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KR102046045B1 - Renewable energy storage system and operating method thereof - Google Patents

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KR102046045B1
KR102046045B1 KR1020170144410A KR20170144410A KR102046045B1 KR 102046045 B1 KR102046045 B1 KR 102046045B1 KR 1020170144410 A KR1020170144410 A KR 1020170144410A KR 20170144410 A KR20170144410 A KR 20170144410A KR 102046045 B1 KR102046045 B1 KR 102046045B1
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power
electrolytic
renewable energy
amount
energy storage
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박가우
조경식
우민우
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(주)지필로스
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Abstract

재생에너지 저장 시스템 및 그 동작 방법이 제공된다. 재생에너지 저장 시스템은, 전력을 소비하여 수소를 생산하는 수전해 장치와, 재생에너지원으로 전력을 생산하는 재생에너지 장치와 수전해 장치 사이에 위치되며, 재생에너지 장치로부터 공급받은 제1 전력을 수전해 장치에 제공하기 위한 제2 전력으로 조정하는 전력변환부 및 제2 전력을 저장하는 전력저장부를 포함하는 배터리 에너지 저장 장치와, 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장량(B(t))을 모니터링하고, 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장량(B(t))의 모니터링 결과에 기초하여 배터리 에너지 저장 장치가 수전해 장치에 제2 전력을 제공하도록 하여 수전해 장치를 가동할지 여부를 결정하고, 결정에 따라서 수전해 장치가 제2 전력을 공급받아서 가동하도록 제어하거나, 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장부에 제2 전력을 저장하도록 제어하는 제어 장치를 포함한다. A renewable energy storage system and method of operation thereof are provided. The renewable energy storage system is located between a hydrolysis device that consumes power to produce hydrogen, and a renewable energy device that generates power as a renewable energy source and the hydrolysis device, and receives first power supplied from the renewable energy device. A battery energy storage device including a power conversion unit for adjusting to a second power for providing to the solution and a power storage unit for storing the second power, and power of the renewable energy generation output P (t) and the battery energy storage device; The storage amount B (t) is monitored and based on the monitoring result of the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the battery energy storage device, the battery energy storage device is connected to the electrolytic device. Determine whether or not to operate the electrolyzer device by providing a second power, and control the electrolyzer device to be supplied with a second power to operate according to the determination, or And a control device which controls to store a second power to the power storage unit of the storage device.

Description

재생에너지 저장 시스템 및 그 동작 방법{Renewable energy storage system and operating method thereof} Renewable energy storage system and operating method

본 발명은 재생에너지 저장 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 재생에너지를 이용하여 수전해 장치를 효율적으로 구동하는 재생에너지 저장 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a renewable energy storage system and a method of operating the same, and more particularly, to a renewable energy storage system and a method of operating the electrolytic device using renewable energy.

태양광, 풍력 등 재생에너지(Renewable Energy)가 화석연료 및 원자력의 대안으로 주목 받는 가운데, 재생에너지의 변동성을 해결하기 위한 기술이 다양하게 제시되고 있다. 또한, 수소도 청정에너지원으로 많은 관심을 받고 있으나, 현재의 수요를 충당하는 데 화석연료의 개질법이 활용되고 있어 화석연료에 의존하지 않는 수소생산법에 대한 요구가 증대하고 있다. Renewable energy, such as solar and wind power, is drawing attention as an alternative to fossil fuels and nuclear power, and various techniques for solving the variability of renewable energy have been proposed. In addition, hydrogen is also receiving much attention as a clean energy source, but the fossil fuel reforming method is being used to meet the current demand is increasing the demand for hydrogen production method that does not depend on fossil fuel.

수전해(Water Electrolysis)는 전기를 사용해 물을 분해하여 수소를 얻어내는 방법으로, 원리는 오래 전부터 밝혀져 있었으나, 2차 에너지에 속하는 전기를 활용하기 때문에 비효율적으로 보였다. 그러나 연료전지 기술의 발전으로 수소 자체가 에너지원으로서 인정받은 이후, 신재생에너지를 활용한 수소생산기술의 하나로 수전해가 적용되기 시작하였다.Water electrolysis is a method of decomposing water using electricity to obtain hydrogen. The principle has been known for a long time, but it seems inefficient because it uses electricity belonging to secondary energy. However, after hydrogen was recognized as an energy source due to the development of fuel cell technology, hydrolysis has begun to be applied as one of the hydrogen production technologies utilizing renewable energy.

에너지 저장장치(ESS)는 현재 배터리로 대표되는 전기화학적 방식이 일반적으로 쓰이고 있다. 전기에너지의 형태로 저장하기 때문에 에너지 저장방식을 통틀어 효율이 높고 사용이 편리한 장점이 있지만, 그만큼 사용(충/방전) 빈도가 높기 때문에 수명이 상대적으로 짧고, 에너지를 저장할 수 있는 기간이 길지 않은 단점이 있다. The energy storage device (ESS) is generally used in the electrochemical method represented by the current battery. Although it is stored in the form of electric energy, it has the advantage of high efficiency and convenient use throughout the energy storage method.However, due to the high frequency of use (charge / discharge), the service life is relatively short and the period for storing energy is not long. There is this.

수소 생산을 주목적으로 하는 수전해 장치가 재생에너지원과 연계될 때, 수전해 장치는 재생에너지원의 출력범위를 전부 수용 가능하도록 대용량으로 설계되어야 한다. 이 경우 재생에너지는 20~30%의 운전율을 가지는 반면, 수전해 장치는 설치용량을 전부 활용할 수 있음에도 재생에너지의 출력에 의존하게 되기 때문에 비용상의 낭비가 발생한다. 또한, 수전해 장치는 온/오프(on/off)를 반복할 때 역반응에 의한 전극 손상이 발생하며, 일정 수준 이하의 전력이 공급될 때 수소, 산소 기체의 섞임(crossover)이 발생하므로 생산된 수소를 활용할 수 없다. When a hydroelectric device whose main purpose is to produce hydrogen is associated with a renewable energy source, it must be designed with a large capacity to fully accommodate the output range of the renewable energy source. In this case, while the renewable energy has an operation rate of 20-30%, the hydroelectric device is a waste of cost because it depends on the output of the renewable energy, even though the installed capacity can be fully utilized. In addition, the electrolytic device is produced because the electrode damage caused by the reverse reaction occurs when the on / off is repeated, and the crossover of hydrogen and oxygen gas occurs when the power is supplied below a certain level You can't use hydrogen.

따라서, 수전해 장치의 운전전력 범위에 포함되지 못하는 재생에너지 생산량은 버려진다. 또한, 재생에너지 출력이 자체 변동에 의해 수전해 장치가 요구하는 일정 수준 미만으로 하락할 때 수전해 장치가 기동을 정지하는 현상이 빈번하게 발생하므로, 수전해 장치 자체 수명이 줄어드는 원인이 된다. 특히, 재생에너지의 출력 변동의 빈도는 초 단위 이내로 발생하기도 하는데, 수전해 장치가 대응하여 출력을 조정하는 속도(응동 속도)는 수 초~수십 초 범위이다. 재생에너지원과 수전해 장치가 직접 연결되는 경우, 재생에너지의 출력변동을 수전해 장치가 전부 소화할 수 없을 뿐만 아니라, 수전해 장치 내부의 전기장치를 교란하여 내구성 악화의 원인이 된다.Therefore, the amount of renewable energy not included in the operating power range of the electrolytic device is discarded. In addition, when the renewable energy output falls below a certain level required by the electrolysis device due to its own change, the phenomenon occurs frequently that the electrolysis device stops starting, which causes a decrease in the life of the electrolysis device itself. In particular, the frequency of output fluctuations of the renewable energy may occur within seconds, and the speed (response speed) in which the electrolytic apparatus correspondingly adjusts the output ranges from several seconds to several tens of seconds. When the renewable energy source and the electrolytic device are directly connected, not only the electrolyzed device cannot extinguish the output fluctuations of the renewable energy, but also disturb the electric device inside the electrolyzed device, causing durability deterioration.

등록번호 제10-0968224호, 주거용 신재생에너지-재생연료전지 복합시스템, 2009년 12월 3일 공개Registration No. 10-0968224, Residential Renewable Energy-Renewable Fuel Cell Composite System, released December 3, 2009

계통 또는 부하의 요구량을 초과하는 재생에너지의 잉여 전력을 최대한 활용할 뿐 아니라 수전해 장치에 장시간 안정적으로 전력을 공급하기 위한 재생에너지 저장 시스템 및 그 구동 방법을 제공한다.The present invention provides a renewable energy storage system and a method of driving the same, which not only make full use of surplus power of renewable energy exceeding a requirement of a system or a load, but also stably supply power to an electrolytic device for a long time.

일 측면에 따른 재생에너지 저장 시스템은, 전력을 소비하여 수소를 생산하는 수전해 장치와, 재생에너지원으로 전력을 생산하는 재생에너지 장치와 수전해 장치 사이에 위치되며, 재생에너지 장치로부터 공급받은 제1 전력을 수전해 장치에 제공하기 위한 제2 전력으로 조정하는 전력변환부 및 제2 전력을 저장하는 전력저장부를 포함하는 배터리 에너지 저장 장치와, 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장량(B(t))을 모니터링하고, 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장량(B(t))의 모니터링 결과에 기초하여 배터리 에너지 저장 장치가 수전해 장치에 제2 전력을 제공하도록 하여 수전해 장치를 가동할지 여부를 결정하고, 결정에 따라서 수전해 장치가 제2 전력을 공급받아서 가동하도록 제어하거나, 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장부에 제2 전력을 저장하도록 제어하는 제어 장치와, 수전해 장치에서 생산된 수소를 저장하는 수소 저장 장치를 포함한다. Renewable energy storage system according to one aspect, is located between a hydroelectric device that consumes power to produce hydrogen, and between the renewable energy device and the electrolytic device that generates power as a renewable energy source, A battery energy storage device including a power conversion unit for adjusting the first power to the second power for providing the power receiving device and a power storage unit for storing the second power, renewable energy generation output (P (t)) and battery energy The battery energy storage device monitors the power storage amount B (t) of the storage device and based on the monitoring result of the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the battery energy storage device. Determine whether or not to operate the electrolytic device by providing a second power source to the electrolytic device, and control the electrolytic device to receive and operate the second , Includes a hydrogen storage device and a control device which controls to store a second power to the power storage unit of a battery energy storage system, for storing hydrogen produced in the power reception device to.

제어 장치는 재생에너지 발전출력(P(t))이 수전해 장치의 최소소비전력(EL) 이상이고(P(t)≥EL), 배터리 에너지 저장 장치에 포함된 전력저장부의 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 전력량(BL) 이상일 때(B(t)≥BL), 배터리 에너지 저장 장치가 수전해 장치에 제2 전력을 제공하여 수전해 장치가 가동하도록 제어할 수 있다. Control apparatus renewable generation output (P (t)) to at least the power reception power consumption (E L) or more and (P (t) ≥E L) , the electric power storage unit including electric power storage amount in the battery energy storage system of the device ( When B (t)) is greater than or equal to the amount of power B L that can guarantee operation of the electrolytic device for a period of time (B (t) ≥B L ), the battery energy storage device provides the second power to the electrolytic device. Can be controlled to operate the electrolytic device.

일정시간 동안 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)은, 수전해 장치가 복수의 수전해 모듈로 구성되는 경우, 각 수전해 모듈의 최소 소비전력(ExL)의 합(EL)의 배수로 설정될 수 있다. The minimum amount of power B L that can guarantee the operation of the electrolytic device for a certain period of time is the sum of the minimum power consumptions E x L of each electrolytic module when the electrolytic device is composed of a plurality of electrolytic modules. E L ) may be set as a multiple.

제어 장치는, 수전해 장치가 가동되고 있는 동안에, 재생에너지 발전출력(P(t))을 모니터링하고, 재생에너지 발전출력(P(t))이 수전해 장치의 동작 범위를 초과하는 경우, 배터리 에너지 저장 장치에 수전해 장치의 동작 범위를 초과하는 전력을 저장하여 수전해 장치의 손상을 방지하도록 제어할 수 있다. The control device monitors the renewable energy generation output P (t) while the hydrolysis device is in operation, and when the renewable energy generation output P (t) exceeds the operating range of the hydrolysis device, the battery The energy storage device may be controlled to store power beyond the operating range of the electrolytic device to prevent damage to the electrolytic device.

제어 장치는, 수전해 장치가 가동되고 있는 동안에, 재생에너지 발전출력(P(t))을 모니터링하고, 재생에너지 발전출력(P(t))이 수전해 장치의 동작 범위보다 작아지는 경우 배터리 에너지 저장 장치가 수전해 장치로 전력을 제공하도록 하여, 재생에너지 발전출력(P(t))의 변동에 의한 수전해 장치의 가동 정지를 방지하도록 제어할 수 있다. The control device monitors the renewable energy generation output P (t) while the hydrolysis device is in operation, and the battery energy when the renewable energy generation output P (t) becomes smaller than the operating range of the hydrolysis device. It is possible to control the storage device to provide electric power to the electrolytic device so as to prevent operation of the electrolytic device due to the change in the renewable energy generation output P (t).

수전해 장치는 복수의 수전해 모듈로 구성될 때, 제어 장치는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 전력 저장량(B(t))을 모니터링하고, 모니터링 결과에 기초하여 복수의 수전해 모듈을 순차적 선별적으로 가동 중지하도록 제어할 수 있다. When the electrolytic device is composed of a plurality of electrolytic modules, the control device monitors the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) and based on the monitoring result, the plurality of electrolytic modules Can be controlled to sequentially shut down sequentially.

수전해 장치가 제1 수전해 모듈 및 제2 수전해 모듈로 구성될 때, 수전해 장치의 소비전력(E(t))이 수전해 장치의 소비전력의 최소값(EL)보다 작아지게 되는 경우, 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)보다 작아지면, 제어 장치는 수전해 장치의 제1 수전해 모듈의 정지를 명령하고, 제어 장치에 설정 관리되는 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)을 1/2BL로 변경하고, 수전해 장치의 최소소비전력(EL)을 1/2EL로 변경 설정하고, 재생에너지 발전출력(P(t)), 전력저장량(B(t)) 및 수소 저장 장치의 수소 저장량(H(t))의 값으로부터 이용하여 t 시점의 수전해 장치의 소비전력(E(t))을 계산하고, 계산된 수전해 장치의 소비전력(E(t))이 변경 설정된 수전해 장치의 최소소비전력(EL')보다 작아지면, 제어 장치는 수전해 장치의 제2 수전해 모듈의 정지를 명령할 수 있다. When the electrolytic device is composed of the first electrolytic module and the second electrolytic module, the power consumption E (t) of the electrolytic device becomes smaller than the minimum value E L of the power consumption of the electrolytic device. When the power storage amount B (t) is smaller than the minimum amount of power B L that can guarantee the operation of the electrolytic device for a certain time, the control device commands the stop of the first electrolytic module of the electrolytic device. Change the minimum amount of power (B L ) that can guarantee the operation of the electrolytic device set and controlled by the control device to 1 / 2B L, and change the minimum power consumption (E L ) of the electrolytic device to 1 / 2E L. Power consumption of the electrolytic device at time t using the values of the renewable energy generation output P (t), the power storage amount B (t) and the hydrogen storage amount H (t) of the hydrogen storage device. Calculate E (t)), and when the calculated power consumption of the electrolytic device (E (t)) becomes smaller than the set minimum power consumption (E L ') The controller can command the stop of the second electrolytic module of the electrolytic device.

제어 장치는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치에 포함된 전력저장부의 전력 저장량(B(t))을 모니터링하고, 수전해 장치의 가동 초기에 재생에너지 발전출력(P(t))을 배터리 에너지 저장 장치에 우선적으로 저장하고, 수전해 장치는 가능한 최저용량으로 운전하여 수전해 장치의 내부 반응효율을 극대화하도록 제어할 수 있다. The control device monitors the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the power storage unit included in the battery energy storage device, and at the beginning of operation of the electrolytic device, t)) is preferentially stored in the battery energy storage device, and the electrolytic device can be controlled to maximize the internal reaction efficiency of the electrolytic device by operating at the lowest possible capacity.

수전해 장치가 복수의 수전해 모듈로 구성될 때, 제어 장치는 복수의 수전해 모듈 각각의 온/오프(On/Off) 횟수를 모니터링하고, 재생에너지 발전출력(P(t))이 0이고, 배터리 에너지 저장 장치에 포함된 전력저장부의 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치(130)의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL) 이하로 감소할 때, 온/오프(On/Off) 횟수가 적은 수전해 모듈을 우선적으로 정지시켜 각 수전해 모듈의 성능을 평준화하도록 제어할 수 있다. When the electrolytic device is composed of a plurality of electrolytic modules, the control device monitors the number of On / Off times of each of the plurality of electrolytic modules, and the renewable energy generation output P (t) is 0 and When the power storage amount B (t) of the power storage unit included in the battery energy storage device decreases below a minimum power amount B L that can guarantee the operation of the electrolytic device 130 for a predetermined time, It is possible to control to equalize the performance of each electrolytic module by first stopping the electrolytic modules having a low number of on / off.

다른 측면에 따른 전력을 소비하여 수소를 생산하는 수전해 장치와, 재생에너지원으로 전력을 생산하는 재생에너지 장치와 수전해 장치 사이에 위치되는 배터리 에너지 저장 장치와, 배터리 에너지 장치 및 수전해 장치를 제어하는 제어 장치와, 수전해 장치에서 생산된 수소를 저장하는 수소 저장 장치를 포함하는 재생에너지 저장시스템의 동작 방법은, 배터리 에너지 저장 장치는, 재생에너지 장치로부터 생산된 제1 전력을 공급받고 제1 전력을 수전해 장치에 제공하기 위한 제2 전력으로 조정하는 단계와, 제어 장치는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장량(B(t))을 모니터링하는 단계와, 제어 장치는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장량(B(t))의 모니터링 결과에 기초하여 배터리 에너지 저장 장치가 수전해 장치에 제2 전력을 제공하도록 하여 수전해 장치를 가동할지 여부를 결정하는 단계와, 제어 장치는 결정에 따라서 수전해 장치가 배터리 에너지 저장 장치로부터 제2 전력을 공급받아서 가동하도록 제어하거나, 배터리 에너지 저장 장치에 제2 전력을 저장하도록 제어하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is a water electrolysis device that consumes power to produce hydrogen, a battery energy storage device located between a renewable energy device that generates power as a renewable energy source, and a hydrolysis device, and a battery energy device and an electrolysis device. A method of operating a renewable energy storage system including a control device for controlling and a hydrogen storage device for storing hydrogen produced by the electrolytic device, wherein the battery energy storage device is supplied with a first power produced from the renewable energy device. Adjusting the first power to a second power for providing the electrolytic device, and the control device monitoring the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the battery energy storage device; And the control device based on the monitoring result of the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the battery energy storage device. Determining whether or not to operate the electrolyzer device by causing the apparatus to provide a second power source to the electrolyzer device, and wherein the control device causes the electrolyzer device to receive and operate a second power source from the battery energy storage device according to the determination. Or controlling to store the second power in the battery energy storage device.

본 발명에 따르면, 계통 또는 부하의 요구량을 초과하는 재생에너지의 잉여 전력을 최대한 활용할 뿐 아니라 수전해 장치에 장시간 안정적으로 전력을 공급할 수 있다. According to the present invention, it is possible to not only make the most of the surplus power of renewable energy exceeding the required amount of the system or the load, but also to stably supply power to the electrolytic apparatus for a long time.

또한, 본 발명에 따르면, 전력 부족에 의한 수전해장치의 급작스런 기동정지를 방지하여 수전해장치의 기대수명을 향상할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to prevent sudden start stop of the electrolytic device due to lack of power, thereby improving the life expectancy of the electrolytic device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재생에너지 저장 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 배터리 에너지 저장 장치의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 수전해 장치의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 제어 장치의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 재생에너지 저장 시스템의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 1의 제어 장치의 동작을 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 1의 수전해 장치가 복수 수전해 모듈로 구성되는 경우, 제어 장치가 수전해 장치의 운전을 정지하는 방법을 나타내는 순서도이다.
1 is a block diagram showing the configuration of a renewable energy storage system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of the battery energy storage device of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the electrolytic apparatus of FIG. 1.
4 is a diagram illustrating an example of a configuration of the control device of FIG. 1.
5 is a flowchart illustrating an operation of the renewable energy storage system of FIG. 1.
6 is a flowchart illustrating the operation of the control device of FIG. 1 in detail.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method in which the control device stops the operation of the electrolytic device when the electrolytic device of FIG. 1 is constituted by a plurality of electrolytic modules.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intention or custom of a user or an operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재생에너지 저장 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing the configuration of a renewable energy storage system according to an embodiment of the present invention.

재생에너지 저장 시스템(100)은 제어 장치(110), 배터리 에너지 저장 장치(120), 수전해 장치(130) 및 수소 저장 장치(140)를 포함할 수 있다. The renewable energy storage system 100 may include a control device 110, a battery energy storage device 120, a hydrolysis device 130, and a hydrogen storage device 140.

재생에너지 장치(10)는 태양광, 풍력, 수력 등의 재생에너지원에서 전력을 생산하여 계통(30) 또는 부하(40)로 제공할 수 있다. The renewable energy device 10 may generate power from renewable energy sources such as solar light, wind power, and hydropower, and provide the power to the system 30 or the load 40.

배터리 에너지 저장 장치(120)는 재생에너지 장치(10)와 수전해 장치(130) 이에 위치한다. 배터리 에너지 저장 장치(120)는 재생에너지 장치(10)에서 생산되는 발전량 중에서 계통(30) 또는 부하(40)에서 소비하지 못하는 전력은 수전해 장치(130)가 저장 및 활용할 수 있는 직류 전력으로 전환하여 수전해 장치(130)로 제공할 수 있다. The battery energy storage device 120 is located in the renewable energy device 10 and the electrolytic device 130. The battery energy storage device 120 converts power that is not consumed by the system 30 or the load 40 among the power generated by the renewable energy device 10 into direct current power that can be stored and utilized by the electrolytic device 130. It can be provided to the electrolytic device 130.

수전해 장치(130)는 배터리 에너지 저장 장치(120)로부터 공급받은 전기 에너지, 즉, 전력을 이용하여 물을 전기분해하여 수소 및 산소를 생성한다. 수전해 장치(130)에서 생성된 수소는 수소 저장 장치(140)에 수집된다. 수소 저장 장치(140)의 수소는 연료전지와 같은 수소 소비 장치(20)로 전달되어 이용될 수 있다. The electrolytic device 130 generates hydrogen and oxygen by electrolyzing water using electrical energy supplied from the battery energy storage device 120, that is, electric power. Hydrogen generated in the electrolytic device 130 is collected in the hydrogen storage device 140. Hydrogen in the hydrogen storage device 140 may be delivered to and used by a hydrogen consumption device 20 such as a fuel cell.

제어 장치(110)는 재생에너지 장치(10)의 발전출력(P(t))과 계통(30) 또는 부하(40)의 요구전력, 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장량(B(t))와 수소 저장 장치(140)의 수소저장량(H(t))을 실시간으로 모니터링하고, 배터리 에너지 저장 장치(120), 수전해 장치(130) 및 수소 저장 장치(140)의 동작을 제어할 수 있다. 수소 저장 장치(140)에 연결된 수소 소비 장치(20)가 시스템(10)에 포함된 경우에, 제어 장치(110)는 수소 소비 장치(20)의 동작을 추가적으로 제어할 수 있다. The control device 110 includes the power generation output P (t) of the renewable energy device 10 and the required power of the system 30 or the load 40, and the power storage amount B (t) of the battery energy storage device 120. ) And the hydrogen storage amount (H (t)) of the hydrogen storage device 140 in real time, and control the operation of the battery energy storage device 120, the electrolytic device 130 and the hydrogen storage device 140. have. When the hydrogen consumption device 20 connected to the hydrogen storage device 140 is included in the system 10, the control device 110 may additionally control the operation of the hydrogen consumption device 20.

수소 저장 장치(140)의 수소는 수소 소비 장치(20)로 제공되어 소비될 수 있다. 수소 소비 장치(20)는 예를 들어 연료전지일 수 있다. 연료전지(도시되지 않음)는 수소를 전기 에너지로 전환하는 연료전지 스택(도시되지 않음)과 연료전지 스택의 직류전력을 계통에 보내기 위한 연료전지 출력 변환장치(도시되지 않음) 및 보조장치(도시되지 않음)로 구성될 수 있다. Hydrogen in the hydrogen storage device 140 may be provided to and consumed by the hydrogen consumption device 20. The hydrogen consuming device 20 may be a fuel cell, for example. A fuel cell (not shown) includes a fuel cell stack (not shown) that converts hydrogen into electrical energy, and a fuel cell output converter (not shown) and an auxiliary device (not shown) for directing the direct current power of the fuel cell stack to the grid. May not be used).

또한, 제어 장치(110)는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장량(B(t))을 모니터링하고, 수전해 장치(130)의 가동 초기에 재생에너지 발전출력(P(t))을 배터리 에너지 저장 장치(120)에 우선적으로 저장하고, 수전해 장치(130)는 가능한 최저용량으로 운전하여 수전해 장치(130)의 내부 반응효율을 극대화하도록 제어할 수 있다. In addition, the control device 110 monitors the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the battery energy storage device 120, and regenerates at the initial stage of operation of the electrolytic device 130. The energy generation output P (t) is preferentially stored in the battery energy storage device 120, and the electrolytic device 130 is controlled to maximize the internal reaction efficiency of the electrolytic device 130 by operating at the lowest capacity possible. can do.

도 2는 도 1의 배터리 에너지 저장 장치(120)의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of the battery energy storage device 120 of FIG. 1.

배터리 에너지 저장 장치(120)는 전력변환부(210) 및 전력저장부(220)를 포함할 수 있다. 전력변환부(210)는 공급받는 전력을 전력저장부(220)와 수전해 장치(130)가 저장 및 활용할 수 있는 직류전력으로 전환할 수 있다. 전력저장부(220)는 잉여 전력이 발생할 때 수전해 장치(130)가 사용하지 않는 잔여분을 충전하며, 재생에너지원으로부터 전력이 공급되지 않을 때 방전하여 수전해 장치(130)에 전력을 공급할 수 있다. The battery energy storage device 120 may include a power converter 210 and a power storage 220. The power converter 210 may convert the supplied power into a DC power that the power storage unit 220 and the electrolysis device 130 may store and utilize. The power storage unit 220 charges the remaining portion that is not used by the electrolysis device 130 when surplus power is generated, and discharges power when the power is not supplied from the renewable energy source to supply power to the electrolysis device 130. have.

재생에너지 장치(10)의 설비용량하의 최대 출력을 PM이라 할 때, 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력변환부(210)의 전력변환가능량(PC)은 별도의 송배선 요소가 없을 때 재생에너지 장치(10)의 최대 출력(PM)과 동일할 수 있다. When the maximum output under the installed capacity of the renewable energy device 10 is P M , the power convertible amount P C of the power converter 210 of the battery energy storage device 120 does not have a separate transmission and wiring element. It may be equal to the maximum output (P M ) of the renewable energy device 10.

전력저장부(220)의 최대 전력 저장량은 BM이라 하고, 허용 저장 전력량을 BH라 할 때, 허용 저장 전력량(BH)은 최대 전력 저장량(BM)에서 재생에너지 장치(10)로부터 공급되는 전력의 단기변동 제어를 위한 여유분을 제외한 값일 수 있다. 또한, 전력저장부(220)는 일정시간 동안 수전해 장치(130)의 동작을 보장할 수 있는 전력량을 최소 전력량(BL)으로 설정하여 관리할 수 있다. 전력저장부(220)의 최소 전력량(BL)은 수전해 장치(130)의 최소 소비전력(EL)의 배수로 설정될 수 있다. 또한, 전력저장부(220)의 최소 전력량(BL)은 도 3을 참조하여 설명되는 바와 같이 수전해 장치(130)가 복수의 수전해 모듈로 구성되는 경우, 각 수전해 모듈의 최소 소비전력(ExL)의 합(EL)의 배수로 설정될 수 있다. 여기에서, x는 수전해 모듈의 개수에 따라 정해지는 각 수전해 모듈의 번호(ID)를 나타낸다. The maximum power storage amount of the power storage unit 220 is referred to as B M , and when the allowable storage power amount is B H , the allowable storage power amount B H is supplied from the renewable energy device 10 at the maximum power storage amount B M. It may be a value excluding a margin for controlling the short-term fluctuation of power. In addition, the power storage unit 220 may manage by setting the amount of power that can ensure the operation of the electrolytic device 130 for a predetermined time to the minimum amount of power (B L ). The minimum amount of power B L of the power storage unit 220 may be set to a multiple of the minimum power consumption E L of the electrolytic device 130. In addition, the minimum amount of power B L of the power storage unit 220, as described with reference to FIG. 3, when the power receiving device 130 includes a plurality of power receiving modules, the minimum power consumption of each power receiving module. It can be set as a multiple of the sum E L of (E xL ). Here, x represents the number (ID) of each electrolytic module determined according to the number of electrolytic modules.

배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장량, 즉, 전력저장부(220)의 전력저장량(또는 충전량)(B(t))은 제어 장치(110)에 의해 지속적으로 모니터링된다. 이를 위해, 전력저장부(220)는 실시간으로 전력저장부(220)의 전력저장량(B(t)) 정보를 제어 장치(110)로 전송할 수 있다. The power storage amount of the battery energy storage device 120, that is, the power storage amount (or charge amount) B (t) of the power storage unit 220 is continuously monitored by the control device 110. To this end, the power storage unit 220 may transmit the power storage amount B (t) information of the power storage unit 220 to the control device 110 in real time.

또한, 제어 장치(110)는, 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장량(B(t))이 미리 정한 제1 수준을 초과할 때, 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장부(220)의 저장용량을 확보하기 위해 수전해 장치(130)의 출력을 일시적으로 상승하도록 제어하고, 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장량(B(t))이 미리 정한 제2 수준 미만일 때, 재생에너지 발전출력(P(t))에 관계없이 수전해 장치(130)의 동작전력을 최소한으로 고정하여 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장부(220)의 여유용량을 확보하도록 제어할 수 있다.In addition, the control device 110, when the power storage amount (B (t)) of the battery energy storage device 120 exceeds a predetermined first level, the power storage unit 220 of the battery energy storage device 120 In order to secure the storage capacity of the control unit to temporarily increase the output of the electrolytic device 130, when the power storage amount (B (t)) of the battery energy storage device 120 is less than a second predetermined level, the renewable energy Irrespective of the power generation output P (t), the operating power of the electrolytic device 130 may be fixed to a minimum to secure an extra capacity of the power storage unit 220 of the battery energy storage device 120.

제 1수준은 전력저장부(220)가 재생에너지원의 급격한 출력상승을 흡수하기 위한 부분으로 전체 용량(BM)에서 일정 부분을 감한 것이다. 일정 부분이란 재생에너지의 종류와 출력용량(PM)에 따라 다르게 정해질 수 있다. 제 2수준은 제 1수준과최소 전력량(BL)사이에서 지정되는 값으로, 재생에너지의 종류와 발전량 동향, 재생에너지 장치(10)의 최대 출력(PM)에 따라 달라지는 값이다. 수전해장치(130)는 수전해 장치(130)의 소비전력의 최소값(EL)미만에서 동작되지 않아야 한다.The first level is a portion for absorbing the sudden power rise of the renewable energy source, the power storage unit 220 is subtracted a certain portion from the total capacity (B M ). The predetermined part may be determined differently according to the type of renewable energy and the output capacity P M. The second level is a value specified between the first level and the minimum power amount B L and is a value that varies depending on the type of renewable energy, the trend of generation amount, and the maximum output P M of the renewable energy device 10. The electrolytic apparatus 130 should not be operated below the minimum value E L of the power consumption of the electrolytic apparatus 130.

도 3은 도 1의 수전해 장치(130)의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the electrolytic apparatus 130 of FIG. 1.

도 3에 도시된 바와 같이, 수전해 장치(130)는 복수의 개별 수전해 모듈(310, 320)로 구성될 수 있다. 도 3에는 2개의 수전해 모듈(310, 320)이 있으나 수전해 모듈의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 각 수전해 모듈(310, 320)은 도 1의 제어 장치(110)에 의해 개별적으로 온/오프(on/off) 및 출력제어될 수 있다. 제1 수전해 모듈(310)은 제1 직류전원공급부(312)와 제1 수전해 스택(314)과 보조장치(도시되지 않음)로 구성되고, 제2 수전해 모듈(320)은 제2 직류전원공급부(322)와 제2 수전해 스택(324) 및 보조장치(도시되지 않음)로 구성될 수 있다. 제1 및 제2 직류전원공급부(312, 322)는 도 2의 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력변환부(210) 및 전력저장부(220)에 연결될 수 있다. As shown in FIG. 3, the electrolytic device 130 may be composed of a plurality of individual electrolytic modules 310 and 320. In FIG. 3, there are two electrolytic modules 310 and 320, but the number of the electrolytic modules may vary. Each electrolytic module 310, 320 may be individually turned on / off and output controlled by the control device 110 of FIG. 1. The first electrolytic module 310 includes a first DC power supply unit 312, a first electrolytic stack 314, and an auxiliary device (not shown), and the second electrolytic module 320 includes a second DC power supply. The power supply unit 322, the second electrolytic stack 324, and an auxiliary device (not shown) may be included. The first and second DC power supply units 312 and 322 may be connected to the power converter 210 and the power storage unit 220 of the battery energy storage device 120 of FIG. 2.

보조장치(도시되지 않음)로는 수전해 스택(314, 324)에 정수된 물을 공급시키기 위한 순수 공급 펌프, 수전해 스택(314, 324)에 물을 공급함과 동시에 발생된 산소와 물을 분리하는 순수 탱크, 물을 순환시키기 위한 순환 펌프, 수소가스 정제시스템, 수분제거시스템, 안전을 위한 계측 시스템 등 일반적인 수전해에 필요한 부수적인 장치가 포함될 수 있다. 또한, 생산된 수소를 시스템 외부로 수송하기 위한 운송수단(도시되지 않음) 및 운송수단(도시되지 않음)에 수소를 압축, 저장하기 위한 압축장치를 더 포함하여 수소저장장치(140)에 저장된 수소의 양이 일정 수준 이상일 경우, 제어 장치(110)의 제어에 따라 운송수단(도시되지 않음)을 통해 수소 저장량을 일정 범위 내로 유지시킬 수 있다. An auxiliary device (not shown) is a pure water supply pump for supplying purified water to the electrolytic stacks 314 and 324, which separates oxygen and water generated while supplying water to the electrolytic stacks 314 and 324. Additional equipment required for general electrolysis, such as pure water tanks, circulation pumps for circulating water, hydrogen gas purification systems, water removal systems, and metering systems for safety, may be included. In addition, the hydrogen stored in the hydrogen storage device 140 further includes a compressor (not shown) for transporting the produced hydrogen to the outside of the system and a compression device for compressing and storing hydrogen in the vehicle (not shown). When the amount is greater than or equal to a predetermined level, the hydrogen storage amount may be maintained within a predetermined range through a vehicle (not shown) under the control of the control device 110.

제1 직류전원공급부(312)는 도 2의 전력변환부(210)를 통과한 직류 전력을 제1 수전해 스택(314)에 맞추어 공급할 수 있다. 제1 수전해 스택(314)은 공급받은 전력을 이용하여 수소를 생산할 수 있다. 마찬가지로, 제2 직류전원공급부(322)는 도 2의 전력변환부(210)를 통과한 직류 전력을 제2 수전해 스택(324)에 맞추어 공급할 수 있다. 제2 수전해 스택(324)은 공급받은 전력을 이용하여 수소를 생산할 수 있다. The first DC power supply unit 312 may supply DC power passed through the power converter 210 of FIG. 2 to the first electrolytic stack 314. The first electrolytic stack 314 may produce hydrogen using the supplied electric power. Similarly, the second DC power supply unit 322 may supply DC power passed through the power converter 210 of FIG. 2 to the second electrolytic stack 324. The second electrolytic stack 324 may produce hydrogen using the supplied power.

수전해 장치(130)가 제1 수전해 모듈(310) 및 제2 수전해 모듈(320)을 포함하고, 제1 수전해 모듈(310)의 소비전력을 E1이라 하고, 제2 수전해 모듈(320)의 소비전력을 E2이라 할 때 수전해 장치(130)의 소비전력(E)은 제1 수전해 모듈(310)의 소비전력(E1) 및 제2 수전해 모듈(320)의 소비전력(E2)의 합으로 표시될 수 있다. 또한, 제1 수전해 모듈(310)의 소비전력의 최대값을 E1M이라 하고 제1 수전해 모듈(310)의 소비전력의 최소값을 E1L이라 할 때, 소비전력의 최소값(E1L)은 소비전력의 최대값(E1M)의 20% 정도로 설정될 수 있다. The electrolytic device 130 includes a first electrolytic module 310 and a second electrolytic module 320, the power consumption of the first electrolytic module 310 is called E 1 , and the second electrolytic module power consumption (E) of the power reception by the device 130 when the power consumption of 320 to as E 2 is the first power reception by the module power consumption of (310) (E 1) and the second power reception by module 320 It may be expressed as a sum of power consumption E 2 . In addition, when the maximum value of the power consumption of the first electrolytic module 310 is E 1M and the minimum value of the power consumption of the first electrolytic module 310 is E 1L , the minimum value of the power consumption E 1L is It may be set to about 20% of the maximum value E 1M of power consumption.

수전해 장치(130)의 소비전력의 최대값(EM)은 제1 수전해 모듈(310)의 소비전력의 최대값(EM1) 및 제2 수전해 모듈(320)의 소비전력의 최대값(EM2)의 합으로 표시되고, 수전해 장치(130)의 소비전력의 최소값(EL)은 제1 수전해 모듈(310)의 소비전력의 최소값(ElL) 및 제2 수전해 모듈(320)의 최소값(E2L)의 합으로 표시될 수 있다. The maximum value of the power consumption of the power reception by the device (130) (E M) is a first power reception to the maximum value of the power consumption of the module (310) (E M1) and the second maximum value of the power consumption of the power reception by module 320 (E M2 ), the minimum value E L of the power consumption of the electrolytic device 130 is the minimum value E lL of the power consumption of the first electrolytic module 310 and the second electrolytic module ( It may be represented as the sum of the minimum value E 2L of 320.

제어 장치(110)는, 수전해 장치(130)가 가동되고 있는 동안에, 재생에너지 발전출력(P(t))을 모니터링할 수 있다. 제어 장치(110)는 재생에너지 발전출력(P(t))이 수전해 장치(130)의 동작 범위를 초과하는 경우, 배터리 에너지 저장 장치(120)에 수전해 장치(130)의 동작 범위를 초과하는 전력을 저장하여 수전해 장치(130)의 손상을 방지하도록 제어할 수 있다. 여기에서, 수전해 장치(130)의 동작 범위는 수전해 장치(130)가 정상적으로 동작할 수 있는 입력 전력(여기에서, 재생에너지 발전출력(P(t))의 허용 범위를 나타낸다. The control apparatus 110 can monitor the renewable energy generation output P (t) while the electrolytic apparatus 130 is operating. The control device 110 exceeds the operating range of the electrolytic device 130 in the battery energy storage device 120 when the renewable energy generation output P (t) exceeds the operating range of the electrolytic device 130. The electric power may be stored so as to prevent damage to the electrolytic device 130. Here, the operating range of the electrolytic device 130 represents an allowable range of input power (here, renewable energy generation output P (t)) in which the electrolytic device 130 can operate normally.

제어 장치(110)는, 수전해 장치(130)가 가동되고 있는 동안에, 재생에너지 발전출력(P(t))을 모니터링하고, 재생에너지 발전출력(P(t))이 수전해 장치(130)의 동작 범위보다 작아지는 경우에는, 배터리 에너지 저장 장치(120)가 수전해 장치(130)의 동작전력을 제공하도록 하여, 재생에너지 발전출력(P(t))의 변동에 의하여 수전해 장치(130)의 가동 정지를 방지하도록 제어할 수 있다. The control apparatus 110 monitors the renewable energy generation output P (t) while the electrolytic device 130 is operating, and the renewable energy generation output P (t) is received by the electrolytic device 130. When it is smaller than the operating range of, the battery energy storage device 120 provides the operating power of the electrolytic device 130, and the electrolytic device 130 is caused by a change in the renewable energy generation output P (t). Control can be prevented.

또한, 수전해 장치(130)는 복수의 수전해 모듈(310, 320)로 구성될 때, 제어 장치(110)는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장량(B(t))을 모니터링하고, 모니터링 결과에 기초하여 복수의 수전해 모듈(310, 320)을 순차적 선별적으로 가동 중지하도록 제어할 수 있다. In addition, when the electrolytic device 130 is composed of a plurality of electrolytic modules 310 and 320, the control device 110 is the power of the renewable energy generation output (P (t)) and the battery energy storage device 120. The storage amount B (t) may be monitored and based on the monitoring result, the plurality of electrolytic modules 310 and 320 may be selectively shut down sequentially.

또한, 수전해 장치(130)가 복수의 수전해 모듈(310, 320)로 구성될 때, 제어 장치(100)는 복수의 수전해 모듈 각각의 온/오프(On/Off) 횟수를 모니터링하고, 재생에너지 발전출력(P(t))이 0이고, 배터리 에너지 저장 장치(120)에 포함된 전력저장부(220)의 전력저장량(B(t))이 미리 정한 수준 이하로 감소할 때, 온/오프(On/Off) 횟수가 적은 수전해 모듈을 우선적으로 정지시켜 각 수전해 모듈의 성능을 평준화하도록 제어할 수 있다. 여기에서, 미리 정한 수준은 일정시간 동안 수전해 장치(130)의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)일 수 있다.In addition, when the electrolytic device 130 is composed of a plurality of electrolytic modules 310 and 320, the control device 100 monitors the number of On / Off of each of the plurality of electrolytic modules, When the renewable energy generation output P (t) is 0 and the power storage amount B (t) of the power storage unit 220 included in the battery energy storage device 120 decreases below a predetermined level, the ON It is possible to control to equalize the performance of each electrolytic module by first stopping the electrolytic modules having a small number of on / off times. Here, the predetermined level may be the minimum amount of power (B L ) that can guarantee the operation of the electrolytic device 130 for a predetermined time.

도 1의 수소 저장 장치(140)는 각각의 수전해 스택(321, 322)에서 생산된 수소를 저장하도록 구성될 수 있다. The hydrogen storage device 140 of FIG. 1 may be configured to store the hydrogen produced in each of the electrolytic stacks 321 and 322.

도 4는 도 1의 제어 장치(110)의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of a configuration of the control device 110 of FIG. 1.

제어 장치(110)는 송수신부(410), 운전 제어부(420) 및 저장부(430)를 포함할 수 있다. 송수신부(410)는 도 1의 재생에너지 장치(10)의 t 시점의 재생에너지 발전출력(P(t)), 도 2의 전력저장부(220)의 t 시점의 충방전전력(C(t)), t 시점의 전력저장량(B(t)) 정보 및 t 시점의 수소 저장 장치의 수소 저장량(H(t))을 수신할 수 있다. The control device 110 may include a transceiver 410, an operation controller 420, and a storage 430. The transmitter / receiver 410 is a renewable energy generation output P (t) at time t of the renewable energy device 10 of FIG. 1, and the charge / discharge power C (t of time t of the power storage unit 220 of FIG. 2. )), the power storage amount B (t) information at time t, and the hydrogen storage amount H (t) of the hydrogen storage device at time t.

또한, 송수신부(410)는 t 시점의 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))을 수전해 장치(130)로부터 수신할 수 있다. 이를 위해 수전해장치(130)의 직류전원공급부(312, 322)가 수전해장치(130)의 소비전력(E(t))을 감지하여 송수신부(410)로 전송할 수 있다. t 시점의 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))은 제1 수전해 모듈(310)의 소비전력(E1(t)) 및 제2 수전해 모듈(320)의 소비전력(E2(t))의 합일 수 있다. 도 2의 전력저장부(220)의 t 시점의 충방전전력(C(t))은 t 시점의 재생에너지 발전출력(P(t))에서 t 시점의 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))을 차감한 값이다. In addition, the transceiver 410 may receive the power consumption E (t) of the electrolytic device 130 at time t from the electrolytic device 130. To this end, the DC power supply units 312 and 322 of the electrolytic apparatus 130 may detect the power consumption E (t) of the electrolytic apparatus 130 and transmit the same to the transceiver 410. The power consumption E (t) of the electrolytic device 130 at time t is the power consumption E 1 (t) of the first electrolytic module 310 and the power consumption of the second electrolytic module 320 ( May be the sum of E 2 (t)). The charging / discharging power C (t) at time t of the power storage unit 220 of FIG. 2 is the power consumption of the electrolytic device 130 at time t from the renewable energy generation output P (t) at time t. This value is obtained by subtracting E (t)).

다른 방법으로, 데이터 처리부(410)는 t 시점의 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))를 t 시점의 재생에너지 발전출력(P(t)), 전력저장부(220)의 t 시점의 전력저장량(B(t)) 정보 및 t 시점의 수소 저장 장치(140)의 수소저장량(H(t))을 이용하여 산출할 수 있다. t 시점의 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))은 수학식 1에 따라 계산될 수 있다.Alternatively, the data processor 410 may determine the power consumption E (t) of the electrolytic device 130 at time t of the renewable energy generation output P (t) at time t and the power storage unit 220. The power storage amount B (t) information at time t and the hydrogen storage amount H (t) of the hydrogen storage device 140 at time t may be calculated. The power consumption E (t) of the electrolytic device 130 at time t may be calculated according to Equation 1.

[수학식 1] [Equation 1]

Figure 112017108220049-pat00001
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Figure 112017108220049-pat00002
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Figure 112017108220049-pat00003
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Figure 112017108220049-pat00004
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Figure 112017108220049-pat00005
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여기에서, 전력저장부(220)가 재생에너지 단기출력변동을 해결할 수 없을 정도로 방전된 상태(B(t)<BL)이거나 수소저장장치(140)의 저장량이 최대가 되었을 경우(H(t)=HM)에는 시스템(100) 자체의 안전을 위해 수전해장치(130)의 가동정지를 명령할 수 있으므로, 소비전력(E(t))은 0이 된다. 전력저장부(220)의 충전량(B(t))은 이전 시점의 충방전량(C(t))에 따라 증가 또는 감소되며, 수소 저장량(H(t))은 수전해장치(130)가 생산하는 수소량이 지속적으로 추가된다. HM은 수소 저장 장치(140)의 최대 저장 용량을 나타낸다. dH(t)는 t 시점의 수전해 장치(130)의 수소 생산량을 나타내며, t 시점의 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))에 의해 자동적으로 결정되는 값이다. Here, when the power storage unit 220 is discharged (B (t) <B L ) to the extent that the renewable energy short-term output fluctuations can not be solved or the storage amount of the hydrogen storage device 140 is the maximum (H (t ) = H M ) can be commanded to stop the receiving device 130 for the safety of the system 100 itself, the power consumption (E (t)) is zero. The charge amount B (t) of the power storage unit 220 increases or decreases according to the charge / discharge amount C (t) at the previous time, and the hydrogen storage amount H (t) is produced by the water electrolysis device 130. The amount of hydrogen is added continuously. H M represents the maximum storage capacity of the hydrogen storage device 140. dH (t) represents the hydrogen production amount of the electrolytic device 130 at time t, and is a value automatically determined by the power consumption E (t) of the electrolytic device 130 at time t.

운전 제어부(420)는 송수신부(410)를 통해 수집된 정보를 이용하여, 배터리 에너지 저장 장치(120), 수전해 장치(130) 및 수소 저장 장치(140)의 동작을 제어할 수 있다. 운전 제어부(420)는 배터리 에너지 저장 장치(120), 수전해 장치(130) 및 수소 저장 장치(140) 각각을 제어하기 위한 배터리 에너지 저장 장치(120) 제어 모듈(도시되지 않음), 수전해 장치(130) 제어 모듈(도시되지 않음), 수소 저장 장치(140) 제어 모듈(도시되지 않음)과 같이 세부 제어 모듈의 집합으로 구성될 수 있다. 운전 제어부(420)는 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력변환부(210) 및 전력저장부(220) 각각을 제어하고, 수전해장치(130)의 직류전원공급부(312, 322) 및 수전해스택(314, 324) 각각을 제어하도록 구성될 수 있다. The driving controller 420 may control the operations of the battery energy storage device 120, the hydrolysis device 130, and the hydrogen storage device 140 by using the information collected through the transceiver 410. The driving control unit 420 may include a battery energy storage device 120 control module (not shown) and a water electrolysis device for controlling each of the battery energy storage device 120, the electrolytic device 130, and the hydrogen storage device 140. 130 may be configured as a set of detailed control modules such as a control module (not shown) and a hydrogen storage device 140 control module (not shown). The operation control unit 420 controls each of the power converter 210 and the power storage unit 220 of the battery energy storage device 120, and the DC power supply units 312 and 322 and the electrolysis device of the power receiver device 130. It can be configured to control each of the stacks 314, 324.

저장부(430)는 송수신부(410)에 의해 수신된 정보, 운전 제어부(420)에 의해 모니터링되고 있는 정보 및 운전 제어부(420)의 동작에 필요한 미리 설정된 정보 등을 저장할 수 있다. The storage unit 430 may store information received by the transceiver 410, information monitored by the driving controller 420, and preset information required for the operation of the driving controller 420.

도 5는 도 1의 재생에너지 저장 시스템(10)의 동작을 나타내는 순서도이다. FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of the renewable energy storage system 10 of FIG. 1.

배터리 에너지 저장 장치(120)는, 재생에너지 장치(10)로부터 생산된 제1 전력을 공급받고 제1 전력을 수전해 장치에 제공하기 위한 제2 전력으로 조정한다(510). The battery energy storage device 120 receives the first power produced from the renewable energy device 10 and adjusts the power to the second power for providing the first power to the receiving device (510).

제어 장치(110)는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치(120)내 전력저장부(220)의 전력저장량(B(t))을 모니터링한다(520). The control device 110 monitors the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the power storage unit 220 in the battery energy storage device 120 (520).

제어 장치(110)는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치(120)내 전력저장부(220)의 전력저장량(B(t))의 모니터링 결과에 기초하여 배터리 에너지 저장 장치(120)가 수전해 장치(130)에 제2 전력을 제공하도록 하여 수전해 장치(130)를 가동할지 여부를 결정한다(530). The control device 110 based on the monitoring result of the renewable energy generation output (P (t)) and the power storage amount (B (t)) of the power storage unit 220 in the battery energy storage device 120. The control unit 120 determines whether to operate the electrolytic device 130 by causing 120 to provide the second power to the electrolytic device 130.

제어 장치(110)는 결정에 따라서 수전해 장치(130)가 배터리 에너지 저장 장치(120)로부터 제2 전력을 공급받아서 가동하도록 제어하거나, 배터리 에너지 저장 장치에 제2 전력을 저장하도록 제어한다(540). The control device 110 controls the electrolytic device 130 to receive the second power from the battery energy storage device 120 to operate according to the determination, or to store the second power in the battery energy storage device (540). ).

도 6은 도 1의 제어 장치(110)의 동작을 상세하게 나타내는 순서도이다. FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the control device 110 of FIG. 1 in detail.

배터리 에너지 저장 장치(120)는, 재생에너지 장치(10)부터 발생된 제1 전력을 공급받고 저장하고 재생에너지를 수전해 장치(130)에 제공하기 위한 제2 전력으로 조정한다. 이러한 상태에서 제어 장치(110)는 재생에너지 발전 출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치(120)(또는 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장부(220))의 전력저장량(B(t)) 정보를 수신한다(610). The battery energy storage device 120 receives and stores the first power generated from the renewable energy device 10 and adjusts the power to the second power for providing the renewable energy to the electrolysis device 130. In such a state, the control device 110 generates a power storage amount B (B () of the renewable energy generation output P (t) and the battery energy storage device 120 (or the power storage unit 220 of the battery energy storage device 120). t)) Receive information (610).

제어 장치(110)는 재생에너지 발전출력(P(t))이 수전해 장치(130)의 최소소비전력(EL) 이상이고(P(t)≥EL)(620), 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치(130)의 동작을 보장할 수 있는 전력량(BL) 이상일 때(B(t)≥BL)(630), 수전해 장치(130)의 가동을 명령한다(640). 일정시간 동안 수전해 장치(130)의 동작을 보장할 수 있는 전력량(BL)은 전술한 바와 같이 수전해 장치(130)의 소비전력의 최소값(EL)의 배수로 미리 설정된 값일 수 있으며, 사용자 입력 신호 또는 시스템(110)의 상황에 따라 변경 설정될 수 있다. Control device 110 renewable generation output (P (t)) to at least the power reception device, the power consumption of (130) (E L) or more and (P (t) ≥E L) (620), battery energy storage device When the power storage amount B (t) of 120 is equal to or greater than the amount of power B L that can guarantee the operation of the receiving apparatus 130 for a predetermined time (B (t) ≥ B L ) 630, the power receiving unit The solution 130 is ordered to operate (640). The amount of power B L that can guarantee the operation of the electrolytic device 130 for a predetermined time may be a preset value as a multiple of the minimum value E L of the power consumption of the electrolytic device 130, as described above. The change may be set according to an input signal or a situation of the system 110.

제어 장치(110)는 재생에너지 발전출력(P(t))이 수전해 장치(130)의 최소소비전력(EL)보다 작거나(P(t)<EL)(620), 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치(130)의 동작을 보장할 수 있는 전력량(BL)보다 작은 경우에는(B(t)<BL)(630), 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력저장부(220)에 제2 전력을 충전하도록 지시할 수 있다. The control device 110 has a renewable energy generation output P (t) less than the minimum power consumption E L of the electrolysis device 130 (P (t) < E L ) 620, or battery energy storage. When the power storage amount B (t) of the device 120 is smaller than the power amount B L that can guarantee the operation of the electrolytic device 130 for a predetermined time (B (t) <B L ) 630. ), The power storage unit 220 of the battery energy storage device 120 may be instructed to charge the second power.

제어 장치(110)는 t 시점의 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))을 t 시점의 재생에너지 발전출력(P(t)), 전력저장부(220)의 t 시점의 전력저장량(B(t)) 정보 및 t 시점의 수소 저장 장치(140)의 수소저장량(H(t))을 계속하여 입력받고 모니터링한다(660). The control device 110 sets the power consumption E (t) of the electrolytic device 130 at time t to the renewable energy generation output P (t) at time t, and the power at time t of the power storage unit 220. The storage amount B (t) information and the hydrogen storage amount H (t) of the hydrogen storage device 140 at time t are continuously input and monitored (660).

제어 장치(110)는 전술한 [수학식 1]을 이용하여 t 시점의 재생에너지 발전출력(P(t)), 전력저장부(220)의 t 시점의 전력저장량(B(t)) 및 t 시점의 수소 저장 장치(140)의 수소저장량(H(t))의 값으로부터 이용하여 t 시점의 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))을 계산할 수 있다(670). 이 단계에서 제어 장치(100)는 배터리 에너지 저장 장치(120)(또는 전력저장부(220))의 충방전량(C(t))은 재생에너지 발전출력(P(t))과 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))으로부터 계산할 수 있으며, 충분전량(C(t))을 이용하여 B(t+1)를 추산할 수도 있다. 동작 670은 동작 680 이전까지 계속하여 수행되어, 재생에너지 발전출력(P(t))과 전력저장부(220)의 전력저장량(B(t)) 및 수소 저장 장치(140)의 저장량(H(t))을 기반으로 수전해 장치(130) 소비전력(E(t))은 지속적으로 변경 또는 수정될 수 있으며, 기상정보나 외부 제어신호가 동작전력 결정에 반영될 수 있다. The control apparatus 110 uses the above-described Equation 1 to generate the renewable energy generation output P (t) at time t, the power storage amount B (t) at time t of the power storage unit 220, and t. The power consumption E (t) of the electrolytic device 130 at time t may be calculated using the value of the hydrogen storage amount H (t) of the hydrogen storage device 140 at time 670. In this step, the control device 100 determines that the charge / discharge amount C (t) of the battery energy storage device 120 (or the power storage unit 220) is the renewable energy generation output P (t) and the electrolytic device ( 130 can be calculated from the power consumption E (t), and B (t + 1) can be estimated using the sufficient electric charge amount C (t). Operation 670 is continuously performed until operation 680, such that the renewable energy generation output P (t), the power storage amount B (t) of the power storage unit 220, and the storage amount H (H) of the hydrogen storage device 140 are performed. Based on t)), the power consumption E (t) of the electrolytic device 130 may be continuously changed or modified, and weather information or an external control signal may be reflected in the operation power determination.

제어 장치(110)는 결정된 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))이 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))의 최소값(EL)보다 작아지게 되는 경우(E(t)<EL), 즉, 전력저장부(220)가 방전중으로 판단되는 경우(680), 수전해 장치(130)의 가동을 중지하도록 명령하고(690), 시스템(100) 대기 상태를 지시하여, 시스템(100)은 대기 모드로 들어가게 된다(695). 대기 모드에서 동작 610은 계속적으로 수행되고, 동작 620 및 630의 조건이 충족되는 경우, 수전해 장치(130)의 가동을 명령할 수 있다(640).When the determined power consumption E (t) of the electrolytic device 130 becomes smaller than the minimum value E L of the power consumption E (t) of the electrolytic device 130 ( E (t) < E L , that is, when the power storage unit 220 is determined to be discharging (680), it is instructed to stop the operation of the electrolytic device 130 (690), and the system 100 is in a standby state. System 100 enters standby mode (695). In the standby mode, operation 610 is continuously performed, and if the conditions of operations 620 and 630 are met, the operation of the electrolytic device 130 may be ordered (640).

도 7은 도 1의 수전해 장치(130)가 복수 수전해 모듈로 구성되는 경우, 제어 장치가 수전해 장치(130)의 운전을 정지하는 방법을 나타내는 순서도이다. FIG. 7 is a flowchart illustrating a method in which a control device stops the operation of the electrolytic device 130 when the electrolytic device 130 of FIG. 1 is configured of a plurality of electrolytic modules.

수전해 장치(130)가 용량이 같은 2개의 수전해 모듈(310, 320)로 구성된 에너지 저장시스템(100)에서, 재생에너지 발전출력(P(t))가 없는 상황을 가정한다. Assume that there is no renewable energy generation output P (t) in the energy storage system 100 in which the electrolytic device 130 is composed of two electrolytic modules 310 and 320 having the same capacity.

이러한 상황은 수학식 2로 나타낼 수 있다.This situation can be represented by Equation 2.

[수학식 2] [Equation 2]

P(t)=0, x=2, E1M=E2M, E1L=E2L, E(t)=E1(t)+E2(t)P (t) = 0, x = 2, E 1M = E 2M , E 1L = E 2L , E (t) = E 1 (t) + E 2 (t)

도 7의 흐름도에 표시된 도면부호 중 도 6의 흐름도의 동일한 도면부호는 도 6의 흐름도의 동일한 도면부호의 블록의 동작을 나타낸다.The same reference numerals in the flowchart of FIG. 6 of the reference numerals shown in the flowchart of FIG. 7 denote the operation of the blocks of the same reference numerals of the flowchart of FIG.

제어 장치(110)는 결정된 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))이 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))의 최소값(EL)보다 작아지게 되는 경우(E(t)<EL), 즉, 전력저장부(220)가 방전중으로 판단되는 경우(680), 배터리 에너지 저장 장치(120)의 t 시점의 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치(130)의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)보다 작아지면(710), 제어 장치(110)는 수전해 장치(130)의 제1 수전해 모듈(310)의 정지를 명령한다(720). 이때, 제1 수전해 모듈(310)은 제2 수전해 모듈(320)에 비하여 온/오프(On/Off) 횟수가 적은 수전해 모듈일 수 있다. When the determined power consumption E (t) of the electrolytic device 130 becomes smaller than the minimum value E L of the power consumption E (t) of the electrolytic device 130 ( E (t) <E L , that is, when the power storage unit 220 is determined to be discharging (680), the power storage amount B (t) at time t of the battery energy storage device 120 is for a predetermined time. If it is smaller than the minimum amount of power B L that can guarantee the operation of the electrolytic device 130 (710), the control device 110 stops the stopping of the first electrolytic module 310 of the electrolytic device 130. Command 720. In this case, the first electrolytic module 310 may be a hydrolytic module having a smaller number of on / off times than the second electrolytic module 320.

제어 장치(110)에 설정 관리되는 수전해 장치(130)의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)을 1/2BL로 변경하고, 수전해 장치(130)의 최소소비전력(EL)을 1/2EL로 변경 설정한다(730). BL'는 변경 설정된 수전해 장치(130)의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량을 나타내고, EL'는 변경 설정된 수전해 장치(130)의 최소소비전력을 나타낸다. The minimum amount of power B L that can guarantee the operation of the electrolytic device 130 managed by the control device 110 is changed to 1 / 2B L , and the minimum power consumption E L of the electrolytic device 130 is changed. ) Is set to 1 / 2E L (730). B L ′ represents the minimum amount of power capable of ensuring the operation of the changed electrolytic device 130, and E L ′ represents the minimum power consumption of the changed electrolytic device 130.

도 6의 동작 670의 동작은 계속적으로 수행되어, 도 7의 동작 740으로 도시된 바와 같이, 제어 장치(110)는 전술한 수학식 1을 이용하여 P(t), B(t) 및 H(t)의 값으로부터 이용하여 t 시점의 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))을 계산한다(740). 추가적으로, 제어 장치(110)는 전력저장부(220)의 충방전량(C(t))은 재생에너지 발전출력(P(t))과 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))으로부터 계산할 수 있다. Operation 670 of FIG. 6 is continuously performed, and as shown by operation 740 of FIG. 7, the control device 110 uses P (t), B (t), and H ( Using the value of t), the power consumption E (t) of the electrolytic device 130 at time t is calculated (740). In addition, the control device 110, the charge and discharge amount (C (t)) of the power storage unit 220 is the renewable energy generation output (P (t)) and the power consumption (E (t)) of the electrolysis device 130 Can be calculated from

수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))이 변경 설정된 수전해 장치(130)의 최소소비전력(EL')보다 작아지면(750), 제어 장치(110)는 수전해 장치(130)의 제2 수전해 모듈(320)의 정지를 명령한다(760). When the power consumption E (t) of the electrolytic device 130 is smaller than the minimum power consumption E L ′ of the set electrolytic device 130 (750), the control device 110 receives the electrolytic device ( Command 760 to stop the second electrolytic module 320 of 130.

한편, 결정된 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))이 수전해 장치(130)의 소비전력(E(t))의 최소값(EL) 이상인 경우에는(680), 제어 장치(110)는 도 6의 660 동작을 계속 수행하여 시스템을 모니터링한다. 배터리 에너지 저장 장치(120)의 t 시점의 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치(130)의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)이상으로 유지되는 경우에는(710), 제어 장치(110)는 수전해 장치(130)의 운전 정지를 지시한다(690). [수학식 1]에 의하여, B(t)≥BL임에도 E(t)<EL인 경우는 H(t)=HM인 경우이다. 즉, 수소 저장 장치(140)의 용량이 초과된 경우이므로, 이때는 안전을 위해 수전해 장치(130)의 운전을 종료시킬 수 있다(690).On the other hand, when the determined power consumption E (t) of the electrolytic device 130 is greater than or equal to the minimum value E L of the power consumption E (t) of the electrolytic device 130 (680), the control device ( 110 continues operation 660 of FIG. 6 to monitor the system. When the power storage amount B (t) at the time t of the battery energy storage device 120 is maintained above the minimum amount of power B L that can guarantee the operation of the electrolytic device 130 for a predetermined time (710). The control apparatus 110 instructs the operation stop of the electrolytic apparatus 130 (690). According to Equation 1, when E (t) < E L even though B (t) &gt; B L , H (t) = H M. That is, since the capacity of the hydrogen storage device 140 is exceeded, at this time, the operation of the water receiving device 130 may be terminated for safety.

본 발명에 따르면, 배터리 에너지 저장 장치(120)와의 용량분담을 통한 재생에너지원의 변동성 경감 및 수전해 장치(130)의 이용률 향상시킬 수 있다. 해당 재생에너지 출력을 수전해 장치가 단독으로 처리할 때와 본 발명과 같이 수전해 장치(130)와 배터리 에너지 저장 장치(120)가 1:1로 용량을 분배할 때의 120시간 후 수전해 장치(130)의 이용률을 비교해보면, 수전해 장치로만 구성했을 때 52.6%임에 비해 배터리 에너지 저장 장치(120)와 수전해 장치(130)가 용량을 1:1로 분담할 때 68.1%로 향상될 수 있다. 그뿐 아니라 남은 에너지가 배터리에 저장되어 있는데, 남은 에너지를 감안한 수전해 장치(130)의 이용률은 77.2%로 계산된다. 이처럼 배터리 에너지 저장 장치(120)를 조합한 구성은 에너지의 활용 면에서 더 유리함을 알 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the variability of the renewable energy source through the capacity sharing with the battery energy storage device 120 and to improve the utilization rate of the electrolytic device 130. Electrolytic device after 120 hours when the electrolytic device to process the renewable energy output alone and when the electrolytic device 130 and the battery energy storage device 120 is 1: 1 distributed as in the present invention Comparing the utilization rate of 130, the battery energy storage device 120 and the electrolytic device 130 is improved to 68.1% when the battery energy storage device 120 and the electrolytic device 130 share capacity 1: 1 compared to 52.6% when only the electrolytic device is configured. Can be. In addition, the remaining energy is stored in the battery, the utilization rate of the electrolytic device 130 considering the remaining energy is calculated as 77.2%. As such, the combination of the battery energy storage device 120 may be seen to be more advantageous in terms of energy utilization.

본 발명에 따르면, 수전해 장치(130)의 on/off 횟수 감소를 통한 수전해 장치의 수명을 향상시킬 수 있다. 수전해 장치(130)는 정격 용량의 일정 수준(20% 내외) 이하의 전력이 공급될 시 기체의 섞임(crossover)이 발생하여 생산 수소의 품질이 나빠질 뿐 아니라 내부 산화 위험성이 크게 증가한다. 그래서 일반적으로 수전해 장치(130)는 최소 용량보다 적은 전력이 공급되기 전에 가동을 중지하고 내부를 퍼지한다. 수전해 장치(130)의 on/off 동작 여부를 확인해 보면, 배터리 에너지 저장 장치(120)를 조합하는 경우 재생에너지 출력이 적거나 없을 때에도 즉, 수전해 장치만 이용하여 가동정지가 발생한 구간에서도 최소 전력이 공급되어 동작 상태가 지속된다.According to the present invention, it is possible to improve the life of the electrolytic device by reducing the number of on / off of the electrolytic device 130. When the electrolytic device 130 is supplied with electric power below a predetermined level (about 20%) of the rated capacity, gas crossover occurs, which not only degrades the quality of the produced hydrogen, but also greatly increases the internal oxidation risk. Thus, generally, the electrolytic device 130 shuts down and purges the interior before power less than the minimum capacity is supplied. When the on / off operation of the electrolytic device 130 is checked, when the battery energy storage device 120 is combined, even when there is little or no renewable energy output, that is, even in a section in which the operation stops using only the electrolytic device. Power is applied to maintain the operating state.

또한, 본 발명에 따르면, 수전해 장치(130)를 단일 스택으로 구성하는 것보다 복수의 모듈로 구성하여 수전해 장치(130)의 동작범위 확장 및 효율성 증가시킬 수 있다. 재생에너지 활용을 위해 수전해 장치(130)와 배터리 에너지 저장 장치(120)를 조합할 때, 수전해 장치(130)를 단일 스택으로 구성하는 것보다 복수의 모듈로 구성하는 것이 수전해 장치(130)의 동작성능을 향상할 수 있으며, 수전해 장치(130)의 모듈별 제어를 통해 배터리 에너지 저장 장치(120)의 충방전 범위를 조절하는 것이 가능하므로 시스템 전체의 수명향상을 기할 수 있다. 특히, 신재생에너지 출력을 예측하기 어려울수록 모듈화 구성의 효용이 증가한다. 또한, 배터리 에너지 저장 장치(120)의 전력이 부족할 경우 모듈 수전해 장치(130)는 모듈의 종료 시점을 다르게 하여 상대적으로 동작/종료 사이클 수를 줄이는 효과를 낼 수 있다. 또한, 개별 모듈에 대한 유지 보수를 수행해도 수전해 장치(130) 자체는 지속 가동할 수 있다는 장점을 가지고 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to expand the operating range and increase the efficiency of the electrolytic device 130 by configuring a plurality of modules rather than configuring a single electrolytic device 130 in a single stack. When combining the electrolytic device 130 and the battery energy storage device 120 to utilize renewable energy, the electrolytic device 130 may be configured as a plurality of modules rather than a single stack. It is possible to improve the operation performance of the), and to control the charging and discharging range of the battery energy storage device 120 through the module-specific control of the electrolytic device 130 can improve the life of the whole system. In particular, the more difficult it is to predict the renewable energy output, the more the utility of modular construction increases. In addition, when the power of the battery energy storage device 120 is insufficient, the module receiving device 130 may have a different effect of reducing the number of operation / end cycles by changing the end time of the module. In addition, even if performing maintenance on the individual module has the advantage that the electrolytic device 130 itself can be continuously operated.

또한, 수전해 스택(314, 324)은 내부 저항에 의해 정격용량보다 낮은 범위에서 효율이 높아지는 성질이 있다. 수전해 장치(130)는 배터리 에너지 저장 장치(120)에 포함된 전력변환장치에 의해 1차적으로 정돈된 직류 전력을 공급받을 수 있으므로, 충방전 용량에 여유가 있는 한도 내에서 최대 효율을 추종하는 운전이 가능하다. 실제 운전시 전원공급량은 재생에너지의 출력 동향, 전기에너지 저장장치의 용량과 기상정보에 따라 결정해야 할 것이다. In addition, the electrolytic stacks 314 and 324 have a property of increasing efficiency in a range lower than the rated capacity due to internal resistance. Since the electrolytic device 130 may receive the first-order DC power that is primarily ordered by the power converter included in the battery energy storage device 120, the water-receiving device 130 may track the maximum efficiency within the limit of the charge / discharge capacity. Driving is possible. In actual operation, the power supply should be determined according to the output trend of renewable energy, the capacity of the electric energy storage device and the weather information.

본 발명의 일 양상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 상기의 프로그램을 구현하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.One aspect of the invention may be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. Codes and code segments implementing the above program can be easily deduced by computer programmers in the art. Computer-readable recording media include all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical disk, and the like. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다. The above description is only one embodiment of the present invention, and those skilled in the art may implement the present invention in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described examples, but should be construed to include various embodiments within the scope equivalent to those described in the claims.

110: 제어 장치 120: 배터리 에저지 저장 장치
130: 수전해 장치 140: 수소 저장 장치
210: 전력변환부 220: 전력 저장부
310: 제1 수전해 모듈 320: 제2 수전해 모듈
410: 송수신부 420: 운전 제어부
110: control device 120: battery edge storage device
130: electrolytic device 140: hydrogen storage device
210: power conversion unit 220: power storage unit
310: first electrolytic module 320: second electrolytic module
410: transceiver unit 420: operation control unit

Claims (11)

전력을 소비하여 수소를 생산하는 수전해 장치;
재생에너지원으로 전력을 생산하는 재생에너지 장치와 수전해 장치 사이에 위치되며, 재생에너지 장치로부터 공급받은 제1 전력을 수전해 장치에 제공하기 위한 제2 전력으로 조정하는 전력변환부 및 제2 전력을 저장하는 전력저장부를 포함하는 배터리 에너지 저장 장치;
재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장량(B(t))을 모니터링하고, 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장량(B(t))의 모니터링 결과에 기초하여 배터리 에너지 저장 장치가 수전해 장치에 제2 전력을 제공하도록 하여 수전해 장치를 가동할지 여부를 결정하고, 결정에 따라서 수전해 장치가 제2 전력을 공급받아서 가동하도록 제어하거나, 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장부에 제2 전력을 저장하도록 제어하는 제어 장치; 및
수전해 장치에서 생산된 수소를 저장하는 수소 저장 장치; 를 포함하고,
상기 수전해 장치가 제1 수전해 모듈 및 제2 수전해 모듈로 구성될 때,
수전해 장치의 소비전력(E(t))이 수전해 장치의 소비전력의 최소값(EL)보다 작아지게 되는 경우, 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)보다 작아지면,
제어 장치는 수전해 장치의 제1 수전해 모듈의 정지를 명령하고,
제어 장치에 설정 관리되는 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)을 1/2BL로 변경하고, 수전해 장치의 최소소비전력(EL)을 1/2EL로 변경 설정하고,
재생에너지 발전출력(P(t)), 전력저장량(B(t)) 및 수소 저장 장치의 수소 저장량(H(t))의 값으로부터 t 시점의 수전해 장치의 소비전력(E(t))을 계산하고,
계산된 수전해 장치의 소비전력(E(t))이 변경 설정된 수전해 장치의 최소소비전력(EL')보다 작아지면, 제어 장치는 수전해 장치의 제2 수전해 모듈의 정지를 명령하고,
여기에서, 제어장치는 t 시점의 수전해장치의 소비전력(E(t))을 t 시점의 재생에너지 발전출력(P(t)), 전력저장부의 t 시점의 전력저장량(B(t)) 정보 및 t 시점의 수소 저장 장치의 수소저장량(H(t))로부터 다음의 수학식 1,
[수학식 1]
Figure 112019068223599-pat00013

을 이용하여 계산하고,
여기에서,
Figure 112019068223599-pat00014

BL은 일정시간동안 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량을 나타내고,
전력저장부가 재생에너지 단기출력변동을 해결할 수 없을 정도로 방전된 상태이거나(B(t)<BL), 수소 저장 장치의 저장량(H(t))이 최대(HM)가 되었을 경우(H(t)=HM)에, 제어 장치는 수전해 장치의 가동정지를 명하여 수전해 장치의 소비전력(E(t))은 0이 되는 재생에너지 저장 시스템.
An electrolytic device that consumes power to produce hydrogen;
A power conversion unit and a second power, which is located between a renewable energy device that generates power as a renewable energy source and the electrolytic device, adjusts the first power supplied from the renewable energy device to a second power for providing the electrolytic device. Battery energy storage device including a power storage unit for storing;
The renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the battery energy storage device are monitored, and the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the battery energy storage device. Based on the monitoring result of)), the battery energy storage device provides a second power source to the electrolytic device to determine whether to operate the electrolytic device, and according to the determination, the electrolytic device is supplied with the second power to operate. A control device for controlling or storing the second power in the power storage unit of the battery energy storage device; And
A hydrogen storage device for storing hydrogen produced in the electrolytic device; Including,
When the electrolytic device is composed of a first electrolytic module and a second electrolytic module,
When the power consumption E (t) of the electrolytic device becomes smaller than the minimum value E L of the power consumption of the electrolytic device, the power storage amount B (t) ensures the operation of the electrolytic device for a predetermined time. If it is smaller than the minimum amount of power (B L )
The control device instructs the stop of the first electrolytic module of the electrolytic device,
Change the minimum amount of power (B L ) that can guarantee the operation of the managed electrolytic device to 1 / 2B L, and change the minimum power consumption (E L ) of the electrolytic device to 1 / 2E L and,
Power consumption (E (t)) of the electrolytic device at time t from the values of renewable energy generation output (P (t)), power storage amount (B (t)) and hydrogen storage amount (H (t)) of the hydrogen storage device. , And
If the calculated power consumption E (t) of the electrolytic device is smaller than the minimum set power consumption E L ′ of the changed electrolytic device, the control device commands the stop of the second electrolytic module of the electrolytic device. ,
Herein, the control device sets the power consumption E (t) of the electrolytic device at time t to the renewable energy generation output P (t) at time t, and the power storage amount B (t) at time t of the power storage unit. Information and the hydrogen storage amount (H (t)) of the hydrogen storage device at time t,
[Equation 1]
Figure 112019068223599-pat00013

Calculate using
From here,
Figure 112019068223599-pat00014

B L represents the minimum amount of power that can guarantee the operation of the electrolytic device over a period of time,
When the power storage unit is discharged to the extent that the renewable energy short-term output fluctuation cannot be solved (B (t) <B L ), or when the storage amount (H (t)) of the hydrogen storage device reaches a maximum (H M ) (H ( t) = H M ), the control device commands the stop of the electrolytic device, so that the power consumption E (t) of the electrolytic device is zero.
제1항에 있어서,
제어 장치는 재생에너지 발전출력(P(t))이 수전해 장치의 최소소비전력(EL) 이상이고(P(t)≥EL), 배터리 에너지 저장 장치에 포함된 전력저장부의 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 전력량(BL) 이상일 때(B(t)≥BL), 배터리 에너지 저장 장치가 수전해 장치에 제2 전력을 제공하여 수전해 장치가 가동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
Control apparatus renewable generation output (P (t)) to at least the power reception power consumption (E L) or more and (P (t) ≥E L) , the electric power storage unit including electric power storage amount in the battery energy storage system of the device ( When B (t)) is greater than or equal to the amount of power B L that can guarantee operation of the electrolytic device for a period of time (B (t) ≥B L ), the battery energy storage device provides the second power to the electrolytic device. And controlling the electrolytic device to operate.
제2항에 있어서,
일정시간 동안 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)은, 수전해 장치가 복수의 수전해 모듈로 구성되는 경우, 각 수전해 모듈의 최소 소비전력(ExL)의 합(EL)의 배수로 설정되는 것을 특징으로 하는 재생에너지 저장 시스템.
The method of claim 2,
The minimum amount of power B L that can guarantee the operation of the electrolytic device for a certain period of time is the sum of the minimum power consumptions E x L of each electrolytic module when the electrolytic device is composed of a plurality of electrolytic modules. Renewable energy storage system, characterized in that it is set to a multiple of E L ).
제1항에 있어서,
제어 장치는, 수전해 장치가 가동되고 있는 동안에, 재생에너지 발전출력(P(t))을 모니터링하고, 재생에너지 발전출력(P(t))이 수전해 장치의 동작 범위를 초과하는 경우, 배터리 에너지 저장 장치에 수전해 장치의 동작 범위를 초과하는 전력을 저장하여 수전해 장치의 손상을 방지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
The control device monitors the renewable energy generation output P (t) while the hydrolysis device is in operation, and when the renewable energy generation output P (t) exceeds the operating range of the hydrolysis device, the battery And storing energy in the energy storage device that exceeds the operating range of the electrolytic device to prevent damage to the electrolytic device.
제1항에 있어서,
제어 장치는, 수전해 장치가 가동되고 있는 동안에, 재생에너지 발전출력(P(t))을 모니터링하고, 재생에너지 발전출력(P(t))이 수전해 장치의 동작 범위보다 작아지는 경우 배터리 에너지 저장 장치가 수전해 장치로 전력을 제공하도록 하여, 재생에너지 발전출력(P(t))의 변동에 의한 수전해 장치의 가동 정지를 방지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
The control device monitors the renewable energy generation output P (t) while the hydrolysis device is in operation, and the battery energy when the renewable energy generation output P (t) becomes smaller than the operating range of the hydrolysis device. And controlling the storage device to provide power to the electrolytic device, thereby preventing the electrolysis device from being shut down due to a change in the renewable energy generation output (P (t)).
제1항에 있어서,
상기 수전해 장치는 복수의 수전해 모듈로 구성될 때,
제어 장치는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 전력 저장량(B(t))을 모니터링하고, 모니터링 결과에 기초하여 복수의 수전해 모듈을 순차적 선별적으로 가동 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
When the electrolytic device is composed of a plurality of electrolytic modules,
The control device monitors the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t), and controls to selectively shut down the plurality of electrolytic modules based on the monitoring result. Renewable Energy Storage System.
삭제delete 제1항에 있어서,
제어 장치는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치에 포함된 전력저장부의 전력 저장량(B(t))을 모니터링하고, 수전해 장치의 가동 초기에 재생에너지 발전출력(P(t))을 배터리 에너지 저장 장치에 우선적으로 저장하고, 수전해 장치는 가능한 최저용량으로 운전하여 수전해 장치의 내부 반응효율을 극대화하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 저장 시스템.
The method of claim 1,
The control device monitors the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the power storage unit included in the battery energy storage device, and at the beginning of operation of the electrolytic device, t)) is preferentially stored in the battery energy storage device, and the electrolytic device is operated at the lowest capacity possible to maximize the internal reaction efficiency of the electrolytic device.
제1항에 있어서,
수전해 장치가 복수의 수전해 모듈로 구성될 때, 제어 장치는 복수의 수전해 모듈 각각의 온/오프(On/Off) 횟수를 모니터링하고, 재생에너지 발전출력(P(t))이 0이고, 배터리 에너지 저장 장치에 포함된 전력저장부의 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL) 이하로 감소할 때, 온/오프(On/Off) 횟수가 적은 수전해 모듈을 우선적으로 정지시켜 각 수전해 모듈의 성능을 평준화하도록 제어하는 재생에너지 저장시스템.
The method of claim 1,
When the electrolytic device is composed of a plurality of electrolytic modules, the control device monitors the number of On / Off times of each of the plurality of electrolytic modules, and the renewable energy generation output P (t) is 0 and When the power storage amount B (t) of the power storage unit included in the battery energy storage device decreases below a minimum power amount B L that can guarantee the operation of the electrolytic device for a predetermined time, On / Off (On) / Off) Renewable energy storage system that controls the number of hydrostatic modules with a low number of priorities to equalize their performance.
전력을 소비하여 수소를 생산하는 수전해 장치와, 재생에너지원으로 전력을 생산하는 재생에너지 장치와 수전해 장치 사이에 위치되는 배터리 에너지 저장 장치와, 배터리 에너지 장치 및 수전해 장치를 제어하는 제어 장치와, 수전해 장치에서 생산된 수소를 저장하는 수소 저장 장치를 포함하는 재생에너지 저장시스템의 동작 방법으로서,
배터리 에너지 저장 장치는, 재생에너지 장치로부터 생산된 제1 전력을 공급받고 제1 전력을 수전해 장치에 제공하기 위한 제2 전력으로 조정하는 단계;
제어 장치는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장량(B(t))을 모니터링하는 단계;
제어 장치는 재생에너지 발전출력(P(t)) 및 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장량(B(t))의 모니터링 결과에 기초하여 배터리 에너지 저장 장치가 수전해 장치에 제2 전력을 제공하도록 하여 수전해 장치를 가동할지 여부를 결정하는 단계; 및
제어 장치는 결정에 따라서 수전해 장치가 배터리 에너지 저장 장치로부터 제2 전력을 공급받아서 가동하도록 제어하거나, 배터리 에너지 저장 장치에 제2 전력을 저장하도록 제어하는 단계; 를 포함하고,
상기 수전해 장치가 제1 수전해 모듈 및 제2 수전해 모듈로 구성될 때,
수전해 장치의 소비전력(E(t))이 수전해 장치의 소비전력의 최소값(EL)보다 작아지게 되는 경우, 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)보다 작아지면, 제어 장치는 수전해 장치의 제1 수전해 모듈의 정지를 명령하는 단계;
제어 장치에 설정 관리되는 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량(BL)을 1/2BL로 변경하고, 수전해 장치의 최소소비전력(EL)을 1/2EL로 변경 설정하는 단계;
재생에너지 발전출력(P(t)), 전력저장량(B(t)) 및 수소 저장 장치의 수소 저장량(H(t))의 값으로부터 t 시점의 수전해 장치의 소비전력(E(t))을 계산하는 단계; 및
계산된 수전해 장치의 소비전력(E(t))이 변경 설정된 수전해 장치의 최소소비전력(EL')보다 작아지면, 제어 장치는 수전해 장치의 제2 수전해 모듈의 정지를 명령하는 단계를 더 포함하고,
여기에서, 제어장치는 t 시점의 수전해장치의 소비전력(E(t))을 t 시점의 재생에너지 발전출력(P(t)), 배터리 에너지 저장 장치의 t 시점의 전력저장량(B(t)) 정보 및 t 시점의 수소 저장 장치의 수소저장량(H(t))로부터 다음의 수학식 1,
[수학식 1]
Figure 112019068223599-pat00015

을 이용하여 계산하고,
여기에서,
Figure 112019068223599-pat00016

BL은 일정시간동안 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 최소 전력량을 나타내고,
배터리 에너지 저장 장치가 재생에너지 단기출력변동을 해결할 수 없을 정도로 방전된 상태이거나(B(t)<BL), 수소 저장 장치의 저장량(H(t))이 최대(HM)가 되었을 경우(H(t)=HM)에, 제어 장치는 수전해 장치의 가동정지를 명하여 수전해 장치의 소비전력(E(t))은 0이 되는 재생에너지 저장시스템의 동작 방법.
A hydrolysis device that consumes power to produce hydrogen, a battery energy storage device located between the renewable energy device that generates power as a renewable energy source and the hydrolysis device, and a control device that controls the battery energy device and the electrolysis device. And, as a method of operation of a renewable energy storage system including a hydrogen storage device for storing hydrogen produced in the electrolytic device,
The battery energy storage device includes receiving a first power produced from the renewable energy device and adjusting the first power to a second power for providing the electrolytic device;
The control device includes monitoring the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the battery energy storage device;
The control device causes the battery energy storage device to provide the second power to the electrolytic device based on the monitoring result of the renewable energy generation output P (t) and the power storage amount B (t) of the battery energy storage device. Determining whether to operate the device; And
The control device may control the receiving device to operate by receiving the second power from the battery energy storage device or to store the second power in the battery energy storage device according to the determination; Including,
When the electrolytic device is composed of a first electrolytic module and a second electrolytic module,
When the power consumption E (t) of the electrolytic device becomes smaller than the minimum value E L of the power consumption of the electrolytic device, the power storage amount B (t) ensures the operation of the electrolytic device for a predetermined time. If less than the minimum amount of power B L that can be made, the control device instructs the stop of the first electrolytic module of the electrolytic device;
Change the minimum amount of power (B L ) that can guarantee the operation of the managed electrolytic device to 1 / 2B L, and change the minimum power consumption (E L ) of the electrolytic device to 1 / 2E L Doing;
Power consumption (E (t)) of the electrolytic device at time t from the values of renewable energy generation output (P (t)), power storage amount (B (t)) and hydrogen storage amount (H (t)) of the hydrogen storage device. Calculating; And
If the calculated power consumption E (t) of the electrolytic device is smaller than the minimum set power consumption E L ′ of the changed electrolytic device, the control device commands to stop the second electrolytic module of the electrolytic device. More steps,
Herein, the control device sets the power consumption E (t) of the electrolytic device at time t to the renewable energy generation output P (t) at time t, and the power storage amount B at time t of the battery energy storage device B (t). )) Information and the hydrogen storage amount (H (t)) of the hydrogen storage device at time t,
[Equation 1]
Figure 112019068223599-pat00015

Calculate using
From here,
Figure 112019068223599-pat00016

B L represents the minimum amount of power that can guarantee the operation of the electrolytic device over a period of time,
When the battery energy storage device is discharged to the extent that the renewable energy short-term output fluctuations cannot be resolved (B (t) <B L ), or the storage amount (H (t)) of the hydrogen storage device reaches a maximum (H M ) ( H (t) = H M ), the control device commands the stop of the electrolytic device, so that the power consumption (E (t)) of the electrolytic device becomes zero.
제10항에 있어서,
제어 장치는 재생에너지 발전출력(P(t))이 수전해 장치의 최소소비전력(EL) 이상이고(P(t)≥EL), 배터리 에너지 저장 장치의 전력저장량(B(t))이 일정시간 동안 수전해 장치의 동작을 보장할 수 있는 전력량(BL) 이상일 때(B(t)≥BL), 배터리 에너지 저장 장치가 수전해 장치에 제2 전력을 제공하여 수전해 장치가 가동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 저장 시스템의 동작 방법.
The method of claim 10,
Control apparatus renewable generation output (P (t)) and the power reception to the minimum power consumption of the device (E L) or higher (P (t) ≥E L) , the power storage amount (B (t)) of the battery energy storage device When the amount of power (B L ) or more (B (t) ≥ B L ) that can guarantee the operation of the electrolytic device during this period of time (B (t) ≥ B L ), the battery energy storage device provides a second power to the electrolytic device, thereby A method of operating a renewable energy storage system, characterized in that the control to operate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240077648A (en) 2022-11-24 2024-06-03 국립한국교통대학교산학협력단 Multi-level Converter that performs individual control function and Power converter including the same

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021059748A (en) * 2019-10-04 2021-04-15 日立造船株式会社 Water electrolysis device, and method of controlling water electrolysis device
JP7336172B2 (en) * 2020-01-23 2023-08-31 東芝エネルギーシステムズ株式会社 Control device for hydrogen system, hydrogen generation system, and control method for hydrogen system
KR102404064B1 (en) * 2020-05-25 2022-06-02 한전케이디엔주식회사 Eenrgy harvesting system and method
KR102205038B1 (en) * 2020-06-03 2021-01-19 한국해양과학기술원 Hydrogen generation system based on discontinuous renewable energy
KR102564108B1 (en) * 2021-07-06 2023-08-09 (주)테크윈 A power management system
KR102542292B1 (en) * 2021-08-23 2023-06-12 현대엔지니어링 주식회사 Method of calculating the capacity of renewable energy facility to keep the output of renewable energy constant
KR102574441B1 (en) * 2022-12-23 2023-09-06 한국건설기술연구원 Hydrogen facility real-time risk prediction system, method and application using the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007031813A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Honda Motor Co Ltd Water electrolysis system, and method for operating the same
JP2012094684A (en) * 2010-10-27 2012-05-17 Sharp Corp Photovoltaic power generation system
JP2016208694A (en) * 2015-04-23 2016-12-08 株式会社東芝 Energy storage system, and energy storage method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2008279082A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Trulite, Inc. Apparatus, system, and method to manage the generation and use of hybrid electric power
KR100968224B1 (en) 2008-05-29 2010-07-06 인하대학교 산학협력단 Renewable energy-regenerative fuel cells hybrid system for residence
KR101716959B1 (en) * 2015-07-14 2017-03-15 장희철 Integration power distribution apparatus for a hybrid power supply system by energy circulation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007031813A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Honda Motor Co Ltd Water electrolysis system, and method for operating the same
JP2012094684A (en) * 2010-10-27 2012-05-17 Sharp Corp Photovoltaic power generation system
JP2016208694A (en) * 2015-04-23 2016-12-08 株式会社東芝 Energy storage system, and energy storage method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240077648A (en) 2022-11-24 2024-06-03 국립한국교통대학교산학협력단 Multi-level Converter that performs individual control function and Power converter including the same

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