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KR101673057B1 - Power Controlling System Having Plurality of Energy Storage System and Method for Operating The Same - Google Patents

Power Controlling System Having Plurality of Energy Storage System and Method for Operating The Same Download PDF

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KR101673057B1
KR101673057B1 KR1020140162657A KR20140162657A KR101673057B1 KR 101673057 B1 KR101673057 B1 KR 101673057B1 KR 1020140162657 A KR1020140162657 A KR 1020140162657A KR 20140162657 A KR20140162657 A KR 20140162657A KR 101673057 B1 KR101673057 B1 KR 101673057B1
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KR
South Korea
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energy storage
command value
storage device
reactive power
power command
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KR1020140162657A
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김태형
권병기
이종학
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주식회사 포스코아이씨티
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Abstract

에너지 저장 장치에 저장되어 있는 에너지량에 따라 출력할 유효전력 및 무효전력을 조절할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템은, 배터리에 에너지를 충전하거나, 배터리에 저장되어 있는 에너지를 방전하는 복수개의 에너지 저장 장치; 및 상기 복수개의 에너지 저장장치에 대한 전체 유효전력 지령치 및 상기 각 에너지 저장장치에 저장되어 있는 에너지량을 이용하여 상기 각 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치를 산출하고, 상기 복수개의 에너지 저장장치에 대한 전체 무효전력 지령치를 이용하여 상기 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치를 산출하는 전력 관리 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.A power control system composed of a plurality of energy storage devices according to one aspect of the present invention capable of controlling active power and reactive power to be output in accordance with the amount of energy stored in an energy storage device can be configured to charge energy to the battery, A plurality of energy storage devices for discharging stored energy; And calculating an effective power command value for each of the plurality of energy storage devices using the total active power command value for the plurality of energy storage devices and the amount of energy stored in each of the energy storage devices, And a power management device for calculating a reactive power command value for each of the energy storage devices using the reactive power command value.

Description

다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템 및 그 운영 방법{Power Controlling System Having Plurality of Energy Storage System and Method for Operating The Same}Technical Field [0001] The present invention relates to a power control system including a plurality of energy storage devices,

본 발명은 전력 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템 및 그 운영 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power control system, and more particularly, to a power control system composed of a plurality of energy storage devices and a method of operating the same.

산업의 발달과 더불어 전력수요가 점차 증대되고 있으며 주야간, 계절간, 일별간 전력 사용량의 격차가 점차 심화되고 있다.With the development of the industry, electric power demand is gradually increasing, and the gap between day and night, season, and day is widening.

최근에 이러한 이유로 계통의 잉여 전력을 활용하여 피크부하를 삭감하기 위한 많은 기술들이 빠르게 개발되고 있는데, 이러한 기술들 중에서 대표적인 것이 계통의 잉여 전력을 전지에 저장하거나 계통의 부족 전력을 전지에서 공급해주는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System)이다.Recently, many techniques for reducing the peak load by utilizing the surplus power of the system have been rapidly developed for this reason. One of these technologies is to store the surplus power of the system in a battery or to supply energy Storage system (Energy Storage System).

에너지 저장 시스템은 야간의 잉여 전력이나 풍력, 태양광 등의 신재생 에너지원에서 발전된 잉여 전력을 저장하였다가 피크 부하시 저장되어 있던 전력을 계통에 공급한다. 이를 통해 신재생 에너지원에 의해 불안정하게 변동되는 계통 전력을 안정화 시키고 최대부하 삭감과 부하 평준화를 달성할 수 있게 된다. 이러한 에너지 저장 시스템의 일 예가 대한민국 공개특허 제10-2012-0038490호에 제시된 바 있다.The energy storage system stores surplus power generated at night, surplus power generated from renewable energy sources such as wind power and solar power, and supplies power stored in peak load to the system. This will stabilize the system power unstably fluctuating by the renewable energy source and achieve maximum load reduction and load leveling. An example of such an energy storage system is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2012-0038490.

최근, 다수개의 에너지 저장 시스템을 병렬로 연결하여 구성한 대규모 에너지 저장 시스템을 통해 계통안정화를 위한 유효전력을 제어하는 방법이 제안된 바 있다.Recently, a method for controlling active power for system stabilization through a large-scale energy storage system constructed by connecting a plurality of energy storage systems in parallel has been proposed.

하지만, 종래의 대규모 에너지 저장 시스템의 경우, 유효전력을 제어함에 있어서 개별 에너지 저장 시스템에 저장되어 있는 에너지량의 차이를 고려하지 않았기 때문에, 각 에너지 저장 시스템에서 출력되는 유효전력이 제한될 뿐만 아니라 별도로 무효전력을 제어 할 수 없어 계통 안정화의 극대화가 제한된다는 문제점이 있다.However, in the case of a conventional large-scale energy storage system, since the difference in the amount of energy stored in the individual energy storage system is not considered in controlling the active power, the effective power output from each energy storage system is limited, The reactive power can not be controlled, thereby limiting the maximization of system stabilization.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 에너지 저장 장치에 저장되어 있는 에너지량에 따라 에너지 저장 장치의 유효전력 및 무효전력을 조절할 수 있는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템 및 그 운영 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a power control system including a plurality of energy storage devices capable of adjusting active power and reactive power of an energy storage device according to an amount of energy stored in an energy storage device, The present invention has been made in view of the above problems.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템은, 배터리에 에너지를 충전하거나, 배터리에 저장되어 있는 에너지를 방전하는 복수개의 에너지 저장 장치; 및 상기 복수개의 에너지 저장장치에 대한 전체 유효전력 지령치 및 상기 각 에너지 저장장치에 저장되어 있는 에너지량을 이용하여 상기 각 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치를 산출하고, 상기 복수개의 에너지 저장장치에 대한 전체 무효전력 지령치를 이용하여 상기 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치를 산출하는 전력 관리 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power control system including a plurality of energy storage devices for charging energy into a battery or discharging energy stored in the battery. And calculating an effective power command value for each of the plurality of energy storage devices using the total active power command value for the plurality of energy storage devices and the amount of energy stored in each of the energy storage devices, And a power management device for calculating a reactive power command value for each of the energy storage devices using the reactive power command value.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템의 운영 방법은, 복수개의 에너지 저장장치에 대한 전체 유효전력 지령치 및 전체 무효전력 지령치를 수신하는 단계; 상기 전체 유효전력 지령치 및 각 에너지 저장장치에 저장되어 있는 에너지량을 이용하여 상기 각 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치를 산출하고, 상기 전체 무효전력 지령치를 이용하여 상기 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치를 산출하는 단계; 및 상기 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치를 이용하여 산출되는 에너지 저장장치의 출력이 정격용량을 초과하는 경우, 상기 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치에 따라 상기 에너지 저장장치의 무효전력 지령치를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of operating a power control system including a plurality of energy storage devices, the method comprising: receiving a total reactive power command value and a total reactive power command value for a plurality of energy storage devices; Calculates an effective power command value for each energy storage device by using the total effective power command value and the energy amount stored in each energy storage device, and calculates a reactive power command value for each energy storage device by using the total reactive power command value Calculating; And a reactive power command value of the energy storage device according to an effective power command value for each energy storage device when the output of the energy storage device calculated using the reactive power command value and the reactive power command value for each energy storage device exceeds the rated capacity And correcting the error.

본 발명에 따르면, 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템에서, 개별 에너지 저장 장치에 저장된 에너지량에 기초하여 각 에너지 저장 장치의 유효전력 및 무효전력을 산출하기 때문에 각 에너지 저장 장치의 유효전력 및 무효전력의 출력이 제한되지 않아 계통 안정화에 필요한 유효전력 및 무효전력을 항시 제공할 수 있어 시스템의 신뢰성이 향상된다는 효과가 있다.According to the present invention, in a power control system composed of a plurality of energy storage devices, since the active power and the reactive power of each energy storage device are calculated based on the amount of energy stored in the individual energy storage device, The output of the reactive power is not limited so that the active power and the reactive power necessary for the system stabilization can be always provided, thereby improving the reliability of the system.

또한, 본 발명에 따르면 에너지 저장 용량이 서로 다른 에너지 저장 장치를 연결하여 전력 제어 시스템을 구현할 수 있어, 시스템의 확장성을 극대화시킬 수 있다는 효과가 있다.Also, according to the present invention, it is possible to implement a power control system by connecting energy storage devices having different energy storage capacities, thereby maximizing system scalability.

또한, 본 발명에 따르면 별도의 무효전력 보상장치의 추가 설치가 요구되지 않아 전력 제어 시스템의 설치 비용을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.Further, according to the present invention, it is not required to additionally install an additional reactive power compensation device, thereby reducing the installation cost of the power control system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전력 관리 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 장치가 각 에너지 저장장치의 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치를 산출하는 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 에너지 저장 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템의 운영 방법을 보여주는 플로우차트이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a power control system configured by a plurality of energy storage devices according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of the power management apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of calculating a reactive power command value and a reactive power command value of each energy storage device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
4 is a block diagram showing the configuration of the energy storage device shown in FIG.
5 is a flowchart illustrating a method of operating a power control system configured with a plurality of energy storage devices according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described herein should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.The word " first, "" second," and the like, used to distinguish one element from another, are to be understood to include plural representations unless the context clearly dictates otherwise. The scope of the right should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the terms "comprises" or "having" does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.It should be understood that the term "at least one" includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first item, the second item and the third item" means not only the first item, the second item or the third item, but also the second item and the second item among the first item, Means any combination of items that can be presented from more than one.

이하에서는 설명의 편의를 위해 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 해당 구성을 설명하기로 한다.
Hereinafter, the same components will be denoted by the same reference numerals for convenience of description.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a power control system configured by a plurality of energy storage devices according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템(이하, '전력 제어 시스템'이라 함, 100)은, 전력계통(110)에 연결되어, 에너지 저장장치의 유효전력 및 무효전력을 조절함으로써 전력계통(110)의 안정화를 수행한다.1, a power control system 100 (hereinafter referred to as a 'power control system') composed of a plurality of energy storage devices according to an embodiment of the present invention is connected to a power system 110, And stabilizes the power system 110 by adjusting the active power and the reactive power of the energy storage device.

전력계통(110)의 안정화(Stability)는 위상각 안정도(Angle Stability) 및 전압 안정도(Voltage Stability)로 구분할 수 있다. 위상각 안정도는 전력계통(110)의 외란(상정사고, 부하의 급증, 또는 발전기의 탈락 등)시 전력계통(110)의 동기 위상각을 유지하는 정도를 의미한다. 전압 안정도는 전력계통(110)의 외란 시 전력계통(110)이 적정 전압을 유지하는 정도를 의미한다. 평상시 전력계통(110)은 항시 위상각 안정도와 전압 안정도가 안정한 범위에서 운전된다. 그러나 특정한 상황에서(상정사고의 발생이나, 부하 또는 발전기의 탈락 등) 전력계통(110)의 운전점이 안정한 영역을 벗어나게 되면 대규모 정전과 같은 상황이 발생하게 된다.Stability of the power system 110 can be classified into phase angle stability and voltage stability. The phase angle stability means a degree of maintaining the synchronous phase angle of the power system 110 when disturbance (assumed accident, load increase, dropout of the generator, etc.) of the power system 110 occurs. Voltage stability refers to the degree to which the power system 110 maintains an appropriate voltage when disturbance of the power system 110 occurs. Normally, the power system 110 is operated in a range where the phase angle stability and the voltage stability are always stable. However, when the operating point of the power system 110 deviates from the stable region in a certain situation (occurrence of an assumed accident, drop of a load or generator), a situation such as a large-scale power failure occurs.

위상각 안정도는 발전기의 인출선로가 탈락된 경우나 발전기가 회전하는 운동에너지가 전기에너지로 모두 변환되어 전력계통에 공급되지 못할 때 발생한다. 즉, 외란이 발생한 후 과도기간 동안 발전기가 가속하여 축적되는 에너지를 고장제거 후에 전력계통에서 흡수할 수 있는 경우 전력계통의 위상각 안정도가 유지될 수 있다.The phase angle stability occurs when the outgoing line of the generator is disconnected or when the kinetic energy of the generator is converted into electric energy and can not be supplied to the power system. That is, the phase angle stability of the power system can be maintained if the energy accumulated during the transient period after the disturbance is generated can be absorbed in the power system after the fault is removed.

전압 안정도는 무효전력의 부족에서 발생한다. 발전기에서 생산된 전력은 변압기 및 송전선로의 임피던스로 인해 수요지까지 전송되면서 무효전력의 손실이 발생한다. 무효전력의 손실은 외란의 발생으로 전력계통의 임피던스가 증가하면 더욱 증가하며, 이러한 무효전력의 손실로 인해 전압이 하락하여 안정한 영역을 벗어나게 되면 대규모 정전이 발생하게 된다. 즉, 외란으로 인한 무효전력의 손실을 충분히 보상하면 전압 안정도를 유지할 수 있다.Voltage stability arises from the lack of reactive power. The power generated by the generator is transmitted to the customer site due to the impedance of the transformer and the transmission line, resulting in loss of reactive power. The loss of reactive power increases as the impedance of the power system increases due to the occurrence of disturbance. If the voltage falls due to the loss of the reactive power and deviates from the stable region, large power failure occurs. That is, if the loss of the reactive power due to the disturbance is sufficiently compensated, the voltage stability can be maintained.

따라서 본 발명에 따른 전력 제어 시스템(100)은 에너지 저장 장치의 유효전력뿐만 아나라 무효전력을 제어함으로써 전력 계통(110)의 안정화를 수행한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 전력 제어 시스템(100)은 에너지 관리 장치(Energy Management System: EMS, 120), 전력 관리 장치(Power Management System: PMS, 130), 및 복수개의 에너지 저장 장치(Energy Storage System: ESS, 140)를 포함한다.Therefore, the power control system 100 according to the present invention performs stabilization of the power system 110 by controlling reactive power as well as active power of the energy storage device. To this end, the power control system 100 according to the present invention includes an energy management system (EMS) 120, a power management system (PMS) 130, and a plurality of energy storage systems : ESS, 140).

먼저, 에너지 관리 장치(120)는 전력계통(110)의 운영상태를 감시하여 전력계통(110)에서 필요로 하는 유효전력을 계산하고, 계산된 유효전력을 복수개의 에너지 저장장치(140)가 출력해야 하는 전체 유효전력 지령치로 결정한다. 또한, 에너지 관리 장치(120)는 전력계통(110)의 안정화를 위해 요구되는 무효전력을 계산하고, 계산된 무효전력을 복수개의 에너지 저장장치(140)가 출력해야 하는 전체 무효전력 지령치로 결정한다. 에너지 관리 장치(120)는 결정된 전체 유효전력 지령치 및 전체 무효전력 지령치를 전력 관리 장치(130)로 전달한다.First, the energy management apparatus 120 monitors the operation state of the power system 110 to calculate an active power required by the power system 110, and outputs the calculated active power to a plurality of energy storage devices 140 Is determined by the total effective power command value to be set. Further, the energy management apparatus 120 calculates the reactive power required for stabilizing the power system 110, and determines the calculated reactive power as the total reactive power command value to be output by the plurality of energy storage devices 140 . The energy management apparatus 120 delivers the determined total effective power command value and the total reactive power command value to the power management apparatus 130. [

전력 관리 장치(130)는, 에너지 관리 장치(120)로부터 전체 유효전력 지령치 및 전체 무효전력 지령치가 수신되면, 전체 유효전력 지령치 및 각 에너지 저장장치(140)에 저장되어 있는 에너지량을 이용하여 각 에너지 저장장치(140) 별 유효전력 지령치를 산출한다.When the total effective power command value and the total reactive power command value are received from the energy management device 120, the power management device 130 uses the total effective power command value and the amount of energy stored in each energy storage device 140, And calculates an effective power command value for each energy storage device 140.

또한, 전력 관리 장치(130)는 전체 무효전력 지령치를 이용하여 각 에너지 저장장치(140) 별 무효전력 지령치를 산출한다.Further, the power management device 130 calculates the reactive power command value for each energy storage device 140 by using the total reactive power command value.

이하에서, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 전력 관리 장치(130)의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the power management apparatus 130 according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 장치(130)의 구성을 보여주는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a power management apparatus 130 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 관리 장치(130)는 제1 통신부(210), 제2 통신부(220), 제1 가중치 산출부(230), 유효전력 지령치 산출부(240), 무효전력 지령치 산출부(260), 및 보정부(250)를 포함한다.2, the power management apparatus 130 includes a first communication unit 210, a second communication unit 220, a first weight calculation unit 230, a real power command value calculation unit 240, A reactive power command value calculation unit 260, and a correction unit 250. [

제1 통신부(210)는 에너지 관리 장치(120)로부터 전체 무효전력 지령치 및 전체 유효전력 지령치를 수신한다. 또한, 제1 통신부(210)는 복수개의 에너지 저장 장치(140)의 상태정보를 에너지 관리 장치(120)로 전달한다. The first communication unit 210 receives the total reactive power command value and the total effective power command value from the energy management device 120. [ The first communication unit 210 transmits the status information of the plurality of energy storage devices 140 to the energy management device 120.

일 실시예에 있어서, 복수개의 에너지 저장장치(140)의 상태정보는 각 에너지 저장장치(140)의 에너지량, 각 에너지 저장장치(140)의 동작상태, 각 에너지 저장장치(140)에 충전되고 있는 에너지량, 또는 각 에너지 저장장치(140)에서 방전되고 있는 에너지량 등을 포함한다.In one embodiment, the state information of the plurality of energy storage devices 140 is stored in the respective energy storage device 140, the amount of energy in each energy storage device 140, the operating state of each energy storage device 140, Or the amount of energy being discharged in each energy storage device 140, and the like.

제2 통신부(220)는 복수개의 에너지 저장장치(140)로부터 각 에너지 저장장치(140)의 상태정보를 수신하고, 각 에너지 저장장치(140)로 각 에너지 저장장치(140)의 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치를 전달한다.The second communication unit 220 receives the status information of each energy storage device 140 from the plurality of energy storage devices 140 and transmits the active power setpoint of each energy storage device 140 to each energy storage device 140, And transmits a reactive power command value.

제1 가중치 산출부(230)는 에너지 저장장치(140)의 에너지량에 따라 에너지 저장장치들의 유효전력 지령치를 조절하기 위한 유효전력 분담 가중치를 산출한다.The first weight calculation unit 230 calculates the effective power sharing weight for adjusting the effective power command value of the energy storage devices according to the energy amount of the energy storage device 140. [

본 발명에서 제1 가중치 산출부(230)를 통해 유효전력 분담 가중치를 산출하는 것은, 에너지 저장장치(140)의 에너지량에 따라 상이하게 산출된 유효전력 분담 가중치를 각 에너지 저장장치(140)에 적용하지 않게 되면, 전체 유효전력 지령치에 해당하는 유효전력을 각 에너지 저장장치(140)가 균등 부담하게 되고 이러한 경우 에너지량이 작은 에너지 저장장치(140)의 출력이 제한될 수 밖에 없다는 문제점이 있기 때문이다.The calculation of the effective power sharing weight through the first weight calculation unit 230 in the present invention is performed by calculating the effective power sharing weight calculated differently according to the energy amount of the energy storage device 140 to each energy storage device 140 There is a problem in that the output of the energy storage device 140 having a small amount of energy can be limited because the energy storage device 140 equally burden the active power corresponding to the total effective power command value to be.

일 실시예에 있어서, 제1 가중치 산출부(230)는 아래의 수학식 1을 이용하여 각 에너지 저장장치(140) 별로 유효전력 분담 가중치를 산출할 수 있다.In one embodiment, the first weight calculation unit 230 may calculate the effective power sharing weight for each energy storage device 140 using Equation (1) below.

Figure 112014112079559-pat00001
Figure 112014112079559-pat00001

상기 수학식 1에서

Figure 112014112079559-pat00002
은 n번째 에너지 저장장치(140)의 유효전력 분담 가중치를 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00003
은 n번째 에너지 저장장치(140)의 에너지 저장량을 나타내고, n은 에너지 저장장치(140)의 개수를 나타낸다.In Equation (1)
Figure 112014112079559-pat00002
The active power sharing weight of the n-th energy storage device 140,
Figure 112014112079559-pat00003
(N) represents the energy storage amount of the n-th energy storage device 140, and n represents the number of the energy storage devices 140.

유효전력 지령치 산출부(240)는 제1 가중치 산출부(230)에 의해 산출된 유효전력 분담 가중치, 전체 유효전력 지령치, 및 에너지 저장장치(140)의 개수를 이용하여 에너지 저장장치(140) 별 유효전력 지령치를 산출한다.The active power command value calculation unit 240 calculates the active power command value by using the effective power sharing weight value, the total effective power command value, and the number of the energy storage devices 140 calculated by the first weight calculation unit 230 And calculates an effective power command value.

일 실시예에 있어서, 유효전력 지령치 산출부(240)는 아래의 수학식 2를 이용하여 에너지 저장장치(140) 별 유효전력 지령치를 산출한다.In one embodiment, the effective power command value calculation unit 240 calculates an effective power command value for each energy storage device 140 using the following equation (2).

Figure 112014112079559-pat00004
Figure 112014112079559-pat00004

수학식 2에서

Figure 112014112079559-pat00005
는 n번째 에너지 저장장치(140)의 유효전력 지령치를 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00006
은 n번째 에너지 저장장치(140)의 유효전력 분담 가중치를 나타내며,
Figure 112014112079559-pat00007
은 전체 유효전력 지령치를 나타내고, n은 에너지 저장장치(140)의 개수를 나타낸다.In Equation 2,
Figure 112014112079559-pat00005
Represents the effective power command value of the n-th energy storage device 140,
Figure 112014112079559-pat00006
The active power sharing weight of the n-th energy storage device 140,
Figure 112014112079559-pat00007
Represents the total effective power command value, and n represents the number of the energy storage devices 140.

무효전력 지령치 산출부(260)는 전체 무효전력 지령치를 이용하여 각 에너지 저장장치(140) 별 무효전력 지령치를 산출한다.The reactive power command value calculation unit 260 calculates the reactive power command value for each energy storage device 140 by using the total reactive power command value.

일 실시예에 있어서, 무효전력 지령치 산출부(260)는 아래의 수학식 3을 이용하여 각 에너지 저장장치(140) 별 무효전력 지령치를 산출한다.In one embodiment, the reactive power command value calculation unit 260 calculates the reactive power command value for each energy storage device 140 using the following equation (3).

Figure 112014112079559-pat00008
Figure 112014112079559-pat00008

수학식 3에서

Figure 112016053648210-pat00009
는 에너지 저장장치(140)의 무효전력 지령치를 나타내고,
Figure 112016053648210-pat00010
은 전체 무효전력 지령치를 나타내며, n은 에너지 저장장치의 개수를 나타낸다. 즉, 무효전력 지령치 산출부(260)는 전체 무효전력 지령치에 해당하는 무효전력을 각 에너지 저장장치(140)가 균등 부담할 수 있도록 각 에너지 저장장치(140)의 무효전력 지령치를 산출한다.In Equation 3,
Figure 112016053648210-pat00009
Represents the reactive power command value of the energy storage device 140,
Figure 112016053648210-pat00010
Represents the total reactive power command value, and n represents the number of energy storage devices. That is, the reactive power command value calculation unit 260 calculates the reactive power command value of each energy storage device 140 so that the energy storage device 140 can uniformly bear the reactive power corresponding to the total reactive power command value.

보정부(250)는 출력이 정격용량을 초과하게 되는 에너지 저장장치(140)가 존재하는지 여부를 판단하고, 존재하는 경우 각 에너지 저장장치(140)의 무효전력 지령치를 보정한다.The corrector 250 determines whether an energy storage device 140 whose output exceeds the rated capacity exists and corrects the reactive power command value of each energy storage device 140, if any.

이를 위해, 보정부(250)는 도 2에 도시된 바와 같이, 판단부(252), 제2 가중치 산출부(254), 및 연산부(256)를 포함한다.For this, the corrector 250 includes a determiner 252, a second weight calculator 254, and a calculator 256, as shown in FIG.

먼저, 판단부(252)는 에너지 저장장치(140)의 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치를 이용하여 각 에너지 저장장치(140)의 출력을 산출하고, 출력이 정격용량을 초과하게 되는 에너지 저장장치(140)가 존재하는지 여부를 판단한다. 일 실시예에 있어서, 판단부(252)는 아래의 수학식 4를 이용하여 각 에너지 저장장치(140)의 출력을 산출한다.The determination unit 252 calculates the output of each energy storage device 140 using the effective power command value and the reactive power command value of the energy storage device 140 and outputs the output of the energy storage device 140 140 are present. In one embodiment, the determination unit 252 calculates the output of each energy storage device 140 using Equation (4) below.

Figure 112014112079559-pat00011
Figure 112014112079559-pat00011

수학식 4에서,

Figure 112014112079559-pat00012
은 n번째 에너지 저장장치(140)의 출력을 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00013
는 n번째 에너지 저장장치(140)의 유효전력 지령치를 나타내며,
Figure 112014112079559-pat00014
는 n번째 에너지 저장장치(140)의 무효전력 지령치를 나타낸다.In Equation (4)
Figure 112014112079559-pat00012
Represents the output of the n-th energy storage device 140,
Figure 112014112079559-pat00013
Represents the effective power command value of the n-th energy storage device 140,
Figure 112014112079559-pat00014
Represents the reactive power command value of the n-th energy storage device 140. [

제2 가중치 산출부(254)는 출력이 정격용량을 초과하는 에너지 저장장치(140)가 존재하는 경우, 각 에너지 저장장치(140)의 무효전력 지령치를 보정하기 위해 에너지 저장장치(140) 별 유효전력 지령치에 따라 각 에너지 저장장치(140)들의 무효전력 지령치를 조절하기 위한 무효전력 분담 가중치를 산출한다.The second weight calculator 254 calculates the effective power of each energy storage device 140 when there is an energy storage device 140 whose output exceeds the rated capacity, The reactive power sharing weight for adjusting the reactive power command value of each of the energy storage devices 140 according to the power command value is calculated.

일 실시예에 있어서, 제2 가중치 산출부(254)는 아래의 수학식 5를 이용하여 각 에너지 저장장치(140) 별로 무효전력 분담 가중치를 산출한다.In one embodiment, the second weight calculation unit 254 calculates the reactive power sharing weight for each energy storage device 140 using the following equation (5).

Figure 112014112079559-pat00015
Figure 112014112079559-pat00015

수학식 5에서

Figure 112014112079559-pat00016
는 n번째 에너지 저장장치(140)의 무효전력 분담 가중치를 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00017
는 n번째 에너지 저장장치(140)에서 출력 가능한 무효전력을 나타낸다.In Equation (5)
Figure 112014112079559-pat00016
Represents the reactive power sharing weight of the n-th energy storage device 140,
Figure 112014112079559-pat00017
Represents the reactive power that can be output from the n-th energy storage device 140. [

n번째 에너지 저장장치(140)에서 출력 가능한 무효전력은 아래의 수학식 6을 이용하여 산출된다.The reactive power that can be output from the n-th energy storage device 140 is calculated using the following equation (6).

Figure 112014112079559-pat00018
Figure 112014112079559-pat00018

수학식 6에서,

Figure 112014112079559-pat00019
는 n번째 에너지 저장장치의 정격용량을 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00020
은 n번째 에너지 저장장치(140)의 유효전력 지령치를 나타낸다.In Equation (6)
Figure 112014112079559-pat00019
Represents the rated capacity of the n-th energy storage device,
Figure 112014112079559-pat00020
N < / RTI > energy storage device 140. < RTI ID = 0.0 >

연산부(256)는 각 에너지 저장장치(140) 별 무효전력 지령치에 각 에너지 저장장치(140) 별 무효전력 분담 가중치를 승산함으로써 각 에너지 저장장치(140) 별 무효전력 지령치를 보정한다. 이를 수학식으로 표현하면 아래의 수학식 7과 같다.The operation unit 256 corrects the reactive power command value for each energy storage device 140 by multiplying the reactive power command value for each energy storage device 140 by the reactive power sharing weight for each energy storage device 140. [ This can be expressed by the following equation (7).

Figure 112014112079559-pat00021
Figure 112014112079559-pat00021

수학식 7에서,

Figure 112014112079559-pat00022
는 보정된 무효전력 지령치를 나타낸다.In Equation (7)
Figure 112014112079559-pat00022
Represents a corrected reactive power command value.

이와 같이, 본 발명은 각 에너지 저장장치(140)의 에너지량에 기초하여 각 에너지 저장장치(140)가 분담해야 하는 유효전력의 지령치을 상이하게 결정하고, 각 에너지 저장장치(140)의 유효전력 지령치를 기초로 각 에너지 저장장치(140)가 분담해야 하는 무효전력의 지령치를 상이하게 결정함으로써 에너지 저장장치(140)의 유효전력의 출력 및 무효전력의 출력이 제한되는 것을 방지할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, based on the energy amount of each energy storage device 140, a different set value of the active power to be shared by each energy storage device 140 is determined, and the effective power command value It is possible to prevent the output of the active power and the output of the reactive power of the energy storage device 140 from being limited by determining the set values of the reactive power to be shared by the energy storage devices 140 based on the values of the reactive power and the reactive power.

이하에서는 상술한 바와 같은 전력 관리 장치(130)가 각 에너지 저장장치(140)의 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치를 산출하는 방법을 도 3을 참조하여 예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of calculating the effective power command value and the reactive power command value of each energy storage device 140 by the power management apparatus 130 will be described with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 장치(130)가 각 에너지 저장장치(140)의 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치를 산출하는 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary method for the power management apparatus 130 according to an exemplary embodiment of the present invention to calculate an active power command value and a reactive power command value of each energy storage device 140.

도 3의 예에서는 전력 제어 시스템(100)이 4개의 에너지 저장장치(ESS, 140a~140d)를 포함하는 것으로 가정하고, 각 에너지 저장장치(140a~140d)의 정격용량은 4MVA이고, 전력계통(110)에서 요구되는 전체 유효전력 지령치는 12MW이고 전체 무효전력 지령치는 4MVar이며, 제1 및 제2 에너지 저장장치(140a, 140b)의 에너지량을 80%이고 제3 및 제4 에너지 저장장치(140c, 140d)의 에너지량은 40%인 것으로 가정한다.In the example of FIG. 3, it is assumed that the power control system 100 includes four energy storage devices (ESS, 140a-140d), the rated capacity of each energy storage device 140a-140d is 4 MVA, The total amount of reactive power required in the first and second energy storage devices 140a and 140 is 12MW and the total reactive power setpoint is 4MVar and the amount of energy in the first and second energy storage devices 140a and 140b is 80% , 140d are assumed to be 40%.

전력 관리 장치(130)는, 각 에너지 저장장치(140a~140d)의 에너지량이 상이하기 때문에 수학식 1을 이용하여 각 에너지 저장장치(140a~140d) 별로 유효전력 분담 가중치를 산출한다. 수학식 1에 따라, 제1 및 제2 에너지 저장장치(140a, 140b)의 유효전력 분담 가중치는 4/3로 산출되고, 제3 및 제4 에너지 저장장치(140c, 140d)의 유효전력 분담 가중치는 2/3으로 산출된다.The power management apparatus 130 calculates the effective power sharing weight for each of the energy storage devices 140a to 140d by using Equation 1 since the energy amounts of the energy storage devices 140a to 140d are different. According to Equation (1), the effective power sharing weight of the first and second energy storage devices 140a and 140b is calculated as 4/3, and the effective power sharing weight of the third and fourth energy storage devices 140c and 140d Is calculated as 2/3.

이후, 전력 관리 장치(130)는 수학식 2를 이용하여 각 에너지 저장장치(140a~140d) 별로 유효전력 지령치를 산출한다. 수학식 2에 따라, 제1 및 제2 에너지 저장장치(140a, 140b)의 유효전력 지령치는 4MW로 산출되고, 제3 및 제4 에너지 저장장치(140c, 140d)의 유효전력 지령치는 2MW으로 산출된다.Then, the power management apparatus 130 calculates an effective power command value for each of the energy storage devices 140a to 140d using Equation (2). According to Equation 2, the effective power command value of the first and second energy storage devices 140a and 140b is calculated as 4 MW, and the effective power command value of the third and fourth energy storage devices 140c and 140d is calculated as 2 MW do.

한편, 전력 관리 장치(130)는 수학식 3을 이용하여 각 에너지 저장장치(140a~140d)의 무효전력 지령치를 산출한다. 수학식 3에 따라, 제1 내지 제4 에너지 저장장치(140a~140d)의 무효전력 지령치는 1MVar로 산출된다.Meanwhile, the power management apparatus 130 calculates the reactive power command value of each of the energy storage devices 140a to 140d using Equation (3). According to Equation (3), the reactive power command value of the first to fourth energy storage devices 140a to 140d is calculated as 1 MVar.

이후, 전력 관리 장치(130)는 수학식 4를 이용하여 각 에너지 저장장치(140a~140d)의 출력을 산출하고, 산출된 출력이 정격용량을 초과하는 에너지 저장장치가 존재하는지 여부를 판단한다. 수학식 4에 따라 제1 및 제2 에너지 저장장치(140a, 140b)의 출력은 4.1MVA로 산출되고, 제3 및 제4 에너지 저장장치(140c, 140d)의 출력은 2.2MVA로 산출된다.Then, the power management apparatus 130 calculates an output of each of the energy storage devices 140a to 140d using Equation (4), and determines whether or not there is an energy storage device whose calculated output exceeds the rated capacity. The outputs of the first and second energy storage devices 140a and 140b are calculated to be 4.1 MVA and the outputs of the third and fourth energy storage devices 140c and 140d are calculated to be 2.2 MVA according to Equation (4).

제1 및 제2 에너지 저장장치(140a, 140b)의 출력이 정격용량을 초과하기 때문에 전력 관리 장치(130)는 각 에너지 저장장치(140a~140d)의 무효전력 지령치를 조절하기 위해, 수학식 5 및 수학식 6을 이용하여 각 에너지 저장장치(140a~140d)의 무효전력 분담 가중치를 산출한다. 수학식 5 및 6에 따라, 제1 및 제2 에너지 저장장치(140a, 140b)의 무효전력 분담 가중치는 0으로 산출되고, 제3 및 제4 에너지 저장장치(140c, 140d)의 무효전력 분담 가중치는 2로 산출된다.Because the outputs of the first and second energy storage devices 140a and 140b exceed the rated capacity, the power management device 130 may use Equation 5 to adjust the reactive power command value of each energy storage device 140a to 140d, And Equation 6 to calculate the reactive power sharing weight of each of the energy storage devices 140a to 140d. According to Equations (5) and (6), the reactive power sharing weight of the first and second energy storage devices 140a and 140b is calculated as 0, and the reactive power sharing weight of the third and fourth energy storage devices 140c and 140d Lt; / RTI >

이후, 전력 관리 장치(130)는 수학식 7을 이용하여 각 에너지 저장장치(140a~140d)의 보정된 무효전력 지령치를 산출한다. 수학식 7에 따라, 제1 및 제2 에너지 저장장치(140a, 140b)의 보정된 무효전력 지령치는 0MVar로 산출되고, 제3 및 제4 에너지 저장장치(140c, 140d)의 보정된 무효전력 지령치는 2MVar로 산출된다.Thereafter, the power management apparatus 130 calculates the corrected reactive power command value of each of the energy storage devices 140a to 140d using Equation (7). According to Equation 7, the corrected reactive power command value of the first and second energy storage devices 140a and 140b is calculated as 0 MVar and the corrected reactive power command value of the third and fourth energy storage devices 140c and 140d Is calculated as 2MVar.

각 에너지 저장장치(140a~140d)의 유효전력 지령치 및 보정된 무효전력 지령치를 수학식 4에 대입하여 각 에너지 저장장치(140a~140d)의 출력을 계산하면, 제1 및 제2 에너지 저장장치(140a, 140b)의 출력은 4MVA이고, 제3 및 제4 에너지 저장장치(140c, 140d)의 출력은 2.8MVA이므로, 출력이 정격용량을 초과하는 에너지 저장장치가 존재하지 않는다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 각 에너지 저장장치(140a~140d)의 유효전력의 출력 및 무효전력의 출력 또한 제한되지 않아 전력 제어 시스템(100)의 운전영역이 제한되지 않게 되고 이로 인해 전력 품질 및 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.When the active power command values and the corrected reactive power command values of the respective energy storage devices 140a to 140d are substituted into Equation 4 and the outputs of the energy storage devices 140a to 140d are calculated, 140a and 140b are 4 MVA and the outputs of the third and fourth energy storage devices 140c and 140d are 2.8 MVA, it can be seen that there is no energy storage device whose output exceeds the rated capacity. Accordingly, the output of the active power and the output of the reactive power of each of the energy storage devices 140a to 140d are also not limited so that the operation area of the power control system 100 is not limited, thereby improving the power quality and reliability of the system .

다시 도 1을 참조하면, 에너지 저장 장치(140)는 전력 관리 장치(130)로부터 전달되는 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치에 따라 충방전 동작을 수행하여 에너지를 저장하거나 에너지를 제공한다.Referring again to FIG. 1, the energy storage device 140 performs a charging / discharging operation according to an effective power command value and a reactive power command value transmitted from the power management device 130 to store or provide energy.

일 실시예에 있어서, 이러한 에너지 저장장치(140)는 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 조절 장치(Battery Conditioning System: BCS, 410), 전력조절장치(Power Conditioning System: PCS, 420), 및 제어기(ESS Controller, 430)를 포함한다.4, the energy storage device 140 may include a battery conditioning system (BCS) 410, a power conditioning system (PCS) 420, and a controller (ESS Controller, 430).

도 4에 도시된 에너지 저장 장치(140)에는 하나의 배터리 조절장치(410)가 포함되는 것으로 기재하였지만, 변형된 실시예에 있어서는 에너지 저장 장치(140)에 복수개의 배터리 조절장치(410)가 포함될 수도 있을 것이다.It is noted that the energy storage device 140 shown in FIG. 4 includes one battery control device 410, but in a modified embodiment, a plurality of battery control devices 410 are included in the energy storage device 140 It might be.

먼저, 배터리 조절장치(410)는, 하나 이상의 배터리 랙(Rack, 미도시)들로 구성되어 외부에서 제공되는 에너지를 저장하거나 피크 부하 또는 계통 사고 발생 시 하나 이상의 배터리 랙에 저장되어 있는 에너지를 외부로 제공한다.First, the battery controller 410 includes one or more battery racks (not shown) for storing energy supplied from the outside or storing energy stored in one or more battery racks when a peak load or a grid fault occurs, .

이때, 배터리 랙은, 복수개의 배터리 랙이 직렬 또는 병렬로 연결된 배터리 랙 그룹(412)의 형태로 배터리 조절장치(410)에 포함되거나, 복수개의 배터리 랙 그룹(412)이 서로 연결된 형태로 배터리 조절장치(410)에 포함될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 배터리 랙을 배터리 랙 그룹과 동일한 의미로 사용하기로 한다.At this time, the battery rack may be included in the battery regulating device 410 in the form of a battery rack group 412 in which a plurality of battery racks are connected in series or in parallel, or a plurality of battery rack groups 412 are connected to each other May be included in the device 410. Hereinafter, for convenience of explanation, the battery rack is used in the same meaning as the battery rack group.

다음으로, 전력조절장치(420)는, 배터리 조절장치(410)와 계통을 연계하는 역할을 수행한다. 보다 구체적으로, 전력조절장치(420)는 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치에 따라 배터리 조절장치(410)에 포함된 하나 이상의 배터리 랙 그룹(412)에 에너지를 저장하거나 하나 이상의 배터리 랙 그룹(412)에 저장된 에너지를 외부로 제공하는 역할을 수행한다.Next, the power regulator 420 plays a role of linking the battery regulator 410 and the system. More specifically, the power regulator 420 may store energy in one or more battery rack groups 412 included in the battery regulator 410 or may store energy in one or more battery rack groups 412 according to the reactive power setpoint and the reactive power setpoint. To the outside.

이러한 전력 조절 장치(420)는 스위치 기어(SWGR, 422), 변압기(424), 및 전력 변환부(426)를 포함한다.The power regulator 420 includes a switch gear (SWGR) 422, a transformer 424, and a power conversion unit 426.

스위치기어(422)는 전력계통(110)에 대한 전력의 차단과 전력계통(110)으로부터 공급되는 전력의 투입을 담당한다.The switchgear 422 is responsible for interrupting power to the power system 110 and inputting power supplied from the power system 110. [

변압기(424)는 승압 또는 감압을 담당한다.The transformer 424 is in charge of boosting or depressurizing.

전력 변환부(Power Conversion Unit: PCU, 426)는 배터리 랙 그룹(412)에 연결되어 계통의 교류전압을 직류전압으로 변환하거나, 배터리 랙 그룹(412)의 직류전압을 교류전압으로 변환한다.A power conversion unit (PCU) 426 is connected to the battery rack group 412 to convert the AC voltage of the system to DC voltage or the DC voltage of the battery rack group 412 to AC voltage.

일 실시예에 있어서, 배터리 조절장치(410)는 복수개의 배터리 랙 그룹(412)을 포함하고, 전력조절장치(420)는 각 배터리 랙 그룹(412)에 대응되는 복수개의 전력 변환부(422)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 각 배터리 랙그룹(412)에 연결된 전력 변환부(422)는 전력조절장치(420)가 유효전력 지령치 또는 무효전력 지령치에 따라 각 배터리 랙 그룹(412)을 충전 또는 방전시키게 된다.The battery regulator 410 includes a plurality of battery rack groups 412 and the power regulator 420 includes a plurality of power converters 422 corresponding to each battery rack group 412. In one embodiment, . ≪ / RTI > According to this embodiment, the power conversion unit 422 connected to each battery rack group 412 is configured so that the power regulator 420 charges or discharges each battery rack group 412 according to the effective power command value or the reactive power command value, .

제어기(430)는 에너지 저장장치(140)의 에너지량, 에너지 저장장치(140)의 동작상태, 에너지 저장장치(140)에 충전되고 있는 에너지량, 또는 에너지 저장장치(140)에서 방전되고 있는 에너지량 등을 포함하는 에너지 저장장치(140)의 상태정보를 전력 관리 장치(130)로 전달한다.The controller 430 controls the amount of energy stored in the energy storage device 140, the operating state of the energy storage device 140, the amount of energy being charged to the energy storage device 140, And the like to the power management apparatus 130. The power management apparatus 130 receives the status information of the energy storage apparatus 140,

또한, 제어기(430)는 전력 관리 장치(130)로부터 전달되는 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치에 따라 배터리 조절장치(410)에 포함된 하나 이상의 배터리 랙그룹(412)의 충방전이 수행되도록 전력조절장치(420)의 동작을 제어한다.The controller 430 controls the power control unit 430 to perform charging and discharging of one or more battery rack groups 412 included in the battery controller 410 according to the effective power command value and the reactive power command value transmitted from the power management unit 130. [ And controls the operation of the device 420.

일 실시예에 있어서, 제어기(430)는 배터리 조절장치(410)에 포함된 각 배터리 랙 그룹(412)간의 에너지량이 상이한 경우, 각 배터리 랙 그룹(412) 별로 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치를 재산출할 수 있다.The controller 430 may set the active power command value and the reactive power command value for each battery rack group 412 as property values when the energy amounts between the battery rack groups 412 included in the battery control device 410 are different. Can be released.

이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 전력 제어 시스템의 운영방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of operating the power control system according to the present invention will be described with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 운영방법을 보여주는 플로우차트이다. 도 5에 도시된 운영방법은 도 1에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 전력 제어 시스템에 의해 수행될 수 있다. 5 is a flowchart illustrating a method of operating a power control system according to an embodiment of the present invention. The operating method shown in Fig. 5 can be performed by a power control system having a configuration as shown in Fig.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 전력 제어 시스템은 복수개의 에너지 저장장치에 대한 전체 유효전력 지령치 및 전체 무효전력 지령치를 산출한다(S500).5, the power control system calculates the total effective power command value and the total reactive power command value for a plurality of energy storage devices (S500).

다음으로, 전력 제어 시스템은 각 에너지 저장장치의 에너지량에 따라 각 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치를 조절하기 위한 유효전력 분담 가중치를 산출한다(S510).Next, the power control system calculates the active power sharing weight for adjusting the effective power command value for each energy storage device according to the energy amount of each energy storage device (S510).

일 실시예에 있어서, 전력 제어 시스템은 상술한 수학식 1을 이용하여 각 에너지 저장장치 별 유효전력 분담 가중치를 산출할 수 있다.In one embodiment, the power control system may calculate the active power sharing weight for each energy storage device using Equation (1).

다음으로, 전력 제어 시스템은 전체 유효전력 지령치 및 각 에너지 저장장치 별 유효전력 분담 가중치를 이용하여 각 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치를 산출한다(S520).Next, the power control system calculates the effective power command value for each energy storage device using the total effective power command value and the active power sharing weight for each energy storage device (S520).

일 실시예에 있어서, 전력 제어 시스템은 상술한 수학식 2를 이용하여 각 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치를 산출할 수 있다.In one embodiment, the power control system may calculate the effective power command value for each energy storage device using Equation (2).

다음으로, 전력 제어 시스템은 전체 무효전력 지령치를 이용하여 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치를 산출한다(S530).Next, the power control system calculates the reactive power command value for each energy storage device by using the total reactive power command value (S530).

일 실시예에 있어서, 전력 제어 시스템은 상술한 수학식 3에 따라 전체 무효 전력 지령치를 에너지 저장장치의 개수로 제산함으로써 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치를 산출할 수 있다.In one embodiment, the power control system can calculate the reactive power command value for each energy storage device by dividing the total reactive power command value by the number of energy storage devices according to the above-described Equation (3).

상술한 실시예에 있어서는 유효전력 분담 가중치 및 유효전력 지령치를 산출한 이후에 무효전력 지령치를 산출하는 것으로 설명하였지만, 변형된 실시예에 있어서는 유효전력 분담 가중치, 유효전력 지령치, 및 무효전력 지령치를 동시에 산출하거나 무효전력 지령치를 가장 먼저 산출할 수도 있을 것이다.In the above-described embodiment, the reactive power command value is calculated after calculating the active power share weight and the active power command value. However, in the modified embodiment, the active power share weight, the effective power command value, Or the reactive power command value may be calculated first.

다음으로, 전력 제어 시스템은, 각 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치를 이용하여 에너지 저장장치의 출력을 산출하고(S540), 산출된 출력이 정격용량을 초과하는 에너지 저장장치가 존재하는지 여부를 판단한다(S550). 일 실시예에 있어서, 전력 제어 시스템은 상술한 수학식 4를 이용하여 각 에너지 저장장치의 출력을 산출할 수 있다.Next, the power control system calculates an output of the energy storage device using the effective power command value and the reactive power command value for each energy storage device (S540), and determines whether there is an energy storage device whose calculated output exceeds the rated capacity (S550). In one embodiment, the power control system may calculate the output of each energy storage device using Equation (4) above.

판단결과, 출력이 정격용량을 초과하는 에너지 저장장치가 존재하는 경우 전력 제어 시스템은 각 에너지 저장장치의 무효전력 지령치를 보정하기 위해 각 에너지 저장장치의 유효전력 지령치를 이용하여 각 에너지 저장장치 별 무효전력 분담 가중치를 산출한다(S560).As a result of the determination, when there is an energy storage device whose output exceeds the rated capacity, the power control system uses the effective power set value of each energy storage device to correct the reactive power setpoint of each energy storage device, The power sharing weight is calculated (S560).

일 실시예에 있어서, 전력 제어 시스템은 상술한 수학식 5 및 6을 이용하여 각 에너지 저장장치 별 무효전력 분담 가중치를 산출할 수 있다. 무효전력 분담 가중치를 산출하는 방법은 수학식 5 및 6에 대한 부분에서 기재하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. In one embodiment, the power control system may calculate the reactive power sharing weight for each energy storage device using equations (5) and (6) described above. Since the method for calculating the reactive power sharing weight is described in the section of Equations (5) and (6), a detailed description will be omitted.

이후, 전력 제어 시스템은 S530에서 산출된 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치에 S560에서 산출된 무효전력 분담 가중치를 승산함으로써 에너지 저장장치의 무효전력 지령치를 보정한다(S570).Thereafter, the power control system corrects the reactive power command value of the energy storage device by multiplying the reactive power command value for each energy storage device calculated in S530 by the reactive power sharing weight calculated in S560 (S570).

이후, 전력 제어 시스템은 각 에너지 저장장치의 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치(또는 보정된 무효전력 지령치)에 따라 에너지 저장장치를 충방전 시킨다(S580).Thereafter, the power control system charges and discharges the energy storage device according to the effective power command value and the reactive power command value (or the corrected reactive power command value) of each energy storage device (S580).

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 전력 제어 시스템 110: 전력계통
120: 에너지 관리 장치 130: 전력 관리 장치
140: 에너지 저장 장치 210: 제1 통신부
220: 제2 통신부 230: 제1 가중치 산출부
240: 유효전력 지령치 산출부 260: 무효전력 지령치 산출부
252: 판단부 254: 제2 가중치 산출부
256: 연산부100: power control system 110: power system
120: Energy management device 130: Power management device
140: Energy storage device 210: First communication part
220: second communication unit 230: first weight calculation unit
240: Active power command value calculation unit 260: Reactive power command value calculation unit
252: Judgment section 254: Second weight calculation section
256:

Claims (14)

배터리에 에너지를 충전하거나, 배터리에 저장되어 있는 에너지를 방전하는 복수개의 에너지 저장 장치; 및
상기 복수개의 에너지 저장장치에 대한 전체 유효전력 지령치 및 상기 각 에너지 저장장치에 대한 유효전력 분담 가중치를 이용하여 상기 각 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치를 산출하고, 상기 복수개의 에너지 저장장치에 대한 전체 무효전력 지령치를 이용하여 상기 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치를 산출하는 전력 관리 장치를 포함하고,
상기 전력 관리 장치는, 상기 복수개의 에너지 저장장치의 평균 에너지 저장량에 대한 n번째 에너지 저장장치의 에너지 저장량의 비율을 n번째 에너지 저장장치의 유효전력 분담 가중치로 산출하는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템.A plurality of energy storage devices for charging the battery with energy or discharging the energy stored in the battery; And
Calculating an effective power command value for each of the plurality of energy storage devices by using the total effective power command value for the plurality of energy storage devices and the effective power sharing weight for each of the energy storage devices, And a power management device for calculating a reactive power command value for each of the energy storage devices using a power command value,
Wherein the power management apparatus calculates the ratio of the energy storage amount of the n-th energy storage device to the average energy storage amount of the plurality of energy storage devices to the active power sharing weight of the n-th energy storage device. A device comprising a power control system. 제1항에 있어서,
상기 전력 관리 장치는,
상기 유효전력 분담 가중치, 상기 전체 유효전력 지령치, 및 상기 에너지 저장장치의 개수를 이용하여 상기 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치를 산출하는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템.The method according to claim 1,
The power management apparatus includes:
Wherein the effective power share weight, the total effective power command value, and the number of the energy storage devices are used to calculate an effective power command value for each energy storage device. 제1항에 있어서,
상기 전력 관리 장치는,
수학식
Figure 112016053648210-pat00023
를 이용하여 상기 유효전력 분담 가중치를 산출하고, 상기 수학식에서
Figure 112016053648210-pat00024
은 n번째 에너지 저장장치의 유효전력 분담 가중치를 나타내고,
Figure 112016053648210-pat00025
은 n번째 에너지 저장장치의 에너지 저장량을 나타내는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템. The method according to claim 1,
The power management apparatus includes:
Equation
Figure 112016053648210-pat00023
To calculate the active power share weight, and in the equation
Figure 112016053648210-pat00024
Represents the active power sharing weight of the n-th energy storage device,
Figure 112016053648210-pat00025
≪ / RTI > wherein said energy storage means represents an energy storage amount of an nth energy storage device. 제2항에 있어서,
상기 전력 관리 장치는,
수학식
Figure 112016053648210-pat00026
를 이용하여 상기 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치를 산출하고, 상기 수학식에서
Figure 112016053648210-pat00027
는 n번째 에너지 저장장치의 유효전력 지령치를 나타내고,
Figure 112016053648210-pat00028
은 n번째 에너지 저장장치의 유효전력 분담 가중치를 나타내며,
Figure 112016053648210-pat00029
은 전체 유효전력 지령치를 나타내고, n은 에너지 저장장치의 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템.3. The method of claim 2,
The power management apparatus includes:
Equation
Figure 112016053648210-pat00026
To calculate an effective power command value for each of the energy storage devices using Equation
Figure 112016053648210-pat00027
Represents the effective power command value of the n-th energy storage device,
Figure 112016053648210-pat00028
Represents the active power sharing weight of the n-th energy storage device,
Figure 112016053648210-pat00029
And wherein n represents the number of energy storage devices. ≪ Desc / Clms Page number 20 > 제1항에 있어서,
상기 전력 관리 장치는,
수학식
Figure 112016053648210-pat00030
를 이용하여 상기 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치를 산출하고,
상기 수학식에서
Figure 112016053648210-pat00031
는 상기 에너지 저장장치의 무효전력 지령치를 나타내고,
Figure 112016053648210-pat00032
은 전체 무효전력 지령치를 나타내며, n은 에너지 저장장치의 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템.The method according to claim 1,
The power management apparatus includes:
Equation
Figure 112016053648210-pat00030
Calculates a reactive power command value for each of the energy storage devices,
In the above equation
Figure 112016053648210-pat00031
Represents a reactive power command value of the energy storage device,
Figure 112016053648210-pat00032
And wherein n represents the number of energy storage devices. ≪ Desc / Clms Page number 24 > 제1항에 있어서, 상기 전력 관리 장치는,
상기 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치를 이용하여 산출되는 에너지 저장장치의 출력이 정격용량을 초과하는 경우, 에너지 저장장치의 유효전력 지령치에 따라 에너지 저장장치의 무효전력 지령치를 보정하는 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템.The power management apparatus according to claim 1,
And a correction unit for correcting a reactive power command value of the energy storage device according to an effective power command value of the energy storage device when the output of the energy storage device calculated using the reactive power command value and the reactive power command value for each energy storage device exceeds the rated capacity, Further comprising a plurality of energy storage devices. 제6항에 있어서,
상기 보정부는,
상기 에너지 저장장치의 유효전력 지령치에 따라 각 에너지 저장장치들의 무효전력 지령치를 조절하기 위한 무효전력 분담 가중치를 산출하는 제2 가중치 산출부; 및
상기 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치에 상기 무효전력 분담 가중치를 승산하여 상기 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치를 보정하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템.The method according to claim 6,
Wherein,
A second weight calculation unit for calculating a reactive power sharing weight for adjusting a reactive power command value of each energy storage device according to an effective power command value of the energy storage device; And
And an arithmetic unit operable to multiply the reactive power command value for each energy storage device by the reactive power sharing weight to correct the reactive power command value for each energy storage device. 제7항에 있어서,
상기 제2 가중치 산출부는,
수학식
Figure 112014112079559-pat00033
를 이용하여 상기 무효전력 분담 가중치를 산출하고, 상기 수학식에서
Figure 112014112079559-pat00034
는 n번째 에너지 저장장치의 무효전력 분담 가중치를 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00035
는 n번째 에너지 저장장치에서 출력 가능한 무효전력을 나타내며, n은 에너지 저장장치의 개수를 나타내고,
n번째 에너지 저장장치에서 출력 가능한 무효전력은 수학식
Figure 112014112079559-pat00036
를 이용하여 산출되며, 상기 수학식에서
Figure 112014112079559-pat00037
는 n번째 에너지 저장장치의 정격용량을 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00038
은 n번째 에너지 저장장치의 유효전력 지령치를 나타내는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the second weight calculation unit comprises:
Equation
Figure 112014112079559-pat00033
, The reactive power sharing weight is calculated using the equation
Figure 112014112079559-pat00034
Represents the reactive power sharing weight of the n-th energy storage device,
Figure 112014112079559-pat00035
Represents the reactive power that can be output from the nth energy storage device, n represents the number of energy storage devices,
The reactive power that can be output from the n < th >
Figure 112014112079559-pat00036
, And in the above equation
Figure 112014112079559-pat00037
Represents the rated capacity of the n-th energy storage device,
Figure 112014112079559-pat00038
≪ / RTI > of the energy storage device is indicative of an effective power command value of the nth energy storage device. 제1항에 있어서,
계통의 운영상태를 감시하여 계통에서 요구되는 전력에 따라 상기 전체 유효전력 지령치를 산출하고, 계통의 안정화를 위해 요구되는 무효전력에 따라 상기 전체 무효전력 지령치를 산출하여 상기 전력 관리 장치로 전달하는 에너지 관리 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템.The method according to claim 1,
The total reactive power command value is calculated in accordance with the power required in the system by monitoring the operation state of the system and the total reactive power command value is calculated according to the reactive power required for stabilizing the system, Wherein the power management system further comprises a plurality of energy storage devices. 복수개의 에너지 저장장치에 대한 전체 유효전력 지령치 및 전체 무효전력 지령치를 수신하는 단계;
상기 전체 유효전력 지령치 및 각 에너지 저장장치에 대한 유효전력 분담 가중치를 이용하여 상기 각 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치를 산출하고, 상기 전체 무효전력 지령치를 이용하여 상기 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치를 산출하는 단계; 및
상기 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치 및 무효전력 지령치를 이용하여 산출되는 에너지 저장장치의 출력이 정격용량을 초과하는 경우, 상기 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치에 따라 상기 에너지 저장장치의 무효전력 지령치를 보정하는 단계를 포함하고,
상기 산출하는 단계는, 상기 복수개의 에너지 저장장치의 평균 에너지 저장량에 대한 n번째 에너지 저장장치의 에너지 저장량의 비율을 n번째 에너지 저장장치의 유효전력 분담 가중치로 산출하는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템의 운영방법.Receiving a total reactive power command value and a total reactive power command value for a plurality of energy storage devices;
Calculating an effective power command value for each of the energy storage devices using the total effective power command value and the effective power sharing weight for each energy storage device and setting a reactive power command value for each energy storage device using the total reactive power command value Calculating; And
Wherein when the output of the energy storage device calculated using the effective power command value and the reactive power command value for each energy storage device exceeds the rated capacity, the reactive power command value of the energy storage device is corrected , ≪ / RTI >
Wherein the calculating step calculates the ratio of the energy storage amount of the n-th energy storage device to the average energy storage amount of the plurality of energy storage devices as the active power sharing weight of the n-th energy storage device. A method of operating a power control system comprising a device. 제10항에 있어서,
상기 산출하는 단계는,
수학식
Figure 112014112079559-pat00039
를 이용하여 상기 에너지 저장장치들의 유효전력 지령치를 조절하기 위한 유효전력 분담 가중치를 산출하는 단계; 및
수학식
Figure 112014112079559-pat00040
를 이용하여 상기 에너지 저장장치 별 유효전력 지령치를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 수학식에서,
Figure 112014112079559-pat00041
은 n번째 에너지 저장장치의 유효전력 분담 가중치를 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00042
은 n번째 에너지 저장장치의 에너지 저장량을 나타내며,
Figure 112014112079559-pat00043
는 n번째 에너지 저장장치의 유효전력 지령치를 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00044
은 전체 유효전력 지령치를 나타내고, n은 에너지 저장장치의 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템의 운영방법.11. The method of claim 10,
Wherein the calculating step comprises:
Equation
Figure 112014112079559-pat00039
Calculating an effective power share weight for adjusting an effective power command value of the energy storage devices using the calculated power share weight; And
Equation
Figure 112014112079559-pat00040
Calculating an effective power command value for each of the energy storage devices using the energy storage device,
In the above equation,
Figure 112014112079559-pat00041
Represents the active power sharing weight of the n-th energy storage device,
Figure 112014112079559-pat00042
Represents the energy storage amount of the n-th energy storage device,
Figure 112014112079559-pat00043
Represents the effective power command value of the n-th energy storage device,
Figure 112014112079559-pat00044
Wherein n represents the number of energy storage devices, and n represents the total number of energy storage devices. 제10항에 있어서,
상기 산출하는 단계는,
수학식
Figure 112014112079559-pat00045
를 이용하여 상기 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 수학식에서
Figure 112014112079559-pat00046
는 상기 에너지 저장장치의 무효전력 지령치를 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00047
은 전체 무효전력 지령치를 나타내며, n은 에너지 저장장치의 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템의 운영방법.11. The method of claim 10,
Wherein the calculating step comprises:
Equation
Figure 112014112079559-pat00045
And calculating a reactive power command value for each of the energy storage devices by using the equation
Figure 112014112079559-pat00046
Represents a reactive power command value of the energy storage device,
Figure 112014112079559-pat00047
And wherein n represents the number of energy storage devices. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI > 제10항에 있어서,
상기 보정하는 단계는,
수학식
Figure 112014112079559-pat00048
를 이용하여 각 에너지 저장장치들의 무효전력 지령치를 조절하기 위한 무효전력 분담 가중치를 산출하는 단계; 및
상기 각 에너지 저장장치 별 무효전력 지령치에 상기 무효전력 분담 가중치를 승산하여 에너지 저장장치의 보정된 무효전력 지령치를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 수학식에서
Figure 112014112079559-pat00049
는 n번째 에너지 저장장치의 무효전력 분담 가중치를 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00050
는 n번째 에너지 저장장치에서 출력 가능한 무효전력을 나타내며, n은 에너지 저장장치의 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템의 운영방법.11. The method of claim 10,
Wherein the correcting comprises:
Equation
Figure 112014112079559-pat00048
Calculating a reactive power sharing weight for adjusting a reactive power command value of each of the energy storage devices by using the reactive power sharing weight; And
And multiplying the reactive power command value for each energy storage device by the reactive power sharing weight to calculate a corrected reactive power command value of the energy storage device,
In the above equation
Figure 112014112079559-pat00049
Represents the reactive power sharing weight of the n-th energy storage device,
Figure 112014112079559-pat00050
Wherein n represents the number of energy storage devices, and n represents the reactive power that can be output from the nth energy storage device. 제13항에 있어서,
n번째 에너지 저장장치에서 출력 가능한 무효전력은 수학식
Figure 112014112079559-pat00051
를 이용하여 산출되며, 상기 수학식에서
Figure 112014112079559-pat00052
는 n번째 에너지 저장장치의 정격용량을 나타내고,
Figure 112014112079559-pat00053
은 n번째 에너지 저장장치의 유효전력 지령치를 나타내는 것을 특징으로 하는 다수의 에너지 저장 장치로 구성된 전력 제어 시스템의 운영방법.14. The method of claim 13,
The reactive power that can be output from the n < th >
Figure 112014112079559-pat00051
, And in the above equation
Figure 112014112079559-pat00052
Represents the rated capacity of the n-th energy storage device,
Figure 112014112079559-pat00053
Gt; wherein < RTI ID = 0.0 > n < / RTI > represents the effective power command value of the nth energy storage device.
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