고,
    상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값이 상기 하한값 이하인 경우 상기 지령값 중 상기 배터리의 방전과 관련된 방전 지령값을 생성하는
    에너지 저장 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지령값 생성부는 상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값이 상기 상한값 이상인 경우,
    상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값과 상기 상한값의 차이값인 제1 결과값과 상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값과 상기 하한값의 차이값인 제2 결과값을 산출하고,
    상기 배터리로 충전되는 전력값이 상기 제1 결과값과 상기 제2 결과값 사이의 값이 되도록 상기 충전 지령값을 생성하는
    에너지 저장 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 지령값 생성부는 상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값이 상기 하한값 이하인 경우,
    상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값과 상기 상한값의 차이값인 제1 결과값과 상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값과 상기 하한값의 차이값인 제2 결과값을 산출하고,
    상기 배터리에서 방전되는 전력값이 상기 제1 결과값과 상기 제2 결과값 사이의 값이 되도록 상기 방전 지령값을 생성하는
    에너지 저장 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 PCS는 상기 상위 제어기로부터 제공받은 상기 지령값을 토대로 상기 배터리의 SOC(State of Charge)를 미리 설정된 안정 범위 내로 제어 가능한
    에너지 저장 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상위 제어기는 PMS(Power Management System) 또는 EMS(Energy Management System)인
    에너지 저장 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기준값 산출부는 미리 설정된 주기마다 상기 기준값을 업데이트하고,
    상기 상하한값 설정부는 상기 미리 설정된 주기마다 업데이트된 기준값을 토대로 상기 합성 전력 목표값의 상한값과 하한값을 업데이트하는
    에너지 저장 시스템.
  8. 계통 및 분산 전원 시스템에 연결된 에너지 저장 시스템에 있어서,
    상기 분산 전원 시스템 및 상기 계통의 전력을 관리하는 PCS(Power Condition System);
    상기 PCS에 의해 충방전되는 배터리; 및
    상기 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값을 토대로 상기 배터리의 충방전을 제어하기 위한 지령값을 생성하고, 상기 생성된 지령값을 상기 PCS에 제공하는 상위 제어기를 포함하되,
    상기 상위 제어기는,
    제1 시점에서 상기 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값과 상기 배터리에 의해 충방전된 전력값을 토대로 기준값을 산출하는 기준값 산출부와,
    상기 산출된 기준값을 토대로 상기 분산 전원 시스템 및 상기 배터리의 합성 전력 목표값의 상한값과 하한값을 설정하는 상하한값 설정부와,
    상기 제1 시점 및 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서 각각 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값을 토대로 발전량 슬로프를 산출하고, 상기 발전량 슬로프를 토대로 상기 합성 전력 목표값이 상기 상한값과 상기 하한값 사이의 값이 되도록 상기 지령값을 생성하는 지령값 생성부를 포함하는
    에너지 저장 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지령값 생성부는,
    상기 발전량 슬로프가 증가 슬로프인 경우 상기 발전량 슬로프를 토대로 상기 제2 시점 이후의 제3 시점에서의 상기 분산 전원 시스템의 예상 전력값을 산출하고, 상기 산출된 분산 전원 시스템의 예상 전력값을 토대로 상기 지령값 중 상기 배터리의 충전과 관련된 충전 지령값을 생성하며,
    상기 발전량 슬로프가 감소 슬로프인 경우 상기 발전량 슬로프를 토대로 상기 제2 시점 이후의 제3 시점에서의 상기 분산 전원 시스템의 예상 전력값을 산출하고, 상기 산출된 분산 전원 시스템의 예상 전력값을 토대로 상기 지령값 중 상기 배터리의 방전과 관련된 방전 지령값을 생성하는
    에너지 저장 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지령값 생성부는 상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값이 상기 상한값 이상인 경우,
    상기 제3 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값과 상기 상한값의 차이값인 제1 결과값을 산출하고,
    상기 배터리로 충전되는 전력값이 상기 제1 결과값이 되도록 상기 충전 지령값을 생성하는
    에너지 저장 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 지령값 생성부는 상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값이 상기 하한값 이하인 경우,
    상기 제3 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값과 상기 하한값의 차이값인 제2 결과값을 산출하고,
    상기 배터리로 방전되는 전력값이 상기 제2 결과값이 되도록 상기 방전 지령값을 생성하는
    에너지 저장 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 시점과 상기 제2 시점 간 시간 차이는 제1 시간이고,
    상기 제2 시점과 상기 제3 시점 간 시간 차이는 상기 제1 시간의 N배이고,
    상기 N은 2이상의 자연수인
    에너지 저장 시스템.
  13. 계통 및 분산 전원 시스템에 연결된 에너지 저장 시스템에 있어서,
    상기 분산 전원 시스템 및 상기 계통의 전력을 관리하는 PCS(Power Condition System);
    상기 PCS에 의해 충방전되는 배터리; 및
    상기 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값을 토대로 상기 배터리의 충방전을 제어하기 위한 최종 지령값을 생성하고, 상기 생성된 최종 지령값을 상기 PCS에 제공하는 상위 제어기를 포함하되,
    상기 상위 제어기는,
    제1 시점에서 상기 분산 전원 시스템에서 발전된 전력값과 상기 배터리에 의해 충방전된 전력값을 토대로 기준값을 산출하는 기준값 산출부와,
    상기 산출된 기준값을 토대로 상기 분산 전원 시스템 및 상기 배터리의 합성 전력 목표값의 상한값과 하한값을 설정하는 상하한값 설정부와,
    상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값을 토대로, 상기 합성 전력 목표값이 상기 하한값 또는 상기 상한값이 되도록 상기 초기 지령값을 생성하는 지령값 생성부와,
    상기 합성 전력 목표값이 상기 하한값보다 크고 상기 상한값 보다 작은 값이 되도록 상기 초기 지령값을 보정하여 상기 최종 지령값을 생성하는 지령값 보정부를 포함하는
    에너지 저장 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지령값 생성부는,
    상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값이 상기 상한값 이상인 경우 상기 초기 지령값 중 상기 배터리의 충전과 관련된 초기 충전 지령값을 생성하고,
    상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값이 상기 하한값 이하인 경우 상기 초기 지령값 중 상기 배터리의 방전과 관련된 초기 방전 지령값을 생성하는
    에너지 저장 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 지령값 생성부는 상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값이 상기 상한값 이상인 경우,
    상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값과 상기 상한값의 차이값인 제1 결과값을 산출하고,
    상기 제1 결과값을 토대로 상기 초기 충전 지령값을 생성하는
    에너지 저장 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 지령값 보정부는 상기 지령값 생성부로부터 제공받은 상기 초기 충전 지령값을 토대로, 상기 배터리로 충전되는 전력값이 상기 제1 결과값보다 큰 값이 되도록 상기 최종 지령값 중 상기 배터리의 충전과 관련된 최종 충전 지령값을 생성하는
    에너지 저장 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 지령값 생성부는 상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값이 상기 하한값 이하인 경우,
    상기 제2 시점에서 측정된 상기 분산 전원 시스템의 전력값과 상기 하한값의 차이값인 제2 결과값을 산출하고,
    상기 제2 결과값을 토대로 상기 초기 방전 지령값을 생성하는
    에너지 저장 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 지령값 보정부는 상기 지령값 생성부로부터 제공받은 상기 초기 방전 지령값을 토대로, 상기 배터리에서 방전되는 전력값이 상기 제2 결과값보다 큰 값이 되도록 상기 최종 지령값 중 상기 배터리의 방전과 관련된 최종 방전 지령값을 생성하는
    에너지 저장 시스템.
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