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KR102183464B1 - Energy storage system - Google Patents

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Publication number
KR102183464B1
KR102183464B1 KR1020160082357A KR20160082357A KR102183464B1 KR 102183464 B1 KR102183464 B1 KR 102183464B1 KR 1020160082357 A KR1020160082357 A KR 1020160082357A KR 20160082357 A KR20160082357 A KR 20160082357A KR 102183464 B1 KR102183464 B1 KR 102183464B1
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KR
South Korea
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power
air conditioning
control unit
container
installation space
Prior art date
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KR1020160082357A
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Korean (ko)
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KR20180003052A (en
Inventor
김정윤
이호일
배효준
강병오
Original Assignee
현대일렉트릭앤에너지시스템(주)
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Publication date
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Publication of KR20180003052A publication Critical patent/KR20180003052A/en
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Abstract

본 발명은 외부의 공기를 이용하여 장치 내부의 온도 또는 습도 등의 환경을 제어할 수 있는 전력 저장 장치에 관한 것으로, 컨테이너 내부에 설치되어 전력 변환 및 저장하는 전력 장치, 상기 컨테이너 내부에 설치되어 상기 전력 장치가 설치된 공간의 온도를 기준값으로 유지하는 공조 장치, 상기 컨테이너 외벽에 설치되어, 제어에 따라 외부의 공기를 상기 전력 장치가 설치된 공간으로 유입시키는 외기팬와, 상기 전력 장치의 공작과 상기 공조 장치 및 외기팬의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The present invention relates to a power storage device capable of controlling an environment such as temperature or humidity inside a device using external air, a power device installed inside a container to convert and store power, and installed inside the container to the An air conditioner that maintains the temperature of the space in which the power device is installed as a reference value, an outdoor fan installed on the outer wall of the container to introduce outside air into the space where the power device is installed according to control, and the operation of the power device and the air conditioning device And a control unit that controls the operation of the outdoor fan.

Description

전력 저장 장치{ENERGY STORAGE SYSTEM}Power storage device {ENERGY STORAGE SYSTEM}

본 발명은 공조 제어 기능을 갖는 전력 저장 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a power storage device having an air conditioning control function.

최근 들어, 전력시스템의 효율 및 안정성 향상을 위해 배터리 기반의 전력 저장 장치(Energy Storage System; ESS)가 많이 설치되는데, 성능과 수명을 유지하기 위해 온도 조절이 필수적이므로 공조시스템을 이용하여 전력 저장 장치를 항온으로 관리한다. Recently, a lot of battery-based energy storage systems (ESSs) are installed to improve the efficiency and stability of the power system. Since temperature control is essential to maintain performance and life, power storage devices using an air conditioning system Is managed at constant temperature.

그러나, 충방전시 배터리 및 전력변환장치(PCS)에서 상당한 양의 열이 발생하며, 계절 및 시간대에 따라 외부에서 침입하는 열도 상당히 큰데, 상승하는 내부 온도를 조절하기 위해 에어컨을 이용하고 있으며 겨울의 경우, 히터를 통해 온도를 상승시키는데 이는 전력 저장 장치의 효율을 크게 떨어뜨린다.
However, during charging and discharging, a considerable amount of heat is generated from the battery and power converter (PCS), and the heat entering from the outside is quite large depending on the season and time. An air conditioner is used to control the rising internal temperature. In this case, the temperature is raised through the heater, which greatly reduces the efficiency of the power storage device.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0041375호Korean Patent Application Publication No. 10-2016-0041375

본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부의 공기를 이용하여 장치 내부의 온도 또는 습도 등의 환경을 제어할 수 있는 전력 저장 장치가 제공된다.
According to an embodiment of the present invention, there is provided a power storage device capable of controlling an environment such as temperature or humidity inside the device using external air.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치는 컨테이너 내부에 설치되어 전력 변환 및 저장하는 전력 장치, 상기 컨테이너 내부에 설치되어 상기 전력 장치가 설치된 공간의 온도를 기준값으로 유지하는 공조 장치, 상기 컨테이너 외벽에 설치되어, 제어에 따라 외부의 공기를 상기 전력 장치가 설치된 공간으로 유입시키는 외기팬, 상기 전력 장치의 공작과 상기 공조 장치 및 외기팬의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
In order to solve the above-described problem of the present invention, the power storage device according to an embodiment of the present invention is a power device installed inside a container to convert and store power, and a temperature of a space in which the power device is installed inside the container. An air conditioning device that maintains a reference value, an outdoor fan installed on the outer wall of the container to introduce external air into the space where the power device is installed according to control, and control the operation of the power device and the operation of the air conditioning device and the outdoor fan It may include a control unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부의 공조 시스템과 함께 외부의 공기를 이용하여 장치 내부의 온도 또는 습도 등의 환경을 제어하여 전력 소비를 저감할 수 있는 효과가 있다.
According to an embodiment of the present invention, there is an effect of reducing power consumption by controlling an environment such as temperature or humidity inside the device by using external air together with an internal air conditioning system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 제어부의 개략적인 동작 흐름도이다.1 is a schematic configuration diagram of a power storage device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic flowchart of an operation of a control unit of a power storage device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a power storage device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치(100)는 컨테이너(110), 전력 장치(120), 공조 장치(130), 외기팬(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.1, a power storage device 100 according to an embodiment of the present invention includes a container 110, a power device 120, an air conditioning device 130, an outdoor fan 140, and a control unit 150 can do.

컨테이너(110)는 내부에 제1 설치 공간(111) 및 제2 설치 공간(112)과 제1 및 제2 설치 공간(111,112)를 구분하는 내부 격벽(113)를 포함할 수 있다.
The container 110 may include an internal partition wall 113 that divides the first and second installation spaces 111 and 112 from the first and second installation spaces 111 and 112 therein.

전력 장치(120)는 저장부(121)와 전력부(122)를 포함할 수 있으며, 저장부(121)는 제1 설치 공간에 설치될 수 있고, 전력부(122)는 제2 설치 공간(112)에 설치될 수 있다.The power device 120 may include a storage unit 121 and a power unit 122, the storage unit 121 may be installed in a first installation space, and the power unit 122 is a second installation space ( 112) can be installed.

저장부(121)는 전력을 저장할 수 있고, 경우에 따라 저장된 전력을 전력부(122)에 제공할 수도 있으며, 예를 들어 배터리(battery)로 구성될 수 있다.The storage unit 121 may store power, and in some cases, may provide the stored power to the power unit 122, and may be configured as, for example, a battery.

전력부(122)는 계통 전원 또는 저장부(121)로부터 제공받은 전력을 필요한 전력으로 변환할 수 있으며 예를 들어, 컨버터(converter) 또는 인버터(inverter) 등으로 구성될 수 있다.
The power unit 122 may convert the power supplied from the system power or the storage unit 121 into required power, and may be configured with, for example, a converter or an inverter.

공조 장치(130)는 공조부(131) 및 내부팬(132)를 포함할 수 있다.The air conditioning device 130 may include an air conditioning unit 131 and an internal fan 132.

공조부(131)는 제1 및 제2 설치 공간(111,112) 중 적어도 하나에 설치될 수 있으며, 예를 들어, 온도를 상승 또는 하강시킬 수 있는 에어컨 및 히터로 구성될 수 있다.The air conditioning unit 131 may be installed in at least one of the first and second installation spaces 111 and 112, and may include, for example, an air conditioner and a heater capable of raising or lowering the temperature.

내부팬(132)는 내부격벽(113)에 설치될 수 있으며 제1 설치 공간(111)의 온도 습도 등의 공조 환경과 제2 설치 공간(112)의 온도 습도 등의 공조 환경을 균등하게 유지할 수 있다.
The internal fan 132 may be installed on the internal partition 113 and can equally maintain an air conditioning environment such as temperature and humidity of the first installation space 111 and an air conditioning environment such as temperature and humidity of the second installation space 112. have.

외기팬(140)는 컨테이터의 외부 공기를 제1 설치 공간(111) 또는 제2 설치 공간(112) 내로 유입시킬 수 있다.
The outdoor fan 140 may introduce external air from the container into the first installation space 111 or the second installation space 112.

제어부(150)는 전력 장치(120)의 동작과 공조 장치(130) 및 외기팬(140)의 동작을 제어할 수 있다.The controller 150 may control the operation of the power device 120 and the air conditioning device 130 and the outdoor fan 140.

제어부(150)는 전력 장치(120)의 동작을 제어하는 전력 제어부(151)와 공조 장치(130) 및 외기팬(140)의 동작을 제어하는 공조 제어부(152)를 포함할 수 있다.The control unit 150 may include a power control unit 151 that controls the operation of the power device 120 and an air conditioning control unit 152 that controls the operation of the air conditioner 130 and the outdoor fan 140.

공조 제어부(152)는 공조 장치(130)와 외기팬(140)을 필요에 따라 상호보완적으로 동작시킬 수 있다. The air conditioning control unit 152 may operate the air conditioning apparatus 130 and the outdoor fan 140 complementarily as necessary.

예를 들어, 공조 제어부(152)는 컨테이너(110)의 내부 온도 또는 습도 등의 공조 환경을 기준값으로 유지하기 위해, 공조 장치(130)의 동작보다 외기팬(140)을 동작시키는 것이 전력 효율에 유리한 경우 공조 장치(130)의 동작을 중단시키고, 외기팬(140)을 동작시켜 외부의 공기를 컨테이너(110) 내부로 유입시킬 수 있다. 더하여 제1 설치 공간(111)과 제2 설치 공간(112)간의 공조 환경을 균등하게 유지하기 위해 공조 장치(130) 중 내부팬(132)이 동작되도록 제어할 수 있다. 외기팬(140)을 동작시키는 것보다 공조 장치(130)을 동작시키는 것이 전력 효율에 유리한 경우에는 반대로 외기팬(140)의 동작을 중단시키고, 공조부(131) 및 내부팬(132)를 동작시켜 컨테이너(110)의 내부 온도 또는 습도 등의 공조 환경을 기준값으로 유지할 수 있다.
For example, in order to maintain the air conditioning environment such as the internal temperature or humidity of the container 110 as a reference value, the air conditioning control unit 152 operates the outdoor fan 140 rather than the operation of the air conditioning device 130 to increase power efficiency. If it is advantageous, the operation of the air conditioning device 130 may be stopped, and the outside fan 140 may be operated to introduce external air into the container 110. In addition, the internal fan 132 of the air conditioning device 130 may be controlled to be operated in order to equally maintain the air conditioning environment between the first installation space 111 and the second installation space 112. When operating the air conditioner 130 is more advantageous to power efficiency than operating the outdoor fan 140, the operation of the outdoor fan 140 is stopped, and the air conditioner 131 and the internal fan 132 are operated. Thus, the air conditioning environment such as the internal temperature or humidity of the container 110 can be maintained as a reference value.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 제어부의 개략적인 동작 흐름도이다.2 is a schematic flowchart of an operation of a control unit of a power storage device according to an embodiment of the present invention.

도 1과 함께, 도 2를 참조하면, 제어부(150)의 전력 제어부(151)는 전력 저장 장치 운영 스케쥴을 공조 제어부(152)에 제공할 수 있다. 공조 제어부(152)는 전력 저장 장치 운영 스케쥴과 기상청 데이터에 기초하여 공조 장치 운전 스케쥴을 최적화하여 도출하고, 이에 따라 공조 장치(130) 및 외기팬(140)의 동작을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 1 and FIG. 2, the power control unit 151 of the control unit 150 may provide a power storage device operation schedule to the air conditioning control unit 152. The air conditioning control unit 152 may optimize and derive an air conditioning system operation schedule based on the power storage device operation schedule and data from the Meteorological Agency, and thus control the operation of the air conditioning device 130 and the outdoor fan 140.

먼저, 공조 제어부(152)는 공조 부하를 예측할 수 있다(S1). 예를 들어, 공조 제어부(152)는 전력 제어부(151)로부터의 전력 저장 장치 운영 스케쥴, 기상청 데이터의 날씨 정보 및 전력 저장 장치의 배터리 및 전력 장치 즉 저장부(121)와 전력부(122)의 성능 등에 기초하여 공조 부하를 예측할 수 있다.First, the air conditioning control unit 152 may predict the air conditioning load (S1). For example, the air conditioning control unit 152 may include a power storage device operation schedule from the power control unit 151, weather information of the Meteorological Agency data, and a battery and power device of the power storage device, that is, the storage unit 121 and the power unit 122. The air conditioning load can be predicted based on performance and the like.

이에 따라, 공조 제어부(152)는 소비 전력을 예측할 수 있다(S2).Accordingly, the air conditioning control unit 152 may predict power consumption (S2).

다음으로, 공조 제어부(152)는 예측된 소비 전력과, 환경 정보 및 전력 정보에 기초하여 공장 장치 운전 스케쥴을 최적화하여(S3), 공조 장치 운전 스케쥴을 도출할 수 있다(S4).Next, the air conditioning control unit 152 may derive the operating schedule of the air conditioning device by optimizing the plant device operation schedule based on the predicted power consumption, environment information, and power information (S3).

예를 들어, 공조 제어부(152)는 예측된 소비 전력과 함께, 공조 장치가 목표하는 공조 환경에 관한 정보를 갖는 공조 장치 목표 정보와, 공조 장치의 성능 및 기능과 같은 공조 장치 정보와, 컨테이너가 설치된 설치 건물에 관하여 열손실 등과 같은 정보 등의 상기 환경 정보와, 사용하는 전력의 전기 요금인 해당 전기 요금제와 계통 전력의 전기 요금의 한계 가격인 계통 한계 가격 등의 전력 정보에 기초하여 공장 장치 운전 스케쥴을 최적화하여(S3), 공조 장치 운전 스케쥴을 도출할 수 있다(S4).
For example, the air conditioning control unit 152 includes air conditioning device target information having information on the air conditioning environment targeted by the air conditioning device, air conditioning device information such as performance and function of the air conditioning device, and the container Plant equipment operation based on the above environmental information, such as information such as heat loss about the installed installed building, and power information such as the applicable electricity rate plan, which is the electricity rate of the electricity used, and the system limit price, which is the limit price of the electricity rate of the system power. By optimizing the schedule (S3), it is possible to derive the operation schedule of the air conditioner (S4).

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 내부의 공조 시스템과 함께 외부의 공기를 이용하여 장치 내부의 온도, 습도 등의 환경을 제어하여 전력 소비를 저감할 수 있다.
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce power consumption by controlling the environment such as temperature and humidity inside the apparatus using external air together with the internal air conditioning system.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is limited by the claims to be described later, and the configuration of the present invention is varied within the scope not departing from the technical spirit of the present invention. It can be easily understood by those of ordinary skill in the art that the present invention can be changed and modified.

100: 전력 저장 장치
110: 컨테이너
111: 제1 설치 공간
112: 제2 설치 공간
113: 격벽
120: 전력 장치
121: 저장부
122: 전력부
130: 공조 장치
131: 공조부
132: 내부팬
140: 외기팬
150: 제어부
151: 전력 제어부
152: 공조 제어부100: power storage device
110: container
111: first installation space
112: second installation space
113: bulkhead
120: power device
121: storage unit
122: power unit
130: air conditioning device
131: Climate Control Department
132: internal fan
140: outdoor fan
150: control unit
151: power control unit
152: air conditioning control unit

Claims (4)

컨테이너 내부에 설치되어 전력 변환 및 저장하는 전력 장치;
상기 컨테이너 내부에 설치되어 상기 전력 장치가 설치된 공간의 온도를 기준값으로 유지하는 공조 장치;
상기 컨테이너 외벽에 설치되어, 제어에 따라 외부의 공기를 상기 전력 장치가 설치된 공간으로 유입시키는 외기팬; 및
상기 전력 장치의 공작과 상기 공조 장치 및 외기팬의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 전력 저장 장치 운영 스케쥴에 따라 상기 전력 장치의 동작을 제어하는 전력 제어부와, 상기 전력 저장 장치 운영 스케쥴과 기상청 데이터에 기초한 공조 장치 운전 스케쥴에 따라 상기 공조 장치 및 외기팬의 동작을 제어하는 공조 제어부를 포함하며,
상기 공조 제어부는 상기 전력 저장 장치 운영 스케쥴과 상기 전력 장치의 성능 및 상기 기상청 데이터의 날씨정보에 따라 공조 부하를 예측하고, 상기 공조 부하의 예측에 따른 소비 전력을 예측하며, 예측된 소비 전력과 공조 장치 목표 정보, 공조 장치 정보, 설치 건물 정보 및 전기 요금에 따라 상기 공조 장치 운전 스케쥴을 최적화하여 상기 공조 장치 및 외기팬의 동작을 제어하는 전력 저장 장치.
A power device installed inside the container to convert and store power;
An air conditioning device installed inside the container to maintain a temperature of a space in which the power device is installed as a reference value;
An outdoor fan installed on the outer wall of the container to introduce external air into the space where the power device is installed according to control; And
It includes a control unit for controlling the operation of the power device and the operation of the air conditioning device and the outside fan,
The control unit includes a power control unit for controlling the operation of the power device according to a power storage device operation schedule, and for controlling the operation of the air conditioner and the outdoor fan according to the power storage device operation schedule and an air conditioner operation schedule based on data from the Meteorological Agency. It includes an air conditioning control unit,
The air conditioning control unit predicts an air conditioning load according to the power storage device operation schedule, performance of the power device, and weather information of the meteorological agency data, predicts power consumption according to the prediction of the air conditioning load, and predicts power consumption and air conditioning. A power storage device for controlling the operation of the air conditioner and the outdoor fan by optimizing the operation schedule of the air conditioner according to device target information, air conditioner information, installation building information, and electricity bill.
 제1항에 있어서,
상기 컨테이너는 내부 격벽을 기준으로 제1 설치 공간 및 제2 설치 공간을 구비하고,
상기 전력 장치는 상기 제1 설치 공간에 설치되어 전력 변환 동작을 수행하는 전력부와, 상기 제2 설치 공간에 설치되어 전력을 저장하는 저장부를 포함하고,
상기 공조 장치는 상기 내부 격벽에 설치되어 상기 제1 설치 공간과 상기 제2 설치 공간 간의 온도를 균일하게 유지하는 내부팬과, 상기 제1 및 제2 설치 공간 중 적어도 하나에 설치되어 온도를 상승 또는 하강시키는 공조부를 포함하는 전력 저장 장치.
The method of claim 1,
The container has a first installation space and a second installation space based on the internal partition wall,
The power device includes a power unit installed in the first installation space to perform a power conversion operation, and a storage unit installed in the second installation space to store power,
The air conditioning device is installed in the internal partition wall to maintain a uniform temperature between the first installation space and the second installation space, and the air conditioning device is installed in at least one of the first and second installation spaces to increase the temperature or Power storage device comprising an air conditioning unit to descend.
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