KR102303326B1 - An energy storage system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 돌입 전류에 의한 릴레이 손상을 방지하는 방전 저항이 연결된 인버터를 포함하는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은, 계통을 포함하는 에너지 저장 시스템에 있어서, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터, 인버터의 출력단에 연결되고, 인버터에서 변환된 교류 전력의 노이즈를 저감하여 계통에 공급하는 필터, 필터와 계통 사이를 연결 또는 차단하는 릴레이 및 인버터와 필터 사이에 병렬 연결되는 방전 저항을 포함한다. The present invention relates to an energy storage system including an inverter to which a discharge resistor is connected to prevent damage to a relay by inrush current. An energy storage system according to an embodiment of the present invention, in an energy storage system including a grid, an inverter that converts DC power into AC power, is connected to an output terminal of the inverter, and reduces noise of AC power converted by the inverter It includes a filter that supplies the system with a filter, a relay that connects or blocks between the filter and the system, and a discharge resistor that is connected in parallel between the inverter and the filter.

Description

에너지 저장 시스템{AN ENERGY STORAGE SYSTEM}Energy storage system {AN ENERGY STORAGE SYSTEM}

본 발명은 돌입 전류에 의한 릴레이 손상을 방지하는 방전 저항이 연결된 인버터를 포함하는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage system including an inverter to which a discharge resistor is connected to prevent damage to a relay by inrush current.

에너지 저장 시스템(Energy Storage System)은 생산된 전력을 발전소, 변전소 및 송전선 등을 포함한 각각의 연계 시스템에 저장한 후, 전력이 필요한 시기에 선택적, 효율적으로 사용하여 에너지 효율을 높이는 시스템이다.An energy storage system is a system that increases energy efficiency by storing produced power in each linked system including a power plant, substation, and transmission line, and then selectively and efficiently using it when power is needed.

에너지 저장 시스템은 시간대 및 계절별 변동이 큰 전기부하를 평준화시켜 전반적인 부하율을 향상시킬 경우, 발전 단가를 낮출 수 있으며 전력설비 증설에 필요한 투자비와 운전비 등을 절감할 수 있어서 전기요금을 인하하고 에너지를 절약할 수 있다.The energy storage system can lower the power generation unit cost and reduce the investment and operation cost required for power facility expansion, thereby reducing the electricity rate and saving energy when the overall load factor is improved by leveling the electric load with large fluctuations by time and season. can do.

이러한 에너지 저장 시스템은 전력계통에서 발전, 송배전, 수용가에 설치되어 이용되고 있으며, 주파수 조정(Frequency Regulation), 신재생에너지를 이용한 발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감(Peak Shaving), 부하 평준화(Load Leveling), 비상 전원 등의 기능으로 사용되고 있다.Such an energy storage system is installed and used in power generation, transmission and distribution, and consumers in the power system. Frequency regulation, stabilization of generator output using new and renewable energy, peak shaving, and load leveling , emergency power supply, etc.

에너지 저장 시스템은 저장방식에 따라 크게 물리적 에너지 저장과 화학적 에너지 저장으로 구분된다. 물리적 에너지 저장으로는 양수발전, 압축 공기 저장, 플라이휠 등을 이용한 방법이 있고, 화학적 에너지 저장으로는 리튬이온 배터리, 납축전지, Nas 전지 등을 이용한 방법이 있다.Energy storage systems are largely divided into physical energy storage and chemical energy storage according to storage methods. For physical energy storage, there are methods using pumped water power generation, compressed air storage, flywheels, etc., and for chemical energy storage, there is a method using lithium-ion batteries, lead-acid batteries, and Nas batteries.

도 1을 참조하면, 종래의 계통과 연결된 인버터를 포함하는 에너지 저장 시스템이 도시되어 있다.Referring to FIG. 1 , an energy storage system including an inverter connected to a conventional grid is shown.

도 1은 종래의 계통과 연결된 인버터를 포함하는 에너지 저장 시스템을 설명하는 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating an energy storage system including an inverter connected to a conventional grid.

참고로, 도면에 도시되어 있지 않지만, 인버터(100)의 직류 입력단자(미도시)는 배터리(미도시)와 연결될 수 있고, 인버터(100)는 배터리로부터 직류 전력을 제공받을 수 있다.For reference, although not shown in the drawings, a DC input terminal (not shown) of the inverter 100 may be connected to a battery (not shown), and the inverter 100 may receive DC power from the battery.

또한 도 1의 에너지 저장 시스템은 인버터(100), 필터(150), 릴레이(200), 계통(300)을 포함하는바, 각각에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다. In addition, the energy storage system of FIG. 1 includes an inverter 100 , a filter 150 , a relay 200 , and a system 300 , a detailed description of each will be omitted.

도 1에 도시된 에너지 저장 시스템의 인버터(100)가 배터리로부터 직류 전력을 제공받은 경우, 인버터(100)에 구비된 제1 커패시터(C1)에서 DC 링크(DCL)로 직류 전력이 제공된다. When the inverter 100 of the energy storage system shown in FIG. 1 receives DC power from a battery, the DC power is provided from the first capacitor C1 provided in the inverter 100 to the DC link DCL.

또한 DC 링크(DCL)로 제공된 직류 전력은 제1 내지 제4 스위치(S1~S4)의 스위칭 동작을 통하여 교류 전력으로 변환되어 필터(150)로 제공된다. Also, the DC power provided to the DC link DCL is converted into AC power through the switching operations of the first to fourth switches S1 to S4 and provided to the filter 150 .

필터(150)는 인버터(100)로부터 제공받은 교류 전력의 노이즈를 저감한 후 계통(300)으로 해당 교류 전력을 전송하게 된다. The filter 150 reduces the noise of the AC power provided from the inverter 100 and then transmits the AC power to the grid 300 .

다만, 상기와 같이 인버터(100)를 구동시키기 전에 에너지 저장 시스템의 전반적인 상태를 점검하는 동작이 수행되고, 에너지 저장 시스템에 이상이 없다고 판단되는 경우, 릴레이(200)를 턴온(turn-on)시켜 인버터(100)와 계통(300)을 연결시킨다. However, before driving the inverter 100 as described above, the operation of checking the overall state of the energy storage system is performed, and when it is determined that there is no abnormality in the energy storage system, the relay 200 is turned on to The inverter 100 and the grid 300 are connected.

구체적으로, 인버터(100) 구동 전, 에너지 저장 시스템이 정상 상태인 경우, 릴레이(200)를 턴온 또는 턴오프(turn-off)시킨다 하더라도 별다른 문제가 없지만, 릴레이(200)의 턴온 또는 턴오프시 발생되는 돌입 전류가 클 경우, 이러한 돌입 전류로 인해 릴레이(200)가 융착될 수 있다. Specifically, before the inverter 100 is driven, if the energy storage system is in a normal state, there is no particular problem even if the relay 200 is turned on or off, but when the relay 200 is turned on or off When the generated inrush current is large, the relay 200 may be fused due to the inrush current.

이 경우, 릴레이(200)에 턴오프 신호를 제공하여도 릴레이(200)가 턴온 상태를 유지함에 따라 에너지 저장 시스템 전체에 문제가 발생할 수 있다.In this case, even when the turn-off signal is provided to the relay 200 , as the relay 200 maintains the turned-on state, a problem may occur in the entire energy storage system.

참고로, 돌입 전류의 크기는 아래의 <식 1>에 따라 결정될 수 있다.For reference, the magnitude of the inrush current may be determined according to <Equation 1> below.

<식 1><Equation 1>

I = C*(dv/dt)I = C*(dv/dt)

여기에서, I는 돌입 전류의 크기, C는 에너지 저장 시스템 내 커패시터의 커패시턴스(capacitance), dv는 커패시터의 전압변화량, dt는 시간변화량일 수 있다.Here, I may be the magnitude of the inrush current, C may be a capacitance of a capacitor in the energy storage system, dv may be a voltage change amount of the capacitor, and dt may be a time change amount.

도 2 및 도 3을 참조하면, 돌입 전류가 최대가 되는 경우가 도시되어 있다.2 and 3 , a case in which the inrush current becomes the maximum is illustrated.

도 2는 도 1의 계통 내 교류 전원에서 인버터 방향으로 제공하는 교류 전압을 설명하는 도면이다. 도 3은 도 1의 릴레이의 턴온 및 턴오프에 따른 돌입 전류의 크기 변화를 설명하는 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining an AC voltage provided in an inverter direction from the AC power in the system of FIG. 1 . 3 is a view for explaining a change in the magnitude of the inrush current according to the turn-on and turn-off of the relay of FIG. 1 .

참고로, 도 2에서 세로축은 커패시터(예를 들어, 제1 내지 제5 커패시터(C5) 중 어느 하나)에 인가된 교류 전압(+V, -V)을 의미하고, 가로축은 시간(t)을 의미할 수 있다.For reference, in FIG. 2 , the vertical axis indicates AC voltages (+V, -V) applied to the capacitor (eg, any one of the first to fifth capacitors C5 ), and the horizontal axis indicates time (t). can mean

또한 도 3에서 세로축은 릴레이(200)의 턴온 또는 턴오프시 발생된 돌입 전류(+I, -I)를 의미하고, 가로축은 시간(t)을 의미할 수 있다. Also, in FIG. 3 , the vertical axis may mean inrush currents (+I, -I) generated when the relay 200 is turned on or off, and the horizontal axis may mean time (t).

도 1 내지 도 3을 참조하면, 인버터(100)의 구동이 개시되기 전에, 릴레이(200)는 제1 지점(P1)에서 턴온되고, 제2 지점(P2)에서 턴오프되며, 제3 지점(P3)에서 다시 턴온되고, 제4 지점(P4)에서 다시 턴오프될 수 있다.1 to 3, before driving of the inverter 100 is started, the relay 200 is turned on at a first point P1, is turned off at a second point P2, and a third point ( It may be turned on again at P3) and may be turned off again at the fourth point P4.

이 때, 릴레이(200)가 제1 지점(P1)에서 처음 턴온시, 돌입 전류가 순간적으로 증가한 후 다시 감소하는 것을 확인할 수 있다. At this time, when the relay 200 is initially turned on at the first point P1 , it can be seen that the inrush current momentarily increases and then decreases again.

다만, 릴레이(200)가 턴오프되는 제2 지점(P2)에서 계통(300)에서 제공하는 교류 전압이 양의 피크 전압(PP)인 경우, 에너지 저장 시스템 내에 구비된 커패시터(예를 들어, 제1 내지 제5 커패시터(C1~C5)) 역시 최대 전압, 즉, 양의 피크 전압(PP)으로 충전된 후 서서히 방전될 수 있다.However, when the AC voltage provided by the system 300 at the second point P2 at which the relay 200 is turned off is a positive peak voltage PP, a capacitor (eg, the first The first to fifth capacitors C1 to C5 may also be gradually discharged after being charged to the maximum voltage, that is, the positive peak voltage PP.

여기에서, 만약 릴레이(200)가 다시 턴온되는 제3 지점(P3)에서 계통(300)에서 제공하는 교류 전압이 음의 피크 전압(NP)인 경우, 에너지 저장 시스템 내에 구비된 커패시터(예를 들어, 제1 내지 제5 커패시터(C1~C5))에는 피크 전압(PP 또는 NP의 크기)보다 더 큰 전압(VC)이 인가되고, 이로 인해, 제1 지점(P1)보다 제3 지점(P3)에서 더 큰 돌입 전류가 발생할 수 있다.Here, if the AC voltage provided by the system 300 at the third point P3 at which the relay 200 is turned on again is a negative peak voltage NP, a capacitor (for example, , the first to fifth capacitors C1 to C5) are applied with a voltage VC that is greater than the peak voltage (the magnitude of PP or NP), so that the third point P3 rather than the first point P1 is applied. A larger inrush current may occur in

이와 같이, 릴레이(200)의 턴온시 갑자기 큰 돌입 전류가 발생하여 릴레이(200)를 지나가게 되면, 릴레이(200)가 융착될 수 있다. 또한 릴레이(200)가 융착되는 경우 에너지 저장 시스템이 정상 작동하지 못할 수 있다는 문제가 있다.As such, when a large inrush current is suddenly generated when the relay 200 is turned on and passes through the relay 200 , the relay 200 may be fused. In addition, when the relay 200 is fused, there is a problem that the energy storage system may not operate normally.

본 발명은 인버터의 출력단에 병렬 연결된 방전 저항을 통해 릴레이가 턴오프될 때의 커패시터의 방전 시간을 저감함으로써 릴레이가 다시 턴온될 때 발생되는 돌입 전류를 저감하여 릴레이 융착을 방지할 수 있는 에너지 저장 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is an energy storage system that can prevent relay fusion by reducing the inrush current generated when the relay is turned on again by reducing the discharge time of the capacitor when the relay is turned off through the discharge resistor connected in parallel to the output terminal of the inverter aims to provide

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Moreover, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은, 계통을 포함하는 에너지 저장 시스템에 있어서, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터, 인버터의 출력단에 연결되고, 인버터에서 변환된 교류 전력의 노이즈를 저감하여 계통에 공급하는 필터, 필터와 계통 사이를 연결 또는 차단하는 릴레이 및 인버터와 필터 사이에 병렬 연결되는 방전 저항을 포함한다.In order to achieve the above object, an energy storage system according to an embodiment of the present invention is an energy storage system including a grid, an inverter that converts DC power into AC power, is connected to an output terminal of the inverter, and is converted by the inverter It includes a filter that reduces noise of AC power and supplies it to the grid, a relay that connects or blocks the filter and the grid, and a discharge resistor that is connected in parallel between the inverter and the filter.

상기 릴레이를 턴온(turn-on) 또는 턴오프(turn-off)시키는 릴레이 제어부를 더 포함한다.It further includes a relay control unit for turning the relay on (turn-on) or turn-off (turn-off).

상기 인버터, 필터 및 계통에는 각각 커패시터가 구비되고, 인버터의 구동이 개시되기 전에 릴레이 제어부에 의해 릴레이가 처음으로 턴온되면, 인버터, 필터 및 계통에 각각 구비된 커패시터가 충전되고, 릴레이 제어부에 의해 턴온된 릴레이가 턴오프되면, 인버터, 필터 및 계통에 각각 구비된 커패시터가 방전된다.Capacitors are provided in each of the inverter, the filter, and the system, and when the relay is first turned on by the relay control unit before driving of the inverter is started, capacitors provided in the inverter, the filter, and the system are charged, respectively, and are turned on by the relay control unit When the relay is turned off, the capacitors provided in the inverter, the filter, and the system, respectively, are discharged.

상기 방전 저항은, 인버터, 필터 및 계통에 각각 구비된 커패시터의 방전 시간을 저감하여, 릴레이 제어부에 의해 턴오프된 릴레이가 다시 턴온될 때 발생되는 돌입 전류를 저감한다.The discharge resistor reduces the discharge time of the capacitor provided in the inverter, the filter, and the system, thereby reducing the inrush current generated when the relay turned off by the relay control unit is turned on again.

상기 인버터는, 제1 커패시터와, 제1 커패시터와 병렬 연결된 제1 및 제2 스위치와, 제1 및 제2 스위치와 병렬 연결된 제3 및 제4 스위치와, 제1 및 제2 스위치 사이에 일단이 연결되는 제1 인덕터와, 제3 및 제4 스위치 사이에 일단이 연결되는 제2 인덕터와, 일단이 제1 인덕터의 타단에 연결되고, 타단이 제2 인덕터의 타단에 연결되는 제2 커패시터와, 제2 커패시터와 병렬 연결되는 제3 커패시터를 포함하되, 제1 및 제2 스위치는 서로 직렬 연결되고, 제3 및 제4 스위치는 서로 직렬 연결되고, 방전 저항은 제3 커패시터와 병렬 연결된다.The inverter has a first capacitor, first and second switches connected in parallel with the first capacitor, third and fourth switches connected in parallel with the first and second switches, and one end between the first and second switches A first inductor connected to the second inductor, a second inductor having one end connected between the third and fourth switches, a second capacitor having one end connected to the other end of the first inductor and the other end connected to the other end of the second inductor; a third capacitor connected in parallel with the second capacitor, wherein the first and second switches are connected in series with each other, the third and fourth switches are connected with each other in series, and the discharge resistor is connected with the third capacitor in parallel.

상기 필터는, 제1 인덕터와 직렬 연결되는 제3 및 제4 인덕터와, 제2 인덕터와 직렬 연결되는 제5 및 제6 인덕터와, 제3 커패시터와 병렬 연결되는 제4 커패시터를 포함하고, 제4 커패시터의 일단은 제3 및 제4 인덕터 사이에 연결되고, 제4 커패시터의 타단은 제5 및 제6 인덕터 사이에 연결되고, 제4 커패시터는 방전 저항과 병렬 연결된다.The filter includes third and fourth inductors connected in series with the first inductor, fifth and sixth inductors connected in series with the second inductor, and a fourth capacitor connected in parallel with the third capacitor, and a fourth One end of the capacitor is connected between the third and fourth inductors, the other end of the fourth capacitor is connected between the fifth and sixth inductors, and the fourth capacitor is connected in parallel with the discharge resistor.

상기 계통은, 교류 전원 및 교류 전원에 병렬 연결된 제5 커패시터를 포함하고, 릴레이는, 일단이 제4 인덕터에 연결되고, 타단이 제5 커패시터의 일단에 연결되는 제1 서브 릴레이 및 일단이 제6 인덕터에 연결되고, 타단이 제5 커패시터의 타단에 연결되는 제2 서브 릴레이를 포함한다.The system includes an AC power source and a fifth capacitor connected in parallel to the AC power source, and the relay has a first sub relay having one end connected to the fourth inductor and the other end connected to one end of the fifth capacitor, and a sixth end of the relay. and a second sub relay connected to the inductor and the other end connected to the other end of the fifth capacitor.

상기 필터는 EMC(Electro Magnetic Compatibility) 필터이다.The filter is an Electro Magnetic Compatibility (EMC) filter.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 인버터의 출력단에 병렬 연결된 방전 저항을 통해 릴레이가 턴오프될 때의 커패시터의 방전 시간을 저감함으로써 릴레이가 다시 턴온될 때 발생되는 돌입 전류를 저감하여 릴레이 융착을 방지할 수 있다. 또한 릴레이 융착으로 인해 인버터 등에 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, by reducing the discharge time of the capacitor when the relay is turned off through the discharge resistor connected in parallel to the output terminal of the inverter, the inrush current generated when the relay is turned on again is reduced to prevent relay fusion can do. In addition, it is possible to prevent accidents that may occur in inverters, etc. due to relay fusion.

도 1은 종래의 계통과 연결된 인버터를 포함하는 에너지 저장 시스템을 설명하는 회로도이다.
도 2는 도 1의 계통 내 교류 전원에서 인버터 방향으로 제공하는 교류 전압을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 릴레이의 턴온 및 턴오프에 따른 돌입 전류의 크기 변화를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하는 회로도이다.
도 5는 도 4의 계통 내 교류 전원에서 인버터 방향으로 제공하는 교류 전압을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 4의 릴레이의 턴온 및 턴오프에 따른 돌입 전류의 크기 변화를 설명하는 도면이다.
1 is a circuit diagram illustrating an energy storage system including an inverter connected to a conventional grid.
FIG. 2 is a view for explaining an AC voltage provided in an inverter direction from the AC power in the system of FIG. 1 .
3 is a view for explaining a change in the magnitude of the inrush current according to the turn-on and turn-off of the relay of FIG. 1 .
4 is a circuit diagram illustrating an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view for explaining an AC voltage provided in the direction of an inverter from the AC power in the grid of FIG. 4 .
6 is a view for explaining a change in the magnitude of the inrush current according to the turn-on and turn-off of the relay of FIG. 4 .

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.

이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1)을 설명하도록 한다.Hereinafter, an energy storage system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하는 회로도이다. 도 5는 도 4의 계통 내 교류 전원에서 인버터 방향으로 제공하는 교류 전압을 설명하는 도면이다. 도 6은 도 4의 릴레이의 턴온 및 턴오프에 따른 돌입 전류의 크기 변화를 설명하는 도면이다. 4 is a circuit diagram illustrating an energy storage system according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view for explaining an AC voltage provided in the direction of an inverter from the AC power in the system of FIG. 4 . 6 is a view for explaining a change in the magnitude of the inrush current according to the turn-on and turn-off of the relay of FIG. 4 .

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1)은 인버터(100), 필터(150), 릴레이(200), 릴레이 제어부(250), 계통(300), 방전 저항(DR)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the energy storage system 1 according to an embodiment of the present invention includes an inverter 100 , a filter 150 , a relay 200 , a relay control unit 250 , a system 300 , a discharge resistor ( DR) may be included.

참고로, 도면에 도시되어 있지 않지만, 에너지 저장 시스템(1)은 분산 전원 시스템, PCS(Power Conversion System), 배터리, 부하, BMS(Battery Management System), PMS(Power Management System), EMS(Energy Management System)을 더 포함할 수 있다.For reference, although not shown in the drawings, the energy storage system 1 includes a distributed power system, a power conversion system (PCS), a battery, a load, a battery management system (BMS), a power management system (PMS), and an energy management system (EMS). System) may be further included.

구체적으로, 분산 전원 시스템은 화석 연료, 원자력 연료, 신재생 에너지 중 하나 이상을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 예를 들어, 분산 전원 시스템은 태양광 발전 시스템, 풍력 발전 시스템, 조력 발전 시스템과 같은 신재생에너지를 이용한 신재생 발전 시스템일 수 있다.Specifically, the distributed power system may generate power by using one or more of fossil fuel, nuclear fuel, and renewable energy. For example, the distributed power system may be a renewable power generation system using new and renewable energy, such as a solar power generation system, a wind power generation system, and a tidal power generation system.

PCS는 분산 전원 시스템에서 발전된 전력을 배터리에 저장하거나 계통(300), 부하로 전달할 수 있다. 또한 PCS는 배터리에 저장된 전력을 계통 또는 부하로 전달할 수 있다. PCS는 계통에서 공급된 전력을 배터리에 저장할 수도 있다.The PCS may store power generated in the distributed power system in a battery or transmit it to the system 300 and a load. In addition, the PCS can deliver the power stored in the battery to the grid or load. The PCS can also store power supplied from the grid in a battery.

또한 PCS는 배터리의 충전 상태(State of Charge, 이하 “SOC 레벨”이라 한다)를 기초로 배터리의 충전 및 방전을 제어할 수 있다. In addition, the PCS may control charging and discharging of the battery based on the state of charge (hereinafter referred to as “SOC level”) of the battery.

또한 PCS는 전력 시장의 전력 가격, 분산 전원 시스템의 발전 계획, 발전량 및 계통의 전력 수요 등을 기초로 에너지 저장 시스템(1)의 동작에 대한 스케줄을 생성할 수 있다. In addition, the PCS may generate a schedule for the operation of the energy storage system 1 based on the power price of the power market, the power generation plan of the distributed power system, the amount of power generation and the power demand of the system.

참고로, 인버터(100)는 PCS의 내부에 구비될 수 있다. 물론 인버터(100)는 PCS의 외부에 구비될 수도 있고, 외부에 구비되는 경우, PCS와 연결되어 PCS로부터 전력을 제공받을 수도 있다.For reference, the inverter 100 may be provided inside the PCS. Of course, the inverter 100 may be provided outside the PCS, or when provided outside, it may be connected to the PCS to receive power from the PCS.

배터리는 분산 전원 시스템 및 계통(300)의 전력 중 하나 이상을 공급받아 저장할 수 있고, 저장된 전력을 계통(300) 및 부하 중 하나 이상에 공급할 수 있다. The battery may receive and store at least one of the power of the distributed power system and the system 300 , and may supply the stored power to at least one of the system 300 and the load.

이러한 배터리는 적어도 하나 이상의 배터리 셀로 이루어질 수 있으며, 각 배터리 셀은 복수의 베어셀을 포함할 수 있다. Such a battery may include at least one battery cell, and each battery cell may include a plurality of bare cells.

또한 도면에 도시되어 있지 않지만, 배터리는 인버터(100; 즉, 인버터의 직류 입력단자(미도시))에 연결되어 인버터(100)에 직류 전력을 제공할 수도 있다.Also, although not shown in the drawings, the battery may be connected to the inverter 100 (ie, a DC input terminal (not shown) of the inverter) to provide DC power to the inverter 100 .

부하는 분산 전원 시스템, 배터리, 계통 중 하나 이상으로부터 전력을 공급받고, 공급된 전력을 소비한다. The load receives power from one or more of a distributed power system, a battery, and a grid, and consumes the supplied power.

또한 부하는 예를 들어, 가정, 대형 건물, 공장 등을 포함할 수 있다. Loads may also include, for example, homes, large buildings, factories, and the like.

BMS는 배터리의 상태를 모니터링하고, 배터리의 충전 및 방전 동작을 제어할 수 있다. 또한 BMS는 배터리의 충전 상태인 SOC 레벨을 포함한 배터리의 상태를 모니터링 할 수 있고, 모니터링된 배터리의 상태(예를 들어, 전압, 전류, 온도, 잔여 전력량, 수명, 충전 상태 등) 정보를 PCS에 제공할 수 있다.The BMS may monitor the state of the battery and control charging and discharging operations of the battery. In addition, the BMS can monitor the state of the battery including the SOC level, which is the state of charge of the battery, and the monitored battery state (eg, voltage, current, temperature, remaining wattage, lifespan, charge state, etc.) information is sent to the PCS. can provide

또한 BMS는 배터리를 보호하기 위한 보호 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, BMS는 배터리에 대한 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱 기능 중 하나 이상을 수행할 수 있다. In addition, the BMS may perform a protection operation to protect the battery. For example, the BMS may perform one or more of an overcharge protection function, an overdischarge protection function, an overcurrent protection function, an overvoltage protection function, an overheat protection function, and a cell balancing function for the battery.

또한 BMS는 배터리의 SOC 레벨을 조절할 수 있다.The BMS can also adjust the SOC level of the battery.

구체적으로, BMS는 PCS로부터 제어 신호를 수신하고, 수신된 신호를 토대로 배터리의 SOC 레벨을 조절할 수 있다.Specifically, the BMS may receive a control signal from the PCS and adjust the SOC level of the battery based on the received signal.

PMS는 BMS로부터 제공받은 배터리와 관련된 데이터에 기초하여 PCS를 제어할 수 있다.The PMS may control the PCS based on battery-related data provided from the BMS.

구체적으로, PMS는 배터리의 상태를 모니터링하고, PCS의 상태를 모니터링할 수 있다. 즉, PMS는 BMS로부터 수신한 배터리와 관련된 데이터에 기초하여 PCS를 그 효율에 따라 제어할 수 있다.Specifically, the PMS may monitor the state of the battery and monitor the state of the PCS. That is, the PMS can control the PCS according to its efficiency based on the battery-related data received from the BMS.

또한 PMS는 BMS를 통해 배터리의 상태를 모니터링하여 수집한 배터리 관련 데이터를 EMS에 제공할 수 있다.In addition, the PMS can provide the battery-related data collected by monitoring the state of the battery through the BMS to the EMS.

EMS는 PMS로부터 제공받은 배터리에 관한 데이터에 기초하여 배터리의 유지 및 보수에 관한 정보를 생성하고, 생성된 배터리의 유지 및 보수에 관한 정보를 PMS를 통해 BMS에 제공할 수 있다. The EMS may generate battery maintenance and repair information based on the battery data received from the PMS, and may provide the generated battery maintenance and repair information to the BMS through the PMS.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1)은 분산 전원 시스템, PCS, 배터리, 부하, BMS, PMS, EMS을 더 포함할 수 있지만, 설명의 편의를 위해, 에너지 저장 시스템(1)이 인버터(100), 필터(150), 릴레이(200), 릴레이 제어부(250), 계통(300), 방전 저항(DR)만을 포함하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. As described above, the energy storage system 1 according to an embodiment of the present invention may further include a distributed power supply system, PCS, battery, load, BMS, PMS, and EMS, but for convenience of description, energy storage It will be described as an example that the system 1 includes only the inverter 100 , the filter 150 , the relay 200 , the relay control unit 250 , the system 300 , and the discharge resistor DR.

인버터(100)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다.The inverter 100 may convert DC power into AC power.

구체적으로, 인버터(100)는 제1 내지 제3 커패시터(C1, C2, C3), 제1 내지 제4 스위치(S1, S2, S3, S4), 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)를 포함할 수 있다.Specifically, the inverter 100 connects the first to third capacitors C1, C2, and C3, the first to fourth switches S1, S2, S3, and S4, and the first and second inductors L1 and L2. may include

제1 및 제2 스위치(S1, S2)는 제1 커패시터(C1)와 병렬 연결되고, 제3 및 제4 스위치(S3, S4)는 제1 및 제2 스위치(S1, S2)와 병렬 연결될 수 있다.The first and second switches S1 and S2 may be connected in parallel with the first capacitor C1, and the third and fourth switches S3 and S4 may be connected in parallel with the first and second switches S1 and S2. have.

여기에서, 제1 및 제2 스위치(S1, S2)는 서로 직렬 연결되고, 제3 및 제4 스위치(S3, S4)는 서로 직렬 연결될 수 있다.Here, the first and second switches S1 and S2 may be connected to each other in series, and the third and fourth switches S3 and S4 may be connected to each other in series.

또한 제1 스위치(S1)에는 제1 게이트 신호(S1_G) 및 제1 소오스 신호(S1_S)가 제공될 수 있고, 제2 스위치(S2)에는 제2 게이트 신호(S2_G) 및 제2 소오스 신호(S2_S)가 제공될 수 있으며, 제3 스위치(S3)에는 제3 게이트 신호(S3_G) 및 제3 소오스 신호(S3_S)가 제공될 수 있고, 제4 스위치(S4)에는 제4 게이트 신호(S4_G) 및 제4 소오스 신호(S4_S)가 제공될 수 있다.In addition, a first gate signal S1_G and a first source signal S1_S may be provided to the first switch S1 , and a second gate signal S2_G and a second source signal S2_S may be provided to the second switch S2 . ) may be provided, a third gate signal S3_G and a third source signal S3_S may be provided to the third switch S3 , and a fourth gate signal S4_G and A fourth source signal S4_S may be provided.

참고로, 제1 내지 제4 스위치(S1, S2, S3, S4)는 예를 들어, IGBT(Insulated Gate Bipolar mode Transistor)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For reference, the first to fourth switches S1 , S2 , S3 , and S4 may include, for example, an insulated gate bipolar mode transistor (IGBT), but is not limited thereto.

제1 인덕터(L1)의 경우, 일단은 제1 스위치(S1)와 제2 스위치(S2) 사이에 연결되고, 타단은 제2 커패시터(C2)의 일단에 연결될 수 있다.In the case of the first inductor L1 , one end may be connected between the first switch S1 and the second switch S2 , and the other end may be connected to one end of the second capacitor C2 .

제2 인덕터(L2)의 경우, 일단은 제3 스위치(S3)와 제4 스위치(S4) 사이에 연결되고, 타단은 제2 커패시터(C2)의 타단에 연결될 수 있다.In the case of the second inductor L2 , one end may be connected between the third switch S3 and the fourth switch S4 , and the other end may be connected to the other end of the second capacitor C2 .

제2 커패시터(C2)의 경우, 일단은 제1 인덕터(L1)의 타단에 연결되고, 타단은 제2 인덕터(L2)의 타단에 연결될 수 있다.In the case of the second capacitor C2 , one end may be connected to the other end of the first inductor L1 , and the other end may be connected to the other end of the second inductor L2 .

제3 커패시터(C3)의 경우, 제2 커패시터(C2)와 병렬 연결될 수 있다. 또한 제3 커패시터(C3)는 방전 저항(DR)과 병렬 연결될 수 있다.The third capacitor C3 may be connected in parallel with the second capacitor C2 . Also, the third capacitor C3 may be connected in parallel with the discharge resistor DR.

필터(150)는 인버터(100)의 출력단에 연결되고, 인버터(100)에서 변환된 교류 전력의 노이즈를 저감하여 계통(300)에 공급할 수 있다.The filter 150 may be connected to the output terminal of the inverter 100 , and may reduce noise of the AC power converted by the inverter 100 and supply it to the system 300 .

여기에서, 인버터(100)의 출력단은 제3 커패시터(C3) 부근을 의미할 수 있다.Here, the output terminal of the inverter 100 may refer to the vicinity of the third capacitor C3.

구체적으로 필터(150)는 제3 내지 제6 인버터(L3, L4, L5, L6)와 제4 커패시터(C4)를 포함할 수 있다.Specifically, the filter 150 may include third to sixth inverters L3, L4, L5, and L6 and a fourth capacitor C4.

제3 및 제4 인덕터(L3, L4)는 제1 인덕터(L1)와 직렬 연결되고, 제5 및 제6 인덕터(L5, L6)는 제2 인덕터(L2)와 직렬 연결될 수 있다.The third and fourth inductors L3 and L4 may be connected in series with the first inductor L1 , and the fifth and sixth inductors L5 and L6 may be connected in series with the second inductor L2 .

제4 커패시터(C4)는 제3 커패시터(C3)와 병렬 연결될 수 있다. 또한 제4 커패시터(C4)의 경우, 일단은 제3 및 제4 인덕터(L3, L4) 사이에 연결되고, 타단은 제5 및 제6 인덕터(L5, L6) 사이에 연결될 수 있다.The fourth capacitor C4 may be connected in parallel with the third capacitor C3 . Also, in the case of the fourth capacitor C4 , one end may be connected between the third and fourth inductors L3 and L4 , and the other end may be connected between the fifth and sixth inductors L5 and L6 .

또한 제4 커패시터(C4)는 방전 저항(DR)과 병렬 연결될 수 있다.Also, the fourth capacitor C4 may be connected in parallel with the discharge resistor DR.

참고로, 필터(150)는 예를 들어, EMC(Electro Magnetic Compatibility) 필터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. For reference, the filter 150 may be, for example, an Electro Magnetic Compatibility (EMC) filter, but is not limited thereto.

릴레이(200)는 필터(150)와 계통(300) 사이를 연결 또는 차단할 수 있다.The relay 200 may connect or block the filter 150 and the system 300 .

구체적으로, 릴레이(200)는 제1 서브 릴레이(SR1)와 제2 서브 릴레이(SR2)를 포함할 수 있다.Specifically, the relay 200 may include a first sub relay SR1 and a second sub relay SR2.

제1 서브 릴레이(SR1)의 경우, 일단은 제4 인덕터(L4)에 연결되고, 타단은 제5 커패시터(C5)의 일단에 연결될 수 있다.In the case of the first sub relay SR1 , one end may be connected to the fourth inductor L4 , and the other end may be connected to one end of the fifth capacitor C5 .

제2 서브 릴레이(SR2)의 경우, 일단은 제6 인덕터(L6)에 연결되고, 타단은 제5 커패시터(C5)의 타단에 연결될 수 있다.In the case of the second sub relay SR2 , one end may be connected to the sixth inductor L6 , and the other end may be connected to the other end of the fifth capacitor C5 .

릴레이 제어부(250)는 릴레이(200)를 턴온 또는 턴오프시킬 수 있다.The relay control unit 250 may turn the relay 200 on or off.

참고로, 릴레이 제어부(250)는 전술한 PCS, PMS, EMS 등과 같은 장치에 의해 제어되거나 외부 장치에 의해 제어될 수 있다. For reference, the relay control unit 250 may be controlled by a device such as the aforementioned PCS, PMS, EMS, or the like, or may be controlled by an external device.

계통(300)은 교류 전원(AP) 및 교류 전원(AP)에 병렬 연결된 제5 커패시터(C5)를 포함할 수 있다. The system 300 may include an AC power source AP and a fifth capacitor C5 connected in parallel to the AC power source AP.

제5 커패시터(C5)의 경우, 일단은 제1 서브 릴레이(SR1)의 타단에 연결되고, 타단은 제2 서브 릴레이(SR2)의 타단에 연결될 수 있다. In the case of the fifth capacitor C5 , one end may be connected to the other end of the first sub relay SR1 , and the other end may be connected to the other end of the second sub relay SR2 .

방전 저항(DR)은 인버터(100)와 필터(150) 사이에 병렬 연결될 수 있다.The discharge resistor DR may be connected in parallel between the inverter 100 and the filter 150 .

구체적으로, 방전 저항(DR)은 인버터(100), 필터(150) 및 계통(300)에 각각 구비된 커패시터(즉, 제1 내지 제5 커패시터(C1~C5))의 방전 시간을 저감하여, 릴레이 제어부(250)에 의해 턴오프된 릴레이(200)가 다시 턴온될 때 발생되는 돌입 전류를 저감할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다. Specifically, the discharge resistor DR reduces the discharge time of the capacitors (that is, the first to fifth capacitors C1 to C5) provided in the inverter 100, the filter 150, and the system 300, respectively, Inrush current generated when the relay 200 turned off by the relay controller 250 is turned on again can be reduced. Specific details on this will be described later.

전술한 바와 같이 구성된 에너지 저장 시스템(1)에서, 인버터(100)가 구동되기 전에 에너지 저장 시스템(1)의 전반적인 상태를 점검하는 동작이 수행되고, 에너지 저장 시스템(1)에 이상이 없다고 판단되는 경우, 릴레이 제어부(250)에 의해 릴레이(200)가 턴온되어 인버터(100)와 계통(300)이 연결될 수 있다. In the energy storage system 1 configured as described above, before the inverter 100 is driven, an operation of checking the overall state of the energy storage system 1 is performed, and it is determined that there is no abnormality in the energy storage system 1 . In this case, the relay 200 may be turned on by the relay controller 250 to connect the inverter 100 and the grid 300 .

즉, 인버터(100)의 구동 전, 에너지 저장 시스템(1)이 정상 상태인 경우, 릴레이(200)를 턴온 또는 턴오프(turn-off)시킨다 하더라도 별다른 문제가 없지만, 릴레이(200)의 턴온 또는 턴오프시 발생되는 돌입 전류가 클 경우, 이러한 돌입 전류로 인해 릴레이(200)가 융착되는 문제가 발생할 수 있다.That is, before the inverter 100 is driven, when the energy storage system 1 is in a normal state, there is no particular problem even if the relay 200 is turned on or off, but the relay 200 is turned on or If the inrush current generated during turn-off is large, the relay 200 may be fused due to the inrush current.

여기에서, 인버터(100)의 구동이 개시되기 전에 릴레이(200)의 턴온 또는 턴오프에 따른 커패시터(C1~C5)의 충전 또는 방전 동작을 살펴보면 다음과 같다.Here, before driving of the inverter 100 is started, the charging or discharging operation of the capacitors C1 to C5 according to the turn-on or turn-off of the relay 200 will be described as follows.

먼저, 인버터(100)의 구동이 개시되기 전에 릴레이 제어부(250)에 의해 릴레이(200)가 처음으로 턴온되면, 인버터(100), 필터(150) 및 계통(300)에 각각 구비된 커패시터(즉, 제1 내지 제5 커패시터(C1~C5))가 충전될 수 있다.First, when the relay 200 is turned on for the first time by the relay control unit 250 before the drive of the inverter 100 is started, the capacitors (that is, the inverter 100 ), the filter 150 , and the system 300 are respectively provided. , the first to fifth capacitors C1 to C5) may be charged.

이 후, 릴레이 제어부(250)에 의해 턴온된 릴레이(200)가 턴오프되면, 인버터(100), 필터(150) 및 계통(300)에 각각 구비된 커패시터(즉, 제1 내지 제5 커패시터(C1~C5))가 방전될 수 있다.After that, when the relay 200 turned on by the relay control unit 250 is turned off, the capacitors (that is, the first to fifth capacitors (that is, the first to fifth capacitors) C1~C5)) may be discharged.

구체적으로, 도 4 내지 도 6을 참조하여 인버터(100)의 구동이 개시되기 전의 릴레이(200)의 턴온 또는 턴오프에 따른 돌입 전류의 변화를 살펴보면 다음과 같다.Specifically, with reference to FIGS. 4 to 6 , the change in inrush current according to the turn-on or turn-off of the relay 200 before the driving of the inverter 100 is started will be described as follows.

참고로, 도 5에서 세로축은 커패시터(예를 들어, 제1 내지 제5 커패시터(C5) 중 어느 하나)에 인가된 교류 전압(+V, -V)을 의미하고, 가로축은 시간(t)을 의미할 수 있다.For reference, in FIG. 5 , the vertical axis indicates AC voltages (+V, -V) applied to the capacitor (eg, any one of the first to fifth capacitors C5 ), and the horizontal axis indicates time (t). can mean

또한 도 6에서 세로축은 릴레이(200)의 턴온 또는 턴오프시 발생된 돌입 전류(+I, -I)를 의미하고, 가로축은 시간(t)을 의미할 수 있다. In addition, in FIG. 6 , the vertical axis may mean inrush currents (+I, -I) generated when the relay 200 is turned on or off, and the horizontal axis may mean time (t).

도 4 내지 도 6을 참조하면, 인버터(100)의 구동이 개시되기 전에, 릴레이(200)는 제1 지점(P1)에서 턴온되고, 제2 지점(P2)에서 턴오프되며, 제3 지점(P3)에서 다시 턴온되고, 제4 지점(P4)에서 다시 턴오프될 수 있다.4 to 6, before the drive of the inverter 100 is started, the relay 200 is turned on at a first point P1, is turned off at a second point P2, and a third point ( It may be turned on again at P3 ) and may be turned off again at the fourth point P4 .

여기에서, 릴레이(200)가 제1 지점(P1)에서 처음 턴온시, 돌입 전류가 순간적으로 증가한 후 다시 감소하는 것을 확인할 수 있다. Here, when the relay 200 is first turned on at the first point P1, it can be seen that the inrush current increases momentarily and then decreases again.

또한, 릴레이(200)가 턴오프되는 제2 지점(P2)에서 계통(300)에서 제공하는 교류 전압이 양의 피크 전압(PP)인 경우, 에너지 저장 시스템(1) 내에 구비된 커패시터(예를 들어, 제1 내지 제5 커패시터(C1~C5)) 역시 최대 전압, 즉, 양의 피크 전압(PP)으로 충전된 후 방전될 수 있다.In addition, when the AC voltage provided by the system 300 at the second point P2 at which the relay 200 is turned off is a positive peak voltage PP, a capacitor (eg, For example, the first to fifth capacitors C1 to C5 may also be discharged after being charged to the maximum voltage, that is, the positive peak voltage PP.

다만, 방전 저항(DR)의 존재로 인해, 제1 내지 제5 커패시터(C1~C5)에 충전된 전압이 빠르게 방전될 수 있다.However, due to the existence of the discharge resistor DR, the voltage charged in the first to fifth capacitors C1 to C5 may be rapidly discharged.

구체적으로, 도 2와 같이, 방전 저항이 없을 때의 방전 기울기(DS)보다 도 5와 같이 방전 저항이 있을 때의 방전 기울기(DS')가 더 가파르다는 것을 확인할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 2 , it can be confirmed that the discharge slope DS′ when there is a discharge resistance is steeper than the discharge slope DS when there is no discharge resistance as shown in FIG. 5 .

이는, 방전 저항(DR)이 제1 내지 제5 커패시터(C1~C5)에 충전된 전압을 빠르게 방전시킴으로써 방전 시간을 줄이기 때문이다.This is because the discharge resistor DR reduces the discharge time by rapidly discharging the voltage charged in the first to fifth capacitors C1 to C5.

이에 따라, 릴레이(200)가 다시 턴온되는 제3 지점(P3)에서 계통(300)에서 제공하는 교류 전압이 음의 피크 전압(NP)이라고 가정하였을 때, 에너지 저장 시스템(1) 내에 구비된 커패시터(예를 들어, 제1 내지 제5 커패시터(C1~C5))에는 종래(즉, 도 1과 같이 방전 저항이 없는 경우)보다 작은 전압(VC')이 인가될 수 있다.Accordingly, assuming that the AC voltage provided by the system 300 at the third point P3 at which the relay 200 is turned on again is the negative peak voltage NP, the capacitor provided in the energy storage system 1 (For example, a voltage VC′ smaller than that of the conventional one (ie, when there is no discharge resistor as shown in FIG. 1 ) may be applied to the first to fifth capacitors C1 to C5 .

즉, 도 2와 같이 방전 저항이 없을 때의 커패시터(예를 들어, 제2 커패시터(C2))의 전압 변화량보다 도 5와 같이 방전 저항이 있을 때의 커패시터(예를 들어, 제2 커패시터(C2))의 전압 변화량이 더 작다는 것을 확인할 수 있다.That is, the amount of voltage change of the capacitor (eg, the second capacitor C2) when there is no discharging resistance as shown in FIG. )), the voltage change amount is smaller.

또한 제3 지점(P3)에서 릴레이(200)를 턴온시킬 때의 전압 변화량이 종래보다 저감되는바, 전술한 <식 1>에 따른 돌입 전류의 크기 역시 종래 보다 작아지게 된다.In addition, since the amount of voltage change when the relay 200 is turned on at the third point P3 is reduced compared to the prior art, the magnitude of the inrush current according to the above-mentioned <Equation 1> is also smaller than that of the prior art.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1)에서는, 인버터(100)의 출력단에 병렬 연결된 방전 저항(DR)을 통해 릴레이(200)가 턴오프될 때의 커패시터(C1~C5)의 방전 시간을 저감함으로써 릴레이(200)가 다시 턴온될 때 발생되는 돌입 전류를 저감하여 릴레이(200) 융착을 방지할 수 있다. 또한 릴레이(200) 융착으로 인해 인버터(100) 등에 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있다.As described above, in the energy storage system 1 according to an embodiment of the present invention, the capacitor C1 when the relay 200 is turned off through the discharge resistor DR connected in parallel to the output terminal of the inverter 100 . By reducing the discharge time of ~ C5), it is possible to reduce the inrush current generated when the relay 200 is turned on again, thereby preventing the relay 200 from fusion. In addition, it is possible to prevent an accident that may occur in the inverter 100 or the like due to the fusion of the relay 200 in advance.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.For those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention, so the above-described embodiments and the accompanying drawings is not limited by

100: 인버터 150: 필터
200: 릴레이 250: 릴레이 제어부
300: 계통
100: inverter 150: filter
200: relay 250: relay control unit
300: strain

Claims (8)

계통을 포함하는 에너지 저장 시스템에 있어서,
직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터;
상기 인버터의 출력단에 연결되고, 상기 인버터에서 변환된 교류 전력의 노이즈를 저감하여 상기 계통에 공급하는 필터;
상기 필터와 상기 계통 사이를 연결 또는 차단하는 릴레이;
상기 인버터와 상기 필터 사이에 병렬 연결되는 방전 저항; 및
상기 릴레이를 턴온(turn-on) 또는 턴오프(turn-off)시키는 릴레이 제어부를 포함하고,
상기 인버터, 상기 필터 및 상기 계통에는 각각 커패시터가 구비되고,
상기 인버터의 구동이 개시되기 전에 상기 릴레이 제어부에 의해 상기 릴레이가 처음으로 턴온되면, 상기 인버터, 상기 필터 및 상기 계통에 각각 구비된 커패시터가 충전되고,
상기 릴레이 제어부에 의해 상기 턴온된 릴레이가 턴오프되면, 상기 인버터, 상기 필터 및 상기 계통에 각각 구비된 커패시터가 방전되는
에너지 저장 시스템.
An energy storage system comprising a system, comprising:
an inverter that converts DC power into AC power;
a filter connected to the output terminal of the inverter, reducing noise of AC power converted by the inverter and supplying it to the system;
a relay connecting or blocking the filter and the system;
a discharge resistor connected in parallel between the inverter and the filter; and
And a relay control unit for turning the relay on (turn-on) or turn-off (turn-off),
Each of the inverter, the filter and the system includes a capacitor,
When the relay is turned on for the first time by the relay control unit before driving of the inverter is started, capacitors respectively provided in the inverter, the filter, and the system are charged,
When the turned-on relay is turned off by the relay control unit, the inverter, the filter, and the capacitors provided in the system are discharged.
energy storage system.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 방전 저항은,
상기 인버터, 상기 필터 및 상기 계통에 각각 구비된 커패시터의 방전 시간을 저감하여, 상기 릴레이 제어부에 의해 상기 턴오프된 릴레이가 다시 턴온될 때 발생되는 돌입 전류를 저감하는
에너지 저장 시스템.
According to claim 1,
The discharge resistance is
By reducing the discharge time of the capacitor provided in each of the inverter, the filter, and the system, the inrush current generated when the relay turned off by the relay control unit is turned on again
energy storage system.
제1항에 있어서,
상기 인버터는,
제1 커패시터와,
상기 제1 커패시터와 병렬 연결된 제1 및 제2 스위치와,
상기 제1 및 제2 스위치와 병렬 연결된 제3 및 제4 스위치와,
상기 제1 및 제2 스위치 사이에 일단이 연결되는 제1 인덕터와,
상기 제3 및 제4 스위치 사이에 일단이 연결되는 제2 인덕터와,
일단이 상기 제1 인덕터의 타단에 연결되고, 타단이 상기 제2 인덕터의 타단에 연결되는 제2 커패시터와,
상기 제2 커패시터와 병렬 연결되는 제3 커패시터를 포함하되,
상기 제1 및 제2 스위치는 서로 직렬 연결되고,
상기 제3 및 제4 스위치는 서로 직렬 연결되고,
상기 방전 저항은 상기 제3 커패시터와 병렬 연결되는
에너지 저장 시스템.
According to claim 1,
The inverter is
a first capacitor;
first and second switches connected in parallel with the first capacitor;
Third and fourth switches connected in parallel with the first and second switches;
a first inductor having one end connected between the first and second switches;
a second inductor having one end connected between the third and fourth switches;
a second capacitor having one end connected to the other end of the first inductor and the other end connected to the other end of the second inductor;
A third capacitor connected in parallel with the second capacitor,
The first and second switches are connected in series with each other,
The third and fourth switches are connected in series with each other,
The discharge resistor is connected in parallel with the third capacitor
energy storage system.
제5항에 있어서,
상기 필터는,
상기 제1 인덕터와 직렬 연결되는 제3 및 제4 인덕터와,
상기 제2 인덕터와 직렬 연결되는 제5 및 제6 인덕터와,
상기 제3 커패시터와 병렬 연결되는 제4 커패시터를 포함하고,
상기 제4 커패시터의 일단은 상기 제3 및 제4 인덕터 사이에 연결되고, 상기 제4 커패시터의 타단은 상기 제5 및 제6 인덕터 사이에 연결되고,
상기 제4 커패시터는 상기 방전 저항과 병렬 연결되는
에너지 저장 시스템.
6. The method of claim 5,
The filter is
third and fourth inductors connected in series with the first inductor;
fifth and sixth inductors connected in series with the second inductor;
a fourth capacitor connected in parallel with the third capacitor;
One end of the fourth capacitor is connected between the third and fourth inductors, and the other end of the fourth capacitor is connected between the fifth and sixth inductors,
The fourth capacitor is connected in parallel with the discharge resistor.
energy storage system.
제6항에 있어서,
상기 계통은,
교류 전원 및 상기 교류 전원에 병렬 연결된 제5 커패시터를 포함하고,
상기 릴레이는,
일단이 상기 제4 인덕터에 연결되고, 타단이 상기 제5 커패시터의 일단에 연결되는 제1 서브 릴레이 및 일단이 상기 제6 인덕터에 연결되고, 타단이 상기 제5 커패시터의 타단에 연결되는 제2 서브 릴레이를 포함하는
에너지 저장 시스템.
7. The method of claim 6,
The system is
Comprising an AC power source and a fifth capacitor connected in parallel to the AC power source,
The relay is
A first sub relay having one end connected to the fourth inductor, the other end connected to one end of the fifth capacitor, and a second sub relay having one end connected to the sixth inductor and the other end connected to the other end of the fifth capacitor. with relay
energy storage system.
제1항에 있어서,
상기 필터는 EMC(Electro Magnetic Compatibility) 필터인
에너지 저장 시스템.

According to claim 1,
The filter is an EMC (Electro Magnetic Compatibility) filter.
energy storage system.

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007097311A (en) 2005-09-29 2007-04-12 Sanyo Electric Co Ltd System linking interactive device
JP2010213439A (en) * 2009-03-10 2010-09-24 Panasonic Corp System-cooperative inverter device
JP2015180122A (en) 2014-03-18 2015-10-08 オムロン株式会社 Controller, power converter, power supply system, program, and control method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170008578A (en) * 2015-07-14 2017-01-24 엘에스산전 주식회사 Grid tied polarvoltaic inverter system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007097311A (en) 2005-09-29 2007-04-12 Sanyo Electric Co Ltd System linking interactive device
JP2010213439A (en) * 2009-03-10 2010-09-24 Panasonic Corp System-cooperative inverter device
JP2015180122A (en) 2014-03-18 2015-10-08 オムロン株式会社 Controller, power converter, power supply system, program, and control method

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